JP2004109221A

JP2004109221A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004109221A
Application number: JP2002268723A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hashimoto; 橋本　浩一
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2004-04-08

Abstract

【課題】接触帯電部材が転写残トナーによって汚染されるのを防止して、長期にわたって良好な画像形成を行うことができるようにする。
【解決手段】感光ドラム１の最外層である保護層１ａのテーバー磨耗（ｍｇ／１０００回転）を０．１以上１．０以下としたことにより、長期にわたって接触帯電部材の転写残トナーによる汚れに起因する帯電不良を防止して、良好な画像を得ることができる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式などによって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に転写工程後に像担持体上に残留する現像剤（トナー）を現像装置によって「現像同時クリーニング」で像担持体上から除去・回収し、再利用するようにしてクリーニング装置を廃したクリーナレス方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、回転ドラム型を一般的とする像担持体である感光体、その感光体を所定の極性・電位に一様に帯電処理する帯電装置（帯電工程）、帯電処理された感光体に静電潜像を形成する情報書き込み手段としての露光装置（露光工程）、感光体上に形成された静電潜像を現像剤であるトナーにより顕像化する現像装置（現像工程）、上記トナー画像を感光体面から紙などの転写材に転写する転写装置（転写工程）、転写工程後の感光体上に多少ながら残余するトナーを除去して感光体面を清掃するクリーニング装置（クリーニング工程）、転写材上のトナー画像を定着させる定着装置（定着工程）などから構成されており、感光体は繰り返して電子写真プロセス（帯電・露光・現像・転写・クリーニング）が適用されて作像に供される。
【０００３】
上記画像形成装置において、転写工程後の感光体上に残余するトナーはクリーニング装置により感光体面から除去されてクリーニング装置内に溜まって廃トナーとなるが、環境保全や資源の有効利用等の点からそのような廃トナーは出ないことが望ましい。
【０００４】
そこで、近年、クリーニング装置を無くし、感光体上の転写残トナーを現像装置によって「現像同時クリーニング」で感光体から除去し、現像装置に回収し再利用する装置構成にした「クリーナレス方式」の画像形成装置の実用化がなされてきている。
【０００５】
現像同時クリーニングは、転写後の感光体上の転写残トナーを次工程以降の現像工程時、即ち引き続き感光体を帯電し、露光して静電潜像を形成し、該静電潜像の現像工程過程時にかぶり取りバイアス（現像装置に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋ）によって、トナーで現像されるべきでない感光体面部分上（非画像部）に存在する転写残トナーを現像装置に回収する方法である。この方式によれば、転写残トナーは現像装置に回収されて次工程以降の静電潜像の現像に再利用されるため、廃トナーをなくし、またメンテナンス時に手を煩わせることも少なくすることができる。またクリーナレスであることで画像形成装置の小型化にも有利である。
【０００６】
ところで、現像同時クリーニング方式のクリーナレス画像形成装置においては、感光体表面を帯電する帯電装置が感光体に当接して感光体面を帯電処理する接触帯電装置である場合、感光体上の転写残トナーが感光体と接触帯電装置の接触ニップ部である帯電部を通過する際に、転写残トナー中の特に帯電極性が正規極性とは逆極性に反転しているトナーが接触帯電装置の接触帯電部材（帯電ローラなど）に付着して、接触帯電部材を許容以上にトナー汚染させて帯電不良の原因となってしまう。
【０００７】
転写残トナーは、転写バイアスや剥離放電等に影響されて帯電極性が反転するものや除電されて帯電量が少なくなるものがある。従って、転写残トナーには帯電極性が正規極性のもの、逆極性の反転トナー、帯電量が少ないものが混在しており、その内の反転トナーや帯電量が少ないトナーが、感光体と接触帯電部材の接触ニップ部である帯電部を通過する際に接触帯電部材に付着しやすい。
【０００８】
このため、接触帯電部材へのトナーの付着防止するため、感光体の回転方向に対して接触帯電部材の上流側にブラシなどの導電部材を複数設ける方法が開示されている（例えば、特許文献１）。
【０００９】
この公報における画像形成装置では、転写直後に感光体に接触した導電ブラシ（導電部材）に逆極性バイアスを印加して転写残トナーを一度逆極性に帯電した後に、再度正規極性のバイアスを感光体に接触させた導電ブラシに印加して転写残トナーを正規極性でかつ適度な大きさに帯電する。これにより、帯電ローラ（接触帯電部材）に到達する転写残トナーは、帯電ローラに印加する直流バイアスと同じ極性に揃えられるため、帯電ローラのトナー汚染が軽減される。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−２１５７９８号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したように感光体の回転方向に対して帯電ローラ（接触帯電部材）の上流側に導電ブラシ（導電部材）を設けた画像形成装置において、長期にわたって画像形成を行うことにより、感光体表面が導電ブラシの接触により削れて膜厚が減少すると、感光体の静電容量が増加する。
【００１２】
そのため、転写バイアス印加による感光体電位の変化が小さくなるため、導電ブラシに印加している電圧と転写後の感光体電位との電位差が大きくなり、導電ブラシからの放電電流量が増加する。その結果、導電ブラシを通過した後の転写残トナーの帯電量が逆極性側に大きくなってしまう。逆極性に帯電した転写残トナーは導電ブラシを通過する際に正規極性に帯電するが、上述のように帯電量が増加すると正規極性に再帯電しきれず、逆極性のまま通過してしまう。
【００１３】
よって、帯電ローラ（接触帯電部材）に到達した逆極性の転写残トナーは、帯電ローラに電気的な力で吸着されやすく、表面が汚染されることによって帯電不良の原因となってしまう。
【００１４】
そこで本発明は、接触帯電部材が転写残トナーによって汚染されるのを防止して、長期にわたって良好な画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、移動自在な第１の像担持体と、帯電バイアスの印加により前記第１の像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された前記第１の像担持体表面を露光して画像情報に応じた静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像に現像剤を供給して現像剤像として可視像化する現像手段と、前記現像剤像を第２の像担持体もしくは被転写材に転写する転写手段と、を備え、前記現像手段が、前記転写手段により現像剤像を前記第２の像担持体もしくは被転写材に転写した後に前記第１の像担持体上に残留した残留現像剤を静電的に回収するクリーニング手段を兼ねる画像形成装置において、前記第１の像担持体の最外層のテーバー磨耗（ｍｇ／１０００回転）が０．１以上１．０以下であることを特徴としている。
【００１６】
また、前記第１の像担持体の移動方向に沿って前記帯電手段の上流側でかつ前記転写手段の下流側に前記第１の像担持体表面に当接するようにして配置した、前記現像剤の正規帯電極性と同極性の直流電圧が印加される第１の導電性部材と、前記第１の像担持体の移動方向に沿って前記第１の導電性部材の上流側でかつ前記転写手段の下流側に前記第１の像担持体表面に当接するようにして配置した、前記現像剤の正規帯電極性と逆極性の直流電圧が印加される第２の導電性部材と、を有することを特徴としている。
【００１７】
また、前記第１の像担持体は、感光層上に少なくとも硬化性樹脂を含有する最外層としての保護層を有し、前記硬化性樹脂の硬化を電子線照射で行うことを特徴としている。
【００１８】
また、前記帯電手段は、接触帯電部材を前記第１の像担持体に接触させて帯電を行う接触帯電手段であることを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す概略構成図である。本実施の形態の画像形成装置は、接触帯電方式で現像同時クリーニングによるクリーナレス方式のレーザビームプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置である。
【００２１】
この画像形成装置は、第１の像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１を備え、感光ドラム１の回転方向（反時計方向）に沿ってその周囲に接触帯電部材としての帯電ローラ（ローラ帯電器）２、現像装置４、接触転写部材としての転写ローラ５、転写残トナー除電部材８、転写残トナー帯電量制御部材７が配置されており、帯電ローラ２と現像装置４間の上方には露光装置３が設置されている。また、感光ドラム１と転写ローラ５間に形成される転写部ｄの転写材搬送方向の下流側には、定着装置６が設置されている。
【００２２】
感光ドラム１は、本実施の形態では外径５０ｍｍの負帯電性の有機感光体（ＯＰＣ）であり、駆動装置（不図示）の駆動によって１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で矢印方向（反時計方向）に回転駆動される。感光ドラム１は、図２に示すように、導電性支持体（ドラム基体）１ｅ上に、光の干渉を抑え上層の接着性を向上させる下引き層１ｄと、感光層（電荷発生層１ｃと電荷輸送層１ｂ）と、保護層１ａを下から順に塗布して構成されている（本発明の特徴である感光ドラム１の層構成の詳細については後述する）。
【００２３】
帯電ローラ２は、芯金２ａの両端部をそれぞれ軸受け部材（不図示）により回転自在に保持されると共に、押し圧ばね２ｅによって感光ドラム１の中心方向に付勢して感光ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接されており、感光ドラム１の回転駆動に従動して回転する。感光ドラム１と帯電ローラ２との圧接部が帯電部（帯電ニップ部）ａである。
【００２４】
帯電ローラ２の芯金２ａには電源Ｓ１より所定の条件の帯電バイアス電圧が印加されることにより、感光ドラム１の周面が所定の極性・電位に接触帯電処理される。本実施の形態では、帯電ローラ２に対する帯電バイアス電圧は直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、直流電圧（−５００）と交流電圧（周波数１ｋＨｚ、ピーク間電圧１．４ｋＶの正弦波）とを重畳した振動電圧であり、感光ドラム１の周面は−５００Ｖ（暗電位Ｖｄ）に一様に接触帯電処理される。
【００２５】
また、帯電ローラ２の長手方向長さは３２０ｍｍであり、図２に示すように、芯金（支持部材）２ａ上に、下層２ｂと、中間層２ｃと、表層２ｄを下から順次に積層した３層構成である。下層２ｂは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、表層２ｄは、感光ドラム１上にピンホール等の欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。
【００２６】
より具体的には、本実施の形態における帯電ローラ２の仕様は下記の通りである。
【００２７】
芯金２ａ；直径６ｍｍのステンレス丸棒
下層２ｂ；カーボン分散の発泡ＥＰＤＭ、比重０．５ｇ／ｃｍ^３、体積抵抗値１０^２〜１０^９Ωｃｍ、層厚３．０ｍｍ
中間層２ｃ；カーボン分散のＮＢＲ系ゴム、体積抵抗値１０^２〜１０^５Ωｃｍ、層厚７００μｍ
表層２ｄ；フッ素化合物のトレジン樹脂に酸化錫とカーボンを分散、体積抵抗値１０^７〜１０^１０Ωｃｍ、表面粗さ（ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲａ）１．５μｍ、層厚１０μｍ
【００２８】
また、帯電ローラ２表面には、帯電ローラ２表面をクリーニングする可撓性を有するフィルム状の帯電ローラクリーニング部材２ｆが当接するようにして設けられている。帯電ローラクリーニング部材２ｆは、帯電ローラ２の長手方向に対し平行に配置され、かつ同長手方向に対し一定量の往復運動をする支持部材２ｇに一端を固定され、自由端側近傍の面において帯電ローラ２と接触ニップを形成するよう配置されている。
【００２９】
そして、支持部材２ｇは、不図示の駆動装置によりギア列を介して帯電ローラ２の長手方向に対し一定量の往復運動駆動するように構成されており、この往復運動駆動によって帯電ローラ２表面が帯電ローラクリーニング部材２ｆで摺擦される。これにより、帯電ローラ２表面に付着した転写残トナーに再度適量の正規極性の電荷を供給し、感光ドラム１上に戻すことが可能となる。
【００３０】
露光装置３は、本実施の形態では半導体レーザを用いたレーザビームスキャナであり、不図示の画像読み取り装置等のホスト処理から入力される画像信号に対応して変調されたレーザ光を出力して、感光ドラム１の一様帯電処理面を露光位置ｂにおいて走査露光（イメージ露光）Ｌする。この走査露光Ｌにより感光ドラム１面のレーザ光で照射されたところの電位が低下することで、感光ドラム１面には走査露光Ｌした画像情報に対応した静電潜像が順次に形成される。
【００３１】
現像装置４は、本実施の形態では二成分磁気ブラシ現像方式の反転現像装置であり、感光ドラム１表面の露光部分（明部）にトナーが付着して静電潜像が反転現像される。この現像装置４は、現像容器４ａの開口部に固定マグネットローラ４ｃを内包した回転自在な非磁性の現像スリーブ４ｂが設けられており、現像容器４ａ内の現像剤（トナー）４ｅを、規制ブレード４ｄで薄層に現像スリーブ４ｂ上にコーティングし、感光ドラム１と対向する現像部ｃへ搬送する。現像容器４ａ内の現像剤４ｅはトナーと磁性キャリアの混合物であり、２つの現像剤攪拌部材４ｆの回転によって均一に攪拌されながら現像スリーブ４ｂ側に搬送される。
【００３２】
本実施の形態における磁性キャリアの抵抗は約１０^１３Ωｃｍ、粒径は４０μｍであり、トナーは磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。また、現像容器４ａ内のトナー濃度は、濃度センサ（不図示）によって検知され、この検知情報に基づいてトナーホッパー４ｇから適正量のトナーを現像容器４ａに補給して、トナー濃度を一定に調整する。
【００３３】
現像スリーブ４ｂは、現像部ｃにおいて感光ドラム１との最近接距離を３５０μｍに保持して感光ドラム１に近接対向配設されており、現像スリーブ４ｂは現像部ｃにおいて感光ドラム１の回転方向（反時計方向）とは逆方向に回転駆動される。
【００３４】
現像スリーブ４ｂには、電源Ｓ２から所定の現像バイアスが印加される。本実施の形態において、現像スリーブ４ｂへ印加する現像バイアス電圧は、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、直流電圧（−３５０Ｖ）と交流電圧（ピーク間電圧１．６ｋＶ）とを重畳した振動電圧である。
【００３５】
転写ローラ５は、感光ドラム１に所定の押圧力をもって当接して転写部ｄを形成し、電源Ｓ３から転写バイアス（トナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の定電流転写バイアス（本実施の形態では＋１０μＡ））が印加されることによって、この転写部ｄにて第２の像担持体としての用紙などの転写材Ｐに感光ドラム１表面のトナー像を転写する。
【００３６】
定着装置６は、回転自在な定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂを有しており、定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂ間の定着ニップ部にて転写材Ｐを挟持搬送しながら、転写材Ｐの表面に転写されたトナー像を加熱加圧して熱定着する。
【００３７】
次に、上記画像形成装置による画像形成動作について説明する。
【００３８】
画像形成時には、感光ドラム１は駆動装置（不図示）により矢印方向（反時計方向）に所定の周速で回転駆動され、上記の帯電バイアスが印加された帯電ローラ２により表面が一様に帯電される。
【００３９】
そして、帯電された感光ドラム１上に露光装置３により走査露光Ｌが与えられて、入力される画像情報に応じた静電潜像が形成される。そして、感光ドラム１上に形成された静電潜像に、現像部ｃにて感光ドラム１の帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４の現像スリーブ４ｂにより感光ドラム１の帯電極性（負極性）と同極性に帯電されたトナーを付着させて、トナー像として顕像化（反転現像）する。
【００４０】
そして、感光ドラム１上のトナー像が感光ドラム１と転写ローラ５間の転写部ｄに到達すると、このタイミングに合わせて用紙などの転写材Ｐがレジストローラ（不図示）によって転写部ｄに搬送される。
【００４１】
そして、前記トナーと逆極性（正極性）の転写バイアスが印加された転写ローラ５により、転写部ｄに搬送された転写材Ｐに感光ドラム１と転写ローラ５間に発生する静電力によって、感光ドラム１上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された転写材Ｐは定着装置６に搬送され、定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂ間の定着部にてトナー像を転写材Ｐに加熱加圧して熱定着した後に外部に排出され、一連の画像形成動作を終了する。
【００４２】
また、トナー像転写後の感光ドラム１表面に残留している転写残トナーは、感光ドラム１の回転にともない帯電部ａ、露光部ｂを経由して現像部ｃに至り、現像装置４の現像スリーブ４ｂで次工程以後の現像時に、かぶり取りバイアス（現像スリーブ４ｂに印加する直流電圧と感光ドラム１の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋ）によって回収する（現像同時クリーニング）。回収された転写残トナー（残留現像剤）は、次工程以後に用いられることにより、廃トナーをなくすことができる。
【００４３】
次に、本実施の形態における感光ドラム１の詳細について説明する。
【００４４】
感光ドラム１の保護層１ａは、少なくとも硬化性樹脂を含有しており、更に、感光ドラム１表面の滑り性を向上させるために、フッ素原子含有樹脂粒子を分散させることもできる。樹脂粒子の分子量や粒子の粒径は適宜選択することができ、特に制限されるものではない。
【００４５】
本発明の実施の形態における感光ドラム１の保護層１ａ用の結着剤樹脂としては、保護層１ａの表面硬度、耐摩耗性、耐傷性の観点から硬化性樹脂を用い、電子線照射により硬化する。この硬化性樹脂は、電子線のエネルギーで重合反応を起こす、官能基を有するモノマーまたはオリゴマーを指し、分子の構造単位の繰り返しが２〜２０程度の比較的大きな分子がオリゴマー、それ以下のものがモノマーとして定義される。
【００４６】
該重合反応を起こす官能基としては、炭素−炭素二重結合を有する基、開環重合を起こすもの、２種類以上の分子が反応して重合を起こすものなどが挙げられる。特に、本発明の実施の形態においては、硬化性樹脂として炭素−炭素二重結合を有するアクリロイルオキシ基（ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯ−）又はメタクリロイルオキシ基（ＣＨ_２＝Ｃ（ＣＨ_３）ＣＯＯ−）を含んだ樹脂を用いることが好ましい。
【００４７】
上述したように、感光ドラム１の保護層１ａとしての硬化性樹脂は電子線照射によって硬化される。電子線照射をする場合、加速器としてはスキャニング型、エレクトロカーテン型、ブロードビーム型、パルス型、ラミナー型などいずれの形式も使用することができる。
【００４８】
電子線を照射する場合に、本発明の実施の形態における感光ドラム１においては、良好な電気特性及び耐久性能を得るために照射条件が非常に重要である。よって、本発明の実施の形態における加速電圧は２５０ｋＶ以下が好ましく、より好ましくは１５０ｋＶ以下である。また、線量に関しては、好ましくは１Ｍｒａｄ〜１００Ｍｒａｄの範囲であり、より好ましくは３Ｍｒａｄ〜５０Ｍｒａｄの範囲である。なお、加速電圧が上記以上であると、感光ドラム１の特性に対する電子線照射のダメージが顕著になる。また、線量が上記範囲よりも少ない場合には硬化が不十分となり、線量が多すぎる場合には感光ドラム１の特性の劣化が起こる。
【００４９】
上述したように硬化性樹脂で形成される感光ドラム１の保護層１ａを電子線照射によって硬化した場合において、良好な耐削れ性、耐傷性を示すかに関しては、明確な理由は判明していない。ただ、熱または紫外線と比較して、電子線が持つメリットから以下のように考察される。
【００５０】
即ち、熱硬化の場合は、保護層１ａを完全に硬化するための熱量はかなり大きなものとなり、その熱が保護層１ａ下に存在する感光層（電荷発生層１ｃと電荷輸送層１ｂ）自体を劣化させてしまうため、従来は十分な熱量を与えられないまま、保護層１ａを形成してしまうため、保護層１ａの硬度が不十分なままであった。
【００５１】
また、紫外線を用いた場合には、硬化をするためには樹脂に対して、重合開始剤を併用する必要があるものの、一方で重合開始剤の添加量の増加に伴い、その表面硬度が低下してしまうことも分かっており、重合開始剤の量の最適化を図ったとしても高硬度のものを得ることはできず、上記方法で作製された感光ドラム１は、耐削れ性、耐傷性が悪くなってしまうと考えられる。
【００５２】
これに対し、本発明の実施の形態のように電子線照射により硬化する保護層１ａは、重合開始剤を添加する必要がないため有利である。また、照射エネルギーも紫外線に比べて非常に大きく、電子線の試料に対する透過深さも非常に深いため、保護層１ａ表面の高硬度化を達成でき、作製された保護層１ａは耐削れ性、耐傷性が良好なものになると考えている。
【００５３】
上記のように作製された保護層１ａを有する本発明の実施の形態の感光ドラム１において、その表面（保護層１ａ）のテーバー磨耗（ｍｇ／１０００回転）を測定した結果、０．４〜０．５であった。
【００５４】
本発明の実施の形態における感光ドラム１の下引き層１ｄは、感光層（電荷発生層１ｃ、電荷輸送層１ｂ）の接着性改良、塗工性改良、導電性支持体１ｅの保護、導電性支持体１ｅ上の欠陥の被覆、導電性支持体１ｅからの電荷注入性改良、感光層（電荷発生層１ｃ、電荷輸送層１ｂ）の電気的破壊に対する保護などのために形成される。下引き層１ｄは、それぞれに適した溶剤に溶解されて導電性支持体１ｅ上に塗布される。その際の膜厚としては、０．１〜２μｍ程度が好ましい。
【００５５】
本発明の実施の形態における感光ドラム１の電荷発生層１ｃに用いる電荷発生物質としては、例えばセレン−テルル、ピリリウム、チアピリリウム系染料、各種の中心金属及び結晶系、あるいは特開昭５４−１４３６４５号公報に記載のアモルファスシリコンなどが挙げられる。電荷発生層１ｃは、上記電荷発生物質を０．３〜４倍量の結着剤樹脂と共に溶剤に分散し、分散液を塗布、乾燥して形成されるか、又は上記電荷発生物質の蒸着膜等、単独組成の膜として形成される。また、電荷発生層１ｃの膜厚は、５μｍ以下、特に０．１〜２μｍの範囲であることが好ましい。
【００５６】
電荷発生層１ｃ上に形成する電荷輸送層１ｂは、上記した電荷輸送物質と適当な樹脂を溶剤に溶解することによって得られた溶解液を塗布し、乾燥し形成することが好ましい。上記樹脂としては広範囲なバインダー樹脂から選択でき、市販の樹脂、例えばポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂等を用いることが可能であるが、これらに限定されるものではない。これらは単独または共重合体ポリマーとして、１種または２種以上混合して用いてもよい。
【００５７】
また、上記した本実施の形態のように、感光層（電荷発生層１ｃ、電荷輸送層１ｂ）が有機光導電材料でなく、無機光導電材料でもよく、例えば、Ｓｅ、Ａｓ_２Ｓｅ_３、ａ−Ｓｉ、ＣｄＳ及びＺｎＯ_２等を用いることも可能である。ただし、電子写真感光体としての特性である残留電位などの特性を鑑みると、有機光導電材料の電荷発生層と電荷輸送層を積層した構成の機能分離型の感光体構成が特に好ましい。
【００５８】
また、感光ドラム１を製造する場合、導電性支持体１ｅとしてはアルミニウム、ステンレスなどの金属や合金、紙、プラスチックなどが用いられるが、その形状は円筒状シリンダーまたはフィルムなど適用される電子写真装置に応じて任意のものとすることができる。また、非導電性支持体上に導電層を蒸着法やその他の方法で、別に設けることにより導電性支持体として用いてもよい。
【００５９】
また、本実施の形態における画像形成装置は、現像装置４の現像スリーブ４ｂは前述したように現像部ｃにおいて、感光ドラム１面の進行方向とは逆方向に回転させており、これは感光ドラム１上の転写残トナーの回収に有利である。また、感光ドラム１面上の転写残トナーは、露光部ｂを通るので露光工程はその転写残トナー上からなされるが、転写残トナーの量は少ないため、大きな影響は現れない。
【００６０】
ところで、上述したように転写残トナーには帯電極性が正規極性のもの、逆極性のもの（反転トナー）、帯電量が少ないものが混在しており、そのうちの反転トナーや帯電量が少ないトナーが帯電部ａを通過する際に帯電ローラ２に付着することで、帯電ローラ２が許容以上にトナー汚染して帯電不良を生じることになる。
【００６１】
また、感光ドラム１面上の転写残トナーの、現像装置４による現像同時クリーニングを効果的に行わせるためには、現像部ｃに持ち運ばれる感光ドラム１上の転写残トナーの帯電極性が正規極性であり、かつその帯電量が現像装置４によって感光ドラム１上の静電潜像を現像できるトナーの帯電量であることが必要である。なお、反転トナーや帯電量が適切でないトナーについては、感光ドラム１上から現像装置４に除去・回収できず、不良画像の原因となってしまう。
【００６２】
更に、近年ユーザニーズの多様化に伴い、写真画像などといった高画像比率な画像などの連続画像形成動作などにより、一度に大量の転写残トナーが発生すると、上記と同様に感光ドラム１上から現像装置４に除去・回収できず、不良画像の原因となってしまう。
【００６３】
そこで、本実施の形態においては、感光ドラム１の回転方向に対して転写ローラ５と感光ドラム１が当接する転写部ｄの下流側で、かつ帯電ローラ２と感光ドラム１が当接する帯電部ａの上流側に、感光ドラム１上の転写残トナーの分布を均一化かつ除電するための転写残トナー除電部材８を設け、更に、感光ドラム１の回転方向に対して転写残トナー除電部材８の下流側でかつ帯電部ａの上流側に、転写残トナーの帯電極性を正規極性である負極性に揃えると共に帯電量を制御する転写残トナー帯電量制御部材７を設けている。
【００６４】
転写残トナー除電部材８を設けることにより、転写部ｄから転写残トナー帯電量制御部材７へ持ち運ばれる感光ドラム１上のパターン状の転写残トナーはトナー量が多くても、そのトナーが感光ドラム１面に分散分布され、非パターン化されるので、転写残トナー帯電量制御部材７の一部にトナーが集中することがなくなる。これにより、転写残トナー帯電量制御部材７による転写残トナーの全体的な正規極性帯電化処理が常に十分になされて、転写残トナーの帯電ローラ２への付着防止が効果的になされる。また、転写残トナー像パターンのゴースト像の発生も防止される。
【００６５】
本実施の形態では、転写残トナー除電部材８と転写残トナー帯電量制御部材７は、適度の導電性を持ったブラシ状部材で形成されており、それぞれのブラシ部が感光ドラム１面に接触するようにして配置されている。転写残トナー除電部材８は接触部ｆで感光ドラム１面と接触しており、転写残トナー帯電量制御部材７は接触部ｅで感光ドラム１面と接触している。
【００６６】
転写残トナー帯電量制御部材７には電源Ｓ４より正規極性（負極性）の電圧（本実施の形態では−４００Ｖ）が印加されており、転写残トナー除電部材８には電源Ｓ５より正規極性と逆極性（正極性）の電圧（本実施の形態では４００Ｖ）が印加されている。
【００６７】
画像形成枚数（通紙耐久）の増加に伴う感光ドラム表面（保護層）の膜厚変化が１０〜４０％である従来の感光ドラムを用いて、転写残トナー除電部材８と転写残トナー帯電量制御部材７との前後での感光ドラム電位と転写残トナー帯電量の、感光ドラム表面（保護層）の膜厚に対する変化を調べた。図３（ａ）、（ｂ）にその結果を示す。なお、図３（ａ）は、画像形成枚数（通紙耐久）が少数で感光ドラム表面（保護層）の膜厚がほとんど減っていない４５μｍの感光ドラムの場合であり、図３（ｂ）は、画像形成枚数（通紙耐久）が５００００枚で感光ドラム表面（保護層）の膜厚が減って３０μｍの感光ドラムの場合である。
【００６８】
また、図３（ａ）、（ｂ）において、Ａは、図１に示した画像形成装置の現像部ｃと転写部ｄ間、Ｂは、図１に示した画像形成装置の転写部ｄと転写残トナー除電部材８との接触部ｆ間、Ｃは、図１に示した画像形成装置の転写残トナー除電部材８との接触部ｆと転写残トナー帯電量制御部材７との接触部ｅ間、Ｄは、図１に示した画像形成装置の転写残トナー帯電量制御部材７との接触部ｅと帯電部ａ間における、それぞれの感光ドラム表面の位置であり、それらの位置（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）における感光ドラム電位とトナーの帯電分布を示している。
【００６９】
この結果から明らかなように、画像形成枚数（通紙耐久）が少数で感光ドラム表面（保護層）の膜厚が４５μｍの感光ドラムでは、転写帯電前後の電位変動が大きく（図３（ａ）のＡ、Ｂ参照）。画像形成枚数（通紙耐久）が５００００枚で感光ドラム表面（保護層）の膜厚が３０μｍに減少した感光ドラムでは、転写帯電前後の電位変動が小さくなっている（図３（ｂ）のＡ、Ｂ参照）。
【００７０】
これは、転写ローラ５と感光ドラム１の間に流れる電流が１０μＡと一定でも、感光ドラム１表面（保護層１ａ）の膜厚が薄くなると静電容量が大きいため、電位変動が小さくなるためと考えられる。そのため、転写残トナー除電部材８に印加される電圧（＋４００Ｖ）との電位差が、感光ドラム１表面（保護層１ａ）の膜厚が薄いほど大きくなるため、転写残トナー除電部材８と感光ドラム１間に流れる電流が大きくなる。その結果、転写残トナー除電部材８を通過した転写残トナーの逆極性成分が増加してしまう。
【００７１】
また、転写残トナー帯電量制御部材７には正規極性のバイアスが印加されているため、転写残トナー除電部材８通過後の逆極性トナーの大半は転写残トナー帯電量制御部材７に捕捉される。しかしながら、感光ドラム１表面（保護層１ａ）の膜厚が薄い場合は、上述したように転写残トナー帯電量制御部材７に到達する逆極性トナーが多いため、逆極性のまま転写残トナー帯電量制御部材７を通過しやすくなる。
【００７２】
以上の理由より、感光ドラム１表面（保護層１ａ）が削れて膜厚が減少するに従い、帯電ローラ２に到達する逆極性トナー量が増加し、帯電ローラ２表面がトナー汚染しやすくなる。
【００７３】
また、感光ドラム１表面（保護層１ａ）の削れにともなう、転写残トナー除電部材８から感光ドラム１に流れる電流量の変化をなくす手段として、転写残トナー除電部材８に印加するバイアスを定電圧でなく定電流とする方法が挙げられるが、転写残トナー除電部材８の汚れがその長手方向で不均一であると（長手方向の画像の偏りに起因する）、電位抵抗の低い領域に電流が集中するため電気抵抗の高い領域の除電能力が低下し、帯電量の大きい正規極性トナーが感光ドラム１から離れないで次の画像に影響を及ぼしてしまう。
【００７４】
また、感光ドラム表面（保護層）の膜厚を初期時から薄く設定することで膜厚の変化量は小さくできるが、正常な帯電（電位の保持など）を維持できる膜厚までの画像形成枚数（通紙耐久）が著しく減少してしまい、頻繁に感光ドラムを交換する必要が生じ、コスト、環境面において不利となる。
【００７５】
そこで、上述した表面（保護層１ａ）のテーバー磨耗（ｍｇ／１０００回転）が０．４〜０．５の本発明の実施の形態における感光ドラム１を用いて、画像形成枚数（通紙耐久）が５００００枚後の感光ドラム電位とトナーの帯電分布を調べた結果、上記した図３（ｂ）の場合と略同様であった。
【００７６】
このように、表面（保護層１ａ）のテーバー磨耗（ｍｇ／１０００回転）が０．４〜０．５の本発明の実施の形態における感光ドラム１は、従来の保護層を有する感光ドラムに比べて耐摩耗性が大幅に向上することにより、５００００枚後の画像形成枚数（通紙耐久）後においても、転写帯電前後の電位変動が小さく、帯電ローラ２表面のトナー汚染を長期にわたって防止することができた。
【００７７】
また、上記した本実施の形態では、感光ドラム１の表面（保護層１ａ）のテーバー磨耗（ｍｇ／１０００回転）が０．４〜０．５としたが、表面（保護層１ａ）のテーバー磨耗（ｍｇ／１０００回転）を０．１〜１．０とした場合でも、上記と同様に５００００枚後の画像形成枚数（通紙耐久）後においても転写帯電前後の電位変動が小さく、帯電ローラ２表面のトナー汚染を長期にわたって防止することができた。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、第１の像担持体の最外層のテーバー磨耗（ｍｇ／１０００回転）を０．１以上１．０以下としたことにより、長期にわたって接触帯電部材の転写残トナーによる汚れに起因する帯電不良を防止して、良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の感光ドラムと帯電ローラの層構成を示す概略断面図。
【図３】（ａ）は、感光ドラム表面（保護層）の膜厚減少がない場合の感光ドラム上の任意の位置における感光ドラム電位と転写残トナー帯電量の関係を示す図、（ｂ）は、感光ドラム表面（保護層）の膜厚減少が大きい場合の感光ドラム上任意の位置における感光ドラム電位と転写残トナー帯電量の関係を示す図。
【符号の説明】
１　　　　感光ドラム（第１の像担持体）
１ａ　　　保護層
２　　　　帯電ローラ（接触帯電部材）
３　　　　露光装置
４　　　　現像装置（現像手段）
４ｂ　　　現像スリーブ
５　　　　転写ローラ（転写手段）
６　　　　定着装置
６ａ　　　定着ローラ
６ｂ　　　加圧ローラ
７　　　　転写残トナー帯電量制御部材（第１の導電性部材）
８　　　　転写残トナー除電部材（第２の導電性部材）

Claims

移動自在な第１の像担持体と、帯電バイアスの印加により前記第１の像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された前記第１の像担持体表面を露光して画像情報に応じた静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像に現像剤を供給して現像剤像として可視像化する現像手段と、前記現像剤像を第２の像担持体もしくは被転写材に転写する転写手段と、を備え、前記現像手段が、前記転写手段により現像剤像を前記第２の像担持体もしくは被転写材に転写した後に前記第１の像担持体上に残留した残留現像剤を静電的に回収するクリーニング手段を兼ねる画像形成装置において、
前記第１の像担持体の最外層のテーバー磨耗（ｍｇ／１０００回転）が０．１以上１．０以下である、
ことを特徴とする画像形成装置。
前記第１の像担持体の移動方向に沿って前記帯電手段の上流側でかつ前記転写手段の下流側に前記第１の像担持体表面に当接するようにして配置した、前記現像剤の正規帯電極性と同極性の直流電圧が印加される第１の導電性部材と、前記第１の像担持体の移動方向に沿って前記第１の導電性部材の上流側でかつ前記転写手段の下流側に前記第１の像担持体表面に当接するようにして配置した、前記現像剤の正規帯電極性と逆極性の直流電圧が印加される第２の導電性部材と、を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記第１の像担持体は、感光層上に少なくとも硬化性樹脂を含有する最外層としての保護層を有し、前記硬化性樹脂の硬化を電子線照射で行う、
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。
前記帯電手段は、接触帯電部材を前記第１の像担持体に接触させて帯電を行う接触帯電手段である、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。