画像形成装置及びプロセスカートリッジ
【課題】様々な環境条件で使用されても、また、長期間にわたって使用されても、帯電部材と像担持体との間に安定した微少な空隙を維持して、像担持体の表面を均一に帯電させることにより、高画質な画像を得ることができる耐久性の高い画像形成装置を提供する。
【解決手段】本発明の画像形成装置潜像は、潜像を担持する像担持体６３と、該像担持体６３の表面に近接配置して該像担持体６３の表面を帯電させる帯電部材（帯電ローラ）１０１と、を有する画像形成装置において、前記像担持体６３における導電性支持体６１の両端より内側の部分に空隙形成部材６２を設け、この空隙形成部材６２を前記帯電部材１０１の表面に当接させて、前記像担持体６３と前記帯電部材１０１との間に微少な空隙Ｇを設けたものとする。
【解決手段】本発明の画像形成装置潜像は、潜像を担持する像担持体６３と、該像担持体６３の表面に近接配置して該像担持体６３の表面を帯電させる帯電部材（帯電ローラ）１０１と、を有する画像形成装置において、前記像担持体６３における導電性支持体６１の両端より内側の部分に空隙形成部材６２を設け、この空隙形成部材６２を前記帯電部材１０１の表面に当接させて、前記像担持体６３と前記帯電部材１０１との間に微少な空隙Ｇを設けたものとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等として用いられる画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。
【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）に対して帯電処理を行う部材として、帯電部材が用いられている。図８は、従来の電子写真方式の画像形成装置の説明図である。
【０００３】
図８に示されてるように、従来の電子写真方式の画像形成装置は、静電潜像が形成される像担持体５１１、接触あるいは近接配置されて帯電処理を行う帯電部材５１２、帯電部材５１２の表面をクリーニングするクリーニング部材５１２ａ、露光手段５１３、像担持体５１１上の静電潜像にトナー５１５を付着させるトナー担持体５１４、像担持体５１１上のトナー像を記録媒体５１７に転写処理する転写部材５１６、転写処理後の静電潜像担持体をクリーニングするためのクリーニング部材５１８から構成されている。図８において、５１９は、像担持体５１１上に残留したトナー５１５がクリーニング部材５１８により除去された廃トナーであり、５２０は、現像装置であり、そして、５２１は、クリーニング装置である。また、この電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体５１１の放電による摩耗を低減させたり、トナークリーニング性を向上させたりするために、潤滑剤５２２が、潤滑剤塗布部材５２３により、像担持体５１１の表面に塗布されている。なお、図９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、本明細書において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の基本的な作像動作について説明する。
【０００５】
像担持体（感光体ドラム）５１１に接触された帯電ローラ５１２に対してＤＣ電圧をパワーパックから給電すると、感光体ドラム５１１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５１１の表面に露光手段５１３により照射されると、感光体ドラム５１１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５１２による感光体ドラム５１１の表面への帯電メカニズムは、帯電ローラ５１２と感光体ドラム５１１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５１１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５１１の部分が現像ローラ５１４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５１１の部分に、記録紙５１７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５１６によって記録紙に転写された後、該記録紙５１７は、感光体ドラム５１１から分離される。分離された記録紙５１７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５１１は、その表面がクリーニング装置５１８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】
図９は、従来の画像形成装置において、帯電部材（帯電ローラ）を像担持体（感光体ドラム）上に配置した状態の一例を示す模式図である。図１０は、図９に示される帯電ローラの断面図である。図１１は、従来の画像形成装置において、帯電ローラを像担持体（感光体ドラム）上に配置した状態の他の一例を示す模式図である。図１２は、図１１に示される帯電ローラの断面図である。
【０００８】
図１１，１２に示されているように、従来の帯電部材（帯電ローラ）４０１を用いた帯電方式には、像担持体（感光体ドラム）６３に帯電ローラ４０１を接触させる接触帯電方式の帯電装置（特許文献１，２を参照。）があるが、このような従来の接触帯電方式の帯電装置は、
（１）帯電ローラ４０１を構成している物質が帯電ローラ４０１から染み出し、これが被帯電体の表面に付着移行して帯電ローラ４０１の跡を残すこと、
（２）感光体ドラム６１の上のトナーが帯電ローラ４０１に付着する（特に、上述の染み出しによって、よりトナー付着がおこりやすくなる。）ので、帯電ローラ４０１の帯電性能が低下すること、
（３）放電により帯電ローラ４０１の表面が劣化するので、トナー及びトナー構成物質が帯電ローラ４０１に付着しやすくなり、そのために、帯電性能の低下及び画像不良が発生すること、
といった問題があった。
【０００９】
そこで、このような問題を解決するために、図１１，１２に示されているように、導電性支持体４０６の上に形成された電気抵抗調整層４０４の表面に保護層４０５を形成した帯電部材（帯電ローラ）４０１として、トナー及びトナー添加剤が付着しにくいようにしている。図１１において、４０６は、導電性支持体であり、そして、４０７は、軸受である。
【００１０】
また、従来の帯電ローラを用いた帯電方式による帯電装置には、図９，１０に示されているように、像担持体（感光体ドラム）６３に帯電ローラ３０１を近接させて帯電させる近接（非接触）帯電方式の帯電装置（特許文献３〜５を参照。）がある。
【００１１】
この近接（非接触）帯電方式による帯電装置は、前記接触帯電方式による帯電装置の前記問題点（１）、（２）を解決するために、帯電部材（帯電ローラ）３０１と像担持体６３との最近接距離（空隙）が５０〜３００μｍになるように対向させて、帯電ローラ３０１に電圧を印加することにより、像担持体６３の帯電を行うものである。この近接帯電方式による帯電装置では、帯電ローラ３０１と像担持体６３とが接触していないので、接触帯電装置で問題となる「帯電ローラ３０１を構成している物質の像担持体（感光体ドラム）６１への付着」及び「像担持体６３を長期停止したときに生ずる、永久変形」は問題とならない。また、「像担持体６３の上のトナー等が帯電ローラ３０１に付着することによる帯電性能の低下」に関しても、帯電ローラ３０１に付着するトナーが少なくなるので、近接帯電方式による帯電装置が優れている。図９において、３０３は、空隙形成部材であり、３０４は、電気抵抗調整層であり、３０５は、保護層であり、３０６は、導電性支持体であり、３０７は、軸受であり、そして、３０８は、圧縮バネである。
【００１２】
特許文献３に示される帯電装置では、帯電ローラと感光体間の空隙を保持する手段として、帯電ローラの両端部にスペーサリング層を設ける方法が開示されている。しかしながら、この技術には、空隙を精密に設定する具体的な手段が無く、また、帯電ローラ及びスペーサリングの寸法精度がばらつくことによって空隙が変動し、その結果、像担持体の帯電電位が均一にならずに変動するという問題があった。
【００１３】
そこで、このような問題を解決するために、所定の厚みを持ったテープ状の空隙保持手段（特許文献６を参照。）が提案されている。しかしながら、この空隙保持手段には、テープ状部材の磨耗、テープ粘着剤のはみ出しによるトナーの固着等により、長期間使用すると、像担持体と帯電ローラとの間の空隙が維持できなくなるという問題があった。また、テープ、接着層の厚みがばらつくので、高精度の空隙を形成することができないという問題があった。これらの問題を解決するために、図９に示すように、電気抵抗調整層３０４の両端部に空隙形成部材３０３を配置し、空隙形成部材３０３と電気抵抗調整層３０４とを同時に切削加工することにより、高精度の空隙Ｇを形成する帯電部材（帯電ローラ）３０１（特許文献５を参照。）が提案された。この帯電ローラ３０１においては、空隙形成部材３０３及び電気抵抗調整層３０４は、それぞれの要求機能を満足させるために、異なった材料を使用する必要がある。それ故、空隙形成部材３０３は、トナー固着性、像担持体へのダメージを与えない材質で形成するが、電気抵抗調整層３０４は電気抵抗値を調整する必要があるので、電気抵抗調整剤として、イオン導電剤が使用されている。しかし、このイオン導電剤は、吸水性が高い。したがって、これらの材質の違いのために、環境変動、特に、高温高湿環境においては、空隙形成部材３０３は吸湿しないが、電気抵抗調整層３０４が吸湿して寸法変動が発生し、空隙形成部材３０３と電気抵抗調整層３０４との間に形成された空隙量が変動してしまうといった問題が発生した。
【特許文献１】特公平３−５２０５８号公報
【特許文献２】特公平８−３０９１５号公報
【特許文献３】特開平３−２４００７６号公報
【特許文献４】特開２００１−３１２１２１号公報
【特許文献５】特開２００５−９１８１８号公報
【特許文献６】特開２００１−２９６７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
【００１５】
即ち、本発明は、様々な環境条件で使用されても、また、長期間にわたって使用されても、帯電部材と像担持体との間に安定した微少な空隙を維持して、像担持体の表面を均一に帯電させることにより、高画質な画像を得ることができる耐久性の高い画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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、潜像を担持する像担持体と、該像担持体の表面に近接配置して該像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、を有する画像形成装置において、
前記像担持体における導電性支持体の両端より内側の部分に空隙形成部材を設け、この空隙形成部材を前記帯電部材の表面に当接させて、前記像担持体と前記帯電部材との間に微少な空隙を設けたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１７】
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、前記空隙形成部材が、リング状であることを特徴とするものである。
【００１８】
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、前記空隙形成部材が、電気絶縁性材料で構成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項４に記載された発明は、請求項２に記載された発明において、前記空隙形成部材を構成する電気絶縁性材料が、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン系樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）、及び、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂から選ばれる１種の樹脂で構成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載された発明において、前記空隙形成部材が、前記像担持体における導電性支持体の表面に接着されていることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項６に記載された発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載された発明において、前記空隙形成部材の外周面が前記帯電部材の外周面に当接したときに、該帯電部材の外周面と前記像担持体における導電性支持体の外周面との間に一定間隔の空隙が形成されるように、該像担持体における導電性支持体の外周面に対する該空隙形成部材の外周面の高低差が設けられていることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項７に記載された発明は、請求項６に記載された発明において、前記像担持体における導電性支持体の外周面に対する前記空隙形成部材の外周面の高低差が、前記像担持体における導電性支持体の外周面と該像担持体の外周面とに施された切削加工、研削加工等の除去加工による一体加工で形成されていることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項８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、前記帯電部材が、導電性支持体と、該導電性支持体上に形成された電気抵抗調整層と、該電気抵抗調整層の表面に形成された保護層と、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９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、前記帯電部材と前記空隙形成部材とが当接する部分においては、前記帯電部材の前記保護層が、形成されていないことを特徴とするものである。
【００２５】
請求項１０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、前記帯電部材における電気抵抗調整層が、前記像担持体における感光層非塗工領域よりも内側に設けられていることを特徴とするものである。
【００２６】
請求項１１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、前記空隙の量が、５〜１００μｍの範囲内とされていることを特徴とするものである。
【００２７】
請求項１２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、前記帯電部材に印可された直流電圧と交流電圧とによって、前記像担持体の表面が、帯電されていることを特徴とするものである。
【００２８】
請求項１３に記載された発明は、潜像を担持する像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電部材と、該像担持体の表面に形成された潜像を可視像化する現像手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段と、を少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、
前記像担持体における導電性支持体の両端より内側の部分に空隙形成部材を設け、この空隙形成部材を前記帯電部材の表面に当接させて、前記像担持体と前記帯電部材との間に微少な空隙を設けたことを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００２９】
請求項１４に記載された発明は、請求項１３に記載された発明において、前記空隙形成部材が、リング状であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１に記載された発明によれば、前記像担持体における導電性支持体の両端より内側の部分に空隙形成部材を設け、この空隙形成部材を前記帯電部材の表面に当接させて、前記像担持体と前記帯電部材との間に微少な空隙を設けたので、様々な環境条件で使用されても、また、長期間にわたって使用されても、帯電部材と像担持体との間に安定した微少な空隙を維持して、像担持体の表面を均一に帯電させることにより、高画質な画像を得ることができる耐久性の高い画像形成装置を提供することができる。
【００３１】
請求項２に記載された発明によれば、前記空隙形成部材がリング状であるので、帯電部材及び像担持体を回転駆動させて使用することができ、そのために、帯電部材及び像担持体の耐久性を高めることができる。
【００３２】
請求項３に記載された発明によれば、前記空隙形成部材が、電気絶縁性材料で構成されているので、環境変動における像担持体と帯電部材の間の空隙変動量を低減させることができ、そのために、帯電部材と像担持体との間に安定した微少な空隙を維持することができる。
【００３３】
請求項４に記載された発明によれば、前記空隙形成部材を構成する電気絶縁性材料が、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン系樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）、及び、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂から選ばれる１種の樹脂で構成されているので、空隙形成部材へのトナー、及び、トナー構成材料の固着を防止することができ、そのために、経時及び環境変動において、像担持体と帯電部材との間の微少な空隙をいっそう安定して維持することができる。
【００３４】
請求項５に記載された発明によれば、前記空隙形成部材が、前記像担持体における導電性支持体の表面に接着されているので、空隙形成部材が経時及び環境変動においてずれ、回転等が起こらないようにすることができる。
【００３５】
請求項６に記載された発明によれば、前記空隙形成部材の外周面が前記帯電部材の外周面に当接したときに、該帯電部材の外周面と前記像担持体における導電性支持体の外周面との間に一定間隔の微少な空隙が形成されるように、該像担持体における導電性支持体の外周面に対する該空隙形成部材の外周面の高低差が設けられているので、像担持体と帯電部材との間の微少な空隙を精度良く一定に保つことができできる。
【００３６】
請求項７に記載された発明によれば、前記像担持体における導電性支持体の外周面に対する前記空隙形成部材の外周面の高低差が、前記像担持体における導電性支持体の外周面と該像担持体の外周面とに施された切削加工、研削加工等の除去加工による一体加工で形成されているので、前記帯電部材の外周面と前記像担持体における導電性支持体の外周面との間に形成される微少な空隙の変動（振れ）を小さくして微少な空隙の精度をいっそう高めることができる。
【００３７】
請求項８に記載された発明によれば、前記帯電部材が、導電性支持体と、該導電性支持体上に形成された電気抵抗調整層と、該電気抵抗調整層の表面に形成された保護層と、で構成されているので、経時及び環境変動における帯電部材の表面へのトナー、トナー構成材料等が固着することを防止することができる。
【００３８】
請求項９に記載された発明によれば、前記帯電部材と前記空隙形成部材とが当接する部分においては、前記帯電部材の前記保護層が形成されていないので、経時での保護層の磨耗による空隙量の変動を防止することができる。
【００３９】
請求項１０に記載された発明によれば、前記帯電部材における電気抵抗調整層が前記像担持体における感光層非塗工領域よりも内側に設けられているので、像担持体の非塗工領域におけるリークを防止することができる。
【００４０】
請求項１１に記載された発明によれば、前記空隙の量が５〜１００μｍの範囲内とされているので、帯電部材の汚れを防止することができ、そのために、異常放電が発生することを防止することができる。
【００４１】
請求項１２に記載された発明によれば、前記帯電部材に印可された直流電圧と交流電圧とによって、前記像担持体の表面が帯電されているので、該像担持体の回転時における空隙量変動に対する帯電ムラを防止することができる。
【００４２】
請求項１３記載された発明によれば、潜像を担持する像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電部材と、該像担持体の表面に形成された潜像を可視像化する現像手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段と、を少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体における導電性支持体の両端より内側の部分にリング状の空隙形成部材を設け、この空隙形成部材を前記帯電部材の表面に当接させて、前記像担持体と前記帯電部材との間に微少な空隙を設けたので、様々な環境条件使用されても、また、長期間にわたって使用されても、帯電部材と像担持体との間に安定した微少な空隙を維持して、像担持体の表面を均一に帯電させることにより、高画質な画像を得ることができる耐久性の高いプロセスカートリッジを提供することができ、しかも、プロセスカートリッジとすることにより、交換可能にしすると共にメンテナンスを容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００４４】
図１は、本発明の一実施の形態を示す画像形成装置における像担持体と帯電部材との位置関係を示す部分概略説明図であって、（ａ）は、像担持体上に帯電部材を配置した状態を示し、（ｂ）は、像担持体を示す。図２は、本発明の他の一実施の形態を示す画像形成装置における像担持体上に帯電部材を配置した状態を示す部分概略説明図である。図３は、本発明の他の一実施の形態を示す画像形成装置における像担持体の説明図である。図４は、空隙を測定する寸法測定器の説明図である。図５は、本発明の一実施の形態を示すフルカラー画像を形成できる画像形成装置の全体説明図である。図６は、本発明の一実施の形態を示すプロセスカートリッジの拡大説明図である。図７は、トナーの形状を模式的に示す図である。
【００４５】
図１に示されているように、本発明の画像形成装置潜像は、潜像を担持する像担持体（感光体ドラム）６３と、該像担持体６３の表面に近接配置して該像担持体６３の表面を帯電させる帯電部材（帯電ローラ）１０１と、を有している。そして、前記画像形成装置潜像においては、前記像担持体６３における導電性支持体６１の両端より内側の部分に空隙形成部材６２を設け、この空隙形成部材６２を前記帯電部材１０１の表面に当接させて、前記像担持体６３と前記帯電部材１０１との間に微少な空隙Ｇを設けたものとする。図１において、１０４は、電気抵抗調整層であり、１０５は、保護層であり、１０６は、導電性支持体であり、１０７は、軸受であり、そして、３０８は、圧縮バネである。
【００４６】
このように、前記像担持体６３における導電性支持体６１の両端より内側の部分にリング状の空隙形成部材６２を設け、この空隙形成部材６２を前記帯電部材１０１の表面に当接させて、前記像担持体６３と前記帯電部材１０１との間に微少な空隙Ｇを設けると、様々な環境条件下で使用されても、また、長期間にわたって使用されても、帯電部材１０１と像担持体６３との間に安定した微少な空隙Ｇを維持して、像担持体６３の表面を均一に帯電させることにより、高画質な画像を得ることができる耐久性の高い画像形成装置を提供することができる。
【００４７】
本発明においては、空隙形成部材６２は、好ましくは、リング状である。図１に示されているように、前記リング状の空隙形成部材６２は、円筒体状の導電性支持体６１の両端より内側の部分に設けられる。そして、前記リング状の空隙形成部材６２は、好ましくは、リング状部材を前記円筒体状の導電性支持体６１の両端より内側の部分に外挿されて固定されたものであるが、テープ部材を前記円筒体状の導電性支持体６１の両端より内側の部分に卷回されて固定されたものであってもかまわない。このように、空隙形成部材６２がリング状であると、帯電部材１０１及び像担持体６３を回転駆動させて使用することができ、そのために、帯電部材及び像担持体の耐久性を高めることができる。また、導電性支持体がベルト状に形成されたもの（図示せず）である場合には、テープ部材が、ベルト状の導電性支持体の両端より内側の部分に卷回されて固定される。
【００４８】
前記空隙形成部材６２は、好ましくは、電気絶縁性材料で構成されている。このように、前記空隙形成部材６２が、電気絶縁性材料で構成されていると、環境変動における像担持体６３と帯電部材１０１の間の空隙変動量を低減させることができ、そのために、帯電部材１０１と像担持体６３との間に安定した微少な空隙を維持することができる。
【００４９】
前記空隙形成部材６２を構成する電気絶縁性材料は、好ましくは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン系樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）、及び、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂から選ばれる１種の樹脂で構成されている。このように、前記電気絶縁性材料が、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン系樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）、及び、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂から選ばれる１種の樹脂で構成されていると、空隙形成部材６２へのトナー、及び、トナー構成材料の固着を防止することができ、そのために、経時及び環境変動において、像担持体６３と帯電部材１０１との間の微少な空隙をいっそう安定して維持することができる。
【００５０】
前記空隙形成部材６２は、好ましくは、前記像担持体６３における導電性支持体６１の表面に接着されている。このように、前記空隙形成部材６２が、前記像担持体６３における導電性支持体６１の表面に接着されていると、空隙形成部材６２が経時及び環境変動においてずれ、回転等が起こらないようにすることができる。
【００５１】
本発明においては、前記空隙形成部材６２の外周面が前記帯電部材１０１の外周面に当接したときに、該帯電部材１０１の外周面と前記像担持体６３における導電性支持体６１の外周面との間に一定間隔の空隙Ｇが形成されるように、該像担持体６３における導電性支持体６１の外周面に対する該空隙形成部材６２の外周面の高低差が設けられている。このように、前記空隙形成部材６２の外周面が前記帯電部材１０１の外周面に当接したときに、該帯電部材１０１の外周面と前記像担持体６３における導電性支持体６１の外周面との間に一定間隔の微少な空隙Ｇが形成されるように、該像担持体６３における導電性支持体６１の外周面に対する該空隙形成部材６２の外周面の高低差が設けられていると、像担持体６３と帯電部材１０１との間の微少な空隙Ｇを精度良く一定に保つことができできる。
【００５２】
本発明においては、前記像担持体６３における導電性支持体６１の外周面に対する前記空隙形成部材６２の外周面の高低差は、好ましくは、前記像担持体６３における導電性支持体６１の外周面と該像担持体６３の外周面とに施された切削加工、研削加工等の除去加工による一体加工で形成されている。このように、前記像担持体６３における導電性支持体６１の外周面に対する前記空隙形成部材６２の外周面の高低差が、前記像担持体６３における導電性支持体６１の外周面と該像担持体６３の外周面とに施された切削加工、研削加工等の除去加工による一体加工で形成されていると、前記帯電部材１０１の外周面と前記像担持体６３における導電性支持体６２の外周面との間に形成される微少な空隙Ｇの変動（振れ）を小さくして微少な空隙Ｇの精度をいっそう高めることができる。
【００５３】
本発明においては、前記帯電部材１０１は、導電性支持体３０６と、該導電性支持体３０６の上に形成された電気抵抗調整層１０４と、該電気抵抗調整層１０４の表面に形成された保護層１０５と、で構成されている。このように、前記帯電部材１０１が、導電性支持体３０６と、該導電性支持体３０６の上に形成された電気抵抗調整層１０４と、該電気抵抗調整層１０４の表面に形成された保護層１０５と、で構成されていると、経時及び環境変動における帯電部材１０１の表面へのトナー、トナー構成材料等が固着することを防止することができる。
【００５４】
前記帯電部材１０１と前記空隙形成部材６２とが当接する部分においては、好ましくは、前記帯電部材１０１の前記保護層１０５が形成されていないものとされる。このように、前記帯電部材１０１と前記空隙形成部材６２とが当接する部分においては、前記帯電部材１０１の前記保護層１０５が形成されていないと、経時での保護層１０５の磨耗による空隙量の変動を防止することができる。
【００５５】
前記帯電部材１０１における電気抵抗調整層１０４は、好ましくは、前記像担持体６３における感光層非塗工領域よりも内側に設けられている。このように、前記帯電部材１０１における電気抵抗調整層１０４が、前記像担持体６３における感光層非塗工領域よりも内側に設けられていると、像担持体６３の非塗工領域におけるリークを防止することができる。
【００５６】
本発明においては、前記空隙Ｇの量は、好ましくは、５〜１００μｍの範囲内とされている。このように、前記空隙Ｇの量が５〜１００μｍの範囲内とされていると、帯電部材１０１の汚れを防止することができ、そのために、異常放電が発生を防止することを防止することができる。
【００５７】
本発明においては、前記帯電部材１０１に印可された直流電圧と交流電圧とによって、前記像担持体６３の表面は帯電されている。このように、前記帯電部材１０１に印可された直流電圧と交流電圧とによって、前記像担持体６３の表面が帯電されていると、該像担持体６３の回転時における空隙量変動に対する帯電ムラを防止することができる。
【００５８】
図５は、本発明の一実施の形態を示すフルカラー画像を形成できる画像形成装置の全体説明図である。本発明の画像形成装置の全体を説明すると次のとおりとなる。図５に示されているように、本発明のフルカラー画像を形成できる画像形成装置は、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乃至第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乃至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。また、図５における符号１は、画像形成装置本体を示している。
【００５９】
第１乃至第４のプロセスカートリッジ７Ｙ乃至７ＢＫの各像担持体２Ｙ乃至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あって、実質的に全て同一であるので、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。
【００６０】
図６は、本発明の一実施の形態を示すプロセスカートリッジの拡大説明図である。ここに示されたプロセスカートリッジは、図５に示された画像形成装置における第１のプロセスカートリッジに対応している。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５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。
【００６１】
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６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。
【００６２】
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。かかる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の基端側が、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５の例では中間転写ベルト３）に転写された後の像担持体を清掃する用をなす。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潤滑剤均し手段の一例である均しブレード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。
【００６３】
上述したものと全く同様にして、図５に示した第２乃至第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。
【００６４】
一方、図５に示すように、画像形成装置本体１の内の下部には、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、画像形成装置本体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。
【００６５】
ここで、図５に示したクリーニングブレード２８と像担持体２Ｙとの摩耗を抑え、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、この画像形成装置１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乃至第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ため、ここでも図６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。図６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６における反時計方向に回転駆動される。
【００６６】
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６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。上述のようにして、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、このときブラシローラ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。
【００６７】
前記したように、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、トナーとして後述するように、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。しかも、本例の潤滑剤塗布装置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。
【００６８】
図６に示された画像形成装置においては、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。
【００６９】
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６に示された画像形成装置は、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２Ｙの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６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２Ｙの表面移動方向の下流側に配置されている。
【００７０】
上述した構成によれば、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。
【００７１】
潤滑剤塗布装置３１のブラシローラ３３のブラシ繊維の太さは、３〜８デニールが好ましく、ブラシ繊維３９の密度は２万〜１０万本／ｉｎｃｈ２が好ましい。ブラシ繊維３９の太さが細すぎると、ブラシローラ３３が像担持体表面に当接したときに毛倒れを起こしやすくなり、逆にブラシ繊維３９が太すぎると繊維の密度を高くすることができなくなる。また、ブラシ繊維の密度が低いと像担持体表面に当接するブラシ繊維の本数が少なくなるため、潤滑剤を均一に塗布することができず、逆にブラシ繊維の密度が高すぎると繊維と繊維の隙間が小さくなり、掻き取った潤滑剤の粉体の付着量が減るため、塗布量が不足してしまう。
【００７２】
固形潤滑剤３４としては、乾燥した固体疎水性潤滑剤を用いることが可能であり、ステアリン酸亜鉛の他にも、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウムなどのステアリン酸基を持つものを用いることができる。また、同じ脂肪酸基であるオレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸銅、や、パルチミン酸、亜鉛パルチミン酸コバルト、パルチミン酸銅、パルチミン酸マグネシウム、パルチミン酸アルミニウム、パルチミン酸カルシウムを用いてもよい。他にも、カプリル酸鉛、カプロン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、及びリコリノレン酸カドミウム等の脂肪酸、脂肪酸の金属塩なども使用できる。さらに、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、オオバ油、みつろう、ラノリンなどのワックス等も使用できる。
【００７３】
また、現像装置１１において使用するトナーとしては、体積平均粒径が１０μｍ以下で、体積平均粒径Ｄｖと個数平均粒径Ｄｎとの比Ｄｖ／Ｄｎ（分散度）が、１．００乃至１．４０の範囲にあるトナーを用いることが好ましく、特に体積平均粒径が３〜８μｍであることが望ましい。小粒径のトナーを用いることで、静電潜像に対して緻密にトナーを付着させることができる。しかしながら、トナーの体積平均粒径が小さすぎると、二成分現像剤では現像装置における長期の攪拌において磁性キャリアの表面にトナーが融着し、磁性キャリアの帯電能力を低下させ、一成分現像剤として用いた場合には、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のクリーニングブレードへのトナーの融着を発生させやすくなる。逆に、トナーの体積平均粒径が大きすぎると、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒径の変動が大きくなる場合が多い。また、粒径分布を狭くすることで、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、転写率を高くすることができる。しかしながら、Ｄｖ／Ｄｎが１．４０を超えると、帯電量分布が広くなり、解像力も低下するため好ましくない。
【００７４】
なお、トナーの平均粒径及び粒度分布は、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ、コールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）を用いて測定することができる。ここでは、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型を用い個数分布、体積分布を出力するインターフェイス（日科技研社製）及びパーソナルコンピュータ（ＰＣ９８０１：ＮＥＣ社製）に接続し、測定した。
【００７５】
上記のようなトナーは、トナーに内添、あるいは外添されている離型性を向上させるためのワックスや、流動性を向上させるための無機微粒子等がトナー中に占める割合が、小粒径化されたことで高くなっており、これらの添加剤が像担持体上に発生する付着物質の要因となっている。ところが、潤滑剤塗布装置３１を搭載することにより、像担持体表面全域にわたって均一な潤滑剤の薄膜を形成させ、これらの付着物質の像担持体表面への付着力を低減させることができ、しかも、像担持体表面とクリーニング装置２６のクリーニングブレード２８、均しブレード３２との間に働く摩擦力を低減させてクリーニングを良好に行うことができる。
【００７６】
現像装置１１において、平均円形度が０．９３乃至１．００の範囲にあるトナーを用いた場合、像担持体に潤滑剤を塗布する効果を大きく得ることができる。像担持体に潤滑剤を塗布することによって、このような円形度の高いトナーを用いても、そのトナーがクリーニングブレード２８をすり抜ける不具合を効果的に抑えることができるからである。トナーの平均円形度は、光学的に粒子を検知して、投影面積の等しい相当円の周囲長で除した値である。具体的には、フロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−２０００；シスメックス社製）を用いて測定を行う。所定の容器に、予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍＬを入れ、分散剤として界面活性剤０．１〜０．５ｍＬを加え、さらに、測定試料０．１〜９．５ｇ程度を加える。試料を分散した懸濁液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３，０００〜１０，０００個／μＬにしてトナーの形状及び分布を測定する。また、現像装置１１で使用するトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、ＳＦ−２の値が１００の場合、トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
【００７７】
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと像担持体との接触が点接触に近くなるために、トナー同士の吸着力は弱くなり、従って流動性が高くなり、また、トナーと像担持体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。一方、球形トナーはクリーニングブレード２８と像担持体との間隙に入り込みやすいため、トナーの形状係数ＳＦ−１又はＳＦ−２はある程度大きい方がよい。また、ＳＦ−１とＳＦ−２が大きくなると、画像上にトナーが散ってしまい画像品位が低下する。このために、ＳＦ−１とＳＦ−２は１８０を越えない方が好ましい。なお、形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算する。
【００７８】
本例の画像形成装置に好適に用いられるトナーは、例えば、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー組成物であるトナー材料液を、水系溶媒中で、樹脂微粒子の存在下で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。
【００７９】
以上説明した画像形成装置においては、像担持体がドラム状に形成され、中間転写体が中間転写ベルトによって構成されているが、像担持体が無端ベルトにより構成され、中間転写体がドラム状に構成されているときも、本発明に係る構成を採用することができる。また、本発明にかかる各構成は、トナー像が形成される像担持体が中間転写体より成り、その像担持体に形成されたトナー像が転写される転写材が記録媒体より成るときにも適用できる。この場合には、トナー像転写後の中間転写体上に付着する転写残トナーを除去するクリーニングブレードと、その中間転写体上に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置が設けられ、これらに前述の各構成がそれぞれ採用される。さらに、本発明は、感光体より成る１つの像担持体上に形成したトナー像を、記録媒体より成る転写材に直に転写する形式の画像形成装置などにも支障なく適用することができる。
【００８０】
（帯電装置について）
図６の帯電装置（点線で囲んだ部分）は、帯電ローラ９の汚染を除去するためのクリーニング部材を備える。クリーニング部材の形状は、ローラ状、パッド形状でもよいが、本発明ではローラ形状とした。クリーニング部材は、帯電装置の図示しないハウジングに設けられる軸受に嵌合され、回転可能に軸支される。このクリーニング部材は、帯電ローラに当接して、外周面をクリーニングする。そのために、クリーニング部材の軸受け部をバネ等の加圧手段により帯電ローラへ押し付ける。帯電ローラ９の表面にトナー、紙粉、部材の破損物等の異物が付着すると、電界が異物部分に集中するために優先的に放電が生ずる異常放電を起こす。逆に、電気的絶縁性の異物が広い範囲に付着すると、その部分では放電が生じないために、像担持体に帯電ムラが生ずる。このために、帯電装置には帯電ローラ９の表面をクリーニングするクリーニング部材を設けることが好ましい。クリーニング部材としては、ポリエステル等の繊維によるブラシ、メラミン樹脂等の多孔質(スポンジ)のようなものを用いることができる。クリーニング部材は、帯電ローラと等速回転されることが望ましく、連れ回りあるいは、ギアによる等速駆動を行っても良い。また、離間して間欠等の形式で回転させても良い。線速差をつけると帯電ローラ表面への付着物をクリーニングできず、逆に帯電ローラ表面に押し付けてしまう。
【００８１】
また、帯電装置は、帯電ローラ９に電圧を印加する電源を備えている。電圧としては、直流電圧だけでも良いが、直流電圧と交流電圧を重畳することが好ましい。特に、非接触方式の場合、感光体と帯電ローラの空隙(ギャップ)の変動により帯電ムラが生じやすく、直流電圧のみを印加すると像担持体の表面電位が不均一になることがある。交流電圧を重畳した電圧では、帯電ローラ９表面が等電位となり、放電が安定して像担持体を均一に帯電させることができる。重畳する電圧における交流電圧は、ピ−ク間電圧を像担持体の帯電開始電圧の２倍以上にすることが好ましい。帯電開始電圧とは、帯電ローラ９に直流のみを印加した場合に像担持体が帯電され始めるときの電圧の絶対値である。これにより、像担持体から帯電ローラ９への逆放電が生じ、そのならし効果で像担持体をより安定した状態で均一に帯電させることができる。また、交流電圧の周波数は像担持体の周速度(プロセススピード)の7倍以上であることが望ましい。7倍以上の周波数にすることにより、モアレ画像が(目視)認識できなくなる。本発明の実施例では、クリーニング部材は、メラミン樹脂のスポンジローラを用いて、帯電ローラと連れ回りで回転させる方式とした。
【００８２】
図１に示されているように、導電性支持体１０６上に形成された電気抵抗調整層１０４の表面には、トナー及びトナー添加剤が付着しにくいように、保護層１０５が形成されている。帯電部材１０１の形状は、特に限定されず、ベルト状、板状、又は、半円柱状で固定されて配設されていても良い。また、帯電部材１０１の形状は、円柱状で両端をギア又は軸受で回転可能に支持されていても良い。このように、帯電部材１０１は、像担持体６３への最近接部から像担持体６３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６３をより均一に帯電させることができる。像担持体６３に対向する帯電部材１０１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６３の均一な帯電が困難になる。従って、円柱状の形状で、曲面を有することで均一な像担持体６３の帯電が可能になる。また、帯電部材１０１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１０１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。このことは、非接触、接触に関わらず同じである。帯電部材の回転方法としては、像担持体に帯電部材を当接させて連れ回りさせても良いが、より安定的に帯電部材を回転させる場合は、像担持体のフランジ（不図示）に設けられた駆動ギアと帯電部材の端部に設置したギアを介して等速駆動させることもできる。
【００８３】
（微少空隙の形成方法）
図１に示されているように、帯電部材１０１と像担持体６３との間隙Ｇは、像担持体６３の空隙形成部材６２により１００μｍ以下、特に、５〜７０μｍ程度の範囲にする。これにより、帯電装置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。間隙Ｇが、１００μｍ以上では、像担持体６３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、像担持体６３までの放電空間が大きくなることで、像担持体６３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、像担持体６３に付着して、像担持体６３の経時劣化を促進する原因になる。また、この間隙Ｇが小さいと、像担持体６３までの到達距離も短く、放電エネルギーも小さくても像担持体６３を帯電させることができる。しかし、帯電部材１０１と像担持体６３により形成される空間が狭くなり、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ために、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、像担持体６３に付着して、像担持体６３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、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像担持体６３に堆積する量を少なくして、斑点状の画像ムラ・像流れを防止することができる。
【００８４】
また、図１に示されているように、帯電部材１０１は、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１０７に設ける圧縮バネ１０８により像担持体６３表面方向に押圧されている。これにより、機械的振動、芯金の偏位があっても一定の間隙Ｇを形成することができる。押圧する荷重は、４〜２５Ｎにする。好ましくは、６〜１５Ｎにする。帯電部材１０１は、軸受１０７で固定されていても、回転するときの振動、帯電部材１０１の偏心、その表面の凹凸により間隙Ｇの大きさが変動し、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、経時的には像担持体６３の劣化を促進することになる。空隙形成部材６２は、像担持体６３における導電性支持体６１の上の両端部方向に配置されて、感光層領域に対して段差を形成している。非接触帯電方式においては、像担持体６３及び帯電部材１０１を高精度に形成して組み合わせることで、両者の空隙Ｇを高精度に形成することができる。そのため、空隙形成部材６２の外表面と像担持体６３における導電性支持体（基体）６１の外表面とに切削加工、研削加工等の除去加工を同時加工することにより、空隙を高精度に形成することが可能となる。像担持体６３と帯電部材１０１の当接（配置）については、帯電部材１０１の電気抵抗調整層１０４は、像担持体６３の導電性支持体６１に対向させないことが必要である。感光層領域外の導電性支持体６１と対向してしまうと、導電性支持体６１に対して、微小な間隙Ｇでリークが発生することがある。そのため、電気抵抗調整層１０４は像担持体６３の感光層非塗工領域である、導電性支持体６１に対向させないような関係にする必要がある。
【００８５】
図１には、帯電部材１０１と、像担持体６３の感光層領域及び画像領域、非画像領域と、の位置関係が示されている。帯電部材１０１は、像担持体６３に微少間隙Ｇを持たせて対向して配設されている。帯電部材１０１と像担持体６３との間の間隙Ｇは、像担持体６３の上の空隙保形成部材６２を帯電部材１０１の両端部方向の電気抵抗調整層１０４の上に当接させることにより形成する。空隙形成部材６２のエッジが帯電部材１０１の表面に当接する際、エッジ部が凸になって空隙変動を起こす可能性があるので、図１（ｂ）に示されているように、エッジを面取り形状にしても良い。また、図２に示されているように、帯電部材２０１の両端部に段差を形成して、その段差部に空隙形成部材６２を当接することで、横方向のずれを防止することもできる。また、図１（ｂ）に示されているのと同様に、空隙形成部材６２のエッジ部や帯電部材１０１の段差部のエッジにおいて、空隙変動をより小さくするためには、面取り形状にしても良い。また、図３に示されているように、空隙形成部材６２の位置決めとして、像担持体６３の導電性支持体６１の上に段差を形成することで、空隙形成部材６２の位置ずれ防止をすることができる。
【００８６】
（像担持体及び空隙形成部材について）
空隙形成部材６２の必要な特性としては、帯電部材１０１，２０１との空隙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、帯電部材と当接し、摺動するために、帯電部材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。具体的には、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン系樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ウレタン、ＰＴＦＥ等フッ素樹脂があげられる。また、空隙形成部材６２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有効である。空隙形成部材６２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。絶縁性が必要な理由は、帯電部材１０１，１０２の電気抵抗調整層１０４，２０４とのリークの発生を無くすためである。空隙形成部材６２は、成型加工により成形されたものである。
【００８７】
本発明で用いる像担持体６３の製造方法としては、導電性支持体６１として、電気、機械、化学的などの諸特性を満足するステンレス、銅、真鍮などの金属の他、圧縮紙や樹脂或いはガラスに、金やアルミ、白金、クロム等を蒸着或いはスパッタリングした導電層、さらにはカーボン、錫等の微粒子を分散した導電層を塗工したもの等の前記空隙形成部材６２を形成し、切削加工あるいは、研削加工により、空隙形成部材６２と導電性支持体６２とを同時加工する。このように同時加工することにより、空隙形成部材６２と導電性支持体６１の同軸度高めると共に、導電性支持体６１の振れ、真直度を高精度に形成することができる。その後、洗浄を行い、公知の感光層である電荷発生層と電荷輸送層を、ディッピング、スプレー工法等の塗工方法により、導電性支持体６１の上に形成する。更に、耐摩耗性を向上させるために、その表面にフィラーを分散した保護層を形成しても良い。その際、感光層は少なくとも空隙形成部材６２の内側に形成する。感光層を塗工後、導電性支持体６１と導通を取る電極板、両端部にフランジを配置して像担持体６３とする。
【００８８】
（帯電部材における電気抵抗調整層について）
非接触方式の帯電部材１０１，２０１は、接触方式とは異なり、電気抵抗調整層１０４，２０４をゴム等の弾性体で形成する必要はなく、むしろ、高硬度の熱可塑性樹脂が望ましい。電気抵抗調整層１０４，２０４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１０４，２０４の体積固有抵抗は１０-6〜１０-9Ωｃｍであることが望ましい。１０-9Ωｃｍを越えると、帯電能力や転写能力が不足してしまい、１０-6Ωｃｍよりも体積固有抵抗が低いと、感光体全体への電流集中によるリークが生じてしまう。電気抵抗調整層１０４，２０４に用いられる熱可塑性樹脂は特に限定されるものではないが、ポリエチレン（ＰＥ）、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）およびその共重合体（ＡＳ，ＡＢＳ）、ポリアミド、ポリカーボーネート（ＰＳ）等の汎用樹脂であれば、成形加工が容易であり好ましい。
【００８９】
そ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れるため、像担持体へのリーク電流が発生し、帯電部材の場合、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。
【００９０】
更に、抵抗値を調整するために、電解質(塩)を添加することも可能である。塩としては、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、導電材料のミクロ分散が可能になるため、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。
【００９１】
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。電気抵抗調整層１０４，２０４としての導電性支持体１０６，２０６の上への形成は、押出成形や射出成形等の手段で導電性支持体１０６，２０６に前記導電性樹脂組成物を被覆することによって、容易に行うことができる。導電性支持体１０６，２０６の上に電気抵抗調整層１０４，２０４のみを形成して帯電部材１０１，２０１を構成すると、電気抵抗調整層１０４，２０４にトナー及びトナーの添加剤等が固着して性能低下する場合がある。このような不具合は、電気抵抗調整層１０４，２０４に保護層１０５，２０５を形成することで、防止することができる。
【００９２】
（帯電部材の表面層について）
帯電部材１０１，２０１は、経時で、その表面が、トナーあるいは、トナー構成成分の付着により機能が低下する場合があるので、電気抵抗調整層１０４，２０４の上に保護層（表面層）１０５，２０５を形成することが望ましい。表面層１０５，２０５の抵抗値は、電気抵抗調整層１０４，２０４のそれよりも大きくなるように形成され、それによって像担持体６３の欠陥部への電圧集中、異常放電（リーク）を回避することができる。ただし、表面層１０５，２０５の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１０５，２０５と電気抵抗調整層１０４，２０４との抵抗値の差を１０3 Ωｃｍ以下にすることが好ましい。表面層１０５，２０５を形成する材料としては、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等が非粘着性に優れ、トナー及びトナー構成材料固着防止の面で好ましい。また、樹脂材料は電気的に絶縁性であるため樹脂に対して各種導電材料を分散することによって表面層１０５，２０５の電気抵抗を調整する。表面層１０５，２０５の電気抵抗調整層１０４，２０４の上への形成は、上記表面層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。膜厚については、５〜３０μｍ程度が望ましい。導電性材料としては、各種イオン導電剤、カーボンブラック、金属酸化物等の種々の物を用いることができる。
【００９３】
図６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、潜像を担持する像担持体２Ｙと、該像担持体２Ｙの表面を帯電する帯電部材９と、該像担持体２Ｙの表面に形成された潜像を可視像化する現像手段２３と、該像担持体２Ｙの表面をクリーニングするクリーニング手段２６と、を少なくとも有している。そして、前記プロセスカートリッジ７Ｙにおいては、前記像担持体２Ｙにおける導電性支持体（図１における６１を参照。）の両端より内側の部分にリング状の空隙形成部材（図１における６２を参照。）を設け、この空隙形成部材を前記帯電部材９（図１における１０１を参照。）の表面に当接させて、前記像担持体２Ｙと前記帯電部材９との間に微少な空隙（図１におけるＧを参照。）を設けたものとする。
【００９４】
このように、前記像担持体２Ｙにおける導電性支持体（図１における６１を参照。）の両端より内側の部分にリング状の空隙形成部材（図１における６２を参照。）を設け、この空隙形成部材を前記帯電部材９（図１における１０１を参照。）の表面に当接させて、前記像担持体２Ｙと前記帯電部材９との間に微少な空隙（図１におけるＧを参照。）を設けたものとすると、様々な環境条件使用されても、また、長期間にわたって使用されても、帯電部材９と像担持体２Ｙとの間に安定した微少な空隙（図１におけるＧを参照。）を維持して、像担持体２Ｙの表面を均一に帯電させることにより、高画質な画像を得ることができる耐久性の高いプロセスカートリッジ７Ｙを提供することができ、しかも、プロセスカートリッジ７Ｙとすることにより、交換可能にすると共にメンテナンスを容易にすることができる。
【００９５】
（実施例１）
（１）外径４１ｍｍ、厚さ１．７ｍｍのアルミニウム製の円筒体の表面における両端方向の位置に高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ ＨＹ５４０、日本ポリケム社製）からなる外径４２ｍｍのリング状の空隙形成部材を圧入しシアノアクリレート系瞬間接着剤で接着した。そして、前記アルミニウム製の円筒体の内径を保持しながら、該アルミニウム製の円筒体の外径が４０ｍｍとなると共に、前記空隙形成部材の外径が４０．１２ｍｍになるように、該アルミニウム製の円筒体と該空隙形成部材とを切削加工により同時除去加工を行った。次に、前記アルミニウム製の円筒体に下引き層、電荷発生層、電荷輸送層、及び、表面保護層を順次形成して約３０μｍの感光層を形成することにより像担持体を得た。
【００９６】
（２）ＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業社製）５０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）５０重量％を配合してなる樹脂組成物１００重量部と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（モデイパーＣＬ４４０−Ｇ、日本油脂社製）とを混合した後、これらを溶融混練して得た樹脂組成物をＮｉメッキされたＳＵＭからなる外形１０ｍｍの芯軸上に射出成形して電気抵抗調整層を成形した。そして、この電気抵抗調整層に切削加工による除去加工を施して、該電気抵抗調整部の外径を１２．６ｍｍに仕上げた。次に、前記電気抵抗調整部の表面に、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（川上塗料社製）、及びカーボンブラック(全固形分に対して３０重量％)からなる混合物をスプレイコーティングすることにより膜厚約10μｍの保護層（表面層）を形成した。続いて、オーブンにおいて８０℃で１時間の加熱処理を施して、保護層を構成する塗料樹脂を加熱硬化させ帯電部材を得た。
【００９７】
（３）そして、前記（１）で得た像担持体の上に前記（２）で得た帯電部材を配置して、画像形成装置とした。
【００９８】
（実施例２）
前記空隙形成部材を超分子量ポリエチレン樹脂で構成した以外は、実施例１と同様にして、画像形成装置とした。
【００９９】
（実施例３）
前記空隙形成部材をポリプロピレン樹脂で構成した以外は、実施例１と同様にして、画像形成装置とした。
【０１００】
（実施例４）
前記空隙形成部材をポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）で構成した以外は、実施例１と同様にして、画像形成装置とした。
【０１０１】
（実施例５）
前記空隙形成部材をフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）樹脂で構成した以外は、実施例１と同様にして、画像形成装置とした。
【０１０２】
（実施例６）
前記帯電部材の両端部の空隙形成部材が当接する部分の外径を外径切削により１２ｍｍとし、そして、前記空隙形成部材の外径を外径切削により４１．２ｍｍとして、帯電部材の形状を図２のような形状にした以外は、実施例１と同様にして、画像形成装置とした。
【０１０３】
（比較例１）
（１）前記アルミニウム製の円筒体の表面における両端方向の位置にリング状の空隙形成部材を圧入しない以外は、実施例１と同様にして像担持体を得た。
【０１０４】
（２）ＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業社製）５０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）５０重量％を配合してなる樹脂組成物１００重量部と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（モデイパーＣＬ４４０−Ｇ、日本油脂社製）とを混合した後、これらを溶融混練して得た樹脂組成物をＮｉメッキされたＳＵＭからなる外形１０ｍｍの芯軸上に射出成形して電気抵抗調整層を成形した。そして、ゲートカット及び長さ調整を行った後、電気抵抗調整層の両端部に高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ ＨＹ５４０、日本ポリケム社製）で構成されるリング状の空隙形成部材を圧入した。次に、このリング状の空隙形成部材を圧入した芯軸に切削加工による同時除去加工を施して、空隙形成部材の外径を１２．５ｍｍとすると共に、電気抵抗調整部の外径を１２４ｍｍに仕上げた。次に、前記電気抵抗調整部の表面に、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（川上塗料社製）、及びカーボンブラック(全固形分に対して３０重量％)からなる混合物をスプレイコーティングすることにより膜厚約10μｍの保護層（表面層）を形成した。続いて、オーブンにおいて８０℃で１時間の加熱処理を施して、保護層を構成する塗料樹脂を加熱硬化させ帯電部材を得た。
【０１０５】
（３）そして、前記（１）で得た像担持体の上に前記（２）で得た帯電部材を配置して、画像形成装置とした。
【０１０６】
（比較例２）
エピクロロヒドリンゴム（エピクロマーＣＧ、ダイソー社製）１００重量部に過塩素酸アンモニウム３重量部を配合したゴム組成物とし、このゴム組成物を外形８ｍｍのステンレスからなる芯軸に押出成形、加硫工程を経て被覆し、研削により外径１２ｍｍに仕上げして、電気抵抗調整層を形成した。そして、この電気抵抗調整層の表面に、ポリビニルブチラール樹脂（デンカブチラール３０００−Ｋ、電気化学工業社製）、イソシアネート系硬化剤、及び、酸化スズ（全固形分に対して２５重量％）からなる塗布組成物を塗布して１０μｍ厚の保護層（表面層）を形成した。次に、電気抵抗調整層を被覆した芯軸の両端部周囲に厚さ５０μｍのテープ状部材（材質；ＰＥＴ、ダイタックＰＦ０２５−Ｈ、大日本インキ社製）を貼り付けて、帯電部材を得た。このように帯電部材を得た以外は、実施例１と同様にして像担持体を得た。
【０１０７】
以上、実施例１〜６及び比較例１〜２で得た像担持体及び帯電部材を常温常湿（２３℃、５０%ＲＨ）に２４時間放置した後、高温高湿（３０℃、９０%ＲＨ）に３６時間放置し、その後、帯電部材を像担持体に当接させて、微小な空隙を測定した。そして、測定された微小な空隙の環境変動量（高温高湿−常温常湿）として評価した。微小な空隙の測定は、図１４に示すように、（透過型）寸法測定機（ＬＳ７０００型；キーエンス）を用いて、中央部のギャップを測定した。評価結果は、次の表１に示される。判定基準は、○：高温高湿ギャップ−常温常湿ギャップが１０μｍ以下のものとし、そして、×：高温高湿ギャップ−常温常湿ギャップが１０μｍを超えるものとした。
【０１０８】
【表１】
【０１０９】
表１から次のことがわかる。即ち、実施例１〜６では、いずれも、環境でのギャップ変動量が３〜５μｍであること、及び、環境変動があっても高精度のギャップを維持することができることがわかる。そして、比較例１〜２では、ギャップ変動が大きく、高温高湿では、ギャップが小さくなるので、帯電ローラ汚れが発生しやすくなることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の一実施の形態を示す画像形成装置における像担持体と帯電部材との位置関係を示す部分概略説明図であって、（ａ）は、像担持体上に帯電部材を配置した状態を示し、（ｂ）は、像担持体を示す。
【図２】本発明の他の一実施の形態を示す画像形成装置における像担持体上に帯電部材を配置した状態を示す部分概略説明図である。
【図３】本発明の他の一実施の形態を示す画像形成装置における像担持体の説明図である。
【図４】空隙を測定する寸法測定器の説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態を示すフルカラー画像を形成できる画像形成装置の全体説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態を示すプロセスカートリッジの拡大説明図である。
【図７】トナーの形状を模式的に示す図である。
【図８】従来の電子写真方式の画像形成装置の説明図である。
【図９】従来の画像形成装置において、帯電部材（帯電ローラ）を像担持体（感光体ドラム）上に配置した状態の一例を示す模式図である。
【図１０】図９に示される帯電ローラの断面図である。
【図１１】従来の画像形成装置において、帯電ローラを像担持体（感光体ドラム）上に配置した状態の他の一例を示す模式図である。
【図１２】図１１に示される帯電ローラの断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
６１ 導電性支持体
６２ 空隙形成部材
６３ 像担持体（感光体ドラム）
１０１，２０１ 帯電部材（帯電ローラ）
１０４，２０４ 電気抵抗調整層
１０５，２０５ 保護層（表面層）
１０６，２０６ 導電性支持体
１０７，２０７ 軸受
１０８，２０８ 圧縮バネ
Ｇ 空隙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等として用いられる画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。
【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）に対して帯電処理を行う部材として、帯電部材が用いられている。図８は、従来の電子写真方式の画像形成装置の説明図である。
【０００３】
図８に示されてるように、従来の電子写真方式の画像形成装置は、静電潜像が形成される像担持体５１１、接触あるいは近接配置されて帯電処理を行う帯電部材５１２、帯電部材５１２の表面をクリーニングするクリーニング部材５１２ａ、露光手段５１３、像担持体５１１上の静電潜像にトナー５１５を付着させるトナー担持体５１４、像担持体５１１上のトナー像を記録媒体５１７に転写処理する転写部材５１６、転写処理後の静電潜像担持体をクリーニングするためのクリーニング部材５１８から構成されている。図８において、５１９は、像担持体５１１上に残留したトナー５１５がクリーニング部材５１８により除去された廃トナーであり、５２０は、現像装置であり、そして、５２１は、クリーニング装置である。また、この電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体５１１の放電による摩耗を低減させたり、トナークリーニング性を向上させたりするために、潤滑剤５２２が、潤滑剤塗布部材５２３により、像担持体５１１の表面に塗布されている。なお、図９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、本明細書において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の基本的な作像動作について説明する。
【０００５】
像担持体（感光体ドラム）５１１に接触された帯電ローラ５１２に対してＤＣ電圧をパワーパックから給電すると、感光体ドラム５１１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５１１の表面に露光手段５１３により照射されると、感光体ドラム５１１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５１２による感光体ドラム５１１の表面への帯電メカニズムは、帯電ローラ５１２と感光体ドラム５１１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５１１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５１１の部分が現像ローラ５１４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５１１の部分に、記録紙５１７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５１６によって記録紙に転写された後、該記録紙５１７は、感光体ドラム５１１から分離される。分離された記録紙５１７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５１１は、その表面がクリーニング装置５１８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】
図９は、従来の画像形成装置において、帯電部材（帯電ローラ）を像担持体（感光体ドラム）上に配置した状態の一例を示す模式図である。図１０は、図９に示される帯電ローラの断面図である。図１１は、従来の画像形成装置において、帯電ローラを像担持体（感光体ドラム）上に配置した状態の他の一例を示す模式図である。図１２は、図１１に示される帯電ローラの断面図である。
【０００８】
図１１，１２に示されているように、従来の帯電部材（帯電ローラ）４０１を用いた帯電方式には、像担持体（感光体ドラム）６３に帯電ローラ４０１を接触させる接触帯電方式の帯電装置（特許文献１，２を参照。）があるが、このような従来の接触帯電方式の帯電装置は、
（１）帯電ローラ４０１を構成している物質が帯電ローラ４０１から染み出し、これが被帯電体の表面に付着移行して帯電ローラ４０１の跡を残すこと、
（２）感光体ドラム６１の上のトナーが帯電ローラ４０１に付着する（特に、上述の染み出しによって、よりトナー付着がおこりやすくなる。）ので、帯電ローラ４０１の帯電性能が低下すること、
（３）放電により帯電ローラ４０１の表面が劣化するので、トナー及びトナー構成物質が帯電ローラ４０１に付着しやすくなり、そのために、帯電性能の低下及び画像不良が発生すること、
といった問題があった。
【０００９】
そこで、このような問題を解決するために、図１１，１２に示されているように、導電性支持体４０６の上に形成された電気抵抗調整層４０４の表面に保護層４０５を形成した帯電部材（帯電ローラ）４０１として、トナー及びトナー添加剤が付着しにくいようにしている。図１１において、４０６は、導電性支持体であり、そして、４０７は、軸受である。
【００１０】
また、従来の帯電ローラを用いた帯電方式による帯電装置には、図９，１０に示されているように、像担持体（感光体ドラム）６３に帯電ローラ３０１を近接させて帯電させる近接（非接触）帯電方式の帯電装置（特許文献３〜５を参照。）がある。
【００１１】
この近接（非接触）帯電方式による帯電装置は、前記接触帯電方式による帯電装置の前記問題点（１）、（２）を解決するために、帯電部材（帯電ローラ）３０１と像担持体６３との最近接距離（空隙）が５０〜３００μｍになるように対向させて、帯電ローラ３０１に電圧を印加することにより、像担持体６３の帯電を行うものである。この近接帯電方式による帯電装置では、帯電ローラ３０１と像担持体６３とが接触していないので、接触帯電装置で問題となる「帯電ローラ３０１を構成している物質の像担持体（感光体ドラム）６１への付着」及び「像担持体６３を長期停止したときに生ずる、永久変形」は問題とならない。また、「像担持体６３の上のトナー等が帯電ローラ３０１に付着することによる帯電性能の低下」に関しても、帯電ローラ３０１に付着するトナーが少なくなるので、近接帯電方式による帯電装置が優れている。図９において、３０３は、空隙形成部材であり、３０４は、電気抵抗調整層であり、３０５は、保護層であり、３０６は、導電性支持体であり、３０７は、軸受であり、そして、３０８は、圧縮バネである。
【００１２】
特許文献３に示される帯電装置では、帯電ローラと感光体間の空隙を保持する手段として、帯電ローラの両端部にスペーサリング層を設ける方法が開示されている。しかしながら、この技術には、空隙を精密に設定する具体的な手段が無く、また、帯電ローラ及びスペーサリングの寸法精度がばらつくことによって空隙が変動し、その結果、像担持体の帯電電位が均一にならずに変動するという問題があった。
【００１３】
そこで、このような問題を解決するために、所定の厚みを持ったテープ状の空隙保持手段（特許文献６を参照。）が提案されている。しかしながら、この空隙保持手段には、テープ状部材の磨耗、テープ粘着剤のはみ出しによるトナーの固着等により、長期間使用すると、像担持体と帯電ローラとの間の空隙が維持できなくなるという問題があった。また、テープ、接着層の厚みがばらつくので、高精度の空隙を形成することができないという問題があった。これらの問題を解決するために、図９に示すように、電気抵抗調整層３０４の両端部に空隙形成部材３０３を配置し、空隙形成部材３０３と電気抵抗調整層３０４とを同時に切削加工することにより、高精度の空隙Ｇを形成する帯電部材（帯電ローラ）３０１（特許文献５を参照。）が提案された。この帯電ローラ３０１においては、空隙形成部材３０３及び電気抵抗調整層３０４は、それぞれの要求機能を満足させるために、異なった材料を使用する必要がある。それ故、空隙形成部材３０３は、トナー固着性、像担持体へのダメージを与えない材質で形成するが、電気抵抗調整層３０４は電気抵抗値を調整する必要があるので、電気抵抗調整剤として、イオン導電剤が使用されている。しかし、このイオン導電剤は、吸水性が高い。したがって、これらの材質の違いのために、環境変動、特に、高温高湿環境においては、空隙形成部材３０３は吸湿しないが、電気抵抗調整層３０４が吸湿して寸法変動が発生し、空隙形成部材３０３と電気抵抗調整層３０４との間に形成された空隙量が変動してしまうといった問題が発生した。
【特許文献１】特公平３−５２０５８号公報
【特許文献２】特公平８−３０９１５号公報
【特許文献３】特開平３−２４００７６号公報
【特許文献４】特開２００１−３１２１２１号公報
【特許文献５】特開２００５−９１８１８号公報
【特許文献６】特開２００１−２９６７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
【００１５】
即ち、本発明は、様々な環境条件で使用されても、また、長期間にわたって使用されても、帯電部材と像担持体との間に安定した微少な空隙を維持して、像担持体の表面を均一に帯電させることにより、高画質な画像を得ることができる耐久性の高い画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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、潜像を担持する像担持体と、該像担持体の表面に近接配置して該像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、を有する画像形成装置において、
前記像担持体における導電性支持体の両端より内側の部分に空隙形成部材を設け、この空隙形成部材を前記帯電部材の表面に当接させて、前記像担持体と前記帯電部材との間に微少な空隙を設けたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１７】
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、前記空隙形成部材が、リング状であることを特徴とするものである。
【００１８】
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、前記空隙形成部材が、電気絶縁性材料で構成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項４に記載された発明は、請求項２に記載された発明において、前記空隙形成部材を構成する電気絶縁性材料が、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン系樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）、及び、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂から選ばれる１種の樹脂で構成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載された発明において、前記空隙形成部材が、前記像担持体における導電性支持体の表面に接着されていることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項６に記載された発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載された発明において、前記空隙形成部材の外周面が前記帯電部材の外周面に当接したときに、該帯電部材の外周面と前記像担持体における導電性支持体の外周面との間に一定間隔の空隙が形成されるように、該像担持体における導電性支持体の外周面に対する該空隙形成部材の外周面の高低差が設けられていることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項７に記載された発明は、請求項６に記載された発明において、前記像担持体における導電性支持体の外周面に対する前記空隙形成部材の外周面の高低差が、前記像担持体における導電性支持体の外周面と該像担持体の外周面とに施された切削加工、研削加工等の除去加工による一体加工で形成されていることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項８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、前記帯電部材が、導電性支持体と、該導電性支持体上に形成された電気抵抗調整層と、該電気抵抗調整層の表面に形成された保護層と、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９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、前記帯電部材と前記空隙形成部材とが当接する部分においては、前記帯電部材の前記保護層が、形成されていないことを特徴とするものである。
【００２５】
請求項１０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、前記帯電部材における電気抵抗調整層が、前記像担持体における感光層非塗工領域よりも内側に設けられていることを特徴とするものである。
【００２６】
請求項１１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、前記空隙の量が、５〜１００μｍの範囲内とされていることを特徴とするものである。
【００２７】
請求項１２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、前記帯電部材に印可された直流電圧と交流電圧とによって、前記像担持体の表面が、帯電されていることを特徴とするものである。
【００２８】
請求項１３に記載された発明は、潜像を担持する像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電部材と、該像担持体の表面に形成された潜像を可視像化する現像手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段と、を少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、
前記像担持体における導電性支持体の両端より内側の部分に空隙形成部材を設け、この空隙形成部材を前記帯電部材の表面に当接させて、前記像担持体と前記帯電部材との間に微少な空隙を設けたことを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００２９】
請求項１４に記載された発明は、請求項１３に記載された発明において、前記空隙形成部材が、リング状であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１に記載された発明によれば、前記像担持体における導電性支持体の両端より内側の部分に空隙形成部材を設け、この空隙形成部材を前記帯電部材の表面に当接させて、前記像担持体と前記帯電部材との間に微少な空隙を設けたので、様々な環境条件で使用されても、また、長期間にわたって使用されても、帯電部材と像担持体との間に安定した微少な空隙を維持して、像担持体の表面を均一に帯電させることにより、高画質な画像を得ることができる耐久性の高い画像形成装置を提供することができる。
【００３１】
請求項２に記載された発明によれば、前記空隙形成部材がリング状であるので、帯電部材及び像担持体を回転駆動させて使用することができ、そのために、帯電部材及び像担持体の耐久性を高めることができる。
【００３２】
請求項３に記載された発明によれば、前記空隙形成部材が、電気絶縁性材料で構成されているので、環境変動における像担持体と帯電部材の間の空隙変動量を低減させることができ、そのために、帯電部材と像担持体との間に安定した微少な空隙を維持することができる。
【００３３】
請求項４に記載された発明によれば、前記空隙形成部材を構成する電気絶縁性材料が、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン系樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）、及び、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂から選ばれる１種の樹脂で構成されているので、空隙形成部材へのトナー、及び、トナー構成材料の固着を防止することができ、そのために、経時及び環境変動において、像担持体と帯電部材との間の微少な空隙をいっそう安定して維持することができる。
【００３４】
請求項５に記載された発明によれば、前記空隙形成部材が、前記像担持体における導電性支持体の表面に接着されているので、空隙形成部材が経時及び環境変動においてずれ、回転等が起こらないようにすることができる。
【００３５】
請求項６に記載された発明によれば、前記空隙形成部材の外周面が前記帯電部材の外周面に当接したときに、該帯電部材の外周面と前記像担持体における導電性支持体の外周面との間に一定間隔の微少な空隙が形成されるように、該像担持体における導電性支持体の外周面に対する該空隙形成部材の外周面の高低差が設けられているので、像担持体と帯電部材との間の微少な空隙を精度良く一定に保つことができできる。
【００３６】
請求項７に記載された発明によれば、前記像担持体における導電性支持体の外周面に対する前記空隙形成部材の外周面の高低差が、前記像担持体における導電性支持体の外周面と該像担持体の外周面とに施された切削加工、研削加工等の除去加工による一体加工で形成されているので、前記帯電部材の外周面と前記像担持体における導電性支持体の外周面との間に形成される微少な空隙の変動（振れ）を小さくして微少な空隙の精度をいっそう高めることができる。
【００３７】
請求項８に記載された発明によれば、前記帯電部材が、導電性支持体と、該導電性支持体上に形成された電気抵抗調整層と、該電気抵抗調整層の表面に形成された保護層と、で構成されているので、経時及び環境変動における帯電部材の表面へのトナー、トナー構成材料等が固着することを防止することができる。
【００３８】
請求項９に記載された発明によれば、前記帯電部材と前記空隙形成部材とが当接する部分においては、前記帯電部材の前記保護層が形成されていないので、経時での保護層の磨耗による空隙量の変動を防止することができる。
【００３９】
請求項１０に記載された発明によれば、前記帯電部材における電気抵抗調整層が前記像担持体における感光層非塗工領域よりも内側に設けられているので、像担持体の非塗工領域におけるリークを防止することができる。
【００４０】
請求項１１に記載された発明によれば、前記空隙の量が５〜１００μｍの範囲内とされているので、帯電部材の汚れを防止することができ、そのために、異常放電が発生することを防止することができる。
【００４１】
請求項１２に記載された発明によれば、前記帯電部材に印可された直流電圧と交流電圧とによって、前記像担持体の表面が帯電されているので、該像担持体の回転時における空隙量変動に対する帯電ムラを防止することができる。
【００４２】
請求項１３記載された発明によれば、潜像を担持する像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電部材と、該像担持体の表面に形成された潜像を可視像化する現像手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段と、を少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体における導電性支持体の両端より内側の部分にリング状の空隙形成部材を設け、この空隙形成部材を前記帯電部材の表面に当接させて、前記像担持体と前記帯電部材との間に微少な空隙を設けたので、様々な環境条件使用されても、また、長期間にわたって使用されても、帯電部材と像担持体との間に安定した微少な空隙を維持して、像担持体の表面を均一に帯電させることにより、高画質な画像を得ることができる耐久性の高いプロセスカートリッジを提供することができ、しかも、プロセスカートリッジとすることにより、交換可能にしすると共にメンテナンスを容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００４４】
図１は、本発明の一実施の形態を示す画像形成装置における像担持体と帯電部材との位置関係を示す部分概略説明図であって、（ａ）は、像担持体上に帯電部材を配置した状態を示し、（ｂ）は、像担持体を示す。図２は、本発明の他の一実施の形態を示す画像形成装置における像担持体上に帯電部材を配置した状態を示す部分概略説明図である。図３は、本発明の他の一実施の形態を示す画像形成装置における像担持体の説明図である。図４は、空隙を測定する寸法測定器の説明図である。図５は、本発明の一実施の形態を示すフルカラー画像を形成できる画像形成装置の全体説明図である。図６は、本発明の一実施の形態を示すプロセスカートリッジの拡大説明図である。図７は、トナーの形状を模式的に示す図である。
【００４５】
図１に示されているように、本発明の画像形成装置潜像は、潜像を担持する像担持体（感光体ドラム）６３と、該像担持体６３の表面に近接配置して該像担持体６３の表面を帯電させる帯電部材（帯電ローラ）１０１と、を有している。そして、前記画像形成装置潜像においては、前記像担持体６３における導電性支持体６１の両端より内側の部分に空隙形成部材６２を設け、この空隙形成部材６２を前記帯電部材１０１の表面に当接させて、前記像担持体６３と前記帯電部材１０１との間に微少な空隙Ｇを設けたものとする。図１において、１０４は、電気抵抗調整層であり、１０５は、保護層であり、１０６は、導電性支持体であり、１０７は、軸受であり、そして、３０８は、圧縮バネである。
【００４６】
このように、前記像担持体６３における導電性支持体６１の両端より内側の部分にリング状の空隙形成部材６２を設け、この空隙形成部材６２を前記帯電部材１０１の表面に当接させて、前記像担持体６３と前記帯電部材１０１との間に微少な空隙Ｇを設けると、様々な環境条件下で使用されても、また、長期間にわたって使用されても、帯電部材１０１と像担持体６３との間に安定した微少な空隙Ｇを維持して、像担持体６３の表面を均一に帯電させることにより、高画質な画像を得ることができる耐久性の高い画像形成装置を提供することができる。
【００４７】
本発明においては、空隙形成部材６２は、好ましくは、リング状である。図１に示されているように、前記リング状の空隙形成部材６２は、円筒体状の導電性支持体６１の両端より内側の部分に設けられる。そして、前記リング状の空隙形成部材６２は、好ましくは、リング状部材を前記円筒体状の導電性支持体６１の両端より内側の部分に外挿されて固定されたものであるが、テープ部材を前記円筒体状の導電性支持体６１の両端より内側の部分に卷回されて固定されたものであってもかまわない。このように、空隙形成部材６２がリング状であると、帯電部材１０１及び像担持体６３を回転駆動させて使用することができ、そのために、帯電部材及び像担持体の耐久性を高めることができる。また、導電性支持体がベルト状に形成されたもの（図示せず）である場合には、テープ部材が、ベルト状の導電性支持体の両端より内側の部分に卷回されて固定される。
【００４８】
前記空隙形成部材６２は、好ましくは、電気絶縁性材料で構成されている。このように、前記空隙形成部材６２が、電気絶縁性材料で構成されていると、環境変動における像担持体６３と帯電部材１０１の間の空隙変動量を低減させることができ、そのために、帯電部材１０１と像担持体６３との間に安定した微少な空隙を維持することができる。
【００４９】
前記空隙形成部材６２を構成する電気絶縁性材料は、好ましくは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン系樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）、及び、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂から選ばれる１種の樹脂で構成されている。このように、前記電気絶縁性材料が、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン系樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）、及び、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂から選ばれる１種の樹脂で構成されていると、空隙形成部材６２へのトナー、及び、トナー構成材料の固着を防止することができ、そのために、経時及び環境変動において、像担持体６３と帯電部材１０１との間の微少な空隙をいっそう安定して維持することができる。
【００５０】
前記空隙形成部材６２は、好ましくは、前記像担持体６３における導電性支持体６１の表面に接着されている。このように、前記空隙形成部材６２が、前記像担持体６３における導電性支持体６１の表面に接着されていると、空隙形成部材６２が経時及び環境変動においてずれ、回転等が起こらないようにすることができる。
【００５１】
本発明においては、前記空隙形成部材６２の外周面が前記帯電部材１０１の外周面に当接したときに、該帯電部材１０１の外周面と前記像担持体６３における導電性支持体６１の外周面との間に一定間隔の空隙Ｇが形成されるように、該像担持体６３における導電性支持体６１の外周面に対する該空隙形成部材６２の外周面の高低差が設けられている。このように、前記空隙形成部材６２の外周面が前記帯電部材１０１の外周面に当接したときに、該帯電部材１０１の外周面と前記像担持体６３における導電性支持体６１の外周面との間に一定間隔の微少な空隙Ｇが形成されるように、該像担持体６３における導電性支持体６１の外周面に対する該空隙形成部材６２の外周面の高低差が設けられていると、像担持体６３と帯電部材１０１との間の微少な空隙Ｇを精度良く一定に保つことができできる。
【００５２】
本発明においては、前記像担持体６３における導電性支持体６１の外周面に対する前記空隙形成部材６２の外周面の高低差は、好ましくは、前記像担持体６３における導電性支持体６１の外周面と該像担持体６３の外周面とに施された切削加工、研削加工等の除去加工による一体加工で形成されている。このように、前記像担持体６３における導電性支持体６１の外周面に対する前記空隙形成部材６２の外周面の高低差が、前記像担持体６３における導電性支持体６１の外周面と該像担持体６３の外周面とに施された切削加工、研削加工等の除去加工による一体加工で形成されていると、前記帯電部材１０１の外周面と前記像担持体６３における導電性支持体６２の外周面との間に形成される微少な空隙Ｇの変動（振れ）を小さくして微少な空隙Ｇの精度をいっそう高めることができる。
【００５３】
本発明においては、前記帯電部材１０１は、導電性支持体３０６と、該導電性支持体３０６の上に形成された電気抵抗調整層１０４と、該電気抵抗調整層１０４の表面に形成された保護層１０５と、で構成されている。このように、前記帯電部材１０１が、導電性支持体３０６と、該導電性支持体３０６の上に形成された電気抵抗調整層１０４と、該電気抵抗調整層１０４の表面に形成された保護層１０５と、で構成されていると、経時及び環境変動における帯電部材１０１の表面へのトナー、トナー構成材料等が固着することを防止することができる。
【００５４】
前記帯電部材１０１と前記空隙形成部材６２とが当接する部分においては、好ましくは、前記帯電部材１０１の前記保護層１０５が形成されていないものとされる。このように、前記帯電部材１０１と前記空隙形成部材６２とが当接する部分においては、前記帯電部材１０１の前記保護層１０５が形成されていないと、経時での保護層１０５の磨耗による空隙量の変動を防止することができる。
【００５５】
前記帯電部材１０１における電気抵抗調整層１０４は、好ましくは、前記像担持体６３における感光層非塗工領域よりも内側に設けられている。このように、前記帯電部材１０１における電気抵抗調整層１０４が、前記像担持体６３における感光層非塗工領域よりも内側に設けられていると、像担持体６３の非塗工領域におけるリークを防止することができる。
【００５６】
本発明においては、前記空隙Ｇの量は、好ましくは、５〜１００μｍの範囲内とされている。このように、前記空隙Ｇの量が５〜１００μｍの範囲内とされていると、帯電部材１０１の汚れを防止することができ、そのために、異常放電が発生を防止することを防止することができる。
【００５７】
本発明においては、前記帯電部材１０１に印可された直流電圧と交流電圧とによって、前記像担持体６３の表面は帯電されている。このように、前記帯電部材１０１に印可された直流電圧と交流電圧とによって、前記像担持体６３の表面が帯電されていると、該像担持体６３の回転時における空隙量変動に対する帯電ムラを防止することができる。
【００５８】
図５は、本発明の一実施の形態を示すフルカラー画像を形成できる画像形成装置の全体説明図である。本発明の画像形成装置の全体を説明すると次のとおりとなる。図５に示されているように、本発明のフルカラー画像を形成できる画像形成装置は、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乃至第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乃至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。また、図５における符号１は、画像形成装置本体を示している。
【００５９】
第１乃至第４のプロセスカートリッジ７Ｙ乃至７ＢＫの各像担持体２Ｙ乃至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あって、実質的に全て同一であるので、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。
【００６０】
図６は、本発明の一実施の形態を示すプロセスカートリッジの拡大説明図である。ここに示されたプロセスカートリッジは、図５に示された画像形成装置における第１のプロセスカートリッジに対応している。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５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。
【００６１】
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６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。
【００６２】
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。かかる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の基端側が、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５の例では中間転写ベルト３）に転写された後の像担持体を清掃する用をなす。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潤滑剤均し手段の一例である均しブレード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。
【００６３】
上述したものと全く同様にして、図５に示した第２乃至第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。
【００６４】
一方、図５に示すように、画像形成装置本体１の内の下部には、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、画像形成装置本体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。
【００６５】
ここで、図５に示したクリーニングブレード２８と像担持体２Ｙとの摩耗を抑え、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、この画像形成装置１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乃至第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ため、ここでも図６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。図６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６における反時計方向に回転駆動される。
【００６６】
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６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。上述のようにして、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、このときブラシローラ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。
【００６７】
前記したように、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、トナーとして後述するように、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。しかも、本例の潤滑剤塗布装置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。
【００６８】
図６に示された画像形成装置においては、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。
【００６９】
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６に示された画像形成装置は、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２Ｙの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６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２Ｙの表面移動方向の下流側に配置されている。
【００７０】
上述した構成によれば、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。
【００７１】
潤滑剤塗布装置３１のブラシローラ３３のブラシ繊維の太さは、３〜８デニールが好ましく、ブラシ繊維３９の密度は２万〜１０万本／ｉｎｃｈ２が好ましい。ブラシ繊維３９の太さが細すぎると、ブラシローラ３３が像担持体表面に当接したときに毛倒れを起こしやすくなり、逆にブラシ繊維３９が太すぎると繊維の密度を高くすることができなくなる。また、ブラシ繊維の密度が低いと像担持体表面に当接するブラシ繊維の本数が少なくなるため、潤滑剤を均一に塗布することができず、逆にブラシ繊維の密度が高すぎると繊維と繊維の隙間が小さくなり、掻き取った潤滑剤の粉体の付着量が減るため、塗布量が不足してしまう。
【００７２】
固形潤滑剤３４としては、乾燥した固体疎水性潤滑剤を用いることが可能であり、ステアリン酸亜鉛の他にも、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウムなどのステアリン酸基を持つものを用いることができる。また、同じ脂肪酸基であるオレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸銅、や、パルチミン酸、亜鉛パルチミン酸コバルト、パルチミン酸銅、パルチミン酸マグネシウム、パルチミン酸アルミニウム、パルチミン酸カルシウムを用いてもよい。他にも、カプリル酸鉛、カプロン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、及びリコリノレン酸カドミウム等の脂肪酸、脂肪酸の金属塩なども使用できる。さらに、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、オオバ油、みつろう、ラノリンなどのワックス等も使用できる。
【００７３】
また、現像装置１１において使用するトナーとしては、体積平均粒径が１０μｍ以下で、体積平均粒径Ｄｖと個数平均粒径Ｄｎとの比Ｄｖ／Ｄｎ（分散度）が、１．００乃至１．４０の範囲にあるトナーを用いることが好ましく、特に体積平均粒径が３〜８μｍであることが望ましい。小粒径のトナーを用いることで、静電潜像に対して緻密にトナーを付着させることができる。しかしながら、トナーの体積平均粒径が小さすぎると、二成分現像剤では現像装置における長期の攪拌において磁性キャリアの表面にトナーが融着し、磁性キャリアの帯電能力を低下させ、一成分現像剤として用いた場合には、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のクリーニングブレードへのトナーの融着を発生させやすくなる。逆に、トナーの体積平均粒径が大きすぎると、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒径の変動が大きくなる場合が多い。また、粒径分布を狭くすることで、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、転写率を高くすることができる。しかしながら、Ｄｖ／Ｄｎが１．４０を超えると、帯電量分布が広くなり、解像力も低下するため好ましくない。
【００７４】
なお、トナーの平均粒径及び粒度分布は、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ、コールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）を用いて測定することができる。ここでは、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型を用い個数分布、体積分布を出力するインターフェイス（日科技研社製）及びパーソナルコンピュータ（ＰＣ９８０１：ＮＥＣ社製）に接続し、測定した。
【００７５】
上記のようなトナーは、トナーに内添、あるいは外添されている離型性を向上させるためのワックスや、流動性を向上させるための無機微粒子等がトナー中に占める割合が、小粒径化されたことで高くなっており、これらの添加剤が像担持体上に発生する付着物質の要因となっている。ところが、潤滑剤塗布装置３１を搭載することにより、像担持体表面全域にわたって均一な潤滑剤の薄膜を形成させ、これらの付着物質の像担持体表面への付着力を低減させることができ、しかも、像担持体表面とクリーニング装置２６のクリーニングブレード２８、均しブレード３２との間に働く摩擦力を低減させてクリーニングを良好に行うことができる。
【００７６】
現像装置１１において、平均円形度が０．９３乃至１．００の範囲にあるトナーを用いた場合、像担持体に潤滑剤を塗布する効果を大きく得ることができる。像担持体に潤滑剤を塗布することによって、このような円形度の高いトナーを用いても、そのトナーがクリーニングブレード２８をすり抜ける不具合を効果的に抑えることができるからである。トナーの平均円形度は、光学的に粒子を検知して、投影面積の等しい相当円の周囲長で除した値である。具体的には、フロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−２０００；シスメックス社製）を用いて測定を行う。所定の容器に、予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍＬを入れ、分散剤として界面活性剤０．１〜０．５ｍＬを加え、さらに、測定試料０．１〜９．５ｇ程度を加える。試料を分散した懸濁液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３，０００〜１０，０００個／μＬにしてトナーの形状及び分布を測定する。また、現像装置１１で使用するトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、ＳＦ−２の値が１００の場合、トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
【００７７】
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと像担持体との接触が点接触に近くなるために、トナー同士の吸着力は弱くなり、従って流動性が高くなり、また、トナーと像担持体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。一方、球形トナーはクリーニングブレード２８と像担持体との間隙に入り込みやすいため、トナーの形状係数ＳＦ−１又はＳＦ−２はある程度大きい方がよい。また、ＳＦ−１とＳＦ−２が大きくなると、画像上にトナーが散ってしまい画像品位が低下する。このために、ＳＦ−１とＳＦ−２は１８０を越えない方が好ましい。なお、形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算する。
【００７８】
本例の画像形成装置に好適に用いられるトナーは、例えば、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー組成物であるトナー材料液を、水系溶媒中で、樹脂微粒子の存在下で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。
【００７９】
以上説明した画像形成装置においては、像担持体がドラム状に形成され、中間転写体が中間転写ベルトによって構成されているが、像担持体が無端ベルトにより構成され、中間転写体がドラム状に構成されているときも、本発明に係る構成を採用することができる。また、本発明にかかる各構成は、トナー像が形成される像担持体が中間転写体より成り、その像担持体に形成されたトナー像が転写される転写材が記録媒体より成るときにも適用できる。この場合には、トナー像転写後の中間転写体上に付着する転写残トナーを除去するクリーニングブレードと、その中間転写体上に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置が設けられ、これらに前述の各構成がそれぞれ採用される。さらに、本発明は、感光体より成る１つの像担持体上に形成したトナー像を、記録媒体より成る転写材に直に転写する形式の画像形成装置などにも支障なく適用することができる。
【００８０】
（帯電装置について）
図６の帯電装置（点線で囲んだ部分）は、帯電ローラ９の汚染を除去するためのクリーニング部材を備える。クリーニング部材の形状は、ローラ状、パッド形状でもよいが、本発明ではローラ形状とした。クリーニング部材は、帯電装置の図示しないハウジングに設けられる軸受に嵌合され、回転可能に軸支される。このクリーニング部材は、帯電ローラに当接して、外周面をクリーニングする。そのために、クリーニング部材の軸受け部をバネ等の加圧手段により帯電ローラへ押し付ける。帯電ローラ９の表面にトナー、紙粉、部材の破損物等の異物が付着すると、電界が異物部分に集中するために優先的に放電が生ずる異常放電を起こす。逆に、電気的絶縁性の異物が広い範囲に付着すると、その部分では放電が生じないために、像担持体に帯電ムラが生ずる。このために、帯電装置には帯電ローラ９の表面をクリーニングするクリーニング部材を設けることが好ましい。クリーニング部材としては、ポリエステル等の繊維によるブラシ、メラミン樹脂等の多孔質(スポンジ)のようなものを用いることができる。クリーニング部材は、帯電ローラと等速回転されることが望ましく、連れ回りあるいは、ギアによる等速駆動を行っても良い。また、離間して間欠等の形式で回転させても良い。線速差をつけると帯電ローラ表面への付着物をクリーニングできず、逆に帯電ローラ表面に押し付けてしまう。
【００８１】
また、帯電装置は、帯電ローラ９に電圧を印加する電源を備えている。電圧としては、直流電圧だけでも良いが、直流電圧と交流電圧を重畳することが好ましい。特に、非接触方式の場合、感光体と帯電ローラの空隙(ギャップ)の変動により帯電ムラが生じやすく、直流電圧のみを印加すると像担持体の表面電位が不均一になることがある。交流電圧を重畳した電圧では、帯電ローラ９表面が等電位となり、放電が安定して像担持体を均一に帯電させることができる。重畳する電圧における交流電圧は、ピ−ク間電圧を像担持体の帯電開始電圧の２倍以上にすることが好ましい。帯電開始電圧とは、帯電ローラ９に直流のみを印加した場合に像担持体が帯電され始めるときの電圧の絶対値である。これにより、像担持体から帯電ローラ９への逆放電が生じ、そのならし効果で像担持体をより安定した状態で均一に帯電させることができる。また、交流電圧の周波数は像担持体の周速度(プロセススピード)の7倍以上であることが望ましい。7倍以上の周波数にすることにより、モアレ画像が(目視)認識できなくなる。本発明の実施例では、クリーニング部材は、メラミン樹脂のスポンジローラを用いて、帯電ローラと連れ回りで回転させる方式とした。
【００８２】
図１に示されているように、導電性支持体１０６上に形成された電気抵抗調整層１０４の表面には、トナー及びトナー添加剤が付着しにくいように、保護層１０５が形成されている。帯電部材１０１の形状は、特に限定されず、ベルト状、板状、又は、半円柱状で固定されて配設されていても良い。また、帯電部材１０１の形状は、円柱状で両端をギア又は軸受で回転可能に支持されていても良い。このように、帯電部材１０１は、像担持体６３への最近接部から像担持体６３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６３をより均一に帯電させることができる。像担持体６３に対向する帯電部材１０１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６３の均一な帯電が困難になる。従って、円柱状の形状で、曲面を有することで均一な像担持体６３の帯電が可能になる。また、帯電部材１０１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１０１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。このことは、非接触、接触に関わらず同じである。帯電部材の回転方法としては、像担持体に帯電部材を当接させて連れ回りさせても良いが、より安定的に帯電部材を回転させる場合は、像担持体のフランジ（不図示）に設けられた駆動ギアと帯電部材の端部に設置したギアを介して等速駆動させることもできる。
【００８３】
（微少空隙の形成方法）
図１に示されているように、帯電部材１０１と像担持体６３との間隙Ｇは、像担持体６３の空隙形成部材６２により１００μｍ以下、特に、５〜７０μｍ程度の範囲にする。これにより、帯電装置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。間隙Ｇが、１００μｍ以上では、像担持体６３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、像担持体６３までの放電空間が大きくなることで、像担持体６３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、像担持体６３に付着して、像担持体６３の経時劣化を促進する原因になる。また、この間隙Ｇが小さいと、像担持体６３までの到達距離も短く、放電エネルギーも小さくても像担持体６３を帯電させることができる。しかし、帯電部材１０１と像担持体６３により形成される空間が狭くなり、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ために、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、像担持体６３に付着して、像担持体６３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、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像担持体６３に堆積する量を少なくして、斑点状の画像ムラ・像流れを防止することができる。
【００８４】
また、図１に示されているように、帯電部材１０１は、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１０７に設ける圧縮バネ１０８により像担持体６３表面方向に押圧されている。これにより、機械的振動、芯金の偏位があっても一定の間隙Ｇを形成することができる。押圧する荷重は、４〜２５Ｎにする。好ましくは、６〜１５Ｎにする。帯電部材１０１は、軸受１０７で固定されていても、回転するときの振動、帯電部材１０１の偏心、その表面の凹凸により間隙Ｇの大きさが変動し、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、経時的には像担持体６３の劣化を促進することになる。空隙形成部材６２は、像担持体６３における導電性支持体６１の上の両端部方向に配置されて、感光層領域に対して段差を形成している。非接触帯電方式においては、像担持体６３及び帯電部材１０１を高精度に形成して組み合わせることで、両者の空隙Ｇを高精度に形成することができる。そのため、空隙形成部材６２の外表面と像担持体６３における導電性支持体（基体）６１の外表面とに切削加工、研削加工等の除去加工を同時加工することにより、空隙を高精度に形成することが可能となる。像担持体６３と帯電部材１０１の当接（配置）については、帯電部材１０１の電気抵抗調整層１０４は、像担持体６３の導電性支持体６１に対向させないことが必要である。感光層領域外の導電性支持体６１と対向してしまうと、導電性支持体６１に対して、微小な間隙Ｇでリークが発生することがある。そのため、電気抵抗調整層１０４は像担持体６３の感光層非塗工領域である、導電性支持体６１に対向させないような関係にする必要がある。
【００８５】
図１には、帯電部材１０１と、像担持体６３の感光層領域及び画像領域、非画像領域と、の位置関係が示されている。帯電部材１０１は、像担持体６３に微少間隙Ｇを持たせて対向して配設されている。帯電部材１０１と像担持体６３との間の間隙Ｇは、像担持体６３の上の空隙保形成部材６２を帯電部材１０１の両端部方向の電気抵抗調整層１０４の上に当接させることにより形成する。空隙形成部材６２のエッジが帯電部材１０１の表面に当接する際、エッジ部が凸になって空隙変動を起こす可能性があるので、図１（ｂ）に示されているように、エッジを面取り形状にしても良い。また、図２に示されているように、帯電部材２０１の両端部に段差を形成して、その段差部に空隙形成部材６２を当接することで、横方向のずれを防止することもできる。また、図１（ｂ）に示されているのと同様に、空隙形成部材６２のエッジ部や帯電部材１０１の段差部のエッジにおいて、空隙変動をより小さくするためには、面取り形状にしても良い。また、図３に示されているように、空隙形成部材６２の位置決めとして、像担持体６３の導電性支持体６１の上に段差を形成することで、空隙形成部材６２の位置ずれ防止をすることができる。
【００８６】
（像担持体及び空隙形成部材について）
空隙形成部材６２の必要な特性としては、帯電部材１０１，２０１との空隙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、帯電部材と当接し、摺動するために、帯電部材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。具体的には、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン系樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ウレタン、ＰＴＦＥ等フッ素樹脂があげられる。また、空隙形成部材６２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有効である。空隙形成部材６２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。絶縁性が必要な理由は、帯電部材１０１，１０２の電気抵抗調整層１０４，２０４とのリークの発生を無くすためである。空隙形成部材６２は、成型加工により成形されたものである。
【００８７】
本発明で用いる像担持体６３の製造方法としては、導電性支持体６１として、電気、機械、化学的などの諸特性を満足するステンレス、銅、真鍮などの金属の他、圧縮紙や樹脂或いはガラスに、金やアルミ、白金、クロム等を蒸着或いはスパッタリングした導電層、さらにはカーボン、錫等の微粒子を分散した導電層を塗工したもの等の前記空隙形成部材６２を形成し、切削加工あるいは、研削加工により、空隙形成部材６２と導電性支持体６２とを同時加工する。このように同時加工することにより、空隙形成部材６２と導電性支持体６１の同軸度高めると共に、導電性支持体６１の振れ、真直度を高精度に形成することができる。その後、洗浄を行い、公知の感光層である電荷発生層と電荷輸送層を、ディッピング、スプレー工法等の塗工方法により、導電性支持体６１の上に形成する。更に、耐摩耗性を向上させるために、その表面にフィラーを分散した保護層を形成しても良い。その際、感光層は少なくとも空隙形成部材６２の内側に形成する。感光層を塗工後、導電性支持体６１と導通を取る電極板、両端部にフランジを配置して像担持体６３とする。
【００８８】
（帯電部材における電気抵抗調整層について）
非接触方式の帯電部材１０１，２０１は、接触方式とは異なり、電気抵抗調整層１０４，２０４をゴム等の弾性体で形成する必要はなく、むしろ、高硬度の熱可塑性樹脂が望ましい。電気抵抗調整層１０４，２０４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１０４，２０４の体積固有抵抗は１０-6〜１０-9Ωｃｍであることが望ましい。１０-9Ωｃｍを越えると、帯電能力や転写能力が不足してしまい、１０-6Ωｃｍよりも体積固有抵抗が低いと、感光体全体への電流集中によるリークが生じてしまう。電気抵抗調整層１０４，２０４に用いられる熱可塑性樹脂は特に限定されるものではないが、ポリエチレン（ＰＥ）、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）およびその共重合体（ＡＳ，ＡＢＳ）、ポリアミド、ポリカーボーネート（ＰＳ）等の汎用樹脂であれば、成形加工が容易であり好ましい。
【００８９】
そ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れるため、像担持体へのリーク電流が発生し、帯電部材の場合、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。
【００９０】
更に、抵抗値を調整するために、電解質(塩)を添加することも可能である。塩としては、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、導電材料のミクロ分散が可能になるため、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。
【００９１】
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。電気抵抗調整層１０４，２０４としての導電性支持体１０６，２０６の上への形成は、押出成形や射出成形等の手段で導電性支持体１０６，２０６に前記導電性樹脂組成物を被覆することによって、容易に行うことができる。導電性支持体１０６，２０６の上に電気抵抗調整層１０４，２０４のみを形成して帯電部材１０１，２０１を構成すると、電気抵抗調整層１０４，２０４にトナー及びトナーの添加剤等が固着して性能低下する場合がある。このような不具合は、電気抵抗調整層１０４，２０４に保護層１０５，２０５を形成することで、防止することができる。
【００９２】
（帯電部材の表面層について）
帯電部材１０１，２０１は、経時で、その表面が、トナーあるいは、トナー構成成分の付着により機能が低下する場合があるので、電気抵抗調整層１０４，２０４の上に保護層（表面層）１０５，２０５を形成することが望ましい。表面層１０５，２０５の抵抗値は、電気抵抗調整層１０４，２０４のそれよりも大きくなるように形成され、それによって像担持体６３の欠陥部への電圧集中、異常放電（リーク）を回避することができる。ただし、表面層１０５，２０５の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１０５，２０５と電気抵抗調整層１０４，２０４との抵抗値の差を１０3 Ωｃｍ以下にすることが好ましい。表面層１０５，２０５を形成する材料としては、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等が非粘着性に優れ、トナー及びトナー構成材料固着防止の面で好ましい。また、樹脂材料は電気的に絶縁性であるため樹脂に対して各種導電材料を分散することによって表面層１０５，２０５の電気抵抗を調整する。表面層１０５，２０５の電気抵抗調整層１０４，２０４の上への形成は、上記表面層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。膜厚については、５〜３０μｍ程度が望ましい。導電性材料としては、各種イオン導電剤、カーボンブラック、金属酸化物等の種々の物を用いることができる。
【００９３】
図６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、潜像を担持する像担持体２Ｙと、該像担持体２Ｙの表面を帯電する帯電部材９と、該像担持体２Ｙの表面に形成された潜像を可視像化する現像手段２３と、該像担持体２Ｙの表面をクリーニングするクリーニング手段２６と、を少なくとも有している。そして、前記プロセスカートリッジ７Ｙにおいては、前記像担持体２Ｙにおける導電性支持体（図１における６１を参照。）の両端より内側の部分にリング状の空隙形成部材（図１における６２を参照。）を設け、この空隙形成部材を前記帯電部材９（図１における１０１を参照。）の表面に当接させて、前記像担持体２Ｙと前記帯電部材９との間に微少な空隙（図１におけるＧを参照。）を設けたものとする。
【００９４】
このように、前記像担持体２Ｙにおける導電性支持体（図１における６１を参照。）の両端より内側の部分にリング状の空隙形成部材（図１における６２を参照。）を設け、この空隙形成部材を前記帯電部材９（図１における１０１を参照。）の表面に当接させて、前記像担持体２Ｙと前記帯電部材９との間に微少な空隙（図１におけるＧを参照。）を設けたものとすると、様々な環境条件使用されても、また、長期間にわたって使用されても、帯電部材９と像担持体２Ｙとの間に安定した微少な空隙（図１におけるＧを参照。）を維持して、像担持体２Ｙの表面を均一に帯電させることにより、高画質な画像を得ることができる耐久性の高いプロセスカートリッジ７Ｙを提供することができ、しかも、プロセスカートリッジ７Ｙとすることにより、交換可能にすると共にメンテナンスを容易にすることができる。
【００９５】
（実施例１）
（１）外径４１ｍｍ、厚さ１．７ｍｍのアルミニウム製の円筒体の表面における両端方向の位置に高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ ＨＹ５４０、日本ポリケム社製）からなる外径４２ｍｍのリング状の空隙形成部材を圧入しシアノアクリレート系瞬間接着剤で接着した。そして、前記アルミニウム製の円筒体の内径を保持しながら、該アルミニウム製の円筒体の外径が４０ｍｍとなると共に、前記空隙形成部材の外径が４０．１２ｍｍになるように、該アルミニウム製の円筒体と該空隙形成部材とを切削加工により同時除去加工を行った。次に、前記アルミニウム製の円筒体に下引き層、電荷発生層、電荷輸送層、及び、表面保護層を順次形成して約３０μｍの感光層を形成することにより像担持体を得た。
【００９６】
（２）ＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業社製）５０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）５０重量％を配合してなる樹脂組成物１００重量部と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（モデイパーＣＬ４４０−Ｇ、日本油脂社製）とを混合した後、これらを溶融混練して得た樹脂組成物をＮｉメッキされたＳＵＭからなる外形１０ｍｍの芯軸上に射出成形して電気抵抗調整層を成形した。そして、この電気抵抗調整層に切削加工による除去加工を施して、該電気抵抗調整部の外径を１２．６ｍｍに仕上げた。次に、前記電気抵抗調整部の表面に、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（川上塗料社製）、及びカーボンブラック(全固形分に対して３０重量％)からなる混合物をスプレイコーティングすることにより膜厚約10μｍの保護層（表面層）を形成した。続いて、オーブンにおいて８０℃で１時間の加熱処理を施して、保護層を構成する塗料樹脂を加熱硬化させ帯電部材を得た。
【００９７】
（３）そして、前記（１）で得た像担持体の上に前記（２）で得た帯電部材を配置して、画像形成装置とした。
【００９８】
（実施例２）
前記空隙形成部材を超分子量ポリエチレン樹脂で構成した以外は、実施例１と同様にして、画像形成装置とした。
【００９９】
（実施例３）
前記空隙形成部材をポリプロピレン樹脂で構成した以外は、実施例１と同様にして、画像形成装置とした。
【０１００】
（実施例４）
前記空隙形成部材をポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）で構成した以外は、実施例１と同様にして、画像形成装置とした。
【０１０１】
（実施例５）
前記空隙形成部材をフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）樹脂で構成した以外は、実施例１と同様にして、画像形成装置とした。
【０１０２】
（実施例６）
前記帯電部材の両端部の空隙形成部材が当接する部分の外径を外径切削により１２ｍｍとし、そして、前記空隙形成部材の外径を外径切削により４１．２ｍｍとして、帯電部材の形状を図２のような形状にした以外は、実施例１と同様にして、画像形成装置とした。
【０１０３】
（比較例１）
（１）前記アルミニウム製の円筒体の表面における両端方向の位置にリング状の空隙形成部材を圧入しない以外は、実施例１と同様にして像担持体を得た。
【０１０４】
（２）ＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業社製）５０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）５０重量％を配合してなる樹脂組成物１００重量部と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（モデイパーＣＬ４４０−Ｇ、日本油脂社製）とを混合した後、これらを溶融混練して得た樹脂組成物をＮｉメッキされたＳＵＭからなる外形１０ｍｍの芯軸上に射出成形して電気抵抗調整層を成形した。そして、ゲートカット及び長さ調整を行った後、電気抵抗調整層の両端部に高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ ＨＹ５４０、日本ポリケム社製）で構成されるリング状の空隙形成部材を圧入した。次に、このリング状の空隙形成部材を圧入した芯軸に切削加工による同時除去加工を施して、空隙形成部材の外径を１２．５ｍｍとすると共に、電気抵抗調整部の外径を１２４ｍｍに仕上げた。次に、前記電気抵抗調整部の表面に、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（川上塗料社製）、及びカーボンブラック(全固形分に対して３０重量％)からなる混合物をスプレイコーティングすることにより膜厚約10μｍの保護層（表面層）を形成した。続いて、オーブンにおいて８０℃で１時間の加熱処理を施して、保護層を構成する塗料樹脂を加熱硬化させ帯電部材を得た。
【０１０５】
（３）そして、前記（１）で得た像担持体の上に前記（２）で得た帯電部材を配置して、画像形成装置とした。
【０１０６】
（比較例２）
エピクロロヒドリンゴム（エピクロマーＣＧ、ダイソー社製）１００重量部に過塩素酸アンモニウム３重量部を配合したゴム組成物とし、このゴム組成物を外形８ｍｍのステンレスからなる芯軸に押出成形、加硫工程を経て被覆し、研削により外径１２ｍｍに仕上げして、電気抵抗調整層を形成した。そして、この電気抵抗調整層の表面に、ポリビニルブチラール樹脂（デンカブチラール３０００−Ｋ、電気化学工業社製）、イソシアネート系硬化剤、及び、酸化スズ（全固形分に対して２５重量％）からなる塗布組成物を塗布して１０μｍ厚の保護層（表面層）を形成した。次に、電気抵抗調整層を被覆した芯軸の両端部周囲に厚さ５０μｍのテープ状部材（材質；ＰＥＴ、ダイタックＰＦ０２５−Ｈ、大日本インキ社製）を貼り付けて、帯電部材を得た。このように帯電部材を得た以外は、実施例１と同様にして像担持体を得た。
【０１０７】
以上、実施例１〜６及び比較例１〜２で得た像担持体及び帯電部材を常温常湿（２３℃、５０%ＲＨ）に２４時間放置した後、高温高湿（３０℃、９０%ＲＨ）に３６時間放置し、その後、帯電部材を像担持体に当接させて、微小な空隙を測定した。そして、測定された微小な空隙の環境変動量（高温高湿−常温常湿）として評価した。微小な空隙の測定は、図１４に示すように、（透過型）寸法測定機（ＬＳ７０００型；キーエンス）を用いて、中央部のギャップを測定した。評価結果は、次の表１に示される。判定基準は、○：高温高湿ギャップ−常温常湿ギャップが１０μｍ以下のものとし、そして、×：高温高湿ギャップ−常温常湿ギャップが１０μｍを超えるものとした。
【０１０８】
【表１】
【０１０９】
表１から次のことがわかる。即ち、実施例１〜６では、いずれも、環境でのギャップ変動量が３〜５μｍであること、及び、環境変動があっても高精度のギャップを維持することができることがわかる。そして、比較例１〜２では、ギャップ変動が大きく、高温高湿では、ギャップが小さくなるので、帯電ローラ汚れが発生しやすくなることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の一実施の形態を示す画像形成装置における像担持体と帯電部材との位置関係を示す部分概略説明図であって、（ａ）は、像担持体上に帯電部材を配置した状態を示し、（ｂ）は、像担持体を示す。
【図２】本発明の他の一実施の形態を示す画像形成装置における像担持体上に帯電部材を配置した状態を示す部分概略説明図である。
【図３】本発明の他の一実施の形態を示す画像形成装置における像担持体の説明図である。
【図４】空隙を測定する寸法測定器の説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態を示すフルカラー画像を形成できる画像形成装置の全体説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態を示すプロセスカートリッジの拡大説明図である。
【図７】トナーの形状を模式的に示す図である。
【図８】従来の電子写真方式の画像形成装置の説明図である。
【図９】従来の画像形成装置において、帯電部材（帯電ローラ）を像担持体（感光体ドラム）上に配置した状態の一例を示す模式図である。
【図１０】図９に示される帯電ローラの断面図である。
【図１１】従来の画像形成装置において、帯電ローラを像担持体（感光体ドラム）上に配置した状態の他の一例を示す模式図である。
【図１２】図１１に示される帯電ローラの断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
６１ 導電性支持体
６２ 空隙形成部材
６３ 像担持体（感光体ドラム）
１０１，２０１ 帯電部材（帯電ローラ）
１０４，２０４ 電気抵抗調整層
１０５，２０５ 保護層（表面層）
１０６，２０６ 導電性支持体
１０７，２０７ 軸受
１０８，２０８ 圧縮バネ
Ｇ 空隙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像を担持する像担持体と、該像担持体の表面に近接配置して該像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、を有する画像形成装置において、
前記像担持体における導電性支持体の両端より内側の部分に空隙形成部材を設け、この空隙形成部材を前記帯電部材の表面に当接させて、前記像担持体と前記帯電部材との間に微少な空隙を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記空隙形成部材が、リング状であることを特徴とする請求項１に記載の空隙形成部材。
【請求項３】
前記空隙形成部材が、電気絶縁性材料で構成され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】
前記空隙形成部材を構成する電気絶縁性材料が、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン系樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）、及び、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂から選ばれる１種の樹脂で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記空隙形成部材が、前記像担持体における導電性支持体の表面に接着されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記空隙形成部材の外周面が前記帯電部材の外周面に当接したときに、該帯電部材の外周面と前記像担持体における導電性支持体の外周面との間に一定間隔の空隙が形成されるように、該像担持体における導電性支持体の外周面に対する該空隙形成部材の外周面の高低差が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体における導電性支持体の外周面に対する前記空隙形成部材の外周面の高低差が、前記像担持体における導電性支持体の外周面と該像担持体の外周面とに施された切削加工、研削加工等の除去加工による一体加工で形成されていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記帯電部材が、導電性支持体と、該導電性支持体上に形成された電気抵抗調整層と、該電気抵抗調整層の表面に形成された保護層と、で構成されてい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９】
前記帯電部材と前記空隙形成部材とが当接する部分においては、前記帯電部材の前記保護層が、形成されていない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１０】
前記帯電部材における電気抵抗調整層が、前記像担持体における感光層非塗工領域よりも内側に設けられてい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１１】
前記空隙の量が、５〜１００μｍの範囲内とされてい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１２】
前記帯電部材に印可された直流電圧と交流電圧とによって、前記像担持体の表面が、帯電されてい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１３】
潜像を担持する像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電部材と、該像担持体の表面に形成された潜像を可視像化する現像手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段と、を少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、
前記像担持体における導電性支持体の両端より内側の部分に空隙形成部材を設け、この空隙形成部材を前記帯電部材の表面に当接させて、前記像担持体と前記帯電部材との間に微少な空隙を設けたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１４】
前記空隙形成部材が、リング状であることを特徴とする請求項１３に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１】
潜像を担持する像担持体と、該像担持体の表面に近接配置して該像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、を有する画像形成装置において、
前記像担持体における導電性支持体の両端より内側の部分に空隙形成部材を設け、この空隙形成部材を前記帯電部材の表面に当接させて、前記像担持体と前記帯電部材との間に微少な空隙を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記空隙形成部材が、リング状であることを特徴とする請求項１に記載の空隙形成部材。
【請求項３】
前記空隙形成部材が、電気絶縁性材料で構成され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】
前記空隙形成部材を構成する電気絶縁性材料が、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン系樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）、及び、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂から選ばれる１種の樹脂で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記空隙形成部材が、前記像担持体における導電性支持体の表面に接着されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記空隙形成部材の外周面が前記帯電部材の外周面に当接したときに、該帯電部材の外周面と前記像担持体における導電性支持体の外周面との間に一定間隔の空隙が形成されるように、該像担持体における導電性支持体の外周面に対する該空隙形成部材の外周面の高低差が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体における導電性支持体の外周面に対する前記空隙形成部材の外周面の高低差が、前記像担持体における導電性支持体の外周面と該像担持体の外周面とに施された切削加工、研削加工等の除去加工による一体加工で形成されていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記帯電部材が、導電性支持体と、該導電性支持体上に形成された電気抵抗調整層と、該電気抵抗調整層の表面に形成された保護層と、で構成されてい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９】
前記帯電部材と前記空隙形成部材とが当接する部分においては、前記帯電部材の前記保護層が、形成されていない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１０】
前記帯電部材における電気抵抗調整層が、前記像担持体における感光層非塗工領域よりも内側に設けられてい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１１】
前記空隙の量が、５〜１００μｍの範囲内とされてい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１２】
前記帯電部材に印可された直流電圧と交流電圧とによって、前記像担持体の表面が、帯電されてい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１３】
潜像を担持する像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電部材と、該像担持体の表面に形成された潜像を可視像化する現像手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段と、を少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、
前記像担持体における導電性支持体の両端より内側の部分に空隙形成部材を設け、この空隙形成部材を前記帯電部材の表面に当接させて、前記像担持体と前記帯電部材との間に微少な空隙を設けたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１４】
前記空隙形成部材が、リング状であることを特徴とする請求項１３に記載のプロセスカートリッジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−２３３２６７（Ｐ２００８−２３３２６７Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６９５４３（Ｐ２００７−６９５４３）
【出願日】平成１９年３月１６日（２００７．３．１６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１６日（２００７．３．１６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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