(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光層を備え、該感光層の最表面に、電荷輸送能を有する保護層を有する像担持体と、
帯電電圧が印加されることで前記像担持体を該帯電電圧に応じた帯電電位に帯電する帯電手段と、
前記帯電手段に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段と、
前記帯電手段によって帯電された前記像担持体に、画像データに対応した光ビームを露光して該像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像形成手段による前記光ビームの露光量を制御することにより、前記潜像形成手段によって露光される前記像担持体上の露光領域の露光電位を制御する露光量制御手段と、
トナーを含む現像剤を担持する現像部材を備え、印加された現像バイアス電圧に応じた現像バイアス電位に該現像部材が帯電されることで、前記現像剤を用いて前記静電潜像を現像して前記像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、
前記現像部材に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加手段と、
前記保護層の厚みを検出する保護層厚検出手段と、
前記保護層を研磨するための研磨手段と、
前記感光層の層厚を検出する感光層厚検出手段と、
前記保護層厚検出手段によって検出された前記保護層の厚みが予め定められた基準値未満となったときに前記保護層の研磨を開始すると共に前記感光層が最表面層となったときに前記研磨を終了するように前記研磨手段を制御し、前記研磨終了後、前記感光層厚検出手段の検出結果に基づいて、前記感光層の層厚が小さくなるほど、前記露光電位と前記現像バイアス電位との差分の絶対値、及び前記帯電電位と前記現像バイアス電位との差分の絶対値の何れか一方または双方が小さくなるように、前記帯電電圧印加手段、前記露光量制御手段、及び前記現像バイアス印加手段の少なくとも１つを制御する制御手段と、
を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記像担持体上に担持されたトナーの帯電量を測定するトナー帯電量測定手段を含み、前記保護層厚検出手段によって検出された前記保護層の厚みが予め定められた基準値未満のときに、前記トナー帯電量測定手段よって測定されたトナー帯電量が予め定められたトナー帯電量より高くなるほど前記露光電位と前記現像バイアス電位との差の絶対値が大きくなるように、前記露光量制御手段、及び前記現像バイアス印加手段を制御する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像手段は、前記現像部材に供給するための現像剤を貯留するトナー貯留部と、該トナー貯留部内に貯留されている現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、を含み、前記トナー帯電量測定手段は、予め記憶したトナー帯電量に対応するトナー濃度に基づいて、前記トナー濃度検出手段によって検出されたトナー濃度に対応するトナー帯電量を、前記像担持体上に担持されたトナーの帯電量として測定する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像剤は、トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤であって、
前記現像手段は、前記トナー貯留部に貯留された前記二成分現像剤を撹拌することによりトナーを所定帯電量となるように帯電させるトナー帯電量制御手段と、前記トナー貯留部に前記トナーを供給するトナー供給手段と、を含み、
前記制御手段は、前記保護層厚検出手段によって検出された前記保護層の厚みが予め定められた基準値以上のときに、前記トナー帯電量測定手段によって測定されたトナー帯電量が、予め定められた濃度の基準パターンに応じたトナー像が前記像担持体上に形成されたときの現像量が予め定められた基準現像量となるときのトナーの基準帯電量と等しくなるように、前記トナー帯電量制御手段及び前記トナー供給手段の何れか一方または双方を制御する請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記保護層厚検出手段によって検出された前記保護層の厚みが予め定められた基準値以上のときに、前記トナー帯電量測定手段によって測定されたトナー帯電量が前記基準帯電量より大きくなるほどトナーの帯電量が低下し、前記トナー帯電量測定手段によって測定されたトナー帯電量が前記基準帯電量より小さくなるほどトナーの帯電量が高くなるように、前記トナー帯電量制御手段及び前記トナー供給手段を制御する、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記保護層厚検出手段は、
前記像担持体の表面電位を測定する第１の表面電位検出手段と、
前記現像バイアス電圧が印加された後の前記像担持体の表面電位を測定する第２の表面電位検出手段と、
前記第1の表面電位検出手段による検出結果と、前記第２の表面電位検出手段による検出結果と、の差分に対応付けて予め記憶された前記保護層の層厚を示す情報に基づいて、前記第１の表面電位検出手段による検出結果と前記第２の表面電位検出手段による検出結果との差分に対応する層厚を示す情報を、前記保護層の層厚として検出する保護層厚算出手段と、
を含んで構成される請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記保護層は、架橋構造を有する樹脂を含有する請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記保護層は、電荷輸送能を有する化合物を含有する請求項１乃至請求項７の何れか１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、画像形成装置に係り、特に電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、像担持体表面を帯電装置等によって所定の帯電電位となるように帯電した後に、レーザー光等による露光によって静電潜像を形成する。像担持体上に形成された静電潜像がトナーによって現像されると、像担持体上にトナー像が形成される。像担持体上に形成されたトナー像は、転写装置によって記録媒体、または中間転写体を介して記録媒体に転写される。
【０００３】
このような電子写真方式の画像形成装置に用いられている像担持体は、感光層を備えている。感光層は、レーザー光等の露光光に感度を持って電荷を発生する物質を含んで構成され、露光の有無によって、静電潜像を形成することができる。この感光層が摩耗等によって劣化すると、感光層の劣化の進行に伴って、表面の帯電電位、及び電位ムラ等が大きくなり、画質劣化が発生するという問題がある。
【０００４】
このような問題に対応するために、像担持体の感光層の上に、摩耗し難い保護層を積層させる技術が知られている。保護層を設けることにより、像担持体の耐摩耗性を向上させることができる。また、この保護層に、導電性微粒子等を添加することで導電性を付与する技術も知られている。保護層に導電性微粒子等を添加することで保護層に導電性を付与すると、電子写真方式による画像形成が繰り返されることによって像担持体表面の残留電位が上昇することを抑制することができる。
【０００５】
しかし、この保護層が摩耗されて感光層が像担持体表面に露出されると、感光層の摩耗による画質低下の問題が生じる。このような問題に対応可能な技術として、例えば特許文献１では、保護層が摩耗された後に画像形成処理が継続して実行されることによる画質劣化を抑制するために、画像形成処理を停止して、像担持体の寿命警告を行っている。
【０００６】
特許文献１の技術によれば、一対の電極を像担持体表面に当接させて、この一対の電極間に電圧を印加したときに一対の電極間に流れる電流の測定結果に基づいて保護層の層厚を求め、この保護層の層厚が規定値に達したときにユーザに像担持体の寿命を報知している。このため、保護層が摩耗された後に継続して画像形成処理が行われることを抑制することができる。
【特許文献１】特開平８−１９４４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、保護層の層厚が規定値未満となったときには画像形成装置における画像形成処理が停止されるために、像担持体の交換が行われない限り画像形成処理が再開されない、と言う問題があった。
【０００８】
本発明は上記問題点を解決すべく成されたものであって、保護層が摩耗された場合であっても、画質劣化を抑制した画像形成処理を継続可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の画像形成装置は、感光層を備え、該感光層の最表面に、電荷輸送能を有する保護層を有する像担持体と、帯電電圧が印加されることで前記像担持体を該帯電電圧に応じた帯電電位に帯電する帯電手段と、前記帯電手段に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段と、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体に、画像データに対応した光ビームを露光して該像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像形成手段による前記光ビームの露光量を制御することにより、前記潜像形成手段によって露光される前記像担持体上の露光領域の露光電位を制御する露光量制御手段と、トナーを含む現像剤を担持する現像部材を備え、印加された現像バイアス電圧に応じた現像バイアス電位に該現像部材が帯電されることで、前記現像剤を用いて前記静電潜像を現像して前記像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、前記現像部材に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加手段と、前記保護層の厚みを検出する保護層厚検出手段と、前記保護層を研磨するための研磨手段と、前記感光層の層厚を検出する感光層厚検出手段と、前記保護層厚検出手段によって検出された前記保護層の厚みが予め定められた基準値未満となったときに前記保護層の研磨を開始すると共に前記感光層が最表面層となったときに前記研磨を終了するように前記研磨手段を制御し、前記研磨終了後、前記感光層厚検出手段の検出結果に基づいて、前記感光層の層厚が小さくなるほど、前記露光電位と前記現像バイアス電位との差分の絶対値、及び前記帯電電位と前記現像バイアス電位との差分の絶対値の何れか一方または双方が小さくなるように、前記帯電電圧印加手段、前記露光量制御手段、及び前記現像バイアス印加手段の少なくとも１つを制御する制御手段と、を備えている。
【００１０】
本発明の画像形成装置は、最表面に電荷輸送能を有する保護層を有している。帯電電圧印加手段によって帯電手段に帯電電圧が印加されると、帯電手段は、印加された帯電電圧に応じた帯電電位となるように像担持体を帯電する。このため、像担持体は、該帯電電位となるように帯電される。露光量制御手段によって潜像形成手段から像担持体へ露光される光ビームの露光量が制御されると、潜像形成手段は、制御された露光量の光ビームを像担持体へ露光して像担持体上に静電潜像を形成する。露光量制御手段によって露光量が制御されることによって、像担持体上の露光領域の露光電位が制御される。
【００１１】
現像手段は、現像部材を含んでいる。現像バイアス印加手段から現像部材へ現像バイアス電圧が印加されると、現像部材は、印加された現像バイアス電圧に応じた現像バイアス電位に帯電される。現像部材は、少なくともトナーを含む現像剤を担持し、現像バイアス電位に帯電されることで、像担持体上の静電潜像を現像剤により現像して、像担持体上に静電潜像に応じたトナー像を形成する。
【００１２】
保護層厚検出手段によって像担持体上の保護層の厚みが検出されると、制御手段は、保護層厚検出手段によって検出された保護層の厚みが予め定められた基準値未満のときに、予め定められた濃度の基準パターンに応じたトナー像が像担持体上に形成されたときの現像量が予め定められた基準現像量となるように、帯電電圧印加手段、露光量制御手段、及び現像バイアス印加手段の少なくとも１つを制御する。
【００１３】
この現像量とは、基準パターンに応じたトナー像が像担持体上に形成されたときに、像担持体上の、このトナー像を形成している全トナーの単位面積あたりのトナー重量を示している。
【００１４】
このように、本発明の画像形成装置によれば、像担持体上の保護層の厚みが基準値未満である場合には、予め定められた濃度の基準パターンに応じたトナー像が像担持体上に形成されたときの現像量が基準現像量となるように、帯電電圧印加手段、露光量制御手段、及び現像バイアス印加手段の少なくとも１つを制御するので、この基準パターンに応じたトナー像の現像量を、保護層の厚みが基準値以上である場合と同一であるように定めれば、保護層が基準値未満の厚みに摩耗された場合であっても、保護層が基準値以上の厚みである場合と同様の画質を維持することができる。
【００１５】
従って、保護層が摩耗された場合であっても、画質劣化を抑制した画像形成処理を継続可能な画像形成装置を提供することができる。
【００１６】
請求項１に記載の画像形成装置は、前記像担持体は、感光層上に保護層を積層して構成することができるので、保護層が摩耗されて基準値未満となり、感光層が摩耗されうる環境下にある場合であっても、基準パターンに応じたトナー像が像担持体上に形成されたときの現像量が基準現像量となるように、帯電電圧印加手段、露光量制御手段、及び現像バイアス印加手段の少なくとも１つを制御するので、画質劣化を抑制した画像形成処理を継続可能な画像形成装置を提供することができる。
【００１７】
請求項１に記載の画像形成装置は、前記保護層を研磨するための研磨手段を備え、前記制御手段は、前記保護層厚検出手段によって検出された前記保護層の厚みが予め定められた基準値未満のときに、前記保護層を研磨するように前記研磨手段を制御することができる。
【００１８】
保護層の摩耗は、像担持体の表面において一様に摩耗されるとは限らない。このため、保護層を研磨するための研磨手段を設けて、保護層の厚みが基準値未満のときに保護層を研磨することにより、像担持体の最表面層に保護層と感光層とが混在した状態となることを抑制することができる。
【００１９】
請求項１に記載の画像形成装置では、前記制御手段は、前記感光層の層厚を検出する感光層厚検出手段を含み、前記保護層厚検出手段によって検出された前記保護層の厚みが予め定められた基準値未満のときに、前記感光層厚検出手段の検出結果に基づいて、前記感光層の層厚が小さくなるほど、前記露光電位と前記現像バイアス電位との差分の絶対値、及び前記帯電電位と前記現像バイアス電位との差分の絶対値の何れか一方または双方が小さくなるように、前記帯電電圧印加手段、前記露光量制御手段、及び前記現像バイアス印加手段を制御することができる。
【００２０】
像担持体において、感光層の層厚が薄くなるほど、像担持体の電荷密度は大きくなる。このように、感光層の層厚が減少することによって像担持体の電荷密度が大きくなると、像担持体と現像部材との間に形成される現像電界が増加する。このため、感光層の層厚の減少に拘わらず現像バイアス電圧及び露光量を一定とすると、露光電位と現像バイアス電位との差分の絶対値が大きくなり、画像濃度が上昇する。この画像濃度上昇分を、像担持体上の静電潜像を現像するためのトナーの現像量によって調製しようとすると、現像部材上に担持されるトナー量の低下が発生する。また、現像剤としてトナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を用いた場合には、像担持体への磁性キャリアの付着が発生する。
【００２１】
そこで、制御手段は、保護層厚検出手段によって検出された前記保護層の厚みが予め定められた基準値未満のときに、予め定められた濃度の基準パターンに応じたトナー像が像担持体上に形成されたときの現像量が予め定められた基準現像量となるように、帯電電圧印加手段、露光量制御手段、及び現像バイアス印加手段の少なくとも１つを制御する具体的な方法として、感光層の層厚が小さくなるほど、露光電位と現像バイアス電位との差分の絶対値、及び帯電電位と現像バイアス電位との差分の絶対値の何れか一方または双方が小さくなるように、帯電電圧印加手段、露光量制御手段、及び現像バイアス印加手段を制御することができる。
【００２２】
なお、請求項１に記載の画像形成装置において、予め定められた濃度の基準パターンに応じたトナー像が前記像担持体上に形成されたときの現像量が予め定められた基準現像量となるように制御するために、請求項２に示す画像形成装置としてもよい。
【００２３】
具体的には、請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記像担持体上に担持されたトナーの帯電量を測定するトナー帯電量測定手段を含み、前記保護層厚検出手段によって検出された前記保護層の厚みが予め定められた基準値未満のときに、前記トナー帯電量測定手段よって測定されたトナー帯電量が予め定められたトナー帯電量より高くなるほど前記露光電位と前記現像バイアス電位との差の絶対値が大きくなるように、前記露光量制御手段、及び前記現像バイアス印加手段を制御する。
【００２４】
このように、トナー帯電量が予め定められたトナー帯電量より高くなるほど、露光電位と現像バイアス電位との差の絶対値が大きくなるように、また反対に、トナー帯電量が予め定められたトナー帯電量より低くなるほど、露光電位と現像バイアス電位との差の絶対値が小さくなるように、露光量制御手段及び現像バイアス印加手段を制御することができるので、保護層が摩耗された場合であっても、画質劣化を抑制した画像形成処理を継続可能な画像形成装置を提供することができる。
【００２５】
なお、請求項３に記載の画像形成装置は、請求項２に記載の画像形成装置において、前記現像手段は、前記現像部材に供給するための現像剤を貯留するトナー貯留部と、該トナー貯留部内に貯留されている現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、を含み、前記トナー帯電量測定手段は、予め記憶したトナー帯電量に対応するトナー濃度に基づいて、前記トナー濃度検出手段によって検出されたトナー濃度に対応するトナー帯電量を、前記像担持体上に担持されたトナーの帯電量として測定することができる。
【００２６】
請求項４に記載の画像形成装置は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記現像剤は、トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤であって、前記現像装置は、前記トナー貯留部に貯留された前記二成分現像剤を撹拌することによりトナーを所定帯電量となるように帯電させるトナー帯電量制御手段と、前記トナー貯留部に前記トナーを供給するトナー供給手段と、を含み、前記制御手段は、前記保護層厚検出手段によって検出された前記保護層の厚みが予め定められた基準値以上のときに、前記トナー帯電量測定手段によって測定されたトナー帯電量が、予め定められた濃度の基準パターンに応じたトナー像が前記像担持体上に形成されたときの現像量が予め定められた基準現像量となるときのトナーの基準帯電量と等しくなるように、前記トナー帯電量制御手段及び前記トナー供給手段の何れか一方または双方を制御することができる。
【００２７】
制御手段は、トナー帯電量測定手段によって測定されたトナー帯電量が、予め定められた濃度の基準パターンに応じたトナー像が前記像担持体上に形成されたときの現像量が予め定められた基準現像量となるときのトナーの基準帯電量より大きくなるほど、トナーの帯電量が低下されるように、トナー帯電量制御手段及びトナー供給手段の何れか一方または双方を制御する。例えば、トナー貯留部に貯留された二成分現像剤の単位時間当りの撹拌回数を所定値以下とするように、トナー帯電量制御手段を制御する。また、トナー貯留部に供給するトナー量を所定値以上となるように制御する。
【００２８】
反対に、トナー帯電量測定手段によって測定されたトナー帯電量が、上記基準帯電量より大きくなるほどトナーの帯電量が増加されるように、トナー帯電量制御手段及びトナー供給手段の何れか一方または双方を制御する。例えば、トナー貯留部に貯留された二成分現像剤の単位時間当りの撹拌回数を所定値より増加させるように、トナー帯電量制御手段を制御する。また、トナー貯留部に供給するトナー量が所定値未満となるように制御する。
【００２９】
このように、制御手段は、保護層厚検出手段によって検出された保護層の厚みが予め定められた基準値以上のときに、トナー帯電量測定手段によって測定されたトナー帯電量が、予め定められた濃度の基準パターンに応じたトナー像が前記像担持体上に形成されたときの現像量が、基準現像量となるときのトナーの基準帯電量と等しくなるように、トナー帯電量を調整するので、同一の画像を形成するときに、保護層の厚みが基準値未満のときと、保護層の厚みが基準値以上のときと、で同一の現像量となるように画像を形成することができる。
【００３０】
従って、保護層が摩耗された場合であっても、画質劣化を抑制した画像形成処理を継続可能な画像形成装置を提供することができる。
【００３１】
請求項５に記載の画像形成装置は、請求項４に記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記保護層厚検出手段によって検出された前記保護層の厚みが予め定められた基準値以上のときに、前記トナー帯電量測定手段によって測定されたトナー帯電量が前記基準帯電量より大きくなるほどトナーの帯電量が低下し、前記トナー帯電量測定手段によって測定されたトナー帯電量が前記基準帯電量より小さくなるほどトナーの帯電量が高くなるように、前記トナー帯電量制御手段及び前記トナー供給手段を制御することができる。
【００３２】
また、請求項６に記載の画像形成装置は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記保護層厚検出手段は、前記像担持体の表面電位を測定する第１の表面電位検出手段と、前記現像バイアス電圧が印加された後の前記像担持体の表面電位を測定する第２の表面電位検出手段と、前記第1の表面電位検出手段による検出結果と、前記第２の表面電位検出手段による検出結果と、の差分に対応付けて予め記憶された前記保護層の層厚を示す情報に基づいて、前記第１の表面電位検出手段による検出結果と前記第２の表面電位検出手段による検出結果との差分に対応する層厚を示す情報を、前記保護層の層厚として検出する保護層厚算出手段と、を含んで構成することができる。
【００３３】
第１の表面電位検出手段は、潜像形成手段によって露光される位置より像担持体の回転方向下流側で、且つ現像手段によって現像される位置より像担持体の回転方向上流側に設けられている。このため、第１の表面電位検出手段は、像担持体表面の、潜像形成手段によって露光された領域の表面電位を測定可能な位置に設けられている。
【００３４】
第２の表面電位検出手段は、現像手段によって現像される位置より像担持体の回転方向下流側に設けられると共に、像担持体上に形成されたトナー像の形成領域の表面の電位を測定可能な位置に設けられている。
【００３５】
このように、保護層の層厚を、像担持体の表面電位を測定する第１の表面電位検出手段と、現像バイアス印加後の像担持体の表面電位を測定する第２の表面電位検出手段と、に基づいて求めることができるので、効率良く保護層の層厚を測定することができる。
【００３６】
なお、請求項７に記載の画像形成装置は、請求項１から請求項６の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記保護層は、架橋構造を有する樹脂を含有することができる。このため、耐摩耗性を向上させることができる。
【００３７】
また、請求項８に記載の画像形成装置は、請求項１から請求項７の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記保護層は、電荷輸送能を有する化合物を含有することができる。このため、電子写真方式による画像形成が繰り返されることによって像担持体表面の残留電位が上昇することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００３８】
以上説明したように本発明の画像形成装置によれば、像担持体上の保護層の厚みが基準値未満である場合には、予め定められた濃度の基準パターンに応じたトナー像が像担持体上に形成されたときの現像量が、予め定められた基準現像量となるように、帯電電圧印加手段、露光量制御手段、及び現像バイアス印加手段の少なくとも１つを制御するので、この基準パターンに応じたトナー像の現像量を、保護層の厚みが基準値以上である場合と同一であるように定めれば、保護層が基準値未満の厚みに摩耗された場合であっても、保護層が基準値以上の厚みである場合と同様の画質を維持することができる、という効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００４０】
図１には、本実施の形態に係る画像形成装置を模式的に示した。
図１に示されるように、画像形成装置１０には、図示を省略するケーシングの略中央部に像担持体１２が設けられている。像担持体１２は、円筒状で、詳細は後述するが最表面が保護層によって形成されており、ギアやモータ等を含んで構成される駆動部４６により、所定方向（図１矢印Ａ方向）に一定速度で回転可能に設けられている。
【００４１】
像担持体１２の近傍には、像担持体１２に回転方向に沿って、帯電装置１４、露光装置１６、現像装置１８、転写装置２２、摩耗装置２４、及びクリーニング装置２６が設けられている。
【００４２】
帯電装置１４は、像担持体１２表面（周面）を所定の帯電電位（例えば、４００Ｖ）に帯電させる。帯電装置１４は、帯電電圧を帯電装置１４に印加するための帯電電圧印加部２８に接続されており、帯電電圧印加部２８から帯電電圧が印加されることによって、像担持体１２表面を所定の帯電電位となるように帯電させる。
【００４３】
露光装置１６は、レーザダイオード等の露光部を含んで構成されており、後述する制御部３０から入力された画像データに対応した光ビームを像担持体１２上に走査露光することによって、像担持体１２上に画像データの画像に応じた静電潜像を形成する。
【００４４】
露光装置１６は、露光量制御部３２に信号授受可能に接続されており、露光量制御部３２から入力された信号に応じた露光量の光ビームを像担持体１２へ露光するように制御可能に設けられている。
【００４５】
像担持体１２の表面上の光ビームが露光された露光領域では、光ビームの露光量に応じて表面電位が低下する。例えば、黒ベタの画像を形成するための露光により、電位は約１００Ｖに低下する。この光ビームの露光量に応じた表面の電位の変化によって、像担持体１２上には静電潜像が形成される。なお、この光ビームの露光により表面電位が露光前に比べて変化した領域を、露光部または露光領域と称し、この露光部の電位を露光電位と称する。なお、この露光部によって形成される像が、上記静電潜像に相当する。
【００４６】
現像装置１８は、露光装置１６によって像担持体１２上に形成された静電潜像を、トナーを含む現像剤によって現像することで、静電潜像を現像して該静電潜像に応じたトナー像を像担持体１２上に形成する。この静電潜像は、現像バイアス印加部５２から現像バイアス電圧が印加されることで、所定の現像バイアス電位となるように帯電された現像ロール５０に担持されたトナーによって現像される。この現像装置１８については後述する。
【００４７】
転写装置２２は、記録媒体２０を像担持体１２との間で挟持搬送するための転写ロール３６と、転写ロール３６に転写電圧を印加するための転写電圧印加部３４と、を含んで構成されている。転写装置２２では、転写電圧印加部３４から転写電圧が印加されると、像担持体１２上のトナー像を構成する各トナーが転写ロール３６側に移動することにより、記録媒体２０上に像担持体１２上のトナー像が転写される。
【００４８】
記録媒体２０上に転写されたトナー像は、図示を省略する定着装置によって、記録媒体２０上に定着される。
【００４９】
摩耗装置２４は、像担持体１２表面の保護層を摩耗する（詳細後述）。クリーニング装置２６は、像担持体１２上の転写に関与しなかった残留トナーや紙粉等の異物を像担持体１２表面から除去する。
【００５０】
現像装置１８は、ハウジング５４の内部に、像担持体１２側に配設された現像ロール５０と、ハウジング５４内の二成分現像剤を貯留する貯留部５６に設けられ、貯留している二成分現像剤を撹拌及びハウジング５４内で搬送すると共に、現像ロール５０へ供給するための一対のオーガ５８が設けられている。また、現像装置１８のハウジング５４には、ハウジング５４内の貯留部５６へとトナーを供給するためのトナー供給部６０が設けられている。トナー供給部６０は、ハウジング５４内へトナーを供給する状態または供給不可能な状態の何れかとなるように制御するための図示を省略する開閉扉を開閉駆動するための駆動部６４を含んで構成されている。
【００５１】
なお、上記二成分現像剤は、トナーとキャリアとからなり、トナーは、少なくとも結着樹脂および着色剤を含み、目的に応じて外添剤が添加される。キャリアは、鉄等の磁性粉末が適用され、磁性粉末表面に樹脂被覆層を有していてもよい。
【００５２】
現像装置１８には、上記一対のオーガ５８を回転駆動するための駆動部６８が設けられている。この駆動部６８の駆動力が図示を省略するギア等を介して一対のオーガ５８に伝達されることで、一対のオーガ５８が所定方向に回転駆動される。
【００５３】
ハウジング５４の内側底部には、貯留部５６に貯留されている二成分現像剤におけるトナーの濃度を測定するための濃度測定装置６２が設けられている。
【００５４】
現像ロール５０は、非磁性導電材料からなる円筒状のスリーブ５０Ａと、スリーブ５０Ａの中空内に配置されたマグネットロール５０Ｂとで構成されている。マグネットロール５０Ｂは、固定支持され、スリーブ５０Ａは、図示を省略する駆動源により一定方向（図１中、矢印Ｂ方向）に回転駆動されるように構成されている。また、現像ロール５０のスリーブ５０Ａには、現像バイアス印加部５２が電気的に接続されており、現像バイアス印加部５２から印加された現像バイアス電圧に応じた現像バイアス電位に帯電される。
【００５５】
この現像装置１８では、ハウジング５４内に収容された二成分現像剤が一対のオーガ５８の回転駆動により撹拌されつつハウジング５４内を搬送される。このとき。二成分現像剤のトナーとキャリアとが混合撹拌されることにより、各トナーは所定の極性に摩擦帯電される。さらに、オーガ５８で撹拌搬送された二成分現像剤は、現像ロール５０側に供給されて、現像ロール５０の表面に二成分現像剤による磁気ブラシを形成した状態で担持される。
【００５６】
この二成分現像剤による磁気ブラシは、図示を省略する規制部材によって所定の厚さとなるように規制される。層厚を規制された磁気ブラシは、現像ロール５０の回転によって像担持体１２表面と対向する領域（以下、現像領域という）に達すると、現像バイアス印加部５２からスリーブ５０Ａに印加されている現像バイアス電圧によって、現像ロール５０と像担持体１２との間に形成される現像電界によって、二成分現像剤に含まれるトナーのみが像担持体１２の潜像部分に静電的に付着して現像が行われる。
【００５７】
摩耗装置２４は、図３（Ａ）に示すように、摩耗部材７２を含んで構成されている。摩耗部材７２は、繊維状物質を含んで構成された連続面を有するロール状に形成されている。摩耗部材７２は、像担持体１２の回転方向（図１、図３（Ａ）、図３（Ｂ）中矢印Ａ方向）に対して反回転方向（図３（Ａ）中、矢印Ｃ方向）に回転可能に設けられるとともに、像担持体１２表面に当接された当接位置、及び像担持体１２の表面から離間された離間位置の何れかに位置されるように位置制御及び回転制御するための摩耗部材制御部７０にシャフト７６を介して接続されている。
【００５８】
摩耗部材制御部７０によって、摩耗部材７２が像担持体１２表面に当接された当接位置へと移動されると共に、像担持体１２の反回転方向への回転がなされることで、像担持体１２表面が摩耗される。また、摩耗部材制御部７０によって、摩耗部材７２が像担持体１２表面から離間された離間位置へと移動されると、像担持体１２の摩耗が終了される。
【００５９】
なお、摩耗部材７２は、図３（Ｂ）に示すようにブレード状に構成された摩耗部材７４としてもよい。この場合には、摩耗部材制御部７０は、摩耗部材７４を像担持体１２表面に当接された当接位置へと移動制御することで、像担持体１２を摩耗する状態とし、摩耗部材７４を像担持体１２から離間された離間位置へと移動制御することで、像担持体１２を摩耗されない状態へと遷移させることができる。なお、摩耗部材７４の像担持体１２との当接面における、像担持体１２の回転方向長さが像担持体１２の回転軸方向長さより短い場合には、摩耗部材７４を、像担持体１２の回転軸方向一端から他端に向かって表面摩耗がなされるように移動させるための移動機構を設けるようにすればよい。
【００６０】
画像形成装置１０は、更に、第１の電位センサー３８、第２の電位センサー４０、トナー濃度検出装置４２、温度湿度測定装置４４、制御部３０、光学センサー４１、及び各種情報を表示するための表示部３１を含んで構成されている。
【００６１】
第１の電位センサー３８は、像担持体１２表面の表面電位を測定する。第１の電位センサー３８は、露光装置１６による露光位置より像担持体１２の回転方向下流側で、且つ現像装置１８による現像位置より像担持体１２の回転方向上流側の、上記像担持体１２表面から所定距離隔てられた位置に設けられている。このため、第１の電位センサー３８は、像担持体１２表面の、露光装置１６によって露光された領域の表面電位（以下、露光電位ＣＶＬと称する）を測定可能な位置に設けられている。
【００６２】
第２の電位センサー４０は、像担持体１２表面の表面電位を測定する。第２の電位センサーは、現像装置１８による現像位置より、像担持体１２の回転方向下流側で、且つ転写装置２２による転写位置より像担持体１２の回転方向上流側の、上記像担持体１２表面から所定距離隔てられた位置に設けられている。このため、第２の電位センサー４０は、像担持体１２のトナー像の形成領域の表面の電位を測定可能な位置に設けられている。
【００６３】
光学センサー４１は、現像装置１８による現像位置より像担持体１２の回転方向下流側で、且つ転写装置２２による転写位置より像担持体１２の回転方向上流側の、上記像担持体１２表面から所定距離隔てられた位置に設けられている。光学センサー４１は、像担持体１２上に担持されたトナー像の濃度を検出する。光学センサー４１は、像担持体１２上に光を照射するＬＥＤ等の発光素子と、発光素子から照射されて像担持体１２表面で反射された光を受光するためのフォトダイオードとを含んで構成されている。
【００６４】
トナー濃度検出装置４２は、転写装置２２によってトナー像を転写された記録媒体２０上に転写されたトナー像に対向する位置に設けられ、記録媒体２０上のトナー像の濃度を検出する。
【００６５】
温度湿度測定装置４４は、画像形成装置１０内の環境温度及び環境湿度を測定する。
【００６６】
制御部３０は、画像形成装置１０全体を制御する。制御部３０は、ＣＰＵ等を含むマイクロコンピュータを含んで構成され、上記露光装置１６、露光量制御部３２、第１の電位センサー３８、第２の電位センサー４０、トナー濃度検出装置４２、転写電圧印加部３４、帯電電圧印加部２８、温度湿度測定装置４４、摩耗部材制御部７０、濃度測定装置６２、駆動部６８、駆動部６４、現像バイアス印加部５２、光学センサー４１、及び帯電電圧印加部２８と互いにデータや信号を授受可能に接続されている。
【００６７】
制御部３０は、後述する各種対応情報、各種データ、後述する図４、図６、図８、図９、図１１、及び図１４に示す処理ルーチン等を予め記憶すると共に、後述する各種データを記憶するためのメモリ３０Ａと、像担持体１２の回転数を計数するためのカウンタ３０Ｂとを含んで構成されている。
【００６８】
−像担持体−
次に本発明に用いられる像担持体１２について説明する。本発明に用いられる像担持体１２としては、最表面に、電荷輸送能を有する保護層を有する公知の像担持体を利用することができるが、例えば、以下に示す層構成を有する像担持体１２を用いることが好ましい。
【００６９】
ここで、上記電荷輸送能とは、電荷輸送材料（carrier  transport  material：CTM）によって（正孔）電荷を像担持体表面に輸送（電荷移動度）できる能力をいう。
【００７０】
図２は、本発明の画像形成装置に用いられる像担持体１２の一例を示す模式断面図である。
【００７１】
像担持体１２は、導電性基体８０の表面に、下引き層８２、電荷発生層８４、電荷輸送層８６、保護層９０を順に積層したものであり、電荷発生層８４、及び電荷輸送層８６は感光層９２を構成している。なお、保護層９０は、電荷輸送能を有することが必須であると共に、架橋構造を有する樹脂が含まれていることが好ましい。また、保護層９０は必要に応じて省略してもよい。
【００７２】
次に、像担持体１２を構成する各層の詳細について説明する。
【００７３】
導電性基体８０としては、例えば、アルミニウム、銅、亜鉛、ステンレス、クロム、ニッケル、モリブデン、バナジウム、インジウム、金、白金等の金属又は合金を用いた金属板、金属ドラム、金属ベルト、あるいは導電性ポリマー、酸化インジウム等の導電性化合物やアルミニウム、パラジウム、金等の金属又は合金を塗布、蒸着、あるいはラミネートした紙、プラスチックフィルム、ベルト等が挙げられる。感光ドラムがレーザープリンターに使用される場合には、レーザーの発振波長としては３５０ｎｍから８５０ｎｍのものが好ましく、短波長のものほど解像度に優れるため好ましい。
【００７４】
また、レーザー光を露光する際に生じる干渉縞を防止するために、導電性基体８０の表面は、中心線平均粗さＲａで０．０４μｍ〜０．５μｍに粗面化することが好ましい。Ｒａが０．０４μｍより小さいと、鏡面に近くなるので干渉防止効果が得られなくなり、Ｒａが０．５μｍより大きいと、画質が粗くなる場合がある。非干渉光を光源に用いる場合には、干渉縞防止の粗面化は特に必要なく、基材の表面の凹凸による欠陥の発生が防げるため、より長寿命化に適する。
【００７５】
粗面化の方法としては、研磨剤を水に懸濁させて支持体に吹き付けることによって行う湿式ホーニング、あるいは、回転する砥石に導電性基体８０を圧接し、連続的に研削加工を行うセンタレス研削、陽極酸化などが好ましい。
【００７６】
陽極酸化処理はアルミニウムを陽極とし電解質溶液中で陽極酸化することによりアルミニウム表面に酸化膜を形成するものである。電解質溶液としては硫酸溶液、シュウ酸溶液等が挙げられる。しかし、そのままの多孔質陽極酸化膜は化学的に活性であり、汚染され易く、環境による抵抗変動も大きい。そこで、陽極酸化膜の微細孔を加圧水蒸気または沸騰水中（ニッケル等の金属塩を加えてもよい）で水和反応による体積膨張でふさぎ、より安定な水和酸化物に変える封孔処理を行う。
【００７７】
陽極酸化膜の層厚については０．３〜１５μｍが好ましい。０．３μｍより薄い場合は注入に対するバリア性が乏しく効果が十分でない。また、１５μｍより厚い場合は繰り返し使用による残留電位の上昇を招く。
【００７８】
リン酸、クロム酸及びフッ酸からなる酸性処理液による処理は以下の様に実施される。酸性処理液におけるリン酸、クロム酸およびフッ酸の配合割合は、リン酸が、１０〜１１重量％の範囲、クロム酸が３〜５重量％の範囲、フッ酸が０．５〜２重量％の範囲であって、これらの酸全体の濃度は、１３．５〜１８重量％の範囲が好ましい。処理温度は、４２〜４８℃であるが、処理温度を高く保つことにより、一層速く、かつ厚い被膜を形成することができる。被膜の層厚については０．３〜１５μｍが好ましい。０．３μｍより薄い場合は注入に対するバリア性が乏しく効果が十分でない。また、１５μｍより厚い場合は繰り返し使用による残留電位の上昇を招く。
【００７９】
陽極酸化処理は、９０〜１００℃の純水中に５〜６０分間浸漬するか、９０〜１２０℃の加熱水蒸気に５〜６０分間接触させることにより行うことができる。被膜の層厚については０．１〜５μｍが好ましい。これをさらにアジピン酸、硼酸、硼酸塩、燐酸塩、フタル酸塩、マレイン酸塩、安息香酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩などの皮膜溶解性の低い電解質溶液を用いて陽極酸化処理してもよい。
【００８０】
また、所望により導電性基体８０と感光層９２との間に中間層として下引き層８２を形成することもできる。用いられる材料としてはジルコニウムキレート化合物、ジルコニウムアルコキシド化合物、ジルコニウムカップリング剤などの有機ジルコニウム化合物、チタンキレート化合物、チタンアルコキシド化合物、チタネートカップリング剤などの有機チタン化合物、アルミニウムキレート化合物、アルミニウムカップリング剤などの有機アルミニウム化合物のほか、アンチモンアルコキシド化合物、ゲルマニウムアルコキシド化合物、インジウムアルコキシド化合物、インジウムキレート化合物、マンガンアルコキシド化合物、マンガンキレート化合物、スズアルコキシド化合物、スズキレート化合物、アルミニウムシリコンアルコキシド化合物、アルミニウムチタンアルコキシド化合物、アルミニウムジルコニウムアルコキシド化合物、などの有機金属化合物、とくに有機ジルコニウム化合物、有機チタニル化合物、有機アルミニウム化合物は残留電位が低く良好な電子写真特性を示すため、好ましく使用される。
【００８１】
また、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス２メトキシエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−２−アミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプロプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、β−３，４−エポキシシクロヘキシルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤を含有させて使用することができる。さらに、従来から下引き層に用いられるポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリ−Ｎ−ビニルイミダゾール、ポリエチレノキシド、エチルセルロース、メチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、ポリアミド、ポリイミド、カゼイン、ゼラチン、ポリエチレン、ポリエステル、フェノール樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エポキシ樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジン、ポリウレタン、ポリグルタミン酸、ポリアクリル酸等の公知の結着樹脂を用いることもできる。
【００８２】
これらの混合割合は、必要に応じて適宜設定することができる。また、下引き層８２中には電子輸送性顔料を混合／分散して使用することもできる。電子輸送性顔料としては、特開昭４７−３０３３０号公報に記載のペリレン顔料、ビスベンズイミダゾールペリレン顔料、多環キノン顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔料等の有機顔料、また、シアノ基、ニトロ基、ニトロソ基、ハロゲン原子等の電子吸引性の置換基を有するビスアゾ顔料やフタロシアニン顔料等の有機顔料、酸化亜鉛、酸化チタン等の無機顔料が上げられる。これらの顔料の中ではペリレン顔料、ビスベンズイミダゾールペリレン顔料と多環キノン顔料、酸化亜鉛、酸化チタンが、電子移動性が高いので好ましく使用される。
【００８３】
また、これらの顔料の表面は、分散性、電荷輸送性を制御する目的で上記カップリング剤や、バインダーなどで表面処理しても良い。電子輸送性顔料は多すぎると下引き層の強度が低下し、塗膜欠陥を生じるため９５重量％以下、好ましくは９０重量％以下で使用される。
【００８４】
混合／分散方法は、ボールミル、ロールミル、サンドミル、アトライター、超音波等をもちいる常法が適用される。混合／分散は有機溶剤中で行われるが、有機溶剤としては、有期金属化合物や樹脂を溶解し、また、電子輸送性顔料を混合／分散したときにゲル化や凝集を起こさないものであれば如何なるものでも使用できる。例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸ｎ−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロルベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤を単独あるいは２種以上混合して用いることができる。
【００８５】
下引き層８２の厚みは一般的には、０．１〜３０μｍ、好ましくは０．２〜２５μｍが適当である。また、下引き層を設けるときに用いる塗布方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。塗布したものを乾燥させて下引き層８２を得るが、通常、乾燥は溶剤を蒸発させ、製膜可能な温度で行われる。特に、酸性溶液処理、ベーマイト処理を行った基材は、基材の欠陥隠蔽力が不十分となり易いため、中間層を形成することが好ましい。
【００８６】
次に電荷発生層８４について説明する。
【００８７】
電荷発生層８４を構成する電荷発生材料は、ビスアゾ、トリスアゾなどのアゾ顔料、ジブロモアントアントロンなどの縮環芳香族顔料、ペリレン顔料、ピロロピロール顔料、フタロシアニン顔料等の有機顔料や、三方晶セレン、酸化亜鉛などの無機顔料など既知のもの全て使用することができるが、特に３８０ｎｍ〜５００ｎｍの露光波長を用いる場合には無機顔料が好ましく、７００ｎｍ〜８００ｎｍの露光波長を用いる場合には、金属及び無金属フタロシアニン顔料が好ましい。
【００８８】
その中でも、特開平５−２６３００７号公報及び、特開平５−２７９５９１号公報に開示されたヒドロキシガリウムフタロシアニン、特開平５−９８１８１号公報に開示されたクロロガリウムフタロシアニン、特開平５−１４０４７２号公報及び、特開平５−１４０４７３号公報に開示されたジクロロスズフタロシアニン、特開平４−１８９８７３号公報及び、特開平５−４３８１３号公報に開示されたチタニルフタロシアニンが特に好ましい。
【００８９】
また、電荷発生材料と混合して用いられる結着樹脂としては、広範な絶縁性樹脂から選択することができ、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン、ポリシランなどの有機光導電性ポリマーから選択することもできる。
【００９０】
好ましい結着樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂（ビスフェノールＡとフタル酸の重縮合体等）、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂等の絶縁性樹脂をあげることができるが、これらに限定されるものではない。これらの結着樹脂は単独あるいは２種以上混合して用いることができる。
【００９１】
電荷発生材料と結着樹脂との配合比は（重量比）は１０：１〜１：１０の範囲が好ましい。またこれらを分散させる方法としてはボールミル分散法、アトライター分散法、サンドミル分散法等の通常の方法を用いることができるが、この際、分散によって該の結晶型が変化しない条件が必要とされる。ちなみに本発明で実施した前記の分散法のいずれについても分散前と結晶型が変化していないことが確認されている。
【００９２】
さらにこの分散の際、粒子を０．５μｍ以下、好ましくは０．３μｍ以下、さらに好ましくは０．１５μｍ以下の粒子サイズにすることが有効である。またこれらの分散に用いる溶剤としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸ｎ−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロルベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤を単独あるいは２種以上混合して用いることができる。
【００９３】
また、本発明で用いる電荷発生層８４の厚みは一般的には、０．１〜５μｍ、好ましくは０．２〜２．０μｍが適当である。また、電荷発生層８４を設けるときに用いる塗布方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。
【００９４】
次いで、電荷輸送層８６について説明する。
【００９５】
電荷輸送層８６としては、公知の技術によって形成されたものを使用できる。それらの電荷輸送層８６は、電荷輸送材料と結着樹脂とを用いて形成されるか、あるいは高分子電荷輸送材を用いて形成される。
【００９６】
電荷輸送材料としては、ｐ−ベンゾキノン、クロラニル、ブロマニル、アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、２，４，７−トリニトロフルオレノン等のフルオレノン化合物、キサントン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノビニル系化合物、エチレン系化合物等の電子輸送性化合物、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、アリールアルカン系化合物、アリール置換エチレン系化合物、スチルベン系化合物、アントラセン系化合物、ヒドラゾン系化合物などの正孔輸送性化合物があげられる。これらの電荷輸送材料は単独または２種以上混合して用いることができるが、これらに限定されるものではない。また、これらの電荷輸送材料は単独あるいは２種以上混合して用いることができる。
【００９７】
さらに電荷輸送層８６に用いる結着樹脂は、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコーン樹脂、シリコン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アルキッド樹脂や、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリシラン、特開平８−１７６２９３号公報や特開平８−２０８８２０号公報に示されているポリエステル系高分子電荷輸送材など高分子電荷輸送材を用いることもできる。これらの結着樹脂は単独あるいは２種以上混合して用いることができる。電荷輸送材料と結着樹脂との配合比（重量比）は１０：１〜１：５が好ましい。
【００９８】
また、高分子電荷輸送材を単独で用いることもできる。高分子電荷輸送材としては、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリシランなどの電荷輸送性を有する公知のものを用いることができる。
【００９９】
特に、特開平８−１７６２９３号公報や特開平８−２０８８２０号公報に示されているポリエステル系高分子電荷輸送材は、高い電荷輸送性を有しており、とくに好ましいものである。高分子電荷輸送材はそれだけでも電荷輸送層として使用可能であるが、上記結着樹脂と混合して成膜してもよい。
【０１００】
さらに、本発明の画像形成装置１０に用いられる像担持体１２の電荷輸送層８６は、フッ素樹脂粒子を含有することが好ましい。フッ素系樹脂としては、４フッ化エチレン樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂、６フッ化プロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、フッ化ビニル樹脂、２フッ化２塩化エチレン樹脂及びそれらの共重合体の中から１種あるいは２種以上を適宜選択するのが望ましいが、特に、４フッ化エチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂が好ましい。このようなフッ素系樹脂による樹脂粒子としてのフッ素樹脂粒子の体積平均一次粒径は、１μm以下が好ましく、０．１〜０．５μmが更に好ましい。体積平均一次粒径が０．０５μm未満となると、電荷輸送層８６に含有されたときのフッ素樹脂粒子の分散時の凝集が進みやすくなる。また、１μmを上回ると、画質欠陥が発生しやすくなるという問題がある。
【０１０１】
このようなフッ素樹脂粒子を電荷輸送層８６に含有することで、像担持体１２の摩擦摩耗力を低減し、像担持体１２のキズや摩耗を抑制することができる。
【０１０２】
電荷輸送層８６中に含有するフッ素樹脂の含有量は、電荷輸送層８６を構成する材料全量に対して、０．１〜４０質量％が適当であり、１〜３０質量％がより好ましく、特に好ましくは、３〜１０質量％である。
フッ素樹脂の含有量が０．１質量％未満では、フッ素樹脂粒子の分散による摩擦低減効果として、帯電装置１４として帯電ロールを用いて像担持体１２に接触させる場合において好ましい効果が得られないという問題がある。一方、フッ素樹脂の含有量が４０質量％を超えると、光透過性や電荷輸送性が顕著に減少すると共に、像担持体１２が画像形成装置１０において繰り返し使用されることにより、残留電位の上昇が問題となる。
【０１０３】
本発明で用いる電荷輸送層８６の厚みは一般的には、５〜５０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍが適当である。塗布方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。
【０１０４】
さらに電荷輸送層８６を設けるときに用いる溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロルベンゼン等の芳香族炭化水素類、アセトン、２−ブタノン等のケトン類、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロンゲン化脂肪族炭化水素類、テトラヒドロフラン、エチルエーテル等の環状もしくは直鎖状のエーテル類等の通常の有機溶剤を単独あるいは２種以上混合して用いることができる。また、複写機中で発生するオゾンや酸化性ガス、あるいは光、熱による像担持体の劣化を防止する目的で、感光層中に酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤等の添加剤を添加することができる。
【０１０５】
例えば、酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマン、スピロインダノンおよびそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物等があげられる。光安定剤の例としては、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、ジチオカルバメート、テトラメチルピペリジン等の誘導体があげられる。また、感度の向上、残留電位の低減、繰り返し使用時の疲労低減等を目的として、少なくとも１種の電子受容性物質を含有させることができる。
【０１０６】
使用可能な電子受容物質としては、例えば、無水コハク酸、無水マレイン酸、ジブロム無水マレイン酸、無水フタル酸、テトラブロム無水フタル酸、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、ｏ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、クロラニル、ジニトロアントラキノン、トリニトロフルオレノン、ピクリン酸、ｏ−ニトロ安息香酸、ｐ−ニトロ安息香酸、フタル酸等や、一般式（Ｉ）で示される化合物をあげることができる。これらのうち、フルオレノン系、キノン系やＣｌ，ＣＮ，ＮＯ2等の電子吸引性置換基を有するベンゼン誘導体が特に好ましい。
【０１０７】
次いで、保護層９０について説明する。
【０１０８】
次に、本発明に用いられる像担持体１２の最表面層には、電荷輸送能を有し、且つ架橋構造を有する樹脂を含有する保護層９０が設けられている。
【０１０９】
本発明においては、像担持体１２の最表面層である保護層９０に架橋構造を有する樹脂が含まれると、像担持体１２表面の硬度を高めて耐磨耗性をより向上させることが可能になる。このように、像担持体１２の最表面層に保護層９０が設けられることで、感光層９２の磨耗が抑制可能となるように構成されている。
【０１１０】
この保護層９０を構成する材料としては、耐磨耗性を向上させ十分な硬度を確保するために、架橋構造を有する樹脂を用いることが好ましい。このような材料を用いない場合には、表面の硬度が低く十分な耐磨耗性が得られないため、磨耗が進行しやすいという問題がある。
【０１１１】
なお、保護層９０には、架橋構造を有する樹脂に加えて、更に架橋構造を有さないバインダー樹脂や、導電性微粒子、電荷輸送材料（電荷輸送能を有する化合物）、また、フッ素樹脂やアクリル樹脂などからなる潤滑性微粒子を含むことができる。
【０１１２】
保護層９０の形成に際しては、必要に応じてシリコーンや、アクリルなどのハードコート剤を使用することができる。また、保護層９０の形成方法の詳細については後述するが、保護層９０の形成には架橋構造を有する樹脂を構成する前駆体と、電荷輸送材料を少なくとも含む保護層形成用溶液が用いられる。
【０１１３】
なお、架橋構造を有する樹脂としては、保護層の硬度を確保する点から種々の材料を用いることができるが、特性上、フェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、シロキサン系樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができ、これらの中でも特にシロキサン系樹脂、フェノール系樹脂が耐久性の点で最も好ましい。
なお、シロキサン系樹脂、フェノール系樹脂は絶縁性であり、電荷輸送能の付与が必要となる。
【０１１４】
ここで、本発明で用いられる保護層９０は、電気特性や画質維持性などの観点から、架橋構造を有する樹脂が電荷輸送性を有している（電荷輸送能を有する構造単位を含む）ことが好ましい。この場合、保護層９０が、電荷輸送層８６の一部として機能することもできる。
【０１１５】
このような電荷輸送能を有する構造単位を含み、且つ、架橋構造を有する樹脂としては、水酸基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、チオール基及びアミノ基から選択される少なくとも１種の電荷輸送性材料（電荷輸送能を有する構造単位）を含むフェノール系樹脂又はシロキサン系樹脂であるであることがより好ましい。
【０１１６】
なお、フェノール系樹脂の合成に用いられるフェノール誘導体としては、レゾルシン、ビスフェノール等、フェノール、クレゾール、キシレノール、パラアルキルフェノール、パラフェニルフェノール等の水酸基を１個含む置換フェノール類、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン等の水酸基を２個含む置換フェノール類、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＺ等のビスフェノール類、ビフェノール類等、フェノール構造を有する化合物が利用でき、一般にフェノール樹脂の合成用原料として市販されているものが利用できる。
【０１１７】
また、フェノール誘導体は、メチロール基を含むものも利用でき、例えば、モノメチロールフェノール類、ジメチロールフェノール類若しくはトリメチロールフェノール類のモノマー、それらの混合物、それらがオリゴマー化されたもの、又はそれらモノマーとオリゴマーとの混合物が挙げられる。
【０１１８】
なお、本明細書においては、分子の構造単位の繰り返しが２〜２０程度の比較的大きな分子をオリゴマーといい、それ以下のものをモノマーという。
【０１１９】
また、フェノール系樹脂の合成に用いられるアルデヒド類としては、ホルムアルデヒドやパラホルムアルデヒド等が利用できる。フェノール系樹脂の合成にさいしては、これら原料を、酸触媒又はアルカリ触媒下で反応させることで得ることができるが、一般にフェノール樹脂として市販されているものも使用できる。
【０１２０】
上記酸触媒としては、硫酸、パラトルエンスルホン酸、リン酸等が用いられる。また、アルカリ触媒としては、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｂａ（ＯＨ）2等のアルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物やアミン系触媒が用いられる。
【０１２１】
アミン系触媒としては、アンモニア、ヘキサメチレンテトラミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１２２】
塩基性触媒を使用した場合には、残留する触媒によりキャリアが著しくトラップされ、電子写真特性を悪化させる場合がある。このため、塩基性触媒を利用した場合は、触媒を利用した反応終了後に、酸で中和するか、シリカゲル等の吸着剤や、イオン交換樹脂等と接触させることにより不活性化又は除去することが好ましい。
【０１２３】
本発明に用いられる架橋構造を有するフェノール系樹脂としては、上述したような公知のフェノール系樹脂を更に架橋反応させたものであってもよく、ノボラック型のようにフェノール系樹脂自体が架橋構造を有しているものであってもよい。なお、前者の場合は、レゾール型フェノール樹脂を用いることがより好ましい。
【０１２４】
なお、水酸基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、チオール基及びアミノ基から選択される少なくとも１種の電荷輸送材料としては、下記一般式（Ｉ）〜（ＶＩＩ）で示される化合物であることが好ましい。また、複数のエポキシ基を有する電荷輸送材料としては、下記一般式（ＩＶ）で示される化合物であることが好ましい。
【０１２５】
・一般式（Ｉ）
Ｆ−［（Ｘ1）m1−（Ｒ1）m2−Ｙ］m3
【０１２６】
上記一般式（Ｉ）中、Ｆは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基、Ｘ1は酸素原子又は硫黄原子を、Ｒ1はアルキレン基（炭素数は１〜１５が好ましく、１〜１０がより好ましい）を、Ｙは水酸基、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、チオール基（−ＳＨ）又はアミノ基（−ＮＨ2）を示し、ｍ１及びｍ２はそれぞれ独立に０又は１を、ｍ３は１〜４の整数を示す。
【０１２７】
・一般式（ＩＩ）
Ｆ−［（Ｘ2）n1−（Ｒ2）n2−（Ｚ）n3Ｇ］n4
【０１２８】
上記一般式（ＩＩ）中、Ｆは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、Ｘ2は酸素原子又は硫黄原子を、Ｒ2はアルキレン基（炭素数は１〜１５が好ましく、１〜１０がより好ましい）を、Ｚはアルキレン基、酸素原子、硫黄原子、ＮＨ又はＣＯＯを、Ｇはエポキシ基を、ｎ１、ｎ２及びｎ３はそれぞれ独立に０又は１を、ｎ４は１〜４の整数を示す。
【０１２９】
・一般式（ＩＩＩ）
Ｆ−［Ｄ−Ｓｉ（Ｒ3）(3-a)Ｑa］b
【０１３０】
一般式（ＩＩＩ）中、Ｆは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、Ｄは可とう性を有する２価の基を、Ｒ3は水素原子、置換若しくは未置換のアルキル基（炭素数は１〜１５が好ましく、１〜１０がより好ましい）又は置換若しくは未置換のアリール基（炭素数は６〜２０が好ましく、６〜１５がより好ましい）を、Ｑは加水分解性基を、ａは１〜３の整数を、ｂは１〜４の整数を示す。
【０１３１】
また、上記可とう性を有する２価の基Ｄとしては、具体的には、光電特性を付与するためのＦの部位と、３次元的な無機ガラス質ネットワークの構築に寄与する置換ケイ素基とを結びつける働きを担う２価の基である。また、Ｄは、堅い反面もろさも有する無機ガラス質ネットワークの部分に適度な可とう性を付与し、膜としての機械的強靱さを向上させる働きを担う有機基構造を表す。Ｄとして具体的には、−ＣαＨ2α−、−ＣβＨ2β-2−、−ＣγＨ2γ-4−で表わされる２価の炭化水素基（ここで、αは１〜１５の整数を表し、βは２〜１５の整数を表し、γは３〜１５の整数を表す）、−ＣＯＯ−、−Ｓ−、−Ｏ−、−ＣＨ2−Ｃ6Ｈ4−、−Ｎ＝ＣＨ−、−（Ｃ6Ｈ4）−（Ｃ6Ｈ4）−、及び、これらの特性基を任意に組み合わせた構造を有する特性基、更にはこれらの特性基の構成原子を他の置換基と置換したもの等が挙げられる。また、上記加水分解性基Ｑとしては、アルコキシ基が好ましく、炭素数１〜１５のアルコキシ基がより好ましい。
【０１３２】
・一般式（ＩＶ）
Ｆ−［（Ｘ4）n1−（Ｒ4）n2−（Ｚ）n3Ｇ］n4
【０１３３】
上記一般式（ＩＶ）中、Ｆは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、Ｘ4は酸素原子又は硫黄原子を、Ｒ4はアルキレン基（炭素数は１〜１５が好ましく、１〜１０がより好ましい）を、Ｚはアルキレン基、酸素原子、硫黄原子、ＮＨ又はＣＯＯを、Ｇはエポキシ基を、ｎ１、ｎ２及びｎ３はそれぞれ独立に０又は１を、ｎ４は２〜４の整数を示す。
【０１３４】
・一般式（Ｖ）
Ｆ−［（Ｘ5）n1Ｒ5−ＺＨ］n2
【０１３５】
ここで、上記一般式（Ｖ）中、Ｆは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、Ｘ5は酸素原子又は硫黄原子を、Ｒ5はアルキレン基を、Ｚは酸素原子、硫黄原子、Ｎ又はＣＯＯを、ｎ１は０又は１を、ｎ２は１〜４の整数を示す。なお、一般式（Ｖ）中、ＺＨは水酸基、チオール基、アミノ基又はカルボキシル基を示す。
【０１３６】
【化１】
0004765605.tif 000002
【０１３７】
ここで、一般式（ＶＩ）中、Ｆは正孔輸送性を有するｎ７価の有機基を、Ｔは２価の基を、Ｙは酸素原子又は硫黄原子を、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8はそれぞれ独立に水素原子又は１価の有機基を、Ｒ9は１価の有機基を、ｍ１は０又は１を、ｎ７は１〜４の整数を、それぞれ示す。但し、Ｒ8とＲ9は互いに結合してＹをヘテロ原子とする複素環を形成してもよい。
【０１３８】
【化２】
0004765605.tif 000003
【０１３９】
ここで、一般式（ＶＩＩ）中、Ｆは正孔輸送性を有するｎ８価の有機基を、Ｔは２価の基を、Ｒ10は１価の有機基を、ｍ２は０又は１を、ｎ８は１〜４の整数を、それぞれ示す。
【０１４０】
上記一般式（Ｉ）〜（ＶＩＩ）で示される化合物における正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基Ｆとしては、下記一般式（ＶＩＩＩ）で示される化合物が好ましい。
【０１４１】
【化３】
0004765605.tif 000004
【０１４２】
一般式（ＶＩＩＩ）中、Ａｒ1〜Ａｒ4はそれぞれ独立に置換又は未置換のアリール基を表し、Ａｒ5は置換若しくは未置換のアリール基又はアリーレン基を表し、ｋは０または１である。
【０１４３】
ここで、ｋが１の場合は、Ａｒ1〜Ａｒ5のうち１〜４個は、一般式（Ｉ）〜（ＶＩＩ）で示される化合物における、−［（Ｘ1）m1−（Ｒ1）m2−Ｙ］、−［（Ｘ2）n1−（Ｒ2）n2−（Ｚ）n3Ｇ］、−［Ｄ−Ｓｉ（Ｒ3）(3-a)Ｑa］、−［（Ｘ4）n1−（Ｒ4）n2−（Ｚ）n3Ｇ］n4、−［（Ｘ5）n1Ｒ5−ＺＨ］n2で示される部位、一般式（ＶＩ）中の有機基Ｆと結合している部位（括弧内に示される基）、又は、一般式（ＶＩＩ）中の有機基Ｆと結合している部位（括弧内に示される基）と結合可能な結合手を有し、ｋが０の場合は、Ａｒ1、Ａｒ2、Ａｒ5のうち１〜２個は、一般式（Ｉ）〜（ＶＩＩ）で示される化合物における、−［（Ｘ1）m1−（Ｒ1）m2−Ｙ］、−［（Ｘ2）n1−（Ｒ2）n2−（Ｚ）n3Ｇ］、−［Ｄ−Ｓｉ（Ｒ3）(3-a)Ｑa］、−［（Ｘ4）n1−（Ｒ4）n2−（Ｚ）n3Ｇ］n4、−［（Ｘ5）n1Ｒ5−ＺＨ］n2で示される部位、一般式（ＶＩ）中の有機基Ｆと結合している部位（括弧内に示される基）、又は、一般式（ＶＩＩ）中の有機基Ｆと結合している部位（括弧内に示される基）と結合可能な結合手を有する。
【０１４４】
また、保護層には、残留電位を下げるために導電性粒子を添加してもよい。導電性粒子としては、金属、金属酸化物及びカーボンブラック等が挙げられる。これらの中でも、金属又は金属酸化物がより好ましい。
【０１４５】
金属としては、アルミニウム、亜鉛、銅、クロム、ニッケル、銀及びステンレス等、又はこれらの金属をプラスチックの粒子の表面に蒸着したもの等が挙げられる。
【０１４６】
金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、スズをドープした酸化インジウム、アンチモンやタンタルをドープした酸化スズ、及びアンチモンをドープした酸化ジルコニウム等が挙げられる。
【０１４７】
これらは単独で用いることも、２種以上を組み合わせて用いることもできる。２種以上を組み合わせて用いる場合は、単に混合しても、固溶体や融着の形にしてもよい。導電性粒子の平均粒径は保護層９０の透明性の観点から、０．３μｍ以下が好ましく、０．１μｍ以下が特に好ましい。
【０１４８】
また、保護層９０には、保護層９０の強度、膜抵抗等の種々の物性をコントロールするために、下記一般式（ＩＸ−１）で示される化合物を添加することもできる。
【０１４９】
・一般式（ＩＸ−１）    Ｓｉ（Ｒ30）(4-c)Ｑc
【０１５０】
上記式（ＩＸ−１）中、Ｒ30は水素原子、アルキル基又は置換若しくは未置換のアリール基を、Ｑは加水分解性基を、ｃは１〜４の整数を示す。
【０１５１】
上記一般式（ＩＸ−１）で示される化合物の具体例としては以下のようなシランカップリング剤が挙げられる。
【０１５２】
すなわちシランカップリング剤としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等の四官能性アルコキシシラン（ｃ＝４）；メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）トリエトキシシラン、（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリメトキシシラン、３−（ヘプタフルオロイソプロポキシ）プロピルトリエトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロアルキルトリエトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロデシルトリエトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロオクチルトリエトシキシラン等の三官能性アルコキシシラン（ｃ＝３）；ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン等の二官能性アルコキシシラン（ｃ＝２）；トリメチルメトキシシラン等の１官能アルコキシシラン（ｃ＝１）等を挙げることができる。膜の強度を向上させるためには３及び４官能のアルコキシシランが好ましく、可とう性、成膜性を向上させるためには１及び２官能のアルコキシシランが好ましい。
【０１５３】
また、主にこれらのカップリング剤より作製されるシリコーン系ハードコート剤も用いることができる。市販のハードコート剤としては、ＫＰ−８５、Ｘ−４０−９７４０、Ｘ−４０−２２３９（以上、信越シリコーン社製）、及びＡＹ４２−４４０、ＡＹ４２−４４１、ＡＹ４９−２０８（以上、東レダウコーニング社製）等を用いることができる。
【０１５４】
保護層９０は、上述した構成材料を含有する保護層形成用塗布液を、電荷輸送層上に塗布して硬化させることで形成される。
【０１５５】
保護層９０は、上述した電荷輸送材料を用いて形成されることから、保護層形成用塗布液に触媒を添加すること、又は、保護層形成用塗布液作製時に触媒を用いることが好ましい。
【０１５６】
用いられる触媒としては、塩酸、酢酸、リン酸、硫酸等の無機酸、蟻酸、プロピオン酸、シュウ酸、パラトルエンスルホン酸、安息香酸、フタル酸、マレイン酸等の有機酸、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、アンモニア、トリエチルアミン等のアルカリ触媒、さらに系に不溶な固体触媒を用いることもできる。
【０１５７】
また、架橋構造を有するフェノール系樹脂を含む保護層９０を形成する場合、得られた樹脂から合成時に利用した触媒を除去するために、樹脂をメタノール、エタノール、トルエン、酢酸エチル等の適当な溶剤に溶解させ、水洗、貧溶剤を用いた再沈殿等の処理を行うか、イオン交換樹脂、又は無機固体を用いて処理を行うことが好ましい。
【０１５８】
例えば、イオン交換樹脂としては、アンバーライト１５、アンバーライト２００Ｃ、アンバーリスト１５Ｅ（以上、ローム・アンド・ハース社製）；ダウエックスＭＷＣ−１−Ｈ、ダウエックス８８、ダウエックスＨＣＲ−Ｗ２（以上、ダウ・ケミカル社製）；レバチットＳＰＣ−１０８、レバチットＳＰＣ−１１８（以上、バイエル社製）；ダイヤイオンＲＣＰ−１５０Ｈ（三菱化成社製）；スミカイオンＫＣ−４７０、デュオライトＣ２６−Ｃ、デュオライトＣ−４３３、デュオライト−４６４（以上、住友化学工業社製）；ナフィオン−Ｈ（デュポン社製）等の陽イオン交換樹脂；アンバーライトＩＲＡ−４００、アンバーライトＩＲＡ−４５（以上、ローム・アンド・ハース社製）等の陰イオン交換樹脂が挙げられる。
【０１５９】
また、無機固体としては、Ｚｒ（Ｏ3ＰＣＨ2ＣＨ2ＳＯ3Ｈ）2，Ｔｈ（Ｏ3ＰＣＨ2ＣＨ2ＣＯＯＨ）2等のプロトン酸基を含有する基が表面に結合されている無機固体；スルホン酸基を有するポリオルガノシロキサン等のプロトン酸基を含有するポリオルガノシロキサン；コバルトタングステン酸、リンモリブデン酸等のヘテロポリ酸；ニオブ酸、タンタル酸、モリブデン酸等のイソポリ酸；シリカゲル、アルミナ、クロミア、ジルコニア、ＣａＯ、ＭｇＯ等の単元系金属酸化物；シリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア、シリカ−ジルコニア、ゼオライト類等複合系金属酸化物；酸性白土、活性白土、モンモリロナイト、カオリナイト等の粘土鉱物；ＬｉＳＯ４，ＭｇＳＯ４等の金属硫酸塩；リン酸ジルコニア、リン酸ランタン等の金属リン酸塩；ＬｉＮＯ3，Ｍｎ（ＮＯ3）2等の金属硝酸塩；シリカゲル上にアミノプロピルトリエトキシシランを反応させて得られた固体等のアミノ基を含有する基が表面に結合されている無機固体；アミノ変性シリコーン樹脂等のアミノ基を含有するポリオルガノシロキサン等が挙げられる。
【０１６０】
保護層形成用塗布液には、必要に応じてメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；テトラヒドロフラン；ジエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類等の他、種々の溶媒が使用できる。なお、像担持体の生産に一般的に使用されるディップコーティング法を適用するためには、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、又はそれらの混合系溶剤が好ましい。また、使用される溶媒の沸点は５０〜１５０℃のものが好ましく、それら任意に混合して使用することができる。
【０１６１】
なお、溶剤としてアルコール系溶剤、ケトン系溶剤、又はそれらの混合系溶剤が好ましいことから、使用される保護層の形成に使用される電荷輸送材料としては、それらの溶剤に可溶であることが好ましい。
【０１６２】
また、溶媒量は任意に設定できるが、少なすぎると構成材料が析出しやすくなるため、保護層形成用塗布液中に含まれる固形分の合計１重量部に対し好ましくは０．５〜３０重量部、より好ましくは１〜２０重量部とすることが好ましい。
【０１６３】
保護層形成用塗布液を用いて保護層を形成する際の塗布方法としては、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。ただし、１回の塗布により必要な層厚が得られない場合、複数回重ね塗布することにより必要な層厚を得ることができる。なお、複数回の重ね塗布を行なう場合、加熱処理は塗布の度に行なってもよいし、複数回重ね塗布した後でもよい。
【０１６４】
電荷輸送層８６上に保護層形成用塗布液を塗布後には、硬化処理を行う。
【０１６５】
なお、保護層９０が、電荷輸送能を有し且つ架橋構造を有するフェノール系樹脂を含む場合、通常、硬化処理の際には、フェノール誘導体の架橋反応を促進し、保護層９０の機械強度を上げるためには硬化温度は高く、硬化時間長いほど好ましい。
【０１６６】
硬化処理の際の硬化温度は１００〜１７０℃が好ましく、１００〜１５０℃が、さらに１００〜１４０℃がより好ましい。また、硬化時間は、３０分〜２時間が好ましく、３０分〜１時間がより好ましい。
【０１６７】
また、硬化処理（架橋反応）を行う雰囲気としては、窒素、ヘリウム、アルゴン等の、いわゆる酸化に対して不活性なガス雰囲気（不活性ガス雰囲気）下が効果的である。不活性ガス雰囲気下で架橋反応を行う場合には、空気雰囲気（酸素含有雰囲気）下よりも硬化温度を高く設定することができ、硬化温度は１００〜１６０℃（好ましくは１１０〜１５０℃）とすることが可能である。また、硬化時間は３０分〜２時間（好ましくは３０分〜１時間）とすることが可能である。
【０１６８】
また、一般式（Ｉ）で示される化合物を用いる場合において、「−（Ｘ１）m1−（Ｒ１）m2−Ｙ」で示される部位が、「−ＣＨ2−ＯＨ」からなる場合が最も硬化温度による電気特性の影響が大きい傾向があり、酸化に対して敏感であるので、上記好ましい温度範囲で硬化処理を行うことが好ましい。
【０１６９】
さらに、硬化処理の際には、硬化触媒を使用することが好ましい。
【０１７０】
硬化触媒としては、例えば、ビス（イソプロピルスルホニル）ジアゾメタンのようなビススルホニルジアゾメタン類、メチルスルホニルｐ−トルエンスルホニルメタンのようなビススルホニルメタン類、シクロヘキシルスルホニルシクロヘキシルカルボニルジアゾメタンのようなスルホニルカルボニルジアゾメタン類、２−メチル−２−（４−メチルフェニルスルホニル）プロピオフェノンのようなスルホニルカルボニルアルカン類、２−ニトロベンジルｐ−トルエンスルホネートのようなニトロベンジルスルホネート類、ピロガロールトリスメタンスルホネートのようなアルキル及びアリールスルホネート類（ｇ）ベンゾイントシレートのようなベンゾインスルホネート類、、Ｎ−（トリフルオロメチルスルホニルオキシ）フタルイミドのようなＮ−スルホニルオキシイミド類、（４−フルオロベンゼンスルホニルオキシ）−３，４，６−トリメチル−２−ピリドンのようなピリドン類、２，２，２−トリフルオロ−１−トリフルオロメチル−１−（３−ビニルフェニル）−エチル−４−クロロベンゼンスルホネートのようなスルホン酸エステル類、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネートのようなオニウム塩類等の光酸発生剤や、プロトン酸或いはルイス酸をルイス塩基で中和した化合物、ルイス酸とトリアルキルホスフェートの混合物、スルホン酸エステル類、リン酸エステル類、オニウム化合物、無水カルボン酸化合物等が挙げられる。
【０１７１】
プロトン酸或いはルイス酸をルイス塩基で中和した化合物としては、ハロゲノカルボン酸類、スルホン酸類、硫酸モノエステル類、リン酸モノ及びジエステル類、ポリリン酸エステル類、ホウ酸モノ及びジエステル類等を、アンモニア、モノエチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、ピペリジン、アニリン、モルホリン、シクロヘキシルアミン、ｎ−ブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の各種アミン若しくはトリアルキルホスフィン、トリアリールホスフィン、トリアルキルホスファイト、トリアリールホスファイトで中和した化合物、さらには酸−塩基ブロック化触媒として市販されているネイキュア２５００Ｘ、４１６７、Ｘ−４７−１１０、３５２５、５２２５（商品名、キングインダストリー社製）等が挙げられる。
【０１７２】
また、ルイス酸をルイス塩基で中和した化合物としては、例えば、ＢＦ３、ＦｅＣｌ3、ＳｎＣｌ4、ＡｌＣｌ3、ＺｎＣｌ2等のルイス酸を上記のルイス塩基で中和した化合物が挙げられる。
【０１７３】
オニウム化合物としては、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート等が挙げられる。
【０１７４】
無水カルボン酸化合物としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、無水イソ酪酸、無水ラウリン酸、無水オレイン酸、無水ステアリン酸、無水ｎ−カプロン酸、無水ｎ−カプリル酸、無水ｎ−カプリン酸、無水パルミチン酸、無水ミリスチン酸、無水トリクロロ酢酸、無水ジクロロ酢酸、無水モノクロロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、無水ヘプタフルオロ酪酸等が挙げられる。
【０１７５】
ルイス酸の具体例としては、例えば、三フッ化ホウ素、三塩化アルミニウム、塩化第一チタン、塩化第二チタン、塩化第一鉄、塩化第二鉄、塩化亜鉛、臭化亜鉛、塩化第一スズ、塩化第二スズ、臭化第一スズ、臭化第二スズ等の金属ハロゲン化物、トリアルキルホウ素、トリアルキルアルミニウム、ジアルキルハロゲン化アルミニウム、モノアルキルハロゲン化アルミニウム、テトラアルキルスズ等の有機金属化合物、ジイソプロポキシエチルアセトアセテートアルミニウム、トリス（エチルアセトアセテート）アルミニウム、トリス（アセチルアセトナト）アルミニウム、ジイソプロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタニウム、ジイソプロポキシ・ビス（アセチルアセトナト）チタニウム、テトラキス（ｎ−プロピルアセトアセテート）ジルコニウム、テトラキス（アセチルアセトナト）ジルコニウム、テトラキス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジブチル・ビス（アセチルアセトナト）スズ、トリス（アセチルアセトナト）鉄、トリス（アセチルアセトナト）ロジウム、ビス（アセチルアセトナト）亜鉛、トリス（アセチルアセトナト）コバルト等の金属キレート化合物、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズエステルマレート、ナフテン酸マグネシウム、ナフテン酸カルシウム、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸鉄、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸ジルコニウム、ナフテン酸鉛、オクチル酸カルシウム、オクチル酸マンガン、オクチル酸鉄、オクチル酸コバルト、オクチル酸亜鉛、オクチル酸ジルコニウム、オクチル酸スズ、オクチル酸鉛、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸鉛等の金属石鹸が挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０１７６】
これら硬化触媒の使用量は特に制限されないが、保護層形成用塗布液に含まれる固形分の合計１００重量部に対して０．１〜２０重量部が好ましく、０．３〜１０重量部が特に好ましい。
【０１７７】
また、保護層９０を形成する際に、有機金属化合物を触媒として用いる場合には、ポットライフ、硬化効率の面から、多座配位子を添加することが好ましい。このような多座配位子としては、以下に示すようなもの及びそれらから誘導されるものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【０１７８】
このように形成された保護層９０が、画像形成装置１０によって画像形成処理が行われることで摩耗されると、保護層９０の下層側にある感光層９２が摩耗されると言う問題がある。感光層９２の摩耗が発生した状態で、感光層９２の摩耗が未発生のときと同一の画像形成条件で画像形成装置１０において画像形成処理が実行されると、画質劣化が発生するという問題がある。
【０１７９】
なお、この画像形成条件とは、帯電電圧ＶＨ、現像バイアス電圧ＶＢ、及び露光量ＶＬを示している。
【０１８０】
そこで、本発明の画像形成装置１０の制御部３０では、所定時間毎に図４に示す処理が実行されて、ステップ１００へ進む。
【０１８１】
ステップ１００では、予めメモリ３０Ａに記憶されている、画像形成条件初期値を読み取る。
【０１８２】
また、本実施の形態では、画像形成条件初期値とは、予め定めた基準パターンを形成したときの像担持体１２上の基準パターンに対応する領域内の所定領域内のトナー重量としての現像量が、予め定めた基準現像量となるように予め定められた、帯電電圧ＶＨ、現像バイアス電圧ＶＢ、露光量ＶＬ、及びトナーの帯電量を示している。なお、以下では、この画像形成条件初期値としての、帯電電圧ＶＨ、現像バイアス電圧ＶＢ、露光量ＶＬ、及びトナーの帯電量各々を、初期帯電電圧、初期現像バイアス電圧、初期露光量、及び基準帯電量と称する。
【０１８３】
また、上記「基準パターン」とは、現像量の調整の基準となるようなパターンであればよく、所定の濃度及び形状のパターンであればよいが、濃度がより濃い方が望ましい。
【０１８４】
また、「基準現像量」とは、この基準パターンを記録媒体２０に形成するときに、像担持体１２上に現像される、この基準パターンに応じたトナー像に含まれるトナーの量を示している。また、現像量とは、特定のパターンを記録媒体２０に形成するときに、像担持体１２上に現像される、この特定のパターンに応じたトナー像に含まれるトナーの量を示している。
【０１８５】
次のステップ１０２では、保護層厚検出用パターンの形成処理を実行する。
【０１８６】
保護層厚検出用パターンとは、図５（Ａ）に示すような像担持体１２の周方向に向かって伸びた形状の白色パターン９４である。
【０１８７】
ステップ１００の処理では、帯電電圧印加部２８から帯電装置１４へ上記ステップ１００で読み取った帯電電圧を印加するように帯電電圧印加部２８を制御する。これによって、像担持体１２は、帯電装置１４に印加された帯電電圧に応じた帯電電位に帯電される。
次に、露光装置１６へ上記保護層厚検出用パターンを示す画像データを出力すると共に、上記ステップ１００で読み取った露光量で上記保護層厚検出用パターンに応じて変調した光ビームを像担持体１２へ走査露光するように、露光量制御部３２及び露光装置１６を制御する。これによって、像担持体１２上には、上記ステップ１００で読み取った露光量による光ビームが走査露光されて、静電潜像が形成される。また静電潜像が形成された領域は、この光ビームの露光量に応じて低下した露光電位となる。
【０１８８】
次に、現像装置１８のスリーブ５０Ａに、上記ステップ１００で読み取った現像バイアス電圧ＶＢを印加することで、スリーブ５０Ａを印加した現像バイアス電圧ＶＢに応じた現像バイアス電位に帯電させることにより、現像ロール５０上に担持された二成分現像剤のトナーが像担持体１２の静電潜像側へと移行し、静電潜像に応じたトナー像が形成される。このトナー像は、上記保護層厚検出用パターンを示すトナー像である。
【０１８９】
次のステップ１０４では、像担持体１２の最表面層である保護層９０の層厚を測定する保護層層厚測定処理が実行される。
【０１９０】
ステップ１０４の処理では、図６に示すように、ステップ２００において、上記ステップ１０２における保護層厚検出用パターンに応じた静電潜像の電位を、第１の電位センサー３８による検出結果を読み取ることによって取得する。第１の電位センサー３８による出力は、保護層厚検出用パターンが像担持体１２の周方向に延びた形状であることから、該保護層厚検出用パターンが形成された像担持体１２上の領域が、第１の電位センサー３８との対向位置を通過すると、通過する前、通過中、及び通過後の電位検出結果は、異なり、略矩形状の波形を示す。このため、保護層厚検出用パターンの形成処理が開始された後に、第１の電位センサー３８によって検出される電位の変化が開始された後に、再度電位の変化が生じる間での間の電位を、静電潜像の領域に応じた電位、すなわち露光電位として読み取ることができる。
【０１９１】
次のステップ２０２では、上記ステップ１０２における保護層厚検出用パターンに応じたトナー像が形成された領域の表面電位を、第２の電位センサー４０による検出結果に基づいて取得する。このトナー像が形成された領域の表面電位は、上記露光電位と同様にして求めることができる。
【０１９２】
次のステップ２０４では、上記ステップ２０２で求めた露光電位と、上記ステップ２０２で求めた表面電位との差分の絶対値を算出する。
【０１９３】
次のステップ２０６では、上記ステップ２０４で算出した差分に対応する保護層層厚を求める。
【０１９４】
ここで、図７に示すように、同一のパターンを形成したときにおける、第１の電位センサー３８及び第２の電位センサー４０によって検出される、このパターンに応じた領域の表面電位は、感光層９２の層厚が変動しても一定であるが、保護層９０の層厚が薄くなるほど、表面電位の差は小さくなる。
【０１９５】
そこで、メモリ３０Ａに、予め上記画像形成装置１０において、層厚を除々に変化させたときの各層厚に対応付けて、上記保護層厚検出用パターンを形成したときの第１の電位センサー３８と、第２の電位センサー４０と、の表面電位測定結果の差分の絶対値を予め記憶する。そして、上記ステップ２０２で求めた差分に対応する層厚を、メモリ３０Ａから読み取ることによって、保護層の層厚を得ることができる。
【０１９６】
次のステップ１０６では、上記ステップ１０４で得られた保護層９０の層厚が、予め定められた保護層の下限値以上であるか否かを判別する。
【０１９７】
この保護層の下限値とは、画像形成装置１０において、予め定めた濃度の基準パターンを形成したときの現像量が、画像形成条件の変更を行わない状態で同一であるような下限値である。
【０１９８】
上記ステップ１０６で否定されると、ステップ１０８へ進み、感光層９２上の保護層９０の研磨を行うように、摩耗装置２４を制御する。具体的には、摩耗装置２４の摩耗部材７２が、像担持体１２表面に離間された離間位置から当接された当接位置へと移動するように摩耗部材制御部７０へ制御指示信号を出力すると共に、摩耗部材７２がロール状である場合には、像担持体１２の反回転方向に摩耗部材７２が回転されるように、摩耗部材制御部７０へ制御指示信号を出力すればよい。
【０１９９】
摩耗部材制御部７０の制御によって、摩耗部材７２が像担持体１２表面に当接されて、保護層９０の研磨が開始される。
【０２００】
次のステップ１１０では、像担持体１２の最表面層が感光層９２であるか否かを判別し、否定されると上記ステップ１０８へ戻り、肯定されるとステップ１１２へ進む。
【０２０１】
上記ステップ１１０の判断は、例えば、第１の電位センサー３８による検出結果と第２の電位センサー４０による検出結果との電位差の差分と、感光層９２の層厚が摩耗されていない状態に対応する層厚であり且つ感光層９２が像担持体１２の最表面層を構成しているときにおける第１の電位センサー３８による検出結果と第２の電位センサー４０による検出結果との電位差の差分と、を比較し、同一である場合に、像担持体１２の最表面層が感光層９２であると判別するようにすればよい。
【０２０２】
次のステップ１１２では、保護層９０を有さない像担持体１２における画像形成条件調製処理（詳細後述。図１１参照）を実行した後に、ステップ１１４へ進む。この画像形成条件調製処理とは、予め定めた基準パターンを形成したときの像担持体１２上の基準パターンに対応する領域内のトナー重量としての現像量が、予め定めた基準現像量となるように、画像形成条件を調製する処理である。
【０２０３】
従って、予め定めた基準現像量となるような画像形成条件とは、上記画像形成装置１０において、上記基準パターンを記録媒体２０に形成するときに印加する帯電電圧ＶＨ、現像バイアス電圧ＶＢ、及び露光量ＶＬを予め測定した結果を示している。なお、この画像形成条件に、像担持体１２上に担持されるトナー帯電量を含めてもよい。
【０２０４】
一方、上記ステップ１０６で肯定されて、像担持体１２の最表面層としての保護層９０の層厚が予め定められた所定値以上である場合には、ステップ１１６へ進み、保護層９０を有する像担持体１２における、トナーの帯電量調製処理（詳細後述。図８参照）を実行した後に、ステップ１１８へ進む。
【０２０５】
この、トナーの帯電量調整処理とは、予め定めた基準パターンを形成したときの像担持体１２上の基準パターンに対応する領域内の所定領域内のトナー重量としての現像量が、予め定めた基準現像量となるように、像担持体１２上に担持されたトナーの帯電量を上記基準帯電量となるように調整する処理である。
【０２０６】
ステップ１１４では、上記ステップ１１２の処理が実行されることによって新たに設定されて、メモリ３０Ａに記憶された画像形成条件を読取り、次のステップ１１８において、読み取った画像形成条件で画像形成処理を行う。
【０２０７】
ステップ１１８では、具体的には、上記ステップ１１４で読み取った画像形成条件による帯電電圧ＶＨを帯電装置１４へ印加することを示す信号を帯電電圧印加部２８へ出力し、上記基準パターンと同一の濃度では、上記ステップ１１８で読み取った画像形成条件による露光量で露光を行い、該濃度に対応する露光量を基準露光量として、濃度変動に応じて露光量を制御することを示す信号を露光量制御部３２へ出力する。また、上記ステップ１１８で読み取った画像形成条件による現像バイアス電圧を印加することを示す信号を現像バイアス印加部５２へ出力する。
【０２０８】
次のステップ１２０では、予め記憶した所定枚数の画像形成処理が実行されたか否かを判別し、否定されると上記ステップ１１８へ戻り、肯定されるとステップ１２２へ進む。
【０２０９】
ステップ１１２では、図示を省略するスイッチがユーザによって操作されることで、画像処理終了を示す信号が入力されたか否かを判別し、否定されると上記ステップ１００へ戻り、肯定されると本ルーチンを終了する。
【０２１０】
図４及び図６に示すように、本発明の画像形成装置１０では、保護層の層厚が所定値未満である場合でも、予め定めた濃度及び大きさの基準パターンを形成したときの現像量が予め定めた基準現像量となるように画像形成条件を調製し、調製した画像形成条件に基づいて画像形成処理を実行するので、保護層が摩耗された場合であっても、継続して画質劣化を抑制しつつ画像形成処理を継続して実行することができる。
【０２１１】
また、本発明の画像形成装置１０では、保護層９０の層厚が所定値以上である場合についても、予め定めた上記基準パターンを形成したときの現像量が予め定めた基準現像量となるように画像形成条件を調製し、調製した画像形成条件に基づいて画像形成処理を実行するので、保護層９０が画質に影響を与える程度に摩耗される前後において、同一の画質を維持することができ、画質劣化を抑制することができる。
【０２１２】
次に上記ステップ１１６で実行される処理を、図８を用いて説明する。
【０２１３】
上記ステップ１１６では、保護層９０が形成されているときにおける画像形成条件調製処理が行われる。
【０２１４】
ステップ３００では、トナー帯電量検出用パターン形成処理を実行する。
【０２１５】
トナー帯電量検出用パターンとは、図５（Ｂ）に示すような、像担持体１２の周方向に向かって伸びた形状の黒色パターン９６である。
【０２１６】
ステップ３００の処理では、帯電電圧印加部２８から帯電装置１４へ上記ステップ１００で読み取った帯電電圧を印加するように、帯電電圧印加部２８を制御する。これによって、像担持体１２は、帯電装置１４に印加された帯電電圧に応じた帯電電位に帯電される。
【０２１７】
次に、露光装置１６へ上記トナー帯電量検出用パターンを示す画像データを出力すると共に、上記ステップ１００で読み取った露光量で上記トナー帯電量検出用パターンに応じて変調した光ビームを像担持体１２へ走査露光するように、露光量制御部３２及び露光装置１６を制御する。これによって、像担持体１２上には、上記ステップ１００で読み取った露光量の光ビームが走査露光されて、静電潜像が形成される。また静電潜像が形成された領域は、この光ビームの露光量に応じて変動した露光電位となる。
【０２１８】
次に、現像装置１８のスリーブ５０Ａに、上記ステップ１００で読み取った現像バイアス電圧ＶＢを印加することで、印加した現像バイアス電圧ＶＢに応じた現像バイアス電位にスリーブ５０Ａを帯電させることにより、現像ロール５０上に担持された二成分現像剤のトナーが像担持体１２の静電潜像側へと移行し、像担持体１２上には、静電潜像に応じたトナー像が形成される。このトナー像は、上記トナー帯電量検出用パターンに対応するトナー像である。
【０２１９】
次のステップ３０２では、像担持体１２上に担持されたトナーの帯電量である、トナー帯電量（ＴＶ）を算出するトナー帯電量算出処理（詳細後述）が実行される。
【０２２０】
次のステップ３０４では、上記ステップ３０２で算出された、像担持体１２上に担持されたトナーの帯電量が上記基準帯電量と等しいか否かを判別する。
【０２２１】
ステップ３０４の判断において、上記ステップ３０２で算出されたトナー帯電量が基準帯電量と等しい場合には、本ルーチンを終了する。
【０２２２】
一方、上記ステップ３０４の判断において、上記ステップ３０２で算出されたトナー帯電量が基準帯電量より多い場合には、ステップ３０６へ進み、上記基準パターンを形成したときの像担持体１２上のトナー帯電量が基準帯電量と等しくなるように、トナー帯電量低下制御を実行した後に、本ルーチンを終了する。
【０２２３】
トナー帯電量低下制御とは、具体的には、現像装置１８内の二成分現像剤の、キャリアに対するトナーの量が予め定められている基準トナー量より少なくなるように、トナー供給部６０からハウジング５４内に定期的に供給されるトナーの量を減少させる処理であり、駆動部６４の制御によって実行される。
【０２２４】
また、現像装置１８内の一対のオーガ５８の所定時間当りの回転数を基準回転数より減少させるように、駆動部６８を制御する。
【０２２５】
なお、上記「基準トナー量」は、上記基準パターンを形成したときの像担持体１２上の基準パターンに対応する領域内の所定領域内のトナー重量としての現像量が、予め定めた上記基準現像量となるときの、ハウジング５４内の二成分現像剤に対するトナーの量を示している。
【０２２６】
また、上記「基準回転数」は、上記基準パターンを形成したときの像担持体１２上の基準パターンに対応する領域内の所定領域内のトナー重量としての現像量が、予め定めた上記基準現像量となるときの回転数として予め定めた所定時間当りの一対のオーガ５８各々の回転数を示している。
【０２２７】
一方、上記ステップ３０４の判断において、上記ステップ３０２で算出されたトナー帯電量が基準帯電量より少ない場合には、ステップ３０８へ進み、上記基準パターンを形成したときの像担持体１２上のトナー帯電量が基準帯電量と等しくなるように、トナー帯電量上昇制御をした後に、本ルーチンを終了する。
【０２２８】
トナー帯電量上昇制御とは、具体的には、現像装置１８内の二成分現像剤の、キャリアに対するトナーの量が多くなるように、トナー供給部６０からハウジング内に定期的に供給されるトナーの量を増加させる処理であり、駆動部６４の制御によって実行される。
【０２２９】
また、現像装置１８の中の一対のオーガ５８の所定時間当りの回転数を基準回転数より増加させるように、駆動部６８を制御する。
【０２３０】
次に、上記ステップ３０２で実行される像担持体１２上に担持されたトナーの帯電量ＴＶ算出処理を、図９を参照して説明する。
【０２３１】
図９に示されるように、トナーの帯電量算出処理では、ステップ４００において、上記ステップ３００におけるトナー帯電量検出用パターンに応じた静電潜像の電位を、上記ステップ２００と同様にして第１の電位センサー３８による検出結果を読み取ることによって取得する。ステップ４００で取得した第１の電位センサー３８による検出結果をＶｐとする。
【０２３２】
次のステップ４０２では、上記ステップ３００におけるトナー帯電量検出用パターンに応じたトナー像が形成された像担持体１２上の領域の表面電位を、第２の電位センサー４０による検出結果に基づいて取得する。このトナー像が形成された領域の表面電位は、上記ステップ２００と同様にして求めることができる。このステップ４０２で取得した第２の電位センサー４０による検出結果をＶｔとする。
【０２３３】
次のステップ４０４では、上記ステップ３００におけるトナー帯電量検出用パターンに応じたトナー像が形成された像担持体１２上の領域の濃度を示すデータを、光学センサー４１から取得する。
【０２３４】
メモリ３０Ａには、図１０に示すように、光学センサー４１による出力結果としての像担持体１２上のトナー像の濃度を示すデータに対応する、トナー現像量が予め記憶されている。
【０２３５】
次のステップ４０６では、上記ステップ４０４で取得したトナーの濃度を示すデータに対応するトナーの現像量を、メモリ３０Ａから読み取ることによって、上記トナー帯電量検出用パターンを形成したときの現像量を算出する。このステップ４０６で算出した現像量をＤｍとする。
【０２３６】
次のステップ４０８では、上記ステップ４００から上記ステップ４０６の処理によって取得した第１の電位センサー３８による検出結果Ｖｐ、第２の電位センサー４０による検出結果Ｖｔ、及び現像量Ｄｍに基づいて、トナー帯電量ＴＶを算出する。
【０２３７】
トナー帯電量ＴＶは、下記式（１）に基づいて算出することができる。
【０２３８】
［式］
ＴＶ＝α×（｜Ｖｔ−Ｖｐ｜／Ｄｍ）          式（１）
【０２３９】
なお、上記式（１）中、αは現像特性の温度・湿度に対する変化分を補正するための補正係数であって、上記式（１）中の（｜Ｖｔ−Ｖｐ｜／Ｄｍ）の値（すなわち現像特性）が、予め定めた温度及び湿度環境下で測定された値となるように、補正するための補正係数である。
なお、この補正係数αは、トナー帯電量検出用パターンを形成するときの画像形成装置１０内の温度及び湿度の測定結果、及び現像装置１８内に設けられた濃度測定装置６２の測定結果に対応して、予めメモリ３０Ａに記憶するようにすればよい。
【０２４０】
以上図８及び図９の処理ルーチンに示したように、本発明の画像形成装置１０では、像担持体１２の保護層９０の層厚が所定値以上であるときに、予め定めた基準パターンを形成したときの現像量が、予め定めた基準現像量となるように、像担持体１２上に担持されたトナーの帯電量を調整することができる。
【０２４１】
このため、トナーの帯電量の変動による画質劣化を抑制することができる。
【０２４２】
次に、上記ステップ１１２で行われる画像形成条件調整処理を、図１１を参照して説明する。
【０２４３】
上記ステップ１１２の処理では、図１１に示すように、ステップ５００において像担持体１２の感光層９２の層厚を測定する層厚測定処理が実行される（詳細後述）。
【０２４４】
次のステップ５０２では、上記ステップ５００で測定した感光層９２の層厚が許容下限値より大きいか否かを判断する。
【０２４５】
ステップ５０２の判断は、予めメモリ３０Ａに感光層９２の許容下限値を記憶し、この記憶した許容下限値と上記ステップ５００で測定した感光層９２の層厚とを比較することによって可能である。
【０２４６】
この許容下限値とは、画像形成装置１０に搭載される像担持体１２としての機能を果たす事の可能な臨界値であって、例えば、この許容下限値未満の層厚の感光層９２では、帯電、静電潜像の担持、及びトナー像の担持を行い、許容される画質の画像を形成することが困難となる。
【０２４７】
上記ステップ５０２で否定され、上記ステップ５００において測定された感光層９２の層厚が、許容下限値未満である場合には、ステップ５０４へ進み、像担持体１２の交換要求を示す情報を表示部３１に表示した後に、本ルーチンを終了する。
【０２４８】
一方、上記ステップ５０２で肯定されると、ステップ５０６へ進み、上記ステップ５００で測定された感光層９２の層厚測定結果に対応する帯電電圧ＶＨ、現像バイアス電圧ＶＢ、及び露光量ＶＬを設定する。
【０２４９】
ステップ５０２の処理は、予めメモリ３０Ａに、図１２に示すように、感光層９２の層厚に対応する帯電電位ＣＶＨ、現像バイアス電位ＣＶＢ、及び露光電位ＣＶＬを予め記憶する。この感光層９２の層厚に対応する帯電電位ＣＶＨ、現像バイアス電位ＣＶＢ、及び露光電位ＣＶＬ各々は、予め定めた基準パターンを形成したときの現像量が予め定めた基準現像量となるように、感光層９２の層厚に応じて測定された帯電電位ＣＶＨ、現像バイアス電位ＣＶＢ、及び露光電位ＣＶＬを示している。
【０２５０】
また、メモリ３０Ａには、このような各感光層９２の層厚に応じた帯電電位ＣＶＨ、現像バイアス電位ＣＶＢ、及び露光電位ＣＶＬが測定されたときに印加した、帯電電圧ＶＨ、現像バイアス電圧ＶＢ、及び露光量ＶＬが、予め対応付けて記憶されている。
【０２５１】
このため、制御部３０では、まず、上記ステップ５００で求めた感光層９２の層厚に対応する帯電電位ＣＶＨ、現像バイアス電位ＣＶＢ、及び露光電位ＣＶＬを、メモリ３０Ａに記憶されている図１２に示される対応表に基づいて求める。
【０２５２】
次に、求めた帯電電位ＣＶＨ、現像バイアス電位ＣＶＢ、及び露光電位ＣＶＬに対応する、帯電電圧ＶＨ、現像バイアス電圧ＶＢ、及び露光量ＶＬをメモリ３０Ａから読み取ることによって、感光層９２の層厚に対応する帯電電圧ＶＨ、現像バイアス電圧ＶＢ、及び露光量ＶＬを得ることができる。
【０２５３】
次のステップ５０８では、画像形成装置１０内の湿度を示す湿度情報を、温度湿度測定装置４４から読取る。
【０２５４】
次のステップ５１０では、現像装置１８内の二成分現像剤に対するトナーの濃度を示すトナー濃度情報を、濃度測定装置６２の測定結果を読み取ることによって取得する。
【０２５５】
次のステップ５１２では、上記ステップ５０８で読み取った湿度情報及び、上記ステップ５１０で取得した現像装置１８内のトナー濃度を示すトナー濃度情報に基づいて、トナーの帯電量を取得する。
【０２５６】
トナーの帯電量は、メモリ３０Ａに、図１３に示すように、湿度及び現像装置１８内のトナー濃度に対応するトナー帯電量を予め記憶し、メモリ３０Ａに記憶された、この湿度及びトナー濃度に対応するトナー帯電量を読み取ることによって、取得することができる。
【０２５７】
なお、この湿度及び現像装置１８内のトナー濃度に対応するトナー帯電量は、予め測定すればよい。
【０２５８】
ここで、図１３に示すように、現像装置１８内のトナー濃度が高くなるほど、トナーの帯電量は小さくなり、湿度が高くなるほど、トナーの帯電量は低くなる。すなわち、トナー濃度が高くなるほど、また湿度が高くなるほどトナーの帯電量は、上記基準帯電量より低くなる。また、トナー濃度が低くなるほど、また湿度が低くなるほどトナーの帯電量は高くなる。
【０２５９】
トナーの帯電量が基準帯電量より低くなると、トナーのキャリアに対する付着力が低下することから、同一の画像を形成する場合であっても現像量が多くなり、カブリ（本来白抜けとなる非画像部にトナーが付着して濃度が高くなる現象）が発生するという問題がある。また、反対に、トナーの帯電量が基準帯電量より高くなると、トナーのキャリアに対する付着力が大きくなり、現像装置１８の現像ロール５０から像担持体１２表面へのトナーの移動が起こりにくくなり、現像量の低下が発生する。
【０２６０】
そこで、次のステップ５１４では、上記ステップ５０２で取得したトナーの帯電量が、上記基準帯電量（上記ステップ３０４参照）より高い場合には、基準帯電量より高くなるほど、現像コントラスト（露光電位ＣＶＬと現像バイアス電位ＣＶＢとの差の絶対値）が大きくなるように、上記ステップ５０６で求めた露光量ＶＬ、現像バイアス電圧ＶＢを補正する。
【０２６１】
反対に、トナーの帯電量が上記基準帯電量より低い場合には、基準帯電量より低くなるほど、現像コントラスト（露光電位ＣＶＬと現像バイアス電位ＣＶＢとの差の絶対値）が小さくなるように、上記ステップ５０６で求めた露光量ＶＬ及び現像バイアス電圧ＶＢを補正する。
【０２６２】
次のステップ５１６では、上記ステップ５１４で補正した帯電電圧ＶＨ、現像バイアス電圧ＶＢ、及び露光量ＶＬを、画像形成条件としてメモリ３０Ａに記憶した後に、本ルーチンを終了する。なお、既に画像形成条件が記憶されている場合には、上書きするようにすればよい。
【０２６３】
なお、上記ステップ５１６の次に、上記メモリ３０Ａに記憶した画像形成条件で、上記ステップ１１６に示すような、トナー帯電量調整処理を実行するようにしてもよい。このようにすれば、さらに現像装置１８内のトナー帯電量を調整することができる。
【０２６４】
次に、上記ステップ５００で実行される、感光層層厚測定処理の一例を、図１４を用いて説明する。
【０２６５】
上記ステップ５００の感光層層厚測定処理では、図１４に示されるように、ステップ６００において、メモリ３０Ａに予め記憶されている、感光層層厚検出時の画像形成条件（帯電電圧ＶＨ、現像バイアス電圧ＶＢ、及び露光量ＶＬ）を読み取る。
【０２６６】
この、感光層層厚検出時の画像形成条件とは例えば上記ステップ５１６で求めた画像形成条件、すなわち前回の感光層の層厚測定結果に基づいて、設定される。
【０２６７】
次のステップ６０２では、上記ステップ６００で読み取った帯電電圧ＶＨ、及び現像バイアス電圧ＶＢ各々を帯電装置１４及びスリーブ５０Ａ各々に印加するように、帯電電圧印加部２８及び現像バイアス印加部５２各々へ信号出力を行う。
【０２６８】
次のステップ６０２では、上記ステップ６００で読み取った露光量ＶＬを基準として、露光量を６段階に変化させて（以下、露光量Ｅ０〜Ｅ５と称する）（図１５参照）、各露光量で図１５に示すような矩形画像に応じた静電潜像を像担持体１２上に形成するように、露光装置１６を制御する。
【０２６９】
次のステップ６０４では、第１の電位センサー３８の検出結果を読み取ることで、上記露光量Ｅ０〜Ｅ５各々の矩形画像に応じた静電潜像形成領域の表面電位（すなわち帯電電位）を取得する。
【０２７０】
次のステップ６０６では、温度湿度測定装置４４による温度測定結果を読み取ることで、像担持体１２周辺の温度を取得する。
【０２７１】
ここで、像担持体１２周辺の温度が高くなり、感光層９２の温度が高くなるほど、感光層９２が同一の層厚であった場合であっても表面電位は低下する。このため、本発明の画像形成装置１０では、メモリ３０Ａに予め、感光層９２の表面周辺の温度の単位温度当りの、表面電位の変化量を示す情報を予め記憶するものとする。
【０２７２】
次のステップ６０８では、上記ステップ６０６で読み取った温度情報の温度の、予め定めた基準温度からの変動量に対応する、表面電位の変化量をメモリ３０Ａから読取り、読取り結果に基づいて、上記ステップ６０４で取得した各静電潜像に対応する表面電位を補正する。
【０２７３】
次のステップ６１０では、上記ステップ６０８で補正した、露光量Ｅ０〜Ｅ５各々の矩形画像に応じた静電潜像形成領域の表面電位に基づいて、この露光量に対する表面電位を示す線図が、予めメモリ３０Ａに記憶された、感光層９２の層厚に対応する線図（図１６参照）の何れに対応するかを判別することで、感光層９２の層厚を取得した後に、本ルーチンを終了する。
【０２７４】
以上説明したように、本発明の画像形成装置１０によれば、保護層９０の層厚が所定値未満である場合でも、予め定めた基準パターンを形成したときの現像量が予め定めた基準現像量となるように画像形成条件を調製し、調製した画像形成条件に基づいて画像形成処理を実行するので、保護層９０が摩耗された場合であっても、継続して画質劣化を抑制しつつ画像形成処理を継続して実行することができる。
【０２７５】
また、本発明の画像形成装置１０では、保護層の層厚が所定値以上である場合についても、予め定めた基準パターンを形成したときの現像量が予め定めた基準現像量となるように画像形成条件を調製し、調製した画像形成条件に基づいて画像形成処理を実行するので、保護層が摩耗されて画質に影響を与える程度に摩耗される前後において、同一の画質を維持することができ、画質劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２７６】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置を模式的に示す図である。
【図２】像担持体の層構成を模式的に示す図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）は、各々研磨装置の一例を示す模式図である。
【図４】制御部で実行される処理を示すフローチャートである。
【図５】（Ａ）は、像担持体上に形成された保護層厚検出用パターンを示す模式図であり、（Ｂ）は、トナー帯電量検出用パターンを示す模式図である。
【図６】制御部で実行される保護層の層厚測定処理を示すフローチャートである。
【図７】感光層と保護層の層厚と、第１の電位センサー及び第２の電位センサー各々による表面電位測定結果との関係を示す線図である。
【図８】制御部で実行されるトナー帯電量調整処理を示すフローチャートである。
【図９】制御部で実行される、トナー帯電量算出処理を示すフローチャートである。
【図１０】現像量と、光学センサー出力結果との関係を示す線図である。
【図１１】制御部で実行される画像形成条件調製処理を示すフローチャートである。
【図１２】感光層層厚と、帯電電位、露光電位、及び現像バイアス電位との関係を示す線図である。
【図１３】湿度を変動させたとき各々における、トナー濃度とトナー帯電量との関係を示す線図である。
【図１４】制御部で実行される感光層層厚測定処理を示すフローチャートである。
【図１５】露光量を変化させた６種類のパターンの一例を示す模式図である。
【図１６】感光層の層厚に対応する、露光量と表面電位との関係を示す線図である。
【符号の説明】
【０２７７】
１０  画像形成装置
１２  像担持体
１４  帯電装置
１６  露光装置
１８  現像装置
２０  記録媒体
２２  転写装置
２４  摩耗装置
２８  帯電電圧印加部
３０  制御部
３２  露光量制御部
３４  転写電圧印加部
３６  転写ロール
３８  第１の電位センサー
４０  第２の電位センサー
４２  トナー濃度検出装置
４４  温度湿度測定装置
５０  現像ロール
５２  現像バイアス印加部
５６  貯留部
５８  オーガ
６０  トナー供給部
６２  濃度測定装置
６４  駆動部
６８  駆動部
７０  摩耗部材制御部
７２  摩耗部材
９０  保護層
９２  感光層
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１５】
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