(57)【要約】【課題】像担持体とクリーニングブレードとの両方を長寿命化する画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１は、感光体２、クリーニングブレード７、塗布ローラ５、及び保護剤供給体６を備える。塗布ローラ５は、感光体２の回転軸２ａに沿って延びる軸部１３と、軸部１３に形成されていると共に保護剤を担持している弾性体１４とを有しており、感光体２の回転方向でクリーニングブレード７よりも上流側に位置している。保護剤供給体６は、塗布ローラ５の弾性体１４に接触することにより保護剤を弾性体１４に担持させる。弾性体１４は、感光体２の表面２ｂに接触することにより、感光体２の表面２ｂにおける保護剤塗布領域２０に保護剤を塗布する。保護剤塗布領域２０は、軸方向Ａにおいて、接触部２１と非接触部２２とを有しており、接触部２１の位置と非接触部２２の位置とは、感光体２の回転と共に軸方向Ａに移動する。【選択図】図２
2019082626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な像担持体と、
前記像担持体の表面に接触することにより、前記像担持体の表面を清掃するクリーニングブレードと、
前記像担持体の回転軸に沿って延びる回転可能な軸部と、前記軸部に形成されていると共に保護剤を担持している弾性体とを有する保護剤塗布部材と、
前記保護剤塗布部材の前記弾性体に接触することにより前記保護剤を前記弾性体に担持させる保護剤供給体と、を備え、
前記保護剤塗布部材は、前記像担持体の回転方向で前記クリーニングブレードよりも上流側に位置しており、
前記弾性体は、前記像担持体の表面に接触することにより、前記像担持体の表面における保護剤塗布領域に前記保護剤を塗布し、
前記保護剤塗布領域は、前記回転軸に沿った方向において、前記弾性体が接触する接触部と、前記弾性体が接触しない非接触部とを有しており、
前記接触部の位置と前記非接触部の位置とは、前記像担持体の回転と共に前記回転軸に沿った方向に移動する、画像形成装置。
【請求項２】
前記非接触部における前記回転軸に沿った方向での長さに対する前記接触部における前記回転軸に沿った方向での長さの比率は、１／９以上かつ９以下である、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記像担持体の表面と前記弾性体とが互いに接触する位置において、
前記像担持体の表面の移動方向と前記弾性体の移動方向とは同一であり、前記像担持体の表面の移動速度と前記弾性体の表面の移動速度との相対速度差は、前記像担持体の表面の移動速度の２０％以下である、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記弾性体は、起毛状の繊維で形成されており、前記繊維の繊維径が２．５デニール以上かつ６デニール以下である、請求項１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記弾性体は、発泡体で形成されており、前記発泡体の硬度は１００Ｎ以上かつ４００Ｎ以下である、請求項１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記弾性体を形成する前記発泡体のかさ密度は、２５ｋｇ／ｍ３以上かつ６５ｋｇ／ｍ３以下である、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記保護剤供給体は、脂肪酸金属塩の成型体である、請求項１〜６の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記保護剤供給体を前記弾性体に対して加圧する加圧手段を更に備え、
前記保護剤供給体は、前記加圧手段によって加圧されることにより、前記弾性体に押し当てられる、請求項１〜７の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記像担持体は、複数の層が積層されることによって構成されており、
前記像担持体を構成する層のうち最も外側に位置する最表層は、充填剤を含んでおり、
前記最表層に含まれる前記充填剤の量は０．５ｗｔ％以上かつ１５ｗｔ％以下である、請求項１〜８の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記像担持体は、複数の層が積層されることによって構成されており、
前記像担持体を構成する層のうち最も外側に位置する最表層は、アクリル樹脂で形成されている、請求項１〜９の何れか一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、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置として、回転可能な像担持体と、像担持体の表面に接触することにより該表面を清掃するクリーニングブレードと、保護剤を像担持体の表面に塗布する保護剤塗布部材と、保護剤塗布部材に保護剤を担持させる保護剤供給体と、を備えた画像形成装置が知られている（たとえば、特許文献１）。特許文献１に記載の画像形成装置では、保護剤塗布部材によって像担持体の表面に保護剤を塗布することにより、像担持体の表面を保護剤で覆い、像担持体の表面の摩耗低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２７６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、像担持体の表面上の保護剤が変質すると、像担持体の表面における摩擦力が増大する。このため、摩擦力が増大した像担持体の表面にクリーニングブレードが接触することにより、クリーニングブレードが摩耗してしまうという問題がある。よって、像担持体の表面上の保護剤の量が多くなり過ぎると、保護剤によって像担持体の表面の摩耗が抑制される一方、像担持体の表面における摩擦力が増大する結果、クリーニングブレードの摩耗が悪化する。したがって、像担持体とクリーニングブレードとを共に長寿命化することが困難となっている。
【０００５】
本発明は、像担持体とクリーニングブレードとの両方を長寿命化することができる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、回転可能な像担持体と、像担持体の表面に接触することにより、像担持体の表面を清掃するクリーニングブレードと、像担持体の回転軸に沿って延びる回転可能な軸部と、軸部に形成されていると共に保護剤を担持している弾性体とを有する保護剤塗布部材と、保護剤塗布部材の弾性体に接触することにより保護剤を弾性体に担持させる保護剤供給体と、を備え、保護剤塗布部材は、像担持体の回転方向でクリーニングブレードよりも上流側に位置しており、弾性体は、像担持体の表面に接触することにより、像担持体の表面における保護剤塗布領域に保護剤を塗布し、保護剤塗布領域は、回転軸に沿った方向において、弾性体が接触する接触部と、弾性体が接触しない非接触部とを有しており、接触部の位置と非接触部の位置とは、像担持体の回転と共に回転軸に沿った方向に移動する。
【０００７】
本発明に係る画像形成装置では、像担持体の表面における保護剤塗布領域が、回転軸に沿った方向に接触部と非接触部とを有している。接触部には、保護剤を担持している弾性体が接触することにより、保護剤が塗布される。非接触部には、保護剤を担持している弾性体が接触しないので、保護剤が塗布されない。よって、保護剤を担持している弾性体が、像担持体の表面における保護剤塗布領域の全体に対して接触する場合と比較して、像担持体の表面に対する弾性体の接触面積が低減され、像担持体の表面に塗布される保護剤の量を少なくすることができる。像担持体の表面に塗布された保護剤は、像担持体の回転方向で保護剤塗布部材よりも下流側に位置しているクリーニングブレードによって像担持体の表面上で引き伸ばされる。接触部の位置と非接触部の位置とは、像担持体の回転と共に回転軸に沿った方向に移動する。よって、像担持体の回転に伴い、像担持体に対して保護剤が塗布される箇所が回転軸に沿った方向に移動していく。その結果、像担持体の表面の全体に対して、適正な量の保護剤が像担持体の表面に均一に塗布される。したがって、像担持体の表面上の保護剤を多過ぎない適正な量とすることができるので、像担持体の表面の摩耗を抑制すると共にクリーニングブレードの摩耗を抑制することができる。さらに、保護剤塗布領域において、回転軸に沿った方向に接触部があることにより、弾性体は、像担持体の回転によらず、像担持体の表面のどこかに必ず接触する。よって、像担持体の回転に伴い弾性体が像担持体に対して接触するときと接触しないときとがある場合に比して、像担持体の回転軸周りのトルク変動が抑制され、像担持体の回転を安定させることができる。これにより、像担持体の表面及びクリーニングブレードの摩耗をより抑制することができる。以上によって、像担持体とクリーニングブレードとの両方を長寿命化することができる。
【０００８】
非接触部における回転軸に沿った方向での長さに対する接触部における回転軸に沿った方向での長さの比率は、１／９以上かつ９以下であってもよい。この場合、非接触部の長さに対する接触部の長さの比率が１／９以上であることにより、像担持体の表面の摩耗抑制効果が確実に得られる。非接触部の長さに対する接触部の長さの比率が９以下であることにより、クリーニングブレードの摩耗抑制効果が確実に得られる。
【０００９】
像担持体の表面と弾性体とが互いに接触する位置において、像担持体の表面の移動方向と弾性体の移動方向とは同一であり、像担持体の表面の移動速度と弾性体の表面の移動速度との相対速度差は、像担持体の表面の移動速度の２０％以下であってもよい。この場合、像担持体の表面と弾性体の表面とが互いに接触する位置において、像担持体の表面と弾性体の表面との移動方向が異なる場合、又は、像担持体の表面及び弾性体の表面の各移動速度の相対速度差が像担持体の表面の移動速度の２０％よりも大きい場合と比較して、像担持体の表面に対する保護剤の塗布効率を良くすることができると共に、像担持体の表面を傷付け難くすることができる。
【００１０】
弾性体は、起毛状の繊維で形成されており、繊維の繊維径が２．５デニール以上かつ６デニール以下であってもよい。この場合、弾性体を形成する繊維の繊維径が２．５デニール以上であることにより、弾性体のへたりを抑制することができる。弾性体を形成する繊維の繊維径が６デニール以下であることにより、像担持体の表面を傷付け難くすることができる。
【００１１】
弾性体は、発泡体で形成されており、発泡体の硬度は１００Ｎ以上かつ４００Ｎ以下であってもよい。この場合、弾性体を形成する発泡体の硬度が１００Ｎ以上であることにより、保護剤がより安定して供給されると共に、弾性体のへたりを抑制することができる。弾性体を形成する発泡体の硬度が４００Ｎ以下であることにより、像担持体の表面を傷付け難くすることができる。
【００１２】
弾性体を形成する発泡体のかさ密度は、２５ｋｇ／ｍ３以上かつ６５ｋｇ／ｍ３以下であってもよい。弾性体を形成する発泡体のかさ密度が２５ｋｇ／ｍ３以上かつ６５ｋｇ／ｍ３以下であることにより、弾性体によって塗布される保護剤の塗布むらを抑制することができる。
【００１３】
保護剤供給体は、脂肪酸金属塩の成型体であってもよい。この場合、保護剤供給体は、弾性体に接触することによって微細な粒子に解砕され、当該微細な粒子として弾性体に担持される。そして、弾性体が像担持体の表面に接触することにより、弾性体に担持された微細な粒子が、弾性体と像担持体の表面との間で引き伸ばされ、薄膜状に像担持体の表面に付着する。したがって、像担持体の表面に対する保護剤の塗布性を非常に良くすることができる。
【００１４】
保護剤供給体を弾性体に対して加圧する加圧手段を更に備え、保護剤供給体は、加圧手段によって加圧されることにより、弾性体に押し当てられてもよい。この場合、保護剤供給体が、加圧手段によって加圧されることにより弾性体に押し当てられるので、弾性体に対して保護剤を確実に担持させることができる。
【００１５】
像担持体は、複数の層が積層されることによって構成されており、像担持体を構成する層のうち最も外側に位置する最表層は、充填剤を含んでおり、最表層に含まれる充填剤の量は０．５ｗｔ％以上かつ１５ｗｔ％以下であってもよい。この場合、像担持体の最表層に０．５ｗｔ％以上かつ１５ｗｔ％以下の充填剤が含まれることにより、像担持体の表面の硬度が高くなり、耐摩耗性が向上する。その結果、像担持体の表面に塗布する保護剤の量を少なくすることができるので、クリーニングブレードの摩耗をより抑制することができる。
【００１６】
像担持体は、複数の層が積層されることによって構成されており、像担持体を構成する層のうち最も外側に位置する最表層は、アクリル樹脂で形成されていてもよい。この場合、像担持体の最表層がアクリル樹脂で形成されていることにより、像担持体の表面の硬度が高くなり、耐摩耗性が向上する。その結果、像担持体の表面に塗布する保護剤の量を少なくすることができるので、クリーニングブレードの摩耗をより抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、像担持体とクリーニングブレードとの両方を長寿命化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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の感光体周りを模式的に示す図である。
【図２】感光体周りに設けられた塗布ローラ及び保護剤供給体を示す側面図である。
【図３】塗布ローラの軸部の周面を平面状に展開したときの弾性体形成領域を模式的に展開図として示した図である。
【図４】保護剤の量に対する感光体の表面及びクリーニングブレードの各摩耗率の関係を示すグラフである。
【図５】変形例に係る弾性体形成領域を模式的に展開図として示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００２０】
（第１実施形態）
本実施形態に係る画像形成装置は、カラー画像を形成可能な装置であり、たとえばマゼンタ、イエロー、シアン、及び、ブラックの各色を用いてカラー画像を形成可能な装置である。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、感光体２（像担持体）と、帯電ローラ３と、現像装置４と、塗布ローラ５（保護剤塗布部材）と、保護剤供給体６と、クリーニングブレード７と、を備えている。周知の構成なので図示及び詳細な説明は省略するが、画像形成装置１は、用紙を搬送する搬送装置、感光体２の表面２ｂを露光する露光装置、トナー像を用紙に二次転写する転写装置、トナー像を用紙に定着させる定着装置、及び用紙を排出する排出装置などを更に備えている。
【００２１】
感光体２は、カラー画像に用いられる各色に対応して、画像形成装置１に４つ設けられている。感光体２は、周面（表面２ｂ）に画像が形成されるドラム状の静電潜像担持体（感光体ドラム）である。感光体２は、たとえば、ＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ  ＰｈｔｏＣｏｎｄｕｃｔｏｒ）からなる。感光体２は、駆動モータ（不図示）により一定速度で矢印Ｒａの方向に回転駆動される。感光体２の詳細な構成は、後述する。
【００２２】
帯電ローラ３は、感光体２の周上に設けられている。帯電ローラ３は、感光体２の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電手段である。帯電ローラ３は、感光体２の回転に追従して矢印Ｒｂの方向に回転する。帯電ローラ３によって帯電した感光体２の表面は、用紙に形成する画像に応じて、露光装置によって露光される。感光体２の表面における露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。帯電ローラ３の周上には、クリーニングローラ８が設けられている。クリーニングローラ８は、帯電ローラ３の表面を清掃するための清掃手段である。帯電ローラ３の詳細な構成は、後述する。
【００２３】
現像装置４は、カラー画像に用いられる各色に対応して、画像形成装置１に４つ設けられている。現像装置４は、感光体２の周上に設けられた現像ローラ９を含んでいる。現像ローラ９は、感光体２の回転に追従して矢印Ｒｃの方向に回転する。現像装置４は、トナータンク（不図示）から供給されたトナーによって感光体２に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。現像装置４は、トナーとキャリアとを混合撹拌して十分に帯電させた後、トナーとキャリアとを混合することで生成される現像剤を現像ローラ９に担持させる。そして、現像ローラ９の回転により現像剤が感光体２と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ９に担持された現像剤のうちのトナーが感光体２の周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像が現像される。
【００２４】
塗布ローラ５は、感光体２の周上に設けられている。塗布ローラ５は、感光体２の周上における現像ローラ９とクリーニングブレード７との間に位置している。塗布ローラ５は、感光体２の回転方向で、クリーニングブレード７よりも上流側に位置している。塗布ローラ５は、感光体２の回転に追従して矢印Ｒｄの方向に回転する。塗布ローラ５は、保護剤供給体６から供給される保護剤を担持している。塗布ローラ５は、担持した保護剤を、感光体２の表面２ｂに塗布する。塗布ローラ５の詳細な構成は、後述する。
【００２５】
保護剤供給体６は、塗布ローラ５に接触するように設けられている。保護剤供給体６は、塗布ローラ５の弾性体１４（図２参照）に接触することにより保護剤を塗布ローラ５に担持させる。保護剤供給体６は、たとえば、保護剤を所定の形状（棒状、角柱状又は円柱状など）に成型してなる成形体である。保護剤を所定の形状に成型するための方法としては、たとえば、圧縮成型法、溶融成型法、粉末成型法、冷間等方圧プレス法（ＣＩＰ）、又は熱間等方圧プレス法（ＨＩＰ）などが挙げられる。なお、成型された保護剤供給体６は、金属、合金、又はプラスチックなどの基材に接着剤などで貼り付けて用いられる。
【００２６】
画像形成装置１は、保護剤供給体６を塗布ローラ５の弾性体１４（図２参照）に対して加圧する弾性部材１０（加圧手段）を更に備えている。保護剤供給体６は、弾性部材１０によって加圧されることにより、塗布ローラ５の弾性体１４に押し当てられる。保護剤供給体６は、弾性体１４に押し当てられることで擦れて微細な粒子に解砕され、当該微細な粒子が弾性体１４と感光体２の表面２ｂとの間で引き伸ばされ、感光体２の表面２ｂに薄膜状に付着する材料であることが好ましい。本実施形態では、保護剤供給体６は、脂肪酸金属塩の成形体である。
【００２７】
脂肪酸金属塩としては、たとえば、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、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、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸銅、オレイン酸鉛、オレイン酸マンガン、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸コバルト、パルミチン酸鉛、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸アルミニウム、パルミチン酸カルシウム、カプリル酸鉛、カプリン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、リシノール酸亜鉛、リシノール酸カドミウム、ラウリン酸亜鉛、ラウリン酸コバルト、ラウリン酸鉛、又はラウリン酸マグネシウムなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、又はラウリン酸亜鉛が特に好ましい。
【００２８】
保護剤供給体６は、感光体２の表面２ｂの潤滑性を高める目的で、脂肪酸金属塩に対して無機潤滑剤又はシリコーン樹脂などを一定量含ませて構成してもよい。無機潤滑剤は、その化合物自体がへき開して潤滑する、又は、内部滑りを起こす化合物である。無機潤滑剤としては、たとえば、マイカ、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、タルク、カオリン、モンモリロナイト、フッ化カルシウム、又はグラファイトなどが挙げられる。
【００２９】
クリーニングブレード７は、トナー像が感光体２から中間転写体に一次転写された後においても感光体２に残存しているトナー（残トナー）を回収する。クリーニングブレード７は、ウレタンゴムなどの弾性体により形成されている。クリーニングブレード７は、保持部材１１によって揺動可能に保持されていると共に、弾性部材１２の弾性力により保持部材１１に荷重を付与することによって感光体２の表面２ｂに押し付けられる。クリーニングブレード７は、感光体２の表面２ｂに当接（接触）することにより感光体２の表面２ｂ上の残トナーをそぎ落とす。また、クリーニングブレード７は、塗布ローラ５によって感光体２の表面２ｂに塗布された保護剤を引き伸ばし、保護剤を感光体２の表面２ｂ上に均一な状態となるように塗り広げる。
【００３０】
次に、図２を参照して、塗布ローラ５の詳細な構成について説明する。図２は、感光体２周りに設けられた塗布ローラ５及び保護剤供給体６を示す側面図である。
【００３１】
図２に示されるように、塗布ローラ５は、回転可能な軸部１３と、軸部１３の周面１３ａに形成されている弾性体１４と、を有している。軸部１３は、画像形成装置１内に回転可能に支持されている。軸部１３は、たとえば、樹脂（エポキシ樹脂又はフェノール樹脂など）又は金属（鉄、アルミ、又はステンレスなど）によって形成されている。軸部１３は、たとえば、円柱状又は円筒状を呈している。軸部１３は、感光体２の回転軸２ａに沿って延びている。感光体２の回転軸２ａに沿った方向を、以下、単に「軸方向Ａ」とする。なお、軸部１３の周面１３ａ上に、接着層が形成されていてもよい。すなわち、塗布ローラ５は、軸部１３と弾性体１４との間に位置する接着層を有していてもよい。
【００３２】
弾性体１４は、軸部１３の周面１３ａから突出するように形成されている。弾性体１４は、軸部１３の周面１３ａの全体を覆っておらず、軸部１３の周面１３ａの一部を覆うように形成されている。弾性体１４は、たとえば、軸部１３の周面１３ａ上に螺旋状（スパイラル状）に巻きつけられた形状を有している。
【００３３】
図３は、塗布ローラ５の軸部１３の周面１３ａを平面状に展開したときの弾性体形成領域５ａを模式的に展開図として示した図である。弾性体形成領域５ａとは、塗布ローラ５の軸部１３の周面１３ａ上における、弾性体１４が形成されている範囲を示す領域である。図３では、弾性体形成領域５ａを二点鎖線で示し、弾性体１４が存在する部分を灰色に塗りつぶして示している。弾性体形成領域５ａは、弾性体１４が存在する部分と弾性体１４が存在していない部分とを含む。図３に示されるように、軸部１３の周面１３ａが展開された状態において、弾性体形成領域５ａは、塗布ローラ５の軸方向（すなわち軸方向Ａ）と塗布ローラ５の周方向Ｂとに沿って延びた矩形状を呈している。
【００３４】
本実施形態においては、弾性体形成領域５ａにおいて、弾性体１４が、１ピッチの間に１条の螺旋を有するように形成されている。軸部１３の周面１３ａが展開された状態において、弾性体１４は、弾性体形成領域５ａ上に、軸方向Ａ及び周方向Ｂに対して交差する方向に延びた複数（本実施形態では、３つ）の斜線部１４ａを有している。実際の軸部１３の周面１３ａ上においては、３つの斜線部１４ａが互いに接続されて１条の螺旋を構成している。
【００３５】
図２に示されるように、弾性体１４は、塗布ローラ５における、保護剤供給体６及び感光体２の表面２ｂに接触する部分である。弾性体１４は、保護剤供給体６に接触することにより、保護剤供給体６から保護剤を取得して担持している。弾性体１４は、感光体２の表面２ｂに接触することにより、担持した保護剤を、感光体２の表面２ｂにおける保護剤塗布領域２０に塗布する。保護剤塗布領域２０は、感光体２の表面２ｂにおける、塗布ローラ５によって保護剤が塗布される領域である。保護剤塗布領域２０は、塗布ローラ５の弾性体形成領域５ａに対向するように軸方向Ａに沿って延びていると共に、感光体２の回転により表面２ｂが移動することによって感光体２の周方向の全域に延びている。
【００３６】
弾性体１４が軸部１３の周面１３ａの一部を覆うように形成されていることにより、塗布ローラ５は、感光体２の表面２ｂにおける塗布ローラ５との対向領域Ｓａの全体ではなく一部に対して接触する。これにより、塗布ローラ５は、保護剤塗布領域２０に対して、軸方向Ａにおいて、弾性体１４が接触する接触部２１と、弾性体１４が接触しない非接触部２２とを形成する。換言すると、保護剤塗布領域２０は、軸方向Ａにおいて、弾性体１４が接触する接触部２１と、弾性体１４が接触しない非接触部２２と、を有している。
【００３７】
接触部２１には、保護剤を担持している弾性体１４が接触することにより、保護剤が塗布される。非接触部２２には、保護剤を担持している弾性体１４が接触しないので、保護剤が塗布されない。本実施形態では、接触部２１と非接触部２２とが、それぞれ複数ある。接触部２１と非接触部２２とは、軸方向Ａに沿って互いに交互に並んでいる。接触部２１は、保護剤塗布領域２０における周方向の全域に存在している。すなわち、弾性体１４は、感光体２の回転によらず、感光体２の表面２ｂのどこかに必ず接触する。接触部２１の位置と非接触部２２の位置とは、感光体２の回転と共に、軸方向Ａに移動する。接触部２１の位置は、感光体２の表面２ｂと弾性体１４との接触位置Ｐ１に対応している。感光体２の回転と共に接触部２１の位置と非接触部２２の位置とが軸方向Ａに移動するとは、感光体２の回転に伴い、接触位置Ｐ１が軸方向Ａに移動することを意味する。これにより、保護剤塗布領域２０における弾性体１４が接触する箇所、すなわち保護剤塗布領域２０における保護剤が塗布される箇所は、感光体２の回転に伴い軸方向Ａに移動する。
【００３８】
非接触部２２における軸方向Ａでの長さＬＢに対する接触部２１における軸方向Ａでの長さＬＡの比率ＬＡ／ＬＢは、たとえば、１／９以上かつ９以下である。長さＬＢは、複数の非接触部２２のそれぞれの長さＬｂの総和である。長さＬＡは、複数の接触部２１のそれぞれの長さＬａの総和である。比率ＬＡ／ＬＢが９／１以上である場合には、感光体２の摩耗抑制効果を確実に得ることができる。比率ＬＡ／ＬＢが９以下である場合には、クリーニングブレード７の摩耗抑制効果が確実に得られる。また、螺旋状の弾性体１４の１ピッチ間において、１つの接触部２１の長さＬｂに対する１つの非接触部２２の長さＬａの比率Ｌａ／Ｌｂは、１／９以上かつ９以下である。接触部２１の長さＬａは、図３に示される各斜線部１４ａの軸方向Ａでの長さＬｃに対応している。非接触部２２の長さＬｂは、各斜線部１４ａの軸方向Ａに沿った間隔Ｌｄに対応している。
【００３９】
感光体２は矢印Ｒａで示す方向に回転しており、塗布ローラ５は矢印Ｒａとは逆向きの矢印Ｒｄで示す方向に回転している。すなわち、感光体２と塗布ローラ５とは、回転に伴い互いに近づくように逆回転している。よって、感光体２の表面２ｂと弾性体１４の表面１４ｓとの接触位置Ｐ１において、感光体２の表面２ｂの移動方向と弾性体１４の表面１４ｓの移動方向とは、何れも図２における紙面手前側から紙面奥側に向かう方向となっている。すなわち、接触位置Ｐ１において、感光体２の表面２ｂの移動方向と弾性体１４の表面１４ｓの移動方向とは同一である。また、接触位置Ｐ１において、感光体２の表面２ｂの移動速度と弾性体１４の表面１４ｓの移動速度との相対速度差は、たとえば、感光体２の表面２ｂの移動速度の２０％以下となっている。より好ましくは、接触位置Ｐ１において、感光体２の表面２ｂの移動速度と弾性体１４の表面１４ｓの移動速度とが同一であり、相対速度差が、感光体２の表面２ｂの移動速度の０％となっている。
【００４０】
弾性体１４は、たとえば、起毛状の繊維で形成されている。すなわち、弾性体１４は、ブラシ状の弾性体である。起毛状の繊維は、感光体２の表面２ｂへの機械的ストレスを抑制するため、可撓性を有することが好ましい。このような可撓性を有する起毛状の繊維としては、たとえば、ポリオレフィン系樹脂（たとえば、ポリエチレン又はポリプロピレン）、ポリビニル系樹脂又はポリビニリデン系樹脂（たとえば、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、又はポリビニルケトン）、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−ブタジエン樹脂、フッ素樹脂（たとえば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、又はポリクロロトリフルオロエチレン）、ポリエステル、ナイロン、アクリル、レーヨン、ポリウレタン、ポリカーボネート、フェノール樹脂、アミノ樹脂（たとえば、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、又はポリアミド樹脂）などが挙げられる。
【００４１】
なお、撓みの程度を調整するため、上記繊維の材料に、たとえばジエン系ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ヒドリンゴム、又はノルボルネンゴムなどを複合させてもよい。
【００４２】
弾性体１４をブラシ状弾性体として構成するためには、上記繊維を樹脂などに植毛したものを芯材に固定する、若しくは静電植毛などで芯材に固定する方式と、上記繊維をパイル地にしたテープを芯材にスパイラル状に巻き付ける方式とがある。ブラシ状弾性体を構成する繊維は、長さが１ｍｍ以上かつ４ｍｍ以下であり、密度が１万本／ｉｎｃｈ２以上かつ10万本／ｉｎｃｈ２以下が好適である。密度としては、より好ましくは２万本／ｉｎｃｈ２以上かつ５万本／ｉｎｃｈ２以下が好適である。また、ブラシ状弾性体を構成する繊維の繊維径（繊度）は、２．５デニール以上かつ６デニール以下（２．８デシテックス以上かつ６．７デシテックス以下）であることが好ましい。繊維径が２．５デニール以上である場合には、弾性体１４のへたりを抑制することができる。繊維径が６デニール以上である場合には、感光体２の表面２ｂを傷付け難くすることができる。
【００４３】
弾性体１４は、起毛状の繊維に限られず、たとえば、発泡体（発泡体層）で形成されていてもよい。すなわち、弾性体１４は、スポンジ状の弾性体でもよい。発泡体としては、たとえば、発泡ポリウレタン、発砲ニトリルブタジエンゴム、又は発砲エチレンプロピレンジエンゴムなどが挙げられる。発泡ポリウレタンの原料としては、たとえば、ポリオール、ポリイソシアネート、触媒、発泡剤、又は整泡剤などが挙げられる。
【００４４】
スポンジ状の弾性体の成型方法としては、まず、発泡ポリウレタン原料を発泡硬化させてブロック状の発泡ポリウレタンを形成する。続いて、ブロック状の発泡ポリウレタンを円筒状に切り出した後、円筒状の内部に芯材を挿入する。そして、研磨機及び切削機を用いて発泡ポリウレタンを回転させながら研磨刃などを当てて、所定の厚みまで切削（トラバース研削）する。これにより、表面に開口した気泡を有する円筒状の弾性体が得られる。他にも円筒形の金型に芯材を予め通した状態で発泡ポリウレタン原料を発泡硬化させ、円筒状の発泡ローラを得る方法もある。発泡体の構造としては、たとえば、独立気泡型、連続気泡型、又はこれらの混合型などが挙げられる。
【００４５】
発泡体ローラの平均セル径は、保護剤に対する研削性能を向上させ、かつ感光体２の表面に均一に保護剤を供給する点から、２００μｍ以上かつ８００μｍ以下が好ましく、３００μｍ以上かつ６００μｍ以下がより好ましい。発泡体ローラの平均セル径は、たとえば、１インチ（＝２５．４ｍｍ）を、以下の方法によって測定されたセル数で除した値から求めることができる。すなわち、発砲体表面をマイクロスコープを用い、それぞれの測定箇所の写真画面を観察する。そして、写真画面の中心部に１インチに対応する長さの線を引き、その線内に何個のセルがあるかを計測する。たとえわずかでも１インチの線に接触したセルは１つとして計測する。
【００４６】
発泡体の平均厚みとしては、１ｍｍ以上かつ４ｍｍ以下が好ましい。発泡体層の平均厚みが１ｍｍ以上である場合には、芯材の影響を受け難く、発泡体の平均厚みが４ｍｍ以下であると、保護剤の無駄な消費を防止できる。
【００４７】
発泡体の硬度としては、５０Ｎ以上かつ６００Ｎ以下が好ましく、１００Ｎかつ以上４００Ｎ以下がより好ましい。硬度が５０Ｎ以上である場合には、保護剤の供給性が安定し、６００Ｎ以下である場合には、感光体２の表面２ｂの摩耗を抑制できる。硬度が１００Ｎ以上である場合には、保護剤がより安定して供給され、硬度が４００Ｎ以下である場合には、感光体２の表面２ｂを傷付け難くすることができる。硬度は、発泡性体をＪＩＳ  Ｋ  ６４００  ２Ｄに基づいて測定された値である。
【００４８】
発泡体のかさ密度としては、保護剤をむらなく均一に供給する観点から１５ｋｇ／ｍ３以上かつ７５ｋｇ／ｍ３以下が好ましく、２５ｋｇ／ｍ３以上かつ６５ｋｇ／ｍ３以下がより好ましい。測定方法は、１２．５ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍに切り出した試験片の体積を求め、試験片の重量から算出する。
【００４９】
次に、感光体２の詳細な構成について説明する。
【００５０】
感光体２は、複数の層が積層されることによって構成されている。具体的には、感光体２は、導電性支持体と、導電性支持体上に形成された感光層と、を有している。
【００５１】
導電性支持体は、導電性を有する材料によって形成されている。導電性を有する材料としては、たとえば、アルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛、及びステンレスなどの金属が挙げられる。導電性支持体は、たとえば、これらの金属がドラム状、シート状、又はベルト状に成形されたものである。導電性支持体は、アルミニウム又は銅などの金属箔がプラスチックフィルムにラミネートされたものであってもよい。導電性支持体は、アルミニウム、酸化インジウム、及び酸化スズなどを、プラスチックフィルムに蒸着したものであってもよい。導電性支持体は、金属、プラスチックフィルム、及び紙などに導電性物質を単独又はバインダー樹脂と共に塗布することにより設けられた導電層であってもよい。
【００５２】
感光層は、負帯電積層型及び正帯電単層型の何れであってもよい。本実施形態では、感光層は、負帯電積層型であって、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電荷輸送層と、を含んでいる。
【００５３】
電荷発生層は、電荷発生機能を有する電荷発生物質を主成分とする層である。電荷発生物質としては、たとえば、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、非対称ジスアゾ顔料、トリアスアゾ顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルベンゼン骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ペリレン顔料、又はフタロシアニン顔料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独で用いられてもよいし、二種類以上の混合物として用いられてもよい。良好な電気特性を得るため、電荷発生物質は、オキソチタニルフタロシアニン及びガリウムフタロシアニンからなる群より選択される少なくとも一種類を含んでいてもよい。
【００５４】
電荷発生層は、必要に応じてバインダー樹脂を含んでいてもよい。バインダー樹脂としては、たとえば、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、又はポリビニルケトンなどが挙げられる。これらは、単独で用いられてもよいし、二種類以上の混合物として用いられてもよい。
【００５５】
電荷発生物質を公知の分散法を用いて溶媒中に分散することにより、電荷発生層を導電性支持体上に形成するための塗工液が得られる。電荷発生層にバインダー樹脂を含む場合には、電荷発生物質と共にバインダー樹脂を溶媒中に分散する。分散法としては、たとえば、ボールミル、アトライター、サンドミル、ビーズミル、又は超音波などが挙げられる。電荷発生層の層厚は、０．０１μｍ以上かつ５μｍ以下であることが好ましく、０．０５μｍ以上かつ３μｍ以下であることがより好ましい。
【００５６】
電荷輸送層は、電荷輸送構造を有する層であって、電荷輸送物質及びバインダー樹脂を主成分としている。電荷輸送物質は、たとえば、ホール輸送物質である。ホール輸送物質としては、たとえば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）及びその誘導体、ポリ（γ−カルバゾリルエチルグルタメート）及びその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物及びその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、ポリシラン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、アミノビフェニル誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、９−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、ブタジエン誘導体、ピレン誘導体、ビススチルベン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、又はエナミン誘導体などの材料が挙げられる。これらは、単独で用いられてもよいし、二種類以上の混合物として用いられてもよい。
【００５７】
電荷輸送物質は、必要に応じて、ホール輸送物質に加えて電子輸送物質を含んでいてもよい。電子輸送物質としては、たとえば、ベンゾキノン系、シアンエチレン系、シアノキノジメタン系、フルオレノン系、フェナントラキノン系、無水フタル酸系、チオピラン系、ナフタレン系、ジフェノキノン系、又はスチルベンキノン系の化合物が挙げられる。より具体的には、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、又は７−トリニトロ−９−フルオレノンなどの電子受容性物質が挙げられる。これらは、単独で用いられてもよし、二種類以上の混合物として用いられてもよい。
【００５８】
電荷輸送層は、本実施形態において、感光体２を構成する層のうち最も外側に位置する最表層である。電荷輸送層は、充填剤粒子（充填剤）を含んでいる。最表層に含まれる充填剤粒子の量は、たとえば、０．５ｗｔ％以上かつ１５ｗｔ％以下である。充填剤粒子は、たとえば、有機フィラー粒子又は無機フィラー粒子である。充填剤粒子として、電荷輸送層の主成分として含まれる有機化合物よりも帯電ローラ３による放電の影響を受け難い材料を選択することにより、感光体２の表面の摩耗を改善することができる。このような材料として、たとえば、無機フィラー粒子としては、シリカ、アルミナ、酸化チタンなどが挙げられ、有機フィラー粒子としては、フッ素系高分子が好ましい。フッ素系高分子としては、たとえば、ＥＴＦＥ（四フッ化エチレン・エチレン共重合体）、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルキル・ビニルエーテル共重合体）、ＥＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン・エチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）、ＰＣＴＦＥ（ポリ三フッ化塩化エチレン）、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン）、又はＥＰＥ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン・パーフルオロアルキル・ビニルエーテル共重合体）などが挙げられる。
【００５９】
電荷輸送物質及びバインダー樹脂を溶媒に溶解することにより、電荷輸送層を電荷発生層上に形成するための塗工液が得られる。電荷輸送層の層厚は、５μｍ以上かつ４０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上かつ３５μｍ以下であることがより好ましい。
【００６０】
次に、帯電ローラ３の詳細な構成について説明する。
【００６１】
本実施形態における帯電ローラ３は、放電の影響による感光体２の表面２ｂの摩耗を低減するため、直流放電接触帯電ローラ方式、交流放電非接触帯電ローラ方式、又はスコロトロン方式が適している。以下にそれぞれの方式の詳細な説明をする。
【００６２】
（直流放電接触帯電ローラ方式）
本方式の帯電ローラ３は、回転可能にユニットに支持されており、回転軸となる導電性支持体と、導電性支持体上に形成された導電性弾性体層と、導電性弾性体層上に形成された樹脂層と、を有している。帯電ローラ３は、所定荷重（１ｋｇｆ）で感光体２の表面２ｂに押圧されて感光体２に対する接触面を形成する。さらに感光体２が回転することで接触面の摩擦力により帯電ローラ３も回転する。この状態において導電性支持体に直流電流を−１ｋＶ程度印可することで感光体２の表面２ｂは放電により帯電する。本方式の直流放電は、交流放電に比べ放電機会が少ないため放電ストレスが少なく感光体２の表面２ｂの摩耗の低減に有利である。
【００６３】
導電性支持体は、導電性を有する材料によって形成されている。導電性を有する材料としては、たとえば、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレスなどの金属が挙げられる。導電性支持体は、たとえば、これらの金属が中空体（パイプ状）や中実体（ロッド状）に成形されたものである。導電性支持体の外周面には、導電性を損なわない程度において、防錆又は耐傷性付与を目的として、必要に応じてめっき処理が施されていてもよい。また、導電性支持体の外周面には、導電性弾性体層との接着性を高めるため、必要に応じて、接着剤又はプライマーなどが塗布されていてもよい。その際、十分な導電性を確保するために、これらの接着剤又はプライマーなどは必要に応じて導電化されていてもよい。導電性支持体は、たとえば、直径が５ｍｍ以上かつ１０ｍｍ以下で、長さが２５０ｍｍ以上かつ３６０ｍｍ以下の円柱状の形態を有している。
【００６４】
導電性弾性体層は、感光体２に対する均一な密着性を確保するために適度な弾性を有している。導電性弾性体層としては、たとえば、天然ゴム、合成ゴム、又は合成樹脂などをベースポリマーとして用いて形成されている。合成ゴムとしては、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム、ポリウレタン系エラストマー、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）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素添加ＮＢＲ（Ｈ−ＮＢＲ）、又はクロロプレンゴム（ＣＲ）などが挙げられる。合成樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、又はシリコーン樹脂などが挙げられる。これらは、単独で用いられてもよし、二種類以上の混合物として用いられてもよい。
【００６５】
ベースポリマーには、導電性弾性体層に所望の特性を付与するために、導電剤、加硫剤、加硫促進剤、滑剤、又は助剤などの周知の添加剤を必要に応じて適宜配合してもよい。導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、チタン酸カリウム、酸化鉄、導電性酸化チタン（ｃ−ＴｉＯ２）、導電性酸化亜鉛（ｃ−ＺｎＯ）、導電性酸化錫（ｃ−ＳｎＯ２）、又は第四級アンモニウム塩などがあげられる。加硫剤としては、硫黄などが挙げられる。加硫促進剤としては、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＣＺ）などが挙げられる。滑剤としては、ステアリン酸などが挙げられる。助剤としては、亜鉛華（ＺｎＯ）などが挙げられる。導電性弾性体層の厚みは、適度な弾性を発現させるため、１．２５ｍｍ以上かつ３．００ｍｍ以下程度であることが好ましい。
【００６６】
樹脂層は、マトリックス材料を主成分としている。マトリックス材料としては、被帯電体である感光体を汚染しないものであれば特に限定されない。マトリックス材料としては、たとえば、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ナイロン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂、スチレン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合体（ＳＥＢＣ）、又はオレフィン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合体（ＣＥＢＣ）などのベースポリマーが挙げられる。これらは、単独で用いられてもよし、二種類以上の混合物として用いられてもよい。本実施形態においては、取り扱いの容易性、材料設計の自由度の大きさなどの観点から、マトリックス材料は、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ナイロン樹脂、ポリウレタン樹脂及びシリコーン樹脂からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましく、ナイロン樹脂及びポリウレタン樹脂からなる群より選択される少なくとも一種であることがより好ましい。
【００６７】
ここで、樹脂層の厚み、すなわち、マトリックス材料単独で形成される部分の層厚（層の厚み）は、１．０μｍ以上かつ１５．０μｍ以下であることが好ましい。なお、樹脂層の厚みは、ローラ断面を鋭利な刃物で切り出して、光学顕微鏡や電子顕微鏡で観察することで測定することができる。
【００６８】
樹脂層は、フィラー粒子を含んでいる。フィラー粒子は、放電点を十分に確保するべく樹脂層の表面に対し凹凸を形成する。フィラー粒子は、有機フィラー粒子又は無機フィラー粒子である。有機フィラー粒子としては、好適には、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ナイロン樹脂、アクリル樹脂、又は尿素樹脂などが挙げられる。無機フィラー粒子としては、好適には、シリカ、又はアルミナなどが挙げられる。これらは単独で用いられてもよいし、二種類以上の混合物として用いられてもよい。
【００６９】
フィラー粒子の形状は、樹脂層の表面に対し凹凸を形成することができるものであれば特に限定されるものではなく、たとえば、真球状、楕円球状、又は不定形である。なお、ベースポリマー中には、フィラー粒子の他、各種導電剤（導電性カ−ボン、グラファイト、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄粉、導電性酸化錫、導電性酸化チタン、又はイオン導電剤など）、又は帯電制御剤などが必要に応じて含まれていてもよい。
【００７０】
直流電流印加による帯電の均一性を保つために、帯電ローラ３の表面には適度の粗度があることが好ましい。すなわち、樹脂層の表面の十点平均粗さＲｚｊｉｓは、５μｍ以上かつ３０μｍ以下であることが好ましく、粗さ曲線要素の平均長さＳｍは３０μｍ以上かつ５００μｍ以下であることが好ましい。なお、弾性ゴムを研磨して表面の粗面化を行う方法があるが、この方法だと研磨痕によるすじ状の帯電むらが発生し易い。本実施形態では帯電ローラ３の表面にフィラー粒子を添加している。帯電ローラ３の表面にフィラー粒子を添加すると、粒子部分で放電が起き易くなり、またフィラー粒子を均一に添加することで放電が均一になり、すじ状の帯電むらを抑制できる。表面の粗さ測定は、株式会社小坂研究所製の表面粗さ測定器ＳＥ−３４００を用いて、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−２００１に準拠して測定される。
【００７１】
帯電ローラ３は、たとえば、次のようにして作製することができる。まず、導電性弾性体層用の材料をニーダーなどの混練機を用いて混練し、導電性弾性体層用の材料を調製する。また、樹脂層用の材料をロールなどの混練機を用いて混練し、この混合物に有機溶剤を加えて混合及び攪拌することにより、樹脂層用の塗布液を調製する。つぎに、導電性支持体となる芯金をセットした射出成形用金型内に、導電性弾性体層用の材料を充填し、所定の条件で加熱架橋を行う。その後、脱型することで、導電性支持体の外周面に沿って導電性弾性体層が形成されてなるベースロールを製造する。ついで、上記ベースロールの外周面に、樹脂層用の塗布液を塗工して樹脂層を形成する。このようにして、導電性支持体と、導電性支持体上に形成された導電性弾性体層と、導電性弾性体層上に形成された樹脂層と、を有する帯電ローラ３が作製される。
【００７２】
なお、導電性弾性体層の形成方法は、上記の射出成形法に限定されるものではなく、注型成形法、プレス成形法、ロールコート法、及び研磨を組み合わせた方法を採用してもよい。また、樹脂層用の塗布液の塗工方法も特に制限するものではなく、ディッピング法、スプレーコーティング法、又はロールコート法などを採用してもよい。
【００７３】
（交流放電非接触帯電ローラ方式）
本方式の帯電ローラ３は、直流放電接触帯電ローラ方式と同様、導電性支持体と、導電性弾性体層と、樹脂層と、を有しており、所定荷重（１ｋｇｆ）で感光体２の表面に押圧されて感光体２に対する接触面を形成する。本方式では、導電性弾性体層の回転軸に沿った方向で両端部の外側に帯電ローラ３の外径より外径が２００μｍ大きいギャップ規制コロが設けられ、帯電ローラ３と感光体２の表面との間に１００μｍ程度のギャップを形成する。帯電ローラ３は導電性支持体を回転させる駆動力を得て回転する。導電性支持体に直流電流を−５００Ｖ程度印可し、交流電流の振幅電圧を１．８ｋＶ程度、周波数を３ｋＨｚ程度印可することにより、感光体２の表面を放電により帯電させる。
【００７４】
なお、導電性弾性層の硬度は樹脂のように高硬度のものでも構わないが、感光体２と軽く接触する可能性もあるため、本実施形態では直流放電接触帯電方式と同様に帯電ローラの硬度をＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度で７８度としてもよい。本方式の帯電ローラ３の構成材料は直流放電接触帯電方式と同様である。本方式の非接触帯電は感光体２との近接部の狭い領域で放電するが、接触帯電は感光体２との接触部近傍の近接部の比較的広い領域で放電するため、非接触帯電方式の方が、放電機会が少ないため放電ストレスが小さく感光体２の表面２ｂの摩耗の低減に有利である。
【００７５】
（スコロトロン方式）
スコロトロンとしては、電荷を発生させるワイヤーを中心として、ワイヤーから６ｍｍ離れた位置に、ワイヤーを囲むようにケーシング及びグリッド電極を配置させる。グリッド電極は感光体２に近接させ、感光体２と７００μm離れた位置に固定し、ワイヤーに−６ｋＶ以上かつ−７ｋＶ以下印可し、グリッド電極とケーシングに−５００Ｖ程度印可して感光体表面を帯電させる。本方式ではグリッド電極とケーシングに放電を行い、感光体２の表面２ｂには直接放電しないため、感光体２の表面２ｂへの放電ストレスがなく感光体２の表面２ｂの摩耗の低減に有利である。
【００７６】
次に、図４を参照し、従来の画像形成装置と比較した本実施形態に係る画像形成装置１の作用及び効果について説明する。
【００７７】
従来の画像形成装置では、塗布ローラ５の弾性体（感光体２の表面２ｂに接触する部分）が軸部１３の全体を覆うように形成されており、当該弾性体は、感光体２の表面２ｂにおける保護剤塗布領域２０の全体に対して接触していた。このような従来の画像形成装置においては、感光体２の表面２ｂ上の保護剤の量が多くなり過ぎてしまうことがあった。
【００７８】
図４は、保護剤の量に対する感光体２の表面２ｂ及びクリーニングブレード７の各摩耗率の関係を示すグラフである。図４の横軸は、蛍光Ｘ線装置により測定した感光体２の表面２ｂ上の保護剤の量［ｃｐｓ／ｍＡ］を示している。図４の縦軸は、摩耗率を示しており、左側の軸が感光体２の表面２ｂの摩耗率を示し、右側の軸がクリーニングブレード７の摩耗率を示している。グラフ４ａ，４ｂは、保護剤の量に対する感光体２の表面２ｂの摩耗率の変化を示すグラフであり、グラフ４ｃは、保護剤の量に対するクリーニングブレード７の摩耗率の変化を示すグラフである。グラフ４ａは、感光体２の最表層が充填剤粒子を含んでいない場合を示し、グラフ４ｂは、感光体２の最表層が充填剤粒子を含んでいる場合を示している。
【００７９】
図４に示されているように、感光体２の表面２ｂ上の保護剤の量が多くなると感光体２の摩耗量が抑制される一方、クリーニングブレード７の摩耗が悪化する。従来の画像形成装置では、感光体２の表面２ｂ上の保護剤の量が多くなり過ぎてしまうことがあるため、感光体２の表面２ｂの摩耗の抑制とクリーニングブレード７の摩耗の抑制とを両立させることが困難であった。図４に示されるグラフから明らかなように、感光体２の表面２ｂの摩耗の抑制とクリーニングブレード７の摩耗の抑制とを両立させるためには、感光体２の表面２ｂ上に適正な量の保護剤を付与することが重要となる。
【００８０】
本実施形態に係る画像形成装置１によれば、感光体２の表面２ｂにおける保護剤塗布領域２０が、軸方向Ａに接触部２１と非接触部２２とを有している。接触部２１には、保護剤を担持している弾性体１４が接触することにより、保護剤が塗布される。非接触部２２には、保護剤を担持している弾性体１４が接触しないので、保護剤が塗布されない。よって、上記従来の場合と比較して、感光体２の表面２ｂに対する弾性体１４の接触面積が低減され、感光体２の表面２ｂに塗布される保護剤の量を少なくすることができる。感光体２の表面に塗布された保護剤は、感光体２の回転方向で塗布ローラ５よりも下流側に位置しているクリーニングブレード７によって感光体２の表面２ｂ上で引き伸ばされる。接触部２１の位置と非接触部２２の位置とは、感光体２の回転と共に軸方向Ａに移動する。よって、感光体２の回転に伴い、感光体２に対して保護剤が塗布される箇所が軸方向Ａに移動していく。その結果、感光体２の表面２ｂの全体に対して、煩雑な塗布制御を行うことなく、適正な量の保護剤が感光体２の表面２ｂに均一に塗布される。したがって、感光体２の表面２ｂ上の保護剤を多過ぎない適正な量とすることができるので、感光体２の表面２ｂの摩耗を抑制すると共にクリーニングブレード７の摩耗を抑制することができる。さらに、保護剤塗布領域２０において、軸方向Ａに接触部２１があることにより、弾性体１４は、感光体２の回転によらず、感光体２の表面２ｂのどこかに必ず接触する。ここで、たとえば、感光体２の回転に伴い弾性体１４が感光体２に対して接触するときと接触しないときとがある場合には、トルク変動が生じ、感光体２の回転が安定しなくなってしまうおそれがある。本実施形態によれば、このような場合に比して、感光体２の回転軸２ａ周りのトルク変動が抑制され、感光体２の回転を安定させることができる。これにより、感光体２の表面２ｂ及びクリーニングブレード７の摩耗をより抑制することができる。以上によって、感光体２とクリーニングブレード７との両方を長寿命化することができる。
【００８１】
本実施形態によれば、非接触部２２の長さＬＢに対する接触部２１の長さＬＡの比率ＬＡ／ＬＢが１／９以上であることにより、感光体２の表面２ｂの摩耗抑制効果が確実に得られる。非接触部２２の長さＬＢに対する接触部２１の長さＬＡの比率ＬＡ／ＬＢが９以下であることにより、クリーニングブレード７の摩耗抑制効果が確実に得られる。
【００８２】
本実施形態によれば、感光体２の表面２ｂと弾性体１４とが互いに接触する接触位置Ｐ１において、感光体２の表面２ｂの移動方向と弾性体１４の移動方向とが同一であり、感光体２の表面２ｂの移動速度と弾性体１４の表面１４ｓの移動速度との相対速度差が感光体２の表面２ｂの移動速度の２０％以下である。よって、接触位置Ｐ１において、感光体２の表面２ｂと弾性体１４の表面１４ｓとの移動方向が異なる場合、又は、感光体２の表面２ｂ及び弾性体１４の表面１４ｓの各移動速度の相対速度差が感光体２の表面２ｂの移動速度の２０％よりも大きい場合と比較して、感光体２の表面２ｂに対する保護剤の塗布効率を良くすることができると共に、感光体２の表面２ｂを傷付け難くすることができる。
【００８３】
本実施形態によれば、弾性体１４が、起毛状の繊維で形成されており、繊維の繊維径が２．５デニール以上かつ６デニール以下である。繊維径が２．５デニール以上であることにより、弾性体１４のへたりを抑制することができる。繊維径が６デニール以下であることにより、感光体２の表面２ｂを傷付け難くすることができる。
【００８４】
本実施形態によれば、弾性体１４は、硬度が１００Ｎ以上かつ４００Ｎ以下の発泡体で形成されていてもよい。発泡体の硬度が１００Ｎ以上であることにより、保護剤がより安定して供給されると共に、弾性体１４のへたりを抑制することができる。発泡体の硬度が４００Ｎ以下であることにより、感光体２の表面２ｂを傷付け難くすることができる。
【００８５】
本実施形態によれば、弾性体１４を形成する発泡体のかさ密度が２５ｋｇ／ｍ３以上かつ６５ｋｇ／ｍ３以下であることにより、弾性体１４によって塗布される保護剤の塗布むらを抑制することができる。
【００８６】
本実施形態によれば、保護剤供給体６が脂肪酸金属塩の成型体であるので、保護剤供給体６は、弾性体１４に接触することによって微細な粒子に解砕され、当該微細な粒子として弾性体１４に担持される。そして、弾性体１４が感光体２の表面２ｂに接触することにより、弾性体１４に担持された微細な粒子が、弾性体１４と感光体２の表面２ｂとの間で引き伸ばされ、薄膜状に感光体２の表面２ｂに付着する。したがって、感光体２の表面２ｂに対する保護剤の塗布性を非常に良くすることができる。
【００８７】
本実施形態によれば、保護剤供給体６が、弾性部材１０によって加圧されることにより、弾性体１４に押し当てられるので、弾性体１４に対して保護剤を確実に担持させることができる。
【００８８】
本実施形態によれば、感光体２の最表層に０．５ｗｔ％以上かつ１５ｗｔ％以下の充填剤粒子が含まれることにより、感光体２の表面２ｂの硬度が高くなり、耐摩耗性が向上する。よって、図４のグラフ４ｂに示されるように、感光体２の最表層に充填剤粒子が含まれていないグラフ４ａの場合に比して、感光体２の表面２ｂ上の保護剤の量が少なくても、感光体２の表面２ｂの摩耗率を抑制することができる。その結果、感光体２の表面２ｂに塗布する保護剤の量を少なくすることができるので、クリーニングブレード７の摩耗をより抑制することができる。
【００８９】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他に適用してもよい。
【００９０】
図５は、変形例に係る弾性体形成領域５ａを模式的に展開図として示した図である。上記実施形態において、弾性体１４は、弾性体形成領域５ａ上において、１ピッチの間に１状の螺旋を有するように形成されているとしたが、これに限られず、たとえば図５の（ａ）に示されるように、１ピッチの間に２条の螺旋を有するように形成されていてもよく、１ピッチの間に２条よりも多い複数条の螺旋を有するように形成されていてもよい。図５の（ａ）に示される場合には、軸部１３の周面１３ａが展開された状態において、弾性体１４は、弾性体形成領域５ａ上に、３つの斜線部１４ａと、各斜線部１４ａにそれぞれ交差して延びた３つの斜線部１４ｂとを有している。実際の軸部１３の周面１３ａ上においては、３つの斜線部１４ａが互いに接続されて１条の螺旋を構成していると共に、３つの斜線部１４ｂが互いに接続されて１条の螺旋を構成していることにより、計２条の螺旋を構成している。
【００９１】
また、たとえば図５の（ｂ）に示されるように、弾性体１４は、弾性体形成領域５ａ上に網点状に形成されていてもよい。図５の（ｂ）に示される場合には、弾性体１４は、複数の矩形状の網点１４ｃを有している。なお、図５の（ｂ）に示される例では、各網点１４ｃが矩形状となっているが、これに限られず、円形状などであってもよい。また、図５の（ｂ）に示される例では、各網点のスクリーン角度が４５°となるような配置であるが、これに限られず、保護剤を均一に塗布するためにスクリーン角度を変えてもよい。
【００９２】
図５の（ａ）及び（ｂ）の何れの場合であっても、上記実施形態と同様、感光体２の表面２ｂにおける保護剤塗布領域２０は、軸方向Ａに並んだ接触部２１及び非接触部２２を有し、感光体２の回転と共に接触部２１の位置と非接触部２２の位置とが軸方向Ａに移動することとなる。これにより、感光体２の表面２ｂの全体に対して、適正な量の保護剤が感光体２の表面２ｂに均一に塗布される。
【００９３】
また、感光体２の構成は、上記実施形態に記載したものに限られない。たとえば、上記実施形態では、感光体２に含まれる感光層が負帯電積層型である場合の例を説明したが、感光層が正帯電単層型である場合には、感光層は、バインダー樹脂により形成される単一の層内に、少なくとも前述した電荷発生物質及び電荷輸送物質が分散されることによって構成される。それぞれの物質は、負帯電積層型の場合と同様、単独で用いられてもよいし、二種類以上の混合物として用いられてもよい。正帯電積層型の場合も、負帯電積層型の場合と同様の方法により塗工液が得られる。当該塗工液を導電性支持体に塗布し、バインダー樹脂を固化することにより、感光層が形成される。
【００９４】
また、上記実施形態では、感光層に含まれる電荷輸送層が感光体２の最表層である例について説明したが、これに限られない。たとえば、電荷輸送層の上に更にアクリル樹脂で形成される保護層などが形成されていてもよい。すなわち、感光体２の最表層がアクリル樹脂で形成されていてもよい。この場合においても、感光体２の表面２ｂの硬度が高くなり、耐摩耗性が向上する。その結果、感光体２の表面２ｂに塗布する保護剤の量を少なくすることができるので、クリーニングブレード７の摩耗をより抑制することができる。この場合、感光層には充填剤粒子を含めず、最表層である保護層に充填剤粒子を含めてもよい。充填剤粒子を添加する場合は、前述の感光層に添加したものと同様のものを添加してもよい。
【００９５】
保護層は、たとえば、複数の重合性官能基を有する化合物を硬化させてなる硬化性樹脂により構成される。より具体的には、保護層は、少なくとも重合性官能基を有する化合物を溶剤に溶解させ、かつ充填剤粒子を含有させて得られる保護層用塗布液から得られる塗膜を、架橋又は重合反応を用いて硬化（重合）させることにより形成される。重合性官能基を有する化合物は、重合性のモノマー、あるいはそれらが複数繋がったダイマーなどのオリゴマーであってもよい。重合性官能基を有する化合物としては、たとえば、アクリロイルオキシ基やメタアクリロイルオキシ基、又はスチリル基などの連鎖重合性官能基を有する化合物が挙げられる。また、水酸基、アルコキシシリル基、イソシアネート基、又はエポキシ基などの逐次重合性官能基を有する化合物が挙げられる。硬化反応としては、たとえば、ラジカル重合、イオン重合、熱重合、光重合、放射線重合（電子線重合）、プラズマＣＶＤ法、又は光ＣＶＤ法などを用いることができる。
【００９６】
保護層の電荷輸送能力を向上させる目的で、保護層用の塗布液に電荷輸送物質を添加してもよい。電荷輸送物質としては、上記実施形態と同様の物質を用いることができる。また、各種機能改善を目的として添加剤を添加することもできる。添加剤としては、たとえば、導電性粒子、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、又はレベリング剤が挙げられる。保護層の層厚は、０．１μｍ以上かつ１０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上かつ７μｍ以下であることがより好ましい。
【００９７】
次に、感光体２及びクリーニングブレード７の寿命評価のためにおこなった実施例及び比較例の結果を説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。以下の実施例及び比較例では、画像形成装置「ＭｕｌｔｉＸｐｒｅｓｓ  Ｘ７６００ＬＸ（三星電子製）」に組み込み、次のような条件にて繰返し画像形成を行った。
【００９８】
（画像形成の共通条件）
印刷環境は、常温常湿度環境下（２３℃／６０％ＲＨ）とした。印刷条件は、印刷スピードをＡ４横送り６０枚／分で、印刷枚数を１０万枚とした。帯電印加電圧は、直流電圧−１４００Ｖとした。感光体初期膜厚は、３０μｍとした。クリーニングブレード７はウレタンゴム製であり、その当接圧は、３０ｇｆ／ｃｍとした。クリーニングブレード７の当接圧は、感光体２の表面２ｂ上のクリーニングブレード７と接触する位置にロードセルを配置して荷重を測定し、ロードセルとクリーニングブレード７の回転軸２ａ方向に接触した長さで測定荷重を除算して線圧を測定することにより得た。なお、印刷枚数１０万枚は、感光体２の表面２ｂの走行距離にして５ｋｍに相当する。感光体２の電荷輸送層に含まれるバインダー樹脂としては、ポリカーボネートを用いた。
【００９９】
以下の実施例及び比較例では、次のような方法で、感光体２の表面２ｂの摩耗量、クリーニングブレード７の摩耗量、及び感光体２の表面２ｂ上の保護剤の量を測定することにより、感光体２及びクリーニングブレード７の寿命評価をおこなった。
【０１００】
（感光体２の表面２ｂの摩耗量の測定）
Ｆｉｓｃｈｅｒ製ＩＳＯＳＣＯＰＥ  ＦＭＰ３０により、画像形成領域内の感光体導電性支持体上に積層した感光層を含めた膜厚を測定し、繰返し画像形成を行う前後での膜厚変化量から感光体２の表面２ｂの摩耗量を得た。この値を感光体２の回転に伴う表面２ｂの走行距離で除算し、感光体２の表面２ｂの摩耗率を算出した。
【０１０１】
（クリーニングブレード７の摩耗量の測定）
Ｋｅｙｅｎｃｅ製ＶＫ１００により、クリーニングブレード７の断面形状測定を行い、繰返し画像形成を行う前後での断面積変化量からクリーニングブレード７の摩耗量を得た。この値を感光体２の回転に伴う表面２ｂの走行距離で除算し、クリーニングブレード７の摩耗率を算出した。
【０１０２】
（感光体２の表面２ｂ上の保護剤の量の測定）
Ｒｉｇａｋｕ製ＥＤＸＬ３００により、保護剤の主成分であるステアリン酸亜鉛の亜鉛量を測定した。具体的には、Ｚｎ−Ｋα線をカウントし、当該カウントした数を、繰返し画像形成を行う前後で差分した結果から、感光体２の表面２ｂ上の保護剤の量を得た。
【０１０３】
（実施例１）
実施例１では、感光体２として、最表層に充填剤としてＰＴＦＥを含んだ感光体２を用いた。保護剤供給体６として、ステアリン酸亜鉛の成形体を用いた。弾性体１４として、軸部１３の周面１３ａ上に網点状に形成されたブラシ状の弾性体を用いた。ブラシ状の弾性体は、繊度が５．７デニールであり、繊維数が５０キロフィラメントのものを用いた。また、実施例１では、非接触部２２の長さＬＢに対する接触部２１の長さＬＡの比率ＬＡ／ＬＢを、１／１とした。このような弾性体１４を感光体２の表面２ｂに接触させることによって感光体２の表面２ｂに保護剤を塗布した。
【０１０４】
（実施例２）
実施例２では、上記実施例１と同様、感光体２として、最表層に充填剤としてＰＴＦＥを含んだ感光体２を用い、保護剤供給体６として、ステアリン酸亜鉛の成形体を用いた。弾性体１４としては、実施例１とは異なり、軸部１３の周面１３ａ上に螺旋状に巻き付けられて形成されたブラシ状の弾性体を用いた。ブラシ状の弾性体の繊度及び繊維数は、上記実施例１と同じとした。非接触部２２の長さＬＢに対する接触部２１の長さＬＡの比率ＬＡ／ＬＢは、１／３とした。このような弾性体１４を感光体２の表面２ｂに接触させることによって感光体２の表面２ｂに保護剤を塗布した。
【０１０５】
（実施例３）
実施例３では、上記実施例１と同様、感光体２として、最表層に充填剤としてＰＴＦＥを含んだ感光体２を用い、保護剤供給体６としてステアリン酸亜鉛の成形体を用いた。実施例３では、弾性体１４としては、実施例１、２とは異なり、軸部１３の周面１３ａ上に螺旋状に巻き付けられて形成されたスポンジ状の弾性体（すなわち発泡体）を用いた。発泡体は、硬度が２５０Ｎであり、かさ密度が４５ｋｇ／ｍ３であるものを用いた。非接触部２２の長さＬＢに対する接触部２１の長さＬＡの比率ＬＡ／ＬＢは、１／１とした。
【０１０６】
（比較例１）
比較例１では、上記実施例１〜３と同様、感光体２として、最表層に充填剤としてＰＴＦＥを含んだ感光体２を用いると共に、上記実施例１〜３とは異なり、感光体２の表面２ｂに保護剤を塗布しなかった。
【０１０７】
（比較例２）
比較例２では、上記実施例１〜３とは異なり、感光体２として、最表層に充填剤を含まない感光体２を用いた。比較例２では、上記実施例１〜３と同じく、保護剤供給体６としてステアリン酸亜鉛の成形体を用いた。比較例２では、上記実施例１〜３とは異なり、塗布ローラ５における軸部１３の全体を覆うように形成された弾性体（感光体２の表面２ｂに接触する部分）を感光体２の表面２ｂに接触させることによって、感光体２の表面２ｂに保護剤を塗布した。すなわち、比較例２では、塗布ローラ５の弾性体を感光体２の表面２ｂにおける保護剤塗布領域２０の全体に対して接触させることによって、感光体２の表面２ｂに保護剤を塗布した。
【０１０８】
（結果）
実施例１〜３及び比較例１、２の結果を表１に示す。
【表１】
2019082626.tif 000003
【０１０９】
表１に示されるように、比較例１の場合には、保護剤が感光体２の表面２ｂに塗布されないので、感光体２の表面２ｂの摩耗率が８．６×１０−７と高かった。比較例２の場合には、Ｘ線カウント増分が８．３ｃｐｓ／ｍＡと高く、感光体２の表面２ｂに塗布された保護剤の量が多くなり過ぎた。このため、クリーニングブレード７の摩耗率が９．６×１０−７と高かった。
【０１１０】
これに対し、実施例１〜３の場合には、弾性体１４が軸部１３上に網点状又は螺旋状に形成されていることにより、弾性体１４が感光体２の表面２ｂに接触する部分と接触しない部分を有している。すなわち、感光体２の表面２ｂにおける保護剤塗布領域２０が接触部２１と非接触部２２とを有しているので、Ｘ線カウント増分が比較例２に比べて低く、保護剤の塗布量が抑制されている。よって、感光体２の表面２ｂの摩耗率の抑制とクリーニングブレード７の摩耗率の抑制との両立が実現されている。したがって、実施例１〜３の場合には、感光体２及びクリーニングブレード７を共に長寿命化することができることが示された。
【符号の説明】
【０１１１】
１…画像形成装置、２…感光体（像担持体）、２ａ…回転軸、２ｂ…表面、７…クリーニングブレード、５…塗布ローラ（保護剤塗布部材）、６…保護剤供給体、１０…弾性部材（加圧手段）、１３…軸部、１４…弾性体、１４ｓ…表面、２０…保護剤塗布領域、２１…接触部、２２…非接触部、Ａ…軸方向、Ｐ１…接触位置。
【図１】
2019082626.tif 000004
【図２】
2019082626.tif 000005
【図３】
2019082626.tif 000006
【図４】
2019082626.tif 000007
【図５】
2019082626.tif 000008