(57)【要約】【課題】アモルファスシリコンドラムの表面を短時間で研磨でき、かつ長期にわたり研磨量を一定にできる画像形成装置を実現する。【解決手段】アモルファスシリコンドラム１３１を備えた画像形成装置において、前記アモルファスシリコンドラム１３１の表面層がカーボン（Ｃ）を含有し、かつ、前記表面層の表面から、該表面層の厚さの少なくとも３５％までの領域は、シリコン（Ｓｉ）に対するカーボン（Ｃ）の含有比率｛Ｃ／（Ｃ＋Ｓｉ）｝が０．８０〜０．９４であることを特徴とする画像形成装置。【選択図】図２
2009080305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アモルファスシリコンドラムを備えた画像形成装置において、
前記アモルファスシリコンドラムの表面層がカーボン（Ｃ）を含有し、かつ、前記表面層の表面から、該表面層の厚さの少なくとも３５％までの領域は、シリコン（Ｓｉ）に対するカーボン（Ｃ）の含有比率｛Ｃ／（Ｃ＋Ｓｉ）｝が０．８０〜０．９４であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記アモルファスシリコンドラムは、直流電圧を印加して作製されたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記アモルファスシリコンドラムの表面層を削る摺擦部材を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記摺擦部材は、１０万枚印字時に、前記アモルファスシリコンドラムの表面層を、前記表面から１００ｎｍ以上削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】
研磨剤が添加されたトナーを用いたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンターに代表される電子写真法による画像形成装置は、トナー像が形成される感光体を備えている。
近年、ランニングコストの低減や画像形成装置の長寿命化の観点から、感光体としてアモルファスシリコンドラムが用いられている（例えば、特許文献１参照。）。特に、カーボンを含有したアモルファスシリコンからなる表面層を有するアモルファスシリコンドラムは、優れた電気特性、画像特性などを有する点で、感光体として好適である。
【０００３】
しかし、アモルファスシリコンドラムを備えた画像形成装置では、画像流れと呼ばれる画像不良が発生することがあった。
この画像流れは、印刷時におけるコロナ放電に起因して、放電生成物がアモルファスシリコンドラムの表面層に付着し、表面層の吸水性が高まることによって生じると推測される。すなわち、表面層に放電生成物が付着すると、空気中の水分が引き寄せられるため、表面層の吸水性が高まる。その結果、表面層での電気抵抗が低下し、表面層上に形成されたトナー像の電荷が移動しやすく、トナー像のパターンが維持されなくなり、画像流れが生じる。
【０００４】
そこで、画像流れを防止する方法として、ヒーターなどの加熱手段を用いて、アモルファスシリコンドラム自身の温度を外気温度よりも上昇させ、表面層に付着した水分を蒸発させたり、表面層への水分の付着を未然に防いだりする方法が提案されている。
しかし、このようにヒーターなどの加熱手段を用いる方法では、ヒーターの他に、温度制御を行うための検知手段や制御機構などが必要となるため、装置構成が複雑になったり、コストが上昇したりするといった問題があった。
【０００５】
そこで、装置構成の複雑化を低減し、コストの上昇を抑制しつつ、画像流れを抑制する方法として、アモルファスシリコンドラムの表面層を研磨する方法が提案されている。該方法によれば、表面に微細な凹凸が形成されている表面層の凹部に入り込む放電生成物を、表面層を研磨して表面を平滑化することで表面層から除去できるので、水分の吸着を抑制できる。
具体的には、画像形成装置に用いられるトナーに、研磨効果を高める目的で研磨剤を添加した現像剤を用い、印字動作以外の駆動時（すなわち、立ち上げの際の回転時や、印字後の予備回転時）に、現像剤をアモルファスシリコンドラム上に印字または現像させ、転写させることなく感光体ユニットの内部に持ち込み、アモルファスシリコンドラムの表面層をその現像剤で研磨する。
【０００６】
また、感光体ユニット内には、効果的に表面層を研磨させる手段として、摺擦部材を備える場合が多く、感光体ユニットに入ってきた現像剤が、表面層を摺擦する摺擦部材に付着し、その状態で表面層を研磨する構成となっている。
【特許文献１】特開２００２−３０４０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、アモルファスシリコンドラムの表面層を研磨する方法では、表面層は研磨されるに従って研磨されにくくなったり、一定に研磨するのが困難になったりする傾向にあった。その結果、画像流れを防止するのに要する研磨時間を長く設定する必要があった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、アモルファスシリコンドラムの表面を短時間で研磨でき、かつ長期にわたり研磨量を一定にできる画像形成装置の実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像形成装置は、アモルファスシリコンドラムを備えた画像形成装置において、前記アモルファスシリコンドラムの表面層がカーボン（Ｃ）を含有し、かつ、前記表面層の表面から、該表面層の厚さの少なくとも３５％までの領域は、シリコン（Ｓｉ）に対するカーボン（Ｃ）の含有比率｛Ｃ／（Ｃ＋Ｓｉ）｝が０．８０〜０．９４であることを特徴とする。
また、前記アモルファスシリコンドラムは、直流電圧を印加して作製されたことが好ましい。
【００１０】
さらに、前記アモルファスシリコンドラムの表面層を削る摺擦部材を備えたことが好ましい。
また、前記摺擦部材は、１０万枚印字時に、前記アモルファスシリコンドラムの表面層を、前記表面から１００ｎｍ以上削ることが可能である。
さらに、研磨剤が添加されたトナーを用いれば、本発明の効果をより発揮できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置によれば、アモルファスシリコンドラムの表面を短時間で研磨でき、かつ長期にわたり研磨量を一定にできる。
また、本発明によれば、短時間で画像流れを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
［画像形成装置］
図１は、本発明の一実施形態例である画像形成装置の概略図である。この例の画像形成装置１０は、間接転写タンデム方式のカラー画像形成装置であり、ハウジング１１０内には、ローラ１４１、１４２、１４３に張架されて走行する中間転写ベルト１４５が配設され、この中間転写ベルト１４５の上にはトナー像転写の順に（上流側から順に）４つの画像形成ユニット１２０が配設されている。
図１、２に示すように、画像形成ユニット１２０は、現像装置１２１、帯電装置１２２、露光装置１２３、徐電装置１２４、アモルファスシリコンドラム（感光体）１３１、および摺擦部材１３２とクリーニングブレード１３３を備えたクリーニングユニット１３０を具備している。
【００１３】
現像装置１２１は、後述する感光体の静電潜像を現像してトナー像を形成するためのものである。この現像装置１２１は、現像剤を保持すると共に、現像ローラ１２１ａを備えている。
各現像装置１２１には、トナーＴ１（マゼンタトナー）、トナーＴ２（シアントナー）、Ｔ３（イエロートナー）、Ｔ４（ブラックトナー）がそれぞれ収容されている。
【００１４】
帯電装置１２２は、感光体の表面を正または負極性に一様に帯電させるものである。感光体の帯電電位は、通常、＋２００Ｖ〜＋５００Ｖの範囲が好ましい。
帯電装置１２２としては、例えばコロトロン、スコロトロン等のコロナ帯電器や、導電ローラなどが挙げられる。
【００１５】
露光装置１２３は、感光体の表面に静電潜像を形成させるためのものであり、レーザー光を出射可能としている。この露光装置１２３では、画像信号に応じてレーザー光を感光体の表面に照射することにより、光照射部分の電位を減衰させて静電潜像を形成させる。
徐電装置１２４は、感光体の表面電荷を除去するためのものである。徐電装置１２４としては、ＬＥＤ等が使用され、光照射により除電が行われるが、帯電ローラやコロナ帯電器等が使用されることもある。
【００１６】
＜アモルファスシリコンドラム＞
本発明に用いるアモルファスシリコンドラム１３１は、図３に示すように円筒状の導電性基体１３１ａの外表面上に、キャリア阻止層１３１ｂ、アモルファスシリコン系の光導電層１３１ｃ、および表面層１３１ｄが順次積層した構造となっている。
【００１７】
導電性基体１３１ａは、アモルファスシリコンドラム１３１の骨格をなすものであり、アルミニウム、ステンレス、チタン、ニッケル、金、銀などの金属または合金材料や、樹脂基板等の絶縁基板表面に導電性膜を形成させたものからなる。中でも、軽量かつコストを軽減できる点で、アルミニウム製のものを使用するのが好ましい。
なお、導電性基体１３１ａの内部にはヒーター１３１ｅが設けられていてもよい。ヒーター１３１ｅは後述する表面層１３１ｄの表面に水分が付着した場合に、該水分を蒸発させるためのものであり、画像流れをより効果的に抑制できる。
【００１８】
キャリア阻止層１３１ｂは、アモルファスシリコンドラム表面に現像剤が接触した際に、導電性基体１３１ａから光導電層１３１ｃへのキャリアの注入を阻止するものである。キャリアを阻止することで、露光部と非露光部との静電コントラストを高め、画像濃度を増大させ、カブリを低減することが可能となる。
キャリア阻止層１３１ｂの材質としては、例えば、アモルファスシリコン系（ａ−Ｓｉ系）材料や、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化エチレンプロピレン等の含フッ素樹脂、ポリイミド、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、酢酸セルロース樹脂等の有機材料が挙げられる。
【００１９】
キャリア阻止層１３１ｂは、これを形成する材料に応じて、グロー放電分解法、真空蒸着法、活性反応蒸着法、ＲＦスパッタリング法、ＤＣスパッタリング法、ＲＦマグネトロンスパッタリング法、ＤＣマグネトロンスパッタリング法、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スプレー法、塗布法、浸漬法などによって形成される。これらの中でもグロー放電分解法が好ましく、特に直流電圧を印加する方法が好ましい。
また、キャリア阻止層１３１ｂの厚さは、０．０１〜５μｍが好ましく、１〜３μｍがより好ましい。
【００２０】
光導電層１３１ｃは、露光装置１２３によるレーザー光の照射により電子が励起され、自由電子または正孔などのキャリアを発生させるためのものである。
光導電層１３１ｃは、グロー放電分解法、スパッタリング法、ＥＣＲ法、蒸着法などによって形成することができる。これらの中でもグロー放電分解法が好ましく、特に直流電圧を印加する方法が好ましい。
また、膜形成に際して、ダングリングボンド終端用に水素（Ｈ）やハロゲン元素を１〜４０原子％含有させてもよい。さらに、暗導電率や光導電率などの電気的特性、光学的ハンドギャップなどについて所望の特性を得るために、周期律表第IIIａ族元素や第Ｖａ族元素を含有させてもよく、さらに目的とする組成に応じて、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）等の元素を含有させてもよい。
【００２１】
光導電層１３１ｃの厚さは、使用する光導電性材料などにより適宜設定されるが、例えばａ−Ｓｉ系材料を用いる場合、５〜１００μｍが好ましく、１０〜８０μｍがより好ましい。
【００２２】
表面層１３１ｄは、アモルファスシリコンドラムにおける電位特性や画像特性などの電子写真特性の質、安定性、および耐久性を向上させるためのものである。すなわち、表面層１３１ｄは画像形成装置１０において、アモルファスシリコンドラム１３１に照射される光に対して十分に広い光学バンドギャップを有するものとされると共に、画像形成における静電潜像を保持できるだけの十分な抵抗値（通常、１×１０１１Ω・ｃｍ２以上）を有するものとされる。
【００２３】
また、表面層１３１ｄは、現像剤に含まれる研磨剤や後述する摺擦部材により研磨される。表面層１３１ｄが研磨されることにより、表面が平滑化するので、コロナ放電に起因する放電生成物が表面層の凹部に入り込むのを抑制し、水分の吸着を防ぐので、結果、画像流れを防止できる。
さらに、表面層１３１ｄは短時間で均一に研磨されやすく、かつ適度な硬度を有するものが好ましい。従って、表面層１３１ｄを形成する材質としては、ａ−Ｓｉ系材料にカーボンが含有されたものを用いる。
【００２４】
上述したように、表面層１３１ｄを短時間で均一に研磨されやすくし、かつ適度な硬度を保持させるために、本発明に用いるアモルファスシリコンドラムの表面層１３１ｄは、該表面層１３１ｄの表面１３１ｄ’から、表面層１３１ｄの厚さの少なくとも３５％までの領域において、シリコン（Ｓｉ）に対するカーボン（Ｃ）の含有比率｛Ｃ／（Ｃ＋Ｓｉ）｝が０．８０〜０．９４を満たすように形成されている。
表面層１３１ｄの研磨のしやすさは、表面層１３１ｄのカーボンの含有比率に依存するが、本発明のように、表面層１３１ｄのカーボンの含有比率が０．８０以上であれば、表面層１３１ｄが研磨されやすくなると共に、抵抗値を一定に保持できる。一方、カーボンの含有比率が０．９４以下であれば、表面層１３１ｄに安定性を付与できる。
【００２５】
一般的に、表面層においては、表面層の表面に近づくに連れてカーボンの含有比率が高くなる傾向にあるため、表面付近は研磨しやすい。一方、中心部に向かってカーボンの含有比率が低下するため、研磨する量が増える程、表面層は削られにくくなる。従来のアモルファスシリコンドラムは、表面層全体のうち、カーボンの含有比率が０．８０以上となる部分は、表面層の表面から、表面層の厚さの１０〜２０％程度までの領域であった。一方、ドラム寿命を通じて画像流れを防止するためには、表面層の表面から、表面層の厚さの３０〜４０％程度削る必要があるため、表面から２０％程度までの領域は削られやすいが、それを超えると、カーボンの含有比率が低くなるので表面層は固くなり、削られにくくなるのと共に、表面層を一定に研磨するのが困難であった。
【００２６】
しかしながら、本発明によれば、カーボンの含有比率が上記範囲内となる領域が、表面１３１ｄ’から、表面層１３１ｄの厚さの少なくとも３５％であるため、画像流れを防止するのに必要な研磨範囲において研磨しやすい。よって、短時間で、一定に表面層を研磨することが可能となる。
表面層１３１ｄ全体のうち、カーボンの含有比率が上記範囲内となる領域は、表面１３１ｄ’から、表面層１３１ｄの厚さの４０％が好ましい。
なお、本発明においては、カーボンの含有比率が上記範囲内となる領域が、表面層１３１ｄ全体のうち、表面１３１ｄ’から、表面層１３１ｄの厚さの少なくとも３５％であれば、表面層１３１ｄは単層構造であってもよく、多層構造であってもよい。
【００２７】
表面層１３１ｄを成膜する際に使用するＣ源としては、例えばＣＨ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ３Ｈ８、ＣＯ、ＣＯ２などのガスを使用することができる。具体的には、ＳｉＨ４（シランガス）などのＳｉ含有ガス、およびＣＨ４（メタンガス）などのＣ含有ガスを含む原料ガスを、グロー放電等により分解し、分解生成物を光導電層１３１ｃの表面に堆積させることにより表面層１３１ｄを形成させる。
表面層１３１ｄのカーボンの含有比率は、成膜時の原料ガスのカーボン濃度を適宜変更することにより調整できる。また、表面層１３１ｄと、キャリア阻止層１３１ｂおよび光導電層１３１ｃとの構成成分が同じである場合は、原料ガス中のカーボン濃度を調整することで、キャリア阻止層１３１ｂ、光導電層１３１ｃ、表面層１３１ｄを連続して一括で形成することができる。
【００２８】
表面層１３１ｄを形成する際は、グロー放電の中でも特に直流電圧を印加するのが好ましい。中でも、直流バイアスＣＶＤ放電が好ましい。直流電圧を印加する方法は、交流電圧を印加する方法に比べて蒸着の速度が速いので、製造コストを低減できる。
表面層１３１ｄの厚さは、０．５〜１．５μｍが好ましい。厚さが０．５μｍ以上であれば、耐圧特性を保持でき、表面層１３１ｄの劣化を抑制できる。一方、厚さが１．５μｍ以下であれば、製造コストを低減できる。
【００２９】
＜クリーニングユニット＞
クリーニングユニット１３０は、摺擦部材１３２と、クリーニングブレード１３３を備えている。
【００３０】
（摺擦部材）
摺擦部材１３２は、アモルファスシリコンドラム１３１に対して摺擦回転することで、その摩擦接触によってアモルファスシリコンドラム１３１の表面層１３１ｄに付着した水分を除去する。従って、摺擦部材１３２としては、アモルファスシリコンドラム１３１との間に十分なニップ幅（接触幅）を確保するために、ウレタン系スポンジ製や、エチレン−プロピレン系（ＥＰＤＭ）ゴム製のロールを用いることが好ましい。中でも、ウレタン系スポンジ製のロールが好ましい。
【００３１】
また、摺擦部材１３２は、アモルファスシリコンドラム１３１の表面層１３１ｄの研磨を有効に行うために、例えば転写ロール１４４よりも高硬度であることが好ましく、一般に、５５〜６５°の硬度（アスカＣ）を有していることが好適である。摺擦部材１３２が高硬度であれば、トナーが摺擦部材１３２とアモルファスシリコンドラム１３１との間を通過する際に、トナー（特にトナーに外添されている研磨剤）によってアモルファスシリコンドラム１３１の表面層１３１ｄを研磨し、付着した水分を除去可能とする。
摺擦部材１３２の硬度が５５°以上であれば、研磨性を向上できる。一方、摺擦部材１３２の硬度が６５°以下であれば、研磨に必要なニップ幅を十分に確保でき、研磨性を向上できる。
【００３２】
なお、摺擦部材１３２としてゴム製のロールを用いる場合は、発泡ゴム製のロールを用いるのが特に好ましい。発泡ゴム製のロールを用いることにより、研磨剤として機能するトナーが摺擦部材１３２表面に保持しやすくなり、均一かつ安定な研磨を行うことが可能となる。この際、トナー保持性の見地から、発泡ゴム製のロールの大きさは、１００〜３００μｍ程度であることが好ましい。
【００３３】
また、トナーとして磁性トナーを使用する場合は、摺擦部材１３２の内部にマグネット（図示略）を設けることもトナー保持性の点で有効である。マグネットを内部に設けることにより、磁力によって摺擦部材１３２表面に磁性トナーを吸着保持できるため、摩耗によりアモルファスシリコンドラム１３１の表面層１３１ｄに付着した水分を有効に除去できる。
【００３４】
（クリーニングブレード）
クリーニングブレード１３３は、アモルファスシリコンドラム１３１の表面層１３１ｄに残存するトナーを除去するためのものである。クリーニングブレード１３３としては、通常、ポリウレタン等からなるゴムブレードがアモルファスシリコンドラム１３１の表面層１３１ｄに圧接して使用されるが、必要により、ファーブラシ等が使用されることもある。
アモルファスシリコンドラム１３１の表面層１３１ｄに残存するトナーは該クリーニングブレード１３３により掻き取られて回収される。回収されたトナーは、必要に応じて現像装置１２１内に返送されて再使用される。
【００３５】
＜トナー＞
本発明の画像形成装置に用いられるトナーとしては、特に制限されないが、例えば結着樹脂中に着色剤、電荷制御剤、離型剤等を分散して造粒したトナー母粒子をトナーとして用いることができる。また、必要に応じてトナー母粒子に研磨剤を外添したものを用いてもよい。
また、トナーは、キャリアと組み合わせて二成分現像剤として用いてもよく、単独で一成分系現像剤として用いてもよい。キャリアとしては、磁性体の粒子、または結着樹脂中に磁性体を分散させた樹脂粒子など公知のものを使用できる。
【００３６】
本発明においては、現像剤として一成分系現像剤、二成分系現像剤を用いるにかかわらず、トナーには、研磨剤が外添されていることが好適である。研磨剤が外添されているトナーを使用することにより、上述した摺擦部材による研磨作用が高められ、アモルファスシリコンドラム表面に付着した水分の除去を有効に行うことができる。
研磨剤としては、種々の無機粒子を使用することができるが、研磨効果が高い点で、アルミナ及び酸化チタンが好ましく、中でも酸化チタンが特に好適である。
【００３７】
研磨剤の外添量は、トナー母粒子１００質量部に対して０．５〜２．０質量部が好ましく、１．０〜１．５質量部がより好ましい。外添量が０．５質量部以上であれば、トナーの流動性を確保できる。一方、外添量が２．０質量部以下であれば、トナーの定着性が良好なものとなる。
また、研磨剤の体積平均粒子径は、通常、０．１〜０．７μｍが好ましく、０．１〜０．４μｍがより好ましい。
なお、トナーの体積平均粒子径は、一成分系現像剤及び二成分系現像剤にかかわらず、通常、６〜１０μｍが好ましく、７〜９μｍがより好ましい。
【００３８】
＜画像形成工程＞
次に、図１、２を用いて上記画像形成装置１０の画像形成工程を概説する。画像形成ユニット１２０ａを例に挙げると、まず、アモルファスシリコンドラム１３１の表面が帯電装置１２２により正極性に一様に帯電する。次いで、露光装置１２３でアモルファスシリコンドラム１３１の表面に静電潜像を形成する。
【００３９】
現像装置１２１では、現像ローラ１２１ａにトナーが順次供給され、現像ローラ１２１ａ上に現像層が形成される。現像ローラ１２１ａのトナーは、現像ローラ１２１ａの反時計回りの回転によってアモルファスシリコンドラム１３１の対向位置（現像部）に送られる。このとき、現像ローラ１２１ａに備わるブレード３１（図示略）により、トナー量が制御されると共に、トナーＴ１に摩擦帯電が付与される。そして、この帯電したトナーＴ１がアモルファスシリコンドラム１３１上の静電潜像に付着して、静電潜像が可視像化（現像）されトナー像が形成される。他の画像形成ユニット１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄにおいても上記と同様の流れで各アモルファスシリコンドラム１３１上の静電潜像が可視像化されトナー像がそれぞれ形成される。
【００４０】
各アモルファスシリコンドラム１３１上に可視像化されたトナー像は、中間転写ベルト１４５の表面に、上流側のアモルファスシリコンドラム１３１から順に転写される。そして、この中間転写ベルト１４５上に転写されたフルカラー画像は、給紙カセット１５０からロール１４１と転写ロール１４４との間に搬送されてきた転写紙（記録材）に転写される。中間転写ベルト１４５上の転写されなかったトナーはクリーニング装置１４６により除去される。転写紙上に転写されたフルカラー画像は、一対の定着ローラ１６１を備えた定着手段１６０において熱および圧力が加えられて転写紙上に溶融定着された後、この転写紙がハウジング１１０の上方に排出される。
【００４１】
一方、印字動作以外の駆動時（立ち上げの際の回転時や印字後の予備回転時）に、アモルファスシリコンドラム１３１上に印字または現像されたトナーや、印字時に中間転写ベルト１４５上に転写されず、アモルファスシリコンドラム１３１上に残存したトナーは、摺擦部材１３２とアモルファスシリコンドラム１３１との間を通過しながら、摺擦部材１３２によりアモルファスシリコンドラム１３１上から除去される。この際、トナー（特にトナーに外添されている研磨剤）によってアモルファスシリコンドラム１３１の表面層１３１ｄを研磨し、付着した水分や放電生成物を除去可能とする。
なお、摺擦部材１３２にて除去仕切れなったアモルファスシリコンドラム１３１上の残存トナーは、クリーニングブレード１３３にて除去される。
また、研磨された表面層１３１ｄは、回収手段（図示略）にて回収され、系外に排出される。
【００４２】
摺擦部材１３２は、アモルファスシリコンドラム１３１と接触して従動し、アモルファスシリコンドラム１３１に対して１０〜８０％程度の線速差をつけ、アモルファスシリコンドラム１３１よりも早く回転させるのが好ましい。
線速差が１０％以上であれば、研磨効果が顕著に現れる。一方、線速差が８０％以下であれば、摺擦部材１３２がアモルファスシリコンドラム１３１を摺擦する際に、不具合が起こりにくくなる。
【００４３】
本発明の画像形成装置１０によれば、上述したような構成のアモルファスシリコンドラムを備えることにより、１０万枚印字時にアモルファスシリコンドラム１３１の表面層１３１ｄを、表面層１３１ｄの表面１３１ｄ’から１００ｎｍ以上削ることができる。従って、短時間で所望の厚さになるまで表面層１３１ｄを研磨することが可能である。
なお、表面層１３１ｄは、表面１３１ｄ’から、表面層１３１ｄの厚さの３０〜４０％程度削られれば、画像流れを十分に防止できる。本発明においては、カーボンの含有比率が０．８０〜０．９４となる部分が、表面１３１ｄ’から表面層１３１ｄの厚さの少なくとも３５％であるので、容易に表面層１３１ｄを研磨することができる。
本発明において「１０万枚印字時」とは、実際の印字枚数を指す以外にも、印字枚数に印字動作以外の駆動時における回転数を加えた合計である１０万枚印字相当時を意味する。
【００４４】
なお、各感光体ドラム上の静電潜像を現像する方法は正現像法および反転現像法のいずれでもよく、また現像方式としては現像剤層と感光体ドラムが接触する接触現像方式および両者が接触しないジャンピング現像方式のいずれでもよい。高品質の画像を得る観点からは反転現像法が好ましい。この場合、感光体ドラムをトナーと同極性に帯電させ、潜像部分の電荷を露光により除去する。そして現像部において現像スリーブと感光体ドラムとの間に、現像バイアスとして直流に交流を重畳した交互電圧を印加することにより、感光体ドラム上の電荷の除去された静電潜像に現像剤中のトナーを転移させ静電潜像に付着させてトナー像として可視化する。
【００４５】
上記実施形態では、各画像形成ユニットに露光装置が備えられた形態について説明したが、画像形成ユニットの外に個々の感光体への露光部を備えた、一体化されたマルチビームレーザ露光装置を用いてもよい。
また、本発明の画像形成装置は上述したものに限らず、例えば中間転写体を有さず、感光体ドラムから記録材に直接転写を順次繰り返すシステム（直接転写タンデム方式）のカラー画像形成装置に、本発明の現像装置を備えることもできる。
【００４６】
以上説明したように、本発明によれば、感光体として、表面層の表面から、該表面層の厚さの少なくとも３５％までの領域において、シリコン（Ｓｉ）に対するカーボン（Ｃ）の含有比率｛Ｃ／（Ｃ＋Ｓｉ）｝が０．８０〜０．９４となるアモルファスシリコンドラムを用いている。これにより、カーボンの含有比率が０．８０〜０．９４となる領域では、カーボンの含有量が十分であるため柔らかく、研磨されやすい。従って、表面層を短時間で均一に研磨することができる。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明について実施例を挙げて具体的に説明する。なお、「部」は「質量部」を表す。
［現像剤の製造］
＜トナーの作製＞
結着樹脂として、ビスフェノールＡとフマル酸を縮合して得られたポリエステル系樹脂１００質量部と、着色剤としてカーボンブラック（三菱化学社製、「ＭＡ−１００」）４質量部と、離型剤としてフィッシャートロプシュワックス（日本精蝋社製、「ＦＴ−１００」）３質量部と、電荷制御剤として４級アンモニウム塩化合物（オリエント化学工業社製、「Ｐ−５１」）２質量部とを、ヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）で２分混合した後、２軸押出機で溶融混連してトナー混練物を調製した。得られたトナー混練物を気流式粉砕機で微粉砕し、風力分級機で分級処理し、体積平均径８μｍのトナー母粒子を得た。なお、体積平均径は、マルチマイザーIII（コールスターカウンター社製）にて測定した。
得られたトナー母粒子１００質量部に対して、外添剤として酸化チタン（チタン工業社製、「ＥＣ−１００」を１．０質量部、シリカ粒子（キャボット社製、「ＴＧ−８２０」）を１．０質量部添加し、ヘンシェルミキサーで３０００ｒｐｍ、１０分混合して、ブラックトナーとした。
【００４８】
＜現像剤の製造＞
トナー濃度が１０％になるように、得られたブラックトナーと、キャリアとしてフェライトキャリア（パウダーテック社製、「ＥＦ−６０Ｂ」、平均粒径６０μｍ）とを配合し、ボールミルで均一に撹拌混合してブラック系二成分現像剤を製造した。
【００４９】
［実施例］
＜アモルファスシリコンドラムの作製＞
円筒状の導電性基体の外表面上に、キャリア阻止層、光導電層、および表面層を形成することにより、アモルファスシリコンドラムＡを作製した。
導電性基体としては、アルミニウム合金からなる外径３０ｍｍ、長さ３４０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの引き抜き管の外周面を鏡面加工して洗浄したものを用いた。
キャリア阻止層、光導電層、および表面層は、先の導電性基体をグロー放電（直流バイアスＣＶＤ放電）分解装置にセットして、表１に示す成膜条件により形成した。
なお、表面層は、シリコン（Ｓｉ）に対するカーボン（Ｃ）の含有比率｛Ｃ／（Ｃ＋Ｓｉ）｝が０．８０未満である光導電層側（内側）の第１層と、カーボンの含有比率０．８０〜０．９４である表面側（外側）の第２層からなる２層構造とし、表面層全体の厚さが１０００ｎｍになるように成膜した。
【００５０】
［比較例］
＜アモルファスシリコンドラムの作製＞
グロー放電分解装置において、１３．５６ＭＨｚのＲＦ電力を使用し、キャリア阻止層、光導電層、および表面層の成膜条件を表２に示すものに変更した以外は、実施例と同様にしてアモルファスシリコンドラムＢを作製した。
【００５１】
【表１】
2009080305.tif 000003
【００５２】
【表２】
2009080305.tif 000004
【００５３】
［評価］
＜カーボンの含有比率の測定＞
図１に示す画像形成装置を用い、先に作製した現像剤と、アモルファスシリコンドラムＡまたはＢとをセットし、画像形成装置を稼動させ、アモルファスシリコンドラムの表面層の厚さが１００ｎｍになるまで研磨した。
表面層の表面から１００ｎｍ研磨する毎に、表面となる部分のカーボンの含有比率を測定した。結果を図４に示す。
なお、図４において、横軸は表面層の厚さを示すものであり、１０００ｎｍにおけるカーボンの含有比率は、すなわち研磨前の表面層の表面のカーボンの含有比率を意味する。また、研磨開始後、表面層の表面から１００ｎｍ研磨した際の、表面となる部分のカーボンの含有比率を、表面層の厚さが９００ｎｍの位置に記し、以降、１００ｎｍ研磨する毎に同様にしてカーボンの含有比率を図４の所定の位置に記した。
【００５４】
＜硬度の測定＞
先のカーボンの含有比率の測定において、表面層の表面から１００ｎｍ研磨する毎に、表面となる部分の硬度を硬度計（島津製作所社製、「ＤＵＨ−２０１」）にて測定した。結果を図５に示す。なお、図５において横軸は図４に示すものと同様とする。
【００５５】
＜研磨量の測定＞
先のカーボンの含有比率の測定において、３０万枚印字相当（印字枚数と印字動作以外の駆動時における回転数との合計）まで、画像形成装置を稼動させた。１０万枚印字相当毎に、表面層の厚さを光学干渉計にて測定した。研磨前の表面層の厚さ（１０００ｎｍ）から、１０万枚印字相当毎に測定した表面層の厚さを引いた値を研磨量とした。結果を表３に示す。
【００５６】
【表３】
2009080305.tif 000005
【００５７】
図４から明らかなように、実施例では、カーボンの含有比率が０．８０〜０．９４となる表面層の厚さは６００ｎｍ〜１０００ｎｍであった。これは、表面層の表面から４０％までの領域が、カーボンの含有比率が上記範囲内であることを意味する。
また、図５から明らかなように、表面層の硬度は、表面層の表面から約４００ｎｍ研磨された時（すなわち、表面層の厚さが６００ｎｍの時）が最も高いことがわかった。従って、表面層全体に対して、硬度が低く、研磨しやすい部分が占める割合が比較例に比べて増えたことより、短時間で表面層を研磨することが可能となった。また、表面から約４００ｎｍまでの硬度の変化が比較例に比べて緩やかであることから、研磨量の変化が少なく、安定して研磨できることが可能となった。
さらに、表３から明らかなように、３０万枚印字相当時における表面層の厚さは、１０００ｎｍ（研磨開始前）から３８０ｎｍ研磨され、６２０ｎｍであった。この時点での表面のカーボンの含有比率は、図４より０．８０以上であるため、研磨性に余裕があることが示唆される。また、各印字枚数相当において、１００ｎｍ以上研磨されていることから、実施例のアモルファスシリコンドラムＡであれば、研磨量を一定にすることが可能であることがわかった。また、表面層を所定量まで研磨するに際して、必要最小限の研磨時間と現像剤の量で、最大限の研磨効果を発揮することができた。
【００５８】
一方、比較例では、図４から明らかなように、カーボンの含有比率が０．８０〜０．９４となる表面層の厚さは９００ｎｍ〜１０００ｎｍであった。これは、表面層の表面から１０％までの領域が、カーボンの含有比率が上記範囲内であることを意味する。
また、図５から明らかなように、表面層の硬度は、表面から約２００ｎｍ研磨された時（すなわち、表面層の厚さが８００ｎｍの時）が最も硬度が高く、表面層全体に対して、硬度が低く、研磨しやすい部分が占める割合が実施例に比べて約２００ｎｍ相当分少ないことがわかった。比較例の場合、研磨初期（表面から１００ｎｍ程度まで）は表面層が十分に柔らかいので研磨しやすいが、研磨量が１００ｎｍを超えると、徐々に表面層の硬度が高くなり、研磨しにくくなる。従って、表面層を所定量まで研磨するためには、実施例に比べて研磨時間を長く必要とすると共に、多くの量の現像剤を消費する必要があった。
さらに、表３から明らかなように、３０万枚印字相当時における表面層の厚さは、１０００ｎｍ（研磨開始前）から３１０ｎｍ研磨され、６９０ｎｍであった。この時点での表面の含有比率は、図４より約０．５０であった。従って、この時の表面層はカーボンの含有比率が低いため硬く、さらに研磨するためには、多くの時間と現像剤を必要とすることが示唆された。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１に備わる画像形成ユニットを示す部分拡大図である。
【図３】アモルファスシリコンドラムの一例を示す概略構成図である。
【図４】表面層の厚さとカーボンの含有比率の関係を示すグラフである。
【図５】表面層の厚さと硬度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１０：画像形成装置、１２０：画像形成ユニット、１２１：現像装置、１３０：感光体ユニット、１３１：アモルファスシリコンドラム、１３１ｄ：表面層、１３１ｄ’：表面、１３２：摺擦部材
【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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