(57)【要約】【課題】黒スジの発生を十分に抑制しつつ、感光体の長寿命化を図ることである。【解決手段】本プリンタは、転写後に感光体ドラム上に残留した転写残トナーをブレード部材であるクリーニングブレードによって掻き取らずにクリーニングするブレードレス方式を採用しているため、一般には黒スジが発生しやすいが、本プリンタでは、平均円形度が０．９５以上のトナーを使用し、かつ、感光体ドラム表面に感光層５２，５３を保護するための保護層５４を設けている。これにより、ブレードレス方式であっても、ブレード方式と同程度に黒スジの発生を抑制でき、かつ、ブレード方式のように強い摺擦力で感光体ドラムを摺擦することもないので、感光体ドラムの長寿命化を図ることもできる。【選択図】　図１
2004093855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に感光層を有する感光体と、
該感光体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像を行う現像手段と、該感光体と被転写体との間に転写電界を形成して、該現像手段により該感光体上に形成されたトナー像を該被転写体上に転写する転写手段と、
転写後に該感光体上に残留した転写残トナーをブレード部材によって掻き取らずにクリーニングするブレードレス方式のクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、
上記トナーの平均円形度が０．９５以上であり、
上記感光体の表面に上記感光層を保護するための保護層を有する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、
上記保護層は、フィラーを含有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１の画像形成装置において、
上記保護層は、電荷輸送物質を含有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３の画像形成装置において、
上記クリーニング手段として、上記感光体表面との接触部分がブラシ状であるブラシ部材を該表面に摺擦させて転写残トナーを該表面から除去するブラシクリーニング手段を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２又は３の画像形成装置において、
上記クリーニング手段として、上記現像手段を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置において、
画像形成装置本体に対して着脱可能であって、少なくとも上記感光体と上記現像手段とが一体になって構成されたプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５又は６の画像形成装置において、
少なくとも上記感光体と、該感光体表面に静電潜像が形成される前に該表面を一様に帯電する帯電手段及び上記現像手段の少なくとも一方とを収容するケースと、
該ケース内の温度及び湿度の少なくとも一方が所定値となるように制御する環境制御手段とを設け、
上記ケースは、上記環境制御手段によって温度及び湿度を制御可能な気密性を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置の本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジであって、
少なくとも上記感光体と上記現像手段とを一体に構成したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項９】
請求項８のプロセスカートリッジにおいて、
内部の温度及び湿度の少なくとも一方が所定値となるように制御する環境制御手段を設け、
該環境制御手段によって温度及び湿度を制御可能な気密性を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置及びこれに用いるプロセスカートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置は、感光体とこれに対向する中間転写体や記録材搬送部材等の表面移動部材との間に転写電界を形成することで、感光体上のトナー像の転写を行う静電転写方式を採用するものがある。このような画像形成装置においては、トナー像を中間転写体や記録材等の被転写体上に転写した後、感光体表面に転写残トナーが残留する。この転写残トナーが除去されないまま、その感光体表面部分が次の画像形成工程に供されることになると、その感光体表面部分で帯電ムラ等の帯電不良などが生じ、画質劣化の原因となる。そのため、従来から、感光体に対してクリーニング手段を設け、転写残トナーを除去している。このクリーニング手段としては、クリーニングブレードを用いて転写残トナーを掻き取るものが主流である。クリーニングブレードを用いる方式（以下、「ブレード方式」という。）には、画像中において感光体の表面移動方向に対応する方向に延びる黒スジの発生を十分に抑制できるという長所があるからである。逆に言えば、クリーニングブレードを用いないでクリーニングする方式（以下、「ブレードレス方式」という。）を採用する画像形成装置では、黒スジの発生を十分に抑制するのが困難であるという短所があった。ブレードレス方式としては、例えば、ブラシローラで転写残トナーを掻き取るものがある。また、例えば、バイアス印加部材を対向させて転写残トナーを静電的に回収するものもある。また、例えば、感光体表面に残留した転写残トナーを現像装置で回収するという現像同時クリーニング方式もある（特許第３０９１３２３号公報等）。
【０００３】
一方、ブレード方式を採用すると、クリーニングブレードのエッジ部分で感光体表面全体を強く摺擦することになり、感光体表面が削れてしまう。そのため、ブレード方式には、感光体の寿命が短くなるという短所がある。特に、装置の小型化の要求が高まる中、その要求に応えるため、近年の画像形成装置は感光体の周長が短くなるように構成する傾向にある。例えばドラム状の感光体の場合には、その径を小さくする傾向にある。このように感光体の周長を短くすると、画像１枚当たりに感光体表面の単位面積をクリーニングブレードによって摺擦する回数が増加することになる。そのため、感光体の周長が短い画像形成装置についてブレード方式を採用した場合、感光体の寿命の問題が無視できないものとなる。
【０００４】
これに対し、ブレードレス方式は、ブレード方式に比べて感光体表面を摺擦する摺擦力が小さい。したがって、ブレードレス方式には、ブレード方式に比べて感光体の寿命が長いという長所がある。特に、上述した現像同時クリーニング方式の画像形成装置によれば、感光体表面から回収した転写残トナーを収容する廃トナータンクが不要となる。また、回収した転写残トナーを再利用するためにその転写残トナーを搬送するリサイクルトナー搬送通路などを設けるスペースも不要となる。したがって、ブレードレス方式の中でも現像同時クリーニング方式には、感光体の寿命が長いという長所に加えて、画像形成装置を小型化できるという長所もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
画像形成装置を開発する場合、その設計の目的や特徴などの観点から上述した長所及び短所を比較考量し、一方では画質優先すなわち黒スジ発生の抑制を優先する場合があり、他方では感光体の寿命や装置の小型化を優先する場合がある。しかし、前者の場合には、感光体の寿命が短いために感光体の交換頻度が高くなり、メンテナンス性が低く、かつ、その交換のためにユーザーが負担するコストも高騰するという問題点がある。また、後者の場合には、黒スジの発生を十分に抑制できない結果、高画質化を図るのが困難となるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、黒スジの発生を十分に抑制しつつ、感光体の長寿命化を図ることができる画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、基体上に感光層を有する感光体と、該感光体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像を行う現像手段と、該感光体と被転写体との間に転写電界を形成して、該現像手段により該感光体上に形成されたトナー像を該被転写体上に転写する転写手段と、転写後に該感光体上に残留した転写残トナーをブレード部材によって掻き取らずにクリーニングするブレードレス方式のクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、上記トナーの平均円形度が０．９５以上であり、上記感光体の表面に上記感光層を保護するための保護層を有する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、上記保護層は、フィラーを含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１の画像形成装置において、上記保護層は、電荷輸送物質を含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１、２又は３の画像形成装置において、上記クリーニング手段として、上記感光体表面との接触部分がブラシ状であるブラシ部材を該表面に摺擦させて転写残トナーを該表面から除去するブラシクリーニング手段を用いた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１、２又は３の画像形成装置において、上記クリーニング手段として、上記現像手段を用いた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１、２、３、４又は５の画像形成装置において、画像形成装置本体に対して着脱可能であって、少なくとも上記感光体と上記現像手段とが一体になって構成されたプロセスカートリッジを有す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１、２、３、４、５又は６の画像形成装置において、少なくとも上記感光体と、該感光体表面に静電潜像が形成される前に該表面を一様に帯電する帯電手段及び上記現像手段の少なくとも一方とを収容するケースと、該ケース内の温度及び湿度の少なくとも一方が所定値となるように制御する環境制御手段とを設け、上記ケースは、上記環境制御手段によって温度及び湿度を制御可能な気密性を有する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１、２、３、４又は５の画像形成装置の本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジであって、少なくとも上記感光体と上記現像手段とを一体に構成した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のプロセスカートリッジにおいて、内部の温度及び湿度の少なくとも一方が所定値となるように制御する環境制御手段を設け、該環境制御手段によって温度及び湿度を制御可能な気密性を有することを特徴とするものである。
上記請求項１乃至７の画像形成装置並びに上記請求項８及び９のプロセスカートリッジでは、感光体に対するクリーニング手段としてブレードレス方式を採用する。そのため、上述したように、その感光体の寿命は、ブレード方式に比べて長くすることができる。しかし、ブレードレス方式の場合、上述したように画像中に現れる黒スジの発生を十分に抑制することが困難となる。そこで、本画像形成装置及び本プロセスカートリッジでは、現像に用いるトナーとして、その平均円形度が０．９５以上であるものを使用する。トナーの平均円形度とは、トナーの形状がどのくらい真球に近いものかを示す数値であり、真球であれば円形度が「１」となる。この平均円形度は、トナーの投影画像の面積と同じ面積をもつ円の円周長をその投影画像の周囲長で割ることで得た値を個々のトナーの円形度とし、このように得た各トナーの円形度の平均値をとったものである。詳しくは、後述する実施形態において説明する。
このように平均円形度が高いトナーは、重合法等によって作成することが可能である。一方、従来から用いられている粉砕法等によって形成されるトナーは、その表面にランダムな凹凸が存在するため、その平均円形度は低いものとなる。このように表面にランダムな凹凸が存在すると、現像装置内での撹拌時やドクタ通過時における摩擦帯電による各トナーの帯電量が現像剤中のトナー間で大きく異なることになる。その結果、現像剤中におけるトナーの帯電分布が広がってしまい、感光体上に付着した全トナーに対して転写電界の作用が均一に働かず、転写率が低下してしまう。これに対し、本画像形成装置及び本プロセスカートリッジにおいては、トナーの平均円形度が高いため、各トナーの形状が真球に近く、その表面はなめらかな状態であって凹凸が少ない。そのため、摩擦帯電によるトナーの帯電量の差が現像剤中のトナー間で小さくなるので、トナーの帯電分布が狭くなり、転写率が向上する。したがって、本画像形成装置及び本プロセスカートリッジのように平均円形度が高いトナーを用いることで、感光体上に残留する転写残トナーの量を少なくすることができる。よって、ブレード方式に比べてクリーニング性能が劣るブレードレス方式を採用しても、感光体上の転写残トナーを十分にクリーニングすることが可能となる。
また、本発明者らの研究の結果、本画像形成装置及び本プロセスカートリッジのように平均円形度が高ければ高いほど、後述の実験結果が示すように黒スジの発生が抑制されることを解明した。また、この実験結果では、黒スジの発生を抑制する点ではブレード方式の方が有利であることに変わりがないことも確認された。しかし、トナーの平均円形度が０．９５以上であれば、ブレードレス方式であっても感光体に保護層を設けることで、ブレード方式と同程度に黒スジの発生を抑制できることが判明した。また、本画像形成装置及び本プロセスカートリッジは、ブレードレス方式であるため、ブレード方式に比べて感光体の寿命を長くすることができる。しかも、感光体に保護層が設けられているため、現像領域における現像剤との接触などによる感光体の削れも少なくすることができる。よって、感光体の寿命が一層長くなることになる。
なお、感光体に保護層を設けることは従来から知られているが、従来の保護層を設けていた理由は、クリーニングブレードによる強い摺擦から感光層を保護することにあった。そのため、この理由からすると、本発明では、ブレードレス方式なので感光体に保護層を設ける必要がないことになる。それにも関わらず、本発明で保護層を設けることとしたのは、平均円形度の高いトナーを採用した上で感光体に保護層を設ければ、ブレード方式と同等に黒スジの発生を抑制できることを本発明者らの研究の結果で明らかになったからである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真方式のプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）に適用した一実施形態について説明する。本プリンタは、イエロー（以下、「Ｙ」と記す。）、シアン（以下、「Ｃ」と記す。）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と記す。）、ブラック（以下、「Ｋ」と記す。）の４色のトナーから、カラー画像を形成するものである。
【０００９】
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
図２は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。本プリンタは、潜像担持体として４つの感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えている。なお、ここでは、ドラム状の感光体を例に挙げているが、ベルト状の感光体を採用することもできる。本実施形態において、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは、それぞれ表面移動部材としての無端移動部材である中間転写ベルト１０に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは、比較的薄い円筒状の基体上に感光層を形成し、更にその感光層の上に保護層を形成したもので、その外径が３０［ｍｍ］で、その内径が２８．５［ｍｍ］である。
【００１０】
本実施形態では、低コスト化、感光体設計の自由度、無公害性等の観点から有機系感光体を用いている。有機系の感光体には、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ　）に代表される光導電性樹脂を用いたものが知られている。また、有機系の感光体には、ＰＶＫ−ＴＮＦ（２，４，７−トリニトロフルオレノン）に代表される電荷移動錯体型、フタロシアニン−バインダーに代表される顔料分散型、電荷発生物質と電荷輸送物質とを組み合わせた機能分離型などがある。この中でも、近年では、特に機能分離型の感光体が注目されている。
【００１１】
図１は、本実施形態で使用する感光体ドラム１の断面図である。この感光体ドラム１は、機能分離型の感光体であり、基体である導電性支持体５１上に、電荷発生層５２及び電荷輸送層５３を積層した上に更に保護層５４を積層したものである。この感光体ドラム１における静電潜像形成のメカニズムは、次のとおりである。すなわち、感光体ドラム１を帯電した後に光照射すると、光は透明な電荷輸送層５３を通過し、電荷発生層５２中の電荷発生物質により吸収される。光を吸収した電荷発生物質は電荷担体を発生し、この電荷担体は電荷輸送層５３に注入され、帯電によって生じている電界にしたがって電荷輸送層５３中を移動し、感光体ドラム表面の電荷を中和する。これにより、その中和部分が静電潜像となる。このような機能分離型の感光体は、主に紫外域で強い吸収特性を持つ電荷輸送物質と、主に可視域に強い吸収特性を持つ電荷発生物質とを組み合わせて用いるのが有用である。
【００１２】
上記保護層５４に使用される材料としては、ＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル樹脂、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアリルスルホン樹脂、ポリブチレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリスルホン樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢ樹脂、ＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂などが挙げられる。
【００１３】
また、保護層５４の耐摩耗性を向上するために、フィラーを添加してもよい。このフィラーの材料としては、ポリテトラフルオロエチレンのような弗素樹脂、シリコーン樹脂、これら樹脂に酸化チタン、酸化スズ、チタン酸カリウム、シリカ、アルミナ等の無機材料を分散したもの等が挙げられる。このフィラーの含有量は、重量基準で、１０［％］以上４０［％］以下、好ましくは２０［％］以上３０［％］以下とするのがよい。フィラーの含有量が１０％未満であると感光体ドラム１の表面削れに関連する感光体ドラム周辺の構成によっては、耐摩耗性が不十分となるおそれがあり、フィラーの含有量が４０％を越えると露光に対する感度が低下するおそれがある。また、フィラーの分散性を向上させるために分散助剤を添加してもよい。この分散助剤としては、塗料等に使用されるものが適宜利用でき、その添加量は、重量基準で、フィラーの含有量に対して０．５［％］以上４［％］以下、好ましくは１［％］以上２［％］以下とする。また、上記保護層５４には、電荷輸送物質を添加するのも有効である。また、酸化防止剤なども必要に応じて添加することができる。
【００１４】
保護層５４の形成方法としては、浸漬塗工法、スプレーコート法、ビートコート法、ノズルコート法、スピナーコー法ト、リングコート法等の公知の方法を用いることができる。保護層の厚さは、０．５［μｍ］以上１０［μｍ］以下、好ましくは４［μｍ］以上６［μｍ］以下とする。
また、電荷発生層５２及び電荷輸送層５３からなる感光層と、保護層５４との間に中間層を設けてもよい。この中間層には、一般にバインダー樹脂を主成分として用いる。このバインダー樹脂としては、ポリアミド、アルコール可溶性ナイロン、水溶性ポリビニルブチラール、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。中間層の形成方法としては、上述した保護層の形成方法と同様に、公知の塗布法を用いることができる。なお、中間層の厚さは、０．０５［μｍ］以上２［μｍ］以下とするのがよい。
【００１５】
本実施形態で使用する感光体ドラム１は、上述したように有機系感光体であるため、機械的、化学的な耐久性に乏しいという欠点がある。具体的に説明すると、電荷輸送物質の多くは低分子化合物として開発されているが、この低分子化合物は単独では製膜性がないため、通常、不活性高分子に分散・混合して利用されることになる。しかるに、電荷輸送物質である低分子化合物と不活性高分子とからなる電荷輸送層は一般に柔らかく、機械的耐久性に乏しい。そのため、その電荷輸送層を表面にもつ感光体ドラム１を繰り返し使用すると、その表面に接触する帯電ローラ３ａ、現像剤、中間転写ベルト１０、ブラシローラ４１などによる摺擦によって、膜削れを生じやすい。よって、感光体ドラム１として、特に有機系感光体を利用する場合には、その寿命を長くするために上記保護層５４を設けるのが有効である。
【００１６】
図３は、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ周りの概略構成を示す図である。なお、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ周りの構成はすべて同じであるため、１つの感光体ドラムについてのみ図示し、色分け用の符号Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋについては省略してある。
感光体ドラム１の周りには、その表面移動方向に沿って、クリーニング手段としてのトナー保持装置４０、帯電手段としての帯電装置３、現像手段としての現像装置５の順に配置されている。帯電装置３と現像装置５との間には、潜像形成手段としての露光装置４から発せられる光が感光体ドラム１まで通過できるようにスペースが確保されている。
【００１７】
帯電装置３は、感光体ドラム１の表面を負極性に一様帯電する。本実施形態における帯電装置３は、いわゆる接触方式で帯電処理を行う帯電部材としての帯電ローラ３ａを備えている。すなわち、この帯電装置３は、帯電ローラ３ａを感光体ドラム１の表面に接触させ、その帯電ローラ３ａに負極性バイアスを印加することで、感光体ドラム１の表面を一様帯電する。本実施形態では、感光体ドラム１の表面電位が一様に−（マイナス）５００［Ｖ］となるような直流の帯電バイアスを帯電ローラ３ａに印加している。なお、帯電バイアスとして、直流バイアスに交流バイアスを重畳させたものを利用することもできる。しかし、この場合には、交流電源が必要となるため、装置が大型化することになり、装置の小型化の観点からは好ましくない。また、本実施形態の帯電装置３には、帯電ローラ３ａの表面をクリーニングするクリーニングブラシ３ｂが設けられている。本実施形態では、後述するように帯電ローラ３ａの表面にトナーが付着することはほとんどない。しかし、トナーが僅かに付着した場合でも、帯電ローラ３ａによる帯電ムラ等の帯電不良を引き起こす原因となる。よって、本実施形態では、帯電ローラ３ａの表面をクリーニングブラシ３ｂによってクリーニングする構成を採用している。
なお、上記帯電装置３として、帯電ローラ３ａの周面上の軸方向両端部分に薄いフィルムを巻き付け、これを感光体ドラム１の表面に当接するように設置してもよい。この構成においては、帯電ローラ３ａの表面と感光体ドラム１の表面との間は、フィルムの厚さ分だけ離間した極めて近接した状態となる。したがって、帯電ローラ３ａに印加される帯電バイアスによって、帯電ローラ３ａの表面と感光体ドラム１の表面との間に放電が発生し、その放電によって感光体ドラム１の表面が一様帯電される。
【００１８】
このようにして一様帯電した感光体ドラム１の表面には、露光装置４によって露光されて各色に対応した静電潜像が形成される。この露光装置４は、各色に対応した画像情報に基づき、感光体ドラム１に対して各色に対応した静電潜像を書き込む。なお、本実施形態の露光装置４は、レーザ方式の露光装置であるが、ＬＥＤアレイと結像手段からなる露光装置などの他の方式の露光装置を採用することもできる。
【００１９】
また、現像装置５は、そのケーシングの開口から現像剤担持体としての現像ローラ５ａが部分的に露出している。本実施形態で使用する現像装置５では、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を使用しているが、キャリアを含まない一成分現像剤を使用してもよい。現像装置５は、図２に示したトナーボトル３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋから、対応する色のトナーの補給を受けてこれを内部に収容している。このトナーボトル３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋは、それぞれが単体で交換できるように、プリンタ本体に対して着脱可能に構成されている。このような構成とすることで、トナーエンド時にはトナーボトル３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋだけを交換すればよい。したがって、トナーエンド時にまだ寿命になっていない他の構成部材はそのまま利用でき、ユーザーの出費を抑えることができる。
【００２０】
トナーボトル３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋから現像装置５内に補給されたトナーは、攪拌搬送スクリュー５ｂによってキャリアと撹拌されながら搬送され、現像ローラ５ａ上に担持されることになる。この現像ローラ５ａは、磁界発生手段としてのマグネットローラと、その周りを同軸回転する現像スリーブとから構成されている。現像剤中のキャリアは、マグネットローラが発生させる磁力により現像ローラ５ａ上に穂立ちした状態となって感光体ドラム１と対向する現像領域に搬送される。ここで、現像ローラ５ａは、現像領域において感光体ドラム１の表面よりも速い線速で同方向に表面移動する。そして、現像ローラ５ａ上に穂立ちしたキャリアは、感光体ドラム１の表面を摺擦しながら、キャリア表面に付着したトナーを感光体ドラム１の表面に供給する。このとき、現像ローラ５ａには、図示しない電源から−３００［Ｖ］の現像バイアスが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。そして、感光体ドラム１上の静電潜像と現像ローラ５ａとの間では、現像ローラ５ａ上のトナーに静電潜像側に向かう静電力が働くことになる。これにより、現像ローラ５ａ上のトナーは、感光体ドラム１上の静電潜像に付着することになる。この付着によって感光体ドラム１上の静電潜像は、それぞれ対応する色のトナー像に現像される。また、本実施形態では、現像ローラ５ａは、クラッチを介して駆動装置に接続されており、そのクラッチによって、現像ローラ５ａの回転を一時停止することができる構成となっている。
【００２１】
上記中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１１，１２，１３に張架されており、図中矢印の方向に無端移動する構成となっている。この中間転写ベルト１０上には、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。静電転写方式には、転写チャージャを用いた構成もあるが、本実施形態では転写チリの発生が少ない転写ローラを用いた構成を採用している。具体的には、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋと接触する中間転写ベルト１０の部分の裏面に、それぞれ転写手段としての１次転写ローラ１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋを配置している。本実施形態では、各１次転写ローラ１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋにより押圧された中間転写ベルト１０の部分と各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋとによって、１次転写ニップ部が形成される。そして、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト１０上に転写する際には、各１次転写ローラ２０に正極性のバイアスが印加される。これにより、各１次転写ニップ部には転写電界が形成され、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト１０上に静電的に付着し、転写される。
【００２２】
図４（ａ）は、感光体ドラム１上に担持されたトナーの転写直前における帯電電位分布を示すグラフである。また、図４（ｂ）は、転写後に感光体ドラム１上に残留した転写残トナーの帯電電位分布を示すグラフである。図４（ａ）に示すように、転写直前におけるトナーの帯電量は、ほぼ−３０［μＣ／ｇ］を中心に分布しており、そのほとんどが負極性に正規帯電している。一方、転写残トナーの帯電量は、およそ−２［μＣ／ｇ］を中心に分布したものとなる。一般に、転写残トナーのほとんどは、トナーの組成不良などにより所望どおりの帯電特性が得られない不良トナーである。そのため、転写残トナーの一部は、１次転写ローラ１４に印加された正極性バイアスによる電荷注入を受けるなどして、トナーの帯電極性が正極性に反転する。その結果、転写残トナーの中には、図４（ｂ）中斜線部分で示すような正極性に反転してしまった逆帯電トナーが存在してしまう。このような逆帯電トナーは、感光体ドラム１に付着したまま帯電装置３の帯電ローラ３ａとの対向位置まで搬送されると、正極性の帯電バイアスが印加された帯電ローラ３ａの表面に静電的に吸引されて付着してしまう。そして、帯電ローラ３ａの表面にトナーが付着すると、帯電ローラ３ａの抵抗値や表面状態が変化するため、感光体ドラム１の表面との間の帯電開始電圧にムラが生じる。これにより、逆帯電トナーが付着していない場合と同じ帯電バイアスを帯電ローラ３ａに印加しても、感光体ドラム１の表面が所望の電位（−５００［Ｖ］）とすることができなくなる。その結果、画像濃度の低下や地肌汚れなどが発生してしまう。また、帯電ローラ３ａと感光体ドラム１との間で発生する放電が感光体ドラム１の表面に対して均一に発生させることができなくなり、帯電ムラが生じて画像濃度ムラも生じるおそれがある。
一方で、転写残トナーの中には負極性のままの正規帯電トナーも存在する。しかし、この正規帯電トナーは、帯電装置３の帯電ローラ３ａとの対向位置まで搬送されても、帯電バイアスが印加されていれば、その帯電ローラ３ａの表面に付着することはない。しかも、正規帯電トナーは、現像領域に達することで、現像装置５の現像ローラ５ａ上のキャリアに付着して回収されるか、その画像形成工程のトナー像を構成することになる。すなわち、転写残トナーのうちの正規帯電トナーに関しては、画像形成工程にほとんど悪影響を与えることはない。したがって、転写残トナーのうちの逆帯電トナーをいかにして画像形成工程に悪影響を及ぼさないようにするかが重要となる。そのため、本実施形態では、感光体ドラム１上の転写残トナーが帯電ローラ３ａとの対向位置に達する前に、その転写残トナーのうちの逆帯電トナーをトナー保持装置４０によって感光体ドラム１から除去する。
【００２３】
図５は、トナー保持装置４０を示す概略構成図である。このトナー保持装置４０は、感光体ドラム１の表面に接触するブラシローラ４１を備えている。このブラシローラ４１は、駆動装置４２によって図中矢印の方向に回転駆動する。そして、このブラシローラ４１には、第１電源４３又は第２電源４４のいずれか一方からバイアスが印加される構成になっている。具体的には、これらの電源４３，４４とブラシローラ４１との間に切替スイッチ４５を設け、この切替スイッチ４５の動作によってブラシローラ４１に接続される電源を選択する。この切替スイッチ４５の動作は、本プリンタの制御部によって制御されている。
【００２４】
転写残トナーを付着させた感光体ドラム１の表面部分がブラシローラ４１と接触する領域（以下、「ブラシ接触領域」という。）に到達する際、ブラシローラ４１には第１電源４３が接続されている。これにより、ブラシローラ４１にはその表面が−７００［Ｖ］となるような保持バイアスが印加されることになる。このような保持バイアスが印加されたブラシローラ４１が感光体ドラム１の表面に接触することで、その表面に付着した転写残トナーのうち、逆帯電トナーＴ１がブラシローラ４１に付着し、保持されることになる。なお、転写残トナーのうちの正規帯電トナーＴ０は、負極性に帯電しているため、ブラシ接触領域では感光体ドラム１側に向かう静電力を受けることになる。したがって、正規帯電トナーＴ０に関しては、ブラシローラ４１に保持されずに感光体ドラム１の表面に付着し続けることになる。しかし、この正規帯電トナーＴ０は、ブラシローラ４１によって分散されるため、感光体ドラム１の表面との付着力が弱まる結果、現像装置５に回収されやすくなる。
【００２５】
一方、トナー保持装置４０は、本プリンタが画像形成を行わないとき、詳しくは一の画像形成を終えてから次の画像形成を行うまでの間に、逆帯電トナーＴ１を放出する。このように放出された逆帯電トナーＴ１は、感光体ドラム１の表面に付着した状態で帯電ローラ３ａとの接触領域に到達する。このとき、帯電ローラ３ａに印加されている帯電バイアスは停止しているため、逆帯電トナーＴ１は帯電ローラ３ａに付着することなく、その接触領域を通過することができる。その後、逆帯電トナーＴ１は、次に現像領域に搬送される。逆帯電トナーＴ１が現像領域に到達する際、クリーニング手段としての現像装置５の現像ローラ５ａには、上述した現像バイアスと同じバイアスすなわち−３００［Ｖ］のバイアスが印加されている。これにより、逆帯電トナーＴ１は現像ローラ５ａに付着することになる。そして、現像ローラ５ａに付着した逆帯電トナーＴ１は現像装置５の内部に搬送され、現像装置５の内部で撹拌搬送され、正規の極性に帯電し直された後、再度現像に寄与することになる。
以上のようにして、感光体ドラム１の転写残トナーはクリーニングされる。
【００２６】
中間転写ベルト１０の周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置１５が設けられている。このベルトクリーニング装置１５は、中間転写ベルト１０の表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する構成となっている。なお、回収した不要トナーは、ベルトクリーニング装置１５内から図示しない搬送手段により図示しない廃トナータンクまで搬送される。
【００２７】
また、支持ローラ１３に張架された中間転写ベルト１０の部分には、２次転写ローラ１６が接触して配置されている。この中間転写ベルト１０と２次転写ローラ１６との間には２次転写ニップ部が形成され、この部分に、所定のタイミングで記録材としての転写紙が送り込まれるようになっている。この転写紙は、露光装置４の図中下側にある給紙カセット２０内に収容されており、給紙ローラ２１、レジストローラ対２２等によって、２次転写ニップ部まで搬送される。そして、中間転写ベルト１０上に重ね合わされたトナー像は、２次転写ニップ部において、転写紙上に一括して転写される。この２次転写時には、２次転写ローラ１６に正極性のバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト１０上のトナー像が転写紙上に転写される。
【００２８】
２次転写ニップ部の転写紙搬送方向下流側には、定着手段としての加熱定着装置２３が配置されている。この加熱定着装置２３は、ヒータを内蔵した加熱ローラ２３ａと、圧力を加えるための加圧ローラ２３ｂとを備えている。２次転写ニップ部を通過した転写紙は、これらのローラ間に挟み込まれ、熱と圧力を受けることになる。これにより、転写紙上に載っていたトナーが溶融し、トナー像が転写紙に定着される。そして、定着後の転写紙は、排紙ローラ２４によって、装置上面の排紙トレイ上に排出される。
【００２９】
本実施形態では、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ、その周囲に配置された現像装置等の部品、露光装置４、中間転写ベルト１０、ベルトクリーニング装置１５等を、一体化したプロセスカートリッジ３０として構成している。このプロセスカートリッジ３０は、プリンタ本体に対して着脱自在となっている。よって、プロセスカートリッジ３０内に収容された部品に寿命が到来したり、メンテナンスが必要になったりしたときには、そのプロセスカートリッジ３０を交換すればよく、利便性が向上する。なお、本実施形態では、上述したトナーボトル３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋは、このプロセスカートリッジ３０とは別個にプリンタ本体に対して着脱自在な構成となっている。
【００３０】
また、温度及び湿度の変化は、帯電装置３によって一様帯電されたときの感光体ドラム１の表面電位を変化させることになる。また、現像装置５内で撹拌されたときのトナーの帯電量も変化し、感光体ドラム１の静電潜像に付着するトナーの量が変化することになる。このような感光体ドラム１の表面電位の変化や静電潜像に付着するトナー量の変化は、画質に直接影響を与える。具体的には、例えば高湿下ではトナーの帯電量が低くなるため、静電潜像に付着するトナーの量が増加することになり、その結果トナー汚れが発生しやすく、画質を劣化させることになる。なお、従来では、温度や湿度に応じて帯電バイアスや現像バイアス等を適宜変更するバイアス制御手段などを設けることで、温度や湿度の変化による画質の劣化に対処していた。しかし、この構成では、温度や湿度の変化に影響を受ける箇所ごとに個別に対処する必要があるため、構成が複雑化するとともに、温度や湿度の変化に対して完全に対処するのが非常に困難である。
【００３１】
そこで、本実施形態では、上記プロセスカートリッジ３０を、その内部が高い気密性をもつようにほぼ密閉した状態で構成した。これにより、外界の温度や湿度等の環境から、プロセスカートリッジ３０の内部環境を独立させることができる。そして、プロセスカートリッジ３０の内部に、その内部環境をコントロールするための環境制御手段としてのエアコントローラ３２を設けている。このエアコントローラ３２は、プロセスカートリッジ３０の内部の温度及び湿度がそれぞれ所定値となるように制御するものである。これにより、本実施形態では、プロセスカートリッジ３０の内部の温度及び湿度は一定に保たれる。よって、従来のように温度や湿度の変化に影響を受ける箇所ごとに個別に対処する必要がなくなり、温度や湿度の変化による画質の劣化を十分に抑制することができる。
【００３２】
なお、装置構成やトナーの材質によっては、温度及び湿度の一方だけを制御すれば、十分に画質劣化を防ぐことが可能な場合もある。この場合、プロセスカートリッジ３０の内部において、画質劣化の原因となる温度及び湿度の一方だけが所定値となるように制御すればよい。
また、上記プロセスカートリッジ３０に収容されている装置を、プリンタ本体に対して着脱できない気密性の高いケースに収容し、上記エアコントローラ３２を設けてもよい。この場合も、従来のように温度や湿度の変化に影響を受ける箇所ごとに個別に対処する必要がなくなり、温度や湿度の変化による画質の劣化を十分に抑制することができる。
【００３３】
次に、本発明の特徴部分であるトナーの平均円形度と黒スジとの関係について説明する。
本実施形態で使用するトナーは、いわゆる重合法によって形成されたトナーであり、その形状は真球に近い。そのため、上述したように、トナーの表面はなめらかな状態であって凹凸が少ないので、摩擦帯電によるトナーの帯電量の差が現像剤中のトナー間で小さくなる。したがって、図４（ａ）に示したように、トナーの帯電分布は狭くなり、転写率が向上する結果、感光体上に残留する転写残トナーの量を少なくすることができる。そこで、本実施形態では、後述する実験結果も考慮して、円形度の平均値が０．９５以上であるトナーを使用している。
【００３４】
ここで、トナーの平均円形度は、各トナーの円形度の平均値であり、次の方法により測定したものである。
各トナーの円形度の測定は、株式会社ＳＹＳＭＥＸ製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００を用いて行った。この測定では、まず、１級塩化ナトリウムを用いて、１［％］のＮａＣｌ水溶液を調整する。その後、このＮａＣｌ水溶液を０．４５のフィルターを通して５０〜１００［ｍｌ］の液を得て、これに分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５［ｍｌ］加え、更に試料を１〜１０［ｍｇ］加える。これを、超音波分散機で分散処理を１分間行い、粒子濃度を５０００〜１５０００［個／μｌ］に調整し、分散液を得る。この分散液をＣＣＤカメラで撮像し、トナーの２次元投影画像の面積と同じ面積をもつ円の円周長を、そのトナーの２次元投影画像の周囲長で割った値を、各トナーの円形度として用いた。なお、ＣＣＤの画素の精度から、トナーの２次元投影画像の面積と同じ面積をもつ円の直径（円相当径）が０．６［μｍ］以上であるトナーを有効なものとした。トナーの平均円形度は、各トナーの円形度を得た後、測定範囲内にある全トナーの円形度をすべて足し合わせ、それをトナー個数で割った値を用いたものである。
【００３５】
また、本実施形態で用いるトナーは、モノマー、開始剤、着色剤等の原料を混合し、重合処理、洗浄分離処理、乾燥処理、後処理を経て得られる懸濁重合方式によって作成することができる。また、モノマー、開始剤、乳化剤、分散媒をモノマー重合し、凝集会合処理、洗浄分離処理、乾燥処理、後処理を経て得られる乳化重合方式等によって作成することもできる。このほか、塊状重合方式や溶液重合方式を用いてもよい。
【００３６】
〔実験例１〕
次に、トナーの平均円形度を変化させて、画像中に現れる黒スジの発生を評価する実験例（以下、本実験例を「実験例１」という。）について説明する。
本実験例１では、保護層５４を有する感光体ドラム１に対してブレード方式でクリーニングする場合（実験機１）とブレードレス方式でクリーニングする場合（実験機２）とを比較する実験を行った。また、本実施例では、ブレードレス方式において、感光体ドラム１に保護層５４を設けた場合（実験機２）と設けない場合（実験機３）とを比較する実験を行った。本実験例１では、ブレードレス方式については上記実施形態で説明したプリンタを用い、ブレード方式についてはこのプリンタのブラシローラ４１に変えてゴム製のクリーニングブレードを設置したものを用いた。なお、本実験例１で使用する感光体ドラムは、後述の実施例１の感光体ドラムである。そして、本実験例１では、Ａ４横サイズの白黒の縦縞模様の画像を１枚づつ５万枚形成した後の画像中に発生する黒スジを評価した。この黒スジの評価では、５段階評価とし、実験者による目視観察によって黒スジを確認できないときを「５」とし、黒スジの程度が悪くなるに従って「４」「３」「２」「１」の順にランク分けした。
【００３７】
図６は、本実験例１の実験結果を示すグラフである。このグラフに示すように、いずれの実験機においても、トナーの平均円形度が高くなるにつれて黒スジの評価が良くなる傾向にある。このようにトナーの平均円形度が高くなるにつれて黒スジの評価が良くなる原因は次のように考えられる。
すなわち、本発明者らの研究の結果、画像中の黒スジ部分に対応する感光体ドラムの表面には、その表面移動方向に向かって延びるキズが存在することが確認されている。したがって、このキズの部分には、潜像の有無に関わらずトナーが付着してしまい、これが中間転写ベルト１０上に転写されて黒スジが発生するものと考えられる。潜像が形成されていないのにキズの部分にトナーが付着してしまう理由としては、キズの部分で帯電不良が生じること、キズの部分にトナーが機械的に捕獲されることなどが考えられる。前者の理由については、キズのない他の部分では帯電装置３によって−５００［Ｖ］に一様帯電されるが、キズの部分では帯電不良が生じて−５００［Ｖ］よりも０［Ｖ］側にシフトしてしまうことが原因であると考えられる。後者の理由については、正常な現像動作であれば現像電界から静電力を受けてトナーが感光体ドラム表面に付着するところ、キズの部分ではこれを摺擦する現像剤がキズ内部に入り込んだ際にトナーが機械的に捕獲されてしまうことが原因であると考えられる。そして、本実験例１では、トナーの平均円形度が高くしたことで、少なくとも上記後者の理由によって生じる黒スジの発生が抑制されたものと考えられる。すなわち、粉砕法等によって形成したトナーのようにその表面に凹凸がある場合に比べて、円形度が高くて表面がなめらかであるトナーであれば、トナーがキズ内部に機械的に捕獲されにくくなる。また、トナーが一旦捕獲されてしまっても、そのトナーは、そのキズ部分を後から摺擦する現像剤による摺擦を受けてキズ内部から簡単に脱出できる。
【００３８】
次に、ブレードレス方式について、感光体ドラムに保護層を有する実験機２の実験結果と保護層を有しない実験機３の実験結果とを比較する。この比較から、少なくともトナーの平均円形度が０．９０以上の場合には、保護層を有する実験機２の方が、トナーの平均円形度に対して黒スジ発生の余裕度が高いことが分かる。
また、保護層を有する感光体ドラムに対して、ブレード方式でクリーニングを行う実験機１の実験結果と、ブレードレス方式でクリーニングを行う実験機２の実験結果とを比較する。ブレード方式の実験機１の場合、トナーの平均円形度が０．９３以上であれば、黒スジの評価として最高の「５」を得ることができる。一方、ブレードレス方式の実験機２の場合、トナーの平均円形度が０．９５以上であれば、黒スジの評価として最高の「５」を得ることができる。これらの結果から、ブレード方式の方が、トナーの平均円形度に対して黒スジ発生の余裕度が高いということが判明した。しかし、ブレードレス方式の実験機２であっても、トナーの平均円形度が０．９５以上であれば、ブレード方式と同じ最高評価の「５」を得ることができる。すなわち、トナーの平均円形度が０．９５以上であれば、クリーニングブレードの有無にかかわらず、黒スジの発生をほとんどなくすことができる。
【００３９】
〔実験例２〕
次に、画像形成枚数に対する感光体ドラム表面の削れ量を測定する実験例（以下、本実験例を「実験例２」という。）について説明する。
本実験例２では、平均円形度が０．９５であるトナーを使用し、上記実験例１と同じ３つの実験機を用いて、Ａ４横サイズで画像面積率が５％である画像を連続形成する。そして、本実験例２では、およそ１３０００枚、２６０００枚、３９０００枚及び５万枚の画像形成を終えた後の感光体ドラム表面の削れ量を測定した。
【００４０】
図７は、本実験例２の実験結果を示すグラフである。なお、このグラフにおいて、１点鎖線で示すラインよりも下側の領域であれば、感光体ドラム表面の削れ量が実用上問題ない範囲である。本実験例による実験結果から、図示のグラフに示すように、いずれの実験機においても、画像形成枚数が増加するにつれて感光体ドラム表面の削れ量が増加する。
また、ブレードレス方式について、感光体ドラムに保護層を有する実験機２の実験結果と保護層を有しない実験機３の実験結果とを比較する。この比較では、画像形成枚数が少ないときから、保護層を有しない実験機３の方が保護層を有する実験機２よりも感光体ドラム表面の削れ量が多い結果となった。これは、感光体ドラムの表面に感光層よりも硬度の高い保護層を設けたことにより、ブラシローラ４１による摺擦に対して感光体ドラム表面の耐久力が増したことが原因であると考えられる。
また、保護層を有する感光体ドラムに対して、ブレード方式でクリーニングを行う実験機１の実験結果と、ブレードレス方式でクリーニングを行う実験機２の実験結果とを比較する。この比較では、画像形成枚数が少ないときから、ブレード方式の実験機１の方がブレードレス方式の実験機２よりも感光体ドラム表面の削れ量が多い結果となった。これは、ブレードレス方式の実験機２におけるブラシローラ４１の摺擦力が、ブレード方式の実験機１におけるクリーニングブレードの摺擦力よりも小さいことが原因であると考えられる。したがって、ブレードレス方式を採用すれば、ブレード方式を採用する場合に比べて感光体ドラムの長寿命化を図ることができる。
【００４１】
以上、上記実験例１の実験結果から、トナーの平均円形度が０．９５以上であれば、ブレードレス方式であっても感光体に保護層を設けることで、ブレード方式と同程度に黒スジの発生を抑制できることが判明した。また、上記実験例２の実験結果から、感光体に保護層があれば、ブレード方式よりもブレードレス方式の方が感光体ドラム表面の削れ量を少なくすることができ、感光体ドラムの長寿命化を図ることができることが判明した。したがって、上記２つの実験例の実験結果から、ブレードレス方式であっても、平均円形度が０．９５以上のトナーを使用し、かつ、感光体に保護層を設けることで、ブレード方式と同程度に黒スジの発生を抑制でき、かつ、ブレード方式よりも感光体ドラムの長寿命化を図ることができることが判明した。
【００４２】
〔実施例１〕
次に、上記実施形態で使用する感光体ドラム１の具体的な実施例（以下、本実施例を「実施例１」という。）について説明する。なお、本発明に適用できる感光体は以下の実施例に限定されるものではない。
図８は、本実施例１の感光体ドラムの断面図である。本実施例１の感光体ドラムは、直径３０［ｍｍ］のアルミニウムからなる導電性支持体１５１上に、後述の下引き層用塗工液、電荷発生層用塗工液、電荷輸送層用塗工液、保護層用塗工液を順次塗布乾燥して形成する。下引き層１５５の層厚は３．５［μｍ］、電荷発生層１５２の層厚は０．２［μｍ］、電荷輸送層１５３の層厚は２５［μｍ］、保護層１５４の層厚は５［μｍ］とした。
【００４３】
まず、下引き層１５５の形成方法について説明する。６重量部のアルキッド樹脂（ベッコライトＭ６４０１−５０（大日本インキ化学工業社製））と、４重量部のメラミン樹脂（スーパーベッカミンＧ−８２１−６０（大日本インキ化学工業社製））とを、２００重量部のメチルエチルケトンに溶解する。これに、４０重量部の酸化チタンを加え、ボールミルで２４時間分散し、下引き層用の塗工液を作製した。この塗工液を、直径３０ｍｍで厚さ０．８ｍｍのアルミニウムドラム上に浸漬塗工法によって塗工し、１３０［℃］で２０分間乾燥させて、厚さ３．５［μｍ］の下引き層１５５を形成した。
【００４４】
電荷発生層１５２は、０．２５重量部のポリビニールブチラールと、２００重量部のシクロヘキサノンと、下記の化１に示す構造をもつ２．５重量部のトリスアゾ顔料と、８０重量部のメチルエチルケトンとから形成した。これらから得られた電荷発生層用の塗工液を、上記下引き層１５５の上に浸漬塗工法によって塗工し、１３０［℃］で２０分間乾燥させた。このようにして、厚さ０．２［μｍ］の電荷発生層１５２を形成した。
【化１】
2004093855.tif 000003
【００４５】
また、電荷輸送層１５３は、１００重量部の塩化メチレンと、１０重量部のビスフェノールＡ型ポリカーボネートと、下記の化２に示す構造をもつ１０重量部の低分子電荷輸送物質とから形成した。これらから得られた電荷輸送層の塗工液を、電荷発生層１５２の上に浸漬塗工法によって塗工し、その後１１０［℃］で２０分間乾燥させた。このようにして、厚さ２５［μｍ］の電荷輸送層１５３を形成した。
【化２】
2004093855.tif 000004
【００４６】
また、保護層１５４は、下記の化３に示す構造の２重量部の電荷輸送物質と、４重量部のＡ型ポリカーボネートと、１００重量部の塩化メチレンとから形成した。これらから得られた保護層用の塗工液を、電荷輸送層１５３の上にスプレー塗工法によって塗工し、その後１１０［℃］で２０分間乾燥させた。このようにして、厚さ５［μｍ］の保護層１５４を形成した。
【化３】
2004093855.tif 000005
【００４７】
〔実施例２〕
次に、上記実施例１とは異なる感光体ドラムの実施例（以下、本実施例を「実施例２」という。）について説明する。
本実施例２の感光体ドラムは、保護層の構造が異なる以外は、上記実施例１の感光体ドラムと同様の構造を有する。本実施例２の保護層１５４は、上記化２に示した構造の４重量部の電荷輸送物質と、４重量部のＡ型ポリカーボネートと、１重量部のフィラーである酸化チタンと、１００重量部の塩化メチレンとから形成した。これらから得られた保護層用の塗工液を、電荷輸送層１５３の上にスプレー塗工法によって塗工し、その後１１０［℃］で２０分間乾燥させた。このようにして、厚さ２［μｍ］の保護層１５４を形成した。
【００４８】
〔実施例３〕
次に、上記実施例１及び上記実施例２とは異なる感光体ドラムの実施例（以下、本実施例を「実施例３」という。）について説明する。
本実施例３の感光体ドラムは、上記実施例２の保護層中に含有させたフィラーを酸化チタンから酸化アルミに代えた以外は、上記実施例２の感光体ドラムと同様の構造を有する。
【００４９】
上記実施例１乃至３の感光体ドラムを使用して、株式会社リコー社製のデジタル複写機イマジオＭＦ２００（商品名）により連続通紙試験を行った結果、画像濃度及び解像度等を総合的に評価した画像品質は非常に良好であった。また、感光体ドラム表面のフッ素と炭素原子との比を示す「Ｆ／Ｃ比」は０であった。なお、この「Ｆ／Ｃ比」は、感光体ドラム表面に存在するフッ素系材料の付着量を示す指標となる。また、感光層膜厚について、初期値からの減少量も十分に少なく、高精細のハードコピーを長期間安定して得ることができた。
【００５０】
以上、上記実施形態並びに上記実施例１乃至３のプリンタは、基体５１，１５１上に感光層５２，５３，１５２，１５３を有する感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えている。また、本プリンタは、現像手段としての現像装置５、転写手段としての１次転写ローラ１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋも備えている。また、本プリンタは、転写後に感光体ドラム上に残留した転写残トナーＴ１をブレード部材であるクリーニングブレードによって掻き取らずにクリーニングするブレードレス方式のクリーニング手段として、トナー保持装置４０及び現像装置５を備えている。そして、本プリンタでは、平均円形度が０．９５以上のトナーを使用し、かつ、感光体ドラム表面に感光層５２，５３，１５２，１５３を保護するための保護層５４，１５４を設けている。これにより、上記実験例１及び上記実験例２の実験結果で説明したように、ブレードレス方式であっても、ブレード方式と同程度に黒スジの発生を抑制でき、かつ、ブレード方式よりも感光体ドラムの長寿命化を図ることができる。
また、上記実施例２及び上記実施例３では、保護層１５４にフィラーを含有させている。これにより、感光体ドラムの表面の硬度を感光層１５２，１５３よりも十分高くすることができる。したがって、感光層１５２，１５３が露出したものに比べて、感光体ドラムの表面の削れ量を大きく低減させることができる。よって、感光体ドラムの寿命を更に延ばすことができる。
また、上記実施例１乃至３では、保護層１５４に電荷輸送物質を含有させている。これにより、電荷輸送層１５３で発生した電荷が移動しやすくなり、保護層１５４を設けたしても、保護層を有しないものと同等の画質を得ることが可能となる。
また、上記実施形態のプリンタは、感光体ドラム表面との接触部分がブラシ状であるブラシ部材であるブラシローラ４１を摺擦させて転写残トナーを除去するブラシクリーニング手段としてのトナー保持装置４０を備えている。本プリンタでは、トナーの平均円形度が０．９５以上であるため、その形状は真球に近いものである。よって、上述したように、粉砕法等によって形成された平均円形度の低いトナーに比べて、転写残トナーの量を少なくすることができる。これにより、クリーニングブレードよりもクリーニング能力が劣るブラシローラ４１であっても、転写残トナーを十分に回収するできる。特に、本プリンタでは、このように転写残トナーのうちの逆帯電トナーのみをブラシローラ４１で回収する構成を採用している。よって、帯電ローラ３ａを感光体ドラム表面に接触又は近接させて一様帯電を行う接触・近接帯電方式を採用しても、上述したように、その帯電ローラ３ａに転写残トナーが付着することがない。これにより、帯電方式として、コロナチャージャ等を用いて感光体ドラム表面を一様帯電するチャージャ方式に比べて放電生成物の発生量が少ない接触・近接帯電方式を採用することができる。
また、上記実施形態のプリンタでは、現像装置５によって転写残トナーを回収するいわゆる現像同時クリーニング方式を採用している。よって、別個独立に上記のようなクリーニング装置を設ける必要がなく、装置の小型化に大きく貢献することができる。特に、本プリンタは、４つの感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えるいわゆるタンデム型の画像形成装置であるため、各感光体ドラムごとに個別にクリーニング装置を設ける場合に比べて大幅に装置の小型化を図ることができる。また、装置を大型化させずに転写残トナーを廃棄しないで再利用できるという利点もある。
また、上記実施形態のプリンタでは、プリンタ本体に対して着脱可能であって、少なくとも感光体ドラム１と現像装置５とが一体になって構成されたプロセスカートリッジを有している。よって、プロセスカートリッジ３０内に収容された部品に寿命が到来したり、メンテナンスが必要になったりしたときには、そのプロセスカートリッジ３０を交換すればよく、利便性を向上させることができる。特に、上記実施形態のプリンタでは、ケースとしてのプロセスカートリッジ３０内の温度及び湿度の少なくとも一方が所定値となるように制御する環境制御手段としてのエアコントローラ３２を備えている。そして、このプロセスカートリッジ３０は、そのエアコントローラ３２によって温度及び湿度を制御可能な気密性を有するように、ほぼ密閉された状態に構成されている。これにより、プロセスカートリッジ３０の内部の温度及び湿度は一定に保たれ、上述したように、従来のように温度や湿度の変化に影響を受ける箇所ごとに個別に対処しなくても、温度や湿度の変化による画質の劣化を十分に抑制できる。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１乃至９の発明によれば、ブレードレス方式を採用しつつも、ブレード方式と同程度に黒スジの発生を抑制できるので、黒スジの発生を十分に抑制しつつ、感光体の長寿命化を図ることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るプリンタの感光体ドラムの断面図。
【図２】同プリンタの概略構成図。
【図３】同プリンタの感光体ドラム周りの構成を示す概略構成図。
【図４】（ａ）は、同感光体ドラム上に担持されたトナーの転写直前における帯電電位分布を示すグラフ。
（ｂ）は、転写後に感光体ドラム上に残留した転写残トナーの帯電電位分布を示すグラフ。
【図５】同プリンタのトナー保持装置を示す概略構成図。
【図６】トナーの平均円形度を変化させて画像中に現れる黒スジの発生を評価した実験例１の実験結果を示すグラフ。
【図７】画像形成枚数に対する感光体ドラム表面の削れ量を測定した実験例２の実験結果を示すグラフ。
【図８】実施例１乃至３における感光体ドラムの断面図。
【符号の説明】
１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ　各感光体ドラム
３ａ　帯電ローラ
３　帯電装置
４　露光装置
５　現像装置
１０　中間転写ベルト
１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋ　１次転写ローラ
１５　ベルトクリーニング装置
１６　２次転写ローラ
３０　プロセスカートリッジ
４０　トナー保持装置
４１　ブラシローラ
５１，１５１　導電性支持体
５２，１５２　電荷発生層
５３，１５３　電荷輸送層
５４，１５４　保護層
１５５　下引き層
【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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