(57)【要約】【課題】形成した画像上に白点が生じるのを抑制できるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。【解決手段】基材上に感光層と表面保護層とを順に積層してなる感光体３と、感光体３に接触し感光体３の表面を帯電せしめる斜毛状態のブラシを有する帯電手段である帯電ブラシローラ８とを備える画像形成装置であるプリンタにおいて、感光層の厚さと表面保護層の厚さとの合計が１２［μｍ］以下であり、帯電ブラシローラ８のブラシの体積抵抗が１．１×１０４［Ω］以上３．６×１０５［Ω］以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に感光層と保護層とを順に積層してなる感光体と、
該感光体に接触し該感光体の表面を帯電せしめる斜毛状態のブラシを有する帯電手段とを備える、画像形成装置に対して着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
該感光層の厚さと該保護層の厚さとの合計が１２［μｍ］以下であり、該ブラシの体積抵抗が１．１×１０４［Ω］以上３．６×１０５［Ω］以下であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
請求項１のプロセスカートリッジにおいて、
上記帯電手段の上記ブラシが該感光体の表面に食い込み量が０．３［ｍｍ］以下であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項３】
請求項１または２のプロセスカートリッジにおいて、
上記ブラシは、ナイロン、ポリエステルまたはアクリルから選ばれる材料にカーボンを分散させた導電繊維からなるものであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項４】
請求項１、２または３のプロセスカートリッジにおいて、
上記帯電手段はブラシローラであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項５】
請求項１、２、３または４のプロセスカートリッジにおいて、
上記画像形成装置に設けられ上記感光体のトナー像を転写体に転写する転写手段による転写後の領域の該感光体の表面に付着している転写残トナーを一時的に上記帯電手段で捕捉した後、所定のタイミングで捕捉したトナーを該表面に逆戻りさせることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５のプロセスカートリッジにおいて、
上記画像形成装置に設けられ上記感光体のトナー像を転写体に転写する転写手段による転写後の領域の該感光体の表面に付着している転写残トナーを荷電する転写残トナー荷電手段を、上記感光体と上記帯電手段とが接触する箇所よりも感光体表面移動方向上流側に設けることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
請求項６のプロセスカートリッジにおいて、
上記転写残トナー荷電手段は、ナイロン、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ウレタンまたはポリエチレンから選ばれるシート材料であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】
少なくとも感光体と該感光体を帯電せしめる帯電手段とを備えた、画像形成装置に対して着脱可能なプロセスカートリッジを有する画像形成装置において、
該プロセスカートリッジとして請求項１、２、３、４、５、６または７のプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
基材上に感光層と保護層とを順に積層してなる感光体と、
該感光体に接触し該感光体の表面を帯電せしめる斜毛状態のブラシを有する帯電手段とを備えた画像形成装置において、
該感光層の厚さと該保護層の厚さとの合計が１２［μｍ］以下であり、該ブラシ繊維の体積抵抗が１．１×１０４［Ω］以上３．６×１０５［Ω］以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９の画像形成装置において、
上記帯電手段の上記ブラシが該感光体の表面に食い込み量が０．３［ｍｍ］以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項９または１０の画像形成装置において、
上記ブラシは、ナイロン、ポリエステルまたはアクリルから選ばれる材料にカーボンを分散させた導電繊維からなるものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項９、１０または１１の画像形成装置において、
上記帯電手段はブラシローラであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項９、１０、１１または１２の画像形成装置において、
上記感光体のトナー像を転写体に転写する転写手段を有し、
該転写手段による転写後の領域の該像担持体の表面に付着しているトナーを一時的に上記帯電手段で捕捉した後、所定のタイミングで捕捉したトナーを該表面に逆戻りさせることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項９、１０、１１、１２または１３の画像形成装置において、
上記感光体のトナー像を転写体に転写する転写手段を有し、
上記感光体と上記帯電手段とが接触する箇所よりも感光体表面移動方向上流側に転写残トナーを荷電する転写残トナー荷電手段を設けることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１４の画像形成装置において、
上記転写残トナー荷電手段は、ナイロン、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ウレタンまたはポリエチレンから選ばれるシート材料であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１４または１５の画像形成装置において、
上記転写残トナー荷電手段に電圧を印加する電圧印加手段を有しており、該電圧印加手段により該転写残トナー荷電手段へ印加する電圧の極性は、トナーの正規帯電極性と同じであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５または１６の画像形成装置において、
上記現像手段は、接触一成分現像手段であ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、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置が備える感光体とこの感光体に接触する斜毛状態のブラシを有する帯電手段とを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、感光体を帯電手段により帯電させ、露光手段によりその帯電を選択的に消去或いは減少させ、感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置が知られている。この帯電手段としては、コロナ放電を利用したものが主流であった。しかし、コロナ放電を利用した帯電手段は、オゾンを多量に発生するといった不具合があった。
【０００３】
そこで、画像形成装置に採用する帯電手段として、コロナ放電を利用しないで帯電手段を感光体に接触させる接触型の帯電手段が多く提案されている。この接触型の帯電手段においては、上述した問題が解消される一方、特に低湿度環境において電界の集中し易いブラシの毛先から発生する異常放電により、形成した画像上に白点が発生することがあるという不具合があった。
【０００４】
ここでいう異常放電とは、通常のパッシェン則に従った放電とは異なり、パッシェン則に従った場合よりも放電停止電圧が低いために感光体の帯電電位が高くなってしまうような放電が生じる現象を指している。
【０００５】
特許文献１には、ブラシの毛先が傾くように斜毛加工したブラシローラを有する帯電装置が開示されている。
【０００６】
特許文献１に記載の帯電装置のように、ブラシの毛先が傾くように斜毛加工することで、ブラシが直毛状態の場合に比べて感光体に毛先が向いたブラシの本数が減少するので、上記異常放電が起こるのを抑制でき形成した画像上の白点を少なくすることが可能となる。
【０００７】
【特許文献１】特公平４−６２６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述したように斜毛加工を施したブラシを用いることで上記異常放電が生じるのを抑制することはできるが、全ての毛先を感光体に向かないようにすることは困難である。そのため、上記異常放電が生じてしまい形成した画像上に白点が発生するのを充分に抑制できないといった問題が生じる。
【０００９】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、形成した画像上に白点が生じるのを抑制できるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、基材上に感光層と保護層とを順に積層してなる感光体と、該感光体に接触し該感光体の表面を帯電せしめる斜毛状態のブラシを有する帯電手段とを備える、画像形成装置に対して着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、該感光層の厚さと該保護層の厚さとの合計が１２［μｍ］以下であり、該ブラシの体積抵抗が１．１×１０４［Ω］以上３．６×１０５［Ω］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のプロセスカートリッジにおいて、上記帯電手段の上記ブラシが該感光体の表面に食い込み量が０．３［ｍｍ］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２のプロセスカートリッジにおいて、上記ブラシは、ナイロン、ポリエステルまたはアクリルから選ばれる材料にカーボンを分散させた導電繊維からなるものであることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３のプロセスカートリッジにおいて、上記帯電手段はブラシローラであることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４のプロセスカートリッジにおいて、上記画像形成装置に設けられ上記感光体のトナー像を転写体に転写する転写手段による転写後の領域の該感光体の表面に付着している転写残トナーを一時的に上記帯電手段で捕捉した後、所定のタイミングで捕捉したトナーを該表面に逆戻りさせることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５のプロセスカートリッジにおいて、上記画像形成装置に設けられ上記感光体のトナー像を転写体に転写する転写手段による転写後の領域の該感光体の表面に付着している転写残トナーを荷電する転写残トナー荷電手段を、上記感光体と上記帯電手段とが接触する箇所よりも感光体表面移動方向上流側に設けることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６のプロセスカートリッジにおいて、上記転写残トナー荷電手段は、ナイロン、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ウレタンまたはポリエチレンから選ばれるシート材料であることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、少なくとも感光体と該感光体を帯電せしめる帯電手段とを備えた、画像形成装置に対して着脱可能なプロセスカートリッジを有する画像形成装置において、該プロセスカートリッジとして請求項１、２、３、４、５、６または７のプロセスカートリッジを有することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、基材上に感光層と保護層とを順に積層してなる感光体と、該感光体に接触し該感光体の表面を帯電せしめる斜毛状態のブラシを有する帯電手段とを備えた画像形成装置において、該感光層の厚さと該保護層の厚さとの合計が１２［μｍ］以下であり、該ブラシ繊維の体積抵抗が１．１×１０４［Ω］以上３．６×１０５［Ω］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項９の画像形成装置において、上記帯電手段の上記ブラシが該感光体の表面に食い込み量が０．３［ｍｍ］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項９または１０の画像形成装置において、上記ブラシは、ナイロン、ポリエステルまたはアクリルから選ばれる材料にカーボンを分散させた導電繊維からなるものであることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項９、１０または１１の画像形成装置において、上記帯電手段はブラシローラであることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項９、１０、１１または１２の画像形成装置において、上記感光体のトナー像を転写体に転写する転写手段を有し、該転写手段による転写後の領域の該像担持体の表面に付着しているトナーを一時的に上記帯電手段で捕捉した後、所定のタイミングで捕捉したトナーを該表面に逆戻りさせることを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項９、１０、１１、１２または１３の画像形成装置において、上記感光体のトナー像を転写体に転写する転写手段を有し、上記感光体と上記帯電手段とが接触する箇所よりも感光体表面移動方向上流側に転写残トナーを荷電する転写残トナー荷電手段を設けることを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１４の画像形成装置において、上記転写残トナー荷電手段は、ナイロン、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ウレタンまたはポリエチレンから選ばれるシート材料であることを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項１４または１５の画像形成装置において、上記転写残トナー荷電手段に電圧を印加する電圧印加手段を有しており、該電圧印加手段により該転写残トナー荷電手段へ印加する電圧の極性は、トナーの正規帯電極性と同じであることを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、請求項８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５または１６の画像形成装置において、上記現像手段は、接触一成分現像手段であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上、本発明によれば、後述する実験で明らかにしたように、感光体の感光層の厚さと保護層の厚さとの合計が１２［μｍ］以下であり、帯電手段のブラシの体積抵抗が１．１×１０４［Ω］以上３．６×１０５［Ω］以下であることで、形成した画像に白点が生じるのを抑制することができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のカラーレーザープリンタ（以下、単にプリンタという）の一実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図２は、本実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図である。このプリンタは、イエロー，マゼンダ，シアン，ブラック（以下、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと記す）の各色のトナー像を形成するための４つのプロセスカートリッジ１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。また、光書込ユニット５０、レジストローラ対６４、転写ユニット６０等も備えている。各符号の末尾に付された添字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれイエロー，マゼンダ，シアン，ブラック用の部材であることを示す。
【００１３】
潜像形成手段たる光書込ユニット５０は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色に対応する４つのレーザーダイオードからなる光源、正六面体のポリゴンミラー、これを回転駆動するためのポリゴンモータ、ｆθレンズ、レンズ、反射ミラー等を有している。レーザーダイオードから射出されたレーザー光Ｌは、ポリゴンミラーの何れか１つの面で反射してポリゴンミラーの回転に伴って偏向せしめられながら、後述する４つの感光体のうちの何れかに到達する。４つのレーザーダイオードからそれぞれ射出されるレーザー光Ｌにより、４つの感光体Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面がそれぞれ光走査される。
【００１４】
プロセスカートリッジ１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、これらにそれぞれ個別に対応する現像装置４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなどを有している。感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、アルミ等の素管に有機感光層が被覆されたものであり、図示しない駆動手段によって所定の線速で図中時計回り方向に回転駆動せしめられる。そして、図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいて変調されたレーザー光Ｌを発する光書込ユニット５０により、暗中にて光走査されて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像を担持する。
【００１５】
図３は、４つのプロセスカートリッジ１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、Ｋ用のプロセスカートリッジ１Ｋをその周囲構成とともに示す拡大構成図である。同図において、Ｋ用のプロセスカートリッジ１Ｋは、感光体３Ｋ、帯電ブラシローラ８Ｋ、図示しない除電ランプ、現像手段たる現像装置４０Ｋ等を、１つのユニットとして共通のユニットケーシング（保持体）に保持させて、プリンタ本体に対して着脱可能にしたものである。
【００１６】
被帯電体であり且つ像担持体であるＫ用の感光体３Ｋは、アルミニウム素管からなる導電性基体の表面に、負帯電性の有機光導電物質（ＯＰＣ）からなる感光層が被覆され、さらにその上に表面保護層が積層された直径２４［ｍｍ］程度のドラムであり、図示しない駆動手段によって所定の線速で図中時計回り方向に回転駆動せしめられる。
【００１７】
また、本実施形態では、感光層の厚さと表面保護層の厚さとの合計が１２［μｍ］以下になるようにしている。
【００１８】
帯電ブラシローラ８Ｋは、図示しない軸受けによって回転自在に支持される金属製の回転軸部材と、これの周面に立設せしめられた導電性の複数の起毛からなるブラシとを有している。帯電ブラシローラ８Ｋのブラシは、それぞれ所定の長さにカットされたものであり、素材としては、ナイロン、アクリル、テフロン（登録商標）などの樹脂材料を例示することができる。かかる樹脂材料にカーボンや金属微粉などの導電性粒子を分散せしめて導電性を付与する。製造コストやヤング率の低さとを考慮すると、ナイロン樹脂にカーボンを分散させた導電性繊維が好ましい。なお、カーボンの分散を繊維の中で偏在させても良い。なお、帯電ブラシローラ８Ｋのブラシの体積抵抗率は、１．１×１０４［Ω・ｃｍ］〜３．６×１０５［Ω・ｃｍ］であることが好ましい。これは、ブラシの体積抵抗率が低すぎると異常放電が起き易くなり、高すぎると感光体３の帯電を充分に行うことができなくなり帯電不良となるからである。
【００１９】
そして、回転軸部材を中心にして図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動されながら感光体３Ｋに接触している。
【００２０】
帯電ブラシローラ８Ｋには、帯電電源１０４が接続されており、これによって交流電圧とマイナス極性の直流電圧との重畳による帯電バイアスが印加される。この印加により、帯電ブラシローラ８Ｋと感光体３Ｋとの接触部では、ブラシの各起毛と感光体３Ｋとの間に放電が発生して、感光体３Ｋがマイナス極性に一様帯電せしめられる。
【００２１】
また、帯電ブラシローラ８のブラシは図４に示すように斜毛となっている。帯電ブラシローラ８においては、複数の植毛繊維がそれぞれ全く同じ体積固有抵抗率を発揮するのではなく、カーボンブラック等の導電性材料の分散ムラによってある程度の範囲で体積固有抵抗率にバラツキがある。また、植毛繊維は先端側の側面を感光体３に接触させながら撓む姿勢をとっており、先端付近を感光体に接触させていないものの感光体３との間に微妙ギャップを形成している。この微妙ギャップを形成している箇所で放電を最も多く発生させるが、その箇所の範囲内においては感光体３との距離に応じて放電の発生させ易さが微妙に異なっている。周知のパッシェンの法則により、感光体３との距離が近い領域ほど放電を発生させ易くなるからである。一方、帯電バイアスの交流電圧におけるマイナス側に大きくなるように振れる波成分は上述したように主に帯電の役割を担っている。この波成分のマイナス側への電位変化の傾きが大きくなり過ぎると、植毛繊維の先端側と感光体３との間における電界強度が極めて短時間のうちに急激に変化する。そして、繊維抵抗が比較的低い箇所や、感光体３とのギャップが比較的小さい箇所において、電位変化の傾きが比較的大きいと集中放電が起き易く、局所的な過剰帯電による白点が発生してしまう。この集中放電は電界の電気力線が集中する植毛繊維の先端で起き易い。ブラシに斜毛処理を施して植毛繊維を植毛させると、感光体３に対して先端を向けている植毛繊維の数が少なくなるので、斜毛させない場合に比べて集中放電を抑えることができる。
【００２２】
なお、植毛繊維の傾斜度合いについては、斜毛率Ｆで表すことができる。この斜毛率Ｆは、植毛繊維の長さＲｓを、植毛繊維が植毛される回転軸部材の表面から植毛繊維の先端までにおける法線方向の距離をＲｆで表した場合、「斜毛率Ｆ＝（Ｒｓ−Ｒｆ）／Ｒｓ×１００」という式で求めることができる。なお、植毛繊維の斜毛率Ｆとしては、１０〜４０［％］が好ましい。
【００２３】
一様帯電せしめられたＫ用の感光体３Ｋの表面には、上述した光書込ユニット５０による光走査でＫ用の静電潜像（負極性で且つ電位が地肌部よりも低い）が形成され、この静電潜像はＫ用の現像装置４０ＫによってＫトナー像に現像される。
【００２４】
Ｋ用の現像装置４０Ｋは、ケーシング４１Ｋに設けられた開口から周面の一部を露出させる現像ローラ４２Ｋを有している。この現像ローラ４２Ｋは、ケーシング４Ｋ内に収容されている図示しないＫトナーを周面に担持しながら回転する。現像ローラ４２Ｋの表面に担持されたＫトナーは、現像ローラ４２Ｋの回転に伴って、現像ローラ４２Ｋと感光体３Ｋとが対向あるいは接触する現像領域に搬送される。
【００２５】
この現像領域では、現像電源１０２から出力される負極性の現像バイアスが印加される現像ローラ４２Ｋと、感光体３Ｋの静電潜像との間に、負極性のＫトナーをローラ側から潜像側に静電移動させる現像ポテンシャルが作用する。また、現像ローラ４２Ｋと感光体３Ｙの一様帯電箇所（地肌部）との間に、負極性のＫトナーを地肌部側からローラ側に静電移動させる非現像ポテンシャルが作用する。現像ローラ４２Ｋ上のＫトナーは、現像ポテンシャルの作用によってローラ上から離脱して感光体３Ｋの静電潜像に転移する。この転移により、感光体３Ｋ上の静電潜像がＫトナー像に現像される。このＫトナーは、感光体３Ｋの回転に伴って、後述する転写ユニットの中間転写ベルト６１上に１次転写される。
【００２６】
１次転写ニップを通過した後、帯電ブラシローラ８Ｋとの接触位置に進入する前の感光体３Ｋの表面には、金属等の導電性材料からなるプレ帯電ブレード９Ｋが当接している。そして、このプレ帯電ブレード９Ｋには、プレ帯電電源１０５によってトナーと同極であるマイナス極性の直流電圧からなるプレ帯電バイアスが印加されている。感光体３Ｋは、プレ帯電ブレード９Ｋとの当接部やその前後でマイナス極性に帯電せしめられる。このとき、転写残トナー中に含まれる若干量の逆帯電トナー（プラス極性トナー）は、プレ帯電ブレード９Ｋからの電荷注入によって正規のマイナス極性に帯電せしめられる。
【００２７】
上述のプレ帯電バイアスは、帯電ブラシローラ８Ｋに印加される帯電バイアスの直流成分よりもマイナス側に大きな値になっており、プレ帯電後の感光体３Ｋの表面電位は、帯電バイアスの直流成分よりもマイナス側に大きな値となる。プレ帯電後の感光体３Ｋの表面移動に伴って帯電ブラシローラ８Ｋとの接触位置の入口まで移動すると、感光体３Ｋに付着していたトナーが感光体３Ｋとブラシとの電位差によってブラシ内に取り込まれる。その後、感光体３Ｋの表面が帯電ブラシローラ８Ｋによって一様帯電せしめられると、その電位はブラシの電位よりも小さくなるが、トナーは感光体３の表面に転移せずにブラシ内に留まる。ブラシの起毛に付着したトナーに対し、感光体３とブラシとの電位差による静電気力よりも、ファンデルワールス力や鏡像力による起毛との付着力の方が大きく働くからである。このようにして一時捕捉処理が行われる。
【００２８】
一方、例えばプリントジョブ後や、連続プリントモードにおける紙間対応期間など、感光体３Ｋの表面におけるトナー像を担持していなかった非画像領域が帯電ブラシローラ８Ｋとの接触位置を通過する期間に戻し処理（清掃モード）を実施する。戻し処理においては、図５に示すように、プレ帯電電源１０５からプレ帯電ブレード９Ｋに印加されるプレ帯電バイアスが、プラスの直流電圧に切り替えられる。そして、感光体３Ｋの表面がプラス極性に帯電せしめられる。このとき、帯電ブラシローラ８Ｋに印加されるバイアスの直流成分が、マイナス極性ではあるものの一時捕捉処理のときよりも小さな値のものに切り替えられる。プレ帯電ブレード９Ｋによってプラス極性に帯電せしめられた感光体３Ｋの表面が帯電ブラシローラ８Ｋとの接触位置の入口まで移動すると、ブラシ内のトナーがプラス極性に引かれて感光体３Ｋの表面に転移する。その後、感光体３Ｋの表面が帯電ブラシローラ８Ｋによって０［Ｖ］程度に一様帯電せしめられても、感光体３Ｋの表面上のトナーは、ブラシの直流成分のマイナス極性と反発して、感光体３Ｋの表面に留まる。
【００２９】
なお、戻し処理においては、帯電ブラシローラ８Ｋに印加するバイアスとして、交流電圧又は直流電圧を重畳した交流電圧を採用することが望ましい。これは、交流によるバイアス極性の切り替わりでトナー粒子を振動させることで、ブラシからの離脱を促してトナー粒子をよりスムーズに感光体３Ｋの表面に転移させることができるからである。また、この戻し処理における交流電圧の周波数は、効率良く帯電ブラシローラ８Ｋからトナーを吐き出せるように、画像形成の帯電時における交流電圧の周波数から帯電ブラシローラ８Ｋの清掃条件に最適化された周波数に変更されるのが望ましい。
【００３０】
例えば、画像形成の帯電時（印字モード）では、直流電圧に比較的高い周波数の交流電圧を重畳した帯電バイアスを印加して、感光体３Ｙを均一に帯電する。線速１００［ｍｍ／ｓｅｃ］の感光体３Ｙを−５００［Ｖ］に均一帯電する場合、直流電圧−５００［Ｖ］、交流電圧のピーク間電圧が１．０［ｋＶ］、Ｄｕｔｙ比５０［％］、周波数３００［Ｈｚ］を重畳した帯電バイアスを帯電ブラシローラ８Ｋに印加する。帯電ブラシローラ８Ｋの感光体３Ｋに対する周速比は感光体回転方向に順方向で０．１から４．０とする。これにより、画像形成の帯電時では、上述のような比較的高い周波数の交流電圧を重畳した直流電圧の帯電バイアスを印加することで、感光体３Ｋの表面電位は均一になる。
【００３１】
上記戻り処理時では、感光体３Ｋと帯電ブラシローラ８Ｋとの間に、帯電ブラシローラ８Ｋに付着したトナーが感光体３Ｙ側に移動するような大きな電界を形成するために、画像形成の帯電時とは異なる帯電バイアスを印加する。これにより、帯電ブラシローラ８Ｋに付着したトナーを感光体３Ｋ側に移動させて静電的にクリーニングする。例えば、線速１００［ｍｍ／ｓｅｃ］の感光体３Ｙを−５００［Ｖ］に均一帯電する場合、直流電圧−５００［Ｖ］、交流電圧のピーク間電圧が１．０［ｋＶ］、Ｄｕｔｙ比５０［％］、周波数２０［Ｈｚ］を重畳した帯電バイアスを帯電ブラシローラ８Ｋに印加する。帯電ブラシローラ８Ｋの感光体３Ｋに対する周速比は感光体回転方向に順方向で０．１から４．０とする。
【００３２】
上記戻り処理時では、画像形成の帯電時に比ベ低い周波数の交流電圧を重畳した直流電圧を印加して、感光体３Ｋの表面電位が均一にならずに交流電圧の波形形状に応じた形状となるようにする。このような感光体３Ｋの表面電位の形状を形成することで、帯電バイアスの交流電圧と表面電位との差により、交流電圧のピーク間電圧とほぼ同じ大きさの電界が形成される。よって、帯電ブラシローラ８Ｋに付着したトナーは、大きな電界により感光体３Ｋ側に移動し易くなり、帯電ブラシローラ８Ｋのクリーニング性の向上が図れる。
【００３３】
なお、これまでＫ用のプロセスカートリッジ１Ｋについて説明してきたが、他色用のプロセスカートリッジ１Ｙ，Ｍ，ＣはＫ用のプロセスカートリッジ１Ｋと同様の構成になっているので説明を省略する。
【００３４】
先に示した図２において、各色のプロセスカートリッジ１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの下方には、転写ユニット６０が配設されている。この転写ユニット６０は、無端状の中間転写ベルト６１を、複数の張架ローラによって張架しながら、図中反時計回り方向に無端移動せしめる。複数の張架ローラとは、具体的には、従動ローラ６２、駆動ローラ６３、４つの１次転写バイアスローラ６６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ等のことである。
【００３５】
従動ローラ６２、１次転写バイアスローラ６６Ｙ〜Ｋ、駆動ローラ６３は、何れも中間転写ベルト６１の裏面（ループ内周面）に接触している。そして、４つの１次転写バイアスローラ６６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、金属製の芯金にスポンジ等の弾性体が被覆されたローラであり、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧されて、中間転写ベルト６１を挟み込んでいる。これにより、４つの感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと中間転写ベルト６１とがベルト移動方向において所定の長さで接触するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の４つの１次転写ニップが形成されている。
【００３６】
４つの１次転写バイアスローラ６６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの芯金には、それぞれ図示しない転写バイアス電源によって定電流制御される１次転写バイアスが印加されている。これにより、４つの１次転写バイアスローラ６６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを介して中間転写ベルト６１の裏面に転写電荷が付与され、各１次転写ニップにおいて中間転写ベルト６１と感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に転写電界が形成される。なお、本プリンタにおいては、１次転写手段として１次転写バイアスローラ６６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを設けているが、ローラに代えて、ブラシやブレード等のものを用いてもよい。また、転写チャージャーなどを用いてもよい。
【００３７】
各色の感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像は、各色の１次転写ニップで中間転写ベルト６１上に重ね合わせて転写される。これにより、中間転写ベルト６１上には４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００３８】
中間転写ベルト６１における駆動ローラ６３に対する掛け回し箇所には、２次転写バイアスローラ６７がベルトおもて面側から当接しており、これによって２次転写ニップが形成されている。この２次転写バイアスローラ６７には、図示しない電源や配線からなる電圧印加手段によって２次転写バイアスが印加されている。これにより、２次転写バイアスローラ６７と接地された駆動ローラ６３との間に２次転写電界が形成されている。中間転写ベルト６１上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って２次転写ニップに進入する。
【００３９】
本プリンタは、図示しない給紙カセットを備えており、その中に記録紙Ｐを複数枚重ねた記録紙束の状態で収容している。そして、一番上の記録紙Ｐを所定のタイミングで給紙路に送り出す。送り出された記録紙Ｐは、給紙路の末端に配設されたレジストローラ対６４のレジストニップ内に挟み込まれる。
【００４０】
レジストローラ対６４は、給紙カセットから送られてきた記録紙Ｐをレジストニップに挟み込むために両ローラを回転駆動させているが、記録紙Ｐの先端を挟み込むとすぐに両ローラの回転駆動を停止させる。そして、記録紙Ｐを中間転写ベルト６１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで２次転写ニップに向けて送り出す。２次転写ニップでは、中間転写ベルト６１上の４色トナー像が２次転写電界やニップ圧の作用によって記録紙Ｐ上に一括２次転写されて、記録紙Ｐの白色と相まってフルカラー画像となる。
【００４１】
このようにしてフルカラー画像が形成された記録紙Ｐは、２次転写ニップから排出された後、図示しない定着装置に送られてフルカラー画像が定着せしめられる。
【００４２】
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト６１表面に付着している２次転写残トナーは、ベルトクリーニング装置６８によってベルト表面から除去される。
【００４３】
以上の基本的な構成を有する本プリンタでは、４つのプロセスカートリッジ１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋや光書込ユニットなどが、像担持体たる感光体の移動する表面にトナー像を形成する像形成手段として機能している。また、帯電ブラシローラ８Ｋや帯電電源１０４などが、一時捕捉処理や戻し処理を実施するトナー一時捕捉手段として機能している。
【００４４】
次に、本実施形態に用いられる感光体３について詳しく説明する。図６は、本実施形態に使用する感光体３の一例を示す断面図である。本実施形態に用いられる感光体３は負帯電性の有機感光体であり、直径２４［ｍｍ］のドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。基層としての導電性支持体５０上に、絶縁層である下引き層５１が設けられている。そして、その上に感光層としての電荷発生層（ＣＧＬ）５２、電荷輸送層（ＣＴＬ）５３が設けられている。さらにその上に表面保護層（ＦＲ）５４が積層されている。
【００４５】
＜導電性支持体５０＞
導電性支持体としては、体積抵抗１０１０［Ω・ｃｍ］以下の導電性を示すものを用いることができる。例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板およびそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した管などを使用することができる。また、特開昭５２−３６０１６号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体として用いることができる。
【００４６】
この他、上記支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものについても、本実施形態の導電性支持体として用いることができる。この導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、またアルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズ、ＩＴＯなどの金属酸化物粉体などがあげられる。また、同時に用いられる結着樹脂には、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂が挙げられる。このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。さらに、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン（登録商標）などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、本実施形態の導電性支持体として良好に用いることができる。
【００４７】
次に感光層について説明する。
感光層は単層でも積層でもよいが、説明の都合上、先ず電荷発生層と電荷輸送層とからなる積層構成の場合から述べる。
【００４８】
＜電荷発生層５２＞
電荷発生層は、電荷発生物質を主成分とする層である。電荷発生層には公知の電荷発生物質を用いることが可能であり、その代表として、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、他のフタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料等が挙げられ、これらは有用に用いられる。これら電荷発生物質は単独でも、２種以上混合して用いることも可能である。
【００４９】
電荷発生層は、電荷発生物質を必要に応じて結着樹脂とともに適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波などを用いて分散し、これを導電性支持体上、あるいは下引き層上に塗布し、乾燥することにより形成される。
【００５０】
電荷発生層には、必要に応じて結着樹脂中に上記電荷発生物質を分散させることができる。用いることができる結着樹脂の例としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリフェニレンオキシド、ポリアミド、ポリビニルピリジン、セルロース系樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。結着樹脂の量は、電荷発生物質１００重量部に対し０〜５００重量部、好ましくは１０〜３００重量部が適当である。結着樹脂の添加は、分散前あるいは分散後どちらでも構わない。ここで用いられる溶剤としては、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセルソルブ、酢酸エチル、酢酸メチル、ジクロロメタン、ジクロロエタン、モノクロロベンゼン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、リグロイン等が挙げられるが、特にケトン系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒が良好に使用される。これらは単独で用いても２種以上混合して用いてもよい。
【００５１】
電荷発生層は、電荷発生物質、溶媒及び結着樹脂を主成分とするが、その中には、増感剤、分散剤、界面活性剤、シリコーンオイル等のいかなる添加剤が含まれていても良い。
塗布液の塗工法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の方法を用いることができる。電荷発生層の膜厚は、０．０１〜５［μｍ］程度が適当であり、好ましくは０．１〜２［μｍ］である。
【００５２】
＜電荷輸送層５３＞
電荷輸送層は、電荷輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により単独あるいは２種以上の可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
【００５３】
電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。電子輸送物質としては、例えばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロキサントン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリニトロ−４Ｈ−インデノ〔１，２−ｂ〕チオフェン−４−オン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−５，５−ジオキサイド、ベンゾキノン誘導体等の電子受容性物質が挙げられる。
【００５４】
正孔輸送物質としては、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメートおよびその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、ポリシラン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、９−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、ブタジェン誘導体、ピレン誘導体等、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体等、その他公知の材料が挙げられる。これらの電荷輸送物質は単独、または２種以上混合して用いられる。
【００５５】
結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００５６】
電荷輸送物質の量は結着樹脂１００重量部に対し、２０〜３００重量部、好ましくは４０〜１５０重量部が適当である。また、電荷輸送層の膜厚は解像度・応答性の点から、２５［μｍ］以下とすることが好ましい。下限値に関しては、使用するシステム（特に帯電電位等）に異なるが、５［μｍ］以上が好ましい。ここで用いられる溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトンなどが用いられる。これらは単独で使用しても２種以上混合して使用しても良い。
【００５７】
次に感光層が単層構成の場合について述べる。
感光層は、前述の電荷発生物質、電荷輸送物質、結着樹脂等を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを導電性支持体５０上ないし下引き層５１上に塗布、乾燥することによって形成できる。電荷輸送物質を含有させずに、電荷発生物質と結着樹脂とから構成してもよい。また、必要により可塑剤やレベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
【００５８】
結着樹脂としては先に電荷輸送層で挙げた結着樹脂のほかに、電荷発生層で挙げた結着樹脂を混合して用いてもよい。もちろん、先に挙げた高分子電荷輸送物質も良好に使用できる。結着樹脂１００重量部に対する電荷発生物質の量は５〜４０重量部が好ましく、電荷輸送物質の量は０〜１９０重量部が好ましく、さらに５０〜１５０重量部であればより好ましい。
【００５９】
感光層は、電荷発生物質、結着樹脂を電荷輸送物質とともにテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロエタン、シクロヘキサン等の溶媒を用いて分散機等で分散した塗工液を、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート、リングコートなどで塗工して形成できる。感光層の膜厚は、５〜２５［μｍ］程度が適当である。
【００６０】
＜下引き層５１＞
本実施形態に係る感光体においては、導電性支持体と感光層との間に下引き層を設けることができる。下引き層は一般には樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。下引き層にはモアレ防止、残留電位の低減等のために酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。また、これらの下引き層は、前述の感光層の如く適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。更に本発明の下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用することもできる。この他、本発明の下引き層には、Ａｌ２Ｏ３を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン（パリレン）等の有機物やＳｉＯ２、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＩＴＯ、ＣｅＯ２等の無機物を真空薄膜作成法にて設けたものも良好に使用できる。このほかにも公知のものを用いることができる。下引き層の膜厚は０〜５［μｍ］が適当である。
【００６１】
＜表面保護層５４＞
感光体の最表面層に機械的磨耗を防止するために表面保護層５４を設けることも可能である。例えば耐磨耗性を向上させるためにアモルファスシリコンで表面コートした感光体や、電荷輸送層のさらに表面にアルミナや酸化スズ等を分散させた最表面層を設けた有機感光体などを用いる事もできる。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態に用いることができる感光体３の構成は特定の構成に限定されるものではない。導電性支持体の上に電荷発生物質と電荷輸送物質とを主成分とする感光層のみを設けた１層構成や、導電性支持体の上に電荷発生物質を主成分とする電荷発生層と電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層とが積層された構成や、導電性支持体の上に電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分とする感光層を設け、その上に更に表面保護層を設けた構成や、導電性支持体の上に電荷発生物質を主成分とする電荷発生層と電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層とを積層し、その電荷輸送層の上に表面保護層を設けた構成や、導電性支持体の上に電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層と電荷発生物質を主成分とする電荷発生層とを積層し、その電荷発生層の上に表面保護層を設けた構成など、種々の層構成を有する感光体に適用可能である。
【００６３】
また、表面保護層のバインダー構成として、架橋構造からなる表面保護層も有効に使用される。架橋構造の形成に関しては、１分子内に複数個の架橋性官能基を有する反応性モノマーを使用し、光や熱エネルギーを用いて架橋反応を起こさせ、３次元の網目構造を形成するものである。この網目構造がバインダー樹脂として機能し、高い耐摩耗性を発現するものである。電気的な安定性、耐刷性、寿命の観点から、上記反応性モノマーとして、全部もしくは一部に電荷輸送能を有するモノマーを使用することは非常に有効な手段である。このようなモノマーを使用することにより、網目構造中に電荷輸送部位が形成され、表面保護層としての機能を十分に発現することが可能となる。
【００６４】
電荷輸送能を有する反応性モノマーとしては、同一分子中に電荷輸送性成分と加水分解性の置換基を有する珪素原子とを少なくとも１つずつ以上含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とヒドロキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とカルボキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とエポキシ基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とイソシアネート基とを含有する化合物等が挙げられる。これら反応性基を有する電荷輸送性材料は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。さらに好ましくは、電荷輸送能を有するモノマーとして、電気的・化学的安定性が高いこと、キャリアの移動度が速いこと等から、トリアリールアミン構造を有する反応性モノマーが有効に使用される。
【００６５】
これ以外に塗工時の粘度調整、架橋型電荷輸送層の応力緩和、低表面エネルギー化や摩擦係数低減などの機能付与の目的で１官能及び２官能の重合性モノマー及び重合性オリゴマーを併用することができる。これらの重合性モノマー、オリゴマーとしては、公知のものが利用できる。
【００６６】
また、本実施形態においては、熱または光を用いて正孔輸送性化合物の重合または架橋を行うが、熱により重合反応を行う際には、熱エネルギーのみで重合反応が進行する場合と重合開始剤が必要となる場合があるが、より低い温度で効率よく反応を進行させるためには、開始剤を添加することが好ましい。光により重合させる場合は、光として紫外線を用いることが好ましいが、光エネルギーのみで反応が進行することはごく稀であり、一般には光重合開始剤が併用される。この場合の重合開始剤とは、主には波長４００［ｎｍ］以下の紫外線を吸収してラジカルやイオン等の活性種を生成し、重合を開始させるものである。
【００６７】
なお、本実施形態においては、上述した熱及び光重合開始剤を併用することも可能である。このように形成した網目構造を有する電荷輸送層は、耐摩耗性が高い反面、架橋反応時に体積収縮が大きく、あまり厚膜化するとクラックなどを生じる場合がある。このような場合には、表面保護層を積層構造として、下層（感光層側）には低分子分散ポリマーの表面保護層を使用し、上層（表面側）に架橋構造を有する表面保護層を形成しても良い。
【００６８】
感光体３の一実施例としては、メチルトリメトキシシラン１８２部、ジヒドロキシメチルトリフェニルアミン４０部、２−プロパノール２２５部、２％酢酸１０６部、アルミニウムトリスアセチルアセトナート１部を混合し、表面保護層用の塗布液を調製する。この塗布液を前記電荷輸送層の上に塗布・乾燥し、１１０℃、１時間の加熱硬化を行い、膜厚３［μｍ］の表面保護層を形成する。
【００６９】
他の実施例としては、正孔輸送性化合物を３０部、アクリルモノマー及び光重合開始剤（１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン）０．６部を、モノクロロベンゼン５０部／ジクロロメタン５０部の混合溶媒中に溶解し、表面保護層用塗料を調製する。この塗料をスプレーコーティング法により先の電荷輸送層上に塗布し、メタルハライドランプを用いて５００［ｍＷ／ｃｍ２］の光強度で３０秒間硬化させることによって、膜厚５μｍの表面保護層を形成する。
【００７０】
次に、本発明者らが行った実験について説明する。株式会社リコー社製のフルカラープリンタ  ＩＰＳＩＯ  ＣＸ３０００を改良して、図２や図３に示した実施形態に係るプリンタと同様の構成の試験機を用意した。具体的には、ＩＰＳＩＯ  ＣＸ３０００の各プロセスカートリッジにおける帯電ローラを帯電ブラシローラ８に交換した。また、感光体３上の転写残トナーをクリーニングするためのクリーニングブレードを取り除いて、クリーナーレス方式とした。但し、ＩＰＳＩＯ  ＣＸ３０００は、実施形態に係るプリンタとは異なり、磁性キャリアを含まない一成分現像剤を用いるものである。以降に説明する実験の結果については、実施形態に係るプリンタのような二成分現像剤を用いるものにおいても、同様になると考えられる。
【００７１】
帯電ブラシローラ８に印加する帯電バイアスとしては、ピーク・ツウ・ピーク電圧が１．０［ｋＶ］でデューティーが５０［％］の矩形波である交流電圧を用いた。また、この交流電圧の周波数は印字時と非印字時とで切替えており、印字時に３００［Ｈｚ］とし非印字時に１０［Ｈｚ］とした。
【００７２】
帯電ブラシローラ８としては、導電性粒子を含有するナイロン繊維からなる植毛繊維を、直径５［ｍｍ］の回転軸部材に図４に示す帯電ブラシローラ８のように傾けて複数立設せしめて、直径１１［ｍｍ］のローラ状にしたものを用いた。
【００７３】
かかる構成の試験機を用いて、温度１０［℃］、湿度１５［％］のＲＨ環境で種々の条件、すなわち感光体膜厚、ブラシ繊維の体積抵抗及びブラシ食い込み量を適宜変更させて、それぞれの条件下にてモノクロの２×２（ツー・バイ・ツー）のハーフチャート（ハーフトーンベタ画像）をプリントして、そのハーフチャート中に発生する白点（白抜け）のランクを評価した。白点のランクについては、それぞれ１から５までの５段階で評価し、ランク５を白点が認められない、ランク４を白点が少し認められるが許容できる、ランク３以下を許容できない程白点が認められるとした。
【００７４】
なお、ツー・バイ・ツーにおける「バイ」の前後の数字は、ハーフトーンを表現する場合の最小ドット間距離を表している。ハーフトーンをツー・バイ・ツー方式で表現するツー・バイ・ツー画像の場合には、最小ドット間距離が４個分のドット長に相当する。
【００７５】
また、帯電ブラシローラ８に、電圧のピーク間電圧が１［ｋＶ］、デューティーが５０［％］、ＤＣ成分が−５００［Ｖ］の矩形波を印加し、帯電ブラシローラ８によって帯電せしめた感光体３の表面電位の絶対値が４５０［Ｖ］以上で「○」、４５０［Ｖ］未満で「×」の評価を行った。
【００７６】
さらに、印字率５［％］のチャートを連続５０００枚印字前後のレーザーパワーの変動の評価を行った。すなわち、初期値を０．２［ｍＷ］で調整し、連続印字後に適正な現像特性を得るためのレーザーパワーを調整した後の出力が、０．４［ｍＷ］未満で「○」、０．４［ｍＷ］以上で「×」とした。なお、レーザーパワーの変動が大きいと、その大きい変動に対応可能なレーザー素子が必要となるためレーザー素子のコストが上がってしまうといった不具合が生じる。
【００７７】
実験結果を表１に示す。
【表１】
2009069236.tif 000003
【００７８】
表１に示すように、感光体３の各膜厚の合計（感光層の厚さと表面保護層の厚さとの合計）が１２［μｍ］以下、すなわち、５［μｍ］、１１［μｍ］または１２［μｍ］で、且つ、ブラシ繊維の体積抵抗が１．１×１０４［Ω・ｃｍ］以上３．６×１０５［Ω・ｃｍ］以下で、初期白点ランクの評価が「４」以上となり、白点が生じるのを抑制できたことがわかる。
【００７９】
これに対し、感光体３の各膜厚の合計が１２［μｍ］以下であっても、ブラシ繊維の体積抵抗が１．１×１０４［Ω・ｃｍ］よりも小さい、すなわち、１．０×１０４［Ω・ｃｍ］の場合や、３．６×１０５［Ω・ｃｍ］よりも大きい、すなわち、３．７×１０５［Ω・ｃｍ］の場合などの条件では、初期白点ランクの評価が「３」、つまり、許容できない程の白点が生じることがわかる。
【００８０】
このような結果になった要因として次のようなことなどが考えられる。ブラシ繊維の体積抵抗が１．１×１０４［Ω・ｃｍ］よりも小さいなど、ブラシ繊維の体積抵抗が低すぎるとブラシ繊維に電流が流れ易くなるため異常放電が起き易くなったと考えられる。また、ブラシ繊維の体積抵抗が３．６×１０５［Ω・ｃｍ］よりも大きいなど、ブラシ繊維の体積抵抗が高すぎるとブラシ繊維に電流が流れ難くなり感光体３の帯電不良が生じたものと考えられる。
【００８１】
また、表１に示すように、ブラシ繊維の体積抵抗が１．１×１０４［Ω・ｃｍ］以上３．６×１０５［Ω・ｃｍ］以下の条件では、初期帯電性の評価が「○」となり感光体３を良好に帯電せしめられることがわかる。これに対し、ブラシ繊維の体積抵抗が１．１×１０４［Ω・ｃｍ］よりも小さい、すなわち、１．０×１０４［Ω・ｃｍ］の場合や、３．６×１０５［Ω・ｃｍ］よりも大きい、すなわち、３．７×１０５［Ω・ｃｍ］の場合などの条件では、初期帯電性の評価が「×」となり感光体３を良好に帯電せしめられないことがわかる。このような結果になった要因も上記要因によるものであると考えられる。
【００８２】
また、表１に示すように感光体３の各膜厚の合計が１２［μｍ］以上の場合、すなわち、１３［μｍ］では、ブラシ繊維の体積抵抗の大きさに関わらず初期白点ランクの評価が「３」、つまり、許容できない程の白点が生じることがわかる。
【００８３】
これは、感光体３の各膜厚の合計が１２［μｍ］より大きい場合よりも、感光体３の各膜厚の合計を１２［μｍ］以下とすることで、後述する理由によって白点が生じるのを抑制できる程度に感光体３の静電容量を大きくすることができたためであると考えられる。なお、静電容量は誘電率にも依存するが、有機感光体であれば材料による差はほとんどなく、例えば、ポリカーボネートの比誘電率は２．９、ポリアリレートの比誘電率は３．０である。帯電するために必要な電荷量が多ければ、異常放電による帯電ムラを打ち消し易くなり、より均一に感光体３を帯電できるためであると考えられる。このことについて、より詳しく考察したもの（膜厚依存の推定メカニズム）を以下に示す。
【００８４】
＜膜厚依存の推定メカニズム＞
まず、簡単のために単一の誘電層で考える。図１（ａ）は誘電層の膜厚が薄い場合であり図１（ｂ）は誘電層の膜厚が厚い場合を示している。
【００８５】
比誘電率をε、膜厚をｄ［μｍ］とすると単位面積当たりの電荷量Ｑは、数１で表される。なお、Ｃは単位面積当たりの静電容量［Ｆ／ｍ２］であり、Ｖは表面電位［Ｖ］である。
【数１】
2009069236.tif 000004
【００８６】
また、単位面積当たりの静電容量Ｃは、数２で表される。
【数２】
2009069236.tif 000005
【００８７】
数１に数２を代入すると数３のようになる。
【数３】
2009069236.tif 000006
【００８８】
ここで、膜厚ｄ’、ｄ’’が以下の関係式を数４を満たすとする。
【数４】
2009069236.tif 000007
【００８９】
近接放電により、パッシェン則に従って放電停止電圧まで誘電層が帯電されたとき、このときの電荷量をそれぞれＱ１’、Ｑ１’’とすると、これらの関係は数３及び数４より数５のように表される。
【数５】
2009069236.tif 000008
【００９０】
一方、異常放電が起きたときは、通常のパッシェン則に従った放電が起きたときに比べて、Ｑが異常に大きくなると考えられる。そのときの電荷量をＱ２とすると、数５から以下の関係式が数６が成り立つと考えられる。
【数６】
2009069236.tif 000009
【００９１】
よって、数７に示す関係式が成り立つと考えられる。つまり、膜厚が薄い場合の方が、通常放電と異常放電の電荷量の差が小さくなる。
【数７】
2009069236.tif 000010
【００９２】
よって、誘電層が感光層の場合、露光をして現像をするときに、電荷量は減るものの残留電位を考慮すると上記の電荷量の差が画像濃度に影響すると考えられる。異常放電を起こした箇所は表面電位が高いため、画像濃度は薄くなる。つまり、誘電層の膜厚が薄い方が、画像上に白点が現れにくくなると考えられる。
【００９３】
また、表１に示すように、感光体３に対する帯電ブラシローラ８のブラシ食い込み量が０．３［ｍｍ］以下、すなわち、０．２［ｍｍ］または０．３［ｍｍ］の条件では、連続５０００枚印字後のレーザーパワー変動の評価が「○」であることがわかる。これに対し、上記ブラシ食い込み量が０．３［ｍｍ］より大きい、すなわち、０．４［ｍｍ］の条件では、連続５０００枚印字後のレーザーパワー変動の評価が「×」であることがわかる。
【００９４】
ブラシを用いると感光体３の削れ量が多いため、感光体３の初期膜厚が薄いと長期間使用したときの膜厚が薄くなりすぎて光量の調整を行うことができなくなるという不具合があった。そこで、感光体３に対する帯電ブラシローラ８のブラシ食い込み量を０．３［ｍｍ］以下にすることで感光体３に対するブラシの摺擦が抑えられ感光体３の削れ量を低減することができる。これにより、初期の感光体膜厚を薄く設定することができるので、より画像に白点が生じるのを抑制することができる。
【００９５】
上述した実験結果より、感光体３の膜厚の合計（感光層の厚さと表面保護層の厚さとの合計）、ブラシ繊維の体積抵抗及びブラシ食込み量は、図７に示すようなパラメータの範囲にすることが好ましいことがわかる。
【００９６】
以上、本実施形態によれば、基材上に感光層と表面保護層とを順に積層してなる感光体３と、感光体３に接触し感光体３の表面を帯電せしめる斜毛状態のブラシを有する帯電手段である帯電ブラシローラ８とを備える、画像形成装置であるプリンタ、または、そのプリンタに対して着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、感光層の厚さと表面保護層の厚さとの合計が１２［μｍ］以下であり、帯電ブラシローラ８のブラシの体積抵抗が１．１×１０４［Ω］以上３．６×１０５［Ω］以下であることで、上述したように形成した画像に白点が生じるのを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、帯電ブラシローラ８の上記ブラシが感光体３の表面に食い込む量が０．３［ｍｍ］以下であることで、感光体３に対するブラシの摺擦が抑えられ感光体３の削れ量を低減することができる。よって、初期の感光体膜厚を薄く設定することができるので、より画像に白点が生じるのを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、上記ブラシ繊維は、ナイロン、ポリエステルまたはアクリルから選ばれる材料にカーボンを分散させた導電繊維であることが望ましい。
また、本実施形態によれば、上記帯電手段は帯電ブラシローラ８であることで特に有効な効果が得られる。
また、本実施形態によれば、プリンタに設けられ感光体３のトナー像を転写体である中間転写ベルト６１に転写する転写手段である転写ユニット６０による転写後の領域の感光体３の表面に付着している転写残トナーを一時的に帯電ブラシローラ８で捕捉した後、所定のタイミングで捕捉したトナーを上記表面に逆戻りさせることで、上述したように感光体表面をクリーニングするため専用のクリーニング装置を設ける必要がなく、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の小型化や低コスト化が可能となる。
また、本実施形態によれば、プリンタに設けられ感光体３のトナー像を転写体である中間転写ベルト６１に転写する転写手段である転写ユニット６０による転写後の領域の感光体３の表面に付着している転写残トナーを荷電する転写残トナー荷電手段であるプレ帯電ブレード９を、感光体３と帯電ブラシローラ８とが接触する箇所よりも感光体表面移動方向上流側に設ける。これにより、プレ帯電ブレード９によって転写残トナーを帯電ブラシローラ８によって回収し易いように荷電することで、帯電ブラシローラ８の転写残トナーの回収率を向上させることができる。また、上記戻し処理の際の吐き出し量を多くすることができる。
また、本実施形態によれば、プレ帯電ブレード９は、ナイロン、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ウレタンまたはポリエチレンから選ばれるシート材料であることが望ましい。
また、本実施形態によれば、プレ帯電ブレード９に電圧を印加する電圧印加手段であるプレ帯電電源１０５を有しており、プレ帯電電源１０５によりプレ帯電ブレード９へ印加する電圧の極性は、トナーの正規帯電極性と同じである。これにより、帯電ブラシローラ８の転写残トナーの回収率をより向上させることができる。また、上記戻し処理の際の吐き出し量をより多くすることができる。
また、本実施形態によれば、上記現像手段である現像装置４０は、接触一成分現像手段であることで転写残トナーなどを感光体３上から現像装置４０内に回収した場合に現像剤の濃度が変化するのを抑制できる。また、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いたものに比べて、現像剤中のトナー濃度を検知、制御する機構などが必要なくなり、現像装置４０を安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】（ａ）誘電層の膜厚が薄い場合の感光体の電荷量を示す模式図。（ｂ）誘電層の膜厚が厚い場合の感光体の電荷量を示す模式図。
【図２】本実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図。
【図３】Ｋ用のプロセスカートリッジをその周囲構成とともに示す拡大構成図。
【図４】斜毛方式を採用したＫ用の帯電ブラシローラを示す拡大構成図。
【図５】戻し処理中のＫ用のプロセスユニットを示す拡大構成図。
【図６】プリンタに使用する感光体の一例を示す断面図。
【図７】感光体の膜厚の合計、ブラシ繊維の体積抵抗及びブラシ食込み量のパラメータの範囲を示した模式図。
【符号の説明】
【００９８】
１      プロセスカートリッジ
３      感光体
８      帯電ブラシローラ
９      プレ帯電ブレード
４０    現像装置
５２    電荷発生層
５３    電荷輸送層
５４    表面保護層
６０    転写ユニット
６１    中間転写ベルト
１０５  プレ帯電電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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