(57)【要約】【課題】帯電部材の表面に付着した汚染物質を効果的にクリーニングすることができると共に、そのクリーニング性能を長期にわたって維持することができる帯電装置。【解決手段】前記帯電部材（帯電ローラ）９に対して連れ回りするように固定された、前記帯電部材９の表面をクリーニングする円筒形状のクリーニング部材９１を有する帯電装置９０において、（イ）前記クリーニング部材９１が、連続気泡構造を有する樹脂発泡体９０９と、その両端に形成された静止摩擦係数が１．０以上の連れ回り補助部９１０と、で構成され、そして、（ロ）前記連れ回り補助部９１０が、前記帯電部材９における、感光体ドラム２Ｙの非画像形成部に相当する、部分に当接されているものとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性支持体、該導電性支持体上に形成された電気抵抗調整層、及び、該電気抵抗調整層の両端に設けられた空隙保持部材を有する帯電性部材と、前記帯電部材に自重又は圧力付与手段によって加圧当接されると共に、前記帯電部材に対して連れ回りするように固定された、前記帯電部材の表面をクリーニングする円筒形状のクリーニング部材と、を有する帯電装置において、
（イ）前記クリーニング部材が、連続気泡構造を有する樹脂発泡体と、その両端に形成された静止摩擦係数が１．０以上の連れ回り補助部と、で構成され、そして、
（ロ）前記連れ回り補助部が、前記帯電部材における感光体ドラムの非画像形成部に相当する部分に当接されている
ことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記連続気泡構造を有する樹脂発泡体が、メラミン樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項３】
前記連続気泡構造を有する樹脂発泡体が、元形状から加熱圧縮されていることを特徴とする請求項１又は２記載の帯電装置。
【請求項４】
前記連れ回り補助部が、弾性材料で構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項５】
前記弾性材料が、ゴム及び架橋剤を含浸したメラミン樹脂発泡体に架橋反応処理を施して得た弾性材料で構成されていることを特徴とする請求項４に記載の帯電装置。
【請求項６】
前記電気抵抗調整層が、熱可塑性樹脂に高分子型イオン導電剤を分散させた熱可塑性樹脂で構成されていることを特徴とする請求項1〜５のいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項７】
前記電気抵抗調整層の体積固有抵抗値が、１０6 〜１０9 Ω・ｃｍであることを特徴とする請求項1〜６のいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項８】
前記電気抵抗調整層の表面には、表面層が設けられていることを特徴とする請求項1〜７のいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項９】
前記表面層の抵抗値が、前記電気抵抗調整層の抵抗値より大きいことを特徴とする請求項８に記載の帯電装置。
【請求項１０】
潜像を形成する像担持体と、帯電装置と、を少なくとも備え、一体に支持されて画像形成装置の本体に着脱自在に固定された、プロセスカートリッジにおいて、前記帯電装置が、請求項１〜９記載の帯電装置で構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１１】
プロセスカートリッジと、像担持体の表面に露光して静電潜像を形成する露光手段と、像担持体の表面の静電潜像にトナーを供給して可視化する現像手段と、像担持体の表面の可視化像を転写媒体に転写する転写手段と、を少なくとも備えた画像形成装置において、前記プロセスカートリッジが、請求項１０に記載のプロセスカートリッジで構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において用いられる帯電装置及びそれを有するプロセスカートリッジ、並びに、そのプロセスカートリッジを有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体（感光体ドラム）に対して帯電処理を行う帯電装置が用いられている。図７は、従来の帯電ローラを有する電子写真方式の画像形成装置の説明図である。
【０００３】
図７において、１３０は、従来の電子写真方式の画像形成装置である。従来の電子写真方式の画像形成装置１３０は、静電潜像が形成される感光体ドラム１１１、感光体ドラム１１１に接触して帯電処理を行う帯電部材（帯電ローラ）１１２、レーザ光等の露光手段１１３、感光体ドラム１１１の静電潜像にトナー１１５を付着させるトナー担持体（現像ローラ）１１４、感光体ドラム１１１上のトナー像を記録紙１１７に転写処理する転写部材（転写ローラ）１１６、及び、転写処理後の感光体ドラム１１１をクリーニングするためのクリーニング部材（クリーニングブレード）１１８を有している。図７おいて、１１９は、感光体ドラム１１１の表面に残留したトナー１１５ーがクリーニング部材１１８により除去された排トナーであり、１２０は、現像装置であり、そして、１２１は、クリーニング装置である。なお、図７では、他の電子写真プロセスにおいて通常必要な機能ユニットは、本件では必要としないので、省略してある。
【０００４】
次に、従来の電子写真方式の画像形成装置１３０の基本的な作像動作について説明する。
【０００５】
感光体ドラム１１１に接触された帯電ローラ１１２に対してＤＣ電圧をパワーパック（図示せず）から給電すると、感光体ドラム１１１の表面は、一様に高電位に帯電する。その直後に、画像光が感光体ドラム１１１の表面に露光手段１１３により照射されると、感光体ドラム１１１の照射された部分は、その電位が低下する。このような帯電ローラ１１２による感光体ドラム１１１の表面への帯電メカニズムは、帯電ローラ１１２と感光体ドラム１１１との間の微少空間におけるパッシェンの法則に従った放電であることが知られている。
【０００６】
画像光は、画像の白／黒に応じた光量の分布であるので、かかる画像光が照射されると、画像光の照射によって感光体ドラム１１１の面に記録画像に対応する電位分布、即ち、静電潜像が形成される。このように静電潜像が形成された感光体ドラム１１１の部分が現像ローラ１１４を通過すると、その電位の高低に応じてトナーが付着し、静電画像を可視像化したトナー像が形成される。かかるトナー像が形成された感光体ドラム１１１の部分に、記録紙１１７が所定のタイミングでレジストローラ（図示せず）により搬送され、前記トナー像に重なる。そして、このトナー像が転写ローラ１１６によって記録紙に転写された後、該記録紙１１７は、感光体ドラム１１１から分離される。分離された記録紙１１７は、搬送経路を通って搬送され、定着ユニット（図示せず）によって、加熱定着された後、機外へ排出される。このようにして転写が終了すると、感光体ドラム１１１は、その表面がクリーニング部材１１８によりクリーニング処理され、さらに、クエンチングランプ（図示せず）により、残留電荷が除去されて、次回の作像処理に備えられる。
【０００７】
前述したような従来の画像形成装置において、像担持体（感光体）の表面を帯電する方法としては、近年では、導電性の部材でローラ状に形成した帯電ローラを感光体の表面に近接又は接触させ、その状態で帯電ローラと感光体との間に電圧を印加することにより、感光体の表面を帯電させる帯電装置が、低オゾン化と低電力化が図れるという利点があることから、実用化されている。
【０００８】
しかしながら、トナー像転写後の感光体の表面に残留する転写残トナーがクリーニング工程において、完全に除去されず、帯電ローラと近接又は接触する領域に達すると、これらの転写残トナーが帯電ローラに付着するという問題があった。転写残トナーの中には、帯電極性と同極性とに帯電したものを正規極性トナーとするならば、現像剤との攪拌において正規極性に帯電せずに、逆の極性に帯電してしまうトナー、いわゆる、逆帯電トナーが存在することになる。正規極性に帯電したトナーであれば、このトナーと帯電ローラとは静電気的に反発するので、その表面に付着することはないが、逆帯電トナーは静電気的に引きつけ合い、帯電ローラの表面に付着することとなる。また、逆帯電トナー以外にも、例えば、紙粉等のゴミのうち電荷を帯びて帯電ローラと静電気的に引き合うものであれば、付着してしまう。
【０００９】
近年、画像の高画質、高精細化の需要が高まる中、現像工程においては、小粒径化、球形化されたトナーが使用されるようになってきている。このようなトナーを用いることで、静電潜像に緻密にトナーを付着させようというものである。しかしながら、小粒径化、球形化されたトナーは、クリーニング工程において、クリーニングブレードをすり抜けやすいので、帯電ローラの表面の汚染を一層深刻化させる、という問題があった。
【００１０】
また、感光体の表面の帯電処理をより均一に行うために、直流（ＤＣ）電圧に交流（ＡＣ）電圧を重畳させた帯電バイアスを印加する手法がとられている。このＡＣ電圧を重畳させると、放電エネルギーによって感光体の表面が荒らされるので、感光体の表面の磨耗が多くなる。そこで、感光体の表面の磨耗を防ぐために、脂肪酸金属塩等の潤滑剤を感光体の表面に塗布して感光体の表面を保護する手法がとられている。このように、潤滑剤を感光体の表面に塗布することは、感光体の表面の摩擦係数の低減にもつながり、また、トナー像の転写率や、クリーニングブレードによる転写残トナーのクリーニング等を向上させる方向にも働く。
【００１１】
しかしながら、感光体の表面に設けられた潤滑剤の薄層には、トナーから脱離したシリカ等の硬い外添剤粒子が補足されやすいので、これらの外添剤粒子がクリーニングブレードの当接面を通過する際にクリーニングブレードのエッジを傷つけたり、また、クリーニングブレードの欠けや磨耗を発生させる、という問題があった。クリーニングブレードの磨耗が進むと、ブレードをすり抜けるトナー量も増大して、帯電ローラ表面汚染を増大する。さらには、潤滑剤自身が、帯電バイアスの放電エネルギーによって分解されて、帯電ローラと静電気的に引き合って帯電ローラに付着するので、帯電ローラの表面の汚染を一層深刻化させる。
【００１２】
したがって、上記したように、クリーニングブレードをすり抜けるトナー等が帯電ローラに付着して感光体の表面の均一な帯電が行えなくなるのを防ぐために、帯電ローラの表面のクリーニングが必要となる。
【００１３】
帯電ローラのクリーニング部材としては、発泡ポリウレタン、発泡ポリエチレン等のスポンジ部材（特許文献１を参照。）やブラシローラ（特許文献２を参照。）が用いられている。これらのクリーニング部材は、これを帯電ローラの表面に当接させ摺察させることにより、トナー等の付着物を除去する。これらのトナー等の付着物は、スポンジ材であれば内部の気孔に溜め込まれ、また、ブラシローラであればブラシの繊維間に溜め込まれる。しかしながら、これらのクリーニング部材に溜め込まれる付着物の量には限界があるので、クリーニング部材のクリーニング性能を長期にわたって維持することには、課題が残されている。例えば、帯電ローラを含んで構成されるプロセスカートリッジにおいては、他の構成部材の寿命に合わせて、帯電ローラのクリーニング性能が維持されることが必要であるが、上記のクリーニング部材を備えたクリーニング機構では不十分である。
【００１４】
そこで、上記クリーニング部材に代わって、帯電ローラの性能を長期にわたって維持できるものとして、連続気泡構造を有するメラミン樹脂発泡体からなるクリーニング部材を用いることが提案されている（特許文献２，３を参照。）。これらのクリーニング部材によれば、従来のスポンジ材のように一箇所の気孔内に汚れが詰まってしまうことがないので、長期にわたって帯電ローラの表面のクリーニング機能を維持することができる。
【００１５】
しかしながら、本発明者らは、上記クリーニング部材について検討を進めたところ、ローラ表面汚染は従来より低減するものの、そのクリーニング性能は完全なものではなく、長期にわたって使用していく中でローラ表面の汚染はやはり進行していくことを見出した。そして、本発明者らは、このようなローラ表面の汚染が進行してゆく原因について探求したところ、クリーニング部材を帯電ローラに対して、自重あるいは加圧力付与手段によって当接させる構成とした場合には、クリーニング部材と帯電ローラとの間にスリップが生じるので、トナー等の付着物が帯電ローラ表面にこすり付けられて融着してしまい、そのために、ローラ表面汚染が発生する、ということを見出した。
【００１６】
また、従来においては、帯電ローラとしては、導電材が分散されたゴムやエラストマー等の弾性体を芯金周囲に被覆したものが多く用いられてきたが、このような弾性体では、経時においてへたりや変形が生じやすく、特に、像担持体（感光体）と帯電ローラとを非接触で近接させる方式の帯電装置では、感光体と帯電ローラとの間隙が経時で変化するので、帯電電位が変化することによる画像ムラが発生する、という問題があった。そのために、帯電ローラをゴムやエラストマー等の弾性体に変えて、熱可塑性樹脂等の非弾性体を用いて構成することが有効であることもわかってきた。
【００１７】
しかしながら、非弾性体を用いて形成した帯電ローラを有する画像形成装置においては、非弾性体を用いて形成した帯電ローラは、高硬度を有しているので、クリーニング部材とのスリップがより生じやすく、そのために、ローラ表面へのトナー等の付着物の融着が起こりやすく、よって、ローラ表面の汚染がより深刻となってしまう、という問題があった。
【特許文献１】特開平５−２９７６９０号公報
【特許文献２】特開平７−１４０７６３号公報
【特許文献３】特開２００５−７０７５０号公報
【特許文献４】特開２００５−２２１９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
【００１９】
即ち、本発明は、帯電部材の表面に付着した汚染物質を効果的にクリーニングすることができると共に、そのクリーニング性能を長期にわたって維持することができる帯電装置及びそれを有するプロセスカートリッジ、並びに、そのプロセスカートリッジを有する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】
【００２０】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、導電性支持体、該導電性支持体上に形成された電気抵抗調整層、及び、該電気抵抗調整層の両端に設けられた空隙保持部材を有する帯電性部材と、前記帯電部材に自重又は圧力付与手段によって加圧当接されると共に、前記帯電部材に対して連れ回りするように固定された、前記帯電製部材の表面をクリーニングする円筒形状のクリーニング部材と、を有する帯電装置において、
（イ）前記クリーニング部材が、連続気泡構造を有する樹脂発泡体と、その両端に形成された静止摩擦係数が１．０以上の連れ回り補助部と、で構成され、そして、
（ロ）前記連れ回り補助部が、前記帯電部材における感光体ドラムの非画像形成部に相当する部分に当接されている
ことを特徴とする帯電装置である。
【００２１】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記連続気泡構造を有する樹脂発泡体が、メラミン樹脂で構成されていることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記連続気泡構造を有する樹脂発泡体が、元形状から加熱圧縮されていることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載された発明において、前記連れ回り補助部が、弾性材料で構成されていることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項５に記載された発明は、請求項４に記載された発明において、前記弾性材料が、ゴム及び架橋剤を含浸したメラミン樹脂発泡体に架橋反応処理を施して得た弾性材料で構成されていることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項６に記載された発明は、請求項１〜５いずれか１項に記載された発明において、前記電気抵抗調整層が、熱可塑性樹脂に高分子型イオン導電剤を分散させた熱可塑性樹脂で構成されていることを特徴とするものである。
【００２６】
請求項７に記載された発明は、請求項１〜６いずれか１項に記載された発明において、前記電気抵抗調整層の体積固有抵抗値が、１０6 〜１０9 Ω・ｃｍであることを特徴とするものである。
【００２７】
請求項８に記載された発明は、請求項１〜７いずれか１項に記載された発明において、前記電気抵抗調整層の表面には、表面層が設けられていることを特徴とするものである。
【００２８】
請求項９に記載された発明は、請求項８に記載された発明において、前記表面層の抵抗値が、前記電気抵抗調整層の抵抗値より大きいことを特徴とするものである。
【００２９】
請求項１０に記載された発明は、潜像を形成する像担持体と、帯電装置と、を少なくとも備え、一体に支持されて画像形成装置の本体に着脱自在に固定された、プロセスカートリッジにおいて、前記帯電装置が、請求項１〜９記載の帯電装置で構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００３０】
請求項１１に記載された発明は、プロセスカートリッジと、像担持体の表面に露光して静電潜像を形成する露光手段と、像担持体の表面の静電潜像にトナーを供給して可視化する現像手段と、像担持体の表面の可視化像を転写媒体に転写する転写手段と、を少なくとも備えた画像形成装置において、前記プロセスカートリッジが、請求項１０に記載のプロセスカートリッジで構成されていることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１に記載された発明によれば、導電性支持体、該導電性支持体上に形成された電気抵抗調整層、及び、該電気抵抗調整層の両端に設けられた空隙保持部材を有する帯電性部材（帯電ローラ）と、前記帯電部材に自重又は圧力付与手段によって加圧当接されると共に、前記帯電部材に対して連れ回りするように固定された、前記帯電部材の表面をクリーニングする円筒形状のクリーニング部材と、を有する帯電装置において、（イ）前記クリーニング部材が、連続気泡構造を有する樹脂発泡体と、その両端に形成された静止摩擦係数が１．０以上の連れ回り補助部と、で構成され、そして、（ロ）前記連れ回り補助部が、前記帯電部材における感光体ドラムの非画像形成部に相当する部分に当接されているので、クリーニング部材の帯電部材（帯電ローラ）に対するスリップを防止して、トナー等の付着物が帯電ローラの表面にこすり付けられて融着してしまうことを防止することができ、そのために、帯電部材の表面に付着した汚染物質を効果的にクリーニングすることができると共に、そのクリーニング性能を長期にわたって維持することができる帯電装置を提供することができる。
【００３２】
請求項２に記載された発明によれば、前記連続気泡構造を有する樹脂発泡体がメラミン樹脂で構成されているので、連続気泡構造を容易に形成でき、そのために、帯電部材へ付着した物質の前記連続気泡構造を有する樹脂発泡体の気泡内における滞留を防止でき、よって、クリーニング性能をいっそう長期にわたって維持することができる。
【００３３】
請求項３に記載された発明によれば、前記樹脂発泡体が元形状から加熱圧縮されているので、非圧縮の樹脂発泡体に生じるピンホール部でのクリーニング性の低下を防止でき、そのために、クリーニング性能をいっそう長期にわたって維持することができる。
【００３４】
請求項４に記載された発明によれば、前記連れ回り補助部が弾性材料で構成されているので、クリーニング部材のスリップをいっそう防止することができ、そのために、クリーニング性能を長期にわたって維持することができる。
【００３５】
請求項５に記載された発明によれば、前記弾性材料が、ゴム及び架橋剤を含浸したメラミン樹脂発泡体に架橋反応処理を施して得た弾性材料で構成されているので、摩擦係数が１．０以上の連れ回り補助部を容易に形成することができ、そのために、クリーニング部材のスリップをよりいっそう防止することができ、そのために、クリーニング性能をよりいっそう長期にわたって維持することができる。
【００３６】
請求項６に記載された発明によれば、前記電気抵抗調整層が熱可塑性樹脂に高分子型イオン導電剤を分散させた熱可塑性樹脂で構成されているので、導電性顔料が分散した樹脂組成物にみられるような分散不良に伴う電気抵抗値のばらつきやブリードアウトを効果的に防止することができる。
【００３７】
請求項７に記載された発明によれば、前記電気抵抗調整層の体積固有抵抗値が１０6 〜１０9 Ω・ｃｍであるので、十分な帯電能力及び転写能力を確保することができると共に、像担持体への電力集中による異常放電の発生を防止することができ、それらのために、均一画像を得ることができる。
【００３８】
請求項８に記載された発明によれば、前記電気抵抗調整層の表面には、表面層が設けられているので、トナー、及び、トナーに添加されている添加剤が長期に渡って帯電部材の表面に付着することを防止することができる。
【００３９】
請求項９に記載された発明によれば、表面層の抵抗値が前記電気抵抗調整層の抵抗値より大きいので、像担持体の欠陥部への電圧集中及び異常放電の発生を防止することができる。
【００４０】
請求項１０に記載された発明によれば、潜像を形成する像担持体と、帯電装置と、を少なくとも備え、一体に支持されて画像形成装置の本体に着脱自在に固定された、プロセスカートリッジにおいて、前記帯電装置が、請求項１〜９記載の帯電装置で構成されているので、長期にわたって安定した画質を得ることができ、且つ、交換もユーザーメンテナンスが可能であり簡素化される。
【００４１】
請求項１１に記載された発明によれば、プロセスカートリッジと、像担持体の表面に露光して静電潜像を形成する露光手段と、像担持体の表面の静電潜像にトナーを供給して可視化する現像手段と、像担持体の表面の可視化像を転写媒体に転写する転写手段と、を少なくとも備えた画像形成装置において、前記プロセスカートリッジが、請求項１０に記載のプロセスカートリッジで構成されているので、高画質を得ることができると共に、長期にわたって安定した画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００４３】
図１は、本発明の一実施の形態を示す帯電部材（帯電ローラ）を像担持体上に配置した状態を示す模式図である。図２は、本発明の一実施の形態を示す画像形成装置の概略説明図である。図３は、本発明の一実施の形態を示す画像形成装置における画像形成部の構成を示す概略説明図である。図４は、オイラーベルト法による静止摩擦係数の測定の一例を示す模式図である。図５は、記録紙の部分図であって、（ａ）は、帯電ローラに汚れが生じなかったことにより、記録紙に汚れができなかったことを示し、そして、（ｂ）は、帯電ローラに汚れが生じたことにより、記録紙に縦スジができたことを示す。図６は、帯電ローラが回転を開始したときからクリーニング部材が帯電ローラの回転に追従して連れ回りを開始するまでのスリップ時間と、クリーニング部材の連れ回り補助部の静止摩擦係数との関係を示すグラフである。
【００４４】
図１において、９０は、帯電装置である。帯電装置９０は、導電性支持体（芯金）９０３、該導電性支持体９０３上に形成された電気抵抗調整層９０２、及び、該電気抵抗調整層９０２の両端に設けられた空隙保持部９０４を有する帯電部材（帯電ローラ）９と、前記帯電部材９に自重又は圧力付与手段（圧縮バネ）９０８によって加圧当接されると共に、前記帯電部材９に対して連れ回りするように固定された、前記帯電部材９の表面をクリーニングする円筒形状のクリーニング部材９１と、を有している。そして、前記帯電装置９０においては、（イ）前記クリーニング部材９１が、連続気泡構造を有する樹脂発泡体９０９と、その両端に形成された静止摩擦係数が１．０以上の連れ回り補助部９１０と、で構成され、そして、（ロ）前記連れ回り補助部９１０が、前記帯電部材９における、感光体ドラム２Ｙの非画像形成部に相当する、部分に当接されている。図１において、９０１は、表面層であり、９０５は、軸受であり、そして、９０７は、空隙保持部材９０４を像担持体２Ｙに加圧当接させる圧力付与手段（圧縮バネ）である。
【００４５】
このように、導電性支持体（芯金）９０３、該導電性支持体９０３上に形成された電気抵抗調整層９０２、及び、該電気抵抗調整層９０２の両端に設けられた空隙保持部材９０４を有する帯電部材（帯電ローラ）９と、前記帯電部材９に自重又は圧力付与手段（圧縮バネ）９０８によって加圧当接されると共に、前記帯電部材９に対して連れ回りするように固定された、前記帯電部材９の表面をクリーニングする円筒形状のクリーニング部材９１と、を有する帯電装置９０において、（イ）前記クリーニング部材９１が、連続気泡構造を有する樹脂発泡体９０９と、その両端に形成された静止摩擦係数が１．０以上の連れ回り補助部９１０と、で構成され、そして、（ロ）前記連れ回り補助部９１０が、前記帯電部材９における、感光体ドラム２Ｙの非画像形成部に相当する、部分に当接されていると、クリーニング部材９１の帯電部材（帯電ローラ）９に対するスリップを防止して、トナー等の付着物が帯電部材９の表面にこすり付けられて融着してしまうことを防止することができ、そのために、帯電部材９の表面に付着した汚染物質を効果的にクリーニングすることができると共に、そのクリーニング性能を長期にわたって維持することができる帯電装置９０を提供することができる。
【００４６】
前記クリーニング部材９１は、図１に示すように、帯電部材（帯電ローラ）９の矢印方向の回転に対し連れ回りしている。このように、クリーニング部材９１が帯電ローラ９の回転に従動されると、クリーニング部材９１に駆動装置が不要となるので、構成を簡易にすることができる。
【００４７】
本発明においては、前記連続気泡構造を有する樹脂発泡体９０９は、好ましくは、メラミン樹脂で構成されている。このように、前記連続気泡構造を有する樹脂発泡体９０９がメラミン樹脂で構成されていると、連続気泡構造を容易に形成でき、そのために、帯電部材９へ付着した物質の前記連続気泡構造を有する樹脂発泡体９０９の気泡内における滞留を防止でき、よって、クリーニング性能をいっそう長期にわたって維持することができる。
【００４８】
前記樹脂発泡体９０９の物性値としては、少なくとも帯電ローラ９との当接部分の密度は、好ましくは、５ｋｇ／ｍ3 以上であり、そして、引っ張り強度は、好ましくは、１．２ｋｇ／ｃｍ2 以上である。前記帯電ローラ９との当接部分の密度が５ｋｇ／ｍ3 より小さいと、帯電部材（帯電ローラ）９との当接面が少なすぎるので、十分なクリーニング性能が得られず、そのために、早期に帯電不良が発生し、よって、画像に地汚れ等の不具合を発生させる。また、前記引っ張り強度が２ｋｇ／ｃｍ2 未満であると、強度が十分でなく、そのために、樹脂発泡体９０９が早期にボロボロになり、よって、クリーニング性能が発揮されない。それ故、前記物性値を示す樹脂発泡体９０９の中でも、特に、メラミン樹脂で構成されたものが好ましい。メラミン樹脂で構成された樹脂発泡体９０９は、網目状の繊維が硬いので、帯電ローラ９上の付着物を容易に削り取ることができるか、又は、引っかけ剥ぎ取ることができる。このように、本発明の帯電装置９０は、そのクリーニング部材９１がクリーニング性能に優れると共に、前記したように脆い性質を示すので、常に、クリーニング部材９１のフレッシュな面が帯電ローラ９の表面と接し、そのために、良好なクリーニング性能を維持することができる。
【００４９】
前記メラミン樹脂で構成される樹脂発泡体９０９は、発泡倍率にばらつきがあるので、その表面にφ１〜３ｍｍ程度のピンホールが多く存在する。このようなピンホールの存在は、クリーニングすべき帯電ローラ９との接触面積を減らし、部分的にクリーニング不良を発生して、帯電ムラを起こす原因となる。そこで、メラミン樹脂発泡体を上記の圧縮率範囲で加熱圧縮すると、連続気泡構造を緻密にすることができ、そのために、クリーニング性能を向上させることができる。
【００５０】
したがって、本発明においては、前記樹脂発泡体９０９は、好ましくは、元形状から加熱圧縮されている。このように、前記樹脂発泡体９０９が元形状から加熱圧縮されていると、非圧縮の樹脂発泡体９０９に生じるピンホール部でのクリーニング性の低下を防止でき、そのために、クリーニング性能をいっそう長期にわたって維持することができる。
【００５１】
前記クリーニング部材９を構成する樹脂発泡体９０９の圧縮率は、好ましくは、３０％以上である。前記圧縮率は、次の式
圧縮率（％）＝｛（圧縮前直径−圧縮後直径）／圧縮前直径｝×１００
によって求められる。
【００５２】
本発明においては、前記連れ回り補助部９１０は、好ましくは、弾性材料で構成されている。このように、前記連れ回り補助部９１０が弾性材料で構成されていると、クリーニング部材９１のスリップをいっそう防止することができ、そのために、クリーニング性能を長期にわたって維持することができる。
【００５３】
本発明においては、前記弾性材料は、好ましくは、ゴム及び架橋剤を含浸したメラミン樹脂発泡体に架橋反応処理を施して得た弾性材料で構成されている。このように、前記弾性材料がゴム及び架橋剤を含浸したメラミン樹脂発泡体に架橋反応処理を施して得た弾性材料で構成されていると、摩擦係数が１．０以上の連れ回り補助部を容易に形成することができ、そのために、クリーニング部材９１のスリップをよりいっそう防止することができ、そのために、クリーニング性能をよりいっそう長期にわたって維持することができる。
【００５４】
前記クリーニング部材９１の形状は、円筒形状をしている。このように、円筒形状としたクリーニング部材９１を回転自在に取り付けると、クリーニングする面を常に換えることができ、また、芯金９０３にメラミン樹脂で構成される樹脂発泡体９０９を円筒状に巻き付けるなどして形成することができる。
【００５５】
帯電クリーニング部材の製造方法について、以下説明する。
【００５６】
メラミン樹脂で構成される樹脂発泡体を加熱圧縮した後、芯金を挿入し、次に、研磨等の手段により外径を整える。そして、その両端部に低分子量ゴム及び架橋剤をディッピング等の手段で含浸させ、架橋反応せしめて、ゴム状物質を形成させることにより、連れ回り補助部を形成させる。このように形成された連れ回り補助部の外径精度を向上させるために、含浸後に研磨を行ってもよい。前記ゴムは、天然ゴム、ブタジエンゴム、ヒドリンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッソゴム、塩素ゴム、熱可塑エラストマー等のいずれでも良く、摩擦係数が高いウレタンゴム等が好ましい。またディッピング等の作業性を向上させるため、各種ゴムを有機溶媒等で希釈しても良い。架橋剤についても、特に限定されるものではなく、イソシアネート樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂等の硬化剤や、硫黄、有機含硫黄化合物、過酸化物等の物質を適宜選択することができる。
【００５７】
本発明においては、前記電気抵抗調整層９０２は、好ましくは、熱可塑性樹脂に高分子型イオン導電剤を分散させた熱可塑性樹脂で構成されている。このように、前記電気抵抗調整層９０２が熱可塑性樹脂に高分子型イオン導電剤を分散させた熱可塑性樹脂で構成されていると、導電性顔料が分散した樹脂組成物にみられるような分散不良に伴う電気抵抗値のばらつきやブリードアウトを効果的に防止することができる。
【００５８】
本発明においては、前記電気抵抗調整層９０２の体積固有抵抗値は、好ましくは、１０6 〜１０9 Ω・ｃｍである。このように、前記電気抵抗調整層９０２の体積固有抵抗値が１０6 〜１０9 Ω・ｃｍであると、十分な帯電能力及び転写能力を確保することができると共に、像担持体２Ｙへの電力集中による異常放電の発生を防止することができ、それらのために、均一画像を得ることができる。
【００５９】
本発明においては、前記電気抵抗調整層９０２の表面には、好ましくは、表面層９０１が設けられている。このように、前記電気抵抗調整層９０２の表面に、表面層９０１が設けられていると、トナー、及び、トナーに添加されている添加剤が長期に渡って帯電部材９の表面に付着することを防止することができる。
【００６０】
本発明においては、前記表面層９０１の抵抗値は、好ましくは、前記電気抵抗調整層９０２の抵抗値より大きい。このように、前記表面層９０１の抵抗値が前記電気抵抗調整層の抵抗値より大きいと、像担持体２Ｙの欠陥部への電圧集中及び異常放電の発生を防止することができる。
【００６１】
次に、帯電装置９０について詳細に説明する。図１に示されているように、本発明の帯電装置９０は、感光体ドラム２Ｙに対向配置される円筒形状の帯電部材９と、帯電部材が感光体ドラム２Ｙと対向する面と反対側の面に当接するように配置される円筒形状の帯電クリーニング部材９１とからなる。また、帯電部材９は、その両端部を圧力付与手段である圧縮ばね９０７によって、それぞれ感光体ドラム２Ｙの側に付勢している。帯電部材９は、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。その電圧は、直流（ＤＣ）電圧のみでもよいが、ＤＣ電圧に交流（ＡＣ）電圧を重畳させた電圧であることが好ましい。ＡＣ電圧を印加することにより、感光体ドラム２Ｙの表面をより均一に帯電することができる。帯電部材９は、感光体ドラム２Ｙに接触させて設けてもよいが、本実施の形態においては、感光体ドラム２Ｙに対して微小間隙Ｇをもって配設される。この微小間隙Ｇは、帯電部材９の両端部の非画像形成領域に一定の厚みを有する空隙保持部材９０４を付与するなどして、空隙保持部材９０４の表面を感光体ドラム２Ｙの表面に当接させることで、設定することができる。
【００６２】
帯電部材９と感光体ドラム２Ｙとの微小間隙Ｇは、空隙保持部材より１００μｍ以下、好ましくは、５〜７０μｍ程度の範囲にする。これにより、帯電装置９０の作動時における異常画像の形成を抑えることができる。微小間隙Ｇが、１００μｍ以上では、感光体ドラム２Ｙに到達するまでの距離も長くなることで、パッシェンの法則の放電開始電圧が大きくなり、さらに、感光体ドラム２Ｙまでの放電空間が大きくなると、感光体ドラム２Ｙを所定の帯電をさせるためには、放電による放電生成物が多量に必要となり、これが画像形成後も放電空間に多量に残留し、感光体ドラム２Ｙに付着して、感光体ドラム２Ｙの経時劣化を促進する原因になる。また、この微小間隙Ｇが小さいと、感光体ドラム２Ｙまでの到達距離も短くなるので、放電エネルギーが小さくても感光体ドラム２Ｙを帯電させることができる。しかし、帯電部材９と感光体ドラム２Ｙにより形成される空間Ｇが狭くなり、空気の流が悪くなってしまう。そのために、放電空間で形成された放電生成物は、この空間内に滞留するので、微小間隙Ｇが大きい場合と同様に、画像形成後も放電空間に多量に残留し、感光体ドラム２Ｙに付着して、感光体ドラム２Ｙの経時劣化を促進する原因になる。従って、放電エネルギーを小さくして放電生成物の生成を少なくし、かつ、空気が滞留しない程度の空間を形成することが好ましい。そのために、微小間隙Ｇは、１００μｍ以下であって、５〜７０μｍの範囲にすることが好ましい。これにより、ストリーマ放電の発生を防止し、放電生成物の生成を少なくして感光体ドラム２Ｙに堆積する量を少なくして、斑点状の画像斑・像流れを防止することができる。
【００６３】
ここで、感光体ドラム２Ｙ上に現像後に残留するトナーは、感光体ドラム２Ｙに対向して設けられるクリーニング装置６４によりクリーニングされるが、完全に除去するのは困難であり、極わずかのトナーがクリーニング装置６４を通過し、帯電装置９０へと搬送されてくる。このときに、トナーの粒径が微小間隙Ｇより大きいと、トナーは感光体ドラム２Ｙや帯電部材９により摺擦されて熱を帯び、帯電部材９に融着することがある。このトナーが融着した部分は、感光体ドラム２Ｙに近くなるために優先的に放電が生ずる異常放電を起こす。従って、微小間隙Ｇは、画像形成装置１に用いられるトナーの最大粒径よりも大きいことが好ましい。
【００６４】
また、帯電部材９は、図１、３に示すように、帯電装置の図示しないハウジングの側板に設けられる軸受に嵌合され、軸受には従動しない摩擦係数の低い樹脂による軸受９０５に設ける圧縮バネ９０７により感光体ドラム表面方向に押圧されている。これにより、機械的振動、芯金９０３の偏位があっても一定の微小間隙Ｇを形成することができる。押圧する荷重は、好ましくは、４〜２５Ｎ、さらに好ましくは、６〜１５Ｎである。帯電部材９は、軸受９０５で固定されていても、稼動時の振動、帯電部材の表面の凹凸により微小間隙Ｇの大きさが変動し、微小間隙Ｇが適正な範囲からはずれる場合があり、このために、経時的には感光体ドラム２Ｙの劣化を促進することになる。ここで、荷重とは、空隙保持部材９０４を通して感光体ドラム２Ｙに加わるすべての荷重を意味する。これは、帯電部材９の両端に設けられる圧縮バネ９０７の力、帯電部材９とクリーニング部材９１の自重等により調整できる。荷重が小さいと、帯電部材９の回転時による変動、駆動するギア等の衝撃力による跳ね上がりを抑えることができない。荷重が大きいと、帯電部材９と嵌合する軸受９０５との摩擦が大きくなり、経時的な摩耗量を大きくして変動を促進することになる。従って、荷重を、好ましくは、４〜２５Ｎ、さらに好ましくは、６〜１５Ｎの範囲にすることにより、微小間隙Ｇを適正な範囲にして、放電生成物の生成を少なくして感光体ドラム２Ｙに堆積する量を少なくして感光体ドラム２Ｙの寿命を延ばし、かつ、斑点状の異常画像・画像流を防止することができる。
【００６５】
前記帯電部材９の形状は、図１，３に示すように、円筒形状とし、両端をギア又は軸受９０５で回転可能に支持されている。このように、帯電部材９が、像担持体２Ｙへの最近接部から、感光体ドラム（像担持体）２Ｙの移動方向の上下流に漸次離間する曲面で形成されていると、像担持体２Ｙをより均一に帯電させることができる。像担持体２Ｙに対向する帯電部材９が、先鋭な部分があると、その部分の電位が高くなるために優先的に放電が開始され、像担持体２Ｙの均一な帯電が困難になる。従って、円筒状の形状で、曲面を有することで均一な像担持体２Ｙの帯電が可能になる。また、帯電部材９の放電している表面は強いストレスを受ける。放電が常に同じ面で発生するので、その劣化が促進され、さらに、削り落ちることがある。そのために、帯電部材９の全面を放電する面として使用できるのであれば、回転させることで、早期の劣化を防止することで、長期にわたって使用することができる。
【００６６】
次に、帯電部材（帯電ローラ）９を構成する空隙保持部材９０４，電気抵抗調整層９０２、及び、表面層９０１について詳細に説明する。
【００６７】
＜空隙保持部材９０４について＞
空隙保持部材９０４の必要な特性としては、感光体２Ｙとの微少空隙Ｇを環境及び長期（経時）に渡って安定して形成することであり、そのためには、吸湿性、耐摩耗性が小さい材料が望ましい。また、トナー及び、トナー添加剤が付着しにくいことや、感光体２Ｙと当接し、摺動するために、感光体２Ｙを摩耗させないということも重要であり、種々の条件に応じて、適宜選択されるものである。空隙保持部材９０４を構成する材料としては、具体的には、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、及び、それらの共重合体（ＡＳ，ＡＢＳ）等の汎用樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ウレタン、フッ素（ＰＴＦＥ）等があげられる。特に、空隙保持部材９０４を確実に固定するためには、接着剤を塗布して接着することができる。また、空隙保持部材９０４は、絶縁性材料が好ましく、体積固有抵抗で１０-13 Ωｃｍ以上であることが好ましい。絶縁性が必要である理由は、感光体２Ｙとのリーク電流の発生を無くすためである。空隙保持部材９０４は、成型加工により成形されたものである。
【００６８】
空隙保持部材９０４は、その一部が電気抵抗調整層９０２と高低差を有している。微少間隙Ｇを形成する方法としては、電気抵抗調整層９０２と空隙保持部材９０４を切削、研削等の除去加工により同時加工することにより形成することができる。空隙保持部材９０４と電気抵抗調整層９０２を同時加工することにより、間隙Ｇを高精度に形成することが可能となる。空隙保持部材９０４の電気抵抗調整層９０２と隣接する部分の高さを、電気抵抗調整層９０２の高さと同一、又は、低く形成することで、空隙保持部材９０４と感光体２Ｙとの接触幅が低減され、帯電部材９と感光体２Ｙとの間隙Ｇを高精度にすることができる。このようにすると、空隙保持部材９０４の電気抵抗調整層９０２側端部の外表面が像担持体２Ｙに当接することを防止することができるので、この端部を介して隣接する電気抵抗調整層９０２が像担持体２Ｙに接触してリーク電流が発生してしまうことを防止することが可能となる。また、空隙保持部９０４の電気抵抗調整層９０２側の端部を低く加工することによって、この部分を、除去加工を行う際の切削刃等の逃げ代（逃げ加工）とすることができる。なお、逃げ代（逃げ加工）の形状は、空隙保持部材９０４の端部の外表面が像担持体２Ｙに当接しないような形状であるならばどのような形状であっても良い。更に、表面層９０１をコーティングする際のマスキングを電気抵抗調整層９０２と空隙保持部材９０４との境界で行うことは、ばらつきを考慮すると制御が難しいので、段差を形成する際に、電気抵抗調整層９０２と同一又は低く形成された空隙保持部材９０４まで表面層９０１を形成することにより、電気抵抗調整層９０２上に確実に表面層９０１を形成することができる。
【００６９】
＜電気抵抗調整層９０２について＞
電気抵抗調整層９０２は、高分子型イオン導電材料が分散された熱可塑性樹脂組成物により形成されている。電気抵抗調整層９０２の体積固有抵抗は、好ましくは、１０-6〜１０-9Ωｃｍである。１０-9Ωｃｍを越えると、帯電能力や転写能力が不足してしまい、また、１０-6Ωｃｍよりも体積固有抵抗が低いと、感光体２Ｙ全体への電流集中によるリークが生じてしまう。電気抵抗抵抗調整層９０２は、好ましくは、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、及び、それらの共重合体（ＡＳ，ＡＢＳ）、ポリアミド、ポリカーボーネート（ＰＣ）等の熱可塑性樹脂で構成される。これらの熱可塑性樹脂に分散させる高分子型イオン導電材料としては、ポリエーテルエステルアミド成分を含有する高分子化合物が好ましい。ポリエーテルエステルアミドはイオン導電性の高分子材料であり、マトリックスポリマー中に分子レベルで均一に分散、固定化される。したがって、金属酸化物、カーボンブラック等の電子伝導系導電剤を分散した組成物に見られるような分散不良に伴う抵抗値のばらつきが生じない。また、帯電部材（帯電ローラ）９として、高い印加電圧を掛ける際には、電子伝導系導電剤の場合、局所的に電気の流れやすい経路が形成さるので、像担持体２Ｙへのリーク電流が発生し、帯電部材９の場合、異常画像である白・黒ポチ画像が発生する。ポリエーテルエステルアミドは、高分子材料であるため、ブリードアウトが生じ難い。配合量については、抵抗値を所望の値にする必要があることから、熱可塑性樹脂が２０〜７０重量％、高分子型イオン導電剤が８０〜２０重量％とする必要がある。
【００７０】
さらに、抵抗値を調整するために、電解質（塩類）を添加することも可能である。塩類としては、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム等のアルカリ金属塩、リチウムビスイミド、リチウムトリスメチド等のリチウムイミド塩、エチルトリフェニルホスホニウム・テトラフルオロボレート、テトラフェニルホスホニウム・ブロマイド等の四級ホスホニウム塩が挙げられる。導電剤は物性を損なわない範囲で、単独若しくは、複数をブレンドして用いても構わない。導電材料をマトリックスポリマー中に分子レベルで均一に分散させるためには、相溶化剤を添加することにより、帯電材料におけるミクロ分散が可能になるので、相溶化剤を適宜使用しても構わない。相溶化剤としては、反応基であるグリシジルメタクリレート基を有するものが挙げられる。その他、物性を損なわない範囲において、酸化防止剤等の添加剤を使用しても構わない。樹脂組成物の製造方法に関しては特に制限はなく、各材料を混合し二軸混練機、ニーダー等で溶融混練することによって、容易に製造できる。また、電気抵抗調整層９０２としての導電性支持体（芯金）９０３上への形成は、押出成形や射出成形等の手段で導電性支持体９０３に前記、導電性樹脂組成物９０３を被覆することによって、容易に行うことができる。
【００７１】
＜表面層９０１について＞
本発明においては、表面層９０１の体積固有抵抗は、電気抵抗調整層９０２の体積固有抵抗より大きくしている。このように、表面層９０１の体積固有抵抗を電気抵抗調整層９０２の体積固有抵抗より大きくしていると、像担持体２Ｙの欠陥部への電圧集中及び異常放電の発生を防止することができる。ただし、表面層９０１の電気抵抗値を高くしすぎると帯電能力や転写能力が不足してしまうので、表面層９０１と電気抵抗調整層９０２との電気抵抗値の差を１０3 Ωｃｍ以下にすることが好ましい。表面層９０１を形成する材料としては、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等が非粘着性に優れ、クリーニング性の面で好ましい。また、表面層９０１の電気抵抗調整層９０２上への形成は、前記表面層９０１の構成材料を有機溶媒に溶解して塗料を作製し、スプレー塗装、ディッピング、ロールコート等の種々のコーティング方法で行う。その膜厚は、好ましくは、１０〜３０μmである。
【００７２】
表面層材料は、一液性、二液性どちらも使用可能であるが、硬化剤を併用する二液性塗料にすることにり、耐環境性、非粘着性、離型性を高めることができる。２液性塗料の場合、塗膜を加熱することにより、樹脂を架橋・硬化させる方法が一般的である。しかしながら、電気抵抗調整層９０２は、熱可塑性樹脂で構成されているので、高い温度で加熱することができない。２液性塗料としては、分子中に水酸基を有する主剤及び、水酸基と架橋反応を起こす、イソシアネート系樹脂を用いることが有効である。イソシアネート系樹脂を用いることにより、１００℃以下の比較的低温で架橋・硬化反応が起こる。トナーの非粘着性から検討を進めた結果、シリコーン系樹脂でトナーの非粘着性が高い樹脂であることを確認し、特に、分子中にアクリル骨格を有するアクリルシリコーン樹脂が良好である。
【００７３】
帯電部材（帯電ローラ）９は、電気特性（電気抵抗値）が重要であるので、表面層９０１を導電性にする必要がある。表面層９０１を導電性にする方法には、表面層を構成する樹脂材料中に導電剤を分散する方法がある。このような導電剤は、特に、制約を受けるものではないが、例えば、ケッチェンブラックＥＣ、アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン、酸化処理等を施したカラー用カーボン、熱分解カーボン、インジウムドープ酸化スズ（ＩＴＯ）、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、銅、銀、ゲルマニウム等の金属、及び、金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー等を挙げることができる。また、導電性付与材として、イオン導電性物質もあり、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、塩化リチウム等の無機イオン性導電物質、更に、エチルトリフェニルホスホニウム・テトラフルオロボレート、テトラフェニルホスホニウム・ブロマイド等の四級ホスホニウム塩、変性脂肪酸ジメチルアンモニウムエトサルファート、ステアリン酸アンモニウムアセテート、ラウリルアンモニウムアセテート等の有機イオン性導電性物質がある。
【００７４】
図２，３に示されているように、本発明のプロセスカートリッジ７Ｙは、潜像を形成する像担持体２Ｙと、帯電装置９０と、を少なくとも備え、一体に支持されて画像形成装置１の本体に着脱自在に固定されている。そして、本発明のプロセスカートリッジ７Ｙにおいては、前記帯電装置９０は、請求項１〜９記載の帯電装置９０で構成されている。このように、前記帯電装置９０が請求項１〜９記載の帯電装置９０で構成されていると、長期にわたって安定した画質を得ることができ、且つ、交換もユーザーメンテナンスが可能であり簡素化される。
【００７５】
また、図２，３に示されているように、本発明の画像形成装置１は、プロセスカートリッジ７Ｙと、像担持体２Ｙの表面に露光して静電潜像を形成する露光手段Ｌと、像担持体２Ｙの表面の静電潜像にトナーを供給して可視化する現像手段１１と、像担持体２Ｙの表面の可視化像を転写媒体（中間転写ベルト３）に転写する転写手段（転写ローラ２５）と、を少なくとも備えている。そして、本発明の画像形成装置１においては、前記プロセスカートリッジ７Ｙは、請求項１０に記載のプロセスカートリッジで構成されている。このように、前記プロセスカートリッジ７Ｙが請求項１０に記載のプロセスカートリッジで構成されていると、高画質を得ることができると共に、長期にわたって安定した画像を得ることができる。
【００７６】
次に、画像形成装置１について詳細に説明する。図２，３に示されているように、本発明の画像形成装置１は、複数の支持ローラ４，５，６に巻き掛けられて矢印Ａ方向に回転駆動される無端状の中間転写ベルト３と、その中間転写ベルト３に対向配置された第１〜４のプロセスカートリッジ７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７ＢＫを有している。各プロセスカートリッジ７Ｙ〜７ＢＫは、それぞれ異なった色のトナー像が形成されるドラム状の感光体として構成された像担持体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２ＢＫを有し、その各像担持体上に異なった色のトナー像がそれぞれ形成され、その各トナー像が中間転写ベルト３上に重ねて転写される。中間転写ベルト３は、像担持体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２ＢＫに形成されたトナー像が転写される転写材の一例を構成するものである。第１〜４のプロセスカートリッジ７Ｙ〜７ＢＫの各像担持体２Ｙ〜２ＢＫ上にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト３に転写する構成は、トナー像の色が異なるだけで、実質的に全て同一であるため、第１のプロセスカートリッジ７Ｙの像担持体２Ｙにトナー像を形成し、これを中間転写ベルト３に転写する構成だけを説明する。
【００７７】
図３は、第１のプロセスカートリッジ７Ｙの拡大断面図である。ここに示したプロセスカートリッジ７Ｙの像担持体２Ｙは、ユニットケース８に回転自在に支持されていて、図示していない駆動装置によって時計方向に回転駆動される。このとき、ユニットケース８に回転自在に支持された帯電ローラ９に帯電電圧が印加され、これによって像担持体２Ｙの表面が所定の極性に帯電される。帯電後の像担持体２Ｙには、プロセスカートリッジ７Ｙとは別体の図２に示した光書き込み装置１０から出射する光変調されたレーザ光Ｌが照射され、これによって像担持体２Ｙに静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置１１によってイエロートナー像として可視像化される。
【００７８】
現像装置１１は、ユニットケース８の一部によって構成された現像ケース１２を有し、この現像ケース１２には、トナーとキャリアを有する二成分系の乾式現像剤Ｄが収容されている。また、この現像ケース１２には、現像剤Ｄを撹拌する２本のスクリュー１３，１３と、図３における反時計方向に回転駆動される現像ローラ２３とが配置され、その現像ローラ２３の周面に汲み上げられた現像剤は、該現像ローラ２３の周面に担持されて、当該現像ローラ２３の回転方向に搬送され、ドクターブレード２４を通過した現像剤が現像ローラ２３と像担持体２Ｙの間の現像領域に運ばれる。このとき、その現像剤中のトナーが像担持体２Ｙに形成された静電潜像に静電的に移行して、その潜像がトナー像として可視像化される。現像領域を通過した現像剤は、現像ローラ２３から分離され、スクリュー１３，１４によって撹拌される。このようにして、像担持体２Ｙにトナー像が形成されるのである。キャリアを有さない一成分系現像剤を用いる現像装置を採用することもできる。
【００７９】
一方、中間転写ベルト３を挟んでプロセスカートリッジ７Ｙと反対側には一次転写ローラ２５が配置され、この一次転写ローラ２５に転写電圧が印加されることによって、像担持体２Ｙ上のトナー像が、矢印Ａ方向に回転駆動される中間転写ベルト３上に一次転写される。トナー像転写後の像担持体２Ｙ上に付着する転写残トナーは、クリーニング装置２６によって除去される。本例のクリーニング装置２６は、ユニットケース８の一部によって構成されたクリーニングケース２７と、先端エッジ部が像担持体２Ｙの表面に圧接したクリーニングブレード２８と、そのクリーニングブレード２８を保持するブレードホルダ２９と、クリーニングケース２７内に配置されたトナー搬送スクリュー３０とを有している。クリーニングブレード２８は、像担持体２Ｙの表面移動方向に対してカウンタ向きに配置されている。前記クリーニングブレード２８は、ゴムなどの弾性体により構成され、そのクリーニングブレード２８の基端側は、例えば接着剤によってブレードホルダ２９に固定されている。かかるクリーニングブレード２８の先端エッジ部が像担持体２Ｙの表面に圧接することによって、像担持体２Ｙ上の転写残トナーが掻き取り除去される。除去されたトナーは、回転駆動されるトナー搬送スクリュー３０によってクリーニングケース外に搬送される。このようにして、クリーニングブレード２８は、トナー像が転写材（図２の例では中間転写ベルト３）に転写された後の像担持体２Ｙを清掃する用をなす。
【００８０】
また、プロセスカートリッジ７Ｙには、像担持体２Ｙに潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置３１と、像担持体２Ｙに塗布された潤滑剤を均す作用を有するブレード３２が設けられているが、これらについては後に詳しく説明する。
【００８１】
前記したものと全く同様にして、図２に示した第２〜４の像担持体２Ｃ，２Ｍ，２ＢＫ上にシアントナー像、マゼンタトナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成され、これらのトナー像がイエロートナー像の転写された中間転写ベルト３上に順次重ねて一次転写され、中間転写ベルト３上に合成トナー像が形成される。トナー像転写後の各像担持体２Ｃ，２Ｍ，２ＢＫ上の転写残トナーがクリーニング装置により除去されることも第１の像担持体２Ｙの場合と変わりはない。
【００８２】
一方、図２に示すように、画像形成装置本体１内の下部には、例えば転写紙より成る記録媒体Ｐを収容した給紙カセット１４と、給紙ローラ１５を有する給紙装置１６が配置され、給紙ローラ１５の回転によって最上位の記録媒体Ｐが矢印Ｂ方向に送り出される。送り出された記録媒体は、レジストローラ対１７によって、所定のタイミングで支持ローラ４に巻き掛けられた中間転写ベルト３の部分と、これに対置された二次転写ローラ１８との間に給送される。このとき、二次転写ローラ１８には所定の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト３上の合成トナー像が記録媒体Ｐに二次転写される。合成トナー像を二次転写された記録媒体Ｐは、さらに上方に搬送されて定着装置１９を通り、このとき記録媒体Ｐ上のトナー像が熱と圧力の作用により定着される。定着装置１９を通過した記録媒体Ｐは、画像形成装置１の上部の排紙部２２に排出される。また、トナー像転写後の中間転写ベルト３上に付着する転写残トナーはクリーニング装置２０によって除去される。
【００８３】
図３に示したクリーニングブレード２８及び像担持体２Ｙの摩耗を抑え、しかも、小粒径の球形トナーを用いたときも、クリーニングブレード２８による高いクリーニング性能が維持されるように、本例の画像形成装置には、前述の潤滑剤塗布装置３１が設けられている。かかる潤滑剤塗布装置３１は、第２〜４のプロセスカートリッジ７Ｃ，７Ｍ，７ＢＫにも設けられているが、その構成と作用は全て同一であるので、ここでも図３に示したプロセスカートリッジ７Ｙの潤滑剤塗布装置３１だけを説明する。
【００８４】
図３に示した潤滑剤塗布装置３１は、像担持体２Ｙの表面に当接するブラシローラ３３と、このブラシローラ３３に対置された固形潤滑剤３４と、その固形潤滑剤３４を固定支持する潤滑剤ホルダ３５と、その潤滑剤ホルダ３５を介して固形潤滑剤３４を案内するガイド３６と、加圧手段の一例である圧縮コイルばね３７とを有している。ブラシローラ３３は、芯軸３８と、その芯軸３８に基端部が固定された多数のブラシ繊維３９とを有している。かかるブラシローラ３３は、像担持体２Ｙに対してほぼ平行に、しかもその像担持体２Ｙに沿って長く延びていて、ブラシローラ３３の芯軸３８の長手方向各端部が図示していない軸受を介して、ユニットケース８に対して回転自在に支持されている。画像形成動作時には、ブラシローラ３３は図３における反時計方向に回転駆動される。また、固形潤滑剤３４は、ブラシローラ３３に対して平行に長く延びた直方体状に形成され、そのブラシローラ３３を向いた側の先端面がブラシローラ３３のブラシ繊維３９に当接し、これとは反対の基端側の面が潤滑剤ホルダ３５に固定されている。本例のガイド３６は、互いに平行に間隔をあけて対向配置された一対のガイド板４０，４１を有し、これらのガイド板４０，４１は連結板４２によって一体化されている。一対のガイド板４０，４１と連結板４２は、ユニットケース８の一部によって構成されている。潤滑剤ホルダ３５は、一対のガイド板４０，４１の間に配置され、その各ガイド板４０，４１の互いに対向した面に潤滑剤ホルダ３５が摺動可能に当接する。潤滑剤をブラシローラへ押圧する方法は、バネ等の手段によって達成でき、潤滑剤ホルダ３５を介して、固形潤滑剤３４をブラシローラ３３に対して加圧する。図３には、この加圧方向を矢印Ｃで示してある。圧縮コイルばねに代えて、ねじりコイルばねや板ばねなどから成る加圧手段を用いることもできる。
【００８５】
前述したようにして、固形潤滑剤３４がブラシローラ３３のブラシ繊維３９に圧接すると共に、そのブラシ繊維３９が像担持体２Ｙの表面に圧接し、その際、ブラシローラ３３が回転するので、固形潤滑剤３４の潤滑剤がブラシ繊維３９によって削り取られ、その削り取られた粉体状の潤滑剤が像担持体２Ｙの表面に塗布される。このように、ブラシローラ３３は、固形潤滑剤３４から削り取られた粉体状の潤滑剤を像担持体表面に供給する潤滑剤供給部材の一例を構成している。固形潤滑剤３４はブラシローラ３３によって削り取られて消費され、経時的にその厚みが減少するが、固形潤滑剤３４は圧縮コイルばね３７によって加圧されているので、その固形潤滑剤３４は常時ブラシローラ３３のブラシ繊維３９に当接することができる。
【００８６】
前記像担持体２Ｙの表面には、潤滑剤が塗布されるので、像担持体表面の摩擦係数を低く抑えることができ、これによって像担持体２Ｙとクリーニングブレード２８の摩耗を抑え、その寿命を伸ばすことができる。しかも、小粒径で球形のトナーを用いたときも、クリーニングブレード２８による像担持体２Ｙのクリーニング性能が大きく低下することを阻止できる。また、前記潤滑剤塗布装置３１には、ガイド３６が設けられ、そのガイド３６によって、潤滑剤ホルダ３５と固形潤滑剤３４が、実質的に、ブラシローラ３３に対して接近又は離間する方向、すなわち圧縮コイルばね３７による加圧方向Ｃと、その逆の方向にだけ移動できるように、その潤滑剤ホルダ３５と固形潤滑剤３４が案内される。このため、固形潤滑剤３４が、この方向と直交する方向Ｅに大きく振れ動くことはない。これによって、固形潤滑剤３４は常にほぼ同じ面積でブラシローラ３３に当接することができ、常にほぼ一定量の潤滑剤が、ブラシローラ３３を介して、像担持体表面に供給され、像担持体表面への潤滑剤の塗布むらを防止できる。
【００８７】
前記画像形成装置１においては、図３に示されているように、潤滑剤ホルダ３５が一対のガイド板４０、４１に当接し、その潤滑剤ホルダ３５を介して、固形潤滑剤３４がガイド３６によって案内されるように構成されているが、固形潤滑剤３４をガイド３６によって直に案内するように構成することもできる。また、固形潤滑剤３４が、実質的に、ブラシローラ３３に対して接近又は離間する方向Ｃにだけ移動できるように、固形潤滑剤３４がガイド３６により案内されるとは、固形潤滑剤３４が、この方向Ｃに対して直交する方向Ｅに、多少の遊び分だけ遊動してもよいことを示している。
【００８８】
以上のように、前記潤滑剤塗布装置３１は、回転しながら像担持体２Ｙに当接するブラシローラ３３より成る潤滑剤供給部材と、その潤滑剤供給部材に対置された固形潤滑剤３４と、該固形潤滑剤３４が、実質的に、潤滑剤供給部材に対して接近又は離間する方向にだけ移動できるように、該固形潤滑剤３４を案内するガイド３６と、該固形潤滑剤３４を潤滑剤供給部材に対して加圧する加圧手段とを有している。また、図３に示した画像形成装置は、均しブレード３２として構成された潤滑剤均し手段を有しており、この均しブレード３２は、ゴムなどの弾性体より成り、その先端エッジ部が像担持体２Ｙの表面に当接し、その基端側がホルダ４５に固定されている。均しブレード３２は像担持体表面の移動方向に対してトレーリング向きに配置されている。一方、前述のブラシローラ３３より成る潤滑剤供給部材は、図３から明らかなように、クリーニングブレード２８よりも像担持体表面移動方向下流側に配置されている。
【００８９】
前記した画像形成装置１によれば、トナー像転写後の像担持体表面に付着する転写残トナーはクリーニングブレード２８により除去され、これによってクリーンな状態となった像担持体２Ｙの表面に、ブラシローラ３３によって潤滑剤が塗布される。次いでその塗布された潤滑剤は、像担持体表面に当接した均しブレード３２を通過するとき、像担持体２Ｙの表面に一様に押し広げられて均一に均される。これにより、像担持体上に厚みの均一な潤滑剤層が形成される。このように、像担持体２Ｙを清掃した直後に、潤滑剤を塗布し、その潤滑剤を均すことによって、像担持体表面への潤滑剤塗布量の偏りやその表面の摩擦係数の偏りが生じることを防止でき、記録媒体上に形成された画像の画質を高めることができる。しかも、均しブレード３２は、像担持体表面の移動方向に対してトレーリング向きに配置されているので、像担持体２Ｙの駆動トルクが過度に大きくなることを阻止できる。
【００９０】
（実施例１）
ＡＢＳ樹脂（ＧＲ−３０００、電気化学工業社製）４０重量％、及び、ポリエーテルエステルアミド（ＩＲＧＡＳＴＡＴ  Ｐ１８、チバスペシャリティケミカルズ社製）６０重量％を配合して樹脂組成物とし、この樹脂組成物１００部にポリカーボネート−グリシジルメタクリレート−スチレン−アクリロニトリル共重合体（モディパーＣＬ４４０−Ｇ、日本油脂製）４部を添加して、溶融混練することにより、樹脂溶融組成物（体積固有抵抗：２×１０8 Ωｃｍ）とした。そして、この樹脂溶融組成物を、ＳＵＭ２２（Ｎｉメッキ処理）からなる支持体（外径１０ｍｍ）上に射出成形して電気抵抗調整層を形成し、この電気抵抗調整層のゲートカット、及び、長さ調整を行った後、その両端部に高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ  ＨＹ５４０、日本ポリプロ社製）で構成されるリング状の空隙保持部材を圧入し、前記空隙保持部材の外径を１２．５ｍｍ、前記電気抵抗調整部の外径を１２．４ｍｍに同時切削加工してローラを得た。次ぎに、前記ローラにおける電気抵抗調整層の表面に、アクリルシリコーン樹脂（３０００ＶＨ−Ｐ、川上塗料社製）、イソシアネート系硬化剤、及び、カーボンブラック（全固形分に対して３０重量％）からなる樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０10Ωｃｍ）をスプレーコーティングして、膜厚約１０μｍの表面層を形成することにより、空隙保持部材と表面層との間に約４０μｍの段差が形成された帯電部材（帯電ローラ）を得た。続いて、ＳＵＭ２２（Ｎｉメッキ処理）からなる支持体（外径６ｍｍ）の外周面に、メラミン樹脂発泡体（バソテクト、ＢＡＳＦ社製）からなる層を加熱圧縮させて接着剤で貼りつけた後、その表面を回転研磨して、外径９．５ｍｍに仕上げことにより、ローラを得た。そして、このローラの両端部にポリエーテル（ＰＥＬ−２０Ａ、日本カーリット社製）及びイソシアネート系硬化剤で構成されるゴム状物質を含浸させ加熱圧縮させて連れ回り補助部材を形成することによりクリーニング部材（クリーニングローラ）を得た。その際の圧縮率は、３０％とした。
【００９１】
（実施例２）
前記連れ回り補助部材を形成する際に、前記ローラの両端部にポリエーテル（ＰＥＬ−ＡＫ１、日本カーリット社製）及びイソシアネート系硬化剤で構成されるゴム状物質を含浸させた以外は、実施例１と同様にして、帯電部材（帯電ローラ）及びクリーニング部材（クリーニングローラ）を得た。
【００９２】
（実施例３）
前記連れ回り補助部材を形成する際に、前記ローラの両端部にポリエーテル（ネオポリナールＮｏ．８００、大橋化学社製）及びイソシアネート系硬化剤で構成されるゴム状物質を含浸させた以外は、実施例１と同様にして、帯電部材（帯電ローラ）及びクリーニング部材（クリーニングローラ）を得た。
【００９３】
（比較例１）
実施例１と同様にして帯電部材（帯電ローラ）を得た。
【００９４】
（比較例２）
前記連れ回り補助部材を形成する際に、前記ローラの両端部にアクリルシリコーン（ムキコート  ３０００ＶＨ、川上塗料社製）及びイソシアネート系硬化剤で構成されるゴム状物質を含浸させた以外は、実施例１と同様にして、帯電部材（帯電ローラ）及びクリーニング部材（クリーニングローラ）を得た。
【００９５】
（試験１）
前記実施例及び比較例で得た各クリーニング部材における連れ回り補助部について、静止摩擦係数を測定した。静止摩擦係数の測定方法は、図４に示すようなオイラーベルト法を用いて行った。
【００９６】
（試験２）
前記実施例及び比較例で得た帯電部材（帯電ローラ）及びクリーニング部材（クリーニングローラ）を図３に示されるプロセスカートリッジに搭載し、そして、図２に示される画像形成装置（ｉｍａｇｉｏＭＰＣ３０００）を用いて、画像面積率が５%の画像（A４横）の連続画像出しを行い、１００００枚毎に評価用画像として、６００ｄｐｉの２×２ハーフトーン画像Ａ３を出力して、画像の縦スジの発生状況を目視で確認した。図５（ａ）は、帯電ローラに汚れが生じなかったことにより、記録紙に汚れができなかったことを示し、そして、図５（ｂ）は、帯電ローラに汚れが生じたことにより、記録紙に縦スジができたことを示している。 本評価においては、帯電ローラ表面の汚れを加速するために、ステアリン酸亜鉛の感光体表面への塗布量をアップさせるため圧縮コイルばね９０８による加圧力を通常５．５N→８Nとして評価を行った。画像出し環境は２３〜２５℃、３０〜６０％RHの通常環境で行った。この評価では、画像形成装置の目標耐久枚数である８００００枚以下で画像に縦スジが発生した場合を不良（×）と判断し、８００００枚を超えても画像に縦スジが発生しなかった場合を良（○）と判断した。評価結果は、次の表１に示される。
【００９７】
【表１】
2009199027.tif 000003
【００９８】
（試験３）
以上、前記実施例及び比較例で得た帯電部材（帯電ローラ）及びクリーニング部材（クリーニングローラ）について、帯電装置において、帯電ローラが回転を開始したときからクリーニング部材が帯電ローラの回転に追従して連れ回りを開始するまでのスリップ時間と、クリーニング部材の連れ回り補助部の静止摩擦係数との関係について調べたところ、図６に示すグラフを得た。このグラフからわかるように、静止摩擦係数が１．０未満では、スリップ時間が３ｍｓ以上であるのに対して、本発明のように静止摩擦係数が１．０以上では、静止摩擦係数が２ｍｓｅｃ以下と安定している。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の一実施の形態を示す帯電ローラを像担持体上に配置した状態を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施の形態を示す画像形成装置の概略説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態を示す画像形成装置の画像形成部の構成を示す概略説明図である。
【図４】オイラーベルト法による静止摩擦係数の測定の一例を示す模式図である。
【図５】記録紙の部分図であって、（ａ）は、帯電ローラに汚れが生じなかったことにより、記録紙に汚れができなかったことを示し、そして、（ｂ）は、帯電ローラに汚れが生じたことにより、記録紙に縦スジができたことを示す。
【図６】帯電ローラが回転を開始したときからクリーニング部材が帯電ローラの回転に追従して連れ回りを開始するまでのスリップ時間と、クリーニング部材の連れ回り補助部の静止摩擦係数との関係を示すグラフである。
【図７】従来の画像形成装置の概略説明図である。
【符号の説明】
【０１００】
２Ｙ  像担持体（感光体、感光体ドラム）
９  帯電部材（帯電ローラ）
９０  帯電装置
９１  クリーニング部材（クリーニングローラ）
９０１  表面層
９０２  電気抵抗調整層
９０３  導電性支持体（芯金）
９０４  空隙保持部材
９０５  軸受
９０７  圧力付与手段（圧縮バネ）
９０８  圧力付与手段（圧縮バネ）
９０９  樹脂発泡体
９１０  連れ回り補助部材
Ｇ  微少間隙
【図１】
2009199027.tif 000004
【図２】
2009199027.tif 000005
【図３】
2009199027.tif 000006
【図４】
2009199027.tif 000007
【図６】
2009199027.tif 000008
【図７】
2009199027.tif 000009
【図５】
2009199027.tif 000010