(57)【要約】【課題】ブレードクリーニング方式で、潤滑剤を像担持体の表面に供給する画像形成装置において、像担持体の表面に潤滑剤をできるだけ少量で且つ均一に塗布して像担持体表面を潤滑剤で被覆できるようにして、画像流れ、融着等を発生させず、長期的に安定したクリーニングを達成する。【解決手段】像担持体の表面には、粒子形状が立方体状及び／又は直方体状であり、１次粒子の粒径が３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である研磨剤と、潤滑剤と、が供給され、研磨剤の供給量をＡ（μｇ／ｃｍ２）、潤滑剤の供給量をＢ（μｇ／ｃｍ２）、帯電部材から像担持体に流れる放電電流量をΔＩａｃ（ｍＡ）、像担持体のテーバー磨耗量をＴ（ｍｇ）、とすると、０．５×ΔＩａｃ／Ｔ≦Ａ＋１０Ｂ≦５×ΔＩａｃ／Ｔ、１≦Ａ／Ｂ≦２０、の関係を満たすこと。【選択図】図１
2009128842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な像担持体と、振動電圧が印加され、前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、前記像担持体に形成された潜像を現像剤により顕画像として現像する現像手段と、前記顕画像を記録媒体に転写する転写手段と、前記像担持体とニップ部を形成して前記記録媒体に対する顕画像転写後の像担持体表面から転写残り現像剤を掻き取るクリーニングブレードと、制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記像担持体の表面には、粒子形状が立方体状及び／又は直方体状であり、１次粒子の粒径が３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である研磨剤と、潤滑剤と、が供給され、
前記研磨剤の供給量をＡ（μｇ／ｃｍ２）、
前記潤滑剤の供給量をＢ（μｇ／ｃｍ２）、
前記帯電部材から前記像担持体に流れる放電電流量をΔＩａｃ（ｍＡ）、
前記像担持体のテーバー磨耗量をＴ（ｍｇ）、
とすると、
０．５×ΔＩａｃ／Ｔ≦Ａ＋１０Ｂ≦５×ΔＩａｃ／Ｔ
１≦Ａ／Ｂ≦２０
の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記研磨剤が無機粉体であり、前記潤滑剤が脂肪酸金属塩であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記帯電部材は前記像担持体の表面に対して接触又は近接で配置してい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】
前記研磨剤と前記潤滑剤の少なくとも一方が、前記現像剤に外添されていて前記潜像を現像する現像工程により前記像担持体の表面に供給され、前記転写手段よりも像担持体回転方向の下流側において前記像担持体の表面を像担持体長手方向に摺擦する部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記クリーニングブレードよりも像担持体回転方向の上流側において前記像担持体に接触させてクリーニング補助部材が配設されており、前記クリーニング補助部材に接触させて固形化された潤滑剤のブロック体が配設されており、前記ブロック体の潤滑剤が前記クリーニング補助部材により削り取られて前記像担持体の表面に塗布されることにより、前記潤滑剤の前記像担持体の表面への供給が行われることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記放電電流量を制御し、制御した放電電流量に応じて前記クリーニング補助部材の動作を制御して前記潤滑剤の前記像担持体の表面への供給量を変更することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、環境検知手段で検知される環境情報に応じて、前記帯電部材と前記像担持体との間隔を変更することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか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、例えば、電子写真プロセスを用いて画像を形成する、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な電子写真記録方式の画像形成装置においては、帯電ローラなどの帯電手段により像担持体である電子写真感光体を一様に帯電し、これに、像露光、例えば、レーザービームを照射して静電潜像を得ている。この潜像は、現像手段により、トナー像として反転現像又は正規現像されて顕像化される。このトナー像は転写ローラなどの転写手段により静電的に記録媒体に転写された後に、加熱定着装置等の定着手段により熱と圧力が加えられて記録媒体に定着される。記録媒体に対するトナー像転写後の感光体の表面は、残留したトナーがクリーニング装置によって除去されて清掃され、次の画像形成工程に備えられる。
【０００３】
従来、トナー像転写後の感光体の表面から転写残トナーを除去するクリーニング方法としては、クリーニング性の良さから、ポリウレタン等からなる弾性ブレード（クリーニングブレード）によるクリーニングが多く採用されている。
【０００４】
クリーニングブレードの物性や感光体への当接の仕方は、転写残トナーの感光体への付着度合いによるクリーニングのしやすさや感光体の表面性等にも大きく左右される。またトナー形状、粒径、材質などの物性によってもクリーニング性は大きく影響を受ける。そのため、それに適したブレードを選択し、感光体に対して適正な角度、当接荷重に設定する必要がある。実際のクリーニングブレードの選定や設定では、試行錯誤を繰り返して最適条件を見出しているのが現状である。
【０００５】
一方、画像形成装置の実際の動作環境、特に温湿度の変動により、クリーニング性や感光体の表層の磨耗具合は異なるため、耐久寿命を通してクリーニングブレードだけでクリーニングすることが難しい。
【０００６】
このため、クリーニング補助部材として、感光体に接しながら回転するクリーニングブラシを設けているものもある。通常、このクリーニングブラシは、感光体回転方向でクリーニングブレードの上流側に配設され、転写後の感光体上の転写残トナーを掻き取るとともに、クリーニングブレードのクリーニングを容易にする目的も有している。そのため、転写残トナーの感光体との付着力を弱めるために、クリーニングブラシを接地したり、バイアスを印加しているものもある（特許文献１）。
【０００７】
また、近年、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーを用いてカラー画像を得る種々の方式の画像形成装置が提案されている。そして、転写性の良さから重合法などによる球形に近い微粒子トナーを用いたものがある。このようなトナーを用いた場合には、感光体に転写残トナーが強固に付着していると、クリーニングブレードをすり抜けやすいために、上述したようなクリーニング補助部材であるクリーニングブラシを設けることは有効である。
【０００８】
しかし、それでもクリーニングブレードの感光体への当接圧を高くするなどして残トナーをクリーニングしている。これにより、感光体表面との摩擦力は高まり、クリーニングブレードの損傷や摩耗はより進行しやすくなっている。また、クリーニングブレードが不規則に振動することにより起こるブレード鳴きや、ブレードめくれ等が発生しやすくなっている。そこで、感光体表面に均一に潤滑剤を塗布し、感光体表面の摩擦係数を低減することが一層重要になってきている。
【０００９】
そのために、クリーニングブラシにステアリン酸亜鉛等の固形潤滑剤を当接し、クリーニングブラシを介して感光体の表面に塗布する機構を持つ装置もある（特許文献２）。
【００１０】
ステアリン酸亜鉛のような固形潤滑剤を感光体の表面に塗布すると、感光体上に固形潤滑剤による薄い膜を成形して、クリーニングブレードによるクリーニング性能が向上したり、トナー外添剤によるフィルミングを防止することが知られている。またこの被膜性能により画像流れに効果があることも知られている。
【特許文献１】特開平０４−１２４６９０号公報
【特許文献２】特開平０９−０９０８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、このような潤滑剤を感光体表面に供給する構成においては、適切な量の潤滑剤を均一に塗布することが重要である。
【００１２】
即ち、感光体表面に塗布される潤滑剤の量は、少なすぎると、適切に潤滑剤が塗布されていない感光体表面部分にクリーニング不良／融着／画像流れが発生したり、クリーニングブレードの摩耗が進行したりする。また、潤滑剤の塗布量が多すぎると、帯電部材の表面を汚染したり、粉体塊としてクリーニングブレードに供給され易くなり、ブレードへの負荷を増大させ、ブレード寿命を短くする。
【００１３】
従って、感光体表面にできるだけ少量でかつ均一に被覆できるように潤滑剤を塗布することが重要である。
【００１４】
そこで、本発明は、ブレードクリーニング方式で、潤滑剤を像担持体の表面に供給する画像形成装置において、像担持体の表面に潤滑剤をできるだけ少量で且つ均一に塗布して像担持体表面を潤滑剤で被覆できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、
回転可能な像担持体と、振動電圧が印加され、前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、前記像担持体に形成された潜像を現像剤により顕画像として現像する現像手段と、前記顕画像を記録媒体に転写する転写手段と、前記像担持体とニップ部を形成して前記記録媒体に対する顕画像転写後の像担持体表面から転写残り現像剤を掻き取るクリーニングブレードと、制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記像担持体の表面には、粒子形状が立方体状及び／又は直方体状であり、１次粒子の粒径が３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である研磨剤と、潤滑剤と、が供給され、
前記研磨剤の供給量をＡ（μｇ／ｃｍ２）、
前記潤滑剤の供給量をＢ（μｇ／ｃｍ２）、
前記帯電部材から前記像担持体に流れる放電電流量をΔＩａｃ（ｍＡ）、
前記像担持体のテーバー磨耗量をＴ（ｍｇ）、
とすると、
０．５×ΔＩａｃ／Ｔ≦Ａ＋１０Ｂ≦５×ΔＩａｃ／Ｔ
１≦Ａ／Ｂ≦２０
の関係を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
上記の構成により、像担持体の表面に潤滑剤が過不足のない適切な量で、且つ均一に塗布される。これにより、長期にわたって、安定した良好なクリーニング性が維持されて、画像流れ、融着等の画像欠陥の発生が防止され、安定した画像特性が高水準に維持される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に本発明に係る画像形成装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
［画像形成装置例の全体的構成の説明］
図１は本実施の形態における画像形成装置の概略構成を示す模式図である。この画像形成装置は転写式電子写真画像形成装置であり、複写機機能、プリンタ機能、ファクシミリ能機を有する複合機能機である。
【００１９】
Ａは画像形成部、Ｂは画像形成部Ａの上部に配設された原稿読取り部（原稿読み取り手段）である。原稿読取り部Ｂにおいて、２１は原稿台ガラス、２２は原稿台ガラス２１の上面に対して開閉可能な原稿押え板である。原稿台ガラス２１の上に原稿Ｏを画像面を下向きにして所定の載置基準に従って載置し、原稿押え板２２を被せることで原稿Ｏをセットする。原稿押え板２２を原稿自動送り装置（ＡＤＦ・ＲＤＦ）にしてシート状の原稿を自動的に原稿台ガラス２１の上に給送する構成にすることもできる。２３は原稿台ガラス２１の下面に沿って移動駆動される原稿読取りユニットである。この原稿読取りユニット２３により原稿台ガラス２１上のセット原稿Ｏの下向き画像面が走査される。これにより、原稿画像が電気的な画像情報として光電読取りされて、コントローラＣの画像処理部に入力する。コントローラＣは、画像形成装置の動作を統括的に制御する制御手段（制御回路）であり、画像形成開始信号が入力すると、画像形成動作のシーケンス制御を開始する。
【００２０】
画像形成部Ａにおいて、１は回転可能な像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光体と記す）である。この感光体１は駆動機構（不図示）により、矢印の時計方向に所定の速度（プロセススピード）、本実施例では２００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。感光体１は、ＯＰＣ等の感光材料の層を、アルミニウムなどのシリンダ状基体の外周面に塗布して形成している。
【００２１】
回転駆動される感光体１は、除電手段としての前露光ランプ（イレーザランプ）７による全面露光を受ける。これにより、感光体１の表面が均一に除電されて前の画像形成時の電気的メモリの消去がなされる。そして、その感光体１の除電面が帯電部材２により所定の極性・電位に一様に帯電される。本例において帯電部材２は帯電ローラ（ローラ型帯電部材、ローラ帯電器）である。帯電ローラ２は、接触帯電部材として、感光体１の表面（像担持体表面）に対して接触させて配置されている。本例において、帯電ローラ２は、鉄、ステンレス鋼等の円筒或は円柱状の導電性部材（芯金）２ａと、この導電性部材の外回りにローラ状に形成した、体積固有抵抗１０４〜１０１２Ω・ｃｍの抵抗層２ｂより構成される。また、抵抗層の表面を覆うようにして体積固有抵抗１０４〜１０１２Ω・ｃｍの表面保護層２ｃを備えても良い。
【００２２】
帯電ローラ２は感光ドラム１の母線方向にほぼ並行に配置され、感光ドラム１に当接させることにより、感光ドラム１の回転に伴い従動して回転する。この帯電ローラ２の導電性部材に対して帯電バイアス印加電源部Ｓ１より所定の帯電バイアスが印加されることで、回転する感光ドラム１の表面が所定の極性・電位に一様に帯電される。
【００２３】
本例においては、帯電バイアスとして、所定の交流電圧に所定の直流電圧を重畳した振動電圧を印加（ＡＣ方式）して、感光ドラム１の表面を所定の暗部電位ＶＤに一様に接触帯電させている。具体的には、周波数１８５０Ｈｚの正弦波交流に−７００Ｖの直流バイアスを重畳した帯電バイアスを用い、帯電ローラ２に流れる交流帯電電流Ｉａｃが定電流制御されている。感光ドラム１はこれによって暗部電位ＶＤとして約−６００Ｖに一様帯電される。
【００２４】
感光体１の帯電手段は、帯電ローラ２を感光体１の表面に対して近接配置した近接帯電手段であってもよい。接触帯電手段の帯電部材は被帯電体面に必ず接触させなくとも帯電部材と被帯電体面との間に、ギャップ間電圧とパッシェンカーブで決まる放電可能領域さえ確実に保証されれば、非接触に近接させた配置形態であっても被帯電体の帯電を行わせることができる。近接帯電はこれであり、帯電ローラ２を感光体１の表面に対して数１０〜数１００μｍ程度の僅少な空隙部を存在させて非接触に対向配置する。そして、帯電ローラ２に振動電圧を印加（ＡＣ方式）して、感光体１の表面を所定の極性・電位に一様に帯電させるものである。
【００２５】
３は画像露光手段（潜像を形成する露光手段）であり、本例では、レーザー発信器、高速で回転するポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ、偏向ミラー等を含むレーザースキャナ（レーザー走査露光装置）である。コントローラ部Ｃの画像処理部は、複写機モードの場合は、原稿読取り部Ｂから入力した原稿画像の電気的画像情報をレーザースキャナ３に入力する。レーザースキャナ３は入力した画像情報に対応してＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザー光Ｌを出力して、帯電手段２で一様に帯電された感光体１の表面を走査露光する。これにより、感光ドラム１の表面に原稿Ｏの画像情報に対応した潜像が形成される。本例では、感光体１の表面に明部電位ＶＬとして−２００Ｖの静電潜像が形成される。
【００２６】
プリンタモードの場合は、コンピュータ・イメージスキャナ・ワークステーション等の外部装置（不図示）からコントローラ部Ｃに入力した電気的画像情報が画像処理部で処理される。そして、レーザースキャナ３に入力して、画像形成部Ａがプリンタとして機能する。ファクシミリ受信モードの場合は、相手方ファクシミリ装置（不図示）からコントローラ部Ｃに入力した電気的画像情報が画像処理部で処理される。そして、レーザースキャナ３に入力して、画像形成部Ａがファクシミリ受信装置として機能する。ファクシミリ送信モードの場合は、原稿読取り部Ｂで光電読取りした原稿画像の電気的画像情報がコントローラ部Ｃにより相手方ファクシミリ装置に送信される。
【００２７】
感光体１の表面に形成された静電潜像は、現像手段である現像装置４にて、現像剤によりトナー像（顕画像）として現像される。イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。
【００２８】
上記において、帯電部材２と画像露光手段３と現像手段４とが、感光体１にトナー像を形成するトナー像形成手段である。
【００２９】
現像装置４は、本例では、現像方式として磁性１成分現像法を用いている。４１は直径１６ｍｍの非磁性の現像スリーブであり、固定のマグネット・ローラ４２を内包している。この現像スリーブ４１に、粒径（平均粒径）６μｍのネガトナーをコートし、感光体１の表面との距離を２００μｍに固定した状態で、感光体１と等速で回転させ、現像スリーブ４１に現像バイアス電源部Ｓ２より所定の現像バイアス電圧を印加する。本例では、現像バイアスは、−５００Ｖの直流電圧と、周波数１．８ＭＨｚ、ピーク間電圧１．６ｋＶの矩形の交流電圧を重畳したものを用い、現像スリーブ４１と感光体１の間でジャンピング現像を行わせる。
【００３０】
ここで、トナーの粒度測定法を説明する。測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−２型（コールター社製）を用い、個数平均分布、体積平均分布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＣＸ−１パーソナルコンピュータ（キヤノン製）を接続する。電解液は一級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調整する。測定法としては、前記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくは、アルキリベンゼンスルホン酸塩を、０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前記コールターカウンターＴＡ−２型により、アパーチャーとして１００μアパーチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定して、体積平均分布を求める。この体積平均分布より体積平均粒径を得る。
【００３１】
本例で用いた現像剤の外添処方は、トナー１００重量部に対して、疎水性シリカ（不定形、平均粒径約２０ｎｍ）を１．０重量部外添した。
【００３２】
更に、研磨剤と潤滑剤（被覆剤）の少なくとも一方を現像剤に外添する。この外添された研磨剤及び潤滑剤、或いは研磨剤又は潤滑剤は、感光体１に形成された潜像を現像剤によりトナー像として現像する現像工程により感光体１の表面に供給される。
【００３３】
潤滑剤は、クリーニングブレード６ａと感光帯１とのニップ部で容易に引き伸ばされて感光体上に薄い膜を成形して、クリーニングブレードによるクリーニング性能を向上させる。また、トナー外添剤によるフィルミングを防止する。また、感光体表面を放電ダメージから守る。被膜性能により画像流れ防止に効果がある。
【００３４】
潤滑剤は、クリーニングブレードによるクリーニング性能を向上させると共に、帯電手段で発生する帯電生成物が感光体表面に直接付着するのを防止するため、感光体表面に実質的に全域に塗り伸ばされる必要がある。また、潤滑剤は帯電生成物が付着し、高湿環境下では、感光体の表面と同様に低抵抗化するため、適宜除去される必要がある。更に感光体の最表面に塗布されることから、像露光や除電光などの光を透過させる透光性、また、帯電、現像、転写、クリーニングの各行程を阻害しないことも必要である。よって、潤滑剤には、いわゆる使い捨ての表面層として、被膜生成容易性（柔らかくて塗り伸ばしやすい）、掻き取り易さ、被膜の透明性、適宜な抵抗を有することが求められる。
【００３５】
これらの物性から、潤滑剤としては、粉末状、粉末状潤滑剤が固形化されたブロック体、或いは液状である、脂肪酸金属塩、フッ素系樹脂、シリコーンオイル等があげられる。中でも、高級脂肪酸金属塩（いわゆる金属石鹸）、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム等が好適に用いられる。特にステアリン酸亜鉛は、上記の各特性に優れ、またブロック体への加工容易性も優れて好ましい。また、高級脂肪酸と高級アルコールのエステルを主成分とするワックスも好適に用いられる。本例では、この潤滑剤を現像剤に外添して、感光体表面上に供給する構成とした。
【００３６】
本例では、研磨剤として、粒子形状が立方体状（概略立方体状）及び／又は直方体状（概略直方体状）で、１次粒子の粒径（平均粒径）が３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の無機微紛体（無機粉体）を現像剤に外添して、感光体表面上に供給する構成とした。
【００３７】
無機微紛体の平均粒径については、電子顕微鏡にて５万倍の倍率で撮影した写真から１００個の粒径を測定して、その平均を求めた。粒径は、１次粒子の最長辺をａ、最短辺をｂとしたとき、（ａ＋ｂ）／２として求めた。
【００３８】
無機微粉体は硬度が高く優れた研磨性能を持つ。無機微紛体としては、例えばチタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム等が用いられる。
【００３９】
無機微粉体を、粒子形状が立方体状及び／又は直方体状であるペロブスカイト型結晶形にすることで、特に優れた研磨作用を発揮する。これは、粒子形状が粒子形状が立方体状及び／又は直方体状であることで、対象物との接触面積を大きくすることができ、また立方体状又は直方体状の稜線が対象物に当接することで、良好な掻き取り性を得ることができるためだと考えられる。
【００４０】
ペロブスカイト型結晶のチタン酸ストロンチウム等の無機微粉体は、一次粒子の平均粒径が３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であるものが好ましい。平均粒径が３０ｎｍ未満では当該粒子の研磨効果が不十分であり、一方、３００ｎｍを超えると上記研磨効果が強すぎるため感光体キズが発生する場合があるため適さない。研磨性能は無機微粉体の粒径にも大きく関わり、粒径が大きいものほど研磨効果が大きくなる。
【００４１】
感光体１の表面に対する上記の無機微粉体を供給する手段としては、本例のように現像剤に外添する方法以外にも、例えば、クリーニング装置６内に無機微粉体供給部材を設ける方法等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００４２】
本例では、前記のように、現像装置４の現像剤に、無機微粉体としてペロブスカイト型結晶のチタン酸ストロンチウム（粒径１１０ｎｍ）を外添し、感光体上に供給する手法を用いた。
【００４３】
現像装置４の現像方式、現像剤は、上記に限らず、非磁性１成分現像、２成分現像法等も好適に用いることができる。
【００４４】
一方、給紙部Ｄの給紙ローラ９が所定の制御タイミングで駆動されて、給紙カセット８に積載して収納されている記録媒体としての記録材（転写用紙、ＯＨＰシート等）Ｐが一枚分離給送されて、レジストローラ（レジスロレーションローラ）１０に送られる。レジストローラ１０は、記録材Ｐの斜行修正と、感光体１から記録材Ｐへのトナー像の転写のタイミングを制御するもので、給紙カセット８から給送された記録材Ｐの先端を受け止めて一旦停止させる。そして、その記録材Ｐが、所定の制御タイミングで回転駆動されたレジストローラ１０により、感光体１と中抵抗の転写ローラ（転写手段）５との圧接部である転写ニップ部Ｔに導入される。転写ローラ５には、記録材Ｐが転写ニップ部Ｔを挟持搬送される間、転写バイアス電源部Ｓ３から、トナーの帯電極性とは逆極性で所定の電位の転写バイアスが印加される。これにより、感光体１の表面に形成されているトナー像が記録材Ｐの表面に順次に静電的に転写される。
【００４５】
転写ニップ部Ｔを出た記録材Ｐは感光体１の表面から分離され、ガイド部材１１でガイドされて定着手段としての画像加熱定着装置１２の、加熱定着ローラ１２ａとこれに所定の加圧力にて接触させた加圧ローラ１２ｂとの間の定着ニップ部Ｎに導入される。その記録材Ｐは定着ニップ部Ｎにおいて定着ローラ１２ａと加圧ローラ１２ｂとで挟持されて搬送され、その搬送過程で熱と圧力を受ける。これにより、トナー像が記録材Ｐの表面に固着画像として定着される。そして、定着ニップ部Ｎを出た記録材Ｐは排出ローラ１３により排出トレイ１４に画像形成物（コピー、プリント）として排出される。
【００４６】
また、記録材分離後（顕画像転写後）の感光体１の表面に残留した転写残トナーはクリーニング装置（クリーニング手段）６によって除去される。そして、表面がクリーニングされた感光体１は繰り返して画像形成に供される。このクリーニング装置６は、クリーニング部材として、弾性を有するクリーニングブレード（弾性ブレード）を用いたブレードクリーニング装置である。クリーニング装置６は、板金６ｆに支持されたクリーニングブレード６ａ、トナー捕集シート６ｂ、廃トナー回収容器６ｃ等から構成されている。クリーニングブレード６ａは回転する感光体１に対してカウンターに当接させて、感光体１とニップ部を形成させている。
【００４７】
クリーニングブレード６ａは板金６ｆの先端部に一体的に保持されたポリウレタンゴムからなり、感光体１に対して所定の侵入量、設定角の条件で当接されている。ゴム硬度としては５０〜８５°（ＪＩＳ  Ａ）が好ましい、より好ましくは、６０〜８０°である。本例では７０°のウレタンゴムを有するクリーニングブレード６ａを用い、設定角＝２２°、侵入量は０．５〜１．３ｍｍの範囲、クリーニングブレード６ａの感光体１への当接圧を２５ｇ／ｃｍの範囲となるようにした。クリーニングブレード６ａの当接圧は、１０〜５０ｇ／ｃｍであることが好ましい。クリーニングブレード６ａの当接圧が１０ｇ／ｃｍ未満である場合、トナーすり抜けによるクリーニング不良が発生しやすくなり、また、５０ｇ／ｃｍを超える場合、クリーニングブレード６ａの磨耗により満足な耐久性が得られにくくなった。
【００４８】
なお、本例においては、感光体１と、この感光体１に作用する、いくつかのプロセ手段をプロセスカートリッジ１５としてある。具体的には、感光体１と、帯電ローラ２と、現像装置４と、クリーニング装置６を、カートリッジ枠体１５ａ内に一体的に組み付けて、画像形成部Ａに対して取り外し可能に装着して使用されるプロセスカートリッジとしてある。
【００４９】
［放電電流量△Ｉａｃの算出］
ここで、帯電ローラ２から感光体１に流れる放電電流量△Ｉａｃの算出について詳細に説明する。
【００５０】
前記のように、本例では、周波数１８５０Ｈｚの正弦波交流に−７００Ｖの直流バイアスを重畳した帯電バイアスを用い、帯電ローラ２に流れる交流帯電電流Ｉａｃが定電流制御されている。
【００５１】
本例における帯電ローラ２と感光体１と間のインピーダンスＺｃは、図２の等価回路によって表されると考えてよい。Ｒｃは帯電ローラ２の抵抗、Ｃｃは帯電ローラ２の静電容量、Ｃｄは感光体１の静電容量、Ｃａｉｒは帯電ローラ２と感光体１と間の微小エアギャップの静電容量である。
【００５２】
放電が起きていない場合は、インピーダンスＺｃに従って、印加交流電圧Ｖａｃ（最大振幅値；Ｖｐｐ）と帯電交流電流Ｉａｃの間には以下の関係が成立している。
【００５３】
Ｉａｃ＝Ｉｚ  ；  Ｉｚ＝α・Ｖａｃ、  α＝１／（√２・Ｚｃ）
しかしながら、放電が起きているとき、即ち、
Ｖａｃ（Ｖｐｐ）≧２×Ｖｔｈ（Ｖ）  Ｖｔｈ：放電開始電圧
のときは、図３のグラフに示すように、上記の関係からはずれ、Ｉａｃ≧Ｉｚとなる。
【００５４】
ここで、Ｉｚは、Ｉａｃが線形に伸びている部分（Ｖａｃ＜２×Ｖｔｈ）、またその外挿部（Ｖａｃ≧２×Ｖｔｈでは図３の点線部）を示す。
【００５５】
本例の説明では、このＩａｃとＩｚの差△Ｉａｃを放電電流量（μＡ（ｍＡ））と規定する。
【００５６】
放電が起きているときには電気的な過渡現象を含むため、理論的に放電電流量△Ｉａｃを求めることは難しい。更には、放電電流量△Ｉａｃは、温湿度や帯電ローラ２の当接条件、物性、トナーによる汚れなどに影響されやすく常に一定ではない。よって、放電電流量△Ｉａｃは印字動作毎に、もしくは一定時間毎に求める必要がある。
【００５７】
放電電流量△Ｉａｃは、以下の式（１）によって算出する。
【００５８】
△Ｉａｃ＝Ｉａｃ−α・Ｖａｃ・・・（１）
上記の比例定数αは未放電状態のＩａｃ、Ｖａｃから求める。放電開始電圧Ｖｔｈ×２（Ｖ）未満のピーク間電圧Ｖｐｐに対して電流Ｉａｃの比をαとしたとき、放電による電流以外の、接触部へ流れる電流（以下、ニップ電流）などの交流電流はα・Ｖｐｐとなる。そして、放電開始電圧Ｖｔｈ×２（Ｖ）以上の電圧印加時に測定されるＩａｃと、このα・Ｖｐｐの差分が放電電流である。
【００５９】
本実施形態では、放電電流量△Ｉａｃが一定となるように制御している。以下にこの制御方法を述べる。
【００６０】
放電電流量△Ｉａｃは、一定電圧又は一定電流での制御下で帯電を行った場合、環境、耐久を進めるにつれ変化する。これは、ピーク間電圧と放電電流量の関係、交流電流値と放電電流量との関係が変動しているからである。
【００６１】
ＡＣ定電流制御方式では、帯電部材である帯電ローラ２から被帯電体である感光体１に流れる総電流Ｉａｃで制御している。そのため、実際に、放電電流量は制御できていない。定電流制御において同じ電流値で制御していても、帯電ローラ２の材質の環境変動によって、ニップ電流が多くなれば当然放電電流量は減り、ニップ電流が減れば放電電流量は増える。そのため、ＡＣ定電流制御方式でも完全に放電電流量の増減を抑制することは不可能であった。
【００６２】
そこで、本発明者らは、常に所望の放電電流量を得るため、以下の要領で制御を行った。
【００６３】
所望の放電電流量をＤとしたときに、この放電電流量Ｄとなるピーク間電圧を決定する方法を説明する。
【００６４】
コントローラＣは、印字準備回転時に、図４に示すように、帯電ローラ２に放電領域である交流電流（Ｉａｃ）を２点、未放電領域である交流電流を１点、順次に印加する。そして、その時のピーク間電圧値をピーク間電圧値測定回路５０（図６・図９・図１０）で測定する。
【００６５】
ここで、印字準備回転時とは、待機状態の画像形成装置に画像形成開始信号が入力したとき、メインモータを駆動させて感光体１を回転駆動させ、画像形成動作に入る前のしばらくの間、画像形成装置に所定の印字前動作を実行させる期間（前回転行程）である。
【００６６】
ピーク間電圧と交流電流の関係はピーク間電圧がゼロの時、交流電流値もゼロとなるよう予め設定されている。
【００６７】
次に、コントローラＣは、放電領域では測定値２点から、未放電領域では測定値と０点とを用いて、ピーク間電圧と交流電流の関係を直線近似し、以下の式２と式３を算出する。
【００６８】
式２・・・放電領域の近似直線    ：Ｙα＝αＸα＋Ａ
式３・・・未放電領域の近似直線  ：Ｙβ＝βＸβ
その後、放電領域の近似直線Ｙαと未放電領域の近似直線Ｙβの差分が、放電電流量Ｄとなる交流電流（Ｉａｃ）を式４によって決定する。
【００６９】
Ｄとなる交流電流値をＩａｃ１とし、そのときのピーク間電圧をＶｐｐとすると、式２と式３は、
Ｉａｃ１＝αＶｐｐ＋Ａ・・・式ａ
Ｉａｃ２＝βＶｐｐ        ・・・式ｂ
となる。ここで、Ｉａｃ２は未放電領域の近似直線ＹβでのＶｐｐとなる交流電流値である。
【００７０】
Ｉａｃ１−Ｉａｃ２＝Ｄ・・・式ｃ
式ａ、ｂ、ｃから、放電電流量Ｄとなる交流電流（Ｉａｃ）は式４で決定される。
【００７１】
式４・・・Ｉａｃ＝（αＤ−βＡ）／（α−β）
そして、帯電ローラ２に印加する交流電流を求めたＩａｃに切り替え、Ｉａｃで定電流制御し、前記した画像形成動作へと移行する。
【００７２】
画像形成時には、求めた交流電流を求めたＩａｃ１が印加され、その時のピーク間電圧が測定される。
【００７３】
画像形成領域と次の画像形成領域の間の非画像形成領域（紙間）において、未放電領域である交流電流を１点、帯電ローラ２に印加し、その時のピーク間電圧を測定する。
【００７４】
新たに測定されたピーク間電圧と交流電流値の関係と、印字準備回転時に測定したピーク間電圧と交流電流値の関係から、統計的処理を行なうことで、以下の式５と式６を算出する。
【００７５】
式５・・・放電領域の近似直線    ：Ｙα＝α’Ｘα＋Ａ’
式６・・・未放電領域の近似直線  ：Ｙβ＝β’Ｘβ
その後、印字時（画像形成動作時）に印加する交流電流Ｉａｃ１を求める時と同様に、式７を用いて放電領域の近似直線Ｙαと未放電領域の近似直線Ｙβの差分である放電電流量Ｄとなる交流電流Ｉａｃ３を決定する。
【００７６】
式７・・・Ｉａｃ３＝（α’Ｄ−βＡ’）／（α’−β）
そして、帯電ローラ２に印加する交流電流Ｉａｃ３に切り替え定電流制御し、画像形成を行なう。
【００７７】
次の画像形成時においても、同様に、印字時と紙間時にピーク間電圧と交流電流値の関係を測定し、印加する交流電流を、画像形成動作が行なわれている間常に補正する。
【００７８】
このようにして放電電流△Ｉａｃを制御した。
【００７９】
［感光体］
１）感光体製造方法
図５は本例における感光体１の層構成模型図である。この感光体１は、支持体１ａの上に、感光層として電荷発生層１ｄと電荷輸送層１ｅが順に設けており、更に磨耗レートの小さい（機械的強度が高い）感光体には最表面に保護層１ｆを設けている。また、支持体１ａと電荷発生層１ｄの間に、結着層１ｂ、更には干渉縞防止などを目的とする下引き層１ｃを設けてもよい。
【００８０】
支持体１ａとしては、支持体自身が導電性を持つもの、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金又はステンレスなどを用いることができる。その他に、アルミニウム、アルミニウム合金又は酸化インジウム−酸化スズ合金などを真空蒸着によって被膜形成された層を有する前記支持体やプラスチックを用いることができる。また、導電性微粒子（例えば、カーボンブラック、酸化スズ、酸化チタン及び銀粒子など）を適当な結着樹脂と共にプラスチックや紙に含浸した支持体、導電性結着樹脂を有するプラスチックなどを用いることができる。
【００８１】
また、支持体１ａと感光層１ｄ・１ｅの間には、バリアー機能と接着機能を持つ結着層（接着層）１ｂを設けることができる。結着層１ｂは、感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体の保護、支持体１ａの欠陥の被覆、支持体１ａからの電荷注入性改良及び感光層の電気的破壊に対する保護などのために形成される。結着層１ｂは、カゼイン、ポリビニルアルコール、エチルセルロース、エチレン−アクリル酸コポリマー、ポリアミド、変性ポリアミド、ポリウレタン、ゼラチン又は酸化アルミニウムなどによって形成できる。結着層１ｂの膜厚は、５μｍ以下が好ましく、特には０．１〜３μｍが好ましい。
【００８２】
電荷発生層１ｄに用いる電荷発生物質としては、（１）モノアゾ、ジスアゾ及びトリスアゾなどのアゾ系顔料、（２）金属フタロシアニン及び非金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料料が挙げられる。また、（３）インジゴ及びチオインジゴなどのインジゴ系顔料、（４）ペリレン酸無水物及びペリレン酸イミドなどのペリレン系顔料が挙げられる。また、（５）アンスラキノン及びピレンキノンなどの多環キノン系顔料、（６）スクワリリウム色素が挙げられる。また、（７）ピリリウム塩及びチアピリリウム塩類、（８）トリフェニルメタン系色素が挙げられる。また、（９）セレン、セレン−テルル及びアモルファスシリコンなどの無機物質、（１０）キナクリドン顔料、（１１）アズレニウム塩顔料、（１２）シアニン染料が挙げられる。また、（１３）キサンテン色素、（１４）キノンイミン色素、（１５）スチリル色素、（１６）硫化カドミウム及び（１７）酸化亜鉛などが挙げられる。
【００８３】
電荷発生層１ｄに用いる結着樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ジアリルフタレート樹脂が挙げられる。また、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂及び塩過ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂などが挙げられる。しかし、これらに限定されるものではない。
【００８４】
これらは、単独・混合或いは共重合体ポリマーとして１種又は２種以上用いることができる。
【００８５】
電荷発生層用塗料に用いる溶剤は、使用する樹脂や電荷発生物質の溶解性や分散安定性から選択される。有機溶剤としては、アルコール類、スルホキシド類、ケトン類、エーテル類、エステル類、脂肪族ハロゲン化炭化水素類又は芳香族化合物などを用いることができる。
【００８６】
電荷発生層１ｄは、前記の電荷発生物質を質量基準で０．３〜４倍量の結着樹脂及び溶剤と共に、ホモジナイザー、超音波、ボールミル、サンドミル、アトライター又はロールミルなどの方法でよく分散し、塗布、乾燥されて形成される。その厚みは、５μｍ以下が好ましく、特には０．０１〜１μｍの範囲が好ましい。
【００８７】
また、電荷発生層１ｄには、種々の増感剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤及び公知の電荷発生物質を必要に応じて添加することもできる。
【００８８】
電荷輸送層１ｅに用いられる電荷輸送物質としては、各種トリアリールアミン系化合物、各種ヒドラゾン系化合物、各種スチリル系化合物、各種スチルベン系化合物が挙げられる。また、各種ピラゾリン系化合物、各種オキサゾール系化合物、各種チアゾール系化合物及び各種トリアリールメタン系化合物などが挙げられる。
【００８９】
電荷輸送層１ｅを形成するのに用いられる結着樹脂としては、アクリル樹脂、スチレン系樹脂が好ましい。また、ポリエステル、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリフェニレンオキシド、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂及び不飽和樹脂などから選ばれる樹脂が好ましい。特に好ましい樹脂としては、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、ポリカーボネート樹脂及びジアリルフタレート樹脂が挙げられる。
【００９０】
電荷輸送層１ｅは、一般的には前記の電荷輸送物質と結着樹脂を溶剤に溶解し、塗布して形成する。電荷輸送物質と結着樹脂との混合割合（質量比）は、２：１〜１：２程度である。溶剤としては、アセトンやメチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸メチルや酢酸エチルなどのエステル類が用いられる。また、トルエンやキシレンなどの芳香族炭化水素類、クロロベンゼン、クロロホルム及び四塩化炭素などの塩素系炭化水素類、テトラヒドロフランやジオキサンなどのエーテル類などが用いられる。
【００９１】
この溶液を塗布する際には、例えば、浸漬コーティング法、スプレーコーティング法及びスピンナーコーティング法などのコーティング法を用いることができる。乾燥は１０℃〜２００℃が好ましく、より好ましくは２０℃〜１５０℃の範囲の温度で、５分〜５時間が好ましく、より好ましくは１０分〜２時間の時間で送風乾燥又は静止乾燥下で行うことができる。
【００９２】
電荷輸送層１ｅは、上述の電荷発生層１ｄと電気的の接続されており、電界の存在下で電荷発生層１ｄから注入された電荷キャリアを受け取ると共に、これらの電荷キャリアを保護層１ｆとの界面まで輸送する機能を有している。この電荷輸送層１ｅは、電荷キャリアを輸送する限界があるので必要以上に膜厚を厚くすることができないが、５〜４０μｍが好ましく、特には７〜３０μｍの範囲が好ましい。
【００９３】
更に、電荷輸送層１ｆ中に酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤及び公知の電荷輸送物質を必要に応じて添加することもできる。
【００９４】
更に、この電荷輸送層１ｅの上に前記保護層１ｆを塗布、硬化させて成膜することで、テーバー磨耗試験による磨耗レートが０．１〜２．０ｍｇの感光体を作成することができる。
【００９５】
２）保護層１ｆの形成方法１
上記条件を満足させる電子写真感光体の保護層１ｆとして、下記の化学式１で示すような、同一分子内に２つ以上の連鎖重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を重合した化合物を含有する保護層がある。
【００９６】
【化１】
2009128842.tif 000003
【００９７】
式中、Ａは正孔輸送性基を示す。Ｐ１及びＰ２は連鎖重合性官能基を示す。Ｐ１とＰ２は同一でも異なってもよい。Ｚは置換基を有してもよい有機残基を示す。ａ、ｂ及びｄは０又は１以上の整数を示し、ａ＋ｂ×ｄは２以上の整数を示す。また、ａが２以上の場合Ｐ１は同一でも異なってもよく、ｄが２以上の場合Ｐ２は同一でも異なってもよく、またｂが２以上の場合、Ｚ及びＰ２は同一でも異なってもよい。
【００９８】
前記同一分子内に二つ以上の連鎖重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を重合させることで、その保護層１ｆ中において、正孔輸送能を有する化合物は少なくとも二つ以上の架橋点をもって３次元架橋構造の中に共有結合を介して取り込まれる。前記正孔輸送性化合物はそれのみを重合させる、又は他の連鎖重合性基を有する化合物と混合させることのいずれもが可能であり、その種類／比率はすべて任意である。ここでいう他の連鎖重合性基を有する化合物とは、連鎖重合性基を有する単量体又はオリゴマー／ポリマーのいずれもが含まれる。正孔輸送性化合物の官能基とその他の連鎖重合性化合物の官能基が同一の基又は互いに重合可能な基である場合には、両者は共有結合を介した共重合３次元架橋構造をとることが可能である。両者の官能基が互いに重合しない官能基である場合には、感光層は少なくとも二つ以上の３次元硬化物の混合物又は主成分の３次元硬化物中に他の連鎖重合性化合物単量体又はその硬化物を含んだ物として構成される。その配合比率／製膜方法をうまくコントロールすることで、ＩＰＮ(Inter Penetrating Network)すなわち相互進入網目構造を形成することも可能である。
【００９９】
保護層１ｆには、潤滑材１ｇとして、フッ素原子含有樹脂、フッ化カーボン、ポリオレフィン樹脂からなる群のなかから選ばれた少なくとも一種を含有させることができる。その好ましい化合物としては以下の物が挙げられる。ただし、これらの化合物に限定されるものではない。
【０１００】
フッ素原子含有樹脂として好ましいものは、ビニルフルオライド、ビニリデンフルオロライド、クロロトリフルオロエチレンより選ばれる化合物の重合体もしくは共重合体樹脂及び樹脂微粒子が挙げられる。また、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテルより選ばれる化合物の重合体もしくは共重合体樹脂及び樹脂微粒子が挙げられる。
【０１０１】
フッ化カーボンは（ＣＦ）ｎ、（Ｃ２Ｆ）ｎで表される化合物が挙げられる。
【０１０２】
ポリオレフィン系樹脂として好ましいものは、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブテン樹脂等のホモポリマー樹脂、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体等のコポリマー樹脂及び樹脂粉体が挙げられる。
【０１０３】
これらの潤滑材１ｇはそれぞれ単独でも２種以上を任意の割合で用いることも可能である。
【０１０４】
また、保護層１ｆには前記潤滑材１ｇの分散剤、分散助剤、その他の各種添加剤、界面活性剤等を含有してもよい。
【０１０５】
保護層１ｆに潤滑材１ｇとしてフッ素原子含有樹脂、フッ化カーボン、ポリオレフィン系樹脂のうち少なくとも１種を含有させることにより、感光体の表面の滑り性、撥水性を高めることができる。そして、繰り返し使用時の帯電、現像、転写等による保護層１ｆの化学的劣化に伴う転写効率や滑り性の低下、更には感度低下、電位低下などの電気特性の劣化を防ぐことができる。また、繰り返し使用時においてもフィルミング、融着、クリーニング不良、画像ボケ／流れ等の画像不良の発生を抑えることが可能となる。特に好ましくはフッ素含有樹脂であると更に好適な結果が得られる。
【０１０６】
保護層１ｆに含有させる潤滑材１ｇの割合は、保護層１ｆとなる層の全重量に対し、１〜７０％が好ましく、より好ましくは５〜５０％である。潤滑材１ｇが７０％より多いと保護層１ｆとなる層の機械的強度が低下しやすく、１％より少ないと保護層１ｆとなる層の撥水性、滑り性が充分ではなくなることがある。
【０１０７】
前記連鎖重合性基を有する正孔輸送性化合物の硬化物を含有する保護層１ｆに、電荷輸送物質を含有させることも可能である。
【０１０８】
前記保護層１ｆの形成方法は、前記正孔輸送性化合物を含有する溶液を塗布後、重合反応をさせるのが一般的である。前もって該正孔輸送性化合物を含む溶液を反応させて硬化物を得た後に、再度溶剤中に分散又は溶解させて、保護層を形成することも可能である。これらの溶液を塗布する方法は、例えば、浸漬コーティング法、スプレ−コーティング法、カーテンコーティング法及びスピンコーティング法などが知られている。効率性／生産性の点からは浸漬コーティング法が好ましい。
【０１０９】
連鎖重合性基を有する正孔輸送性化合物は、放射線により重合させることが好ましい。放射線による重合の最大の利点は重合開始剤を必要としない点であり、これにより非常に高純度な三次元感光層の作製が可能となり、良好な電子写真特性が確保される点である。また、短時間でかつ効率的な重合反応であるがゆえに生産性も高く、更には放射線の透過性のよさから、厚膜時や添加剤などの遮蔽物質が膜中に存在する際の硬化阻害の影響が非常に小さいことなどが挙げられる。ただし、連鎖重合性基の種類や中心骨格の種類によっては重合反応が進行しにくい場合があり、その際には影響のない範囲内での重合開始剤の添加は可能である。この際使用する放射線とは電子線及びγ線である。電子線照射をする場合、加速器としてはスキャニング型、エレクトロカーテン型、ブロードビーム型、パルス型及びラミナー型などいずれの形式も使用することができる。電子線を照射する場合に、電気特性及び耐久性能を発現させる上で、照射条件が非常に重要である。加速電圧は２５０ｋＶ以下が好ましく、最適には１５０ｋＶ以下である。また線量は好ましくは１０ｋＧｙ〜１０００ｋＧｙの範囲である。加速電圧が上記を越えると、感光体特性に対する電子線照射のダメージが増加する傾向にある。また、線量が上記範囲よりも少ない場合には硬化が不十分となりやすく、線量が多い場合には感光体特性の劣化がおこりやすい。
【０１１０】
３）保護層１ｆの形成方法２
更に、保護層１ｆとして、硬化性フェノール樹脂及び、ヒドロキシアルキル基、ヒドロキシアルコキシ基又は置換基を有してもよいヒドロキシフェニル基からなる群より選択される基の少なくとも一つを有する電荷輸送物質を含有する保護層がある。
【０１１１】
前記保護層に用いる結着樹脂である硬化性フェノール樹脂は、一般的にフェノール類とホルムアルデヒドの反応によって得られる樹脂である。フェノール樹脂には２つのタイプがあり、フェノール類に対してホルムアルデヒドを過剰にしてアルカリ触媒で反応させて得られるレゾール型と、ホルムアルデヒドに対しフェノール類を過剰にして酸触媒で反応させて得られるノボラック型にわけられる。
【０１１２】
レゾール型は、アルコール類及びケトン類の溶媒にも可溶であり、加熱することで３次元的に架橋重合して硬化物となる。一方、ノボラック型は、一般にそのまま加熱しても硬化はしないが、パラホルムアルデヒドやヘキサメチレンテトラミンなどのホルムアルデヒド源を加えて加熱することで硬化物を生成する。
【０１１３】
一般的に工業的には、レゾール型は塗料、接着剤、注型品及び積層品用のワニスとして利用され、ノボラック型は主として成形材料や結合剤として利用されている。
【０１１４】
結着樹脂として利用されるフェノール樹脂は、上記のレゾール型及びノボラック型のどちらでも利用可能であるが、硬化剤を加えることなく硬化することや、塗料としての操作性などからレゾール型を用いることが好ましい。
【０１１５】
これらのフェノール樹脂を１種類又は２種類以上混合して用いることができ、また、レゾール型とノボラック型を混合して用いることも可能である。
【０１１６】
例えば、ヒドロキシメチル基２個以上を有するポリヒドロキシメチル化されたビスフェノール化合物を用いて保護層１ｆを形成させることができる。
【０１１７】
上述のビスフェノール化合物の骨格は、下記の化学式２で示される構造を有する。
【０１１８】
【化２】
2009128842.tif 000004
【０１１９】
式中、Ｘは単結合若しくは２価の結合基を表す。Ｒ１及びＲ２は夫々置換基としてハロゲン原子、アリール基、ビニル基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよい環状アルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリール基又は置換基を有してもよい複素環基を表す。
【０１２０】
このポリヒドロキシメチルビスフェノール化合物は、加熱処理を施すことにより、ヒドロキシメチル基同士の縮合反応によりエーテル結合、若しくは更に縮合反応が進みメチレン結合を形成する。或いはヒドロキシメチル基とフェノール性水酸基のオルト位やパラ位の水素原子との縮合反応によりメチレン結合を形成する。これらの縮合反応が種々の分子間で起こることにより、架橋密度の高い三次元硬化膜を得ることができる。これらの縮合反応は、本質的に空気中の水分や酸素により阻害されることもなく、また電荷輸送材料を添加した系においても十分に進行する反応である。ポリヒドロキシメチルビスフェノール化合物の加熱処理による架橋反応においては、熱硬化性に一般的に用いられるような硬化触媒を特に添加する必要が無いという特徴を有する。従って、このような化合物を電子写真感光体の保護層１ｆ（保護層）として用いる場合には、残留硬化触媒に起因する残留電位の上昇や保護層１ｆの抵抗低下といった問題も発生しない。
【０１２１】
また、ポリヒドロキシメチルビスフェノール化合物は、硬化触媒を加える必要が無いことや、ヒドロキシメチル基自体が、イソシアネートやシリコーン樹脂とは異なり水分に対する安定性も十分にあるため、塗工液の安定性においても優れている。
【０１２２】
保護層１ｆは、硬化性フェノール樹脂を溶剤などで溶解又は希釈して得た塗料を感光層上に塗工して成形するが、塗工後に重合反応が起こり硬化層を形成する。重合の形態として、熱による付加及び縮合反応により進行し、保護層を塗工後、加熱することで重合反応を起こし高分子硬化層を生成する。
【０１２３】
また、ヒドロキシアルキル基、ヒドロキシアルコキシ基又は置換基を有してもよいヒドロキシフェニル基を有する電荷輸送物質は、トリフェニルアミン誘導体であることが好ましい。
【０１２４】
なお、上記ヒドロキシフェニル基が有してもよい置換基としては、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素などのハロゲン原子、置換基を有してもよいメチル基、エチル基、プロピル基及びブチル基などのアルキル基が挙げられる。また、置換基を有してもよいメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基及びブトキシ基などのアルコキシ基、置換基を有してもよいフェニル基、ナフチル基、アンスリル基及びピレニル基などのアリール基が挙げられる。又は置換基を有してもよいピリジル基、チエニル基、フリル基及びキノリル基などの複素環基が挙げられる。
【０１２５】
電荷輸送物質のうち、ヒドロキシアルキル基又はヒドロキシアルコキシ基を有する電荷輸送物質は、下記の化学式３で表される特定の構造を有する化合物であることが好ましい。
【０１２６】
【化３】
2009128842.tif 000005
【０１２７】
式中、Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３はそれぞれ炭素数１〜８の枝分かれしてもよい２価の炭化水素基を表す。α、β及びγはそれぞれ置換基としてハロゲン原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい複素環基を１つ以上有してもよいベンゼン環を表す。ａ１、ｂ１及びｃ１は１又は０であり、ｍ１及びｎ１は０又は１である。
【０１２８】
また、電荷輸送物質は、該保護層１ｆを作製するための塗料中に均一に溶解又は分散させ、塗布して形成する。電荷輸送物質と硬化性フェノール樹脂の混合割合は、質量比で、電荷輸送物質／硬化性フェノール樹脂＝０．１／１０〜２０／１０が好ましく、特には０．５／１０〜１０／１０が好ましい。硬化性フェノール樹脂に対して電荷輸送物質が少なすぎると残留電位低下の効果が小さくなり、多すぎると保護層の強度を弱める可能性がある。
【０１２９】
保護層１ｆは、本質的に抵抗体として電荷の移動をさせるものではなく、保護層中に含有させた電荷輸送物質により電荷を移動させて、保護層を施した電子写真感光体の感度を維持し、残留電位を低下させるものである。したがって、抵抗体としての体積抵抗率は低く設定する必要はなく、その体積抵抗率として、１×１０１２（Ω・ｃｍ）以上にすることにより、形成された静電潜像の流れなどを高い次元で抑制することができる。
【０１３０】
上記の保護層１ｆを有する電子写真感光体において、更にフッ素原子含有樹脂微粒子を含有させることによって、電子写真感光体表面の離型性の向上をより高い次元で達成できる。
【０１３１】
フッ素原子含有樹脂微粒子としては、四フッ化エチレン、三フッ化塩化エチレン樹脂、六フッ化エチレンプロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、二フッ化二塩化エチレン樹脂などが好ましい。及びこれらの共重合体の中から１種或いは２種以上を適宜選択するのが好ましい。特に、四フッ化エチレン樹脂及びフッ化ビニリデン樹脂が好ましい。樹脂粒子の分子量分布や粒径は、適宜選択することができ、特に制限されるものではない。
【０１３２】
保護層１ｆの塗工液を作製する溶剤としては、ポリヒドロキシメチルビスフェノール化合物並びに電荷輸送材料を十分に溶解し、更に、保護層１ｆの塗工液と接触する下層の電荷輸送層若しくは電荷発生層等に悪影響を与えない溶剤が好ましい。
【０１３３】
従って、溶剤としては、メタノール、エタノール及び２−プロパノール等のアルコール類、アセトン、シクロヘキサノン及びメチルエチルケトン等のケトン類、酢酸メチル及び酢酸エチル等のエステル類が使用可能である。また、テトラヒドロフラン及びジオキサン等のエーテル類、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素類、クロロベンゼン及びジクロロメタン等のハロゲン系炭化水素類等が使用可能である。また、更にこれらを混合して用いてもよい。これらの中でも最も好適な溶剤は、メタノール、エタノール及び２−プロパノール等のアルコール類である。
【０１３４】
従来、公知の電荷輸送材料は一般的にアルコール類の溶剤には不溶又は難溶であり、ポリヒドロキシメチルビスフェノール化合物への均一な溶解は困難である。しかし、電荷輸送材料としてヒドロキシ基を含有する場合には、アルコール類を主成分とする溶剤に可溶であり、電荷輸送層等の下層に対する影響も少ない。
【０１３５】
保護層１ｆの塗布方法としては、浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、スピンナーコーティング法、ローラーコーティング法、マイヤーバーコーティング法及びブレードコーティング法等の一般的な塗工方法を用いることができる。
【０１３６】
前記保護層１ｆ中に、帯電時に発生するオゾンやＮＯｘ等の活性物質の付着による保護層１ｆの劣化等を防止する目的で、酸化防止剤の添加材を加えてもよい。
【０１３７】
４）感光体表面の耐磨耗性評価方法
テーバー磨耗試験方法は、テーバー磨耗試験機（Ｙ．Ｓ．Ｓ．Ｔａｂｅｒ  安田製作所製）の試料台にサンプルを装着する。そして、２個の表面にラッピングテープ（冨士写真フィルム製  品名：Ｃ２０００）を装着したゴム製の磨耗輪（ＣＳ−０）に各々荷重５００ｇを掛け、１０００回転後のサンプルの重量減少を精密天秤にて測定した。
【０１３８】
本例では、３種類の保護層１ｆを形成させた感光体と、保護層を設けない感光体の計４種類の感光体を得た。
【０１３９】
５）感光体製造例１（電子写真感光体ａ）
長さ２６０．５ｍｍ、直径３０ｍｍのアルミニウムシリンダー（ＪＩＳ  Ａ３００３アルミニウム合金）を支持体１ａとした。この上に、ポリアミド樹脂（商品名：アミランＣＭ８０００、東レ製）の５質量％メタノール溶液を浸漬法で塗布し、膜厚が０．５μｍの下引き層１ｃを形成した。
【０１４０】
次に、下記の電荷発生層用塗料を調製し、これを上記の下引き層１ｃ上に浸漬塗布し、９０℃で１０分間乾燥して、膜厚０．１７μｍの電荷発生層１ｄを形成した。
【０１４１】
電荷発生層用塗料
ａ：電荷発生材料としてＣｕＫαのＸ線回折における回折角２θ±０．２が２８．１°に最も強いピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニンの結晶・・・３部
ｂ：ポリビニルブチラール・・・２部
ｃ：シクロヘキサノン・・・１００部
上記の材料を１ｍｍφガラスビーズを用いたサンドミルで１時間分散し、これにメチルエチルケトン１００部を加えて希釈する。
【０１４２】
次に下記の電荷輸送層用塗料を調製し、これを上記の電荷発生層１ｄ上に浸漬塗布し、１１０℃で１時間熱風乾燥し、膜厚が１３μｍの電荷輸送層１ｅを形成した。
【０１４３】
電荷輸送層用塗料
ａ：下記の化学式４の電荷輸送材料化合物・・・７部
【０１４４】
【化４】
2009128842.tif 000006
【０１４５】
ｂ：ポリカーボネート樹脂（ユーピロンＺ４００、三菱エンジニアリングプラスチックス（株）社製）・・・１０部
ｃ：モノクロロベンゼン・・・１０５部
ｄ：ジクロロメタン・・・３５部
本例では、反転現像を用いており、感光体は直径３０ｍｍのアルミシリンダー１ａ上に前述したように３層１ｃ＋１ｄ＋１ｅを重ねた後、保護層１ｆを下記のように形成した有機感光体である。即ち、保護層１ｆとして下記の化学式５の正孔輸送性化合物を電子線照射により重合させた化合物を含有する表層を塗工し硬化させた有機感光体である。
【０１４６】
下記の化学式５の正孔輸送性化合物４５部をｎ−プロピルアルコール５５部に溶解する。
【０１４７】
【化５】
2009128842.tif 000007
【０１４８】
更に、テトラフルオロエチレン微粒子を５重量部添加して、高圧分散機（マイクロフルイタイザー、Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ社製）にて分散させた表面保護層用塗料を調整した。
【０１４９】
この塗料を前記４層１ａ＋１ｃ＋１ｄ＋１ｅの感光体上に塗布したのち、加速電圧１５０ＫＶ、線量４０ｋＧｙの条件で電子線を照射し、膜厚３μｍの保護層１ｆを形成し、「電子写真感光体ａ」を得た。この感光体について、テーバー磨耗試験を行ったところ、０．５（ｍｇ／１０００回転）であった。
【０１５０】
６）感光体製造例２（電子写真感光体ｂ）
感光体製造例１と同じ製造方法で電子線の照射条件のみ変えた。ここでは、電子線の加速電圧を１５０ＫＶ、線量を１０ｋＧｙとして保護層１ｆを形成し、「電子写真感光体ｂ」を得た。この感光体について、テーバー磨耗試験を行ったところ、１．０（ｍｇ／１０００回転）であった。
【０１５１】
７）感光体製造例３（電子写真感光体ｃ）
感光体製造例１と同じ４層１ａ＋１ｃ＋１ｄ＋１ｅの感光体上に、下記の保護層用塗工液を作製し、これを電荷輸送層１ｅの上に浸漬塗布し、１４５℃で１時間熱風乾燥し、膜厚が３μｍの保護層１ｆを設けた。ここで、保護層１ｆの膜厚は、干渉膜厚計（大塚電子（株）製）を用いて行った。
【０１５２】
保護層用塗工液
ａ：結着樹脂である硬化性フェノール樹脂として、下記の化学式６で示されるビスフェノールのフェノール性水酸基のオルト位水素原子が全てヒドロキシメチル基で置換されたテトラキスヒドロキシメチル−ビスフェノール化合物・・・１００部
【０１５３】
【化６】
2009128842.tif 000008
【０１５４】
ｂ：下記の化学式７で表される電荷輸送材料・・・７０部
【０１５５】
【化７】
2009128842.tif 000009
【０１５６】
ｃ：テトラフルオロエチレン微粒子・・・４２部
ｄ：エタノール・・・１５０部
を混合し、高圧分散機（マイクロフルイタイザー、Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ社製）にて分散させた溶剤に溶解させたもの。
【０１５７】
以上のように作製した保護層を有する感光体を「電子写真感光体ｃ」とする。この感光体について、テーバー磨耗試験を行ったところ、１．５（ｍｇ／１０００回転）であった。
【０１５８】
８）感光体製造例４（電子写真感光体ｄ）
感光体製造例１と同じ４層１ａ＋１ｃ＋１ｄ＋１ｅで、保護層を設けない「電子写真感光体ｄ」を得た。この感光体でテーバー磨耗試験を行ったところ、３．０（ｍｇ／１０００回転）であった。
【０１５９】
以下に、実施例１〜３４、比較例１〜９を示す。各実施例及び各比較例において用いた潤滑剤は何れも脂肪酸金属塩（金属石鹸）である、粉末状あるいは固形化された粉末のブロック体の「ステアリン酸亜鉛」であり、研磨剤（無機粉体）は「ペロブスカイト型結晶のチタン酸ストロンチウム」である。
【０１６０】
ここで、実施例と比較例で使用した研磨剤（ペロブスカイト型結晶のチタン酸ストロンチウム）の１次粒子の粒径（平均粒径）は１１０ｎｍである。
【０１６１】
［実施例１〜５］
本実施例では、潤滑剤と研磨剤とを共に現像装置４の現像剤に外添して感光体表面への供給を行った。
【０１６２】
研磨剤の感光体表面への供給量Ａ（μｇ／ｃｍ２）及び潤滑剤の感光体表面への供給量Ａ（μｇ／ｃｍ２）としては転写効率と転写残トナー（廃トナー）の濃縮率から見積もった。
【０１６３】
感光体１は、前記の「電子写真感光体ａ」（テーバー磨耗量０．５ｍｇ）を使用した。帯電ローラ２は感光体１に対して５０ｇｒ／ｃｍ荷重で当接させ、放電電流を５０μＡとなるように、前述した手法で定電流制御した。
【０１６４】
以上の画像形成装置構成で画像評価を行った。評価モードは、印字率５％のチャートを１枚間欠で５万枚の耐久試験を行った。試験環境は高温多湿（３０℃・８０％）環境と常温低湿（２３℃・５％）環境で行い、画像流れとフィルミングを評価した。評価結果を表１に示す。
【０１６５】
［実施例６〜８］
感光体１として、前記の「電子写真感光体ｂ」（テーバー磨耗量１．０ｍｇ）を用いた以外は実施例１と同じとし、同様に、研磨剤と潤滑剤の供給量を振り評価を行った。評価結果を表１に示す。
【０１６６】
［実施例９］
感光体１として、前記の「電子写真感光体ｃ」（テーバー磨耗量１．５ｍｇ）を用いた以外は実施例１と同じとし、同様に、研磨剤と潤滑剤の供給量を振り評価を行った。評価結果を表１に示す。
【０１６７】
［実施例１０］
感光体１として、前記の「電子写真感光体ｄ」（テーバー磨耗量３．０ｍｇ）を用いた以外は実施例１と同じとし、同様に、研磨剤と潤滑剤の供給量を振り評価を行った。評価結果を表１に示す。
【０１６８】
［実施例１１〜１４］
本実施例では、帯電ローラ２を感光体１に対して自重当接とした。自重当接とした場合、荷重当接と比べ帯電ローラ２と感光体１が形成するギャップが不安定となるため、局所的な帯電不良（所謂砂地）が発生し易い。それを防ぐ為にはギャップが不安定な部分、つまり放電が不安定な部分でも帯電不良が発生しないように電流量を補わなければならないので、トータルの放電電流量としては多くなる。本実施例では砂地消失には１５０μＡの放電電流を必要とした。その他の構成は、実施例１と同じとし、同様に、研磨剤と潤滑剤の供給量を振り評価を行った。評価結果を表２に示す。
【０１６９】
［実施例１５〜１７］
感光体１として、前記の「電子写真感光体ｂ」（テーバー磨耗量１．０ｍｇ）を用いた以外は、実施例１１と同じとし、同様に、研磨剤と潤滑剤の供給量を振り評価を行った。評価結果を表２に示す。
【０１７０】
［実施例１８〜１９］
感光体１として、前記の「電子写真感光体ｃ」（テーバー磨耗量１．５ｍｇ）を用いた以外は、実施例１１と同じとし、同様に、研磨剤と潤滑剤の供給量を振り評価を行った。評価結果を表２に示す。
【０１７１】
［実施例２０］
感光体１として、前記の「電子写真感光体ｄ」（テーバー磨耗量３．０ｍｇ）を用いた以外は、実施例１１と同じとし、同様に、研磨剤と潤滑剤の供給量を振り評価を行った。評価結果を表２に示す。
【０１７２】
［実施例２１〜２３］
本実施例では、感光体１の帯電装置として、図６に示す様に、帯電ローラ２の両端にギャップ保持部材６０を設けて、帯電ローラ２を感光体１に対してギャップｄをあけて近接配置させる構成とした。即ち、感光体１の帯電装置を近接帯電装置にした。
【０１７３】
本実施例では、帯電ローラ２を感光体１とギャップｄ＝３０μｍで保持させる構成とした。非接触帯電ローラによる帯電は接触帯電にくらべて、放電ギャップが安定しないため、実施例１１での自重当接よりも更に放電が不安定になり帯電不良が発生しやすい。それを防ぐ為には放電電流を多く流す必要がある。
【０１７４】
図７に、均一な帯電性が得られる最近接帯電間隔（ギャップｄ）と放電電流量の一般的な関係を示す。帯電不良の発生は感光体表面と帯電ローラ表面の間隔に大きく依存する為、帯電ローラ２の円形度等に関わるところも大きいが、本実施例での構成で均一な帯電性を得るには、放電電流量を３００μＡ必要とした。その他の構成は実施例１と同じとし、同様に、ステアリン酸亜鉛／ペロブスカイト型結晶のチタン酸ストロンチウムの供給量を振り評価を行った。評価結果を表３に示す。
【０１７５】
［実施例２４〜２６］
感光体１として、前記の「電子写真感光体ｂ」（テーバー磨耗量１．０ｍｇ）を用いた以外は、実施例２１と同じとし、同様に、研磨剤と潤滑剤の供給量を振り評価を行った。評価結果を表３に示す。
【０１７６】
［実施例２７、２８］
感光体１として、前記の「電子写真感光体ｃ」（テーバー磨耗量１．５ｍｇ）を用いた以外は、実施例２１と同じとし、同様に、研磨剤と潤滑剤の供給量を振り評価を行った。評価結果を表３に示す。
【０１７７】
［実施例２９、３０］
感光体１として、前記の「電子写真感光体ｄ」（テーバー磨耗量３．０ｍｇ）を用いた以外は、実施例２１と同じとし、同様に、研磨剤と潤滑剤の供給量を振り評価を行った。評価結果を表３に示す。
【０１７８】
［比較例１］
研磨剤の供給量を０．６μｇ／ｃｍ２、潤滑剤の供給量を０μｇ／ｃｍ２とした以外は、実施例１と同じとし、評価を行った結果を表４に示す。
【０１７９】
［比較例２］
研磨剤の供給量を０μｇ／ｃｍ２、潤滑剤の供給量を０．０６μｇ／ｃｍ２とした以外は、実施例１と同じとし、評価を行った結果を表４に示す。
【０１８０】
［比較例３］
研磨剤の供給量を０．０３μｇ／ｃｍ２、潤滑剤の供給量を０．００５μｇ／ｃｍ２とした以外は、実施例１と同じとし、評価を行った結果を表４に示す。
【０１８１】
［比較例４］
研磨剤の供給量を０．３μｇ／ｃｍ２、潤滑剤の供給量を０．０１μｇ／ｃｍ２とした以外は、実施例１と同じとし、評価を行った結果を表４に示す。
【０１８２】
［比較例５］
研磨剤の供給量を０μｇ／ｃｍ２、潤滑剤の供給量を０．１５μｇ／ｃｍ２とした以外は、実施例１１と同じとし、評価を行った結果を表４に示す。
【０１８３】
［比較例６］
研磨剤の供給量を０．１μｇ／ｃｍ２、潤滑剤の供給量を０．１１μｇ／ｃｍ２とした以外は、実施例１１と同じとし、評価を行った結果を表４に示す。
【０１８４】
［比較例７］
研磨剤の供給量を０．１μｇ／ｃｍ２、潤滑剤の供給量を０．０１μｇ／ｃｍ２とした以外は、実施例１１と同じとし、評価を行った結果を表４に示す。
【０１８５】
［比較例８］
研磨剤の供給量を０．１μｇ／ｃｍ２、潤滑剤の供給量を０．０４μｇ／ｃｍ２とした以外は、実施例２１と同じとし、評価を行った結果を表４に示す。
【０１８６】
［比較例９］
研磨剤の供給量を０．６μｇ／ｃｍ２、潤滑剤の供給量を０．２５μｇ／ｃｍ２とした以外は、実施例２１と同じとし、評価を行った結果を表４に示す。
【０１８７】
以上の実施例１〜３０と比較例１〜９の結果より、
０．５×ΔＩａｃ／Ｔ≦Ａ＋１０Ｂ≦５×ΔＩａｃ／Ｔ
１≦  Ａ／Ｂ  ≦２０
の範囲であれば、画像流れ／融着の発生がなく、良好に画像形成が行えた。
【０１８８】
ここで、表１〜表４の各実施例及び各比較例に記載の供給量の数値設定は、表７・表８のように、現像剤に対する研磨剤（無機微粉体）と潤滑剤（金属石鹸）の外添配合量を違えることで行なっている。
【０１８９】
転写効率は、現像での消費量と廃トナーの重量から、転写効率（％）＝（消費量−廃トナー）／消費量×１００、で求められる。廃トナー中の研磨剤、潤滑剤の濃縮率は、蛍光Ｘ線装置により現像トナーに比べそれぞれ何倍に濃縮されているか求められる。単純に耐久後の供給量（総量）を計算する場合は、廃トナー量×現像トナー外添重量部×濃縮率で求められる。耐久中の供給量を見積もる場合は、予め予測できる転写効率と濃縮率、ビデオカウント等により予測される現像トナー消費量から、供給量＝トナー消費量×（１−転写効率／１００）×現像トナー外添重量部×濃縮率、で求められる。これを単位面積当たりとするには、供給量（μｇ／ｃｍ２）＝供給量／（帯電バイアス印加時の感光体表面周方向移動距離×画像形成幅、）により求められる。ここで、感光体表面の総移動距離ではなく、帯電印加時としているのは、感光体表面にダメージを与えるのがバイアス印加時であるからである。供給量は以上のように求める。転写効率等は使用環境により変動する場合があるので、環境テーブルを作成し制御する手段が好ましい。
【０１９０】
実施例１〜３０、比較例１〜６のように、研磨剤と潤滑剤を現像装置４の現像剤に外添して感光体に供給する系においては、感光体に供給された研磨剤と潤滑剤の一部は転写部において記録材に付着して持ち去られる。研磨剤と潤滑剤の感光体に対する供給量ＡとＢは、転写部からクリーニングニップ部の間における像担持体上の量である。
【０１９１】
また、請求項１の関係式でΔＩａｃは様々な使用環境で帯電均一性を満足させる為に決められる値で、Ｔは感光体の特性で決まる値である。ゆえに、関係式を成り立たせるにはＡとＢの値を変動させる必要がある。実施例では５％チャートを用いて説明したが、印字率が何％でもこの関係式は成立しなければならない。例えば印字率が極端に低いようなチャートを大量に出力された場合、感光体表面に研磨剤と潤滑剤がほとんど供給されない状態となる。そこで、非画像形成時に黒帯びを打つ等をして、感光体表面上に研磨剤、潤滑剤を供給して関係式を満たすようにすることになる。逆に印字率が高く供給量が過剰になる場合は、前多回転時間を長くするなどして調整することになる。
【０１９２】
以下に上記関係式について説明する。
【０１９３】
潤滑剤の主機能としては、感光体表面を被膜し放電ダメージから守ることである。そのためには感光体表面にムラ無く均一に塗布する必要がある。潤滑剤の被膜が成されていない所、或いは不十分な所は、直接感光体表面が帯電による放電ダメージを受けるため画像流れ／融着を誘発させる。感光体の磨耗レートが小さい（テーバー磨耗量Ｔが小さい）ものほど放電ダメージによる感光体表面がリフレッシュされず劣化が蓄積される。そのため、放電ダメージを受けないようにしっかりと潤滑剤による被膜を行う必要がある。また、放電ダメージは先に述べた放電電流量に依存し、放電電流量が多くなるほどそのレベルは悪くなる。そこで、放電電流量ΔＩａｃが多いものほど、感光体表面を被膜して保護しなければならない。つまり、ΔＩａｃ／Ｔの値として大きいものほど、感光体表面を潤滑剤により確実に被膜する必要がある。その為に、潤滑剤を感光体表面に十分に供給させようとして現像剤に大量に潤滑剤を外添した場合、潤滑剤による現像スリーブ汚染により濃度低下する問題が発生する場合がある。
【０１９４】
また、後述（実施例３２）する固形化された潤滑剤のブロック体（脂肪酸金属塩棒）をブラシ部材により削りとり、感光体表面に塗布する系において、ブロック体の硬度を低くして削れ易くする。又はブラシ部材のブロック体への当接圧を強めて掻き取り能力を上げる等の手段をとって供給量を多くしようとした場合は、潤滑剤が粉体の塊となって感光体表面に供給されやすい状況となる。そのため、均一塗布が出来ないばかりか、クリーニングブレードに局所的なダメージを与え、クリーニング不良を引き起こすおそれがある。また潤滑剤のブロック体の消費が激しくなり、満足な耐久性が得られなくなる。
【０１９５】
一方で、研磨剤により感光体表面に付着した放電生成物を研磨し取り除くという手法もある。この研磨剤の中で特に効果があるものとして、上記したペロブスカイト型結晶のチタン酸ストロンチウムが挙げられる。これは粒子形状が概略立方体又は直方体であることで、対象物との接触面積を大きくすることができ、また立方体又は直方体の稜線が対象物に当接することで良好な摺擦性を得ることができるためだと考えられる。
【０１９６】
この研磨剤も供給量を多くした方が、放電生成物の掻き取り性は高くなるが、現像剤に大量に外添して用いた場合、現像性が低下するおそれがある。また帯電ローラ表面の汚染レベルを悪化させるおそれもある。
【０１９７】
本発明によれば、潤滑剤と研磨剤を併用して用いることによって、トータルの供給量を減らせる事ができる。
【０１９８】
例えば、実施例１では、トータルの供給量Ａ＋Ｂ＝０．１１で、画像流れ／融着が良好なのに対して、比較例１ではＡ＋Ｂ＝０．６と供給量が多いに関わらず画像流れ／融着が発生している。
【０１９９】
また、本発明者らが鋭意検討した結果、研磨剤の供給量より潤滑剤の供給量の方が微量で効果がある事を見出しており、実際にはＡ＋１０Ｂの値の方が、画像流れ／融着といった現象と相関がある事が分かった。
【０２００】
この観点で見ても、実施例１ではＡ＋１０Ｂ＝０．２、比較例１ではＡ＋１０Ｂ＝０．６、比較例２でもＡ＋１０Ｂ＝０．６であるにも関わらず、値が小さい実施例１では良好であり、比較例１、２では不良であった。
【０２０１】
この潤滑剤と研磨剤を併用して用いた場合の相乗効果については以下の様に説明できる。画像流れ／融着の発生を防ぐには感光体表面を潤滑剤で覆う必要があるが、これを少量の潤滑剤で行う為には均一に薄く覆う必要がある。従来の構成では通常潤滑剤の塗り伸ばし作用は主にクリーニングブレードで行われるが、本実施形態の場合、研磨剤も同時に存在することによってより均一な被膜性が得られる。元来、本実施形態で用いる研磨剤はその粒径と形状から、きめ細かい研磨性があると考えられており、その性能が潤滑剤の供給ムラを均し、均一な被膜性を与えていると考えられる。
【０２０２】
また、被膜された潤滑剤は放電生成物を吸着した状態で感光体表面上に存在するので、この放電生成物吸着部を除去してやらないと画像流れが発生してしまう。放電生成物吸着部の削り取り作用は主にクリーニングブレードのニップ部で行われ、クリーニングブレードによる摺擦により成されると考えられる。そして、この放電生成物の除去はクリーニングブレードのニップ部に研磨剤が供給されることにより効果的に行われるようになる。つまり研磨剤の併用で潤滑剤の均一塗布／放電生成物吸着部の確実な除去が可能となり、結果として、研磨剤及び潤滑剤を単独で用いるよりも両者のトータル量を減らしても十分な効果が得られるのだと考えられる。
【０２０３】
しかしながら、０．５×ΔＩａｃ／Ｔ＞Ａ＋１０Ｂの条件まで供給量を減らしてしまうと（比較例３、７、８）、画像流れ／融着が発生してしまった。
【０２０４】
また、比較例９では、画像流れ／融着は良好だったが、Ａ＋１０Ｂ＞５×ΔＩａｃ／Ｔの条件となるほど潤滑剤の供給量を増やした為、耐久により現像性が低下してしまった。この条件では、潤滑剤のブロック体をブラシ部材によって削り取り塗布する構成でも、上述したようにクリーニングブレードに局所的なダメージを与え、クリーニング不良を引き起こす可能性がある。また、潤滑剤のブロック体の消費が激しくなり満足な耐久性が得られなくなる。
【０２０５】
比較例４、６では、０．５×ΔＩａｃ／Ｔ≦Ａ＋１０Ｂ≦５×ΔＩａｃ／Ｔの範囲内であるが、不良な理由に関しては、１≦Ａ／Ｂ≦２０の範囲外だからである。
【０２０６】
Ａ／Ｂが１未満（比較例６）であると、研磨剤による潤滑剤均一塗布性／放電生成物吸着部除去性の効果がうすれる。また、逆にＡ／Ｂが２０超（比較例４）であると、潤滑剤を剥ぎ取りすぎて、感光体表面を保護する目的である潤滑剤による被膜作用が得られなくなる。
【０２０７】
［実施例３１］
本実施例は、転写ローラ５よりも感光体回転方向（像担持体回転方向）の下流側において、感光体１の表面を感光体長手方向（像担持体長手方向）に摺動する部材を配設した。具体的には、図８に示すように、感光体１のクリーニング装置６の廃トナー回収容器６ｃ内にクリーニング補助部材として非回転のブラシ部材６ｉを配設した。ブラシ部材６ｉは、感光体回転方向においてクリーニングブレード６ａの上流側で感光体１に接触している。そして、このブラシ部材６ｉは、駆動手段（不図示）により、感光体長手方向に往復運動して、感光体１の表面を長手方向に摺動する。
【０２０８】
ブラシ繊維としては、レーヨン、アクリル、ポリエステル等が好適に用いられ、カーボンや金属粉を含ませて導電性を付与してもよい。ブラシ部は、感光体表面及び転写残トナーに均一に接触できるように、太さとしては３０デニール以下、密度としては１５５０〜７７５００本／ｃｍ２（１〜５０万本／ｉｎｃｈ２）以上が好ましい。本実施例では、ブラシ繊維を６デニール、１５５００本／ｃｍ２（１０万本／ｉｎｃｈ２）、毛足の長さ５ｍｍで、ブラシの抵抗は６×１０３Ω・ｃｍとした。またブラシ部材６ｉは長手方向に５ｍｍ往復運動する構成とした。
【０２０９】
その他の構成は実施例１と同じとし、同様の評価を行ったところ、画像流れ／融着の発生が無く良好な画像形成が行えた。
【０２１０】
実施例１の構成でも通常問題なく画像形成は行えるが、縦罫線等の同一画像パターンを連続して大量にプリントした場合、画像パターンに影響を受ける場合がある。これは、潤滑剤と研磨剤を現像工程で感光体表面上へ供給しているため、各々の粒子の極性やトナーとの付着性の関係で、画像部／非画像部の供給のされ方に偏りが生じる為である。
【０２１１】
本実施例では、潤滑剤と研磨剤が共に画像部（トナー現像部）に供給される特性である。この様な条件では、印字部が極端に少ない領域が続くと、潤滑剤と研磨剤の供給が不足し、画像流れや融着が発生し易い。
【０２１２】
本実施例の構成では、転写工程後、感光体表面上の潤滑剤と研磨剤の供給に偏りが生じていた場合でも、長手方向に往復運動するブラシ部材６ｉにより均一化される。そのため、画像パターンに関係なく、終始安定した画像形成が行える。
【０２１３】
［実施例３２］
本実施例は、図９に示すように、感光体１のクリーニング装置６の廃トナー回収容器６ｃ内にクリーニング補助部材として回転するクリーニングブラシ（ブラシローラ）６ｄを配設した。クリーニングブラシ６ｄは、感光体１の回転方向においてクリーニングブレード６ａよりも上流側で感光体１に接触している。また、クリーニングブラシ６ｄには、固形潤滑剤（固形化された潤滑剤のブロック体）６ｅを接触させて配設してある。６ｇは固形潤滑剤６ｅをクリーニングブラシ６ｄに対して常時所定の押圧力で接触させる付勢部材である。クリーニングブラシ６ｄは感光体１との接触部において感光ドラムの回転方向と同方向に回転駆動される。
【０２１４】
クリーニングブラシ６ｄは、導電性の繊維を基布に織りこみ、それを直径６ｍｍの芯金上に巻き付けて直径１６ｍｍのロールブラシ状に構成したものである。本実施例では導電性繊維として、太さ６デニールのアクリルの導電糸を用い、繊維密度が５０Ｋ本／ｉｎｃｈ２となるようにＷ織りで基布に植え込んだものをシート状に形成し、芯金との導通を確保するようにして巻き付けている。そして、感光体１に対する侵入量＝１ｍｍで、当接幅＝７ｍｍをもって接している。
【０２１５】
また、クリーニングブラシ６ｄは、矢印方向に周速度（第一の周速度）ＶＢで回転駆動されている。即ち、感光体１とクリーニングブラシ６ｄとは接触部位において同方向に移動して摺擦している。クリーニングブラシ６ｄは、ステッピングモータ等の駆動源Ｍ１により回転駆動される。コントローラＣはモータドライバ５１を制御して、駆動源Ｍ１の回転速度、即ちクリーニングブラシ６ｄの回転速度を任意に変更することができる。本実施例では、クリーニングブラシ６ｄと感光体表面との周速比を１２０％としている。
【０２１６】
固形潤滑剤６ｅは、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム等が好適に用いられる。本実施例ではステアリン酸亜鉛を固形化したブロック体（ステアリン酸亜鉛棒）を使用し、クリーニングブラシ６ｄに当接させている。ブロック体の潤滑剤はクリーニングブラシ６ｄが回転することで削り取られる。回転する感光体１とクリーニングブラシ６ｄが擦れあうと、クリーニングブラシ上の潤滑剤は感光体表面に塗布される。潤滑剤の感光体表面上への供給量は、潤滑剤のブロック体６ｅの消費量より見積もった。
【０２１７】
この実施例３２においては、潤滑剤（金属石鹸）の感光体に対する供給量Ｂは、固形潤滑剤の消費量を量る。後は感光体の移動距離を計算して、「消費量／（画像形成時感光体移動距離×画像形成幅）から供給量を見積もる。潤滑剤の供給量Ｂの調整は、クリーニングブラシの周速を変える、クリーニングブラシの固形潤滑剤に対する当接圧を変える又は侵入量を変える等で調整する。
【０２１８】
現像装置４の現像剤には、潤滑剤は外添しない。研磨剤は外添する。その他の構成は実施例１と同じとし、同様の評価を行ったところ、画像流れ／融着の発生が無く良好な画像形成が行えた。
【０２１９】
本実施例の構成を用いれば、潤滑剤と研磨剤と併用することで、従来よりも固形潤滑剤６ｅの塗布量を低減できる。そのため、固形潤滑剤６ｅの小型化／長寿命化が達成され、長期にわたるクリーニング性能を保証できる画像形成装置の提供が可能となる。
【０２２０】
なお、固形潤滑剤６ｅとしては、本実施例で用いたステアリン酸亜鉛以外の高級脂肪酸金属塩（いわゆる金属石鹸）であってもかまわないし、高級脂肪酸と高級アルコールのエステルを主成分とする固形ワックスでもかまわない。要は、ブロック状の固形潤滑剤６ｅをクリーニングブラシ６ｄで削り取って微粉末化したものを感光体１に塗布することで、薄膜を形成させることが出来れば同様の作用を奏することができる。
【０２２１】
［実施例３３］
本実施例では、上記の実施例３２の構成において、放電電流量に応じてクリーニング補助部材６ｄの動作を制御し、潤滑剤の感光体表面への供給量を可変とする構成とした。
【０２２２】
本実施例においては、コントローラＣは、表５に示す様に、放電電流量の設定を、画像形成装置に設けた環境検知手段５２（図９）で検知される使用環境により変えている。コントローラＣは、環境検知手段５３から入力する検知環境情報により、空気中の水分量（茎ｇ／ｍｍ３）を演算する。環境１は、水分量が５．０ｇ／ｍ３未満の低湿環境であり、この環境下においては１００μｍの放電電流を流す設定である。環境２は、空気中の水分量が５．０〜２０．０ｇ／ｍ３であり、この環境下においては５０μｍの放電電流を流す設定である。環境３は、空気中の水分量が２０．０ｇ／ｍ３よりも多い高湿環境であり、この環境下においては２０μｍの放電電流を流す設定である。ここで、表５と表６の放電電流（μＡ）は放電電流量ΔＩａｃのことである。この放電電流量ΔＩａｃは環境により決められる。請求項１の関係式が成立するようにＡとＢの値を調整する。放電電流を多く必要とする環境では、研磨剤と潤滑剤の供給量を多くする必要がある。そうすることで関係式は成立する。供給量を多くする手法としては現像供給の場合では非画像形成時に黒帯びを打つ等の処置をする。固形潤滑剤供給の場合はクリーニングブラシの周速ＵＰ等の処置が挙げられる。
【０２２３】
即ち、低湿環境では、帯電ローラ２の抵抗アップ等の理由から砂地が発生し易いため、放電電流を多く流す設定とした。逆に、高湿環境では、砂地が発生しにくかったため、放電電流を少な目の設定とした。
【０２２４】
本実施例では、表５に示す様に、放電電流量の設定に応じて潤滑剤の感光体表面上への供給量をかえる構成とした。潤滑剤の感光体表面上へ供給は、実施例３２の構成と同様に固形潤滑剤６ｅとしてのステアリン酸亜鉛をクリーニングブラシ６ｄにより削り取り感光体表面上へ供給する構成とした。潤滑剤の供給量の変化はクリーニングブラシ６ｄの対感光体周速比を変えることで行った。すなわち、クリーニングブラシ６ｄの対感光体周速比を大きくしていくと潤滑剤の供給量Ｂは増加する。
【０２２５】
その他の構成は実施例３２と同じとし、同様の評価を行ったところ、画像流れ／融着の発生が無く良好な画像形成が行えた。
【０２２６】
本実施例の構成を用いれば、放電電流量に応じて潤滑剤の供給量を制御している。そのため、潤滑剤の過剰な供給或いは供給不足を防ぎ、適正量の潤滑剤を終始安定して行える。
【０２２７】
また、実施例３２と同様に研磨剤と併用することで、固形潤滑剤６ｅの小型化／長寿命化が達成され、長期にわたるクリーニング性能を保証できる画像形成装置の提供が可能となる。
【０２２８】
［実施例３４］
本実施例では、帯電ローラ２と感光体１の表面の間隔（ギャップ）を可変にして、画像形成装置の使用環境に応じて前記の間隔を適切に変更するようにしている。本実施例では、図１０のように、ステッピングモータＭ２を含むシフト機構５３により帯電ローラ２を感光体１に対して接離方向に並行移動可能に配設してある。そして、コントローラＣによりモータドライバ５４を介してモータＭ２が制御されることにより、帯電ローラ２を感光体１に当接させた状態と、所定の間隔ｄ（帯電ギャップ：最接近間隔）にて非接触に浮かせた状態と、に制御可能にしている。
【０２２９】
画像形成装置には、装置内部の環境（温湿度）を検知する環境検知手段５２が配設されており、その検知情報がコントローラＣに入力する。コントローラＣはその入力する検知環境情報に応じて、シフト機構５３のステッピングモータＭ２を制御して前記の間隔ｄを適切に変更するようにしている。
【０２３０】
より具体的には、コントローラＣは、環境検知手段５２から入力する検知環境情報により、装置が使用される空気中の水分量（ｇ／ｍｍ３）を演算する。そして、帯電ローラ２と感光体１の表面の間隔ｄを表６に示す様に使用環境の水分量（環境１、環境２、環境３）により可変とする構成とした。
【０２３１】
水分量が多い環境ほど帯電ローラ２と感光体１の表面の間隔ｄを大きくしているのは、多湿環境であると、液架橋力が発生する為、帯電ローラ２の表面とトナー／外添剤等の粒子との付着力が増して帯電ローラ表面の汚染レベルが悪くなるからである。帯電ギャップを広くすると、均一な帯電性を得るための必要放電電流量も増すため、潤滑剤塗布量も多く必要とする。本実施例では、潤滑剤の塗布量制御を実施例３３と同じとした。その他の構成は実施例３３と同じとし、同様の評価を行ったところ、画像流れ／融着の発生が無く良好な画像形成が行えた。
【０２３２】
本実施例の構成を用いれば、全ての使用環境において帯電ローラ表面の汚染が低減できるので、長期的に良好な帯電性能が得られる。更に、放電電流量に応じて潤滑剤の供給量を制御している為、潤滑剤の過剰な供給或いは供給不足を防ぎ、適正量の潤滑剤を終始安定して行える。
【０２３３】
また、実施例３３と同様、に研磨剤と併用することで、固形潤滑剤６ｅの小型化／長寿命化が達成され、長期にわたるクリーニング性能を保証できる画像形成装置の提供が可能となる。
【０２３４】
［その他の事項］
１）画像形成装置は電子写真記録方式に限られず、静電記録方式の画像形成装置であってもよい。この場合は、像担持体は、感光体ではなく、静電記録誘電体である。この静電記録誘電体を帯電部材により所定の極性・電位に均一に帯電した後、除電針アレイや、電子銃ユニット等の除電手段により選択的除電がなされて、潜像が形成される。
【０２３５】
２）像担持体から現像剤により顕画像の転写を受ける記録媒体は、中間転写ベルトや中間転写ドラム等の中間転写体であってもよい。
【０２３６】
【表１】
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【０２３７】
【表２】
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【０２３８】
【表３】
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【０２３９】
【表４】
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【図面の簡単な説明】
【０２４０】
【図１】実施例の画像形成装置の全体的な概略図
【図２】帯電ローラ−感光体間の等価回路
【図３】放電電流の説明図
【図４】放電電流制御の説明図
【図５】感光体の層構成の模式図
【図６】近接帯電装置の模式図
【図７】最近接帯電間隔と必要放電電流量の関係図
【図８】クリーニング補助部材として非回転のブラシ部材を設けたクリーニング装置の模式図
【図９】クリーニング補助部材として回転するクリーニングブラシ（ブラシローラ）を設けクリーニング装置の模式図
【図１０】環境検知手段で検知される環境情報に応じて、帯電ローラと感光体との間隔を変更する構成の模式図
【符号の説明】
【０２４１】
Ａ・・画像形成部、Ｂ・・原稿読取り部、Ｃ・・コントローラ（制御手段）、１・・感光体（像担持体）、２・・帯電ローラ（帯電部材）、３・・レーザ露光手段、４・・現像装置、４１・・現像スリーブ、５・・転写ローラ、６・・クリーニング装置、７・・前露光ランプ１２・・定着装置、６０・・ギャップ保持部材
【図５】
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【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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