(57)【要約】【課題】環境変化に対して表面と内部とで状態変化が異なる構成を備えた場合でも、環境変化に即した帯電特性を設定して異常画像の発生を防止できる構成を備えた帯電装置を提供する。【解決手段】潜像担持体１０表面を一様帯電するために用いられる帯電部材４１を備え、画像形成時に前記帯電部材４１に電圧を印加することで前記潜像担持体１０表面を所定の極性および所定の画像形成電位に帯電させる構成を備えた帯電装置４０であって、前記帯電部材４１の使用環境の変化に対する前記帯電部材４１内部の状態変化を検知する検知手段４０３を備え、該検知手段４０３の検知結果に応じて前記帯電部材４１に印加する電圧を制御することにより画像形成電位を所定の電位に帯電させることを特徴とする。【選択図】図６
2015055758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体表面を一様帯電するために用いられる帯電部材を備え、画像形成時に前記帯電部材に電圧を印加することで前記潜像担持体表面を所定の極性および所定の画像形成電位に帯電させる構成を備えた帯電装置であって、
前記帯電部材の使用環境の変化に対する前記帯電部材内部の状態変化を検知する検知手段を備え、該検知手段の検知結果に応じて前記帯電部材に印加する電圧を制御することにより前記画像形成電位を所定の電位に帯電させることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記帯電部材には、芯金に導電性弾性層を設けた帯電ローラが用いられ、前記検知手段は、前記帯電部材の近傍において該帯電部材と同様な構成を備えた疑似帯電部材および環境変化に基づく前記疑似帯電部材内の導電性弾性層での状態変化を検知可能な状態変化検知部材を備え、該疑似帯電部材内の状態変化に応じて前記帯電部材に印加する電圧を制御することにより前記画像形成電位を所定の電位に帯電させることを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項３】
前記状態変化検知部材は、前記疑似帯電部材に備えられている導電性弾性層の温度を対象とした状態変化を検知可能な温度検知部材が用いられることを特徴とする請求項１または２に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記状態変化検知部材は、前記疑似帯電部材内に設けられた空洞内の湿度を対象とした状態変化を検知可能な湿度検知部材が用いられることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか一つに記載の帯電装置。
【請求項５】
前記状態変化検知部材は、前記帯電部材に印加する電圧を決める制御部に接続され、該制御部は、前記状態変化検知部材からの検知結果に応じて前記帯電部材に印加する電圧を決めることを特徴とする請求項１または２に記載の帯電装置。
【請求項６】
前記帯電部材に印加される電圧は直流電圧であることを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか一つに記載の帯電装置。
【請求項７】
前記帯電部材は、芯金上に設けられている弾性層に基層および表層の２層を備え、表層により基層からの染み出し成分による汚染を防止する構成であることを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれか一つに記載の帯電装置。
【請求項８】
前記基層にはゴム弾性層が用いられ、前記表層には樹脂層が用いられることを特徴とする請求項７記載の帯電装置。
【請求項９】
前記帯電部材は、芯金上に配置された単一のゴム層で構成され、該ゴム層は表面処理されて表面層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれか一つに記載の帯電装置。
【請求項１０】
前記帯電装置およびこれにより表面を一様帯電される潜像担持体、潜像担持体に形成された潜像の可視像処理を行う現像装置、可視像転写後の潜像担持体をクリーニングするクリーニング装置の少なくとも一つが含まれているプロセスカートリッジを作像部に備え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、帯電装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、環境変動に対する帯電特性制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いる画像形成装置には、単一色画像を対象とした作像部を用いる構成の他に、複数色の画像を形成可能な作像部を用いてフルカラー画像などの多色画像を形成する構成がある。
作像部には、潜像担持体に対する一様帯電を行うための帯電装置が設けられているが、帯電装置に用いられる帯電部材は、潜像担持体表面に接触する構成や近接して非接触な状態を維持される構成が知られている。
【０００３】
潜像担持体の表面に帯電部材を接触させながら帯電を行う接触帯電方式では、芯金上に導電性ゴムからなる弾性層が設けられた帯電ローラを帯電部材として用いる構成が知られている。
上記構成からなる帯電部材による帯電時には、帯電部材である帯電ローラの芯金にバイアス印加することで潜像担持体表面を所定電位に帯電させることができる。
【０００４】
しかし、帯電ローラに用いられる導電性ゴム弾性層は、使用環境の変化に影響を受けてバイアス条件が変化する部材である。
つまり、帯電ローラに用いられ得る材質が使用環境に含まれる温湿度、特に水分の影響を受けてバイアス条件を変化させることがある。
例えば、帯電ローラに用いられる導電性ゴム弾性層に含まれる水分量が変化すると抵抗値や誘電率も変化してしまい、設定されているバイアス条件を維持できずに帯電ムラや異常画像の発生を招く虞がある。
【０００５】
一方、帯電ローラに用いられる導電性ゴム弾性層にくまれる水分量が変化するにはある程度の時間がかかる。このため、使用環境での温湿度変化に対応してバイアス条件を変化させた場合も、そのバイアス条件と実際に導電性ゴム弾性層に含まれる水分量との差により帯電ローラでのバイアス条件が整合しないことがある。これにより、使用環境での温湿度を基に帯電特性の一つである帯電用印加電圧を制御した場合でも、必要とする感光体上での帯電電位との間にずれを生じてしまい、感光体表面での帯電電位を所定値にすることができないことになる。
このように感光体表面での帯電電位が所定値から外れると、地汚れやキャリアの付着さらには帯電不足や帯電過多による異常画像の発生が懸念される。
【０００６】
従来、使用環境の変化に応じた帯電条件の制御に関して、帯電ローラ表面の温度を検知し、検知結果を予め設定されている電圧印加条件との対比結果に応じて印加電圧を変更する構成が提案されている（例えば、特許文献１）。
一方、帯電ローラの温度とは別に上述した導電性ゴム層に含まれる水分量の変化を光学検知手段により監視し、光学検知手段による帯電ローラからの光学的変化に応じて印加電圧を変更する構成も提案されている（例えば、特許文献２）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
各特許文献に開示されている構成では、いずれも帯電ローラの表面状態を監視することが前提となっているため、環境変化に即応しにくい帯電ローラ内部での水分量変化を監視してはいない。
このため、帯電ローラに用いられる導電性ゴム弾性層内部での水分量変化による帯電特性の変化を割り出すことがないため、急な環境変化が報じた場合の帯電特性の制御が行われていないことになる。
【０００８】
例えば、空調の切れた週末に放置された状態から週明けに空調が再開されると周囲の温湿度は数１０分程度で変化する一方、帯電ローラ内部の温度は数時間後、そして水分量に関しては１日以上安定しないことがある。また、使用環境が大きく異なる場所に画像形成装置を移動した場合などにも同様な現象が起こる。
このような使用環境の変化に即応しない帯電ローラが使用環境に直接接触する表面での変化を対象として帯電特性の制御を実行しても、帯電ローラ内部での変化がその帯電特性の制御による帯電特性を満たしていないことがある。
つまり、環境変化に対応した印加電圧を設定した場合でも、帯電ローラ内部での温度や水分量が表面と異なる場合には、帯電ローラ内での抵抗率や誘電率が表面と異なることが原因して、表面での帯電電位を得ることができない場合がある。
【０００９】
本発明の目的は、環境変化に対して表面と内部とで状態変化が異なる構成を備えた場合でも、環境変化に即した帯電特性を設定して異常画像の発生を防止できる構成を備えた帯電装置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】
【００１０】
この目的を達成するため、本発明は、潜像担持体表面を一様帯電するために用いられる帯電部材を備え、画像形成時に前記帯電部材に電圧を印加することで前記潜像担持体表面を所定の極性および所定の画像形成電位に帯電させる構成を備えた帯電装置であって、前記帯電部材の使用環境の変化に対する前記帯電部材内部の状態変化を検知する検知手段を備え、該検知手段の検知結果に応じて前記帯電部材に印加する電圧を制御することにより前記画像形成電位を所定の電位に帯電させることを特徴とする帯電装置にある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、帯電部材の内部での状態変化を検知することができるので、環境変化に即応しない帯電部材内の状態変化を検知した結果に応じて帯電部材に対する帯電特性の一つである印加する電圧を決めることができる。これにより、環境変化に即応しない場合であっても、実際の帯電部材内での状態変化に対応した印加電圧を与えることで潜像担持体側において画像形成のための帯電電位を所定の電位にすることができる。この結果、潜像担持体表面での帯電ムラや異常画像の発生を未然に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る帯電装置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の作像部に用いられるプロセスカートリッジの構成を説明するための模式図である。
【図３】図２に示したプロセスカートリッジに装備されている感光体の層構成を説明するための図である。
【図４】図２に示したプロセスカートリッジに用いられる帯電ローラの構成の一例を示す図である。
【図５】図４に示した帯電ローラの要部変形例を示す図である。
【図６】図２に示したプロセスカートリッジに用いられる帯電装置の特徴部を説明するための図である。
【図７】帯電ローラへの印加電圧と感光体の帯電電位との関係を温湿度の違いにより説明するための線図である。
【図８】図６に示す特徴部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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図示実施例により本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る帯電装置を用いる画像形成装置の一つであるプリンタ１００の構成を示す図である。
同図に示されたプリンタ１００は、複数の色の作像部を備えてフルカラー画像を形成可能な構成が備えられている。つまり、プリンタ１００の内部には、複数の作像部からなる画像形成部１２０、中間転写装置１６０および給紙部１３０が主要部として備えられている。
画像形成部１２０には、後述する中間転写装置１６０に用いられる中間転写ベルト１６２の展張方向に沿って複数の作像部を構成するプロセスカートリッジ１２１が配置されている。なお、同図において数字で示す符号に付けられた添え字Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックを意味しており、各作像部のプロセスカートリッジ１２１が異なる色の画像形成が可能であることを表している。
プロセスカートリッジ１２１に関しては、図２において後で詳細を説明する。
【００１４】
中間転写装置１６０は、複数の支持ローラに掛け回されて図示矢印方向に移動可能な中間転写ベルト１６２が備えられている。
中間転写ベルト１６２の展張部において各作像部に対向する位置には、各作像部に装備されている感光体１０で形成された画像を中間転写ベルト１６２に順次転写する一次転写ローラ１６１が配置されている。
中間転写ベルト１６２の展張方向一方側には、中間転写ベルト１６２に転写された重畳画像を記録媒体として用いられる転写紙に一括転写するための二次転写ローラ１６５が配置されている。
中間転写ベルト１６２は、支持ローラの一つを駆動ローラとして図示矢印方向に移動することができ、各作像部に装備されている感光体１０の移動に同期して移動する。
一次転写ローラ１６１は、中間転写ベルト１６２を挟んで各作像部に装備されている感光体１０に対向して配置されており、感光体１０に形成されたトナー像を中間転写ベルト１６２上に転写する。一次転写ローラ１６１は、感光体１０に対して弱い圧力で中間転写ベルト１６２を当接させるようになっている。
【００１５】
中間転写ベルト１６２は、図示しない接離機構により各作像部のうちで、黒（Ｋ）色の画像を形成する作像部以外の感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ）に対して接離することができる。これにより、黒（Ｋ）色のみの単一色の画像形成時には他の色の画像を形成する作像部の感光体１０から離れることができる。
中間転写ベルト１６２の接離に関しては、一次転写ローラ１６１を接離する機構あるいは黒（Ｋ）色の作像部側の位置する支持ローラを揺動支点として他方の支持ローラ側を揺動させる機構などが用いられる。
【００１６】
中間転写装置１６０はユニット構造等が用いられ、プリンタ１００の本体から着脱自在に構成されている。具体的には、プリンタ１００の画像形成部１２０を覆っている図１中の紙面手前側の前カバー（不図示）を開くことで外部への取り出しが行われ、装着時にはこの手順と逆の手順が実行される。
【００１７】
図１中、符号１６７は、二次転写ローラ１６５による一括転写が終了した中間転写ベルト１６２に残留する未転写トナーを除去するベルトクリーニング装置を示している。ベルトクリーニング装置１６７は、中間転写ベルト１６２と共に装置本体に対して着脱できる構成が用いられている。また、ベルトクリーニング装置１６７において回収された未転写トナーは、後述するプロセスカートリッジ内の現像装置５０に帰還させたり、あるいは図示しない廃棄トナータンクに向け搬送する構成を用いることも可能な装置である。
また、図１中、符号１５９（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）は、現像装置６０に対する補給トナーを収容したトナーカートリッジを示している。トナーカートリッジ１５９からは、現像装置６０内でのトナー濃度が低下した場合にトナーが補給される。
【００１８】
図１において符号１４０は、作像部毎に書き込み光を感光体１０に照射する書き込み装置を示している。書き込み装置１４０は、図示しない制御部から送信される画像情報に応じた書き込み光を感光体１０に照射することで感光体１０に静電潜像を形成する。本実施例では、書き込み装置１４０により書き込み光の照射により、感光体の電位が−７００Ｖから−１００Ｖ程度下がることにより静電潜像部が形成される。
【００１９】
図１において書き込み装置１４０の下方には、給紙部１３０が配置されている。
給紙部１３０には、複数の給紙カセット１３１が備えられ、各給紙カセット１３１からは、繰り出しローラ１３２により搬送路に向け転写紙が給送される。搬送路に給送された転写紙は、搬送路に配置されているレジストローラ１３３によりレジストタイミングを設定された上で二次転写ローラ１６５の位置に向け搬送されて中間転写ベルト１６２に担持されている重畳画像を一括転写される。
一括転写後の転写紙は、排紙ローラ９０を介して排紙トレイに向け排出される。
【００２０】
図２は、各作像部に用いられるプロセスカートリッジ１２１の構成を示す図である。
プロセスカートリッジ１２１の構成は、各作像部において同様であるので、以下の説明においては、色の種別を意味する符号Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを省略して説明する。
同図においてプロセスカートリッジ１２１内には、潜像担持体としての感光体１０が配置され、感光体１０の周囲には、感光体１０の移動方向に沿って画像形成処理を実行する帯電装置４０，現像装置５０およびクリーニング装置３０がそれぞれ配置されている。クリーニング装置３０は、可視像転写後の感光体１０をクリーニングするために用いられる。
帯電装置４０は、潜像担持体表面、つまり感光体表面を一様帯電するために用いられる装置であり、帯電ローラ４１が主要部に用いられている。
【００２１】
感光体１０は、本実施例の場合、回転可能なドラムが用いられており、導電性支持体上に少なくとも感光層を有し、表面には中に無機微粒子が分散されている。
以下に、感光体１０（以下、便宜上、感光体を像担持体と表現する場合もある）の各層構造について説明する。
【００２２】
図３（Ａ）は、導電性支持体９１上に表面近傍に無機微粒子を含有した感光層９２を設けた一例を示している。図３（Ｂ）は、導電性支持体９１上に感光層９２及び無機微粒子を含有した表面層９３を設けた一例を示している。また、図３（Ｃ）は、導電性支持体９１上に電荷発生層９２１、電荷輸送層９２２を積層した感光層９２及び無機微粒子を含有した表面層９３を設けた一例を示している。図３（Ｄ）は、導電性支持体９１上に下引き層９４を設け、電荷発生層９２１、電荷輸送層９２２を積層した感光層９２及び無機微粒子を含有した表面層９３を設けた一例を示している。
【００２３】
図３に示す感光体１０は、導電性支持体９１上に少なくとも、感光層９２と表面層９３を有する構成のものであればよく、その他の層等が任意に組み合わされていても構わない。
導電性支持体９１としては、体積抵抗１０１０Ω・ｃｍ以下の導電性を示すもの、例えば、次の材質が用いられる。
アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板およびそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した管などを使用することができる。
また、感光体１０に代えて潜像担持体として、エンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体９１として用いることも可能である。
【００２４】
この他、導電性支持体９１の構成として、表面に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものを用いることも可能である。この場合に用いられる導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、またアルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズ、ＩＴＯなどの金属酸化物粉体などが挙げられる。
また、同時に用いられる結着樹脂には、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、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、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、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂が挙げられる。
【００２５】
このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。
さらに、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン（登録商標）などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、本発明の導電性支持体９１として良好に用いることができる。
【００２６】
次に感光層９２について説明する。
感光層９２は単層でも積層でもよいが、説明の都合上、先ず電荷発生層９２１と電荷輸送層９２２とで構成される場合（図３（Ｃ）に示す構成）から述べる。
電荷発生層９２１は、電荷発生物質を主成分とする層である。電荷発生層９２１には、公知の電荷発生物質を用いることが可能であり、その代表として、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、他の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等が挙げられ用いられる。これら電荷発生物質は単独でも、２種以上混合してもかまわない。
【００２７】
本実施例では、特に、アゾ顔料および／またはフタロシアニン顔料が有効に用いられる。
特にアゾ顔料、およびチタニルフタロシアニン（特にＣｕＫαの特性Ｘ線（波長１．５１４Å）に対するブラッグ角２θの回折ピーク（±０．２゜）として、少なくとも２７．２゜に最大回折ピークを有するチタニルフタロシアニン）が有効に使用できる。
電荷発生層９２１は、必要に応じて結着樹脂とともに適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波などを用いて分散し、これを導電性支持体９１上に塗布し、乾燥することにより形成される。
必要に応じて電荷発生層９２１に用いられる結着樹脂としては、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、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリフェニレンオキシド、ポリアミド、ポリビニルピリジン、セルロース系樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。結着樹脂の量は、電荷発生物質１００重量部に対し０〜５００重量部、好ましくは１０〜３００重量部が適当である。
【００２８】
ここで用いられる溶剤としては、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、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、モノクロロベンゼン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、リグロイン等が挙げられるが、特にケトン系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒が良好に使用される。
塗布液の塗工法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の方法を用いることができる。
電荷発生層９２１の膜厚は、０．０１〜５μｍ程度が適当であり、好ましくは０．１〜２μｍである。
電荷輸送層９２２は、電荷輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層９２１上に塗布、乾燥することにより形成できる。
また、必要により可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。
【００２９】
電荷輸送物質としては、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、ベンゾキノン誘導体等の電子受容性物質が挙げられる。
正孔輸送物質としては、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメートおよびその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物およびその誘導体、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、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、ブタジェン誘導体、ピレン誘導体等、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体等その他公知の材料が挙げられる。これらの電荷輸送物質は単独、または２種以上混合して用いられる。
【００３０】
結着樹脂としては、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、ポリアレート、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、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、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。
電荷輸送物質の量は、結着樹脂１００重量部に対し、２０〜３００重量部、好ましくは４０〜１５０重量部が適当である。
また、電荷輸送層９２２の膜厚は解像度・応答性の点から、２５μｍ以下とすることが好ましい。
下限値に関しては、使用するシステム（特に帯電電位等）に異なるが、５μｍ以上が好ましい。
ここで用い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、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトンなどが用いられる。
【００３１】
本実施例での像担持体の場合、その電荷輸送層９２２中に可塑剤やレベリング剤を添加してもよい。
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など一般の樹脂の可塑剤として使用されているものがそのまま使用でき、その使用量は、結着樹脂に対して０〜３０重量％程度が適当である。
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などのシリコーンオイル類や、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、オリゴマーが使用され、その使用量は結着樹脂に対して、０〜１重量％が適当である。
電荷輸送層９２２が最表層となる場合は、電荷輸送層９２２に無機微粒子が含有されている。無機微粒子としては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、酸化珪素、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウム等の金属酸化物、チタン酸カリウムなどの無機材料が挙げられる。特に金属酸化物が良好であり、さらには、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン等が有効に使用できる。
無機微粒子の平均一次粒径は、０．０１〜０．５μｍであることが表面層９３の光透過率や耐摩耗性の点から好ましい。
無機微粒子の平均一次粒径が０．０１μｍ以下の場合は、耐摩耗性の低下、分散性の低下等を引き起こし、０．５μｍ以上の場合には、分散液中において無機微粒子の沈降性が促進されたり、トナーのフィルミングが発生したりする可能性がある。
無機微粒子の添加量は、高いほど耐摩耗性が高いので良好であるが、高すぎる場合には残留電位の上昇、保護層の書き込み光透過率が低下し、副作用を生じる場合がある。従って、概ね全固形分に対して、３０重量％以下、好ましくは２０重量％以下である。
その下限値は、通常、３重量％である。
【００３２】
また、これらの無機微粒子は少なくとも一種の表面処理剤で表面処理させることが可能であり、そうすることが無機微粒子の分散性の面から好ましい。
無機微粒子の分散性の低下は残留電位の上昇だけでなく、塗膜の透明性の低下や塗膜欠陥の発生、さらには耐摩耗性の低下をも引き起こすため、高耐久化あるいは高画質化を妨げる大きな問題に発展する可能性がある。
【００３３】
次に、感光層９２が単層構成の場合について述べる。
上述した電荷発生物質を結着樹脂中に分散した像担持体が使用できる。
単層感光層９２は、電荷発生物質および電荷輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することによって形成できる。
また単層の感光層９２が表面層９３になる場合も、前記無機微粒子が含有されている。さらに、この感光層９２には上述した電荷輸送材料を添加した機能分離タイプとしても良く、良好に使用できる。
また、必要により、可塑剤やレベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
結着樹脂としては、先に電荷輸送層９２２で挙げた結着樹脂をそのまま用いるほかに、電荷発生層で挙げた結着樹脂を混合して用いてもよい。
結着樹脂１００重量部に対する電荷発生物質の量は５〜４０重量部が好ましく、電荷輸送物質の量は０〜１９０重量部が好ましくさらに好ましくは５０〜１５０重量部である。
単層感光層９２は、電荷発生物質、結着樹脂を必要ならば電荷輸送物質とともにテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロエタン、シクロヘキサン等の溶媒を用いて分散機等で分散した塗工液を、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコートなどで塗工して形成できる。単層感光層９２の膜厚は、５〜２５μｍ程度が適当である。
【００３４】
本実施例での像担持体においては、導電性支持体９１と感光層９２との間に下引き層９４を設けることができる。
下引き層９４は一般には樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層９２を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤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、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。
また、下引き層９４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、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。
この下引き層９４は前述の感光層９２の如く適当な溶媒、塗工法を用いて形成することができる。
さらに本実施例では、下引き層９４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することもできる。
この他、下引き層９４には、Ａｌ２Ｏ３を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン（パリレン）等の有機物やＳｉＯ２、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＩＴＯ、ＣｅＯ２等の無機物を真空薄膜作成法にて設けたものも良好に使用できる。このほかにも公知のものを用いることができる。下引き層９４の膜厚は０〜５μｍが適当である。
【００３５】
本実施例での像担持体においては、感光層９２の最表面に無機微粒子を含有させた表面層９３を設けることができる。
表面層９３は、少なくとも無機微粒子とバインダー樹脂で構成される。バインダー樹脂は、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂などの架橋樹脂が用いられる。
微粒子としては、有機系微粒子及び無機微粒子が用いられる。有機系微粒子としては、フッ素含有樹脂微粒子、炭素系微粒子などが上げられる。銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、酸化珪素、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウム等の金属酸化物、チタン酸カリウムなどの無機材料が挙げられる。特に金属酸化物が良好であり、さらには、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン等が有効に使用できる。
無機微粒子の平均一次粒径は、０．０１〜０．５μｍであることが表面層９３の光透過率や耐摩耗性の点から好ましい。
無機微粒子の平均一次粒径が０．０１μｍ以下の場合は、耐摩耗性の低下、分散性の低下等を引き起こし、０．５μｍ以上の場合には、分散液中において無機微粒子の沈降性が促進されたり、トナーのフィルミングが発生したりする可能性がある。
表面層９３中の無機微粒子濃度は、高いほど耐摩耗性が高いので良好であるが、高すぎる場合には残留電位の上昇、保護層の書き込み光透過率が低下し、副作用を生じる場合がある。
従って、概ね全固形分に対して、５０重量％以下、好ましくは３０重量％以下である。
その下限値は、通常、５重量％である。
また、これらの無機微粒子は少なくとも一種の表面処理剤で表面処理させることが可能であり、そうすることが無機微粒子の分散性の面から好ましい。
無機微粒子の分散性の低下は残留電位の上昇だけでなく、塗膜の透明性の低下や塗膜欠陥の発生、さらには耐摩耗性の低下をも引き起こすため、高耐久化あるいは高画質化を妨げる大きな問題に発展する可能性がある。
【００３６】
表面処理剤としては、従来用いられている表面処理剤を使用することができるが、無機微粒子の絶縁性を維持できる表面処理剤が好ましい。
例えば、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコアルミネート系カップリング剤、高級脂肪酸等、あるいはこれらとシランカップリング剤との混合処理や、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、シリコーン、ステアリン酸アルミニウム等、あるいはそれらの混合処理が無機微粒子の分散性及び画像ボケの点からより好ましい。
シランカップリング剤による処理は、画像ボケの影響が強くなるが、上記の表面処理剤とシランカップリング剤との混合処理を施すことによりその影響を抑制できる場合がある。
表面処理量については、用いる無機微粒子の平均一次粒径によって異なるが、３〜３０ｗｔ％が適しており、５〜２０ｗｔ％がより好ましい。
【００３７】
表面処理量がこれよりも少ないと無機微粒子の分散効果が得られず、また多すぎると残留電位の著しい上昇を引き起こす。
これら無機微粒子（材料）は、単独もしくは２種類以上混合して用いられる。表面層９３膜厚は、１．０〜８．０μｍの範囲であることが好ましい。
長期的に繰り返し使用される像担持体は、機械的に耐久性が高く、摩耗しにくいものとする。
しかし実機内における、帯電部材などから、オゾン及びＮＯｘガスなどが発生し、像担持体の表面に付着する。これらの付着物が存在すると、画像流れが発生する。
この画像流れを防止するためには、感光層９２をある一定速度以上に摩耗する必要がある。
そのためには、長期的な繰り返し使用を考慮した場合、表面層９３は少なくとも１．０μｍ以上の膜厚であることが好ましい。
【００３８】
また表面層９３の膜厚が８．０μｍよりも大きい場合は、残留電位上昇や微細ドット再現性の低下が考えられる。
これら無機微粒子（材料）は、適当な分散機を用いることによりバインダー樹脂との分散液中に分散できる。
また、分散液中での無機微粒子の平均粒径は、１μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以下にあること表面層９３の透過率の点から好ましい。
感光層９２上に表面層９３を設ける方法としては、浸漬塗工方法、リングコート法、スプレー塗工方法など用いられる。  
このうち一般的な表面層９３の製膜方法としては、微小開口部を有するノズルより塗料を吐出し、霧化することにより生成した微小液滴を感光層９２上に付着させて塗膜を形成するスプレー塗工方法が用いられる。
ここで用い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、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトンなどが用いられる。
表面層９３は、残留電位低減、応答性改良のため、電荷輸送物質を含有しても良い。電荷輸送物質は、電荷輸送層の説明のところに記載した材料を用いることができる。
電荷輸送物質として、低分子電荷輸送物質を用いる場合には、表面層９３中における濃度傾斜を有しても構わない。
また、表面層９３には電荷輸送物質としての機能とバインダー樹脂の機能を持った高分子電荷輸送物質も良好に使用される。
【００３９】
これら高分子電荷輸送物質から構成される表面層９３は耐摩耗性に優れたものである。
高分子電荷輸送物質としては、公知の材料が使用できるが、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテルの中から選ばれる少なくとも一つの重合体であることが好ましい。特に、トリアリールアミン構造を主鎖および／または側鎖に含むポリカーボネートが好ましい。
像担持体表面層９３の硬度は、マルテンス硬さ１９０Ｎ／ｍｍ２以上であり、且つ弾性仕事率（Ｗｅ／Ｗｔ値）が３７．０％以上であることが好ましい。ここで上げているマルテンス硬さ、弾性仕事率は以下の条件で測定される。
評価装置  ：  Ｆｉｓｈｅｒｓｃｏｐｅ  Ｈ−１００
試験方法  ：  負荷除荷繰り返し（１回）試験
圧子  ：  マイクロビッカース圧子
最大荷重  ：  ９．８ｍＮ
負荷（除荷）時間  ：  ３０秒
保持時間  ：  ５ｓｅｃ
【００４０】
マルテンス硬さ１９０Ｎ／ｍｍ２未満の場合は、トナーが感光体表面に固着する不具合が生じる。また弾性仕事率（Ｗｅ／Ｗｔ値）が３７．０％未満の場合は、感光体軸方向で、画像面積率が変化した場合など、感光体摩耗スピードが変化し、摩耗ムラが発生する不具合が生じる。
このため、無機微粒子の添加量や樹脂種により、硬度及び弾性仕事率を制御する。ポリカーボネート、ポリアリレートなどの樹脂は、樹脂骨格中に剛直な構造を取り込むことにより、硬度及び弾性仕事率が向上する。また前記高分子電荷輸送物質を採用することにより、硬度及び弾性仕事率が向上する。
感光体の表面は無機微粒子の添加により微小な凹凸が形成される。このため感光体への付着力が低減され、トナー母体、外添剤の感光体へのフィルミングが発生しにくくなる。感光体の表面粗さはＲｚ＝０．３〜１．０μｍ程度が好ましい。表面粗さの測定にはサーフコム１４００Ｄ（東京精密製）で測定する。
【００４１】
図２に戻って、現像装置５０は、感光体１０の表面にトナーを供給することにより感光体１０上の静電潜像を可視像処理することができる。
現像装置５０には、現像剤を収容可能な現像槽が備えられており、現像槽内部には現像剤を担持可能な現像ローラ５１が感光体と対峙させて配置されている。
現像槽内には、現像ローラ５１に向け現像剤を撹拌搬送しながら供給する供給スクリュー５２および現像槽内の現像剤を撹拌搬送するとともに補給されたトナーを現像剤内に混合撹拌するための撹拌スクリュー５３が配置されている。
現像装置５０では、供給ローラ５２から現像ローラ５１に供給された現像剤が図示しないドクターブレードにより層厚を規定されたうえで感光体１０に向け供給される。現像剤は、静電潜像からの静電吸引力および現像ローラ５０に印加される現像バイアスにより静電潜像にトナーを吸着されて静電潜像を可視像化する。
本実施例では、感光体１０上に担持されている静電潜像に対して、現像バイアスが−５５０Ｖに設定されることにより、感光体との間の電位差が−５５０〜−１００Ｖに設定され、マイナスに帯電したトナーが静電移動して静電潜像の可視像処理が行われる。
【００４２】
感光体１０から未転写トナーを除去するクリーニング装置３０には、転写後の感光体１０を除電する除電装置６０および感光体１０の表面に当接するクリーニングブレード５が設けられている。
転写後の感光体１０は、除電装置６０により残留電荷を除電されたうえで、クリーニングブレード５による未転写トナーなどの異物を掻き取られる。クリーニングブレード５には、ウレタンゴム材料が用いられている。
【００４３】
一方、現像装置５０に用いられるトナーは、次に説明する方法により得られる。なお、以下の説明で使用する「部」との用語は「質量部」を示している。
＜［トナー１］の件製＞
［エステルワックス１］の合成
脂肪酸成分とアルコール成分とを、触媒（有効量）とともに反応容器内に入れ、窒素気流下、２４０℃でエステル化反応させ、［エステルワックス１］を合成する。
【００４４】
［結晶性ポリエステル樹脂１］の合成
窒素導入管、脱水管、撹拌器及び熱電対を装備した５リットルの４つ口フラスコに、１，１０−デカンニ酸２１２０ｇ、１、８−オクタンジオール１５２０ｇ、１，６−ヘキサンジオール１２００ｇ、ハイドロキノン４．９ｇを入れる。そして、１８０℃で１０時間反応させた後、２００℃に昇温して３時間反応させ、さらに８．３ｋＰａで２時間反応させて［結晶性ポリエステル樹脂１］を得る。
【００４５】
［非結晶性ポリエステル樹脂１］の合成
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物６７部、ビスフェノールＡプロピオンオキサイド３モル付加物８４部、テレフタル酸２７４部、及びジブチルチンオキサイド２部を投入する。そして、常圧下、２３０℃で８時間反応させる。次いで、この反応液を１０〜１５ｍｍＨｇの減圧下で５時間反応させて、［非結晶性ポリエステル樹脂１］を合成する。
このようにして得られた［非結晶性ポリエステル樹脂１］は、数平均分子量（Ｍｎ）が２１００、質量平均分子量（Ｍｗ）が５６００、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５５℃であった。
【００４６】
［マスターバッチ］（ＭＢ）の調製
水１０００部、カーボンブラック（Ｐｒｉｎｔｅｘ３５；デグサ社製、ＤＢＰ吸油量＝４２ｍＬ／１００ｇ、ＰＨ＝９．５）５４０部、及び前記未変性ポリエステル樹脂１２００部を、ヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）を用いて混合する。この混合物を、２本ロールにより１５０℃で３０分混練した後、圧延冷却し、パルベライザー（ホソカワミクロン社製）で粉砕して、［マスターバッチ］を調製する。
【００４７】
［結晶性ポリエステル樹脂分散液］の作製
金属製２Ｌ容器に、［結晶性ポリエステル樹脂１］を１００ｇ、酢酸エチルを４００ｇ入れ、７０℃で加熱溶解させた後、氷水浴中で２０℃／分の速度で急冷する。冷却後、分散液に［結晶性ポリエステル樹脂１］を１００ｇ溶解させ、これにガラスビーズ（３ｍｍφ）５００ｍＬを加え、バッチ式サンドミル装置（カンペハピオ社製）で平均液温２４℃に保ちながら１０時間粉砕を行う。そして、体積平均粒径が０．３μｍの［結晶性ポリエステル樹脂分散液１］を得る。
【００４８】
［ポリエステルプレポリマー１］の合成
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、次の材料を入れて、常圧下、２３０℃で８時間反応させ、更に１０〜１５ｍｍＨｇの減圧下、５時間反応させて［中間体ポリエステル１］を得る。ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物６８２部、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド２モル付加物８１部、テレフタル酸２８３部、無水トリメリット酸２２部、及びジブチルチンオキサイド２部である。
このようにして得た［中間体ポリエステル１］は、数平均分子量２１００、質量平均分子量９５００、Ｔｇ５５℃、酸価０．５、水酸基価５１であった。
【００４９】
次に、冷却管、撹拝機及び窒素導入管の付いた反応容器中に［中間体ポリエステル１］４１０部、イソホロンジイソシアネート８９部、酢酸エチル５００部を入れ、１００℃で５時間反応させて、［ポリエステルプレポリマー１］を得る。
このようにして得た［ポリエステルプレポリマー１］の遊離イソシアネート量は、１．５３質量％であった。
【００５０】
［顔料・ＷＡＸ分散液１］（油相）の作成
撹拝棒及び温度計をセットした容器に、［非結晶性ポリエステル樹脂１］３７８部、［エステルワックス１］１１０部、酢酸エチル９４７部を仕込み、撹押下８０℃に昇温し、８０℃のまま５時間保持した後、１時間かけて３０℃に冷却した。次いで、容器に［マスターバッチ］５００部、酢酸エチル５００部を仕込み、１時間混合して［原料溶解液１］を得た。
次いで［原料溶解液１］１３２４部を容器に移し、ビーズミル（ウルトラビスコミル、アイメックス社製）を用いて、次の条件で３パス、カーボンブラック及びワックスの分散を行った。送液速度１ｋｇ／ｈｒ、ディスク周速度６ｍ／ｓ、０．５ｍｍジルコニアビーズを８０体積％充填の条件である。
【００５１】
次いで、［非結晶性ポリエステル樹脂１］の６５％酢酸エチル溶液１０４２．３部を加え、上記条件のビーズミルで１パスし、［顔料・ＷＡＸ分散液１］を得た。
このようにして得た［顔料・ＷＡＸ分散液１］の固形分濃度（１３０℃、３０分）は５０％であった。
【００５２】
［微粒子分散液１］（有機微粒子エマルション）の合成
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器に、水６８３部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩（エレミノールＲＳ−３０＝三洋化成工業社製）１１部、スチレン１３８部、メタクリル酸１３８部、過硫酸アンモニウム１部を仕込む。
そして、４００回転／分で１５分間撹拌して白色の乳濁液を得た後、系内温度７５℃まで昇温し、５時間反応させる。
【００５３】
さらに、１％過硫酸アンモニウム水溶液３０部を加え、７５℃で５時間熟成し、ビニル系樹脂（スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体）の水性分散液［微粒子分散液１］を得る。
このようにして得た［微粒子分散液１］の体積平均粒径（ＬＡ−９２０で測定）は０．１４μｍであった。
そして、［微粒子分散液１］の−部を乾燥して樹脂分を単離する。
【００５４】
［水相１］の調製
水９９０部、［微粒子分散液１］８３部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの４８．５％水溶液（エレミノールＭＯＮ−７＝三洋化成工業社製）３７部、酢酸エチル９０部を混合撹拌し、乳白色の液体を得る。これを［水相１］とする。
【００５５】
［分散スラリー１］の作成（乳化）
［顔料・ＷＡＸ分散液１］６６４部、［プレポリマー１］１０９．４部、［結晶性ポリエステル樹脂分散液１］７３．９部、［ケチミン化合物１］４．６部を容器に入れ、ＴＫホモミキサー（特殊機化社製）を用いて５０００ｒｐｍで１分間混合する。その後、容器に［水相１］１２００部を加え、ＴＫホモミキサーで混合（回転数１１０００ｒｐｍで５分間）し、［乳化スラリー１］を得る。
次いで、撹拌機及び温度計をセットした容器に、［乳化スラリー１］を投入し、３０℃で８時間脱溶剤した後、４５℃で４時間熟成を行い、［分散スラリー１］を得る。
【００５６】
［トナー母体粒子Ｂ］の件成（洗浄・乾燥）
上記［分散スラリー１］１００部を減圧濾過して得た濾過ケーキに対し、以下の（１）〜（４）の操作を行う。
【００５７】
（１）濾過ケーキにイオン交換水１００部を加え、ＴＫホモミキサーで混合（回転数１２０００ｒｐｍで１０分間）した後、濾過する。
（２）次いで、１０％水酎ヒナトリウム水溶液１００部を加え、ＴＫホモミキサーで混合（回転数１２０００ｒｐｍで３０分間）した後、減圧漉過する。
（３）次いで、１０％塩酸１００部を加え、ＴＫホモミキサーで混合（回転数１２０００ｒｐｍで１０分間）した後、漉過する。
（４）次いで、イオン交換水３００部を加え、温風乾燥機により４５℃で４８時間乾燥し、［トナー母体粒子Ｂ］を得る。
【００５８】
［トナー１］の製造（外添処理）
上記「トナー母体粒子Ｂ」１００部に対し、シリカＡ（ＵＦＰ−３５、日本電気化学工業社製）１．５部を添加し、ヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）により周速１３ｍ／ｓで１分間混合し、次いで、周速４０ｍ／ｓで１０分間混合する。これに体積平均粒径２０ｎｍの酸化チタン０．５部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速１３ｍ／ｓで１分間混合し、次いで、周速４０ｍ／ｓで１０分間混合する。これにシリカＢ（Ｈ１３０３、クラリアントジャパン社製）２．０部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速１３ｍ／ｓで１分間混合し、次いで、周速４０ｍ／ｓで１０分間混合する。これに脂肪酸金属塩粒子（ステアリン酸亜鉛１）０．２部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速１３ｍ／ｓで１分間混合し、次いで、周速４０ｍ／ｓで１０分間混合する。
【００５９】
混合後の粉体を目開き５００μｍのメッシュに通過させ、粗大粉を取り除き、脂肪酸金属塩及び無機微粒子を外添した［トナー１］を製造する。
上述のようにして得られた［トナー１］のトナーの流出開始温度（Ｔｆｂ：フローテスターで測定）、ワックス融点（Ｔｍ１：ＤＳＣで測定）、結晶性ポリエステルの融点（Ｔｍ２：ＤＳＣで測定）を測定した。［トナー１］の測定結果は、Ｔｆｂ＝８０．２℃、Ｔｍ１＝６７．９℃、Ｔｍ２＝６４．３℃であった。
【００６０】
＜［キャリア］の作製＞
トルエン１００部に、シリコーン樹脂オルガノストレートシリコ⊥ン１００部、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン５部及びカーボンブラック１０部を添加し、ホモミキサーで２０分間分散させて、樹脂層塗布液を調製する。
次いで、流動床型コーティング装置を用いて、体積平均粒径５０μｍの球状マグネタイト１０００部の表面に樹脂層塗布液を塗布して、［キャリア］を作製する。
＜［現像剤１］の製造＞
ボールミルを用いて、上記［トナー１］５部と上記［キャリア］９５部を混合し、［現像剤１］を作製する。
【００６１】
以上の構成からなる画像形成装置を対象として、本実施例の特徴について以下に説明する。
本実施例では、帯電ローラへの印加電圧を使用環境の変化に応じて調整する場合、帯電ローラに用いられる弾性層を対象とした状態変化に基づき制御する点を特徴としている。
これにより、帯電ローラの表層での状態変化に対してタイムラグが存在するローラ内部での状態変化に応じた画像形成電位の設定により帯電ローラでの帯電ムラや異常画像の発生を防止できる。
【００６２】
以下、帯電装置４０およびクリーニング部の構成について説明する。
帯電装置４０は、図２に示すように帯電部材としての帯電ローラ４１と帯電ローラ４１の近傍に配置されて帯電ローラ４１と同様な構成を備えた疑似帯電部材としての疑似帯電ローラ４００とを主要部として備えている。
なお、図示しないが、帯電ローラ４１には、これの表面に接触して連れ動くことにより帯電ローラ４１の表面に付着した異物を除去するクリーニングローラが備えられている。
クリーニングローラは、芯金上にポリウレタンやメラミン樹脂のスポンジ層や導電性あるいは絶縁性のポリアミド（ナイロン）、アクリル酸樹脂、ポリエステル樹脂などの繊維を用いたブラシを備えているブラシローラが用いられる。クリーニングローラは、帯電ローラ４１に連動する場合あるいは回転駆動される場合を選択されることにより、帯電ローラ４１の表面に付着した異物を機械的な力を作用させて除去することができる。
【００６３】
帯電ローラ４１は、直流の一定電圧を帯電バイアスとして印加される部材であり、図５に示すように、芯金上に導電性ゴム層を有する導電性弾性層が設けられて構成されている。
帯電ローラ４１に直流の一定電圧を帯電バイアスとして印加することにより、感光体への負荷を低減することができ、放電時での感光体の摩耗量が少なくなり、感光体の長寿命化が図れる。
【００６４】
導電性弾性層は、凹凸からなる表面粗さＲｚが１５μｍ程度に調整されている。
凹凸を用いた表面粗さＲｚは、多数分散された粒子により得られるようになっており、粒子径は、１０μｍ以上、好ましくは１５μｍ程度に設定されている。
表面粗さが１０μｍ以下で凹凸が小さくなる場合には、横スジなどが生じる異常画像が得られ易くなり、また、凹凸が小さくなることで帯電ローラ表面に沿って電流が流れやすく、電流のリーク現象により横スジが発生しやすくなる原因となる虞がある。これとは逆に表面粗さＲｚが大きすぎると、凹凸ムラがハーフトーンでの画像にそのまま反映されて濃度ムラとなって現れる虞がある。このため、表面粗さの上限としては、２０μｍ程度に抑えることが望ましい。
【００６５】
図４は、帯電ローラ４１の一例を示す図であり、同図に示す帯電ローラ４１は、導電性弾性層に基層および表層に相当する表面層の２層を備えている。図４に示す構成では、基層にゴム弾性層の一つであるヒドリンゴム層が用いられ、これにナイロン樹脂からなる表面層が設けられている。
表面層には粒径１５μ程度を有する多数の粒子４１Ａ’が分散されている。この粒子４１Ａ’により表面に凹凸部が形成される。なお、表面粗さＲｚは、サーフコム１４００Ｄ（東京精密製）によって測定した。
粒子を用いて凹凸部が形成された表面層を有する帯電ローラ４１では、表層により基層からの染み出し成分、つまりゴム成分の染み出しを防止して帯電ローラ４１が接触する感光体への汚染を防止すると共に感光体１０との接触面積を小さくしている。
感光体への接触面積を小さくすることにより、接触部と非接触部（ギャップ部）とが適度に分布し、放電機会を増やして帯電を安定化させることができる。特に、線速が早い場合には、帯電安定性の効果がたかくなり、また、基層からのゴム成分の染み出しによる感光体１０の汚染あるいは感光体１０から帯電ローラ４１に向けたトナーによる汚染を抑止することができる。
【００６６】
図５は、図４に示した凹凸部が粒子を用いないで構成されている例を示している。
同図に示す帯電ローラ４１は、単一のゴム層表面に、研磨ペーパなどで周方向に沿って形成された凹凸状の研磨部４１Ａがランダムに設けられている。研磨部４１Ａは、帯電ローラ４１を回転させながら研磨ペーパを当接させることで得られる。
この場合、単一のヒドリンゴム層表面に表面処理液を浸漬させるあるいは塗布するなどにより表面処理液を乾燥硬化させて表面処理層を形成するようにないっている。これにより表面処理層によりゴム層からのゴム成分の染み出しを防止している。
【００６７】
ところで、帯電ローラ４１の表面層は、ゴム成分の染み出しを抑えて感光体１０の汚染を防止できるが、使用環境の変化に即応して含水分量などの状態変化が起こることが少なく、むしろ、状態変化が遅れる傾向にある。
従って、帯電ローラ４１の表面での状態変化を対象として画像形成電位に相当する帯電バイアス電位を調整した場合には、帯電ローラ４１の内部での状態変化に対応していない場合がある。
【００６８】
そこで、本実施例では、帯電ローラの表層での状態変化を検知するのではなく、帯電部材内部、つまり、帯電ローラ４１の内部での状態変化に基づき帯電ローラ４１に印加する電圧を調整する。これにより、感光体１０での画像形成電位が所定の電位となるように帯電ローラ４１側での印加電圧を用いた帯電条件を変更可能にするようになっている。
このための構成として、本実施例では、図２に示すように、帯電ローラ４１の近傍に帯電ローラ４１と同様な構成を備えた疑似帯電部材としての疑似帯電ローラ４２が設けられている。
疑似帯電ローラ４２の構成は、図６に示されている。
図６において疑似帯電ローラ４２は、帯電ローラ４１と同様に芯金４００上に基層４０１が、そしてその表面に表層４０２が積層されており、帯電ローラ４１と違って、回転しない状態に維持されている。
基層４０１に用いられるヒドリンゴム層内には、状態変化検知部材４０３の一つである温度検知部材としての温度センサＳ１が埋め込まれている。
【００６９】
一方、疑似帯電ローラ４２の基層４０１内には、弾性層で囲まれた空洞４０４が設けられており、空洞４０４内には、状態変化検知部材の今ひとつとして、空洞内での湿度を検知可能な湿度検知部材としての湿度センサＳ２が配置されている。
疑似帯電ローラ４２は、環境変化が生じた場合に帯電ローラ４１の内部で起こる変化を割り出すことができればよい部材であるので、帯電ローラ４１と同様な軸方向長さ、あるいは芯金を必ずしも必要とするものではなく、基層および表層の材料だけであってもよい。
【００７０】
帯電ローラ４１の内部での状態変化を検知する理由は、上述したように、表層での状態変化と内部での状態変化においてタイムラグが存在することによる実際の帯電ローラ４１での状態変化に対応した印加電圧の設定を可能にする点にある。
図７は、帯電ローラ４１の印加電圧と感光体１０での帯電電位との関係を環境変化に対応させて実験した結果を示す線図である。
同図に示す結果は、各環境変化時で２日間以上帯電ローラ４１を放置した場合の結果である。この放置期間により帯電ローラ４１の内部では、使用環境変化の影響が充分行き届いた状態を得られることになる。
図７において、温湿度が２３℃５０％の時には、帯電ロータ４１に対して負極性の直流電圧−１３５０Ｖを印加すると、感光体表面では約−７００Ｖの帯電電位が得られる。
これに対して、温湿度が１０℃１５％に変化した場合には、感光体を同じ−７００Ｖに帯電させるためには、−１３９０Ｖが必要となる結果が得られた。
【００７１】
このことから、例えば、冬場の週末に室内環境において温湿度１０℃１５％まで下がり、週明け空調を入れ日中は温湿度が２３℃５０％まで上昇した場合を想定すると次の通りである。
帯電ローラでは、未だ週末の状態の影響が残っており（極端な例でまだ帯電ローラは１０℃１５％の状態のままとすると）、室内の環境に基づいて−７００Ｖに帯電させようとして−１３５０Ｖを印加する。このときの帯電電位は−６６０Ｖ程度となり帯電不足となる。このため、狙いと画像濃度がずれてしまうことや、地汚れ等の異常画像が発生する可能性がある。帯電ローラの環境による変化は安定するまでに２日以上かかる場合もある。  
【００７２】
このように周囲環境と帯電ローラの状態の変化にはタイムラグがあるが、本実施例では、帯電ローラ内部の温度・湿度を検知することで急激な環境変化についても帯電電位を画像濃度が適正になるように、また異常画像が発生しないように調整することができる。
【００７３】
図８は、上記状態変化に応じた帯電ローラ４１に対する印加電圧の調整を行うための制御部の構成を示すブロック図である。
同図において制御部１０００は、画像形成シーケンスプログラムを実行する制御部が用いられており、本実施例に関係する構成として、入力側に状態変化検知部材樽温度センサＳ１，湿度センサＳ２が接続されている。
一方、制御部１０００の出力側には、帯電ローラ４１への印加電圧を設定する印加電圧駆動部１００１が接続されている。
制御部１０００では、予め設定されている帯電ローラ４１への印加電圧を、環境変化に基づく帯電ローラ４１内の温度センサＳ１，湿度センサＳ２を用いて検知結果に基づき補正する。
補正に際しては、図７に示した結果から、帯電ローラ４１に印加する電圧が不足しないあるいは過多とならない傾向に印加電圧が調整される。
【００７４】
以上の実施例においては、帯電ローラ４１の使用環境が変化し、帯電ローラ４１の内部に影響する状態変化にタイムラグが存在している場合でも、帯電ローラ内部の状態変化に基づいて印加電圧を調整するので、帯電電位を所定電位に維持することが可能となる。
特に帯電ローラ内部での状態変化を割り出すために、帯電ローラと同様な構成を備えた疑似帯電ローラ４２を用いることにより、実際の帯電ローラ内部での状態変化を正確に割り出すことができる。
これにより、環境変化に応じた帯電ローラでの印加電圧の不足などにより感光体表面への帯電ムラや地肌汚れなどの異常画像の発生を長期間に亘って防止することが可能となる。
【符号の説明】
【００７５】
１０  感光体
４０  帯電装置
４１  帯電ローラ
４２  疑似帯電ローラ
４００  芯金
４０１  基層
４０２  表層
４０３  状態変化検知部材
１０００  制御部
１００１  印加電圧駆動部
Ｓ１  温度センサ
Ｓ２  湿度センサ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７６】
【特許文献１】特開平０４−１８６３８１号公報
【特許文献２】特開平０９−１１４２００号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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