(57)【要約】【課題】像担持体表面に保護層を形成することにより、近接放電による帯電方式を採用した画像形成装置において、近接放電に起因する感光体表面の化学的劣化を防止する。【解決手段】感光体１表面に放電劣化防止手段としての保護層を設けるために、保護剤３２を感光体表面に供給するための保護剤供給手段として、保護剤塗布装置３０を設ける。この保護剤塗布装置は、塗布部材としてのファーブラシ３１、保護剤、保護剤をファーブラシ方向に押圧するための加圧バネ３３を有している。この保護剤塗布装置によって感光体表面にステアリン酸亜鉛からなる保護層が形成され、近接放電による感光体表面の化学的劣化を防ぐことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体表面に近接又は接触する位置に設けられ該像担持体表面を近接放電によって帯電する帯電部材とを有し、該像担持体上に画像を形成する画像形成装置において、
上記像担持体表面に、上記帯電部材から該像担持体表面への近接放電によって生じる該像担持体表面の化学的劣化を防止する保護層を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記像担持体表面に供給されることによって上記保護層を形成する保護剤を該像担持体表面に供給するための保護剤供給手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
上記保護剤供給手段が、上記保護剤を上記像担持体表面に塗布する塗布部材としてのファーブラシを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２の画像形成装置において、
上記保護剤供給手段が、上記保護剤を上記像担持体表面に塗布する塗布部材としての弾性ローラを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３又は４の画像形成装置において、
上記塗布部材を介して上記像担持体表面に塗布される上記保護剤の塗布前の状態が、所定の形状に成型された固体保護剤であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項３又は４の画像形成装置において、
上記像担持体表面に塗布される上記保護剤の塗布前の状態が、上記塗布部材に内添されてなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項３、４、５、又は６の画像形成装置において、
上記塗布部材を上記像担持体表面に対して接離するための塗布部材接離手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項２、３、４、５、６、又は７の画像形成装置において、
上記保護剤がステアリン酸亜鉛であり、上記保護剤供給手段によって、該ステアリン酸亜鉛を上記像担持体表面に近接放電による該像担持体表面の化学的劣化が防止できる量供給することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８の画像形成装置において、
上記保護層を、上記像担持体表面の少なくとも画像形成領域表面が露出しないよう該画像形成領域が覆い尽くされた状態に形成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、又は９の画像形成装置において、
上記帯電部材を、上記像担持体表面における画像形成領域に対して所定の帯電ギャップをもって対向するよう該画像形成領域では該像担持体表面に対して非接触に設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０の画像形成装置において、
上記帯電部材が、硬質の材料からなるローラ形状の硬質帯電ローラであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、又は１１の画像形成装置において、
上記帯電部材に印加する電圧を、直流成分に交流成分を重畳した電圧としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２の画像形成装置において、
上記保護剤供給手段により、上記保護層を上記像担持体上に間欠的に付与することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１３の画像形成装置において、
上記保護層の間欠付与は、非画像形成時に上記像担持体と上記保護剤供給手段とを作動させて該像担持体上に上記保護剤を塗布することにより行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１３の画像形成装置において、
上記保護層の間欠付与は、画像形成時に上記像担持体に当接配置された上記保護剤供給手段を間欠的に作動させて該像担持体上に上記保護剤を塗布することにより行われることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１３の画像形成装置において、
上記保護層の間欠付与は、画像形成時に上記保護剤供給手段と上記像担持体とを間欠的に当接させることにより行われることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１３の画像形成装置において、
上記保護剤は、上記像担持体表面に塗布する塗布部材を介して該像担持体表面に塗布される該保護材の塗布前の状態が所定の形状に成型された個体保護剤であり、上記保護層の間欠付与は、該個体保護材と該塗布部材とを間欠的に当接させることにより行われることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
請求項１３の画像形成装置において、
上記保護層の間欠付与は、上記保護剤が内添され、上記像担持体に当接して塗布される塗布部材により行われ、該保護材の内添率を任意に変化させたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、又は１８の画像形成装置において、
上記画像形成装置は、トナーの平均円形度が０．９６以上１．００未満であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、又は１９の画像形成装置において、
上記像担持体表面に接触配置され該像担持体上に形成された画像を一時的に担持する中間転写体を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２１】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、又は２０の画像形成装置において、
少なくとも上記像担持体と上記帯電部材とを一体的に該画像形成装置本体に対して着脱可能に支持するプロセスカートリッジを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２２】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０又は２１の画像形成装置において、
上記像担持体を複数有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２３】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、又は２２の画像形成装置において、
上記画像形成装置は、少なくともクリーニング手段を有し、該クリーニング手段が、導電性を有する繊維からなるファーブラシであり、該クリーニング手段のファーブラシに接する回収ローラとそのスクレーパー部材とにより構成され、該ファーブラシ及び／又は該回収ローラに電圧を印加することにより、電界を用いて像担持体からトナーの回収をおこなう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、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、近接放電方式を用いた帯電装置を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真プロセスを採用した画像形成装置においては、像担持体としての感光体表面を帯電させる帯電手段を有している。帯電手段で用いる帯電方式の一つとして、近接放電による帯電方式がある。これは、感光体表面に帯電部材を接触させたり非接触で近接させたりして近接放電により感光体表面の帯電を行う方式である。
近年、高画質化、装置の小型化などがますます望まれる中、帯電装置も高画質化と小型化が課題となっている。このような課題に対して、像担持体に接触又は近接させた帯電部材を用いる近接放電方式を用いた帯電装置は、大掛かりな帯電装置を必要としないため有効である。
【０００３】
しかし、近接放電による帯電方式は、感光体表面を近接放電に直接さらすため、感光体表面を化学的に劣化させることが分かった。近接放電による感光体表面の劣化は機械的摺擦とは違い、像担持体への当接部材がない場合においても発生する。
【０００４】
図１６は、近接放電による感光体表面の劣化状態を調べるために、感光体表面に帯電部材のみを非接触状態で近接配置し、連続約１５０時間の帯電実験を行ったときの、感光体表面の膜圧の変化を測定した結果である。実験に使用した感光体は比較的硬い材質であるポリカーボネートによって作られているものであり、感光体に対して当接する部材を全て取り除き、ＤＣバイアスにＡＣバイアスを重畳した電圧が印加された非接触帯電ローラを用いて帯電を行った。この結果、感光体表面の膜の削れ量が次第に多くなり、感光体の膜厚が次第に減少している事実がわかった。膜厚減少のメカニズムについては今のところ検討中で明らかになってはいないが、膜厚が減少した感光体を分析したところ、感光体を構成するポリカーボネートが分解されたと考えられるカルボン酸などが検出された。このように近接放電によって感光体を構成する成分が分解されたと考えられる物質が検出されたことから、感光体の膜厚減少のメカニズムとしては、次のようなことが考えられる。
図１７（ａ）（ｂ）は、近接放電によって感光体１表面が劣化する場合の感光体表面の状態を、帯電ローラ２ａを感光体表面から微小ギャップをもって対向させた状態を例にとって示した説明図である。近接放電を行うと、感光体表面の放電領域では放電により発生した粒子（オゾン、電子、励起分子、イオン、プラズマなど）のエネルギーが感光体表面の電荷輸送（ＣＴＲ）層１ａに照射される。このエネルギーが感光体表面を構成する分子の結合エネルギーに共鳴、吸収され、図１７（ａ）に示すように、電荷輸送層１ａは、樹脂分子鎖の切断による分子量低下、高分子鎖の絡み合い度の低下、樹脂の蒸発等の化学的劣化を生じる。このような近接放電による感光体の化学的劣化によって、感光体表面の電荷輸送（ＣＴＲ）層１ａは次第にその膜厚を減少させてしまうと考えられる。
【０００５】
このように、従来から対策が講じられてきた機械的摺擦による劣化防止とは別に、新たに近接放電に起因する感光体表面の化学的劣化による感光体の耐久性低下及び長寿命化に対する障害が生じることが分かった。
【０００６】
上記近接放電による感光体表面の劣化は、放電で生じる粒子のエネルギーによって発生すると考えられるため、ポリカーボネートに限らず他の材質の感光体を用いた場合においても発生すると考えられる。また、上記実験で用いたように帯電部材を感光体表面に非接触で配置したり、印加電圧をＡＣ重畳バイアスにしたりしなくても、帯電方式が近接放電によるものであれば感光体表面の化学的劣化は多かれ少なかれ発生すると考えられる。
【０００７】
これまで、感光体表面の劣化を防止するために採られていた対策としては、次のようなものがあった。例えば、感光体をアモルファスシリコンカーバイトで表面コートして耐磨耗性を向上させたものがある。また、例えば感光体表層の電荷輸送（ＣＴＲ）層にアルミナ等の無機物を分散させて耐磨耗性を向上させた有機感光体を用いるようにしたものがある（特許文献１及び２参照）。
【０００８】
なお、特許文献３乃至６には、後述する課題を解決するための手段における放電劣化防止手段の具体的な実施例と同様に像担持体表面にステアリン酸亜鉛を塗布する手段を備えた画像形成装置が記載されている。しかしながら、このステアリン酸亜鉛を塗布する手段は、トナーフィルミングやトナーの融着を防止したり感光体表面のクリーニング不良を防止したりするために感光体表面を低摩擦係数化する目的で塗布するものである。従って、近接放電による感光体表面劣化を防止するために塗布するものではない。また、後述するように、単に感光体表面を低摩擦係数化するためにステアリン酸亜鉛を塗布しても、放電による劣化を防止できるとは限らない。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２０７３０８号公報
【特許文献２】特開２００２−２２９２２７号公報
【特許文献３】特開２００２−２４４５１６号公報
【特許文献４】特開２００２−１５６８７７号公報
【特許文献５】特開２００２−５５５８０号公報
【特許文献６】特開２００２−２４４４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述の感光体表面をアモルファスシリコンカーバイトでコートしたり感光体表層にアルミナ等の無機物を分散させたりしたものは、耐磨耗性はともかく、近接放電による感光体表面の化学的劣化を防止できるとは限らない。これまで、感光体の膜厚減少については、当接部材による機械的磨耗に起因するもののみが問題視され、帯電の際の近接放電に起因する化学的な膜厚減少についてはあまり問題視されて来なかったためである。
【００１１】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、近接放電による帯電方式を採用した画像形成装置において、近接放電に起因する感光体表面の劣化を防止することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体と、該像担持体表面に近接又は接触する位置に設けられ該像担持体表面を近接放電によって帯電する帯電部材とを有し、該像担持体上に画像を形成する画像形成装置において、上記像担持体表面に、上記帯電部材から該像担持体表面への近接放電によって生じる該像担持体表面の化学的劣化を防止する保護層を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記像担持体表面に供給されることによって上記保護層を形成する保護剤を該像担持体表面に供給するための保護剤供給手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記保護剤供給手段が、上記保護剤を上記像担持体表面に塗布する塗布部材としてのファーブラシを有することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記保護剤供給手段が、上記保護剤を上記像担持体表面に塗布する塗布部材としての弾性ローラを有することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項３又は４の画像形成装置において、上記塗布部材を介して上記像担持体表面に塗布される上記保護剤の塗布前の状態が、所定の形状に成型された固体保護剤であることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項３又は４の画像形成装置において、上記像担持体表面に塗布される上記保護剤の塗布前の状態が、上記塗布部材に内添されてなることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項３、４、５、又は６の画像形成装置において、上記塗布部材を上記像担持体表面に対して接離するための塗布部材接離手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項２、３、４、５、６、又は７の画像形成装置において、上記保護剤がステアリン酸亜鉛であり、上記保護剤供給手段によって、該ステアリン酸亜鉛を上記像担持体表面に近接放電による該像担持体表面の化学的劣化が防止できる量供給することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項８の画像形成装置において、上記保護層を、上記像担持体表面の少なくとも画像形成領域表面が露出しないよう該画像形成領域が覆い尽くされた状態に形成したことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、又は９の画像形成装置において、上記帯電部材を、上記像担持体表面における画像形成領域に対して所定の帯電ギャップをもって対向するよう該画像形成領域では該像担持体表面に対して非接触に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０の画像形成装置において、上記帯電部材が、硬質の材料からなるローラ形状の硬質帯電ローラであることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、又は１１の画像形成装置において、上記帯電部材に印加する電圧を、直流成分に交流成分を重畳した電圧としたことを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２の画像形成装置において、上記保護剤供給手段により、上記保護層を上記像担持体上に間欠的に付与することを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１３の画像形成装置において、上記保護層の間欠付与は、非画像形成時に上記像担持体と上記保護剤供給手段とを作動させて該像担持体上に上記保護剤を塗布することにより行うことを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１３の画像形成装置において、上記保護層の間欠付与は、画像形成時に上記像担持体に当接配置された上記保護剤供給手段を間欠的に作動させて該像担持体上に上記保護剤を塗布することにより行われることを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項１３の画像形成装置において、上記保護層の間欠付与は、画像形成時に上記保護剤供給手段と上記像担持体とを間欠的に当接させることにより行われることを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、請求項１３の画像形成装置において、上記保護剤は、上記像担持体表面に塗布する塗布部材を介して該像担持体表面に塗布される該保護材の塗布前の状態が所定の形状に成型された個体保護剤であり、上記保護層の間欠付与は、該個体保護材と該塗布部材とを間欠的に当接させることにより行われることを特徴とするものである。
また、請求項１８の発明は、請求項１３の画像形成装置において、上記保護層の間欠付与は、上記保護剤が内添され、上記像担持体に当接して塗布される塗布部材により行われ、該保護材の内添率を任意に変化させたことを特徴とするものである。
また、請求項１９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、又は１８の画像形成装置において、上記画像形成装置は、トナーの平均円形度が０．９６以上１．００未満であることを特徴とするものである。
また、請求項２０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、又は１９の画像形成装置において、上記像担持体表面に接触配置され該像担持体上に形成された画像を一時的に担持する中間転写体を有することを特徴とするものである。
また、請求項２１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、又は２０の画像形成装置において、少なくとも上記像担持体と上記帯電部材とを一体的に該画像形成装置本体に対して着脱可能に支持するプロセスカートリッジを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２２の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０又は２１の画像形成装置において、上記像担持体を複数有することを特徴とするものである。
また、請求項２３の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、又は２２の画像形成装置において、上記画像形成装置は、少なくともクリーニング手段を有し、該クリーニング手段が、導電性を有する繊維からなるファーブラシであり、該クリーニング手段のファーブラシに接する回収ローラとそのスクレーパー部材とにより構成され、該ファーブラシ及び／又は該回収ローラに電圧を印加することにより、電界を用いて像担持体からトナーの回収をおこなうことを特徴とするものである。
これらの画像形成装置においては、帯電部材からの近接放電によって発生した粒子が像担持体表面に直接照射されることを像担持体表面に設けた保護層で阻止する。これにより、近接放電によって発生した粒子によって像担持体表面が化学的劣化されることを防止する。化学的劣化とは、近接放電によって発生した粒子（電子、励起分子、イオン、プラズマなど）のエネルギーが像担持体表面に照射されて生じる像担持体表面構成物質の分子鎖切断による低分子化、高分子鎖の絡み合いの低下、樹脂の蒸発などである。従来像担持体表面に設けられていた耐磨耗性向上のためのコート層は、近接放電によって発生した上記粒子エネルギー照射による化学的劣化を防止できるとは限らない。このため、コート層が設けられていても、その像担持体表面部分が近接放電によって発生した粒子が照射されると、像担持体表面が直接化学的劣化を生じてしまう場合がある。これに対して、本発明の保護層は、少なくともその層が存在している間は、像担持体表面自体の劣化を防止する。
【発明の効果】
【００１３】
これらの発明によれば、近接放電による帯電方式を採用した画像形成装置において、近接放電に起因する感光体表面の劣化を防止することができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
〔実施形態１〕
以下、本発明が適用される画像形成装置について実施形態１を説明する。図１に、後述する各実施例に共通した構成を有する画像形成装置の一例を示す。この画像形成装置は、有機感光体からなる像担持体としての感光体１を備えている。図１において、感光体１は、図示しない駆動装置により回転駆動され、その表面が近接帯電方式の主帯電装置２の帯電ローラ２ａにより所定の極性に均一に帯電される。帯電された感光体１の表面には、露光装置３によって光像が露光され、所定の静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４から感光体１の表面に供給される現像剤としてのトナーにより現像されて、トナー像として可視像化される。
【００１５】
一方、図示しない給紙部からは記録媒体としての転写紙が感光体１に向けて給送される。この転写紙には、感光体１に対向配置されている転写装置５によって感光体１上のトナー像が転写紙上に転写される。トナー像が転写された転写紙は、感光体１から分離した後、転写材搬送経路１０に沿って定着装置６に搬送されて、トナー像が定着される。転写紙にトナー像を転写した後の感光体１上に残留している残留トナーとしての転写残トナー１１は、クリーニング装置７によって感光体１上から除去される。また、転写残トナー１１が除去された後の感光体表面の残留電荷は、除電装置９により除去される。このようにして、感光体１は繰り返し使用される。尚、本実施形態１の画像形成装置には、塗布装置を有しているが、これについては後ほど詳述する。
【００１６】
本実施形態においては、感光体の耐磨耗性と電気的耐久性を向上させるために有機感光層上に被覆層を形成した。被覆層は、無機粒子をバインダー樹脂中に適量分散させることによって、感光体の耐久性を向上させている。無機粒子としては、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、窒化珪素等があり、特に酸化チタン、アルミナは環境安定性に優れ、好適である。一方、バインダー樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂等に分散して使用できるが、極性依存性がなく、適度に高抵抗（１０１６〜１０１７Ω・ｃｍ）であるポリカーボネート樹脂が好適である。
なお、被覆層に代えてアモルファスシリコンで表面コートした感光体や、感光層にアルミナ等の無機物を分散させることもできる。このような構成の感光体を用いることによって、耐磨耗性に加えて低コスト化も達成できる。
【００１７】
次に、本実施形態１の画像形成装置に用いる主帯電装置（以下、帯電装置という）２について説明する。この帯電装置２は、近接放電を用いて感光体を帯電する。近接放電を用いて感光体を帯電する方法としては、回動可能なローラ状の帯電部材（以下、帯電ローラという）２ａを感光体に接触させて配置する接触帯電方式と、帯電ローラを感光体に非接触に配置する非接触帯電方式とがある。本実施形態１においては、非接触帯電方式を用いている。その理由は以下のとおりである。
【００１８】
近接放電を用いて感光体を帯電する方法のうち接触帯電方式では、帯電ローラを感光体表面に接触させ感光体１の表面移動に従動させることにより感光体を帯電する。帯電ローラとしては、感光体表面と均一に接触することが可能で、かつ感光体に機械的ストレスを与えない弾性体（例えばゴム部材など）からなるものが望ましい。そして、接触帯電方式の場合、クリーニング不良により感光体表面に付着しているトナーや紙粉等が帯電ローラに転移付着する場合があり、長時間使用すると帯電ローラの汚れに起因する帯電不良によって画像劣化が生じる恐れがある。よって、高耐久化の為には、帯電ローラに異物の付着が生じにくい非接触帯電方式を採用する方が有利である。以上の理由から、本実施形態１においては、感光体表面における少なくとも画像形成領域に対して所定の帯電ギャップ１４をもって対向するよう帯電ローラ２ａを配置した非接触帯電方式を採用している。
【００１９】
図２は、本実施形態１の画像形成装置に用いる主帯電装置２の説明図である。帯電ローラ２ａは軸部２１ａとローラ部２１ｂとからなる。ローラ部２１ｂは軸部２１ａの回転によって回動可能であり、感光体１表面のうち画像が形成される画像形成領域１１に対向する部分は感光体１と非接触である。帯電ローラは、その長手方向（軸方向）の寸法が画像形成領域よりも少し長く設定されており、その長手方向の両端部にスペーサ２２を設けている。これら２つのスペーサを感光体表面両端部の非画像形成領域１２に当接させることによって、感光体１と帯電ローラとの間に微小なギャップ１４を形成している。この微小なギャップ１４は、帯電ローラと感光体１との最近接部における距離が５〜１００［μｍ］に維持できるよう構成している。このギャップ１４のより好ましい範囲は、３０〜６５［μｍ］であり、本実施形態１の装置では、５０μｍに設定した。また、軸部２１ａをスプリングからなる加圧バネ１５によって感光体側に加圧している。これにより、微小なギャップ１４を精度よく維持することができる。また、帯電ローラは感光体表面に連れ回り回転する。
【００２０】
帯電ローラ２ａには帯電用の電源を接続している。これにより、感光体表面と帯電ローラ表面との間の微小な空隙での近接放電により、感光体表面を均一に帯電する。印加電圧は、本実施形態１においては直流成分であるＤＣ電圧に交流成分であるＡＣ電圧を重畳した交番電圧を用いている。ただしし、印加電圧はこれに限るものではなく、ＤＣ電圧のみでも構わない。
帯電ローラ２ａに印加する印加電圧としてＤＣ電圧のみを印加すると微小ギャップ変動による帯電電位のばらつき、放電の安定性に問題があるなどの理由により、感光体表面を均一に帯電する上で不都合な場合がある。本実施形態のようにＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳させた交番電圧を印加すると、より均一な帯電が可能となり、高画質化が可能となる。
【００２１】
帯電条件は、帯電後の感光体表面電位が約−７００Ｖ、印加電圧はＡＣ電圧重畳で周波数が約９００Ｈｚ、ピーク間電圧が約２．２ｋＶ、オフセット電圧が約−６６０Ｖである。
帯電ローラ２ａに用いるローラ部材の一例として、ゴム部材がある。ゴム部材の場合、感光体１との微小ギャップ１４の均一な維持が困難であることや、ゴムは吸水しやすい材料であるために環境の変化による電気抵抗変動が大きい。その為、帯電不良などが発生することがある。また、帯電ローラ２ａのたわみによって、感光体１と接触し、保護剤３２が付着し、感光体上の保護層の均一性が損なわれることがある。従って、高安定、高耐久化のためには、帯電ローラ部材２ａとして、硬質な樹脂部材からなる硬質帯電ローラを用いることがより望ましい。ここで、硬質とは、帯電ローラ２ａの表面の硬度がＪＩＳ−Ａ８５°  以上である。
また、撓みが生じない程度に硬質な樹脂部材を用いることによって帯電ローラ２ａの感光体１とのギャップをより精度良く均一に維持することが出来る。本実施形態においても、撓みが生じない程度の硬質な樹脂部材から帯電ローラを構成している。その為、均一な帯電が可能となるだけでなく、異物の付着がなく、帯電ローラ２ａの高寿命化を図ることができる。
以下に、硬質な樹脂ローラと軟質のゴムローラとで、環境変化によるギャップ維持安定性について調べた実験１の結果を示す。
【００２２】
〔実験１〕
労働環境を考慮すると、オフィスにおいて最も吸湿が促進する使用環境限界は、おおよそ３０℃、８０％ＲＨ程度と考えられる。同様にオフィスで想定される低湿度環境限界は高温の３０℃程度においては２０％ＲＨ程度と考えられる。本実施形態においては、このような環境条件下で経時品質に優れる帯電装置を提供するように考えられている。
【００２３】
吸湿の影響の小さい３０℃、２０％ＲＨ条件下において、図１８のように微小ギャップが形成されている場合、従来のゴム帯電ローラを使用すると吸湿により図１８のＡのように中抵抗層の吸湿膨張によりギャップ部材が延伸できない為に帯電部材と感光体とが当接することがある。また装置の気流設計によって吸湿部位が中央に集中したような場合を考えると、図１８のＢのようにその部分で当接が発生することがある。Ａのような当接発生はギャップ部材の延伸性を付与することにより軽減できるが、Ｂのような当接が万一発生した場合には上述の方法では軽減できない。
また、ゴムローラとハードローラを用いた場合の、環境とギャップの関係を表１に示す。
【００２４】
【表１】
2004341480.tif 000003
【００２５】
これより、帯電ローラ２ａが硬質の材料からなる場合は、環境を変化させてもギャップは変化しないが、ゴムローラの場合は、高湿環境下でギャップが非常に狭くなってしまった。
ギャップが狭くなるということは、接触している可能性も考えられるため、帯電ローラにトナー汚れが発生してしまう可能性がある。よって、帯電均一性を維持するためにも、帯電ローラ２ａは、ギャップ維持が確実となるハードタイプのものを用いるのがよい。
【００２６】
〔実験２〕
次に、ゴム部材に比べ、微少ギャップの維持に有利な硬質な樹脂部材を用いた帯電ローラが異常画像抑制に有効であることを示す実験例について説明する。
帯電ローラ２ａと感光体１との間の微小ギャップが変動したときの、画像流れと呼ばれる異常画像の発生頻度を調べた。
使用機材、及び設定条件は、以下のとおりである。帯電装置としては、本発明の近接タイプのローラ帯電器を用いた。
【００２７】
＜＜条件＞＞  
コピー機：ｉｍａｇｉｏ４５７０改造機（線速：２３０ｍｍ／ｓ）  
印加バイアス：ＤＣ（―９５０Ｖ）＋ＡＣ（２．２ｋＶｐｐ、１０ｋＨｚ、ｓ  ｉｎ波）  
帯電ローラ：導電性樹脂層をもつローラ
微小ギャップ保持方法：帯電ローラの両端に、ＰＥＴのテープを巻きつけた。（厚さ：３０、５０、８０μｍ）。
環境条件：３０℃、９０％ＲＨ  
機械条件：感光体クリーニング部材なし
比較として、帯電ローラを接触させた条件でも実験を行なった。
【００２８】
画像流れと呼ばれる異常画像の発生頻度が、微小ギャップの変化にどのように依存するかを把握するために、微小ギャップを意図的に変化させた。実験条件にあるように、微小ギャップを保持するためのテープ厚みを変えた。そして、３種類の微小ギャップ条件でコピーの連続出力を行ない、ハザード物質量の測定を行なった。ハザードの評価は、コピー（Ａ４ヨコ）を５，０００枚連続出力して、そのときの画像流れ現象と呼ばれる異常画像の発生の有無を画像により確認した。
この結果を、図１９に示す。同図において横軸が微小ギャップで、縦軸が画像流れ現象の発生頻度である。
【００２９】
この結果より、微小ギャップを大きくすると画像流れ現象が発生しやすくなるが、ある微小なギャップのときに画像流れ現象と呼ばれる異常画像が発生しにくくなった。つまり、画像流れ現象と呼ばれる異常画像は、微小ギャップに大きく依存し、ある特定のギャップになると、最も少なくなることが分かった。
図１９の微小ギャップと画像流れ現象と呼ばれる異常画像の発生頻度のプロットが、下に凸の極値を持つことについて考察する。
【００３０】
このグラフは、先ほども述べたように、画像流れと呼ばれる異常画像の発生頻度は、ある特定のギャップで最小値となるということを示している。
微小ギャップがある程度以上広くなると、画像流れ現象と呼ばれる異常画像の発生頻度は、微小ギャップに比例して多くなる。これは、微小ギャップが広がると放電を生じさせるために必要な電圧が高くなることと、放電による電離空間が大きくなるためだと考えられる。
【００３１】
まず、微小ギャップと放電電圧の関係は、パッシェンの法則によって説明することができる。
特に、ギャップがある範囲のときは、放電開始電圧Ｖｔｈ（Ｖ）とギャップｄ  （μｍ）は、上記数式１によってあらわされる。
＜数１＞Ｖｔｈ＝６．２×ｄ＋３１２  ４０≦ｄ≦１２０［μｍ］
数式１より、微小ギャップが大きくなるほど、放電を生じさせるための電圧が高くなることがわかる。
高い電圧で放電が生じるということは、放電発生時のエネルギーが大きい状態にあり、多くの分子を電離できるため、画像流れ現象と呼ばれる異常画像の原因となるハザード物質をより多く生成すると考えられる。
つぎに、放電空間であるが、微小ギャップが大きいと、帯電ローラから感光体までの距離が大きくなる。よって、放電が帯電ローラから始まり感光体に達するまでに電離される空間領域が大きくなり、その結果、電離される分子の数が増え、それに伴ない、ハザード物質もより多く生成される。ということは、帯電ローラが感光体に接触した状態が、ハザードが最小となるはずである。しかし、実際は、わずかなギャップを設けたときのほうが、画像流れ現象と呼ばれる異常画像の発生頻度が少なくなった。理由は、帯電ローラまわりの気流が関係していると考えられる。
【００３２】
接触（もしくは、ほぼ接触状態のギャップ）の場合を、図２０に示す。感光体７０１と帯電ローラ７０２によって作られる上流側の楔型領域７０３には、帯電ローラの回転７０４により、空気の流れ（もしくは、気流）７０５が接触方向に作られる。しかし、帯電ローラ７０２と感光体７０１は接触しているため、空気の流れ７０５は接触部分で止まってしまう。
ハザード物質も、この空気の流れ７０５とともに移動すると考えられる。しかし、空気の流れ７０５は帯電ローラ７０２に遮られているため、ハザード物質も帯電ローラ７０２の接触部分に滞留してしまう。このため、楔型領域７０３のハザード物質の濃度が上昇し、結果的に感光体７０１上に堆積するハザード物質が増えると考える。
しかし、図２１に示すように、微小ギャップＨがある程度以上大きくなると、ローラ８０２の回転８０４によって流れる空気８０５は、微小ギャップ部分をすり抜けるようになる。ハザード物質もこの空気の流れ８０５に乗って動くので、ハザード物質が楔型領域８０３に滞留することがなくなり、感光体７０１上に堆積するハザード物質も減少する。そして、帯電ローラ８０２と感光体７０１の微小ギャップＨが大きくなると、さらに空気が流れるようになるため、ハザード物質の滞留が減少し、堆積もさらに減少するのである。
しかし、微小ギャップの増大に伴って放電電圧が上昇し、ハザード物資が多く生成され、気流による低減効果が間に合わなくなるので、微小ギャップがある大きさ以上になるとハザード物質は増加する。
【００３３】
よって、微小ギャップと画像流れ現象と呼ばれる異常画像の発生頻度の関係は、図１９に示すようにある微小ギャップで最小となる。この時の微小ギャップを維持することで、異常画像の発生を抑制することができる。
つぎに、作像プロセス時に様々な条件で帯電ローラが回転したときの、帯電ローラと感光体との間の微小ギャップについて考察する。
帯電ローラの仕上げ精度が悪い、例えば真直度が悪いと、帯電ローラの回転位置により微小ギャップが変動する。
また、帯電ローラの剛性が低いと、自重により帯電ローラがたわみ変形し、一定の微小ギャップを維持できない等の問題がある。
今回の微小ギャップとハザード物質量の関係の結果をもとに、上記のような粗悪な帯電ローラを用いた場合について考察する。
【００３４】
静止時に適切な微小ギャップを設定し、帯電ローラと感光体とをセットしても、帯電ローラの伸直度が悪い場合、微小ギャップは回転時に大きくなったり、小さくなったりする。ハザード物質量は、微小ギャップの大きさが変ると大きく変化するので、伸直度の悪い帯電ローラを用いた場合には、画像流れが発生しやすくなる。
従って、硬質な樹脂部材を用いることによって、経時で帯電ローラと感光体との微小ギャップをより精度良く均一に維持することができ、均一な帯電が可能となるだけでなく、異物の付着がなく、帯電ローラ２の高寿命化を実現することが可能となる。
【００３５】
本発明者らの研究によって、近接放電による感光体表面の劣化は、感光体表面を近接放電に直接さらすために生じるものであって、感光体表面への当接部材がない場合においても生じることがわかった。即ち、近接放電による感光体表面劣化は、機械的摺擦とは別のメカニズムで発生するものである。そして、従来から感光体表面の機械的摺擦によって生じる表面劣化を防止するために感光体表面に潤滑剤を塗布しただけでは近接放電によって生じる劣化は防止できないことが分かった。
そこで、本実施形態においては、その特徴として、近接放電による感光体表面劣化を防止するための放電劣化防止手段を設けている。以下に、その具体的な構成について詳細を説明する。
【００３６】
図３は、本発明の特徴である感光体１の断面図である。この感光体１には表面に放電劣化防止手段としての保護層５０を設けている。この保護層５０を設けるために、この画像形成装置には、図１に示すように保護層５０を形成する保護剤３２を感光体表面に供給するための保護剤供給手段として、保護剤塗布装置３０を設けている。この保護剤塗布装置は、塗布部材としてのファーブラシ３１Ａ、保護剤３２、保護剤をファーブラシ方向に押圧するための加圧バネ３３を有している。
保護剤３２は所定の形状としてのバー状に成型された固体保護剤３２である。ファーブラシ３１Ａは感光体表面にブラシ先端が当接しており、軸を中心に回転することによって保護剤３２を一端ブラシに汲み上げ、感光体表面との当接位置までブラシ上に担持搬送して感光体表面に塗布する。
また、経時で保護剤３２がファーブラシ３１Ａに掻き削られて減少してもファーブラシ３１Ａに接触しなくなるという事態が発生しないように、加圧バネ３３によって所定の圧力で保護剤３２がファーブラシ３１Ａ側に押圧されている。これによって、微量の保護剤３２でも常に均一にファーブラシ３１Ａに汲み上げられる。
【００３７】
尚、保護剤３２をトナーに内添、外添するなどして感光体表面に保護層を形成する方法もあるが、その場合、画像濃度、画像パターンによって保護剤３２の付着量が変化するため、感光体表面に一様な保護層を形成することが難しくなると考えられる。
本実施形態においては、保護剤供給手段として感光体表面に保護剤３２を直接塗布する保護剤塗布装置を設けている。よって、画像濃度や画像パターンなど種々の条件によって変化することなく、感光体表面に安定して保護層５０を形成することができる。
【００３８】
また、保護剤をファーブラシ３１Ａなどの塗布部材を用いずに感光体表面に供給する方法もあるが、その場合、感光体上に一様に広がらない恐れがある。それに対して本実施形態のように塗布部材を用いることで、塗布部材によって感光体全体に保護剤３２が引き伸ばされ、直接保護剤３２を塗布する場合よりも塗り斑がなく均一に塗布することができる。従来のステアリン酸亜鉛の塗布目的である潤滑作用を得るためにはある程度海島状に塗布されても効果が発揮されるが、本発明の目的である近接放電によるエネルギー照射から保護するためには、海島状ではなく、理想的には感光体表面全面が露出されないよう完全に保護剤３２で覆い尽くされていることが望ましい。従って、保護剤３２を供給すると同時に、感光体全面に保護剤３２を均一に引き伸ばす作用が要求される。
本実施形態においては、塗布部材としてのファーブラシ３１Ａを用いている。ブラシに付着した保護剤３２を感光体表面をブラシで摩ることによって感光体表面に保護剤３２を供給するので、経時で安定的にかつ均一に感光体上に供給することができる。
【００３９】
上記保護剤３２としては、種々の物質を用いることが可能である。そこで、本実施形態の画像形成装置においては、従来から潤滑剤として感光体表面に塗付されてきたステアリン酸亜鉛を保護剤３２として用いている。ただし、ステアリン酸亜鉛は保護剤３２の一例であり、ワックス、シリコンオイル等他の物質を保護剤３２として用いることも可能である。以下に、ステアリン酸亜鉛を保護剤３２として感光体表面に塗布した場合と保護剤３２を何も塗布しない場合とで、感光体表面の劣化状態を調べた実験３の結果を示す。
【００４０】
〔実験３〕
図４（ａ）は、感光体上に保護層５０を形成することによって、近接放電による感光体劣化が抑制されることを確かめるための実験装置の概略構成図である。図４（ｂ）は、感光体表面を保護層形成部Ａと非形成部Ｂとに分けた状態の説明図である。
この実験を行うために、予め帯電ローラ２ａと保護剤塗布装置３０以外の部材を全て取り払い、護剤塗布装置３０は感光体１の軸方向半分の表面領域に保護剤３２を塗布するよう構成した。また、保護剤３２としては、ステアリン酸亜鉛を用いた。そして、感光体１と共に帯電装置２と保護剤塗布装置３０の駆動を継続して行い、感光体表面の劣化状態を調べた。実験条件は以下の通りである。
［実験条件］
・帯電条件：Ｖｐｐ：２．１２［ｋＶ］、ｆ：８７７．２［Ｈｚ］、ｏｆｆｓｅｔ：−６６０［Ｖ］
・感光体線速：１２５［ｍｍ／ｓ］
・帯電ロ―ラ：つれ回り
図４（ｂ）に示すように、感光体１の長手方向の半分の領域Ａには表面にステアリン酸亜鉛による保護層５０が形成され、残り半分の領域Ｂは感光体１表面がそのまま露出した状態となっている。また、感光体１表面劣化の指標として、感光層の膜削れ量を測定した。
【００４１】
図５は、上記実験３を２００時間の継続して行った結果を示したグラフである。感光体１の保護層がない領域Ｂでは、時間の経過とともに膜削れ量が増加していき、２００時間経過後には膜厚が約２．５［μｍ］減少した。これに対して、保護層５０のある領域Ａでは、膜厚の減少はほとんど発生していないといえる状態であった。また、２００時間経過後に実験に使用した感光体表面を目視観察したところ、保護層のない領域Ｂでは、フィラーが析出し白く粉を噴くのに対して、保護層５０のある領域Ａでは、新品の感光体１と同様に鏡面を保っており、劣化していなかった。
以上の実験結果から、保護層を形成することによって、放電による感光体表面の劣化が抑制されることが判る。
【００４２】
ここで、従来よりステアリン酸亜鉛は潤滑剤として感光体表面に塗布されることがあった。潤滑剤として用いるステアリン酸亜鉛は、感光体表面を低摩擦係数化するために塗布されていた。感光体表面を低摩擦係数化することによってトナーと感光体１の付着力を低下させ、感光体表面のクリーニングを容易にしたり、トナー固着をなくしたりすることが目的だった。
これまで、感光体１の高耐久化は、機械的磨耗に対していかに強度を保つか、或いは強度が上がらないのであれば低摩擦係数化することによって磨耗速度を低減するか、という方法が採られてきた。しかし、本発明が解決しようとしている課題としての放電による感光体表面の劣化については、ステアリン酸亜鉛を塗布することで防止することは明らかにされていなかった。即ち、従来のステアリン酸亜鉛塗布では、放電によるエネルギー照射から感光体表面を保護するという作用は認識されていなかった。
近年、放電によっても感光体１の感光層膜厚が減少することが明らかになり、その対策として何か放電による劣化を緩和するものを表面に塗布すれば、放電による膜厚減少が防げるのではということから、本発明者は従来塗布されてきたステアリン酸亜鉛を用いたところ、防げることが明らかになった。
ここで、従来技術であるステアリン酸亜鉛を潤滑剤として感光体表面に塗布する場合と、放電による感光体表面劣化を防止するための保護剤３２として感光体表面に塗布する場合との違いについて以下に説明する。
【００４３】
表２は、感光体表面へのステアリン酸亜鉛の単位面積当たり塗布量を０．０００２［ｍｇ／ｍｍ２］と、０．００１６［ｍｇ／ｍｍ２］の２通りに変化させた場合に、感光体表面劣化の発生の有無を調べた結果である。また、図６は、この２通りの塗布量でステアリン酸亜鉛塗布を行ったときの感光体表面の摩擦係数の時間による変化を示したグラフである。尚、摩擦係数の測定は、オイラーベルト法によるものである。
【表２】
2004341480.tif 000004
表２の結果より、ステアリン酸亜鉛を０．０００２［ｍｇ／ｍｍ２］塗布した場合には、感光体表面の膜厚が減少しており表面が劣化していた。ステアリン酸亜鉛を０．００１６［ｍｇ／ｍｍ２］塗布した場合には、感光体表面の膜厚は減少しておらず表面が劣化していなかった。この結果から、塗布量が０．０００２［ｍｇ／ｍｍ２］では、近接放電による感光体表面劣化を防止可能な保護層５０を形成するには塗布量が不足しており、塗布量が０．００１６［ｍｇ／ｍｍ２］ではそのための塗布量を満たしていると言える。
また、図６の結果より、ステアリン酸亜鉛を０．０００２［ｍｇ／ｍｍ２］塗布した場合ｍと０．００１６［ｍｇ／ｍｍ２］塗布した場合Ｍとは、何れの場合にも、ある程度の時間経過後には感光体表面の摩擦係数が０．１程度となった。この程度低い摩擦係数であれば、機械的磨耗による感光体表面の膜削れは防止することができる。この結果から、塗布量が０．０００２［ｍｇ／ｍｍ２］以上あれば、感光体表面が機械的磨耗によって劣化することを防止することができると言える。
以上、表２及び図６の結果から、ステアリン酸亜鉛を潤滑剤として塗布して感光体表面を低摩擦係数化するためには、塗布量が０．０００２［ｍｇ／ｍｍ２］で十分であるが、感光体表面を近接放電による劣化から保護するためには塗布量を０．００１６［ｍｇ／ｍｍ２］より多くする必要があることがわかる。
【００４４】
なぜ、上記のようにステアリン酸亜鉛の塗布量によって、感光体表面を近接放電による劣化から保護できたりできなかったりするのか、その理由については、次のように考えられる。
近接放電による感光体１の帯電を行う場合、感光体表面の放電領域では放電により発生した粒子（電子、励起分子、イオン、プラズマなど）のエネルギーが感光体表面の電荷輸送（ＣＴＲ）層１ａに照射される。このエネルギーが感光体表面を構成する分子の結合エネルギーに共鳴、吸収され、図１７（ａ）に示すように、電荷輸送層１ａは、樹脂分子鎖の切断による分子量低下、高分子鎖の絡み合い度の低下などの化学的劣化を生じ、電荷輸送層１ａを形成する膜厚を減少させてしまうと考えられる。
一方、感光体表面に保護層５０を設けると、放電によって発生した粒子のエネルギーが直接照射されるのは、感光体１の最表層に設けた保護層５０であるため、感光体自身は放電によって発生した粒子の直接照射を免れることになる。従って、保護層自身が放電により発生した粒子のエネルギーを吸収し、感光体表面の化学的劣化を緩和すると考えられる。図４及び５に示した実験においても、感光体１の保護層がない領域Ｂの感光体表面は感光体を構成する分子の残骸が分析から検出されているのに対して、保護層５０のある領域Ａでは感光体を構成する分子の残骸が検出されおらず、保護層５０の下の感光体表面は劣化していなかった。そしてこの領域Ａでは、保護層５０として供給したステアリン酸亜鉛が化学的に変化、分解した物質が検出されていた。
図７（ａ）（ｂ）は、感光体表面に保護層５０を設けたときこの表面が近接放電による粒子を照射された状態を示した説明図である。上述した図１７（ａ）（ｂ）とは異なり、感光体表面に保護層５０を設けた場合（今回はステアリン酸亜鉛）、感光体表面にある電荷輸送層１ａの代わりに保護層５０が放電のエネルギーを吸収する。そして保護層５０が分解される。放電のエネルギーは保護層で吸収されるため電荷輸送層１ａまで到達することができず、感光体表面の化学的劣化が回避される。このとき、保護層５０が放電のエネルギーを吸収できる程度の厚みがあることが求められると考えられる。
【００４５】
〔実験４〕
上記の結果を踏まえて、感光体表面を近接放電による化学的劣化から保護するために必要な塗布量即ち、化学的劣化が防止できる量を調べるために、以下のような実験４を行った。実験４では、図４に示す装置構成を用いて更に塗布量を細かく変化させ、帯電装置２の近接放電による感光体表面劣化の有無を調べた。その結果を表３に示す。
【表３】
2004341480.tif 000005
表３の結果より、表３に示すように、ステアリン酸亜鉛の塗布量が０．００１２［ｍｇ／ｍｍ２］未満までは感光体表面の劣化が確認された。塗布量が０．００１２［ｍｇ／ｍｍ２］以上で感光体が劣化しないことが確認された。従来技術では、感光体表面の摩擦係数を下げることによって機械的磨耗による感光体膜厚の減少を防ぎ、感光体１の高耐久化を図っていた。しかし、実験４の結果から、感光体表面の機械的磨耗を防ぐたけでは、感光体膜圧の減少を防止しきれるとは限らないことがわかる。また、感光体表面の低摩擦係数化の為に、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を感光体表面に塗布する場合と比べて、近接放電による劣化を防ぐ保護層５０として塗布する場合には、ある一定以上のステアリン酸亜鉛の塗布量が必要であることがわかる。
上記の結果より、実験４で用いたものと同じ条件の画像形成装置においては、およそ０．００１２［ｍｇ／ｍｍ２］塗布すれば近接放電による劣化から感光体表面を保護することが可能であると言える。
【００４６】
以上のように、近接放電による感光体劣化を保護するための保護剤３２としては、ステアリン酸亜鉛に限らないが、一例としてステアリン酸亜鉛を塗布した場合、保護層５０として作用させるために必要な塗布量は、潤滑剤として用いる場合に比べて多いと言える。上記した実験４と同じ条件の画像形成装置では、ステアリン酸亜鉛を保護剤３２として塗布する場合の化学的劣化が防止できる量は、およそ０．００１２［ｍｇ／ｍｍ２］以上であると考えられる。ただしし、感光体１の種類や帯電装置２の印加電圧条件等が上記実験と異なる場合には、感光体１の保護に必要なステアリン酸亜鉛の量はこの限りではなく変化する。実際に使用する装置の条件に応じて、感光体表面を近接放電による化学的劣化から保護できる量を求め、この量を感光体表面に塗布すればよい。
【００４７】
通常、感光体上に塗布された保護剤は放電を受けたことによる揮発や、現像ローラ、転写体などとの接触によって次第に感光体上から掻き取られていく。このため、保護剤の供給量が適切であれば、画像に悪影響を及ぼすことなく、放電による劣化から感光体を保護することが出来る。
しかしながら、供給量が過剰な場合には画像流れ、低摩擦係数化による現像不良、高温高湿での画像ボケなどの異常画像が発生しやすくなる。これは、現像ローラや転写体などでの掻き取り量や、放電による揮発量が供給量に比べて十分に行われていない場合などに起こる。このような場合には、感光体上に保護剤が長時間留まることになり、画像形成時には、帯電装置により繰り返し放電を浴びることになる。また、新たに保護剤塗布装置によって供給された保護剤が、すでに感光体上に塗布された保護剤の上に積層されていくため、保護剤の堆積が加速することになる。さらに、繰り返し帯電ローラの下を通過した保護剤は、自身が劣化すると共に、オゾン、ＮＯｘなどが付着して粘性をもつに至り、紙紛、トナー添加物、ブラシ繊維などが付着しやすくなる。
その結果、感光体に対して近接配置された帯電ローラと、感光体との微小空隙が変動してしまい、異常放電が発生し、感光体を均一に帯電することができなくなるという問題が生じる。特に、バー状に成型された保護部剤と当接したブラシローラ等の塗布手段とによって保護剤を掻き取りながら像担時体上に連続供給する場合には、供給過剰となりやすく、上記のような問題が発生しやすい。
【００４８】
保護剤の供給量が過剰な場合、図２２に示すように、感光体１上に新たに供給された保護剤、及び劣化した保護剤が堆積する。その結果、帯電ローラ２ａと感光体１との間の微小ギャップが変動するので、異常放電が発生し、感光体１を均一に帯電することが不可能となる。このような保護剤の過剰供給を防ぎ、帯電装置の放電から感光体１の劣化を防ぐのに適切な量の保護膜を塗布する方法として、保護剤を間欠的に塗布する方法が有効である。
【００４９】
以下に間欠塗布方法について説明する。感光体１への保護剤の間欠付与は、画像形成が行われない非画像形成時に、感光体１と保護剤塗布装置３０のみを作動させることによって行う。具体的には、図１に示すように、バー状に成型された保護剤３２をファーブラシ３１Ａなどの塗布手段と当接させ、塗布手段を介して感光体１上に供給する。このファーブラシ３１Ａなどの塗布手段は、画像形成時には回動することなく、停止しているため、その間には保護剤３２の供給は行われないが、非画像形成時に感光体１とファーブラシ３１Ａのみを回転させることによって、バー状に成型された保護剤３２がファーブラシ３１Ａによって掻き取られ、感光体上に供給される。塗布手段は、ファーブラシ３１Ａに限ることなく弾性ローラを用いてもよい。
【００５０】
非画像形成時に保護剤３２が感光体１上にあらかじめ付与されることによって、画像形成時に帯電装置が作動し、放電によって感光体１上に電荷を付与する際に、感光体１は直接放電の影響を受けることがないため、放電による感光層の劣化が抑制される。
保護剤３２を付与する間隔は、例えばあるコピー枚数に達した場合に、非画像形成時に塗布機構が作動するように設定すればよく、２００枚プリントする毎に３  ０秒間塗布機構が作動するようにしてもよい。このように、保護剤を間欠塗布することによって、必要量の保護剤３２を塗布することが可能となり、過剰供給による帯電ローラ２ａと感光体１との間の微小ギャップの変動を防ぎ、均一帯電を行うことが可能となる。
【００５１】
尚、感光体上に塗付された保護剤は上述したように近接放電を受けるうちに劣化すると、粘性を発生する。この為、劣化した保護剤は速やかに感光体上から除去することが望ましい。その為、保護層５０の安定した保護効果を発揮させるため、かつその他の悪影響を及ぼさない為には、感光体表面から劣化した保護剤３２を除去する除去部材を設けることが望ましい。本実施形態においては、転写ニップ通過後の感光体表面から転写残トナーを除去するクリーニング装置７を設けている。このクリーニング装置７によって、劣化した保護剤も除去することが可能である。また、これに加えて、転写紙への転写ニップ上流に新たにクリーニング装置を設けることも劣化した保護剤３２を除去するのに効果がある。
次に、本実施形態１の画像形成装置の変形例について説明する。
【００５２】
〔変形例１〕
変形例１においては、保護剤３２の間欠付与を画像形成時に行っている。これ以外の構成については、上記した実施形態１の構成と同じなので、説明を省略する。この変形例１は、感光体１と当接配置された塗布手段の作動を間欠的に行うことによって行う。具体的には、図１に示すように、バー状に成型された保護剤をファーブラシ３１Ａなどの塗布手段と当接させ、塗布手段を介して感光体１上に供給する。この場合、画像形成時において回動する感光体１に対して、塗布手段であるファーブラシ３１Ａは回転、或いは停止状態にあり、ファーブラシ３１Ａの回転時にはバー状に成型された保護剤を掻き取りながら感光体１上へ供給する。ファーブラシ３１Ａを回転させる間隔は、例えばあるコピー枚数に達した場合に、画像形成時に回転するように設定する方法がある。または、画像形成時に、ある時間間隔で回転、停止を繰り返す方法がある。このように、保護膜を間欠塗布することによって、必要量の保護剤を塗布することが可能となる。従って、近接放電に起因する感光体表面の劣化を防止することができる。また、帯電ローラ２ａと感光体１との間の微少ギャップが変動して異常放電が発生することを防止し、均一帯電を行うことが可能となる。
【００５３】
〔変形例２〕
図８は、実施形態１の変形例２にかかる説明図である。変形例２においては、ファーブラシ３１Ａを感光体表面に対して接離する塗布部材接離手段としての移動装置（図示せず）を設けている。移動装置を設けていること以外の構成については、上記した実施形態１の構成と同じなので、説明を省略する。この変形例２は、移動装置によって、ファーブラシ３１Ａが感光体表面に対して接触しており保護剤３２の塗布が可能である塗布位置３５ａと、感光体表面から離間している退避位置３５ｂとの間で矢印Ｃ方向に往復移動可能となっている。これによって、感光体表面への保護剤３２の塗布を間欠的に行うことが可能となる。従って、近接放電に起因する感光体表面の劣化を防止することができる。また、帯電ローラ２ａと感光体１との間の微少ギャップが変動して異常放電が発生することを防止し、均一帯電を行うことが可能となる。
なお、塗布部材としてファーブラシ３１Ａに代えて弾性ローラを用いてもよい。また、保護剤が内添されたファーブラシや弾性ローラを用いてもよい。
【００５４】
〔変形例３〕
図９は、実施形態１の変形例３にかかる説明図である。以下には、変形例３の特徴部のみについて述べ、上記した実施形態１の構成と同じ部分については説明を省略する。この変形例３においては、保護剤３２の塗布部材としてファーブラシ３１Ａを用いたが、これに代え、変形例３では、塗付部材として弾性ローラからなる塗布ローラ３６を用いている。また、保護剤３２は、上記同様にバー状に成型された固体保護剤３２を用い、塗布ローラ３６は保護剤３２とを当接していると共に、感光体１とも密着当接している。装置が駆動されると、塗布ローラ３６も回転しその表面が保護剤３２を担持した状態で感光体表面との当接位置へ到達する。感光体表面との接触位置で塗布ローラ３６と感光体１との間に保護剤３２が挾持され、感光体表面へ付着する。これによって、感光体表面への保護剤３２の塗布が行われる。
この変形例３では、塗布部材がファーブラシ３１Ａのときに比べて塗布ローラ３６と感光体１との接触面積が広く、また、密着当接させていることから保護剤３２の引き伸ばし効果が発揮される。このため、感光体表面へ塗布した保護剤３２を引き伸ばすための部材を新たに設けることなく、より効果的に均一な保護層を形成することが出来る。
【００５５】
〔変形例４〕
図１０は、実施形態１の変形例４にかかる説明図である。以下には、変形例４の特徴部のみについて述べ、上記した実施形態１の構成と同じ部分については説明を省略する。この変形例４においては、ファーブラシ３１Ａの繊維に保護剤３２を予め内添させた保護剤内添ブラシ３７を用いており、図１に示したような固体保護剤は設けていない。これによって、固体保護剤３２を設けるスペースが必要なくなり装置の省スペース化を図ることができる。
この変形例４では、保護膜の間欠塗布は、保護剤が内添された回動するローラ部材と感光体１との当接によって行われ、保護剤内添ブラシ３７上の保護剤の内添率がローラ部材の任意の場所において、任意に変化させたことを特徴とする。具体的には、図２３に示すように、ブラシローラにおいて、部分的に保護剤を内添したブラシ繊維を植毛する。このようにすることによって、ブラシを回動させた場合、保護剤が内添されたブラシ繊維と感光体との当接が間欠的に行われることによって、保護剤の供給も間欠的に行われることになる。従って、近接放電に起因する感光体表面の劣化を防止することができる。また、帯電ローラ２ａと感光体１との間の微少ギャップが変動して異常放電が発生することを防止し、均一帯電を行うことが可能となる。
【００５６】
〔変形例５〕
図１１は、実施形態１の変形例５にかかる説明図である。以下には、変形例５の特徴部のみについて述べ、上記した実施形態１の構成と同じ部分については説明を省略する。この変形例５においては、変形例５と同じように塗付部材として弾性ローラからなる塗布ローラ３６を用いている。更にこの変形例５では、塗布ローラ３６内に保護剤３２を予め内添させた保護剤内添ローラ３８としており、図１に示したような固体保護剤は設けていない。これによって、固体保護剤３２を設けるスペースが必要なくなり装置の省スペース化を図ることができる。
この変形例５では、保護膜の間欠塗布は、保護剤が内添された回動するローラ部材と感光体１との当接によって行われ（図２３（ｂ）参照）、保護剤の内添率がローラ部材の任意の場所において、任意に変化させたことを特徴とする。弾性ローラの一部に保護剤を内添することによって、保護剤の供給は間欠的に行われる。従って、近接放電に起因する感光体表面の劣化を防止することができる。また、帯電ローラ２ａと感光体１との間の微少ギャップが変動して異常放電が発生することを防止し、均一帯電を行うことが可能となる。
〔変形例６〕  
図２４は、実施形態１の変形例６にかかる説明図である。以下には、変形例６の特徴部のみについて述べ、上記した実施形態１の構成と同じ部分については説明を省略する。この変形例６においては、保護膜の間欠付与は、画像形成時に、バー状に成型された保護剤と当接する塗布手段を介して行われ、バー状の保護剤と塗布手段の当接とが間欠的であることを特徴とする。
具体的には、回動するブラシにおいて、ブラシ繊維密度が部分的に異なるものを用いる。図２４にその例を示す。図２４（ａ）はブラシの１／２をカットしたファーブラシ３１Ｂ、図２４（ｂ）はブラシの３／４をカットしたファーブラシ３１Ｃで、このように、ブラシ繊維の植毛密度が部分的に異なることによって、バー状に成型された保護剤との当接が間欠的となり、その結果、感光体１への保護剤供給も間欠的に行うことが出来る。塗布手段には、ブラシ以外にも、図２４（ｃ）に示すような部分的にカットされた弾性ローラ３８Ｂを用いてもよい。
〔変形例７〕
図２５は、実施形態１の変形例７にかかる説明図である。以下には、変形例７の特徴部のみについて述べ、上記した実施形態１の構成と同じ部分については説明を省略する。この変形例７においては、クリーニング方式が上記実施形態とは異なる。
近年、高画質化のために、球形トナーが用いられるようになった。球形トナーを用いた場合、ブレード方式ではクリーニング不良が発生するという問題がある。また、常時、ブレードと像担持体とが当接しているため、高耐久化に問題がある。このようなブレードクリーニング方式にかわり、図２５に示すような導電性を有する繊維からなるファーブラシ７０と、ファーブラシに接する回収ローラ７１と、そのスクレーパー部材７３とにより構成され、前記ファーブラシ及び／又は回収ローラに電圧を印加７５することにより、電界を用いて感光体１からトナーの回収をおこなう方式を用いた場合、球形トナーを十分にクリーニングできるため、帯電ローラへクリーニング不良トナーが達することがなく、帯電不良が発生しない。また、像担持体表面との当接がソフトなファーブラシ７０を用いることで、感光体１へのストレスが少なく、感光体１の高耐久化にもつながる。
【００５７】
〔実施形態２〕
図１２は、本発明を適用できる画像形成装置の他の例として、実施形態２にかかるフルカラー画像形成装置の概略構成図である。以下には、実施形態２の特徴部のみについて述べ、上記した実施形態１の構成と同じ部分については説明を省略する。この画像形成装置は、上記現像装置４が、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーを１つの感光体１に供給する４個の現像装置４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋで構成されている。そして、各現像装置４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋの動作を切りかえることで、１つの感光体１上にシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の複数色のトナー画像が現像される。そして、感光体上に形成したフルカラーのトナー像は、感光体１に対向配置されている転写装置５によって転写紙上に一括転写される。
上記構成の実施形態２にかかるフルカラー画像形成装置においても、実施形態１の画像形成装置と同様に本発明にかかる保護剤塗布装置３０を備えている。これによって、実施形態１と同様の効果を得ることができる。また、上記実施形態１の変形例１乃至７の構成を適用することも可能である。
【００５８】
〔実施形態３〕
図１３は、本発明を適用できる画像形成装置として、実施形態３にかかるフルカラー画像形成装置の概略構成図である。以下には、実施形態３の特徴部のみについて述べ、上記した実施形態１の構成と同じ部分については説明を省略する。このフルカラー画像形成装置は、図１に示す画像形成装置のうち、定着装置６を除く部分からなる異なる色の画像を形成する画像形成装置を中間転写体２１に沿って複数個（ここでは、４個）配置して構成されたタンデム型のフルカラー画像形成装置である。このタンデム型のフルカラー画像形成装置では、各色画像形成装置１００Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの感光体１Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ上にそれぞれ形成したシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色トナー画像を中間転写体２１に順次重ね合わせて１次転写する。これによって、中間転写体上にフルカラートナー像を形成する。次に、紙転写部２３で中間転写体２１上のフルカラートナー画像（１次転写画像）を転写紙Ｐに２次転写する。
【００５９】
上記構成の実施形態３にかかるフルカラー画像形成装置においても、実施形態１及び２の画像形成装置と同様に本発明にかかる構成を適用することが可能である。
特に本実施形態３の画像形成装置のように、複数の感光体１Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋを有する構成においては、その数だけ感光体１Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ上の交換頻度が多くなる。このような装置において、感光体１Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ上の耐久性を高めることは、交換間隔を長くすることができるため、感光体を単数のみ設けている装置に比して有用性が高い。よって、本発明を適用することによって、感光体１Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ上の交換間隔を延ばし、交換頻度を減らすことができる。
また、本実施形態３の画像形成装置においては、感光体上の画像を一時的に担持する中間転写体２１を有している。このため、感光体１Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ上に塗布した保護剤３２としてのステアリン酸亜鉛が感光体１Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋと中間転写体との接触位置から中間転写体表面に一部転移付着する。この中間転写体表面に転移付着したステアリン酸亜鉛が中間転写体上に一次転写される画像が転写紙へ二次転写される際の離型剤として作用するため、転写紙への転写率を向上させることができる。
【００６０】
〔実施形態４〕
図１４は、本発明を適用できる画像形成装置として、実施形態４にかかるフルカラー画像形成装置の概略構成図である。以下には、実施形態４の特徴部のみについて述べ、上記した実施形態１の構成と同じ部分については説明を省略する。このフルカラー画像形成装置は、感光体１と紙転写部２３との間に中間転写体２１を有していること以外は実施形態２のフルカラー画像形成装置と同様の構成を有している。上記現像装置４が、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーを１つの感光体１に供給する４個の現像装置４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋで構成されている。この１ドラム型のフルカラー画像形成装置では、各現像装置４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋの動作を切りかえることで、１つの感光体１上にシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像が順次形成される。その後、上記実施形態３のようなタンデム型の画像形成装置と同様に、感光体１上に形成したシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像を中間転写体２１に順次重ね合わせて１次転写する。次に、紙転写部２３で中間転写体２１上のカラートナー画像（１次転写画像）を転写紙Ｐに２次転写する。
【００６１】
上記構成の実施形態４にかかるフルカラー画像形成装置においても、実施形態１乃至３の画像形成装置と同様に本発明にかかる種々の構成を適用することが可能である。
また、実施形態３と同様に、感光体上の画像を一時的に担持する中間転写体２１を有している。このため、感光体上に塗布した保護剤３２としてのステアリン酸亜鉛が中間転写体表面に一部転移付着し、中間転写体上に一次転写された画像が転写紙へ二次転写される際の離型剤として作用させることができる。
【００６２】
〔実施形態５〕
図１５は、本発明を適用できる画像形成装置として、実施形態５にかかる画像形成装置の概略構成図である。実施形態５の画像形成装置は、感光体１と帯電ローラ２ａとを一体的に画像形成装置本体から着脱可能にした潜像形成プロセスカートリッジ２４と現像装置を画像形成装置本体から着脱可能にした現像プロセスカートリッジ２５とを用いている。例えは、潜像形成プロセスカートリッジ２４の場合、感光体１の交換の際に画像形成装置本体から潜像形成プロセスカートリッジ２４を外しこのカートリッジ２４ごと交換することが可能となる。
【００６３】
上記実施形態１乃至５の画像形成装置においては、帯電装置として近接放電による帯電方式を採用している。そして、近接放電による感光体劣化を防止するために上記した種々の特徴を設けている。
ここで、帯電装置としてコロナ放電によるコロナ帯電方式を採用すれば、放電により発生する粒子の感光体表面への衝突による感光体の化学的劣化が近接放電よりも抑えられる。しかし、このコロナ帯電方式はコロナ放電によってオゾンや窒素酸化物等の生成物が発生するため好ましくない。
オゾンは、高濃度で画像形成装置内に滞留すると感光体表面を酸化し、感光体光感度の低下や帯電能力の低下を生じさせ、画像形成に悪影響を及ぼす恐れがある。また、感光体以外の部材の劣化を促進し、部品寿命を低下する等の不具合が発生する恐れもある。
窒素酸化物は、空気中等の水分と反応して硝酸を生じたり、周辺部材の金属と反応して金属硝酸塩を生じたりするなど、種々の硝酸化合物質を生じる。硝酸化合物質は高吸水性の物質であるため低湿環境下では抵抗が高いが、高湿環境下では空気中の水分を吸収して抵抗が低くなるという性質がある。このような硝酸化合物質が感光体表面に付着して薄い膜を形成すると、硝酸化合物質の吸湿作用によって感光体表面の抵抗値が低くなる。このため、感光体表面上の画像部と非画像部とに跨って存在した場合、露光によって発生した電荷が感光体表面で露光領域を越えて流れ、異常画像を発生させてしまう恐れもある。
上記実施形態１乃至５で採用した近接放電による帯電方式はコロナ帯電方式に比してオゾンや窒素酸化物等の発生が少ないため、近接放電に起因する感光体表面の劣化を防止できれば、その利用価値が高い。
【００６４】
上記実施形態１乃至５の画像形成装置においては、保護層形成手段として保護剤塗布装置を設けている。これにより、近接放電によって感光体表面が劣化することを防止することができる。
また、保護剤供給手段としての保護剤塗布装置を有しているので、画像濃度や画像パターンなど種々の条件によって変化することなく、感光体表面に一様な保護層５０を形成することができる。
また、塗布部材としてのファーブラシ３１Ａを用いているので、感光体表面に一様な保護層５０を形成することが可能である。
また、塗付部材として弾性ローラからなる塗布ローラ３６を用いることも提案している。これによって、保護層５０を均一に形成することができる。
また、保護剤３２を所定の形状としてのバー状に成型された固体保護剤３２を用いているので、保護剤３２として液体や紛体を用いる場合に比して、装置へ搭載する際の取りまわしが容易である。
また、実施形態１の変形例４、又はこの構成を適用した実施形態２乃至５においては、ファーブラシの繊維に保護剤３２を予め内添させた保護剤内添ブラシ３７を用いている。同様に、実施形態１の変形例５、又はこの構成を適用した実施形態２乃至５においては、塗布ローラ３６内に保護剤３２を予め内添させた保護剤内添ローラ３８を用いている。これによって、固体保護剤３２を設けるスペースが必要なくなり装置の省スペース化を図ることができる。また、保護剤内添ブラシ３７（又は塗布ローラ３６）上の保護剤の内添率がローラ部材上で任意に異なるように構成されている。これによって、ブラシ（又はローラ）を回動させた場合、保護剤が内添されたブラシ繊維と感光体との当接が間欠的に行われ、供給過多による異常画像の発生を防ぐこと可能となる。また、適切な量の保護膜を像担時体上に供給することができるため、帯電ローラと像担時体との間の微小ギャップに変動を与えることなく、均一帯電が可能となる。また、放電による劣化から感光体を保護する物質の画像形成領域への供給量を適切にコントロールすることによって、異常画像を発生させることなく、感光体の劣化を防止し、耐久性を向上させることが可能となる。
また、実施形態１の変形例２、又はこの構成を適用した実施形態２乃至５においては、ファーブラシ３１Ａを感光体表面に対して接離する塗布部材接離手段としての移動装置（図示せず）を設けている。これによって、保護剤過剰塗布に起因する異常画像等の弊害の発生を防止することができる。
また、保護剤３２としてステアリン酸亜鉛を感光体表面に感光体表面の化学的劣化が防止できる量塗布している。従来から感光体表面の機械的磨耗を防ぐために用いられていたステアリン酸亜鉛を感光体に塗布することによって、更に近接放電による感光体表面劣化防止の効果も得ることが可能となる。よって、ステアリン酸亜鉛を塗布する塗布装置１つで、感光体表面の近接放電による化学的劣化とクリーニングブレードなどとの当接部で発生する機械的磨耗との両方を低減することができる。
また、保護剤３２としてステアリン酸亜鉛を感光体表面が露出しないような覆い尽くした状態に形成している。これによって、より確実に近接放電による化学的劣化を防止することができる。
また、実施形態３及び４の画像形成装置は、感光体上の画像を一時的に担持する中間転写体２１を有している。この中間転写体表面に保護剤３２として感光体表面に塗布したステアリン酸亜鉛が一部付着するので、中間転写体上の画像の転写紙への転写率を向上させることができる。また、感光体への紙粉の付着が抑制され、帯電の均一性がより向上する。
また、実施形態１乃至５の画像形成装置においては、近接放電を用いて感光体を帯電する方法のうち非接触帯電方式を採用しており、感光体表面における画像形成領域に対して微小な帯電ギャップ１４をもって帯電ローラ２ａを対向させている。これによって、クリーニング不良トナーや紙粉等の付着による帯電不良や帯電ローラ２ａの低寿命化を防止できる。更に、感光体１と帯電ローラ２ａの接触による低寿命化を防ぐこともできる。また、保護剤３２としてステアリン酸亜鉛を用いているので、ステアリン酸亜鉛が帯電ローラ２ａに付着して生じる恐れのある異常放電も防止することができる。
また、実施形態１乃至５の画像形成装置においては、帯電ローラ２ａに撓みが生じない程度の硬質なローラを用いている。これによって、均一な帯電が可能となるだけでなく、異物の付着がなく帯電ローラ２ａの高寿命化を図ることができる。また、軟質で環境変動に弱いゴムローラを用いた場合に発生する経時でのギャップ変動を防ぐことにより、安定した帯電を行うことが可能となる。
実施形態５の画像形成装置においては、感光体１と帯電ローラ２ａとを一体的に画像形成装置本体から着脱可能にした潜像形成プロセスカートリッジ２４を設けている。これによって、感光体１と主帯電装置２の帯電ローラ２ａとの帯電ギャップについて微小ギャップ精度を維持したままでの交換が可能である。また、帯電ギャップの微小ギャップ精度を維持できるので、装置駆動時に保護剤３２が帯電ローラ２ａに付着することを防止でき、保護剤３２が帯電ローラ２ａに誤って付着し生じる帯電不良を防止することができる。
また、実施形態１乃至５の画像形成装置においては、帯電ローラ２ａにＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳した交番電圧を印加しているので、非接触帯電ローラを用いた場合にも、感光体を均一に帯電することが可能となる。そして、より高画質化が可能となる。
また、実施形態３の画像形成装置においては複数の感光体１Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ上を有しており、その数だけ感光体１の交換頻度が多くなる。この装置に本発明を適用しているので、感光体１Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ上の交換間隔を延ばし、交換頻度を減らすことができるため有用性が感光体を１つのみしか有していない装置に比して高い。
また、実施形態１乃至５の画像形成装置においては、非画像形成時に、所定のタイミングで適切な量の保護物質を感光体表面に間欠供給するようになっている。これにより、放電による劣化から感光体を保護する物質の供給量が適切になり、供給過多による異常画像の発生を防ぐこと可能となる。また、適切な量の保護膜を像担時体上に供給することができるため、帯電ローラと像担時体との間の微小ギャップに変動を与えることなく、均一帯電が可能となる。また、放電による劣化から感光体を保護する物質の画像形成領域への供給量を適切にコントロールすることによって、異常画像を発生させることなく、感光体の劣化を防止し、耐久性を向上させることが可能となる。
また、実施形態１の変形例１、又はこの構成を適用した実施形態２乃至５の画像形成装置においては、画像形成時に所定のタイミングで適切な量の保護物質を感光体表面に間欠供給するようになっている。これにより、放電による劣化から感光体を保護する物質の供給量が適切になり、供給過多による異常画像の発生を防ぐこと可能となる。また、上記と同様の理由により均一帯電が可能となる。さらに、上記と同様の理由により感光体の耐久性を向上させることが可能となる。
また、実施形態１の変形例６、又はこの構成を適用した実施形態２乃至５の画像形成装置においては、回動するブラシにおいて、ブラシ繊維密度が部分的に異なるようにしている。このように構成することにより、感光体１への保護剤供給を間欠的に行うことができる。従って、放電による劣化から感光体を保護する物質の供給量が適切になり、供給過多による異常画像の発生を防ぐこと可能となる。また、上記と同様の理由により均一帯電が可能となる。さらに、上記と同様の理由により感光体の耐久性を向上させることが可能となる。
また、実施形態１乃至５の画像形成装置においては、球形トナーを用いることによって十分なクリーニングが行われることより、帯電ローラのトナー汚れが抑制されて異常放電を抑制することが可能となる。
また、実施形態１の変形例７、又はこの構成を適用した実施形態２乃至５の画像形成装置においては、レードクリーニングに比べて、球形トナーのクリーニングに有利な静電ブラシクリーニングを用いることで、クリーニング性が向上し、帯電ローラへ付着するトナーが減り、異常放電を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施形態１に係る画像形成装置の要部の説明図。
【図２】実施形態１の画像形成装置に用いる主帯電装置の説明図。
【図３】本発明の特徴である感光体１の断面図。
【図４】（ａ）は、本発明の効果を確かめるための実験装置の概略構成図。（ｂ）は、感光体表面を保護層形成部と非形成部とに分けた状態の説明図。
【図５】実験を２００時間の継続して行った結果を示したグラフ。
【図６】２通りの塗布量でステアリン酸亜鉛塗布を行ったときの感光体表面摩擦係数の時間による変化を示したグラフ。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、感光体表面に保護層を設けたときこの表面が近接放電による粒子を照射された状態を示した説明図。
【図８】実施形態１の変形例２にかかる説明図。
【図９】実施形態１の変形例３にかかる説明図。
【図１０】実施形態１の変形例４にかかる説明図。
【図１１】実施形態１の変形例５にかかる説明図。
【図１２】実施形態２にかかるフルカラー画像形成装置の概略構成図。
【図１３】実施形態３にかかるフルカラー画像形成装置の概略構成図。
【図１４】実施形態４にかかるフルカラー画像形成装置の概略構成図。
【図１５】実施形態５にかかるフルカラー画像形成装置の概略構成図。
【図１６】従来技術の不具合発生に関する実験結果を示す図。
【図１７】（ａ）及び（ｂ）は、近接放電によって感光体表面が劣化する場合の感光体表面の状態を示した説明図。
【図１８】帯電ローラの吸湿膨張を示す図である。
【図１９】微小ギャップと画像流れ現象の関係を示す図である。
【図２０】帯電ローラが感光体に接触している状態を示す図である。
【図２１】帯電ローラと感光体との間に微小ギャップを構成している状態を示す図である。
【図２２】保護剤が微小ギャップに堆積している状態を示す図である。
【図２３】保護剤が内添されたブラシ及び弾性ローラ示す図である。
【図２４】塗布手段に回動するブラシを用いた図である。
【図２５】本発明の実施形態に係わるクリーニング手段を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１、１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１Ｋ      感光体
２      帯電装置
２ａ    帯電ローラ
３      露光装置
４、４Ｃ、４Ｍ、４Ｙ、４Ｋ      現像装置
５      転写装置
６      定着装置
７      クリーニング装置
８      クリーニングブレード
９      除電装置
１０    転写材搬送経路
１４    帯電ギャップ
１６    電源
２１    中間転写体
２２    スペーサ
２３    紙転写部
２４    潜像形成プロセスカートリッジ
２５    現像プロセスカートリッジ
３０    保護剤塗布装置
３１    ファーブラシ
３２    保護剤
３５ａ  塗布位置
３５ｂ  退避位置
３６    塗布ローラ
３７    保護剤内添ブラシ
３８    保護剤内添ローラ
５０    保護層
Ｐ      転写紙
【図１】
2004341480.tif 000006
【図２】
2004341480.tif 000007
【図３】
2004341480.tif 000008
【図４】
2004341480.tif 000009
【図５】
2004341480.tif 000010
【図６】
2004341480.tif 000011
【図７】
2004341480.tif 000012
【図８】
2004341480.tif 000013
【図９】
2004341480.tif 000014
【図１０】
2004341480.tif 000015
【図１１】
2004341480.tif 000016
【図１２】
2004341480.tif 000017
【図１３】
2004341480.tif 000018
【図１４】
2004341480.tif 000019
【図１５】
2004341480.tif 000020
【図１６】
2004341480.tif 000021
【図１７】
2004341480.tif 000022
【図１８】
2004341480.tif 000023
【図１９】
2004341480.tif 000024
【図２０】
2004341480.tif 000025
【図２１】
2004341480.tif 000026
【図２２】
2004341480.tif 000027
【図２３】
2004341480.tif 000028
【図２４】
2004341480.tif 000029
【図２５】
2004341480.tif 000030