(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転により非磁性１成分トナーを担持する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体が円筒状の感光体の外周面上に接触して配置された画像形成装置において、
上記現像剤担持体は、感光体の外周面に接触して感光体上に非磁性１成分トナーを供給するための導電性弾性部材を備え、上記現像剤担持体の周速が上記感光体の周速よりも速く設定されており、
上記感光体が有機光導電体からなり、
上記有機光導電体の表面層は、シロキサンユニットを主鎖にブロック重合させたポリカーボネート共重合体、シロキサンユニットを側鎖にグラフト重合させたポリカーボネート共重合体、および側鎖にシリコーンユニットをグラフトさせたビニル重合性モノマーを共重合して得られる樹脂からなる群から選択された少なくとも１種を含有し、
上記感光体と現像剤担持体の導電性弾性部材との間の動摩擦係数が０．５以下であり、
上記感光体の回転方向に対して上記現像剤担持体の上流側に位置し、感光体の外周面上に接触して配置され、回転により感光体を帯電させる帯電ブラシを有し、
該帯電ブラシには感光体の回転に伴って帯電ブラシを駆動するための帯電ギアが設けられており、該帯電ギアは感光体を駆動するために設けられた感光体ギアに接続され、感光体と同方向に帯電ブラシを回転させ、上記感光体と上記帯電ブラシとは接触部分において逆方向に移動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
回転により非磁性１成分トナーを担持する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体が円筒状の感光体の外周面上に接触して配置された画像形成装置において、
上記現像剤担持体は、感光体の外周面に接触して感光体上に非磁性１成分トナーを供給するための弾性部材を備え、上記現像剤担持体の周速が上記感光体の周速の１．１倍から２．０倍に設定されており、
上記感光体が有機光導電体からなり、
上記有機光導電体の表面層は、シロキサンユニットを主鎖にブロック重合させたポリカーボネート共重合体、シロキサンユニットを側鎖にグラフト重合させたポリカーボネート共重合体、および側鎖にシリコーンユニットをグラフトさせたビニル重合性モノマーを共重合して得られる樹脂からなる群から選択された少なくとも１種を含有し、
上記感光体と現像剤担持体の弾性部材との間の動摩擦係数が０．５以下であり、
上記感光体の回転方向に対して上記現像剤担持体の上流側に位置し、感光体の外周面上に接触して配置され、回転により感光体を帯電させる帯電ブラシを有し、
該帯電ブラシには感光体の回転に伴って帯電ブラシを駆動するための帯電ギアが設けられており、該帯電ギアは感光体を駆動するために設けられた感光体ギアに接続され、感光体と同方向に帯電ブラシを回転させ、上記感光体と上記帯電ブラシとは接触部分において逆方向に移動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
上記感光体とは複写材の搬送経路を挟んで対向した位置で、感光体の外周面上に接触して配置され、回転により感光体上の現像剤を上記複写材に転写させる転写部材を有し、該転写部材には感光体の回転に伴って転写部材を駆動するための転写ギアが設けられており、該転写ギアは上記感光体ギアに接続され、感光体の周速度と異なる周速度で転写部材を回転させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
上記感光体と現像剤担持体との間の動摩擦係数が０．２以下であることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を採用した小型の複写機、光プリンタ、ファックス等に用いられる画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種デバイス及び装置の小型化によってコンピュータが小型化され、各個人が１台のパソコンを所有するといった環境にある。従って、これらパソコンの出力端末であるプリンタについても小型化することが大きな技術課題となりつつある。
【０００３】
プリンタ装置としては、いわゆる電子写真方式の光プリンタ装置が知られている。光プリンタ装置は、コンピュータから入力された情報に基づいて変調されたレーザビームを感光体に露光走査することにより感光体上に静電潜像を形成し、これに現像装置により予め帯電されたトナーを現像して可視像化し、転写部材に可視像化された像を転写する。これらレーザプリンタにおける現像方式は、２成分現像方法と１成分現像方法とに大別できる。２成分現像方法は非磁性トナー及びキャリアを主体とする２成分現像剤を用いる方法である。一方、１成分現像方法は、非磁性トナーあるいは磁性トナーのみからなる１成分現像剤を用いる方法である。
【０００４】
従来の小型レーザプリンタにおける現像装置は、ほとんどが非磁性トナーによる非磁性１成分現像方式を採用している。これは現像装置の寿命の設定が短いだけでなく以下の理由による。
【０００５】
まず、２成分現像方法は１成分現像方法と比較して次のような不利な点がある。すなわち、
▲１▼トナーとキャリアとの混合比をコントロールするためのトナー濃度センサが必要である。それゆえ、部品点数が多くなり大型になる
▲２▼現像剤に寿命があるために、定期的に現像剤の交換作業が必要である。つまりユーザフレンドリーではない
▲３▼現像剤とトナーを混合する攪拌機構が必要であり、現像装置が大型になりやすい。つまり、部品点数が多くなり大型になる
という問題点がある。
【０００６】
また、１成分現像方法において磁性トナーを用いる場合には、以下の不利な点が挙げられる。すなわち、
▲１▼帯電部材が現像ローラあるいはブレードであり、キャリアを帯電部材として用いる場合に比較して帯電の安定性に欠け、帯電能力も低い。それゆえ、画質が悪くなる
▲２▼磁気ブラシを均一に形成するための現像装置の精度が必要であるため、小型向きでない
▲３▼非磁性トナーを用いる場合と比較して、転写性、定着性、及び環境特性が劣ると共に、感光体へのダメージが大きい。それゆえ、本体耐久性の向上が必要となりコスト高になる
という問題点がある。
【０００７】
以上の理由により、現像装置は総合的に判断してメリットの高い非磁性１成分現像方式を採用している。
【０００８】
図５に従来現像装置として非磁性１成分現像方式を用いた一般的な小型レーザプリンタの全体構成を示す。上記レーザプリンタは、給紙部１０１、画像形成装置１０２、レーザ走査部１０３、及び定着装置１０４を有している。給紙部１０１はプリンタ内部にある画像形成装置１０２に用紙１０５を搬送し、画像形成装置１０２は搬送された用紙１０５上にトナー像を転写する。用紙１０５はさらに送り込まれ、定着装置１０４によりトナーは用紙１０５上に固定される。その後、用紙搬送ローラ１０６・１０７によりプリンタ外部に排出される。すなわち、用紙１０５は図中の太線で示される矢印Ａ’の経路を辿る。
【０００９】
すなわち、給紙トレイ１１１に装着された用紙１０５は、プリント命令を受け、給紙ローラ１１２、用紙分離摩擦板１１３、加圧バネ１１４の作用により、一枚ずつ給紙され、プリンタ内部に給送される。送り込まれた用紙１０５は、用紙検知アクチュエータ１１５を倒し、その情報を用紙検知光学センサ１１６に電気信号として出力させ、画像印刷の開始を指示する。用紙検知アクチュエータ１１５の動作により起動された制御回路１１７は、画像信号をレーザ走査部１０３のレーザダイオード発光ユニット１３１に送り、発光ダイオードの点灯／非点灯を制御する。
【００１０】
走査ミラー１３２は、走査ミラーモータ１３３により高速かつ定速に回転する。すなわち、図５において、レーザ光１３４は紙面に対して垂直方向に走査することになる。レーザダイオード発光ユニット１３１から照射されたレーザ光１３４は、反射ミラー１３５・１３６・１３７を介して、画像形成装置１０２における感光体１２１に照射される。このとき、レーザ光１３４は、上記制御回路１１７からの点灯／非点灯の情報を基に、感光体１２１上に選択的に露光する。
【００１１】
従って、上記レーザ光１３４により、予め帯電部材１２３により帯電された感光体表面電荷を選択的に放電させ、感光体１２１上に静電潜像が形成される。一方、現像に供されるトナーは現像装置１２４における現像ユニット１５０に蓄積されている。現像ユニット１５０内で適度な攪拌により電荷付与されたトナーは現像ローラ１５１表面に付着し、現像ローラ１５１に与えられた現像バイアス電圧及び感光体表面電位の作り出す電界の作用により、静電潜像に応じたトナー像を感光体１２１上に形成することができる。
【００１２】
従って、前記給紙部１０１より画像形成装置１０２に搬送された用紙１０５は、感光体１２１と転写ローラ１２２とに挟まれ送られる。そして、転写ローラ１２２に印加された転写電圧の与える電界の作用により、感光体１２１上のトナーは電気的に吸引され用紙１０５に転写される。このとき、感光体１２１上のトナーは転写ローラ１２２により用紙１０５に転写されると共に、未転写トナーはクリーニングユニット１２６により回収される。
【００１３】
その後、用紙１０５は定着装置１０４に搬送される。そこで、加圧ローラ１４１及び百数十度に保たれたヒートローラ１４２により適度な温度と加圧力とが与えられる。そして、トナーは溶解し用紙１０５に固定され堅牢な画像となる。用紙１０５は用紙搬送ローラ１０６・１０７により搬送され機外に排出される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように、近年実用化された非磁性１成分現像方式では、トナーを担持した現像ローラと感光体上の静電潜像とが接触している画像形成装置がほとんどである。また、現像装置においてはブレードが現像ローラに圧接され、トナー供給ローラが現像ローラに接触して配置されている。
【００１５】
この現像方法によれば、比較的容易にトナーを帯電させることが可能であるが、現像ローラが感光体に接触しているために現像装置の駆動トルクが問題になる。すなわち、この現像ローラと感光体とが接触しているため、感光体の駆動モータのパワーを必要以上に要し、且つ画像上にジッターが発生し画像品質の低下を引き起こす。従って、画像形成装置本体の駆動系に必要以上の強度が要求される。さらに、駆動モータが大きく高価になり、近年の小型・節電型の装置には適さないという問題を有している。
【００１６】
また、現像ローラは、その表面に付着したトナーを感光体にできるだけ多く移動させるために、現像ローラの周速を感光体の周速より速く設定している。従って、感光体に対する現像ローラの押当力が大きくなると、感光体が現像ローラに対して従動回転しようとする。一方、感光体は常に駆動源からの回転が伝達されて一定の速度で回転しようとする。このため、感光体はそれ自体が駆動する力と現像ローラからの駆動力とのために、駆動ギアと従動ギアとのバックラッシュ分だけ感光体と現像ローラとの間で回転ムラを生じる。
【００１７】
そこで、従来はこの感光体の回転ムラを防止するために、ギアの精度を非常によくしてバックラッシュそのものを小さくする構成としていた。さらに、感光体に負荷を加えながら十分な駆動力で回転を安定させていた。ところが、上記方法では、装置そのものが大きくなり、コストが高くなるので、装置の小型軽量化、及び低コスト化が難しい。また、印字を重ねていくと現像装置のトルクが上がり、回転ムラが強調され画像再現性が悪化するという問題を有している。
【００１８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、小型で低トルクの駆動モータを用いて、感光体の回転ムラがなく、且つ高画質が得られる画像形成装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、回転により非磁性１成分トナーを担持する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体が円筒状の感光体の外周面上に接触して配置された画像形成装置において、上記現像剤担持体は、感光体の外周面に接触して感光体上に非磁性１成分トナーを供給するための導電性弾性部材を備え、上記現像剤担持体の周速が上記感光体の周速よりも速く設定されており、上記感光体が有機光導電体からなり、上記有機光導電体の表面層は、シロキサンユニットを主鎖にブロック重合させたポリカーボネート共重合体、シロキサンユニットを側鎖にグラフト重合させたポリカーボネート共重合体、および側鎖にシリコーンユニットをグラフトさせたビニル重合性モノマーを共重合して得られる樹脂からなる群から選択された少なくとも１種を含有し、上記感光体と現像剤担持体の導電性弾性部材との間の動摩擦係数が０．５以下であり、上記感光体の回転方向に対して上記現像剤担持体の上流側に位置し、感光体の外周面上に接触して配置され、回転により感光体を帯電させる帯電ブラシを有し、該帯電ブラシには感光体の回転に伴って帯電ブラシを駆動するための帯電ギアが設けられており、該帯電ギアは感光体を駆動するために設けられた感光体ギアに接続され、感光体と同方向に帯電ブラシを回転させ、上記感光体と上記帯電ブラシとは接触部分において逆方向に移動することを特徴としている。
【００２０】
上記画像形成装置によれば、以下の通りになる。現像剤担持体の導電性弾性部材と感光体とが接触しているので、現像剤担持体を駆動するために画像形成装置は大きな力が必要となる。
【００２１】
そこで、上記構成では、感光体が有機光導電体からなり、上記有機光導電体の表面層が、シロキサンユニットを主鎖にブロック重合させたポリカーボネート共重合体、シロキサンユニットを側鎖にグラフト重合させたポリカーボネート共重合体、および側鎖にシリコーンユニットをグラフトさせたビニル重合性モノマーを共重合して得られる樹脂からなる群から選択された少なくとも１種を含有することにより、上記感光体の表面層と、現像剤担持体の導電性弾性部材との間の動摩擦係数を０．５以下にする。
【００２２】
これにより、感光体及び現像剤担持体間の摩擦抵抗が小さくなるので、感光体の駆動力を低減することができる。この結果、感光体を駆動するための駆動モータを小型、且つ低トルクとすることができる。この結果、感光体の安定した回転が可能となり、鮮明な高品位の画質が得られる。
【００２３】
本発明の他の画像形成装置は、回転により非磁性１成分トナーを担持する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体が円筒状の感光体の外周面上に接触して配置された画像形成装置において、上記現像剤担持体は、感光体の外周面に接触して感光体上に非磁性１成分トナーを供給するための弾性部材を備え、上記現像剤担持体の周速が上記感光体の周速の１．１倍から２．０倍に設定されており、上記感光体が有機光導電体からなり、上記有機光導電体の表面層は、シロキサンユニットを主鎖にブロック重合させたポリカーボネート共重合体、シロキサンユニットを側鎖にグラフト重合させたポリカーボネート共重合体、および側鎖にシリコーンユニットをグラフトさせたビニル重合性モノマーを共重合して得られる樹脂からなる群から選択された少なくとも１種を含有し、上記感光体と現像剤担持体の弾性部材との間の動摩擦係数が０．５以下であり、上記感光体の回転方向に対して上記現像剤担持体の上流側に位置し、感光体の外周面上に接触して配置され、回転により感光体を帯電させる帯電ブラシを有し、該帯電ブラシには感光体の回転に伴って帯電ブラシを駆動するための帯電ギアが設けられており、該帯電ギアは感光体を駆動するために設けられた感光体ギアに接続され、感光体と同方向に帯電ブラシを回転させ、上記感光体と上記帯電ブラシとは接触部分において逆方向に移動することを特徴としている。
【００２４】
上記画像形成装置によれば、非磁性１成分トナーを供給するための弾性部材を備えた現像剤担持体の表面の非磁性１成分トナーをできるだけ多く感光体に付着させるために、現像剤担持体の周速は感光体の周速より速く（１．１倍から２．０倍）設定されている。
【００２５】
ここで、感光体及び現像剤担持体間の摩擦抵抗が大きい場合、感光体は感光体に押圧されている現像剤担持体が回転することによって、現像剤担持体に従動回転しようとする。従って、感光体を駆動する駆動ギアと、従動ギアとのバックラッシュ分だけ感光体と現像剤担持体との間に回転ムラが生じる。
【００２６】
このため、有機光導電体からなる上記感光体の表面層は、シロキサンユニットを主鎖にブロック重合させたポリカーボネート共重合体、シロキサンユニットを側鎖にグラフト重合させたポリカーボネート共重合体、および側鎖にシリコーンユニットをグラフトさせたビニル重合性モノマーを共重合して得られる樹脂からなる群から選択された少なくとも１種を含有して、上記感光体と現像剤担持体の弾性部材との間の動摩擦係数を０．５以下にすることにより、感光体及び現像剤担持体間の摩擦抵抗が小さくなるので、感光体が現像剤担持体に従動しようとする作用を抑えることができる。この結果、感光体の安定した回転が可能となり、鮮明な高品位の画質が得られる。
【００２７】
上記画像形成装置では、上記感光体の回転方向に対して上記現像剤担持体の上流側に位置し、感光体の外周面上に接触して配置され、回転により感光体上の現像剤を帯電させる帯電部材を有し、該帯電部材には感光体の回転に伴って帯電部材を駆動するための帯電ギアが設けられており、該帯電ギアは感光体を駆動するために設けられた感光体ギアに接続され、感光体の周速度と異なる周速度で帯電部材を回転させてもよい。
【００２９】
上記画像形成装置においては、上記感光体とは複写材の搬送経路を挟んで対向した位置で、感光体の外周面上に接触して配置され、回転により感光体上の現像剤を上記複写材に転写させる転写部材を有し、該転写部材には感光体の回転に伴って転写部材を駆動するための転写ギアが設けられており、該転写ギアは上記感光体ギアに接続され、感光体の周速度と異なる周速度で転写部材を回転させてもよい。
【００３０】
上記画像形成装置によれば、感光体の回転に伴う感光体ギアの回転によって転写ギアが回転する。それにより、転写部材が駆動される。このとき、転写ギアの径等を調整することによって、感光体と転写部材との周速を変えることができる。そこで、感光体の周速度と異なる周速度で転写部材を回転させることにより、転写部材は感光体の回転を阻止しようと作用する。このため、感光体の駆動トルクが高くなるので、現像剤担持体の見かけ上の感光体に対する駆動力が小さくなる。従って、感光体が現像剤担持体に従動しようとする作用を抑えることができる。この結果、感光体の回転ムラをさらに低減させることが可能となり、より鮮明な高品位の画質が得られる。
【００３１】
上記画像形成装置では、上記感光体と現像剤担持体との間の動摩擦係数が０．２以下であってもよい。これにより、さらに、感光体の安定した回転が可能となり、鮮明な高品位の画質が得られる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施の形態について図１及び図２に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では画像形成装置をレーザプリンタに適用した場合について説明する。
【００３３】
上記レーザプリンタは、図１に示すように、給紙部１、本発明の画像形成装置２、レーザ走査部３、及び定着装置４を有している。給紙部１はプリンタ内部にある画像形成装置２に用紙５を搬送し、画像形成装置２は搬送された用紙５上にトナー像を転写し画像を形成する。用紙５はさらに送り込まれ、定着装置４によりトナー（現像剤）は用紙５上に固定される。その後、用紙搬送ローラ６・７によりプリンタ外部に排出される。すなわち、用紙５は図中の太線で示される矢印Ａの経路を辿る。
【００３４】
上記給紙部１は、給紙トレイ１１、給紙ローラ１２、用紙分離摩擦板１３、加圧バネ１４、用紙検知アクチュエータ１５、用紙検知センサ１６、及び制御回路１７を有している。
【００３５】
給紙トレイ１１に装着された用紙５は、プリント命令を受け、給紙トレイ１１の下方部に配置された給紙ローラ１２、用紙分離摩擦板１３、及び加圧バネ１４の作用により、一枚ずつ給紙され、プリンタ内部に給送される。送り込まれた用紙５は、用紙検知アクチュエータ１５を倒し、その情報を用紙検知光学センサ１６に電気信号として出力させ、画像印刷の開始を指示する。用紙検知アクチュエータ１５の動作により起動された制御回路１７は、画像信号をレーザ走査部３の図示しないレーザ発光ダイオードに送り、発光ダイオードの点灯／非点灯を制御する。
【００３６】
上記レーザ走査部３は、上記レーザ発光ダイオードの他に反射ミラー３５・３６・３７を備えている。図１において、レーザ発光ダイオードより照射されたレーザ光３４は紙面に対して垂直方向に走査する。従って、レーザ光３４は、反射ミラー３５・３６・３７を介して画像形成装置２における感光体２１上を紙面に対して垂直方向に走査する。このとき、レーザ光３４は、上記制御回路１７からの点灯／非点灯の情報を基に、感光体２１上に選択的に露光する。
【００３７】
上記画像形成装置２は、感光体２１、転写ローラ２２、帯電装置２３、現像ローラ５１（現像剤担持体）を有する現像装置２４、パルスモータ２５、及びクリーニングユニット２６を備えている。画像形成装置２については後で詳細に説明する。
【００３８】
上記レーザ光３４により、予め帯電装置２３により帯電された感光体表面電荷を選択的に放電させ、感光体２１上に静電潜像が形成される。一方、現像に供されるトナーは現像装置２４における現像ユニット５０に蓄積されている。現像ユニット５０内で適度な攪拌により電荷付与されたトナーは、現像ローラ５１表面に付着し、現像ローラ５１に与えられた現像バイアス電圧及び感光体表面電位の作り出す電界の作用により、静電潜像に応じたトナー像を感光体２１上に形成する。
【００３９】
前記給紙部１より画像形成装置２に搬送された用紙５は、感光体２１と転写ローラ２２とに挟まれ送られる。そして、転写ローラ２２に印加された転写電圧の与える電界の作用により、感光体２１上のトナーは電気的に吸引され用紙５に転写される。このとき、感光体２１上のトナーは転写ローラ２２により用紙５に転写されると共に、未転写トナーはクリーニングユニット２６により回収される。
【００４０】
その後、用紙５は定着装置４に搬送される。そこで、加圧ローラ４１及び百数十度に保たれたヒートローラ４２により適度な温度と加圧力とが与えられる。そして、トナーは溶解し、用紙５に固定され堅牢な画像となる。用紙５は用紙搬送ローラ６・７により搬送され、機外に排出される。
【００４１】
上記画像形成装置２の詳細について以下に説明する。上記クリーニングユニット２６、帯電装置２３、及び現像装置２４は、感光体２１の回転方向の上流側から順に、感光体２１の外周面上に接触して配置されている。すなわち、クリーニングユニット２６の掻きとり板、帯電装置２３の帯電ブラシ、及び現像装置２４の現像ローラ５１は感光体２１に接触している。転写ローラ２２は搬送された用紙５を挟持するように、感光体２１と対向する位置に感光体２１と接触して配される。
【００４２】
このとき、帯電ブラシはスプリング２３ａにより、感光体２１に押圧されている。また、現像装置２４の上部に設けられたスプリング２４ａの作用により、現像ローラ５１は感光体２１に押圧されている。さらに、転写ローラ２２はスプリング２２ａにより、感光体２１に押圧されている。
【００４３】
上記感光体２１には２段のギアが設けられており、１つはパルスモータ２５からの駆動をギア２５ａ・２５ｂ・２５ｃを介して受けるためのものであり、他方は転写ローラ２２を駆動するためのものである。パルスモータ２５を駆動することにより、ギア２５ａは図中において反時計回りに回転する。ギア２５ａの回転により、ギア２５ｂは時計回りし、それによってギア２５ｃが反時計回りに回転する。この一連の動作により感光体２１は図中において時計回りに回転駆動する。ここで、現像装置２４は図示しない他の駆動ギアにより駆動される。
【００４４】
感光体２１としては、各種の無機系及び有機系の感光体を用いることができる。無機系としては、例えば、アモルファスセレン、セレンテルル、セレンひ素セレンアンチモン、セレンひ素、硫化カドミウム、酸化亜鉛などがある。有機系としては、ポリビニルカルバゾールなどがある。この有機系感光体の中には、電荷発生層及び電荷輸送層を積層した、いわゆる積層型有機感光体がある。積層型有機感光体は、例えばＵＳＰ４２５１６１２に開示されている。
【００４５】
積層型感光体の場合、電荷発生層に用いられる電荷発生物質としては、セレン及びその合金、ひ素セレン、磁化カドミニウム、酸化亜鉛、及びその他の無機光導電物質と、フタロシアニン、アゾ色素、キナクリドン、多環キノン、ビリリウム塩、チアビリリウム塩、インジゴ、チオインジゴ、アントアントロン、ピラントロン、シアニン等の各種有機顔料や染料とが使用できる。その中でもフタロシアニン類及びアゾ顔料が好ましい。
【００４６】
電荷輸送層に使用される電荷輸送材料としては、例えばカルバゾール、インドール、イミダゾール、オキサゾール、ピラゾリン、チアジアゾール等の複素環化合物、アニリン誘導体、ヒドラゾン化合物、芳香族アミン誘導体、スチルベン誘導体、あるいはこれらの化合物からなる基を主鎖もしくは側鎖に有する重合体等の電子供与性物質が挙げられる。
【００４７】
ポリマー材料としては、ポリメチルメクタリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のビニル重合体及びその共重合体、各種ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエステルカーボネート、ポリスルホン、ポリイミド、フェノキシ、エポキシ、シリコーン樹脂またはこれらの部分架橋硬化物が使用できる。
【００４８】
本実施の形態の画像形成装置に用いられる動摩擦係数が０．５以下である感光体としては、例えば以下に示すものがある。
【００４９】
（１）感光体表面層にシロキサンユニットを主鎖にブロック重合させたポリカーボネイト共重合体（例えば、特開平５−８８３９８号公報に開示）、またはシロキサンユニットを側鎖にグラフト重合させたポリカーボネイト共重合体（例えば、特開平５−１５８２４９号公報に開示）の少なくとも１種を含有する有機感光体。
【００５０】
（２）感光体表面層に固体潤滑剤を含有する有機感光体。固体潤滑剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のフッ化ポリアルキレン樹脂、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等が挙げられる。
【００５１】
（３）感光体表面層にシリコーン側鎖を有するマクロマーをグラフト重合した樹脂を含有する有機感光体。例えば、このような樹脂としては、側鎖にシリコーンユニットをグラフトさせたアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルとアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン等のビニル重合性モノマーを共重合して得られる樹脂が挙げられる（例えば、特開昭６２−２０５３５６号公報に開示）。
【００５２】
（４）感光体表面層にフッ化アルキレン側鎖を有するマクロマーをグラフト重合した樹脂を含有する有機感光体。例えば、このような樹脂としては側鎖にフルオロアルキルユニットをグラフトさせたアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルとアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン等のビニル重合性モノマーを共重合して得られる樹脂が挙げられる。
【００５３】
本実施の形態に用いた感光体２１は、φ２４ｍｍ、厚み０．７５ｍｍのアルミ円筒管である。電荷輸送層としては円筒管上にシロキサンユニットを側鎖にグラフト重合させたポリカーボネイト共重合体に分散されたヒドラゾンを２０μｍの膜厚で塗布した。ここで、上記ポリカーボネイト共重合体は化学式（１）に表され、化学式（１）中のＸは化学式（２）に表される。また、上記ヒドラゾンは化学式（３）に表される。
【００５４】
【化１】
0003904810.tif 000002
【００５５】
【化２】
0003904810.tif 000003
【００５６】
【化３】
0003904810.tif 000004
【００５７】
電荷発生層としてはポリビニルブチラール中に微粒子分散させたフタロシアニンを０．５μｍの膜厚で塗布したものを用いた。感光体２１はパルスモータ２５によりギア３段で減速され、周速２５ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。
【００５８】
上記帯電装置２３の帯電ブラシは、接触型導電性ブラシである。帯電ブラシの材料はレーヨンにカーボンを分散した抵抗値１０6 Ωのものを使用した。帯電ブラシのブラシ繊維の太さは６．７μｍ、長さは２．５ｍｍ、植毛密度は２００００本／ｃｍ2 である。上記帯電ブラシは感光体２１にスプリング２３ａにより４００ｇで押圧されている。
【００５９】
転写ローラ２２としてはφ１２ｍｍの導電性スポンジローラを用いた。材料はウレタンにカーボンを分散させたスポンジローラである。転写ローラ２２の抵抗値は１０4 Ωになるようにカーボン量を調整しており、硬度はアスカーＣで測定して４０〜５０°のものを用いた。転写ローラ２２は感光体２１にスプリング２２ａにより１．５ｋｇで押圧されている。
【００６０】
現像装置２４は、画像形成装置２本体に装着された状態で本体よりスプリング２４ａにより８００ｇで感光体２１に押圧されている。それによって、感光体２１と転写ローラ２２とは１．５ｍｍのニップ幅を有する。上記現像装置２４は非磁性１成分現像装置を用いる。
【００６１】
図２に示すように、現像装置２４は現像ユニット５０を有している。現像ユニット５０内部には、矢印Ｄ方向に回転し、トナーを攪拌しながら後述の多角形ローラ５３にトナーを搬送するアジテータ５５が備えられている。また、現像ユニット５０の下方部にできる開口部を塞ぐように現像ローラ５１が設けられている。
【００６２】
現像ローラ５１は矢印Ｂ方向に周速可変で回転し、現像ユニット５０内の非磁性１成分トナーを感光体２１と当接する現像領域に搬送する。現像領域より上流側には現像剤層厚規制部材５２が配されており、現像ローラ５１に押圧されている。現像剤層厚規制部材５２は現像ローラ５１の軸方向全域にわたってトナー層を均一に作成する。
【００６３】
上記現像ローラ５１の回転方向に対して現像剤層厚規制部材５２の上流側には、現像ユニット５０の側壁を延設した掻きとり板５４が配されている。掻きとり板５４には複数個の穴５６が設けられている。
【００６４】
また、現像剤層厚規制部材５２の上流側で、掻きとり板５４を現像ローラ５１の上流方向側に延長した方向上に多角形ローラ５３を配する。多角形ローラ５３は矢印Ｃ方向に回転し、トナーを搬送する。
【００６５】
アジテータ５５から多角形ローラ５３に搬送されたトナーは、掻きとり板５４により掻きとられた後、現像ローラ５１により現像剤層厚規制部材５２の方向に送り込まれる。搬送されたトナーの一部は現像剤層厚規制部材５２により現像ローラ５１に一定の層厚で塗布され、残りのトナーは現像剤層厚規制部材５２に押し戻されて掻きとり板５４に設けられた穴５６よりアジテータ５５の方向に戻される。
【００６６】
上記現像ローラ５１はφ１６ｍｍであり、前記感光体２１と０．３ｍｍの一定のニップ幅を持って圧接されている。現像ローラ５１は感光体２１とニップを持たせるために、ゴム弾性を有する材料で構成される。現像ローラ５１の材料は例えば、ウレタン系ゴム、シリコン系ゴム、ＮＢＲ系ゴム等の導電性弾性部材である。また、現像ローラ５１の硬度は、アスカーＣで５０〜９０°が望ましい。さらに、現像ローラ５１は抵抗値が１０4 〜１０8 Ωのものが好ましく、１０6 〜１０7 Ωのものがさらに特性がよい。
【００６７】
現像剤層厚規制部材５２は、現像ローラ５１に３０ｇ／ｃｍで押圧されている。また、現像剤層厚規制部材５２は、剛性を有するＳＵＳ、Ａｌ、その他類似の合金等で構成されている。
【００６８】
多角形ローラ５３はφ１２ｍｍであり、周速は４０ｍｍ／ｓｅｃである。なお、多角形ローラは角数が多いほうがトナーの搬送能力が低く、少ないほうが高い。しかし、角数が少なすぎると搬送量にムラが生じるため、角数は５角から８角が望ましい。
【００６９】
次に、従来の画像形成装置における感光体タイプと本実施の形態の画像形成装置における感光体タイプとの性能を比較した。
【００７０】
実験に用いたパルスモータは松下社製パルスモータである。このパルスモータは、入力電圧１２Ｖ、巻せん抵抗７．８Ω、及び電流０．６５Ａのとき４４０ｇｆｃｍの駆動トルクを得ることができる。実験は、現像ローラと感光体との周速比を変えた場合について、感光体のモータ軸のトルクをモニターすることで評価した。この理由としては、感光体のモータ軸で見た場合のトルクの内最も大きいものが現像ローラと感光体との周速度差によるスリップトルクだからである。表１に感光体に対する現像ローラの周速比を１．０〜１．７まで変えた場合についての従来感光体と本実施の形態の感光体とのモータ軸上でのトルク比較を示す。
【００７１】
【表１】
0003904810.tif 000005
【００７２】
これにより、周速比が１．０〜１．７の範囲のとき、本実施の形態の感光体によるトルクは、従来と比較して１／３以下になることがわかる。これは、本実施の形態の感光体と現像ローラとの摩擦が従来に比較して小さくなったためである。
【００７３】
次に、上記と同様に感光体に対する現像ローラの周速比を変えた場合のハーフトーン画像及び黒ベタ画像の均一性について評価した。ここで、ハーフトーン画像とは、用紙の搬送方向に対して垂直方向に用紙上に黒線部分と白ぬき部分とが交互に形成された画像である。このハーフトーン画像は理想的な場合は黒線と白抜き部分との幅が等しく、且つ黒線同士の間隔、すなわち白抜き部分の幅がすべて等しくなる。ハーフトーン画像の均一性は黒線間隔の変化を評価している。この黒線間隔、すなわちピッチエラーの測定により、感光体の回転ムラを評価することができる。また、黒ベタ画像の均一性は濃度ムラによって評価する。この結果を表２に示す。
【００７４】
【表２】
0003904810.tif 000006
【００７５】
これにより、従来の感光体では周速比が１．０のときは、画質は安定しているが感光体の回転にムラがある。また、周速比が１．３以上のときは、画質も悪く、感光体に回転ムラが生じる。一方、本実施の形態の感光体では、感光体に対する現像ローラの周速比が１．７であっても、ピッチエラーがなく、且つ濃度ムラもないことがわかる。従って、本実施の形態の画像形成装置では感光体の回転ムラがなく、良好な画像を得ることができる。
【００７６】
次に、別の測定装置を用いて各種感光体の摩擦特性を比較した。実験条件は次の通りである。ガラスの上にシート状の感光体を固定してその上に幅３１ｍｍ、厚み２ｍｍのウレタンゴムを圧接する。すなわち、ガラスとウレタンゴムとの間にシート状の感光体が挟持された状態である。このシートを速度１００ｍｍ／ｍｉｎで引っ張ったときのゴム押圧力と引張力との関係を評価した。
【００７７】
ここで、ゴム押圧力をＭ、引張力をＦ、動摩擦係数をμとすると、Ｆ＝μＭの関係が成り立つ。すなわち、横軸をゴム押圧力、縦軸を引張力とした場合、その傾きが動摩擦係数μとなる。なお、ガラスと感光体とのずれはないものとしている。本願においては、この動摩擦係数μが０．５以下であることを必須条件としており、より好ましくは０．２以下である。表３に測定結果を示す。
【００７８】
【表３】
0003904810.tif 000007
【００７９】
これにより、従来の感光体によるウレタンゴムとの動摩擦係数は約０．６７である。また、本実施の形態の改良Ａによるウレタンゴムとの動摩擦係数は約０．２４、改良Ｂ・Ｃでは約０．１２である。従って、改良Ａでは、摩擦による抵抗が従来の約１／３になっており、改良Ｂ・Ｃでは従来の約１／６になっていることがわかる。
【００８０】
従って、本実施の形態の画像形成装置は、感光体と現像ローラとの摩擦が小さいので、感光体のモータ軸上の駆動トルクを低減することができる。この結果、画像形成装置の駆動モータを小型、且つ低トルクにすることができる。さらに、感光体と現像ローラとの摩擦抵抗が小さいので、感光体が現像ローラに従動しようとする作用を低減させることができる。この結果、従来のようにギアの精度を高精度に設定しなくても、感光体の安定した回転が可能となり、高品位の画質が得られる。
【００８１】
なお、上記の実験では、感光体としてシート状のものを用いたが、感光体は実際に使用するドラム形状としても上記とほぼ同様の値が得られる。すなわち、感光体ドラムを固定して、その上に幅３１ｍｍ、厚み２ｍｍのウレタンゴムを圧接する。そして感光体ドラムを速度１００ｍｍ／ｍｉｎで回転させたときのゴム押圧力と引張力との関係を評価しても上記と同じ結果が得られる。
【００８２】
以下に上記表３の各種感光体の詳細を示す。電荷輸送層のバインダーは、
従来Ａ：ポリメタクリル酸メチル（三菱レーヨン製  ＢＲ−８５）
従来Ｂ：ポリカーボネイト（三菱化学製ノバレックス（登録商標）７０２５）
改良Ａ：シキロサンユニットを主鎖にブロック重合させたポリカーボネート共重合体
改良Ｂ：シキロサンユニットを側鎖にグラフト重合させたポリカーボネート共重合体（実施の形態１の感光体）
改良Ｃ：側鎖にシリコーンユニットをグラフトさせたメタクリル酸エステルとスチレンとの共重合体とポリカーボネイト（三菱化学製  ノバレックス（登録商標）７０２５）との混合物
なお、電荷輸送層のバインダー以外の構成は前記と同様である。
【００８３】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図３に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態の図面に示した部材と同一の部材には同一の符号を付記し、その説明を省略する。本実施の形態の画像形成装置は、実施の形態１と同様のレーザプリンタに適用した場合について説明する。
【００８４】
本実施の形態の画像形成装置は、感光体６１、転写ローラ６２、帯電装置６３、現像ローラ５１（現像剤担持体）を有する現像装置６４、パルスモータ２５、及びクリーニングユニット６６を備えている。
【００８５】
上記クリーニングユニット６６、帯電装置６３、及び現像装置６４は、感光体６１の回転方向の上流側から順に、感光体６１の外周面上に接触して配置されている。すなわち、クリーニングユニット６６の掻きとり板、帯電装置６３の帯電ブラシ（帯電部材）、及び現像装置６４の現像ローラ５１は感光体６１に接触している。転写ローラ６２は搬送された用紙５を挟持するように、感光体６１と対向する位置に配される。
【００８６】
上記感光体６１には２段のギアが設けられており、１つはパルスモータ２５からの駆動を受けるためのものであり、他方は帯電装置６３、現像装置６４、及び転写ローラ６２を駆動するためのものである。すなわち、感光体６１はパルスモータ２５より図中において時計回りに回転駆動する。また、帯電装置６３には帯電ギア６３ｂが設けられ、感光体ギア（図示せず）に接続される。つまり、帯電装置２３は、帯電ギア６３ｂを介して感光体ギアにより駆動される。現像装置６４及び転写ローラ６２は感光体ギアにより駆動される。
【００８７】
このとき、帯電ブラシはスプリング６３ａにより、感光体６１に押圧されている。また、現像装置６４の上部に設けられたスプリング６４ａの作用により、現像ローラ５１は感光体６１に押圧されている。さらに、転写ローラ６２はスプリング６２ａにより、感光体６１に押圧されている。
【００８８】
本実施の形態に用いた感光体６１は、実施の形態１と同様である。すなわち、感光体６１は、φ２４ｍｍ、厚み０．７５ｍｍのアルミ円筒管である。電荷輸送層としては円筒管上にシロキサンユニットを側鎖にグラフト重合させたポリカーボネイト共重合体に分散されたヒドラゾンを２０μｍの膜厚で塗布した。電荷発生層としてはポリビニルブチラール中に微粒子分散させたフタロシアニンを０．５μｍの膜厚で塗布したものを用いた。感光体６１はパルスモータ２５によりギア３段で減速され、周速２５ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。
【００８９】
帯電装置６３の帯電ブラシは接触型導電性ブラシである。ブラシはφ１０ｍｍの金属シャフトに、レーヨンにカーボンを分散した抵抗値１０6 Ωのものをφ１２ｍｍになるように巻きつけて用いた。ブラシ繊維の太さは１０μｍ、長さは４ｍｍ、植毛密度は１００００本／ｃｍ2 である。ブラシ先端は径が１２ｍｍになるように先端部分をカールするように熱処理を施してある。上記帯電ブラシは感光体６１にスプリング６３ａにより２００ｇで押圧されており、実施の形態１の回転方向とは反対方向、すなわち感光体６１と同方向に周速３０ｍｍ／ｓｅｃで回転運動している。
【００９０】
転写ローラ６２としてはφ１２ｍｍの導電性スポンジローラを用いた。材料はウレタンにカーボンを分散させたスポンジローラである。転写ローラ６２の抵抗値は１０4 Ωになるようにカーボン量を調整しており、硬度はアスカーＣで測定して４０〜５０°のものを用いた。転写ローラ６２は感光体６１にスプリング６２ａにより１．５ｋｇで押圧されている。
【００９１】
現像装置６４は、画像形成装置２本体に装着された状態で本体よりスプリング６４ａにより８００ｇで感光体６１に押圧されている。それによって、感光体６１と転写ローラ６２とは１．５ｍｍのニップ幅を有する。
【００９２】
上記現像装置６４は実施の形態１の現像装置２４と同様の非磁性１成分現像装置を用いた。現像装置６４は現像ユニット５０の下方部にできる開口部を塞ぐように現像ローラ５１が設けられている。現像ローラ５１は感光体６１とは逆方向に周速可変で回転し、現像ユニット５０内の非磁性１成分トナーを感光体６１と当接する現像領域に搬送する。現像領域より上流側には現像剤層厚規制部材が配されており、現像ローラ５１に押圧されている。現像剤層厚規制部材は現像ローラ５１の軸方向全域にわたってトナー層を均一に作成する。
【００９３】
現像ローラ５１はφ１６ｍｍであり、前記感光体６１と０．３ｍｍの一定のニップ幅を持って圧接されている。また、現像ローラ５１は感光体６１とのニップを持たせるために、ゴム弾性を有する材料で構成されており、材料はシリコン系の導電性弾性ゴムを用いた。現像ローラ５１の硬度はアスカーＣで７５°であり、抵抗値は１０6 Ωである。また、現像剤層厚規制部材は、剛性を有する鉄で構成されており、現像ローラ５１に３０ｇ／ｃｍで押圧されている。
【００９４】
上記画像形成装置を用いて実施の形態１と同様に従来の感光体タイプと本実施の形態の感光体タイプとを比較した。
【００９５】
実験に用いたパルスモータは松下社製パルスモータである。このパルスモータは、入力電圧１２Ｖ、巻せん抵抗７．８Ω、及び電流０．６５Ａで４４０ｇｆｃｍの駆動トルクを得ることができる。実験は現像ローラと感光体との周速比を変えた場合についてのモータ軸のトルクをモニターすることで評価した。この理由としては、モータ軸で見た場合のトルクの内最も大きいものが現像ローラと感光体との周速度差によるスリップトルクであるからである。表４に感光体に対する現像ローラの周速比を１．０〜１．７まで変えた場合についての従来感光体と本実施の形態の感光体とのモータ軸上でのトルク比較を示す。
【００９６】
【表４】
0003904810.tif 000008
【００９７】
これにより、周速比が１．０〜１．７の範囲のとき、本実施の形態の感光体によるトルクは、従来と比較して１／３以下になることがわかる。
【００９８】
次に、上記と同様に感光体に対する現像ローラの周速比を変えた場合のハーフトーン画像及び黒ベタ画像の均一性について評価した。この結果を表５に示す。
【００９９】
【表５】
0003904810.tif 000009
【０１００】
これにより、従来の感光体では周速比が１．５以上のときは、画質も悪く、感光体に回転ムラが生じる。一方、本実施の形態の感光体では、感光体に対する現像ローラの周速比が１．７であっても、ピッチエラーがなく、且つ濃度ムラもないことがわかる。従って、本実施の形態の画像形成装置では感光体の回転ムラがなく、良好な画像を得ることができる。
【０１０１】
また、上記表４及び表５と、実施の形態１の表１及び表２とを比較すると、従来の感光体及び実施の形態２の感光体ともにトルクが大きくなっているが、ハーフトーン画像の均一性は向上することがわかる。これは、帯電ギアを用い、感光体の周速度と異なる周速度で帯電ブラシを回転させているので、帯電ブラシが感光体の回転を阻止しようと作用するからである。つまり、帯電ブラシの駆動により感光体の駆動トルクが高くなり、見かけ上現像ローラの感光体の駆動力が小さくなるからである。この結果、感光体が現像ローラに従動しようとするのを抑えることができ、感光体に回転ムラが生じるのを防ぐことができる。
【０１０２】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態について図４に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態の図面に示した部材と同一の部材には同一の符号を付記し、その説明を省略する。本実施の形態の画像形成装置は、実施の形態１と同様のレーザプリンタに適用した場合について説明する。
【０１０３】
本実施の形態の画像形成装置は、感光体７１、転写ローラ７２（転写部材）、帯電装置７３、現像ローラ５１（現像剤担持体）を有する現像装置７４、パルスモータ２５、及びクリーニングユニット７６を備えている。
【０１０４】
上記クリーニングユニット７６、帯電装置７３、及び現像装置７４は、感光体７１の回転方向の上流側から順に、感光体７１の外周面上に接触して配置されている。すなわち、クリーニングユニット７６の掻きとり板、帯電装置７３の帯電ブラシ、及び現像装置７４の現像ローラ５１は感光体７１に接触している。転写ローラ７２は搬送された用紙５（複写材）を挟持するように、感光体７１と対向する位置に配される。
【０１０５】
上記感光体７１には２段のギアが設けられており、１つはパルスモータ２５からの駆動を受けるためのものであり、他方は転写ローラ７２を駆動するためのものである。すなわち、感光体６１はパルスモータ２５より図中において時計回りに回転駆動する。また、転写ローラ７２には転写ギア７２ｂが設けられ、感光体ギア（図示せず）に接続されている。つまり、転写ローラ７２は、転写ギア７２ｂを介して感光体ギアにより駆動される。現像装置７４及び帯電装置７３は他のギアにより駆動される。
【０１０６】
このとき、帯電ブラシはスプリング７３ａにより、感光体７１に押圧されている。また、現像装置７４の上部に設けられたスプリング７４ａの作用により、現像ローラ５１は感光体７１に押圧されている。さらに、転写ローラ７２はスプリング７２ａにより、感光体７１に押圧されている。
【０１０７】
本実施の形態に用いた感光体７１は、実施の形態１と同様である。すなわち、感光体７１は、φ２４ｍｍ、厚み０．７５ｍｍのアルミ円筒管である。電荷輸送層としては円筒管上にシロキサンユニットを側鎖にグラフト重合させたポリカーボネイト共重合体に分散されたヒドラゾンを２０μｍの膜厚で塗布した。電荷発生層としてはポリビニルブチラール中に微粒子分散させたフタロシアニンを０．５μｍの膜厚で塗布したものを用いた。感光体７１はパルスモータ２５によりギア３段で減速され、周速２５ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。
【０１０８】
帯電装置７３は接触型導電性ブラシである。ブラシはφ１０ｍｍの金属シャフトに、レーヨンにカーボンを分散した抵抗値１０6 Ωのものをφ１２ｍｍになるように巻きつけて用いた。ブラシ繊維の太さは１０μｍ、長さは４ｍｍ、植毛密度は１００００本／ｃｍ2 である。ブラシ先端は径が１２ｍｍになるように先端部分をカールするように熱処理を施してある。
【０１０９】
上記帯電ブラシは感光体７１にスプリング７３ａにより２００ｇで押圧されており、実施の形態１の回転方向とは反対方向、すなわち感光体７１と同方向に周速３０ｍｍ／ｓｅｃで回転運動している。
【０１１０】
転写ローラ７２としてはφ１２．３ｍｍの導電性スポンジローラを用いた。材料はウレタンにカーボンを分散させたスポンジローラである。転写ローラ７２の抵抗値は１０4 Ωになるようにカーボン量を調整しており、硬度はアスカーＣで測定して４０〜５０°のものを用いた。転写ローラ７２は感光体７１にスプリング７２ａにより１．５ｋｇで押圧されている。
【０１１１】
また、転写ローラ７２は周速２６ｍｍ／ｓｅｃで感光体ギアにより駆動される。つまり、転写ローラ７２は感光体７１とは反対方向に僅かに速く回転している。従って、転写ローラ７２は感光体７１とスリップした状態で回転することになる。これは転写ローラ７２と感光体７１とをスリップさせることによってトナーの用紙５への転写性を向上させるためである。
【０１１２】
現像装置７４は、画像形成装置２本体に装着された状態で本体よりスプリング７４ａにより８００ｇで感光体７１に押圧されている。それによって、感光体７１と転写ローラ７２とは１．５ｍｍのニップ幅を有する。
【０１１３】
上記現像装置７４は実施の形態１の現像装置２４と同様の非磁性１成分現像装置を用いた。現像装置７４は現像ユニット５０の下方部にできる開口部を塞ぐように現像ローラ５１が設けられている。現像ローラ５１は感光体７１とは逆方向に周速可変で回転し、現像ユニット５０内の非磁性１成分トナーを感光体７１と当接する現像領域に搬送する。現像領域より上流側には現像剤層厚規制部材が配されており、現像ローラ５１に押圧されている。現像剤層厚規制部材は現像ローラ５１の軸方向全域にわたってトナー層を均一に作成する。
【０１１４】
現像ローラ５１はφ１６ｍｍであり、前記感光体７１と０．３ｍｍの一定のニップ幅を持って圧接されている。また、現像ローラ５１は感光体７１とのニップを持たせるために、ゴム弾性を有する材料で構成されており、材料はシリコン系の導電性弾性ゴムを用いた。現像ローラ５１の硬度はアスカーＣで７５°であり、抵抗値は１０6 Ωである。また、現像剤層厚規制部材は剛性を有する鉄で構成されており、現像ローラ５１に３０ｇ／ｃｍで押圧されている。
【０１１５】
上記画像形成装置を用いて実施の形態１と同様に従来の感光体タイプと本実施の形態の感光体タイプとを比較した。
【０１１６】
実験に用いたパルスモータは松下社製パルスモータである。このパルスモータは、入力電圧１２Ｖ、巻せん抵抗７．８Ω、及び電流０．６５Ａで４４０ｇｆｃｍのトルクを得ることができる。実験は現像ローラと感光体との周速比を変えた場合についてのモータ軸のトルクをモニターすることで評価した。この理由としては、モータ軸で見た場合のトルクの内最も大きいものが現像ローラと感光体との周速度差によるスリップトルクであるからである。表６に感光体に対する現像ローラの周速比を１．０〜１．７まで変えた場合についての従来感光体と本実施の形態の感光体とのモータ軸上でのトルク比較を示す。
【０１１７】
【表６】
0003904810.tif 000010
【０１１８】
これにより、周速比が１．０〜１．７の範囲のとき、本実施の形態の感光体によるトルクは、従来と比較して１／３以下になることがわかる。
【０１１９】
次に、上記と同様に感光体に対する現像ローラの周速比を変えた場合のハーフトーン画像及び黒ベタ画像の均一性について評価した。この結果を表７に示す。
【０１２０】
【表７】
0003904810.tif 000011
【０１２１】
これにより、従来の感光体では周速比が１．７以上のときは、画質も悪く、感光体に回転ムラが生じる。一方、本実施の形態の感光体では、感光体に対する現像ローラの周速比が１．７であっても、ピッチエラーがなく、且つ濃度ムラもないことがわかる。従って、本実施の形態の画像形成装置では感光体の回転ムラがなく、良好な画像を得ることができる。
【０１２２】
また、実施の形態２の表４及び表５と、上記表６と表７とを比較すると、従来の感光体及び実施の形態３の感光体ともに駆動トルクが大きくなっているが、ハーフトーン画像の均一性は向上してしている。
【０１２３】
これは、転写ギアを用い、転写ローラの周速を感光体の周速と変えて転写ローラをスリップさせているので、転写ローラの駆動により感光体の駆動トルクが高くなり、見かけ上現像ローラの感光体の駆動力が小さくなるからである。この結果、感光体が現像ローラに従動しようとするのを抑えることができ、感光体に回転ムラが生じるのを防ぐことができる。
【０１２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の画像形成装置は、現像剤担持体が、感光体の外周面に接触して感光体上に非磁性１成分トナーを供給するための導電性弾性部材を備え、上記現像剤担持体の周速が上記感光体の周速よりも速く設定されており、上記感光体が有機光導電体からなり、上記有機光導電体の表面層は、シロキサンユニットを主鎖にブロック重合させたポリカーボネート共重合体、シロキサンユニットを側鎖にグラフト重合させたポリカーボネート共重合体、および側鎖にシリコーンユニットをグラフトさせたビニル重合性モノマーを共重合して得られる樹脂からなる群から選択された少なくとも１種を含有し、上記感光体と現像剤担持体の導電性弾性部材との間の動摩擦係数が０．５以下であり、上記感光体の回転方向に対して上記現像剤担持体の上流側に位置し、感光体の外周面上に接触して配置され、回転により感光体を帯電させる帯電ブラシを有し、該帯電ブラシには感光体の回転に伴って帯電ブラシを駆動するための帯電ギアが設けられており、該帯電ギアは感光体を駆動するために設けられた感光体ギアに接続され、感光体と同方向に帯電ブラシを回転させ、上記感光体と上記帯電ブラシとは接触部分において逆方向に移動する構成である。
【０１２５】
本発明の他の画像形成装置は、現像剤担持体が、感光体の外周面に接触して感光体上に非磁性１成分トナーを供給するための弾性部材を備え、上記現像剤担持体の周速が上記感光体の周速の１．１倍から２．０倍に設定されており、上記感光体が有機光導電体からなり、上記有機光導電体の表面層は、シロキサンユニットを主鎖にブロック重合させたポリカーボネート共重合体、シロキサンユニットを側鎖にグラフト重合させたポリカーボネート共重合体、および側鎖にシリコーンユニットをグラフトさせたビニル重合性モノマーを共重合して得られる樹脂からなる群から選択された少なくとも１種を含有し、上記感光体と現像剤担持体の弾性部材との間の動摩擦係数が０．５以下であり、上記感光体の回転方向に対して上記現像剤担持体の上流側に位置し、感光体の外周面上に接触して配置され、回転により感光体を帯電させる帯電ブラシを有し、該帯電ブラシには感光体の回転に伴って帯電ブラシを駆動するための帯電ギアが設けられており、該帯電ギアは感光体を駆動するために設けられた感光体ギアに接続され、感光体と同方向に帯電ブラシを回転させ、上記感光体と上記帯電ブラシとは接触部分において逆方向に移動する構成である。
【０１２６】
それゆえ、上記構成では、感光体及び現像剤担持体間の摩擦抵抗が小さくなるので、感光体の駆動力を低減することができる。さらに、感光体が現像剤担持体に従動しようとする作用を抑えることができる。この結果、駆動モータを小型、且つ低トルクにすることができ、装置の低コスト化が可能となる。また、感光体の回転ムラを低減することができ、鮮明な高品位の画質を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるレーザプリンタの概略を示す構成図である。
【図２】上記レーザプリンタにおける現像装置を示す構成図である。
【図３】本発明の他の実施の形態におけるレーザプリンタの概略を示す構成図である。
【図４】本発明のその他の実施の形態におけるレーザプリンタの概略を示す構成図である。
【図５】従来のレーザプリンタの概略を示す構成図である。
【符号の説明】
２    画像形成装置
５    用紙（転写材）
２１    感光体
２２    転写ローラ
２３    帯電装置
２４    現像装置
５１    現像ローラ（現像剤担持体）
６３    帯電装置
６３ｂ  帯電ギア
７２    転写ローラ（転写部材）
７２ｂ  転写ギア
Ａ      搬送経路
【図１】
0003904810.tif 000012
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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