(57)【要約】【課題】画像形成装置に装着される複数の静電潜像保持体の交換サイクル（交換間隔）を近づけて、一部の極端な短命化を抑制することができる静電潜像保持体又は画像形成装置を提供する。【解決手段】その表面に静電潜像が保持される複数の静電潜像保持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、静電潜像保持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃと接触して、所定の電位に帯電する接触帯電手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃと、静電潜像保持体２Ｋと非接触で、所定の電位に帯電する非接触帯電手段３Ｋとを備え、静電潜像保持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、複数の機能層３０ａ，３０ｂ，３０ｃが積層されて形成されていると共に、接触帯電手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃに対応する静電潜像保持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの各機能層３０ａ，３０ｂ，３０ｃの構成比率と、非接触手段３Ｋに対応する静電潜像保持体２Ｋの各機能層３０ａ，３０ｂ，３０ｃの構成比率とは異なることを特徴とする。【選択図】図３
2008134304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その表面に静電潜像が保持される複数の静電潜像保持体と、
前記静電潜像保持体と接触して、該静電潜像保持体の表面を所定の電位に帯電する接触帯電手段と、
前記静電潜像保持体と非接触で、該静電潜像保持体の表面を所定の電位に帯電する非接触帯電手段と、
前記静電潜像保持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と
を備え、
前記複数の静電潜像保持体はそれぞれ、前記接触帯電手段又は前記非接触帯電手段と対向するものであり、
前記静電潜像保持体は、複数の機能層が積層されて形成されていると共に、前記接触帯電手段に対応する静電潜像保持体の各機能層の構成比率と、前記非接触帯電手段に対応する静電潜像保持体の各機能層の構成比率とは異なることを特徴とする静電潜像保持体ユニット。
【請求項２】
前記複数の機能層は、最表面に配される保護層と、この保護層の内側に形成される電荷輸送層とを含み、前記保護層は、前記電荷輸送層よりも磨耗率が小さいと共に、前記接触帯電手段に対応する静電潜像保持体の前記保護層の厚さは、前記非接触帯電手段に対応する静電潜像保持体の保護層の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１に記載の静電潜像保持体ユニット。
【請求項３】
前記複数の機能層は、最表面に配される保護層と、この保護層の内側に形成される電荷輸送層とを含み、前記保護層は、前記電荷輸送層よりも磨耗率が小さいと共に、前記接触帯電手段に対応する静電潜像保持体の電荷輸送層の厚さは、前記非接触帯電手段に対応する静電潜像保持体の電荷輸送層の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１又は２に記載の静電潜像保持体ユニット。
【請求項４】
前記保護層は、架橋構造のフェノール樹脂を含有していることを特徴とする請求項２又は３に記載の静電潜像保持体ユニット。
【請求項５】
前記複数の静電潜像保持体の径は、いずれも略同等であって、かつ、各機能層の総厚さは、いずれの静電潜像保持体においても略同等に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の静電潜像保持体ユニット。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の静電潜像保持体ユニットと、前記静電潜像保持体に形成されたトナー像を被転写媒体に転写する転写手段とを備え、
カラー画像を形成するカラー画像形成モードと、モノクロ画像を形成するモノクロ画像形成モードとを有し、モノクロ画像形成モードにおける前記静電潜像保持体の周速度は、カラー画像形成モードにおける前記静電潜像保持体の周速度よりも速い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、静電潜像保持体ユニット、またこれらを有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平１０−０７８７０８号公報
【特許文献２】特開２０００−２４２０５７号公報
【特許文献３】特開２００５−１０７３６６号公報
【０００３】
従来、複数の感光体が中間転写体に沿って併設された、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置が知られている。このようなタンデム方式のカラー画像形成装置においては、一般に、カラー画像を形成する頻度よりもモノクロ（白黒）画像を形成する頻度が高く、モノクロ画像を形成する場合には、プロセススピード（感光体の周速度）を速くすることが一般的である。
【０００４】
ここで、特許文献１には、各感光体の交換サイクルを近づけて保守性の向上をはかるために、ブラック用感光体の外径をカラー用感光体の外径よりも大きくした画像形成装置が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、ブラック用感光体の寿命の延長を図りつつ、地汚れの低減及び高精細なモノクロ画像を形成するために、ブラック用感光体の外径をカラー用感光体の外径よりも大きくすると共に、感光層の厚さを異ならせた画像形成装置が開示されている。
【０００６】
さらに、特許文献３には、感光体表面の感光層を薄膜化すると共に、その寿命の延長やコストダウンを図るために、上記感光層中の電荷輸送物質の組成や電気的特性を規定した画像形成装置が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的とするところは、画像形成装置に装着される複数の静電潜像保持体の交換サイクル（交換間隔）を近づけて、一部の極端な短命化を抑制することができる静電潜像保持体ユニット又は画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の静電潜像保持体ユニットは、その表面に静電潜像が保持される複数の静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体と接触して、該静電潜像保持体の表面を所定の電位に帯電する接触帯電手段と、前記静電潜像保持体と非接触で、該静電潜像保持体の表面を所定の電位に帯電する非接触帯電手段と、前記静電潜像保持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段とを備え、前記複数の静電潜像保持体はそれぞれ、前記接触帯電手段又は前記非接触帯電手段と対向するものであり、前記静電潜像保持体は、複数の機能層が積層されて形成されていると共に、前記接触帯電手段に対応する静電潜像保持体の各機能層の構成比率と、前記非接触帯電手段に対応する静電潜像保持体の各機能層の構成比率とは異なることを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、各機能層の構成比率とは、感光層を形成する複数の機能層の構成割合をいい、例えば、各機能層の厚さの割合として示されるものである。
【００１０】
請求項２に記載の静電潜像保持体ユニットは、請求項１に記載の構成において、前記複数の機能層は、前記感光層の最表面に配される保護層と、この保護層の内側に形成される電荷輸送層とを含み、前記保護層は、前記電荷輸送層よりも磨耗率が小さいと共に、前記接触帯電手段に対応する静電潜像保持体の前記保護層の厚さは、前記非接触帯電手段に対応する静電潜像保持体の保護層の厚さよりも厚いことを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、磨耗率とは、後述のとおり、所定の枚数（例えば、１０万枚）の画像出力を行った際の、当該感光体の初期膜厚からの磨耗量を、相当する感光体の回転数で除した値であり、感光体一定回転あたりの磨耗量を示す指標である。
【００１２】
請求項３に記載の静電潜像保持体ユニットは、請求項１又は２に記載の構成において、前記複数の機能層は、前記感光層の最表面に配される保護層と、この保護層の内側に形成される電荷輸送層とを含み、前記保護層は、前記電荷輸送層よりも磨耗率が小さいと共に、前記接触帯電手段に対応する静電潜像保持体の電荷輸送層の厚さは、前記非接触帯電手段に対応する静電潜像保持体の電荷輸送層の厚さよりも薄いことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に記載の静電潜像保持体ユニットは、請求項２又は３に記載の構成において、前記保護層は、架橋構造のフェノール樹脂を含有していることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に記載の静電潜像保持体ユニットは、請求項１ないし４のいずれかに記載の構成において、前記複数の静電潜像保持体の径は、いずれも略同等であって、かつ、各感光層の厚さは、いずれの静電潜像保持体においても略同等に形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項６に記載の画像形成装置は、請求項１ないし５のいずれかに記載の静電潜像保持体ユニットと、前記静電潜像保持体に形成されたトナー像を被転写媒体に転写する転写手段とを備え、カラー画像を形成するカラー画像形成モードと、モノクロ画像を形成するモノクロ画像形成モードとを有し、モノクロ画像形成モードにおける前記静電潜像保持体の周速度は、カラー画像形成モードにおける前記静電潜像保持体の周速度よりも速いことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、使用頻度、使用方法が異なる静電潜像保持体の交換サイクルを各々近づけることが可能な画像形成装置を実現することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、上記効果に加え、相対的に磨耗率が大きく磨耗が促進される接触帯電手段に対応する静電潜像保持体の表面を保護することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、上記効果に加え、層厚が薄くなると帯電性能が劣化する非接触帯電手段の帯電性能の維持向上に寄与することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比較して、酸素透過係数を低減し、耐酸化性を向上することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比較して、静電潜像保持体の周囲に配置される周辺部材の標準化・共通化を図ることができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比較して、用途に応じてプロセススピードを異ならせた画像形成装置における複数の静電潜像保持体の交換サイクルを各々近づけることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明に係る実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２３】
まず、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略構成について、図１を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係るタンデム型カラー画像形成装置１００の概略構成図である。
【００２４】
この画像形成装置１００では、不図示の画像読取装置より読み取られたカラー原稿のカラー画像情報、不図示のパーソナルコンピュータや画像データ入力装置等から送られてくるカラー画像情報等が入力され、入力された画像情報に対して画像処理が行われるようになっている。
【００２５】
図１において、１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナー画像を形成する画像形成ユニットであり、複数の張架ロールにより張架された無端状の中間転写ベルト９の進行方向に沿って１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの順で直列に配設されている。また、被転写媒体の一例である中間転写ベルト９は、これらの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋで形成された各色のトナー像が転写される中間転写体であり、この中間転写ベルト９は、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを構成する静電潜像保持体の一例である感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、これらに対向して配設される一次転写ロール６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋとの間に挿通され矢印方向に循環移動可能に形成されている。そして、中間転写ベルト９上に多重に転写された各色のトナー像は、給紙カセット１７等から給紙された記録媒体としての記録用紙１８上に一括して転写された後、定着装置１５によって記録用紙１８上に定着され、カラー画像が形成された記録用紙１８が外部に排出されるようになっている。
【００２６】
各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、基本的に略同様に構成されており、大別して、矢印方向に沿って所定の回転速度で回転する感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、この感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面を一様に帯電する帯電手段である帯電装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと、当該感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する露光装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上に形成された静電潜像を現像する現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋと、クリーニング装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ及び除電装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ等とから構成されている。但し、本実施の形態において、カラー用感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃとブラック用感光体２Ｋとでは、後述するようにその帯電方式を異ならせているので、対応する帯電装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃと帯電装置３Ｋとでは、その構成を異ならせている。なお、本実施の形態において、上記各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは静電潜像保持体ユニットに相当し、各ユニットは画像形成装置本体に対して着脱自在に形成されている。
【００２７】
本実施の形態において、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、矢印方向に回転する金属製ドラムの表面に有機系感光材料、アモルファスセレン系感光材料、アモルファスシリコン系感光材料等からなる所定の層が被膜形成されている。なお、この層（以下、感光層とも称する）は、複数の機能層が順次積層された構造を有しており、その詳細は後述する。
【００２８】
また、本実施の形態に係る画像形成装置では、白黒画像を形成するモノクロ画像形成モードと、カラー画像を形成するカラー画像形成モードとが、不図示の操作パネル等により選択設定可能に設けられており、相対的に使用頻度が高いモノクロ画像形成モードにおけるプロセススピードは、このモノクロ画像形成モードに比し使用頻度が低いカラー画像形成モードにおけるプロセススピードよりも高速（例えば、［モノクロ画像形成モードのプロセススピード］＝１．５×［カラー画像形成モードのプロセススピード］）に設定されている。なお、本実施の形態において、カラー用画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃは、不図示の移動機構により、中間転写ベルト９に対して接離可能に構成されており、高速のモノクロ画像形成モードの際には、これらのカラー用画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃは、中間転写ベルト９から離間するように構成されている。
【００２９】
さらに、本実施の形態に係る画像形成装置においては、次のような理由により感光体２に応じて対応する帯電方式を異ならせている。
【００３０】
一般に、感光体の帯電方式としては、ドラム表面との接触状態により、接触帯電方式と非接触帯電方式とに区分できる。ここで、接触帯電方式は、放電の影響によるオゾンや窒素酸化物等の放電生成物の発生量が少なく、環境性に優れ、小型化にも有利であるという利点を有する。これに対して、非接触帯電方式は、コロナ放電による広い領域での帯電が可能となるので、感光体の高速化、すなわちプロセススピードの高速化に有利であるという利点を有する。
【００３１】
そこで、本実施の形態に係る画像形成装置では、プロセススピードが速く、モノクロ画像を形成する際に高速回転が要求されるブラック用感光体２Ｋに対応する帯電装置としては、高速化に有利な非接触方式の帯電手段を採用し、モノクロ画像に比しプロセススピードが遅いカラー画像を形成する際のカラー用感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃに対応する帯電装置としては、環境性、小型化等に有利な接触式の帯電手段を採用し、用途に応じた高速化、小型化、環境性能の向上といった要請を充足している。次に、本実施の形態に係る帯電方式について以下に説明する。
【００３２】
まず、本実施の形態において、カラー用画像形成ユニット１Ｙ（イエロー），１Ｍ（マゼンタ），１Ｃ（シアン）を構成する感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃに対応する帯電装置としては、接触方式の帯電装置（ＢＣＲ：Ｂｉａｓ  Ｃｈａｒｇｅｄ  Ｒｏｌｌ）３Ｙ，３Ｍ，３Ｃが用いられている。具体的には、対応する感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの表面と接触（本例では、感光体の上方から接触）するように配設された帯電ロール３Ｙ，３Ｍ，３Ｃに、交流成分が重畳された直流成分の電圧／電流を印加することにより、対応する感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃとの間の微小ギャップにおいてギャップ放電を発生させ、当該放電によって感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの表面（感光層）を所定の電位に帯電するようになっている。本実施の形態における帯電ロール３Ｙ，３Ｍ，３Ｃは、ステンレス等の金属からなる芯金の表面に、抵抗値が所定の値に調整された導電性の合成樹脂や合成ゴム等からなる導電層を被覆して構成することができ、必要に応じて、導電層の表面に離型層を形成してもよい。そして、例えば直流電圧は感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの帯電電位と略等しいＤＣ−７００〜−８００Ｖ程度、交流電圧はＶｐｐが２．０ｋＶ、周波数が１．３ｋＨｚ程度の、直流成分に交流成分が重畳された電圧を、定電流制御によって、不図示の高圧電源より芯金に印加することにより、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃが所定の電位に帯電されるようになっている。
【００３３】
一方、モノクロ（ブラック）用画像形成ユニット１Ｋを構成する感光体２Ｋに対応する帯電装置としては、非接触方式の帯電装置が用いられている。具体的には、感光体２Ｋの表面と所定の離隔距離を設けて非接触で配設された従来公知のスコロトロン３Ｋが、感光体２Ｋの上方に配設されている。そして、例えば感光体２Ｋの帯電電位と略等しいＤＣ−７５０Ｖ程度の直流電圧をグリッド電圧として不図示の高圧電源より印加し、−７００μＡの電流を放電ワイヤに印加することにより、所定の帯電領域に対応する感光体２Ｋの表面領域がコロナ放電により所定の電位に帯電されるようになっている。
【００３４】
このように構成した画像形成装置における画像形成工程について以下に説明する。
【００３５】
カラー画像形成モードが選択された場合には、カラー用感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃは帯電ロール３Ｙ，３Ｍ，３Ｃにより、また、ブラック用感光体２Ｋはスコロトロン３Ｋにより、その表面（感光層）が一様に帯電される。次に、例えば画像読取装置によって読み取られた画像情報に基づき、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、露光装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋから出力されるレーザービームにより各色画像に対応する走査露光がなされ、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面（感光層）には各色画像に対応する静電潜像が形成される。この各色画像に対応する静電潜像は現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋによって各色トナー像となり、一次転写手段の一部を構成する一次転写ロール６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの圧接力及び静電吸引力によって中間転写ベルト９上に、フルカラートナー像が順次重ね合わされた状態で一次転写される。
【００３６】
一方、モノクロ画像形成モードが選択された場合には、カラー用画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃが中間転写ベルト９より離間し、ブラック用感光体２Ｋや中間転写ベルト９等が、高速なプロセススピード（例えば、カラー画像形成モードの１．５倍）に対応して高速回転するようになっている。そして、カラー画像を形成する際と同様に、ブラック用感光体２Ｋは、スコロトロン３Ｋによりその表面（感光層）が所定の電位に一様帯電され、露光装置４Ｋ及び現像装置５Ｋにより感光体２Ｋの表面（感光層）にモノクロ（ブラック）トナー像が形成され、このモノクロトナー像は、一次転写ロール６Ｋにより中間転写ベルト９上に一次転写される。
【００３７】
なお、一次転写後の感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上に残留した各色トナーは、ドラムクリーニング装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋよって掻き取られる。その後、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面は除電装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋによって除電された後、次の画像形成サイクルのために帯電装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋにより再び帯電される。
【００３８】
本実施の形態において、中間転写ベルト９としては、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続することにより、無端ベルト状に形成したものを用いることができる。
【００３９】
そして、中間転写ベルト９上に一次転写されたカラー／モノクロトナー像は、所定のタイミングで二次転写位置へと搬送される記録用紙１８上に、二次転写部において中間転写ベルト９を背部から支持するバックアップロール１３と、このバックアップロール１３に所定のタイミングで圧接する二次転写ロール１２との圧接力及び静電吸引力によって二次転写される。
【００４０】
一方、記録用紙１８は、画像形成装置１００内の下部に配置された記録用紙収容部としての給紙カセット１７から、所定のサイズのものが給紙ロール１７ａによって給紙される。給紙された記録用紙１８は、複数の搬送ロール１９及び用紙の位置を規定するレジストロール２０によって、所定のタイミングで中間転写ベルト９の二次転写位置まで搬送される。そして、記録用紙１８には、上述したように、二次転写手段としてのバックアップロール１３と二次転写ロール１２とによって、中間転写ベルト９上からトナー像が一括して転写される。
【００４１】
また、中間転写ベルト９上からトナー像が二次転写された記録用紙１８は、中間転写ベルト９から分離された後、二次転写手段の下流側に配設された定着装置１５へと搬送され、この定着装置１５によって熱及び圧力でトナー像が記録用紙１８上に定着されるようになっている。定着後の記録用紙１８は、排出ロール２３を介して不図示の排出トレイ上に排出される。
【００４２】
さらに、二次転写手段により記録用紙１８上に転写できなかった中間転写ベルト９上の残トナーは、そのまま中間転写ベルト９上に付着した状態でベルトクリーニング装置１４まで搬送され、このベルトクリーニング装置１４により中間転写ベルト９上から除去されて次の画像形成に備える。
【００４３】
ところで、上述のように構成した画像形成装置では、用途に応じた高速性、環境性、小型化といった要請を満足するものの、カラー用感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃとモノクロ画像用感光体２Ｋとの使用頻度が異なるため、交換部品である感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの交換サイクルが異なってしまいユーザーの保守性・利便性を損なう虞が生じる。そこで、本発明に係る画像形成装置では、さらにカラー用感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ表面の各層とモノクロ用感光体２Ｋ表面の各層の組成を異ならせることにより、交換サイクルの均一化を図っている。以下に、本実施の形態における感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの各層の概略構成を図２を参照して説明する。
【００４４】
本実施の形態に係る感光体２の表面には、図２に示すような感光層３０が被膜形成されており、この感光層３０は、さらに複数の機能層３０ａ〜３０ｃから構成されている。具体的には、ドラム状の導電性支持体３５の上に、電荷を生成させる機能層である電荷発生層３０ａが積層されており、この電荷発生層３０ａの上には、生成した電荷を輸送する機能層である電荷輸送層３０ｂが積層されている。さらに、この電荷輸送層３０ｂの上には、表面の磨耗を抑制するために、電荷輸送層３０ｂよりも磨耗率が小さく硬度が高い保護層３０ｃが最外表面層として積層形成されている。
【００４５】
なお、本実施の形態における磨耗率の測定方法を以下に述べる。
１）まず、Ａ．Ｃ５％（Ｙ／Ｍ／Ｃ／Ｋ各色）の画像を軸方向に均一となるように配置する。ここで、Ａ．Ｃ（エリアカバレッジ）５％とは、記録用紙全体に占める画像面積率を意味する。
２）次に、感光体回転数を例えば１００ｋサイクル（１０００００回転）に設定する。
３）画像形成装置に感光体をセットし上記画像をプリント出力する。
４）プリント後、未使用時の膜厚に対する、１００ｋサイクル相当プリント出力した後の感光体膜厚の差分から、感光体一定サイクル当りの磨耗量を計算することにより、磨耗率（ｍｍ／ｋサイクル又はｎｍ／ｋサイクル）を求める。
【００４６】
上記導電性支持体３５としては、一般に電子写真感光体の導電性支持体として用いられているものであれば特に制限はなく、公知の支持体、例えば、アルミニウム、銅、鉄、亜鉛、ニッケル等の金属類、蒸着によりアルミニウム、銅、金、銀、白金、パラジウム、チタン、ニッケル−クロム、ステンレス鋼、銅−インジウム、酸化インジウム、酸化錫等の薄膜を設けた紙、プラスチック又はガラス、金属箔をラミネートしたり、カーボンブラック、酸化インジウム、酸化錫−酸化アンチモン粉・金属粉・沃化銅等を結着樹脂に分散した塗布液を塗布して導電処理した各種の支持体を好適に用いることができる。また、導電性支持体３５の形状としても、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ドラム状、シート状、プレート状、パイプ状等が挙げられる。さらに、導電性支持体３５には、必要に応じて、鏡面切削、エッチング処理、陽極酸化処理、粗切削処理、センタレス研削処理、サンドブラスト処理、ウェットホーニング処理等の各種の表面処理等を行うことができる。表面処理によって、支持体表面を粗面化することにより、レーザービームのような可干渉光源を用いた場合に発生し得る感光体内での干渉光による木目状の濃度斑を防止することができる。このような表面処理は、特に、導電性支持体３５として、金属製のパイプ基材を用いる場合に有効である。なお、本実施の形態において、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの各導電性支持体３５は、全て共通にその外径が略同等に形成されている。ここでいう略同等とは、いわゆる外周振れを加味した場合、おおよそ５０μｍ以内の範囲内に収まっていることをいう。
【００４７】
電荷発生層３０ａは、少なくとも電荷発生材料を含有し、必要に応じて結着樹脂等のその他の成分を含有して構成されている。
【００４８】
電荷発生材料は、ビスアゾ、トリスアゾ等のアゾ顔料、ジブロモアントアントロン等の縮環芳香族顔料、ペリレン顔料、ピロロピロール顔料、フタロシアニン顔料等の有機顔料や、三方晶セレン、酸化亜鉛等の無機顔料等既知のものを全て使用することができる。電荷発生材料としては、３８０〜５００ｎｍの露光波長の光源を用いる場合には無機顔料が好ましく、７００〜８００ｎｍの露光波長の光源を用いる場合には、金属及び無金属フタロシアニン顔料が好ましい。
【００４９】
結着樹脂としては、広範な絶縁性樹脂や、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン、ポリシラン等の有機光導電性ポリマーから選択することができる。好ましい結着樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂（ビスフェノールＡとフタル酸の重縮合体等）、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂等の絶縁性樹脂を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらの結着樹脂は、１種を単独で又は２種以上を併用して用いることができる。
【００５０】
電荷輸送層３０ｂは、少なくとも電荷輸送材料と結着樹脂を含有し、必要に応じてその他の成分を含有して構成されている。
【００５１】
電荷輸送材料としては、ｐ−ベンゾキノン、クロラニル、ブロマニル、アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、２，４，７−トリニトロフルオレノン等のフルオレノン化合物、キサントン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノビニル系化合物、エチレン系化合物等の電子輸送性化合物、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、アリールアルカン系化合物、アリール置換エチレン系化合物、スチルベン系化合物、アントラセン系化合物、ヒドラゾン系化合物等の正孔輸送性化合物が挙げられる。これらの電荷輸送材料は１種を単独又は２種以上を併用して用いることができる。
【００５２】
結着樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アルキッド樹脂や、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリシラン等の高分子電荷輸送材を用いることができる。これらの結着樹脂は、１種を単独で又は２種以上を混合して用いることができる。なお、電荷輸送材料と結着樹脂との配合比（質量比）は１０：１〜１：５が好ましい。
【００５３】
次に、感光体２における最外表面層である保護層３０ｃについて説明する。保護層３０ｃは、表面の磨耗、傷などに対する耐性を有し、トナーの転写効率を上げるために設けられる層であり、本実施の形態における保護層３０ｃは、電荷輸送層３０ｂよりも小さい磨耗率（例えば、１〜１０ｎｍ／ｋサイクル）を有すると共に、電荷輸送層３０ｂよりも高い硬度を有している。
【００５４】
このような保護層３０ｃとしては、結着樹脂中に導電性微粒子を分散したもの、通常の電荷輸送層材料にフッ素樹脂、アクリル樹脂などの潤滑性微粒子を分散させたもの、シリコンや、アクリルなどのハードコート剤を使用したもの等により構成することができるが、強度、電気特性、画質維持性などの観点から、架橋構造を有する樹脂を含有することが好ましく、さらに電荷輸送材料を含有することがより好ましい。なお、電荷輸送材料は、架橋構造を有する樹脂と反応し、電荷輸送機能を有する構造単位として架橋構造に組み込まれていてもよい。保護層３０ｃにおいて、架橋構造を有する樹脂としては、架橋構造を形成し得る樹脂であればよく、種々の材料を用いることができるが、特性上、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シロキサン樹脂、エポキシ樹脂などが好ましい。これらの中でも、フェノール樹脂及びシロキサン系樹脂が好ましく、フェノール樹脂が特に好ましい。これらの樹脂は、芳香環リッチな緻密な構造により、緻密なガス状のバリア（保護）膜を形成し酸素透過係数が低い。またフェノール系材料は、耐酸化性の向上に寄与する。
【００５５】
次に、上述のような各機能層の層厚と帯電方式との関係について検証した結果について、図４〜図６を参照して説明する。ここで、図４は、接触帯電方式における保護層３０ｃの厚さ（層厚）と印加電圧との関係を示す図であり、図５は、接触帯電方式における電荷輸送層３０ｂの厚さ（層厚）と印加電圧との関係を示す図であり、図６は、非接触帯電方式における保護層３０ｃ及び電荷輸送層３０ｂの層厚と帯電性能との関係を示す図である。
【００５６】
まず、接触帯電方式（本例では、ＢＣＲ）においては、図４から理解されるように、保護層３０ｃの層厚を変化させた場合（本例では、保護層３０ｃを、０μｍ（保護層なし）、３μｍ，６μｍと変化させた。なお、電荷輸送層３０ｂは、２０μｍで一定とした）には、感光体２の表面電位が飽和して安定化する印加電圧（以下、飽和帯電電圧とも称する）Ｖｐｐは層厚によらず、いずれも略１５００Ｖ程度であることが分かる。すなわち、接触帯電方式においては、飽和帯電電圧は、保護層３０ｃの層厚に依存しないことが分かる。
【００５７】
次に、図５から理解されるように、接触帯電方式（本例では、ＢＣＲ）において電荷輸送層３０ｂの層厚を変化させた場合（本例では、電荷輸送層３０ｂを、１０μｍ，１５μｍ，２０μと変化させた。なお、保護層３０ｃは、６μｍで一定とした）には、感光体２の表面電位が飽和して安定化する印加電圧Ｖｐｐは、それぞれ約１４００Ｖ，約１４５０Ｖ，約１５００Ｖと変化することが分かる。すなわち、電荷輸送層３０ｂの層厚を厚くする方が、飽和帯電電圧Ｖｐｐは増大し、所定の電位に帯電するために、より大きな電圧を印加する必要があることが分かる。なお、定電流制御の場合は、より大きな電圧を実現するため、電流を大きくする必要がある。これはすなわち、接触帯電方式においては、電荷輸送層３０ｂの層厚が厚い方が帯電性能が悪化する（電荷輸送層３０ｂの層厚が薄い方が帯電し易く帯電性能がよい）ことを示している。
【００５８】
一方、非接触帯電方式（本例では、スコロトロン）においては、図６から理解されるように、保護層３０ｃの層厚を４μｍ，６μｍ，８μｍと変化させた場合でも、帯電スロープの値は変化しないことがわかる。ここで、帯電スロープとは、感光体の表面電位の変化率を表すものであり、帯電性能（帯電のし易さ）を示す指標である。なお、この帯電スロープは、その値が小さいほど帯電性能がよい（帯電し易い）ことを示す。
【００５９】
これに対して、同様に図６から理解されるように、電荷輸送層３０ｂの厚さ（層厚）を、１６μｍ，２０μｍ，２４μｍ，２８μｍと変化させた場合には、層厚が厚い方が帯電スロープの値が減少し、帯電性能が向上することが分かる。
【００６０】
すなわち、非接触帯電方式においては、帯電性能は、保護層３０ｃの厚さによらず電荷輸送層３０ｂの厚さに依存し、その厚さが厚いほど、帯電性能が向上することが分かる。
【００６１】
そこで、本実施の形態に係る感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、上述の検証結果を踏まえ、帯電方式に応じた適切な帯電性能を維持すると共に、各感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの交換サイクルを均一化してユーザーの利便性の向上を図るために、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの使用頻度や磨耗率を考慮して、次のように各機能層３０ａ〜３０ｃの構成比率を異ならせている。以下に、本実施の形態における感光層３０の構成比率の違いを図３を参照して説明する。なお、図中、カラー用感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの感光層を３０Ａとし、ブラック用感光体２Ｋの感光層を３０Ｂとして表記し、各感光層３０Ａ，３０Ｂを構成する機能層ををそれぞれ３０Ａａ〜３０Ａｃ，３０Ｂａ〜３０Ｂｃと表記するものとする。
【００６２】
図３に示すように、接触帯電方式であるカラー用感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの感光層３０Ａにおいては、耐摩耗性を考慮して最上層（最外表面層）である保護層３０Ａｃを、非接触帯電方式であるブラック用感光体２Ｋの保護層３０Ｂｃよりも厚く形成（３０Ａｃ＞３０Ｂｃ）している。一方、カラー用感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの電荷輸送層３０Ａｂは、帯電性を考慮してブラック用感光体２Ｋの電荷輸送層３０Ｂｂよりも薄く形成（３０Ａｂ＜３０Ｂｂ）している。
【００６３】
すなわち、磨耗率の高い接触帯電方式の感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃでは、保護層３０Ａｃを厚くして感光層３０Ａ中の保護層３０Ａｃの構成比率を高め、一方、電荷輸送層３０Ｂｂの層厚が薄くなると帯電性能が劣化する非接触帯電方式の感光体２Ｋにおいては、電荷輸送層３０Ｂｂの厚さを厚くすることにより、感光層３０Ｂ中の電荷輸送層３０ｂの構成比率を高めている。
【００６４】
具体的には、本実施の形態において、感光層３０Ａ，３０Ｂの厚さとしては、いずれの感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋにおいても略同等（本例では、２０〜３６μｍ）となるように形成（３０Ａ≒３０Ｂ）されている。
【００６５】
そして、カラー用感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの保護層３０Ａｃは、４〜８μｍに形成されているのに対し、モノクロ用感光体２Ｋの保護層３０Ｂｃは、２〜６μｍに形成されている。すなわち、カラー用感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの感光層３０Ａ中の保護層３０Ａｃの構成比率は、２０〜４０％となるよう設定されているのに対し、モノクロ用感光体２Ｋの感光層３０Ｂ中の保護層３０Ｂｃの構成比率は、５〜２０％となるよう設定されている。
【００６６】
また、カラー用感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの電荷輸送層３０Ａｂは、１２〜２８μｍに形成されているのに対し、モノクロ用感光体２Ｋの電荷輸送層３０Ｂｂは、１８〜３０μｍに形成されている。すなわち、カラー用感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの感光層３０Ａ中の電荷輸送層３０Ａｂの構成比率は、６０〜７７％となるよう設定されているのに対し、モノクロ用感光体２Ｋの感光層３０Ｂ中の電荷輸送層３０Ｂｂの構成比率は、８３〜９０％となるよう設定されている。
【００６７】
なお、電荷発生層３０Ａａ，３０Ｂａは、いずれの感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋにおいても共通に、０．１５〜０．２μｍ（感光層３０中の構成比率０．４〜１％）に形成されている。
【００６８】
上記のように、各感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの機能層３０ａ〜３０ｃの構成比率を異ならせた場合の各感光体の経時的な膜厚の変化を検証した結果を図７に示す。ここで、図７（ａ）は、ＢＣＲに対応する感光体（本例では、２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ）の保護層３０Ａｃの厚さを一定（本例では、初期膜厚８μｍ）とし、スコロトロンに対応する感光体（本例では、２Ｋ）の保護層３０Ｂｃを変化させた場合（本例では、６μｍ，４μｍ，２μｍ）の各保護層３０Ａｃ，３０Ｂｃの経時的な残膜厚量（μｍ）を示す図である。また、図７（ｂ）は、スコロトロンに対応する感光体（本例では、２Ｋ）の保護層３０Ｂｃの厚さを一定（本例では、初期膜厚４μｍ）とし、ＢＣＲに対応する感光体（本例では、２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ）の保護層３０Ａｃを変化させた場合（本例では、１０μｍ，８μｍ，６μｍ）の各保護層３０Ａｃ，３０Ｂｃの経時的な残膜厚量（μｍ）を示す図である。さらに、図７（ｃ）は、スコロトロンに対応する感光体（本例では、２Ｋ）の保護層３０Ｂｃの厚さを一定（本例では、初期膜厚６μｍ）とし、ＢＣＲに対応する感光体（本例では、２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ）の保護層３０Ａｃの厚さを同等若しくは薄くした場合（本例では、６μｍ，４μｍ，２μｍ）の各保護層３０Ａｃ，３０Ｂｃの経時的な残膜厚量（μｍ）を示す図である。
【００６９】
図７（ａ），（ｂ）に示すように、ＢＣＲに対応する感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの保護層３０Ａｃの厚さをスコロトロン３Ｋに対応する感光体２Ｋの保護層３０Ｂｃよりも厚くした場合には、ＢＣＲに対応する感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃとスコロトロン３Ｋに対応する感光体２Ｋの交換サイクルを近づけると共に、画像形成頻度が高いモノクロ画像を形成する感光体２Ｋを、保護層３０Ｂｃの厚さが略ゼロとなるまで長期的に使用（交換サイクルを長期化）することが可能となることがわかる。
【００７０】
一方、図７（ｃ）に示すように、ＢＣＲに対応する感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの保護層３０Ａｃの厚さをスコロトロン３Ｋに対応する感光体２Ｋの保護層３０Ｂｃと同等若しくは薄くした場合には、ＢＣＲに対応する感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの保護層３０Ａの残膜厚を示す直線の傾きが、スコロトロン３Ｋに対応する感光体２Ｋの保護層３０Ｂｃの残膜厚を示す直線の傾きよりも急なため、両者の交換サイクルを近づけることができず、交換サイクルを長期化することもできないことがわかる。
【００７１】
以上より、各感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの機能層３０ａ〜３０ｃの構成比率を上記のように設定することにより、各感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの帯電方式に応じた適切な帯電性能を維持しつつその交換サイクルを均一化できることが確認できた。
【００７２】
なお、本実施の形態では、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの感光層３０の厚さ（各機能層の総厚さ）をいずれも略同等に形成したが、本発明は、感光層３０の厚さが略同等なものに限定されるものではない。但し、このように感光層３０の厚さを略同等に形成することにより、各感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの外径も略同等となり、ドラム周辺に配置される部材の標準化や共通化が可能となり、よりコストダウンに寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る静電潜像保持体の感光層の概略構成を示す模式図である。
【図３】本発明に係る静電潜像保持体における感光層を構成する各機能層の構成比率を示す模式図であり、（ａ）は静電潜像保持体における機能層の構成比率を示し、（ｂ）は静電潜像保持体の機能層の構成比率を示す模式図である。
【図４】接触帯電方式の感光体における保護層の厚さと飽和帯電電圧との関係を示す図である。
【図５】接触帯電方式の感光体における電荷輸送層の厚さと飽和帯電電圧との関係を示す図である。
【図６】非接触帯電方式の感光体における感光層及び保護層の厚さと帯電性能との関係を示す図である。
【図７】機能層の構成比率を異ならせた場合の各感光体の経時的な膜厚の変化を検証した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ：画像形成ユニット、２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ：カラー用感光体、２Ｋ：ブラック用感光体、３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ：帯電ロール、３Ｋ：スコロトロン、４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ：露光装置、５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ：現像装置、６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ：一次転写ロール、７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ：ドラムクリーニング装置、８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ：除電装置、９：中間転写ベルト、１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ：トナーカートリッジ、１２：二次転写ロール、１３：バックアップロール、１４：ベルトクリーニング装置、１５：定着装置、１７：給紙カセット、１８：記録用紙、１９：搬送ロール、２０：レジストロール、３０：感光層、３０ａ：電荷発生層、３０ｂ：電荷輸送層、３０ｃ：保護層、３５：導電性支持体、１００：タンデム型カラー画像形成装置
【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】
2008134304.tif 000008
【図７】
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