(57)【要約】【課題】感光体中に含有される粒子の最大径が１μｍより大きな場合でも感光体リークを生じない接触帯電装置を提供する。【解決手段】導電性支持体の表面上あるいは導電性支持体の表面に形成した下引き層上に感光層を形成してなる感光体と、表面が感光層と接触しながら回動するように配置され軸と表面との間に導電性弾性体層を有する帯電ローラと、感光体の導電性支持体と帯電ローラの軸部との間に直流の帯電電圧を印加する帯電用電源とを備え、前記導電性弾性体層が、弾性材料中に電子導電性材料とイオン導電性材料とを分散させて導電性を持たせたことにより帯電電圧によって帯電ローラと感光層の間を流れる電流が曲部的に集中して感光層の絶縁破壊を生じない程度の導電性を有することを特徴とする電子写真プロセス用の接触帯電装置を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性支持体の表面上あるいは導電性支持体の表面に形成した下引き層上に感光層を形成してなる感光体と、
表面が感光層と接触しながら回動するように配置され軸と表面との間に導電性弾性体層を有する帯電ローラと、
感光体の導電性支持体と帯電ローラの軸部との間に直流の帯電電圧を印加する帯電用電源とを備え、
前記導電性弾性体層が、弾性材料中に電子導電性材料とイオン導電性材料とを分散させて導電性を持たせたことにより帯電電圧によって帯電ローラと感光層の間を流れる電流が局部的に集中して感光層の絶縁破壊を生じない程度の導電性を有することを特徴とする電子写真プロセス用の接触帯電装置。
【請求項２】
前記帯電ローラの導電性弾性体層に含有される電子導電性材料が、カーボンブラック、グラファイトまたは導電性金属酸化物からなる請求項１記載の接触帯電装置。
【請求項３】
前記帯電ローラの導電性弾性体層に含有されるイオン導電性材料が、アルカリ金属塩または四級アンモニウム塩からなる請求項１記載の接触帯電装置。
【請求項４】
前記感光層が、１マイクロメートルよりも大きく４５マイクロメートル以下の最大径の粒子を含有する層である請求項１記載の接触帯電装置。
【請求項５】
前記導電性支持体が、感光層を形成する表面に０．５〜２．０マイクロメートルの表面粗さを有する請求項１記載の接触帯電装置。
【請求項６】
前記感光層が、導電性支持体上に形成された電荷発生層と電荷発生層上に形成された層厚が１５〜３８マイクロメートルの電荷輸送層からなる請求項１記載の接触帯電装置。
【請求項７】
前記導電性支持体が、アルミニウムの表面に熱可塑性樹脂を塗布してなる請求項１記載の接触帯電装置。
【請求項８】
前記帯電ローラが、感光層に接する表面に０．５〜１４．５マイクロメートルの表面粗さを有する請求項１記載の接触帯電装置。
【請求項９】
前記帯電用電源が、帯電電圧の印加開始から帯電ローラ軸部電圧が目標電圧に達するまでの立ち上がり時間が０．０２〜９０ミリ秒である請求項１記載の接触帯電装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一つに記載の接触帯電装置を備える電子写真方式の画像形成装置。
【請求項１１】
前記画像形成装置が、カラー画像を形成するために互いに異なる色の画像を形成するための複数の感光体と、
感光体を帯電するために各感光体に対応して配置された前記接触帯電装置を備える請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１２】
感光体表面の帯電粒子を現像部側へ吸着して感光体をクリーニングする機能を有する現像部と、
請求項１〜９のいずれか一つに記載の接触帯電装置とを備えることを特徴とする電子写真方式の画像形成装置。
【請求項１３】
帯電ローラ表面をクリーニングする帯電ローラクリーニング部をさらに備えることにより、前記接触帯電装置が感光体のクリーニング機能を有する請求項１２記載の画像形成装置。
【請求項１４】
転写後に感光体表面に残留したトナーを攪乱するトナー攪乱部材が前記接触帯電装置の手前に配置され、
残留トナーがトナー攪乱部材で攪乱された後に接触帯電装置を通過するように構成される請求項１２または１３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、接触帯電装置及びそれを備えてなる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、レーザープリンター、ファクシミリ等に用いられる電子写真方式の画像形成装置の帯電器には、ワイヤーとケースを用いたコロトロン帯電器や、ワイヤーとケースさらにグリッド電極を用いて感光体の表面電位を安定させるスコロトロン帯電器が多く用いられてきた。特に、スコロトロン帯電器は、ワイヤーと感光体表面の間に配置されたグリッドを用いることによって、感光体の表面電位を安定して制御できるという利点があり、帯電器として幅広く用いられてきた。
【０００３】
しかし、これらの帯電器には、５〜８ｋＶの高電圧を印加する必要があり、オゾン発生量が多いという欠点がある。このような欠点を解消すべく、近年、帯電部材を感光体に接触もしくは近接させる帯電器が開発されてきた。接触ローラ帯電器、非接触ローラ帯電器、ブラシ帯電器、磁気ブラシ帯電器等がそれである。これらの帯電器は、一部の注入帯電方式のものを除いて、微小空隙放電による帯電方式を利用している。そして、これらの帯電器は、スコロトロン帯電器の欠点であった高圧電源の問題、オゾンの問題を解決可能な帯電器として現在の主流の帯電器となってきている。ところが、従来のスコロトロン帯電器と比較すると、帯電の均一性についてやや劣り、感光体リーク、即ち感光体層の局部電流集中による絶縁破壊が起こりやすいという欠点があった。
【０００４】
接触帯電の帯電均一性については、所望の感光体の表面電位に相当する直流電圧に、帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧を持つ交流電圧成分を重畳した電圧を接触帯電部材に印加する交流帯電方式を用いた接触帯電方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、交流電圧を重畳するタイプの帯電器では、直流電圧を用いる帯電器に比べて大きな電流が流れる。即ち、帯電器と感光体の間で生じる気中放電電流が大きい。このために、直流電圧を用いる帯電器に比べて感光体の膜減りが多く、従って、感光体リークを起こし易くなる。また、帯電部材の耐久性が低くなりやすい。さらに、直流電圧印加時における帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧である高圧の交流電圧を重畳させるため、直流電源とは別に交流電源が必要となり、装置自体のコストアップを招く等の多くの問題点があった。
【０００５】
感光体リークは、様々な現象が重なって生じる。上記のように感光体の膜減りによる感光体耐圧の低下が原因となる場合もあるが、帯電ローラ表面への異物の付着、汚れや感光体の光導電層の欠陥、あるいは、感光体の支持体表面の異物の付着、汚れ、微細な穴等の欠陥部分に電流が集中して流れ、感光体リークとなることもある。この感光体リークが要因となって、黒点または白点状のスポット欠陥が引き起こされ、著しい場合には、帯電器自体の帯電能の低減や、感光体の軸方向全体に及ぶ帯電不良をきたしていた。
【０００６】
特に近年、カラーの画像形成装置、あるいは専用の感光体クリーナー機構を設けないクリーナーレス方式の画像形成方式のマシンが増加する傾向にあり、これに伴って感光体リークの問題が注目されている。何故なら、カラーの画像形成装置使用するカラートナーは、従来のモノクロトナーよりもシリカ等の微細な外添剤量が増えているからである。この微細な外添剤が、クリーナーブレードをすり抜けて帯電部材に付着し、電流が集中する状況を作り出しやすいからである。また、クリーナーレス方式の画像形成装置では、帯電器の前にクリーナーが設けられないので、転写後に感光体表面に残留したトナーやキャリアが帯電部材と感光体のニップに入り込み、電流が集中する状況を作り出しやすいからである。
【０００７】
このような感光体リークを防止するためには、帯電部材のクリーニングの確立と感光体の下引き層、即ち感光層と下部の導電性支持体との間に設けられる層をなるべく厚膜化して、支持体表面の凹凸の隠蔽性が高めることが有効である。ところが、感光体の下引き層を厚くしすぎると、残留電位が著しく上昇し、使用に耐え得ないようになってしまうという問題があった。そこで、接触帯電器を用いた画像形成装置において、感光体の下引き層を厚膜化せずに感光体リークを防止する技術として、感光体の導電性支持体の表面を陽極酸化処理することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、蒸着重合により形成されるポリイミド、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタンよりなる下引き層を感光体に設けることが提案されている（例えば、特許文献３参照）。また、電荷発生材料として特定の結晶型のチタニルフタロシアニンを含有する電子写真感光体において、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂よりなる下引き層を設けることが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
このように、現在では、接触帯電器を用いた画像形成装置において、導電性支持体処理を施した感光体が多く使用されている。
【０００８】
一方、異物による感光体リークを防止する技術に関しては、感光体中に含有される粒子の最大径を１μｍ以下とすることが提案されている（例えば、特許文献５参照）。接触帯電による感光体の放電絶縁破壊は、感光体中に含有されている最大粒径が１μｍを超える粒子、即ち、感光層に分散されているアゾ顔料やフタロシアニン顔料などの電荷発生材料の凝集物、或は四フッ化エチレン樹脂粉体やフッ化ビニリデン樹脂粉体などの固体潤滑剤の凝集物、或は固形不純物さらには下引層などの中間層中にある支持体切削による切り粉などの固形不純物などが核となって起こるため、感光体中に含有される粒子の最大径を１μｍ以下とするものである。
【特許文献１】特開昭６３−１４９６６８号公報
【特許文献２】特開平５−３４９６４号公報
【特許文献３】特開昭６４−６９６２号公報
【特許文献４】特開平３−３３８５６号公報
【特許文献５】特開平２−６７５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述のように感光体中に含有される粒子の最大径を１μｍ以下にするためには、塗工前工程において、塗工液の濾過、遠心分離などを何度も行わなければならないため前工程のコストアップにつながる。また、塗工液を十分に濾過、遠心分離しても、材料によっては、電荷発生材料が塗工中に凝集してしまうため、電荷発生材料の選定幅が狭くなるという問題もある。
【００１０】
また、感光体リークを防止するために、前述したような導電性基体処理、例えば、感光体の導電性基体にアルマイト処理や、熱硬化性樹脂のコート等の処理を施した感光体を使用している。このような処理による感光体の下引き層の形成は、蒸着あるいは高温加熱を必要とするため、生産性の面から好ましくなかった。特に、有機溶剤に不溶あるいは難溶であるポリイミド樹脂を下引き層に用いる場合には、塗布適性に乏しいために蒸着重合によって層を形成するか、ポリアミック酸溶液を塗布し加熱して重合させる方法等が使用されていたが、これらの方法は、２５０℃以上の高温に加熱する工程必要があり、生産性が悪く製品のコストアップ要因になっていた。
【００１１】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、我々は、感光体中に含有される粒子の最大径が１μｍより大きな場合でも感光体リークを生じない接触帯電装置の検討を行った結果、すぐれた特性良好な結果が得られたので。また、特殊な導電性基体処理を行うことなく、感光体リークを生じないシステムの検討を行った。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は、導電性支持体の表面上あるいは導電性支持体の表面に形成した下引き層上に感光層を形成してなる感光体と、表面が感光層と接触しながら回動するように配置され軸と表面との間に導電性弾性体層を有する帯電ローラと、感光体の導電性支持体と帯電ローラの軸部との間に直流の帯電電圧を印加する帯電用電源とを備え、前記導電性弾性体層が、弾性材料中に電子導電性材料とイオン導電性材料とを分散させて導電性を持たせたことにより帯電電圧によって帯電ローラと感光層の間を流れる電流が曲部的に集中して感光層の絶縁破壊を生じない程度の導電性を有することを特徴とする電子写真プロセス用の接触帯電装置を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の接触帯電装置は、帯電ローラの導電性弾性体層が、弾性材料中に電子導電性材料とイオン導電性材料とを分散させて導電性を持たせたことにより帯電電圧によって帯電ローラと感光層の間を流れる電流が曲部的に集中して感光層の絶縁破壊を生じない程度の導電性を有するので、感光体リークの発生が抑制され、しかも交流電圧に比べて感光体の膜減り量が少なく、帯電ローラの寿命が長く、かつ電源のコストが安い直流電圧を帯電ローラに印加して均一性の良好な帯電特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
前記課題を解決するために、発明者は検討を行い、感光体リークを回避するには、帯電部材−感光体間の電界差を減少させるべく直流電圧のみを帯電部材に印加する方法が効果的であるとの知見を得た。しかし、立ち上がり時間が比較的遅い電源を使用した場合、感光体リークが発生する。そこで、更なる検討の結果、帯電部材の基層の導電方式を電子導電性材料とイオン導電性材料の２種類を組み合わせたバイブリッド方式とすることで、感光体中に含有される粒子の最大径を約５０μｍ以下まで感光体リークを起こさず、長期間良好な画像を得ることができることを見出した。
【００１５】
この発明の接触帯電装置は、導電性支持体の表面上あるいは導電性支持体の表面に形成した下引き層上に感光層を形成してなる感光体と、表面が感光層と接触しながら回動するように配置され軸と表面との間に導電性弾性体層を有する帯電ローラと、感光体の導電性支持体と帯電ローラの軸部との間に直流の帯電電圧を印加する帯電用電源とを備え、前記導電性弾性体層が、弾性材料中に電子導電性材料とイオン導電性材料とを分散させて導電性を持たせたことにより帯電電圧によって帯電ローラと感光層の間を流れる電流が曲部的に集中して感光層の絶縁破壊を生じない程度の導電性を有することを特徴とする。
【００１６】
ここで、電子導電性材料とは、バインダー材料の中にカーボン等の電子導電剤を添加して分散させた材料のことをいい、電圧が印加された場合に電子が電子導電剤間をトンネル効果によって移動することにより導電性を示す。
また、イオン導電性材料とはバインダー材料の中にイオン導電性を有する導電剤を分散させた材料のことをいい、電圧が印加された場合に分子鎖間をイオンが伝播することにより導電性を示す。
バインダー材料は、例えば天然ゴムや合成ゴム、あるいはポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂などであってもよい。
また、電子導電剤としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト、導電性金属酸化物等を用いることができる。導電性金属酸化物とは、より具体的には、ＺｎＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｎＯ2・Ｓｂ2 Ｏ5 ，ＴｉＯ・ＴｉＯ2などであってもよい。
イオン導電剤としては、例えば、アルカリ金属塩や四級アンモニウム塩等を用いることができる。ここで、アルカリ金属塩とは、例えばナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩などであってもよい。さらに、四級アンモニウム塩とは、例えば、ラウリルトリメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウム、オクタドデシルトリメチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸・ジメチルエチルアンモニウニウム塩の過塩素酸塩、塩素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エトサルフェート塩、臭化ベンジル塩、塩化ベンジル塩等のハロゲン化ベンジル塩などであってもよい。
【００１７】
電子導電タイプの帯電部材の場合、導電性のメカニズムがバインダ樹脂（あるいはバインダーポリマー）中のカーボン間を電子が高電圧により伝わるトンネル効果によるため、電圧を変化させたときの電気抵抗の変動が大きい。また、電子導電剤は、バインダ樹脂中での均一分散が困難であるため電気抵抗のバラツキが大きい。そのため、電圧の立ち上がり特性の遅い高圧電源を使用した場合、導電剤のバラツキが大きいバインダ樹脂中を電子が移動する時間が長くなる。不安定な状態で電子が移動するため、ローラの比較的抵抗の低いあるポイントに電流が集中し、感光体リークを発生させるものと考えられる。そのため、立ち上がり特性の早い高圧電源では発生しなかった感光体リークも、電圧の立ち上がり特性の遅い高圧電源を使用した場合、発生してしまうと考えられる。
【００１８】
また、イオン導電タイプの帯電部材の場合、感光体リークに関しては、比較的良好な結果が得られたが、イオン導電性材料が染み出し、感光体を汚染するといった問題があった。
これに対してハイブリッドタイプの帯電部材の場合は、イオン導電性材料が分散されていることによりバインダ樹脂中での均一分散が可能で電気抵抗のバラツキが小さい。そのため、電子導電タイプの帯電部材のように電流の集中が起こりにくく、たとえ、不安定な状態で電子が移動したとしても、あるポイントに電流が集中することがなく、感光体リークが発生しないと考えられる。また、イオン材料の含有量が少ないため、薄い表面層を設けることでイオン導電タイプの帯電部材で問題になったイオン導電性材料の滲み出しを低減することが可能となる。
従って、前記導電性弾性体層が、弾性材料の重量１００に対して電子導電材料を５〜５０重量部の範囲の割合で添加し、さらに前記弾性材料の重量１００に対してイオン導電性材料を０．１〜１０重量部の範囲の割合で添加することが好ましい。
電子導電材料の重量割合が前記範囲より小さいと、導電性弾性体層の抵抗率が高すぎて十分な帯電電位が得られない。逆に、電子導電材料の重量割合が前記範囲より大きいと帯電電圧を印加する電源の出力から感光体側をみたときの負荷抵抗が小さすぎて感光体がリークしやすい。
一方、イオン導電性材料は抵抗値を低くする効果が小さいため、重量割合が前記範囲より小さいと、イオン導電性材料を添加した効果が不十分で、十分な帯電電位が得られない。逆に、イオン導電性材料の添加量を前記範囲より大きくしたとしても、イオン導電材料の添加量に比例して導電性弾性体の抵抗が下がらなくなるばかりでなく、感光体表面へのブリードアウト（滲み出し）が問題になる。
【００１９】
前記感光層が、１マイクロメートルよりも大きく４５マイクロメートル以下の範囲の最大径の粒子を含有する層であってもよい。前述のように、感光体に接触または近接して配置した帯電部材に直流電圧を印加することにより当該感光体を帯電させる画像形成装置において、感光体中に含有される粒子径を１マイクロメートルよりも大きく４５マイクロメートル以下の範囲にすることで、長期間の使用に対しても感光体リークを防止することができる。
【００２０】
この発明の接触帯電装置は、粒子径が１マイクロメートルよりも大きく４５マイクロメートル以下の範囲の粒子を含んでいても、即ち、従来技術のように感光層の粒子径を１マイクロメートル以下に管理しなくても感光体リークの発生が回避されるので、感光体の製造工程で凝集した粒子を感光層材料から取り除く必要がなく、製造工程を簡素化することができる。その結果、生産効率が向上しコストが低減できる。
【００２１】
また、前記導電性支持体が、感光層を形成する表面に０．５〜２．０マイクロメートルの表面粗さを有していてもよい。導電性支持体の表面粗さを表すパラメータのうちの最大高さＲｍａｘ（ＪＩＳ規格  Ｂ  ０６０１−１９８２）が０．５〜２．０マイクロメートルの範囲内であれば、感光体に照射された露光光が導電性支持体表面からの反射分によって干渉することがなく、かつ感光体リークを回避することができる。
【００２２】
さらにまた、前記感光層が、導電性支持体上に形成された電荷発生層と電荷発生層上に形成された層厚が１５〜３８マイクロメートルの電荷輸送層からなっていてもよい。電荷輸送層の層圧が１５〜３８マイクロメートルの範囲内であれば、感光体リークが発生することなく、しかもキャリア拡散による画質劣化を生じることがない。
【００２３】
前記導電性支持体が、アルミニウムの表面に熱可塑性樹脂を塗布してなる支持体であってもよい。従来の技術では、感光体の導電性支持体にアルマイト処理や熱硬化性樹脂をコートする処理が行われており、それらの処理のために高価な設備が必要であったが、この発明によれば、前記処理に比べて設備が安価な熱可塑性樹脂の塗布によって支持体の表面処理することにより、長期にわたって、感光体リークによる黒点または白点状のスポット欠陥や、残留電位の上昇による画像劣化を防止することができる。
【００２４】
前記帯電ローラが、感光層に接する表面に０．５〜１４．５マイクロメートルの表面粗さを有するものであってもよい。帯電ローラの表面粗さが０．５〜１４．５マイクロメートルであれば、安定した帯電電位を確保することができる。また、帯電ローラの表面をクリーニングするクリーニング性の点でも良好な特性が得られる。
【００２５】
また、前記帯電用電源が、帯電電圧の印加開始から帯電ローラ軸部電圧が目標電圧に達するまでの立ち上がり時間が０．０２〜９０ミリ秒であってもよい。ここで、立ち上がり時間とは、帯電軸ローラ軸部電圧が０Ｖから目標電圧に立ち上がる際、目標の１０パーセントの電圧に達してから、目標の９０パーセントの電圧に達するまでの時間をいう。帯電電圧の立ち上がり時間が０．０２〜９０ミリ秒の範囲であれば、感光体リークの発生を回避することができる。
【００２６】
また、この発明の画像形成装置は、前記いずれかの接触帯電装置を備えてなる。
前記画像形成装置が、カラー画像を形成するために互いに異なる色の画像を形成するための複数の感光体と、感光体を帯電するために各感光体に対応して配置された前記接触帯電装置を備える画像形成装置であってもよい。
【００２７】
あるいはまた、この発明の画像形成装置は、感光体表面の帯電粒子を現像部側へ吸着して感光体をクリーニングする機能を有する現像部と、前記いずれかの接触帯電装置とを備えてなる。このようにすれば、専用のクリーニング部を設けない、いわゆるクリーナーレス方式を採用した画像形成装置において、感光体と帯電ローラとの間のニップ部に異物が入り込んだ場合でも、帯電ローラが電子導電性材料とイオン導電性材料とを分散させて導電性を持たせた導電性弾性体層を有するので感光体リークを起こすことがなく、長期にわたって良好な画質を維持することができる。
【００２８】
前記の画像形成装置が、帯電ローラ表面をクリーニングする帯電ローラクリーニング部をさらに備えることにより、前記接触帯電装置が感光体のクリーニング機能を有してもよい。このようにすれば、帯電電圧と反対極性に帯電した帯電粒子が帯電ローラでクリーニングされ、帯電電圧と同極性に帯電した帯電粒子が現像部でクリーニングされるので、帯電電圧と反対極性に帯電した帯電粒子に対してもより安定したクリーニングが可能になる。
【００２９】
さらに、前記画像形成装置に、転写後に感光体表面に残留したトナーを攪乱するトナー攪乱部材が前記接触帯電装置の手前に配置され、残留トナーがトナー攪乱部材で攪乱された後に接触帯電装置を通過するように構成されていてもよい。このようにすれば、接触帯電装置の手前で残留トナーが攪拌されるので、現像部あるいは現像部と帯電ローラによる残留トナーのクリーニングがさらに容易になり、良好なクリーニング性が得られ、良好な画質が得られる。
【００３０】
以下、図面に示す実施形態にもとづいてこの発明をさらに詳述する。
なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
（実施の形態）
本発明を適用する画像形成装置は、電子写真方式の画像形成装置である。そして、帯電、露光、現像、転写、クリーニング、定着、および除電の各工程を有する電子写真プロセスによって、感光体上にトナー像を形成して記録紙（シート）に転写する機能を有しており、複写機、レーザープリンター、ファクシミリ等の電子写真装置に適用される。また、モノクロ機にも、カラー機にも適用可能である。
【００３１】
まず、本発明を適用したモノクロ印字方式の画像形成装置について、図１を用いて説明する。図１は、この発明の接触帯電装置の実施の一態様を示す説明図である。図１に示すように、モノクロ印字方式の画像形成装置１０（モノクロ機）は、外部から入力される画像データに応じて、所定の記録紙に対して単色の画像を形成するものである。そして、図１に示すように、感光体１、帯電器２０、露光部３０、現像部４０、転写部５０、定着部６０、およびクリーニング部７０を備えている。
【００３２】
感光体１と帯電器２０とは、接触して配置されている。そして、帯電器２０は、電源から供給される電力により感光体１の表面を均一に帯電させる。感光体１および帯電器２０については、詳しくは後述する。
【００３３】
露光部３０には、発光素子をアレイ状に並べた、例えば、ＥＬやＬＥＤ書込みヘッドや、レーザー照射部およびポリゴンミラーを備えたレーザースキャニングユニット（ＬＳＵ）が用いられる。そして、帯電器２０により帯電された感光体１を入力される画像データに応じて露光することによって、感光体１の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。
【００３４】
現像部４０は、感光体１にトナーを供給するための現像ローラ４を備え、トナーにより感光体１に形成された静電潜像を現像する。これにより、感光体１の表面に画像データに応じたトナー像が形成される。この例では、現像に用いる現像剤として、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を用いている。なお、二成分現像剤に限らず、一成分現像剤を用いてもよい。
【００３５】
転写部５０は、図示しない給紙装置から供給され、Ｙ方向に搬送される記録紙Ｐにトナー像を転写させる。転写方式としては、チャージャー方式やローラ方式がある。トナー像の転写後、定着部６０にて記録紙Ｐ上のトナー像を熱融解によって定着させる。
【００３６】
クリーニング部７０は、転写部５０によるトナー像の転写後、感光体１に残留したトナーを掻きとって回収する。なお、クリーニング部７０を設ける替わりに、後述するように、帯電兼クリーニング装置や現像兼クリーニング装置を設ける構成としてもよい（図７参照）。
【００３７】
次に、感光体１について詳しく説明する。図２は、図１に示す感光体１の層構成を示す断面図である。図２に示すように、感光体１は、導電性支持体１ａ（例えば、アルミニウム等の金属ドラム）を基体としてその外周面上に下引き層１ｂが形成され、この下引き層１ｂ上に感光層としての感光受容層１ｅが塗布されて形成されている。感光受容層１ｅは、電荷発生層１ｃと電荷輸送層１ｄとにより形成されている。このように、感光体１は、導電性支持体１ａ上に、下引き層１ｂ、電荷発生層１ｃ、および電荷輸送層１ｄがこの順で形成されている。
【００３８】
導電性支持体１ａは、感光体１の電極としての役目と同時に、下引き層１ｂおよび感光受容層１ｅの支持体としての役目を果たしており、その形状は、円筒状、板状、フィルム状、ベルト状のいずれでもよい。導電性支持体１ａの材質としては、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、ニッケル等の金属材料、あるいは表面にアルミニウム、銅、パラジウム、酸化錫、酸化インジウム等の導電性層を設けたポリエステルフィルム、フェノール樹脂パイプ、紙管等の絶縁性物質が挙げられる。体積抵抗が１０10Ωｃｍ以下の導電性を示すものが好ましく、体積抵抗を調整するために表面に酸化処理を施してもよい。
【００３９】
下引き層（コート層）１ｂは、例えば、ポリアミド、ポリウレタン、セルロース、ニトロセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、アルミニウム陽極酸化被膜、ゼラチン、でんぷん、カゼイン、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン等から形成される。さらに、これらに酸化チタン、酸化錫、酸化アルミニウムの粒子を分散させてもよい。この下引き層１ｂは、膜厚が約０．１〜１０μｍで、導電性支持体１ａと感光受容層１ｅとの接着層としての役割を果たす。加えて、導電性支持体１ａから電荷が感光受容層１ｅへ流れ込むのを抑制するバリア層としての役割をも果たしている。このようにして下引き層１ｂは感光体１の帯電特性を維持するので、感光体１自身の寿命を延ばすことができる。この下引き層は必ずしも必要な構成ではない。導電性支持体１ａを適当に表面処理することにより、以下の電荷発生層の良好な接着性を得られ、しかも十分は感光体寿命が得られた場合は下引き層を省略して製造工程を簡略化することができる。
【００４０】
電荷発生層１ｃは、公知の電荷発生物質を含んで形成される。電荷発生層１ｃの電荷発生物質としては、可視光を吸収してフリー電荷を発生するものであれば、無機顔料、有機顔料、有機染料のいずれをも用いることができる。無機顔料としては、セレンおよびその合金、ヒ素−セレン、硫化カドミウム、酸化亜鉛、アモルファスシリコン、その他の無機光導電体が挙げられる。有機顔料としては、フタロシアニン系化合物、アゾ系化合物、キナクリドン系化合物、多環キノン系化合物、ペリレン系化合物等が挙げられる。有機染料としては、チアピリリウム塩、スクアリリウム塩等が挙げられる。中でも好適なキノン系発生物質は、フタロシアニン系化合物であり、特に、チタニルフタロシアニン化合物を用いることが好ましい。特に良好な感度特性、帯電特性、および繰返し特性が得られる。
【００４１】
また、列挙した上述の顔料および染料の他に化学増感剤として電子受容性物質、例えば、テトラシアノエチレン、７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン等のシアノ化合物、アントラキノン、ｐ−ベンゾキノン等のキノン類、２，４，７−トリニトロフルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロフルオレノン等のニトロ化合物、または、光学増感剤として、キサンテン系色素、チアジン色素トリフェニルメタン系色素等の色素を電荷発生層１ｃに添加してもよい。好ましくは、有機顔料、有機染料等、上記の有機光導電性化合物を用いる。電荷発生層１ｃは、電荷発生物質をバインダ樹脂とともに適当な溶剤中に分散させ、塗工液を作成する。その塗工液をフィルタと用いて濾過する、もしくは遠心分離などにより、粒子径を制御する。その塗工液を導電性支持体１ａに塗布して、乾燥あるいは硬化させて成膜して形成する。電荷発生層１ｃの膜厚は、約０．０５〜５μｍ、好ましくは、約０．１〜１μｍである。電荷発生層１ｃの形成方法としては、一般に、真空蒸着法、スパッタリング、ＣＶＤ等の気相堆積法、あるいは電荷発生物質をボールミル、サンドグラインダ、ペイントシェーカー、超音波分散機等により粉砕し、溶剤中に分散させ、必要に応じてバインダ樹脂を加え、導電性支持体１ａがシートの場合にはベーカアプリケータ、バーコータ、キャスティング、スピンコート等、導電性支持体１ａが円筒体の場合にはスプレー法、垂直型リング法、浸漬塗布法等によって形成する方法が知られている。
【００４２】
上記の電荷発生層１ｃに用いられるバインダ樹脂としては、具体的には、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、フェノキシ、エポキシ、シリコン、ポリアクリレート等の樹脂が挙げられる。
溶媒としては、イソプロピルアルコール、シクロヘキサノン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、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、モノクロルベンゼン、エチレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。なお、ここで挙げたもの以外でもよく、アルコール系、ケトン系、アミド系、エステル系、エーテル系、炭化水素系、塩素化炭化水素系または芳香族系溶媒の単独あるいはブレンドしたものであってもよい。ただし、中でも電荷発生物質の粉砕およびミリング時の結晶転移に基づく感度低下、ポットライフによる特性低下を考慮した場合、そのような結晶転移を起こしにくいシクロヘキサノン、１，２−ジメトキシエタン、メチルエチルケトン、テトラヒドロキノンのいずれかを用いることが好ましい。
【００４３】
電荷輸送層１ｄは、公知の電荷輸送物質を含んで形成される。電荷輸送物質としては、電荷発生層１ｃで発生した電荷を輸送できる有機光導電性化合物であればよい。ヒドラゾン誘導体、ピレン誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物およびその誘導体、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、スチルベン誘導体、エナミン誘導体、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、アントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、インデン誘導体、ブタジエン誘導体、ポリシラン化合物、ポリゲルマン化合物等が挙げられるが、電荷輸送物質はこれらに限定されるものではない。
【００４４】
また、電荷輸送層１ｄは、電子輸送物質を含有していてもよい。具体的には、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、ジフェニル誘導体、ベンゾキノン誘導体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、電荷輸送層１ｄには、必要に応じて酸化防止剤等の安定剤、レベリング剤、可塑剤を添加することもできる。酸化防止剤としては、一般に、樹脂等に添加して利用される酸化防止剤をそのまま使用することができる。例えば、ビタミンＥ、ハイドロキノン、ヒンダードアミン、ヒンダードフェノール、パラフェニレンジアミン、アリールアルカンおよびそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物等を配合して用いてもよい。レベリング剤としては、シリコ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あるいはオリゴマーが使用でき、使用量はバインダ樹脂１００重量部に対して、１重量部またはそれ以下が適当である。
【００４５】
電荷輸送層１ｄは、上述した電荷発生層１ｃと同様の手法および装置を用いて形成される。電荷輸送層１ｄは、電荷輸送物質をバインダ樹脂とともに、適当な溶媒中に溶解あるいは分散させ、電荷発生層１ｃが形成された導電性支持体１ａに塗布し、乾燥あるいは硬化させて成膜して形成する。電荷輸送層１ｄ用の塗布液は、１種または数種の電荷輸送物質、バインダ樹脂および添加剤を計量し、所定量の有機溶媒に溶解させる。この際、同時に溶解させて作製する方法でもよいが、好ましくは、まず、バインダ樹脂を溶媒中に溶解させた後に電荷輸送物質を投入、溶解させて作製する方法がよい。この方法によれば、バインダ樹脂への電荷輸送物質の分子分散性が向上され、膜中での潜在的かつ局所的な電荷輸送物質の結晶化が抑制されることにより、初期感度の向上、繰返し使用時の電位安定性、良好な画像特性等が付与される。そして、電荷輸送層１ｄの形成方法としては、導電性支持体１ａがシート状の場合にはベーカアプリケータ、バーコータ、キャスティング、スピンコート等、導電性支持体１ａがドラム状の場合にはスプレー法、垂直型リング法、浸漬塗布法等が用いられる。特に、生産性やコストの観点からは、浸漬塗布法が好ましい。
【００４６】
上記の電荷輸送層１ｄに用いられるバインダ樹脂としては、例えば、上述した電荷発生層１ｃに用いられるバインダ樹脂と同様のものが挙げられ、特に制限はない。例えば、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のビニル重合体、およびその共重合体、ポリエステル、ポリエステルカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリイミド、フェノキシ、エポキシ、シリコン樹脂あるいはこれらの部分的架橋硬化物等の公知のバインダ樹脂が使用される。
【００４７】
この際、感光体中に含有される粒子の最大径を制御することが重要となる。含有される粒子が５０μｍ以下であれば、帯電部材導電方式をハイブリッドとすることで、長期間、感光体リークが生じないシステムを設計することができる。
【００４８】
また、電荷輸送層１ｄの初期膜厚を１５〜３８μｍに設定することが重要である。膜厚が１２μｍ以下では、電荷輸送層１ｄ中の走行電荷の拡散が少なくなることにより高解像度が得られるものの、感光受容層１ｅに高電界がかかることにより絶縁破壊が起こり、画像欠陥が多発しやすくなる傾向がある。また、使用時のクリーニング工程による膜削れに対するマージンが少なく、設計上、感光体寿命が比較的短いものになってしまう。また、一般的に接触帯電器に使用する感光体は、スコロトロン帯電に用いる感光体よりも、膜厚が厚く形成される。しかし、膜厚が４１μｍ以上では、感光体寿命を長くできるものの、電荷発生層１ｃから注入された電荷が電荷輸送層１ｄ中を走行する過程において、電界方向から逸脱する電荷拡散の関与が大きくなり解像度が低下する傾向がある。なお、電荷輸送層１ｄには、成膜性、可とう性、塗布性等を向上させるために、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、レベリング剤等の添加剤を含有させてもよい。
【００４９】
電荷輸送層１ｄの初期膜厚を１０〜４１μｍに設定した具体例を、後述する実施例８に示している。このように、電荷輸送層１ｄの厚さを、１５μｍ以上とすることで、感光体の導電性支持体にアルマイト処理や熱硬化性樹脂をコートした高価な感光体を使用することなく、感光体リークによる黒点または白点状のスポット欠陥のような画像欠陥を生じさせず、長期にわたって安定して良好な画質を得ることができる。また、電荷輸送層１ｄの厚さを、３８μｍ以下とすることで、キャリア拡散による画質劣化を防ぐことができる。
【００５０】
次に、帯電器２０について詳しく説明する。帯電器２０は、電源から供給される電力により感光体１の表面を均一に帯電させるために設けられる。帯電器２０としては、接触ローラ帯電器、非接触ローラ帯電器、ブラシ帯電器等の微小空隙放電を利用した帯電器や、注入帯電方式を利用した帯電器を利用できる。なお、帯電ローラ等の帯電部材に、直流電圧のみを印加するタイプの帯電器が最適である。
【００５１】
以下では、帯電器２０として接触ローラ帯電器を用いた例について説明する。図３は、図１に示す帯電器２０の構造を示す断面図である。図３に示すように、帯電器２０は、帯電部材としての帯電ローラ２の導電物質が電子導電性材料とイオン導電性材料の両方が混合されていることが重要である。このため、帯電ローラ２を形成する材料、用いる材料の量比、用いる材料の混合状態等の要因に特に限定されない。帯電ローラ２は、導電性支持体２ａを基体としてその外周面上に弾性層２ｂが形成され、この弾性層２ｂ上に抵抗層２ｃが形成されている。このように、帯電ローラ２は、弾性層２ｂ・抵抗層２ｃのような被覆層を導電性支持体２ａ上に有している。
【００５２】
また、ハイブリッドの帯電ローラ２を使用することによって、感光体１の導電性支持体１ａにアルマイト処理や熱硬化性樹脂をコートした高価な感光体を使用することなく、従来の熱可塑性樹脂によるコートを施した導電性支持体を有する感光体を使用し、かつ感光体中に含有される粒子の最大粒径が４５μｍ以下の場合であっても、感光体リークの発生を防止することができ、良好な画像を得ることができる。
【００５３】
導電性支持体２ａは、鉄、銅、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等の金属材料の丸棒を用いることができる。さらに、防錆や耐傷性付与のために、これらの金属表面にメッキ処理を施してもよい。ただし、導電性を損なわないことが必要である。
【００５４】
弾性層２ｂは、被帯電体としての感光体１に対する給電や、帯電ローラ２の感光体１に対する良好な均一密着性を確保するために、適当な導電性と弾性を有している。帯電ローラ２と感光体１の均一密着性を確保するためには、弾性層２ｂを研磨して、その中央部が一番太く、中央部から両端部に行くにつれて細くなる形状（いわゆるクラウン形状）に形成することが好ましい。一般的に、帯電ローラ２は、導電性支持体２ａの両端部に所定の押圧力を与えることによって感光体１と当接される。このため、押圧力が中央部では小さく、両端部ほど大きくなっている。したがって、帯電ローラ２の真直度が十分である場合には問題ないが、十分ではない場合には中央部と両端部に対応する画像に濃度ムラが生じてしまうという問題がある。また、Ａ３ノビ対応機種の増加やカラー機の増加により帯電領域が拡大してきているため、導電性支持体２ａの両端部のみへの押圧力によって帯電ローラ２自体がたわみ易くなっており、中央部にギャップができるといった問題が起きている。このような理由により弾性層２ｂをクラウン形状とすることが好ましい。
【００５５】
弾性層２ｂは、ゴム等の弾性材料中に、カーボンブラック、グラファイト、導電性金属酸化物等の電子電導機構を有する導電剤、ならびにアルカリ金属塩や四級アンモニウム塩等のイオン電導機構を有する導電剤を適宜添加することによって形成される。
そして、体積抵抗が１０10Ωｃｍ未満の導電性を示すように調整されるのがよい。弾性層２ｂの弾性材料としては、例えば、天然ゴムや、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコンゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）およびクロロプレンゴム（ＣＲ）等の合成ゴム、さらには、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂等も挙げられる。
【００５６】
抵抗層２ｃは、弾性層２ｂに接して形成され、弾性層２ｂ中に含有される軟化油や可塑剤等の帯電ローラ２表面へのブリードアウト（滲み出し）を防止するとともに、帯電ローラ２全体の電気抵抗を調整するために設けられる。
【００５７】
抵抗層２ｃを形成する材料としては、例えば、エピクロルヒドリンゴム、ＮＢＲ、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、フッ素ゴム系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、エチレン酢酸ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、塩素化ポリエチレン系熱可塑性エラストマー等を挙げることができる。これらの材料は、単独で用いても、２種類以上の混合であっても、あるいは共重合体であってもよい。
【００５８】
抵抗層２ｃは、導電性または半導電性を有している必要がある。このため、上述した材料に、電子電導機構を有する導電剤（導電性カーボン、グラファイト、導電性金属酸化物、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄粉等）、あるいはイオン電導機構を有する導電剤（アルカリ金属塩、アンモニウム塩等）を適宜添加することによって形成される。この場合、所望の電気抵抗を得るために、上記各種導電剤を２種以上併用してもよい。ただし、環境変動や感光体１の汚染を考慮すると、電子電導機構を有する導電剤を用いることが好ましい。
【００５９】
そして、帯電ローラ２表面の表面粗さＲｚ（十点平均粗さ、ＪＩＳ規格  Ｂ  ０６０１−１９８２）を１５μｍ以下とした具体例を、後述する実施例９に示している。このように、帯電ローラ２の表面粗さＲｚを１５μｍ以下とすることによって、常に安定した帯電電位を確保することができ、また、問題のないレベルのトナークリーニング性を確保することができる。これにより、初期画質が良好な画像を得ることができる。特に帯電ローラ２に直流電圧のみを印加する場合には、帯電ローラ２表面の凸部が適度な放電ポイントとなり、常に安定した帯電電位を確保することができる。
【００６０】
次に、本発明を適用したカラー印字方式の画像形成装置について、図４を用いて説明する。図４は、この発明の接触帯電装置を備えるカラー印字方式（カラータンデム方式）の画像形成装置の構造を示す説明図である。図４に示すように、カラー印字方式の画像形成装置１００（カラー機）は、外部から入力される画像データに応じて、所定の記録紙（シート）に対して多色および単色の画像を形成するものである。そして、図４に示すように、感光体１０１、帯電器１２０、露光部１３０、現像部１４０、定着部１６０、クリーニング部１７０、転写搬送ベルト部１５０等を備えている。また、給紙トレイ１８０、排紙トレイ１９０・１９１等を備えており、給紙トレイ１８０と排紙トレイ１９０との間には、略Ｓの字形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。
【００６１】
なお、画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。したがって、ＫＣＭＹの各色用の感光体１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ、ＫＣＭＹの各色用の帯電器１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ、ＫＣＭＹの各色の露光部１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄ、ＫＣＭＹの各色の現像部１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃ，１４０ｄ、ＫＣＭＹの各色用のクリーニング部１７０ａ，１７０ｂ，１７０ｃ，１７０ｄが、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それらＫＣＭＹの各色用の４つの画像ステーション（画像形成部）が用紙搬送路Ｓに沿って並べて配置されている。
【００６２】
各色の感光体１０１ａ〜１０１ｄは、画像形成装置１００の略中心部に略水平に並べて配置されている。感光体１０１ａ〜１０１ｄは、上述したモノクロ機の感光体１と同様にして形成される。
【００６３】
それぞれの帯電器１２０ａ〜１２０ｄは、該帯電器１２０ａ〜１２０ｄと接触または近接して配置される感光体１０１ａ〜１０１ｄの表面を均一に帯電させる帯電手段として設けられている。それぞれの帯電器１２０ａ〜１２０ｄの帯電部材（帯電ローラ１０２ａ〜１０２ｄ）は、上述したモノクロ機の帯電器２０の帯電部材（帯電ローラ２）と同様にして形成される。なお、帯電器１２０ａ〜１２０ｄとしては、図４、図５に示すように帯電部材として帯電ローラ１０２ａ〜１０２ｄを備えた接触ローラ帯電器の他、非接触ローラ帯電器、ブラシ帯電器等の微小空隙放電を利用した帯電器や、注入帯電方式を利用した帯電器を利用できる。
【００６４】
それぞれの露光部１３０ａ〜１３０ｄには、発光素子をアレイ状に並べた、例えば、ＥＬやＬＥＤ書込みヘッドや、レーザー照射部および反射ミラーを備えたレーザースキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いる。そして、帯電部材により帯電された感光体１０１ａ〜１０１ｄを入力される画像データに応じて露光することによって、感光体１０１ａ〜１０１ｄの表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する。
【００６５】
それぞれの現像部１４０ａ〜１４０ｄは、感光体１０１ａ〜１０１ｄにトナーを供給するための現像ローラを備え、感光体１０１ａ〜１０１ｄに形成された静電潜像を（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）のトナーにより現像して顕像化する。これにより、感光体１０１ａ〜１０１ｄの表面に画像データに応じたトナー像が形成される。
【００６６】
感光体１０１ａ〜１０１ｄの下方に配置される転写搬送ベルト部１５０について説明する。転写搬送ベルト部１５０は、転写ベルト１５５、転写ベルト駆動ローラ１５１、転写ベルトテンションローラ１５３、転写ベルト従動ローラ１５２、１５４、転写ローラ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ、転写ベルトクリーニング部１５７等を備えている。
【００６７】
転写ベルト駆動ローラ１５１、転写ベルトテンションローラ１５３、転写ローラ１０５ａ〜１０５ｄ、転写ベルト従動ローラ１５２・１５４等は、転写ベルト１５５を張架し、この転写ベルト１５５を矢印Ｂ方向に回転駆動させるものである。
【００６８】
それぞれの転写ローラ１０５ａ〜１０５ｄは、転写搬送ベルト部１５０のハウジングの転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。そして、それぞれの感光体１０１ａ〜１０１ｄのトナー像を、転写ベルト１５５上に吸着されて搬送される記録紙に転写するための転写バイアスを与える。
【００６９】
転写ベルト１５５は、それぞれの感光体１０１ａ〜１０１ｄに接触するように設けられている。つまり、転写ベルト１５５を挟んで、感光体１０１ａと転写ローラ１０５ａ、感光体１０１ｂと転写ローラ１０５ｂ、感光体１０１ｃと転写ローラ１０５ｃ、感光体１０１ｄと転写ローラ１０５ｄとがそれぞれ対向して配置されている。そして、感光体１０１ａ〜１０１ｄに形成された各色のトナー像を記録紙に順次的に重ねて転写することによって、カラーのトナー像（多色トナー像）を形成する。転写ベルト１５５は、厚さ１００〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
【００７０】
それぞれの感光体１０１ａ〜１０１ｄから記録紙へのトナー像の転写は、無端状の転写ベルト１５５の内側に接触している転写ローラ１０５ａ〜１０５ｄによって行われる。転写ローラ１０５ａ〜１０５ｄには、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。転写ローラ１０５ａ〜１０５ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面は、導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、記録紙に対して均一に高電圧を印加することができる。なお、転写電極として転写ローラ１０５ａ〜１０５ｄを用いているが、ブラシ等であってもよい。
【００７１】
また、感光体１０１ａ〜１０１ｄとの接触により転写ベルト１５５に付着したトナーは、記録紙の裏面を汚す原因となる。このため、転写ベルトクリーニング部１５７によって除去・回収するようにしている。転写ベルトクリーニング部１５７には、転写ベルト１５５に接触するクリーニング部材として、例えばクリーニングブレード１５７ａが設けられており、このクリーニングブレード１５７ａは、転写ベルト１５５を挟んで転写ベルト従動ローラ１５４と対向して配置されている。
【００７２】
定着部１６０は、ヒートローラ１６１、加圧ローラ１６２等を備えており、ヒートローラ１６１および加圧ローラ１６２は、記録紙を挟んで回転するようになっている。また、ヒートローラ１６１は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部１１０により所定の定着温度となるように制御されており、加圧ローラ１６２とともに記録紙を熱圧着することにより、記録紙に転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、記録紙に対して熱定着させる機能を有している。なお、多色トナー像の定着後、記録紙は、搬送ローラ１８５によって用紙搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態で（多色トナー像を下側に向けて）、排紙トレイ１９０上にフェイスダウンで排出されるようになっている。
【００７３】
給紙トレイ１８０は、画像形成に使用する記録紙を蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置１００の４つの画像ステーションの下方に設けられている。排紙トレイ１９０は、画像形成済みの記録紙をフェイスダウンで載置するためのトレイであり、画像形成装置１００の上部に設けられている。これに対し、排紙トレイ１９１は、画像形成済みの記録紙をフェイスアップで載置するためのトレイであり、画像形成装置１００の側部に設けられている。
【００７４】
そして、記録紙を給紙トレイ１８０から転写搬送ベルト部１５０や定着部１６０を経由させて排紙トレイ１９０に送るために、略Ｓの字形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。この用紙搬送路Ｓに沿って、ピックアップローラ１８１、レジストローラ１８２、定着部１６０、搬送方向切換えガイド１８４、搬送ローラ１８５等が配されている。
【００７５】
搬送ローラ１８５は、記録紙の搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１８１は、給紙トレイ１８０の端部に備えられ、給紙トレイ１８０から、記録紙を１枚毎に用紙搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。
【００７６】
また、レジストローラ１８２は、用紙搬送路Ｓを搬送されている記録紙を一旦保持するために設けられている。そして、感光体１０１ａ〜１０１ｄ上のトナー像を記録紙に良好に多重転写できるように、感光体１０１ａ〜１０１ｄの回転にあわせて、記録紙をタイミングよく搬送する機能を有している。具体的には、レジストローラ１８２は、図示しないレジスト前検知スイッチの出力した検知信号に基づいて、それぞれの感光体１０１ａ〜１０１ｄ上のトナー像の先端を、記録紙における画像形成範囲の先端に合わせるように、記録紙を搬送するように設定されている。
【００７７】
搬送方向切換えガイド１８４は、側面カバー１８６に回動可能に設けられている。この搬送方向切換えガイド１８４を回動させて実線で示す状態から破線で示す状態にすることによって、用紙搬送路Ｓの途中から記録紙を分離し、排紙トレイ１９１に記録紙を排出できるようになっている。実線で示す状態の場合には、記録紙は、定着部１６０と側面カバー１８６、搬送方向切換えガイド１８４の間に形成される搬送部Ｓ´（用紙搬送路Ｓの一部）を通り、上部の排紙トレイ１９０に排出される。
【００７８】
以上のような構成のカラー機においても、帯電ローラ１０２ａ〜１０２ｄの基層の導電方式を電子導電性材料とイオン導電性材料の２種類を組み合わせたバイブリッド方式とすることで、感光体中に含有される粒子の最大径を５０μｍとした場合でも、感光体リークを起こさず、長期間良好な画像を得ることができる。このため、感光体製造のコストダウンが可能となる。
【００７９】
また、従来では必要であった感光体１０１ａ〜１０１ｄの導電性支持体にアルマイト処理や熱硬化性樹脂をコートした高価な感光体を使用することなく、従来の熱可塑性樹脂によるコートを施した導電性支持体を有する感光体を使用した場合であっても、感光体リークの発生を防止することができ、良好な画像を得ることができる。
【００８０】
次に、本発明を適用し、クリーナーレス方式を採用した画像形成装置（帯電兼クリーニング方式並びに現像兼クリーニング方式を採用した画像形成装置）について説明する。クリーナーレス方式を採用した画像形成装置では、転写後に感光体上に残留したトナーをブレードやブラシ等によりクリーニングする従来のクリーニング装置を省略して、感光体上の残留トナーを現像器もしくは帯電器に回収するようにしており、廃棄トナーの減少、装置の小型化を図ることができる。この画像形成装置は、モノクロ機にもカラー機にも適用可能である。以下では、カラー機に適用した例について、図５、図６を用いて詳しく説明する。
【００８１】
図５は、帯電兼クリーニング方式並びに現像兼クリーニング方式を採用したカラー印字方式の画像形成装置を示す説明図である。また、図６は、図５において各色の画像を形成するために感光体およびその周辺に配置される各装置の構成を示す説明図である。図５に示す画像形成装置２００は、クリーニング部１７０ａ〜１７０ｄの替わりに、帯電調整部材としての異物攪乱装置２８０ａ，２８０ｂ，２８０ｃ，２８０ｄが設けられている点で、図４に示す画像形成装置１００と異なる。また、異物攪乱装置２８０ａ〜２８０ｄを設けたことに伴い、帯電器２２０ａ〜２２０ｄと現像部２４０ａ〜２４０ｄの構成が図４に示す画像形成装置１００から若干変更されている。このため、異物攪乱装置２８０ａ〜２８０ｄと、この異物攪乱装置２８０ａ〜２８０ｄに関係する帯電器２２０ａ〜２２０ｄおよび現像部２４０ａ〜２４０ｄについて、図６を用いて説明することとし、その他の説明は省略する。なお、図５の各色の帯電器等には、各色に対応して符号の末尾にａ、ｂ、ｃ、ｄの文字を付しているが、図６では末尾の文字を省略した符号を付して全ての色を代表させている。
【００８２】
まず、図６に示した帯電調整部材としての異物攪乱装置２８０について説明する。異物攪乱装置２８０は、感光体１０１上の異物の凝集塊を攪乱（攪拌）してほぐすことによって、帯電器２２０（帯電ローラ２０２）および現像部２４０（現像ローラ２４１）による異物の吸着効率を高めるために設けられている。ここで、感光体１０１上の異物とは、例えば、転写工程後に記録紙に転写されずに感光体１０１上に残留したトナー（残留トナー；負残留トナーおよび正残留トナー）や、感光体１０１の表面に付着した紙粉等の残留異物のことである。
【００８３】
図６に示すように、異物攪乱装置２８０は、導電性ブラシ（トナー攪乱部材）２８１および攪乱電圧電源２８２を備えている。そして、転写ローラ１０５よりも下流側であって帯電器２２０よりも上流側に配置されている。導電性ブラシ２８１は、その先端を感光体１０１の表面と接触するように配設されたブラシであり、感光体１０１上の異物の凝集塊を攪乱する。攪乱電圧電源２８２は、導電性ブラシ２８１に対し、転写バイアスと同極性（＋）の直流に交流電圧を重畳した攪乱電圧を印加する。このような異物攪乱装置２８０により、感光体１０１上の異物の電荷を調節するようにしている。
【００８４】
具体的には、画像形成装置２００では、帯電器２２０によりマイナス帯電された感光体１０１表面を露光して静電潜像を形成し、この潜像の電荷消失部分に、現像部２４０によりマイナス帯電されたトナーを吸着させる反転現像を行うようにしている。このため、トナーは、転写領域（感光体１０１と転写ローラ１０５の対向部位）までは、略全てがマイナス帯電している。ところが、転写領域を越えて感光体１０１上にトナーが残留した場合、転写領域では高電圧の転写バイアス（例えば＋２ｋＶ）が印加されるため、残留トナーの帯電量は幅広い分布となっており、全体としてはプラス帯電となっている。つまり、転写領域を越えた直後の残留トナーは、若干の負残留トナー（マイナス帯電している残留トナー）と、大半を占める正残留トナー（プラス帯電している残留トナー）とが混在した状態となっている。
【００８５】
そして、異物攪乱装置２８０では、導電性ブラシ２８１にプラスの攪乱電圧を印加することによって、残留トナーをより正帯電側にシフトさせ感光体１０１上の正残留トナーを増加させて、後述する帯電ローラ２０２による異物吸着効率を向上させるようにしている。また、この導電性ブラシ２８１における直流の攪乱電圧により、トナー以外の異物（例えば紙粉）も、プラスに帯電させる。なお、攪乱電圧電源２８２によって、導電性ブラシ２８１に交流電圧（交番電圧）を印加するようにしてもよい。
【００８６】
次に、帯電器２２０について説明する。帯電器２２０は、感光体１０１を一様にマイナス帯電する機能に加えて、転写後に感光体１０１上に残留している異物のうち、プラス帯電しているものを感光体１０１から除去する機能を有している。ここで、プラス帯電している異物とは、正残留トナーおよびプラス帯電した紙粉等である。つまり、帯電器２２０は、プラス帯電している異物（およびその凝集魂）を、帯電ローラ２０２の表面に吸着することによって、感光体１０１の表面から除去する、帯電兼クリーニング装置である。
【００８７】
帯電ローラ２０２は、感光体１０１に押圧されることによって帯電ニップが形成され、感光体１０１と連れ周りで回転する。ただし、帯電ニップにトナーが混入するのを防止するために駆動系によって、感光体１０１の回転方向と同方向に回転（アゲンスト回転）するようにしてもよい。
【００８８】
そして、帯電ローラ２０２は、帯電バイアス電源（図示せず）によって印加される帯電バイアスにより、感光体１０１表面をマイナス帯電させるとともに、感光体１０１上に残留しているプラス帯電している異物を電気的に吸着する。
【００８９】
クリーニング部材（回収部材）２２１は、帯電ローラ２０２に吸着された異物を掻き取って帯電ローラ２０２の表面を清掃するために、帯電ローラ２０２に当接するように設けられている。クリーニング部材２２１の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートを用いることができる。なお、画像形成装置２００は、クリーニング部材２２１により掻き取られた異物を現像部２４０の現像槽内に搬送（回収）する機能も有しており、クリーニングブレードやトナー搬送スクリューを含んでいる。
【００９０】
次に、現像部２４０について説明する。現像部２４０は、感光体１０１上の静電潜像を現像してトナー像を形成する機能に加えて、転写後に感光体１０１上に残留している異物のうち、マイナス帯電しているものを感光体１から除去・回収する機能を有している。ここで、マイナス帯電している異物とは、例えば、負残留トナーや紙粉等である。つまり、現像部２４０は、マイナス帯電している異物（およびその凝集魂）を、現像ローラ２４１の表面に吸着することによって、感光体１０１の表面から除去する、現像兼クリーニング装置である。
【００９１】
現像ローラ２４１は、現像領域（感光体１０１と現像ローラ２４１の対向部位）において感光体１０１にトナーを供給して静電潜像を現像する一方、現像領域よりも上流側において感光体１０１上に残留しているマイナス帯電している異物を静電的に除去するようにしている。なお、現像ローラ２４１に吸着されたマイナス帯電している異物（特に負残留トナー）は、現像ローラ２４１の回転に伴って、現像ローラ２４１よりも奥に備えられているトナー供給ローラ２４２により掻き落とされ、攪拌されることによって十分に帯電される。
【００９２】
図７は、前述の帯電兼クリーニング方式並びに現像兼クリーニング方式をモノクロ機に適用した構成の一例を示す説明図である。図７に示す構成例は、図５の画像形成装置と比べて現像部分を二成分現像方式とした点が異なるが、その他の構成で大きな相違はない。
【００９３】
現像兼クリーニング方式（並びに帯電兼クリーニング方式）を採用したクリーナーレス方式を採用した画像形成装置において、帯電ローラの基層の導電方式を電子導電性材料とイオン導電性材料の２種類を組み合わせたバイブリッド方式とすることで、感光体中に含有される粒子の最大径を４５μｍとした場合でも、感光体リークを起こさず、長期間良好な画像を得ることができる。このため、感光体製造のコストダウンが可能となる。
【００９４】
また、従来では必要であった感光体の導電性支持体にアルマイト処理や熱硬化性樹脂をコートした高価な感光体を使用することなく、従来の熱可塑性樹脂によるコートを施した導電性支持体を有する感光体を使用した場合であっても、感光体リークの発生を防止することができ、良好な画像を得ることができる。
また、導電性ブラシ２８１を転写ローラ１０５よりも下流側であって帯電器２２０よりも上流側に配置、つまり、転写領域と帯電ニップとの間に配置することによって、トナー攪乱効果を確保することができ、長期にわたって安定した画質を得ることができる。
【００９５】
（実施例）
以下、本願発明の実施例１〜実施例９、および従来のものとの比較例１〜比較例５を示し、帯電部材の作製、感光体の作製、感光体のリーク確認、帯電部材の表面粗さ測定、画質確認の試験等についての結果を示す。
【００９６】
実施例１
＜帯電部材の作製＞
Φ９の導電性支持体上にイオン材料とカーボンを分散させて半導電性としたＮＢＲ層を形成し、その上にカーボンを分散させて半導電としたＮＢＲ層を形成することでΦ１４の帯電部材を作成した。材料の配合を下記に記す。
−弾性層−
ＮＢＲ                              １００重量部
エステル系可塑剤                      ２５重量部
カーボンブラック                      ４５重量部
第４級アンモニウム塩                    １重量部
炭酸カルシウム                        ２５重量部
酸化亜鉛                                １重量部
ステアリン酸                            １重量部
ジベンゾチアゾールジスルフィド          １重量部
テトラメチルチウラムモノサルファイド    １重量部
硫黄                                    １重量部
−表面層−
ＮＢＲラテックス                      ５０重量部
ＳＢＲラテックス                      ５０重量部
イオウ系加硫剤                          ５重量部
カーボンブラック                        ５重量部
【００９７】
＜表面粗さ測定＞
表面粗さ計（小坂研：ＳＥ−３０Ｈ）を用いて帯電ローラの１０点平均粗さ（Ｒｚ）を測定した。上記帯電ローラの場合、６．５μｍであった。
【００９８】
＜動抵抗の測定＞
帯電部材（帯電ローラ）の動抵抗測定を温度２５℃、湿度５０％の環境において行った。図８は、帯電ローラの動抵抗を測定したときの様子を説明するための説明図である。測定の手順は以下のとおりであった。まず、帯電部材３０２と感光体３０３を実際の条件で圧接した。そして、感光体を実際の条件で回転、移動させ、帯電部材を実際の条件で回転、固定、移動させた。感光体を実際の帯電電位（本実験では、−６２０Ｖとした）に帯電させるために電源３０１を用いて電圧Ｖａを帯電部材に印加した。この条件下で、感光体に流れ込む電流値Ｉａ（μＡ）を電流計３０４で測定した。
次に、感光体の代わりに感光体と同一形状の導電性の円筒電極（ステンレス製）を挿入した。感光体をドラム型の円筒電極に代えた以外は、帯電ローラの円筒電極への押圧力（１０．３ｇｆ／ｃｍ）等は全て上記の実験と同様として、外部電源より電圧を印加した。円筒電極に感光体への流れ込み電流値と同じＩａ（μＡ）を流し、このときに印加されている電圧値から抵抗値を算出した。この値を帯電部材の動抵抗Ｒ（Ω）とした。上記帯電ローラの動抵抗Ｒは、２．７４×１０6（Ω）であった。
【００９９】
＜帯電部材の水の接触角測定＞
水の接触角計（協和界面化学：ＣＡ−ＶＰ）を用いて帯電ローラの水の接触角を測定した。
上記帯電ローラの水の接触角は、９４°であった。
【０１００】
＜動摩擦係数測定＞
帯電ローラ１の表面に対して、感光体ドラムの表面材をＰＥＴシートに塗布して作製した幅１０ｍｍのテープ材を１００ｇの荷重を押し当てて移動させた場合の動摩擦係数を測定した。測定機材として、表面性測定機（新東化学：ＨＥＩＤＯＮ−１４Ｄ）を用いた。その結果、上記帯電ローラの動摩擦係数は、０．４であった。
【０１０１】
実施例２
Φ９の導電性支持体上にイオン材料とカーボンを分散させて半導電性としたエピクロルヒドリン層を形成し、その上にカーボンを分散させて半導電としたフッ素ゴム層を形成することでΦ１４の帯電部材を作成した。帯電ローラの配合を下記とした以外は、実施例１と同様の測定を行った。
−弾性層−
エピクロルヒドリンゴム              １００重量部
エーテルエステル系可塑剤              １５重量部
カーボンブラック                      １０重量部
第４級アンモニウム塩                    １重量部
炭酸カルシウム                        ３０重量部
酸化亜鉛                                ５重量部
脂肪酸                                  ２重量部
ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド    １重量部
テトラメチルチウラムモノスルフィド  ０．５重量部
硫黄                                    １重量部
−表面層−
フッ素ゴム                          １００重量部
フッ化カーボン                        ２０重量部
アミン系硬化剤                      ２．５重量部
【０１０２】
＜表面粗さ測定＞
上記帯電ローラのＲｚは、２．５μｍであった。
＜動抵抗の測定＞
上記帯電ローラの動抵抗Ｒは、９．７２×１０5（Ω）であった。
＜帯電部材の水の接触角測定＞
上記帯電ローラの水の接触角は、１２７°であった。
＜動摩擦係数測定＞
上記帯電ローラの動摩擦係数は、１．０であった。
【０１０３】
（比較例１）
Φ９の導電性支持体上にカーボンを分散させて半導電性としたＥＰＤＭ層を形成し、その上にカーボンを分散させて半導電としたナイロン１２のチューブを被せることでΦ１４の帯電部材を作成した。帯電ローラの配合を下記とした以外は、実施例１と同様の測定を行った。
−弾性層−
ＥＰＤＭ                            １００重量部
カーボンブラック                      ２５重量部
分子末端変性ワックス                    ５重量部
ジクミルパーオキサイド                ２５重量部
エチレングリコールジメタクリレート      ２重量部
−表面層−
ナイロン１２                        １００重量部
カーボンブラック                      ２０重量部
【０１０４】
＜表面粗さ測定＞
上記帯電ローラのＲｚは、０．５μｍであった。
＜動抵抗の測定＞
上記帯電ローラの動抵抗Ｒは、１．９７×１０6（Ω）であった。
＜帯電部材の水の接触角測定＞
上記帯電ローラの水の接触角は、８８°であった。
＜動摩擦係数測定＞
上記帯電ローラの動摩擦係数は、０．２１であった。
【０１０５】
（比較例２）
Φ９の導電性支持体上にカーボンを分散させて半導電性としたシリコンゴム層を形成し、その上にカーボンを分散させて半導電としたフッ化ビニリデンのチューブを被せることでΦ１４の帯電部材を作成した。帯電ローラの配合を下記とした以外は、実施例１と同様の測定を行った。
−弾性層−
シリコンゴム                        １００重量部
カーボンブラック                        ７重量部
加硫剤                                  ２重量部
−表面層−
フッ化ビニリデン樹脂                １００重量部
ポリウレタン樹脂                        ５重量部
カーボンブラック                      １０重量部
【０１０６】
＜表面粗さ測定＞
上記帯電ローラのＲｚは、４．５μｍであった。
＜動抵抗の測定＞
上記帯電ローラの動抵抗Ｒは、５．７１×１０5（Ω）であった。
＜帯電部材の水の接触角測定＞
上記帯電ローラの水の接触角は、１０９°であった。
＜動摩擦係数測定＞
上記帯電ローラの動摩擦係数は、０．８であった。
【０１０７】
（比較例３）
Φ９の導電性支持体上にイオン導電性のエピクロルヒドリンゴム層を形成し、その上にフッ素を含有したイオン導電性のエピクロルヒドリンゴム層を形成することでΦ１４の帯電部材を作成した。帯電ローラの配合を下記とした以外は、実施例１と同様の測定を行った。
−弾性層−
エピクロルヒドリンゴム              １００重量部
四級アンモニウム塩                      ２重量部
炭酸カルシウム                        ３０重量部
酸化亜鉛                                ５重量部
脂肪酸                                  ５重量部
エーテルエステル系可塑剤              １５重量部
硫黄                                    １重量部
ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド    １重量部
テトラメチルチウラムモノスルフィド  ０．５重量部
−表面層−
エピクロルヒドリンゴム溶液          １００重量部
溶剤可溶型フッ素樹脂溶液              ４０重量部
【０１０８】
＜表面粗さ測定＞
上記帯電ローラのＲｚは、１１．５μｍであった。
＜動抵抗の測定＞
上記帯電ローラの動抵抗Ｒは、３．７６×１０6（Ω）であった。
＜帯電部材の水の接触角測定＞
上記帯電ローラの水の接触角は、１００°であった。
＜動摩擦係数測定＞
上記帯電ローラの動摩擦係数は、０．３３であった。
【０１０９】
以上の実施例１、２および比較例１〜３で用いた帯電部材の材質及び特性測定結果を表にまとめた。表１は、実施例１、２および比較例１〜３の各帯電部の材質を示す。表２は、実施例１、２および比較例１〜３の各帯電部材の特性測定結果である。
【０１１０】
【表１】
2006154565.tif 000003
【０１１１】
【表２】
2006154565.tif 000004
【０１１２】
実施例３
＜感光体の作製＞
感光体は、直径３０ｍｍ、全長３６２ｍｍ、表面粗さＲｍａｘ１．０μｍに調整したアルミニウム製の円筒状の導電性支持体上に、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を順次形成することによって作製する。
【０１１３】
酸化チタン（石原産業（株）製：ＴＴ０５５Ａ）７重量部と、共重合ナイロン（東レ（株）製：ＣＭ８０００）１３重量部とを、メチルアルコール１５９重量部と、１，３−ジオキソラン１０６重量部との混合溶剤に加え、ペイントシェーカーにて８時間分散処理し下引き層用塗液を調整した。この下引き層用塗液を塗布槽に満たし、この塗布槽に、上記導電性支持体を浸漬し引き上げ、さらに自然乾燥して膜厚１μｍの下引き層を形成した。
【０１１４】
そして、Ｘ線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角（２θ±０．２°）が２７．３°に回折ピークを示す結晶型オキソチタニルフタロシアニン１重量部と、ブチラール樹脂（電気化学工業（株）製：＃６０００−Ｃ）１重量部とを、メチルエチルケトン９８重量部に混合しペイントシェーカーにて分散処理し電荷発生層用塗液を調整した。この電荷発生層用塗液を各種フィルタにて濾過し、感光体中の最大粒子径を制御した。その後、上記下引き層上に塗布、自然乾燥して膜厚０．４μｍの電荷発生層を形成した。
【０１１５】
続いて、ブタジエン化合物（（株）高砂ケミカル製：Ｔ４０５）１００重量部と、ポリカーボネート樹脂（三菱瓦斯化学（株）製：Ｚ３００）１５０重量部と、添加剤として２，６−ビス−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール（住友化学工業（株）製：スミライザーＢＨＴ）５重量部とを混合し、テトラヒドロフランを溶剤として固形分２１重量％の電荷輸送層用塗液を調整した。この電荷輸送層用塗液を上記電荷発生層上に塗布し、１１０℃にて１時間乾燥して膜厚２１μｍの電荷輸送層を形成した。
上記塗工液を濾過するフィルタを変更し、各種フィルタにて感光体に含有する粒子径を制御して作製した６本の感光体を光学顕微鏡で観察し、含有する最大粒子径の測定をおこなった。また、表３に示すように、含有する最大粒子径の大きさ別にそれぞれ実施例３〜６、比較例４、５とした。即ち、実施例３は、感光層が含有する最大粒子径が０．８μｍであるのに対して、実施例４、５、６は、それぞれ感光層が含有する最大粒子径が２．０μｍ、１５．０μｍ、４５．０μｍである。また、比較例４、５は、それぞれ感光層が含有する最大粒子径が５５．０μｍ、９７．０μｍである。これらの感光体を用いて感光体リーク、画質の評価を行った確認結果を表３に記す。
【０１１６】
【表３】
2006154565.tif 000005
【０１１７】
＜感光体リーク、画質確認＞
図４に示す感光体１０１および帯電ローラ１０２を用いた画像形成装置１００として、上述のように作製した実施例１の帯電ローラおよび実施例３〜６、比較例４、５の感光体を画像形成装置（シャープ（株）製：ＡＲ−Ｃ２６０）を使用して、感光体リーク確認試験を行った。そして、次に示すバイアス等のプロセス条件を除いては、ＡＲ−Ｃ２６０の基本条件で試験を行った。帯電ローラ３０２の感光体３０１への押圧力を、線圧１０．３ｇｆ／ｃｍとし、帯電ローラ３０２を感光体３０１に連れ周りで回転させた。帯電ローラ３０２のシャフト部に外部より立ち上がり時間０．１ｍｓｅｃの高圧電源を用いて、−１２２０Ｖの直流電圧を印加し、感光体３０１表面電位を−６２０Ｖとした。
【０１１８】
そして、このような画像形成装置において、Ａ３サイズ原稿を３００００枚コピーした後の感光体リーク、画質の評価結果を表３に記す。感光体中に含有される粒子の最大径が０．８〜４５．０μｍの場合、Ａ３サイズの３００００枚コピー後でも感光体のリークや粒子による画像欠陥は目視では確認できなかった。一方、感光体中に含有される粒子の最大径が５５．０μｍ以上の場合、３００００枚コピー以前でリークが発生した。また、９７．０μｍの粒子の場合は、目視による画像欠陥が確認された。
以上の実施例における確認結果より、感光層に含有される粒子の最大粒子径が、従来技術では大きすぎて感光体リークのおそれのあった１マイクロメートルよりも大きく４５マイクロメートル以下の範囲において感光層リークを回避でき、良好な画質が得られる。十分なマージンを考慮すると、より好ましくは１マイクロメートルよりも大きく１５マイクロメートル以下の範囲である。
【０１１９】
実施例７
導電性支持体の表面粗さＲｍａｘによる感光体リーク、画質への影響を検討した。
アルミニウム製の円筒状の導電性支持体を、直径３０ｍｍ、全長３２３ｍｍ、表面粗さをＲｍａｘ０．２〜３．０μｍに調整した以外は、実施例３と同様の製法の感光体を試用した。今回、感光体に含有される最大粒子径は、２０〜４０μｍであった。その後、上記下引き層上に塗布、自然乾燥して膜厚０．４μｍの電荷発生層を形成した。
【０１２０】
図１に示す感光体１および帯電ローラ２を用いた画像形成装置１０として、上述のように作製した実施例１の帯電ローラおよび実施例３〜６、比較例４、５の感光体を用いた画像形成装置（シャープ（株）製：ＤＭ２５１５）を使用して、感光体リーク確認試験を行った。そして、次に示すバイアス等のプロセス条件を除いては、ＡＲ−Ｃ２６０の基本条件で試験を行った。帯電ローラ２の感光体１への押圧力を、線圧１０．３ｇｆ／ｃｍとし、帯電ローラ２を感光体１に連れ周りで回転させた。帯電ローラ２のシャフト部に外部より立ち上がり時間０．１ｍｓｅｃの高圧電源を用いて、−１１８０Ｖの直流電圧を印加し、感光体１表面電位を−６００Ｖとした。
【０１２１】
そして、このような画像形成装置において、Ａ３サイズ原稿を３００００枚コピーした後の感光体リーク、画質の評価結果を表４に記す。
【０１２２】
【表４】
2006154565.tif 000006
【０１２３】
感光体の導電性支持体の表面粗さＲｍａｘを０．５〜２．０μｍとした場合、リークの発生、画像欠陥は見られなかった。一方、Ｒｍａｘが０．２μｍの場合は、縞模様が見られた。また、Ｒｍａｘが３．０μｍの場合は、３００００枚コピーを行う前にリークが発生した。
以上の実施例における確認結果より、感光体リークを回避でき、干渉縞の影響を受けない導電性支持体の表面粗さは、０．５〜２．０マイクロメートルの範囲が好ましい。十分なマージンを考慮すると、感光体リークを回避するためのより好ましい範囲は０．５〜１．０マイクロメートルの範囲である。一方で、干渉縞の影響を考えると、最も好ましい値は１．０マイクロメートルである。
【０１２４】
実施例８
感光体の電荷輸送層膜厚に対する感光体リークの影響を検討した。
帯電部材は、実施例１のものを使用し、感光体は、実施例３と同様の製法で電荷輸送層の膜厚を変化させたものを５種類用意した。今回、感光体に含有される最大粒子径は、２０〜４０μｍであった。
【０１２５】
画像形成装置は、シャープ（株）製：ＡＲ−Ｃ２６０の改造機を使用した。帯電ローラ３０２の感光体３０１への押圧力を、線圧１０．３ｇｆ／ｃｍとし、帯電ローラ３０２を感光体３０１に連れ周りで回転させた。帯電ローラ３０２のシャフト部に外部より立ち上がり時間１．１ｍｓｅｃの高圧電源を用いて、−１２２０Ｖの直流電圧を印加し、感光体３０１表面電位を−６２０Ｖとした。
上記に示すバイアス等のプロセス条件を除いては、ＡＲ−Ｃ２６０の基本条件で試験を行った。
【０１２６】
そして、上記の画像形成装置において、Ａ３サイズ原稿を３００００枚コピーした後の感光体リーク確認試験を行った。結果を表５に記す。
【０１２７】
【表５】
2006154565.tif 000007
【０１２８】
電荷輸送層膜厚２１〜３８μｍにおいては、感光体リークが発生しなかった。ただし、膜厚１５μｍの感光体ドラムを用いた場合、膜厚が１２μｍまで減少した時点でリークが発生した。
以上の実施例における確認結果より、感光体リークを回避できて良好な画質が得られる電荷輸送層の膜厚は、１５〜３８マイクロメートルである。感光体リークを回避する観点から十分なマージンを考慮すると、より好ましい範囲は１５〜２１マイクロメートルである。さらに画質を考慮すると、最も好ましい値は１５マイクロメートルである。
【０１２９】
実施例９
帯電部材の表面粗さＲｚに対する画質への影響を検討した。
帯電部材は、実施例１と同様の製法で作製し、表面層に添加してる導電性フィラーの粒径等の調整により、Ｒｚの調整を行った。
感光体は、実施例５で使用したものを用いた。
【０１３０】
画像形成装置は、シャープ（株）製：ＡＲ−Ｃ２６０の改造機を使用した。帯電ローラ１０２の感光体１０１への押圧力を、線圧１０．３ｇｆ／ｃｍとし、帯電ローラ１０２を感光体１０１に連れ周りで回転させた。帯電ローラ１０２のシャフト部に外部より立ち上がり時間３０ｍｓｅｃの高圧電源を用いて、−１２２０Ｖの直流電圧を印加し、感光体１０１表面電位を−６２０Ｖとした。
【０１３１】
そして、このような画像形成装置において、Ａ３サイズ原稿を３００００枚コピーした後の感光体リーク確認試験を行った。結果を表６に記す。
【０１３２】
【表６】
2006154565.tif 000008
【０１３３】
表面粗さＲｚが０．５〜１４．５μｍにおいては、帯電不良等なく、良好な画像が得られた。表面粗さＲｚが１７．３μｍ以上の場合は、部分的に帯電不良が画像に表れ、問題であった。
以上の実施例における確認結果より、均一な帯電による良好な画質が得られる表面粗さＲｚの範囲は、０．５〜１４．５マイクロメートルである。十分なマージンを考慮すると、より好ましい範囲は０．５〜１１．０マイクロメートルである。
【０１３４】
実施例１０
電源の立ち上がり時間に対する感光体リークへの影響を検討した。
帯電部材は、実施例１〜２、比較例１〜３に記載のものを、感光体は実施例５で使用したものを用いた。
【０１３５】
図４に示す感光体１０１および帯電ローラ１０２を用いた画像形成装置１００として、上述のように作製した実施例１の帯電ローラおよび実施例３〜６、比較例４、５の感光体を用いた画像形成装置（シャープ（株）製：ＡＲ−Ｃ２６０）を使用して、感光体リーク確認試験を行った。そして、次に示すバイアス等のプロセス条件を除いては、ＡＲ−Ｃ２６０の基本条件で試験を行った。帯電ローラ１０２の感光体１０１への押圧力を、線圧１０．３ｇｆ／ｃｍとし、帯電ローラ１０２を感光体１０１に連れ周りで回転させた。帯電ローラ１０２のシャフト部に−１２２０Ｖの直流電圧を印加し、感光体１０１表面電位を−６２０Ｖとした。この時の高圧電源は、立ち上がり時間０．００２ｍｓｅｃ〜９０ｍｓｅｃの６種類のものを用いた。
【０１３６】
そして、このような画像形成装置において、Ａ３サイズ原稿を３００００枚コピーした後の感光体リークの評価を行った。結果を表７に記す。
【０１３７】
【表７】
2006154565.tif 000009
【０１３８】
※感光体リークは発生しなかったが、感光体周期でローラ材料の移行と見られる      画像欠陥が見られた。
以上の実施例における確認結果より、感光体リークを回避できる立ち上がり時間の好ましい範囲は、０．０２〜９０ミリ秒である。十分なマージンを考慮すると、より好ましい範囲は、０．０２〜５０ミリ秒である。
【０１３９】
実施例１１
クリーナーレスシステムでの感光体リーク性の検討を行った。
帯電部材は、実施例１、比較例２のものを使用し、感光体は、実施例５で使用したものを用いた。
【０１４０】
画像形成装置は、シャープ（株）製：ＡＲ−Ｃ２６０の改造機を使用した。帯電ローラ１０２のシャフト部に外部より立ち上がり時間３０ｍｓｅｃの高圧電源を用いて、−１２２０Ｖの直流電圧を印加し、感光体１０１表面電位を−６２０Ｖとし、クリーニングブレードの代わりにトナーを撹乱するための導電性ブラシを設置し、ＤＣバイアス：＋５００Ｖ、振幅：１ｋＶ、周波数：２５０Ｈｚのバイアスを撹乱ブラシに印加した。上記に示すバイアス等のプロセス条件を除いては、ＡＲ−Ｃ２６０の基本条件で試験を行った。
そして、このような画像形成装置において、Ａ３サイズ原稿を３００００枚コピーした後の感光体リーク確認試験を行った。結果を表８に記す。
【０１４１】
【表８】
2006154565.tif 000010
【０１４２】
帯電部材としてハイブリッドローラを使用したシステムにおいては、感光体リークが生じず、長期に亘って良好な画像が得られた。電子導電性のローラでは、感光体リークが発生した。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】この発明の接触帯電装置の実施の一態様を示す説明図である。
【図２】図１に示す感光体１の層構成を示す断面図である。
【図３】図１に示す帯電器２０の構造を示す断面図である。
【図４】この発明の接触帯電装置を備えるカラー印字方式の画像形成装置の構造を示す説明図である。
【図５】帯電兼クリーニング方式並びに現像兼クリーニング方式を採用したカラー印字方式の画像形成装置を示す説明図である。
【図６】図５において各色の画像を形成するために感光体およびその周辺に配置される各装置の構成を示す説明図である。
【図７】前述の帯電兼クリーニング方式並びに現像兼クリーニング方式をモノクロ機に適用した構成の一例を示す説明図である。
【図８】帯電ローラの動抵抗を測定したときの様子を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【０１４４】
１、１０１、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ    感光体
１ａ  導電性支持体
１ｂ  下引き層
１ｃ  電荷発生層
１ｄ  電荷輸送層
１ｅ  感光受容層
２、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、２０２    帯電ローラ
２ａ  導電性支持体
２ｂ  弾性層
２ｃ  抵抗層
４、２４１    現像ローラ
２０、２０ａ、１２０、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、２２０、２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄ    帯電器
２１、２２１    クリーニング部材、回収部材
３０、１３０、１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ    露光部
４０、１４０、１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄ、２４０、２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄ    現像部
５０    転写部
６０、１６０    定着部
７０、１７０、１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃ、１７０ｄ    クリーニング部
８０    帯電器電源
８１、２８１    導電性ブラシ、トナー攪乱部材
８２、２８２    攪乱電圧電源
１００、２００    画像形成装置
１０５、１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ    転写ローラ
１５０    転写搬送ベルト部
１５１    転写ベルト駆動ローラ
１５２，１５４    転写ベルト従動ローラ
１５３    転写ベルトテンションローラ
１５５    転写ベルト
１５７    転写ベルトクリーニング部
１５７ａ  クリーニングブレード
１６０    定着部
１６１    ヒートローラ
１６２    加圧ローラ
１８０    給紙トレイ
１８１    ピックアップローラ
１８２    レジストローラ
１８４    搬送方向切換ガイド
１８５    搬送ローラ
１８６    側面カバー
１９０，１９１    排紙トレイ
２４２    トナー供給ローラ
２８０、２８０ａ、２８０ｂ、２８０ｃ、２８０ｄ    異物攪乱装置
３００    帯電ローラの動抵抗測定装置
３０１    電源
３０２    帯電部材
３０３    感光体
３０４    電流計
【図１】
2006154565.tif 000011
【図２】
2006154565.tif 000012
【図３】
2006154565.tif 000013
【図４】
2006154565.tif 000014
【図５】
2006154565.tif 000015
【図６】
2006154565.tif 000016
【図７】
2006154565.tif 000017
【図８】
2006154565.tif 000018