画像形成装置
【課題】 電子写真装置において、帯電部材が直流電圧に交流電圧を重畳して電子写真感光体を非接触で印加帯電する際に発生する帯電音を実用上問題のないレベルにまで抑制可能にする画像形成装置、及びその画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジを提供する。
【解決手段】 電子写真画像形成装置において、該帯電手段において用いられる帯電部材は軸部と軸部を被覆する本体部とから構成され、該本体部は導電材を含む樹脂から形成されており、該帯電部材が該電子写真感光体に非接触にて対向して配置され、該帯電部材は直流電圧に交流電圧を重畳して該電子写真感光体を非接触にて印加帯電させ、かつ該電子写真感光体の導電性支持体の肉厚d(mm)が、d≧0.9となる関係を満たす部位が存在することを特徴とする。
【解決手段】 電子写真画像形成装置において、該帯電手段において用いられる帯電部材は軸部と軸部を被覆する本体部とから構成され、該本体部は導電材を含む樹脂から形成されており、該帯電部材が該電子写真感光体に非接触にて対向して配置され、該帯電部材は直流電圧に交流電圧を重畳して該電子写真感光体を非接触にて印加帯電させ、かつ該電子写真感光体の導電性支持体の肉厚d(mm)が、d≧0.9となる関係を満たす部位が存在することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、画像形成装置に配設される電子写真感光体への帯電手段と画像形成装置用プロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ファクシミリ、レーザービームプリンタ、複写機など、間接電子写真法を使用して画像形成を行う画像形成装置では、電子写真用感光体（以下単に「感光体」と称する）を中心に帯電、画像露光、現像、転写、分離、清掃、除電等の各手段が配設され、感光体に対し、各手段が順に作動する形で、画像形成が行われる。
【０００３】
まず、感光体には帯電手段により、−４００〜−８００ボルトの帯電（電荷付与）が行われる。帯電手段に電圧を印加する方法には、直流電圧が印加される場合と、交流電圧重畳の直流電圧が印加される場合の２通りの方法がある。通常は直流電圧のみで実用上問題のない作像が可能であるが、直流電圧に交流電圧を重畳することによって、さらに環境条件に左右されにくくなり、接触帯電方式を用いた場合に生じる、帯電部材、感光体の凹凸、部材の微小なムラ等に起因すると考えられる電位ムラを少なくすることができる。
【０００４】
一方、現在一般的に採用される帯電方法には、シールドケース内に帳架された直径４０〜８０μｍのタングステン線、ニッケル線などの金属線に−４０００〜−６０００Ｖ程度の高電圧を印加して感光体を帯電するコロナ帯電方法、１０2〜１０8Ω・ｃｍ程度の抵抗を有するローラ形状、ブラシ形状等の帯電部材に−１２００〜−２０００Ｖの直流電圧、もしくは−５００〜−９００Ｖの直流電圧に、１０００〜２５００Ｖ／５００〜４５００Ｈｚの交流電圧を重畳させた電圧を印加しながら感光体を帯電する接触帯電方法、もしくは帯電部材と感光体間を３０〜２５０μｍ程度離して近接配置させ、前記同様の電圧を印加し、感光体を帯電する非接触帯電方法がある。
【０００５】
コロナ帯電方法では高電圧が印加されるため、１０ｐｐｍ前後の高濃度のオゾンが発生する。そのため、オゾン臭による環境上の問題がある。そのため近年では低い印加電圧で帯電可能な接触帯電方法が行われ、オゾンの発生は０．１ｐｐｍ以下と極めて少ない。したがって、近年はオゾン生成量が少ない接触帯電法を使用し、帯電部材には交流電圧重畳直流電圧を印加する画像形成装置も多くなっている。
【０００６】
しかし、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電手段に印加した場合、画像品質低下の原因物質であるオゾン、窒素酸化物の発生以外に、帯電時に、耳障りな帯電音が発生するという騒音上の問題がある。この帯電音は直流電圧では殆ど問題とはならず、振動電流と言われるが故の交流特有の現象であり、振幅が大きくなるほど、また、電子写真感光体の導電性支持体が響きやすい材質ほど、帯電音が大きくなる。したがって、可能な限り低い条件に設定することが望ましいが、帯電安定性を高くするとどうしても条件が厳しくなり、帯電音が大きくなるため、対策を講じることは必要不可欠である。
【０００７】
この現象を改善する手段として、電子写真感光体の導電性支持体を厚くする、ドラム状感光体の内部に制振材（充填材）を挿入する、帯電部材側の改善を行う等の方法が提案されている。これらの方法は感光体の響きを抑え、共振周波数を耳に感じにくい方へずらすことなどを目的としており、下記に示すような事例が提案されている。
【０００８】
ドラム状感光体の内部に制振材を挿入し、帯電時の帯電音（高周波音）の発生を改善する方法として、感光ドラム内部に緩衝材を圧挿することが（例えば、特許文献１参照）、感光体内部に粘弾性材料を充填することが（例えば、特許文献２参照）、感光体の内部に密度２．０ｇ／ｃｍ3以上の剛体を挿入することが（例えば、特許文献３参照）、２つ以上の弾性体（Ｏリング）と円柱状部材（比重１．５以上のプラスチック（ガラス繊維を２０％以上含有するポリブチレンテレフタレート樹脂）から構成される部材を感光体へ挿入することが（例えば、特許文献４参照）、金属製バネを内蔵した樹脂製円筒状部材を挿入し、感光体内壁に押圧力で固定することが（例えば、特許文献５参照）、それぞれ提案されている。
【０００９】
また、感光体基体の肉厚を厚くして、制振効果を高める方法として、感光体の基体がインローを有し、インロー以外の肉厚を１．９ｍｍ以上とすることで制振効果を得ることが（例えば、特許文献６参照）、感光体の堆積密度を０．６ｇ／ｃｍ3以上、２．０ｇ／ｃｍ3以下とすることで制振効果を得ることが（例えば、特許文献７参照）提案されている。
【００１０】
さらに、帯電部材から帯電音抑制を達成する方法として、中空の帯電部材（ローラ）の表面に被覆層を設け、帯電部材の内部に弾性体を挿入し芯金をその弾性体を介して支持する構造にすることによって、帯電音の改善を行うことが（例えば、特許文献８参照）、提案されている。帯電音は感光体の振動周波数を耳障りにならないような可聴域にずらす様にするか、振動そのものを押さえ込むかのいずれかの方法により対策方法が異なってくる。
【特許文献１】特開昭６３−６０４８１号公報
【特許文献２】特開平３−１０５３４８号公報
【特許文献３】特開平５−１９７３２１号公報
【特許文献４】特開平１１−１８４３０８号公報
【特許文献５】特開２０００−３２１９２９号公報
【特許文献６】特開２０００−１９７６１号公報
【特許文献７】特開２０００−１５５５００号公報
【特許文献８】特開平９−２３０６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記した方式はいずれも大なり小なりの効果がある。ただ、接触帯電法では改善されても、帯電部材を感光体に極近接配置する非接触帯電方式では効果が得にくい場合がある。例えば帯電部材で帯電音を抑制する方法や電子写真感光体の導電性支持体を厚くしただけでは十分な効果が得られにくい場合がある。支持体の内部に充填材を挿入して、重量を上げ響き（鳴き）を抑える方法は効果が得られやすいが、単に挿入しても支持体と挿入材の間に隙間があるような場合、重さが小さい場合などでは予想通りの効果がえられ難い。また、単一構成の部材で構成した場合も効果が低くなることがある。更に、近年は環境問題があり、再生、再使用等が必要であるため、この点に関しての考慮が必要である。
【００１２】
本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、帯電部材が直流電圧に交流電圧を重畳して電子写真感光体を非接触で印加帯電する際に発生する帯電音を実用上問題のないレベルにまで抑制可能にする画像形成装置、及びその画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、電子写真感光体と、該電子写真感光体を一様に帯電する帯電手段と、像露光手段、現像手段、転写手段を備える画像形成装置において、該帯電手段において用いられる帯電部材は軸部と軸部を被覆する本体部とから構成され、該本体部は導電材を含む樹脂から形成されており、該帯電部材が該電子写真感光体に非接触にて対向して配置され、該帯電部材は直流電圧に交流電圧を重畳して該電子写真感光体を非接触にて印加帯電させ、かつ該電子写真感光体の導電性支持体の肉厚ｄ（ｍｍ）がｄ≧０．９となる関係を満たす部位が存在する画像形成装置を特徴とする。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、前記帯電部材は、対向し配置される電子写真感光体の画像形成領域外にあたる該帯電部材の本体部にスペーサ部材を備えることにより、帯電部材と像担持体間に間隙を形成することにより非接触帯電を行う請求項１に記載の画像形成装置を特徴とする。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、前記電子写真感光体の画像形成領域外にあたる該電子写真感光体の両端にスペーサ部材を備えることにより、帯電部材と像担持体間に間隙を形成することにより非接触帯電を行う請求項１または２に記載の画像形成装置を特徴とする。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、前記帯電部材が電子写真感光体を帯電させるために供給する交流電圧周波数を１００Ｈｚ以上、２．５ｋＨｚ以下とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置を特徴とする。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、前記帯電部材が電子写真感光体を帯電させるために供給する交流電圧周波数の振動振幅（Ｖｐｐ）が１．０ｋＶ以上、３．０ｋＶ以下である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置を特徴とする。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明は、前記電子写真感光体の導電性支持体の肉厚ｄ（ｍｍ）が０．９≦ｄ≦５となる関係を満たす部位が存在する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置を特徴とする。
【００１９】
また、請求項７に記載の発明は、前記電子写真感光体に対する前記帯電部材の本体部の体積抵抗率が１×１０5Ω・cm〜１×１０10Ω・cmである請求項１または２に記載の画像形成装置を特徴とする。
【００２０】
また、請求項８に記載の発明は、前記電子写真感光体は感光層を有し、最表面層として電荷輸送層を有し、該電荷輸送層の膜厚が１０〜３５μｍである請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置を特徴とする。
【００２１】
また、請求項９に記載の発明は、前記電子写真感光体は両端の開口部に軸受け部材が装着され、感光体内部を貫通する軸を具備する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置を特徴とする。
【００２２】
また、請求項１０に記載の発明は、前記電子写真感光体は動作時に前記帯電部材と連れ回りで動作し、該帯電部材による印加帯電時に該電子写真感光体が２００ｒｐｍ以下で回転し帯電する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置を特徴とする。
【００２３】
また、請求項１１に記載の発明は、前記現像手段において使用されるトナーが少なくとも平均粒径が７０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下の無機微粒子を含有する請求項１に記載の画像形成装置を特徴とする。
【００２４】
また、請求項１２に記載の発明は、少なくとも帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段の一つと電子写真感光体とを具備してなり、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置に用いられ、着脱自在であるプロセスカートリッジを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載のプロセスカートリッジを複数具備してなる画像形成装置を特徴とする。
【００２６】
また、請求項１４に記載の発明は、前記画像形成装置が、電子写真感光体上に現像されたトナー像を中間転写体上に一次転写した後、該中間転写体上のトナー画像を記録材上に二次転写する中間転写手段を有する画像形成装置であって、複数色のトナー画像を記録材上に一括で二次転写する請求項１乃至１１もしくは１３のいずれかに記載の画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、少なくとも電子写真感光体と、該電子写真感光体を一様に帯電する帯電手段と、一様帯電後に像露光を行い、静電潜像を形成する像露光手段と、前記静電潜像にトナーを現像する現像手段及び現像像を転写する手段と、該電子写真感光体の転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段を備える画像形成装置において、該帯電手段において用いられる帯電部材は軸部と軸部を被覆する本体部とから構成され、該本体部は導電材を含む樹脂から形成されており、該帯電部材が該電子写真感光体に非接触にて対向して配置され、該帯電部材は直流電圧に交流電圧を重畳して該電子写真感光体を非接触にて印加帯電させ、かつ該電子写真感光体の導電性支持体の肉厚ｄ（ｍｍ）がｄ≧０．９となる関係を満たす部位が存在する画像形成装置により、画像形成装置では帯電音を実用上問題のないレベルにまで抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の画像形成装置を説明するための概略図であり、後述するような変形例も本発明の範疇に属するものである。
【００２９】
図１において、感光体１１は、本発明の要件を満たす電子写真感光体である。
感光体１１はドラム状の形状を示しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであっても良い。帯電部材１２は、帯電ローラが用いられる。帯電ローラは軸部と軸部を被覆する本体部とから構成され、該本体部は導電材を含む樹脂から形成される。帯電部材１２は、感光体１１と微小な間隙Ｇを持つことで非接触にて対向して配置される。帯電部材１２と感光体１１の間隙Ｇは、一定の厚さを有するスペーサ部材を帯電部材１２の非画像形成領域に備えることで調整される。
【００３０】
転写手段１６には、一般に転写チャージャーと分離チャージャーを併用したものが効果的である。また、露光手段１３、除電手段１Ａ等に用いられる光源には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザー（ＬＤ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）などの発光物全般を挙げることができる。そして、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
【００３１】
現像手段１４により感光体上に現像されたトナー１５は、受像媒体１８に転写されるが、全部が転写されるわけではなく、感光体上に残存するトナーも生ずる。このようなトナーは、クリーニング手段１７により、感光体より除去される。クリーニング手段は、ゴム製のクリーニングブレードやファーブラシ、マグファーブラシ等のブラシ等を用いることができる。
【００３２】
現像手段において使用されるトナーは少なくとも平均粒径が７０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下の無機微粒子を含有することにより良質な画像を出力することができる。電子写真感光体に正(負)帯電を施し、画像露光を行うと、感光体表面上には正(負)の静電潜像が形成される。これを負(正)極性のトナー（検電微粒子）で現像すれば、ポジ画像が得られるし、また正(負)極性のトナーで現像すれば、ネガ画像が得られる。かかる現像手段には、公知の方法が適用され、また、除電手段にも公知の方法が用いられる。
【００３３】
以上の電子写真プロセスは、本発明における実施形態を例示するものであって、もちろん他の実施形態も可能である。
【００３４】
また、以上に示すような画像形成手段は、複写機、ファクシミリ、プリンター内に固定して組み込まれていてもよいが、プロセスカートリッジの形でそれら装置内に組み込まれてもよい。プロセスカートリッジとは、電子写真感光体を内蔵し、他に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、除電手段の少なくとも１つを含んだ１つの装置（部品）である。プロセスカートリッジの形状等は多く挙げられ、詳しくは説明しないが一般的な例として、図２に示すようなものが挙げられる。
【００３５】
図３には本発明による画像形成装置の別の例を示す。この電子写真装置では、感光体１１の周囲に帯電手段１２、露光手段１３、ブラックＢｋ、シアンＣ、マゼンタＭ、およびイエローＹの各色トナー毎の現像手段１４Ｂｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ、中間転写体である中間転写ベルト１Ｆ、クリーニング手段１７が順に配置されている。ここで、図中に示すＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの添字は上記のトナーの色に対応し、必要に応じて添字を付けたり適宜省略する。
【００３６】
各色の現像手段１４Ｂｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙは各々独立に制御可能となっており、画像形成を行う色の現像手段のみが駆動される。感光体１１上に形成されたトナー像は中間転写ベルト１Ｆの内側に配置された第１の転写手段１Ｄにより、中間転写ベルト１Ｆ上に転写される。第１の転写手段１Ｄは感光体１１に対して接離可能に配置されており、転写動作時のみ中間転写ベルト１Ｆを感光体１１に当接させる。各色の画像形成を順次行い、中間転写ベルト１Ｆ上で重ね合わされたトナー像は第２の転写手段１Ｅにより、受像媒体１８に一括転写された後、定着手段１９により定着されて画像が形成される。第２の転写手段１Ｅも中間転写ベルト１Ｆに対して接離可能に配置され、転写動作時のみ中間転写ベルト１Ｆに当接する。
【００３７】
転写ドラム方式の画像形成装置では、転写ドラムに静電吸着させた転写材に各色のトナー像を順次転写するため、厚紙にはプリントできないという転写材の制限があるのに対し、図３に示すような中間転写方式の電子写真装置では中間転写体１Ｆ上で各色のトナー像を重ね合わせるため、転写材の制限を受けないという特徴がある。このような中間転写方式は図３に示す装置に限らず前述の図１および図２に記す画像形成装置に適用することができる。
【００３８】
図４は、帯電手段に備えられる帯電部材の半径方向の断面図である。帯電部材１２は、中心に金属製芯金による軸部１２ａ、その外側に本体部１２ｂからなる構造をしている。軸部１２ａは、例えば、直径が８〜２０ｍｍのステンレス、アルミニウムの高い剛性と導電性を有している金属製又は１×１０3Ω・ｃｍ以下、好ましくは１×１０2Ω・ｃｍ以下で高い剛性を有する導電性の樹脂等で構成される。
【００３９】
本体部１２ｂは、１×１０5Ω・ｃｍ〜１×１０10Ω・ｃｍの体積抵抗率で、１〜２ｍｍ程度の厚さにすることが好ましい。本体部１２ｂの体積抵抗率が１×１０10Ω・ｃｍ以上となると放電が不十分となり、感光体１１表面を十分に帯電させることができなくなるおそれがあり、逆にこの抵抗率が１×１０5Ω・ｃｍ以下となると、感光体１１の感光層にピンホールなどの欠陥があった場合、放電電流がピンホールに集中して異常放電が生じ、さらに過電流がピンホールをさらに拡大させ、感光層が破壊され、異常画像が出力される原因となる。
【００４０】
ここで、本体部１２ｂは、１層構造で示したが、特にこの構造に限定されるものではなく、本体部の１層以上が導電性の樹脂等により構成されれば２層以上であっても良い。本体部１２ｂには、従来は、ヒドリンゴム等のゴムを用いていたが、ここでは、ゴムより膨張係数の低い樹脂を用いて、導電剤を混入して電気抵抗を調整する。通常、樹脂の線膨張係数はゴムの約１／２以下であり、樹脂の体積膨張係数は等方性の場合ゴムの約１／６以下になる。従来のように、ゴムを用いると、熱や湿度により、ゴムの寸法精度が大きく変化することで、帯電部材１２と感光体１１との間隙Ｇが小さい場合、帯電部材と電子写真感光体が接触してしまい、帯電音が大きくなることがあったり、異常放電による帯電ムラの原因となることがある。
【００４１】
ここで、本体部１２ｂの樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン樹脂、ポリスチレン及びその共重合体等のスチレン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系樹脂等を用いることができる。樹脂には、導電剤のほかに強度を向上、寸法の精度を向上させるためにカーボンファイバー、グラスファイバー、炭化物、硼化物等のセラミックスを混入することにより膨張係数を小さくすることができる。
【００４２】
導電剤としては、過酸化リチウム等のアルカリ金属塩、過塩素酸ナトリウム等の過塩素酸塩、テトラブチルアンモニウム塩等の４級アンモニウム塩、高分子導電剤等のイオン系導電剤、カーボンブラック、銀粉、銅粉等の金属粉、ＩＴＯ等のセラミックス粉を用いることができる。
【００４３】
図５は本発明である画像形成装置に用いられる帯電部材の概略図である。帯電部材には本体部の両端にスペーサ部材を備える。帯電部材１２と像担持体１１との間隙Ｇは（図１参照)、スペーサ部材により１００μｍ以下、特に、２０〜５０μｍの範囲が好ましい。これにより、帯電装置１００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、感光体１１の表面の帯電電位が低下することにより出力画像に地汚れが生じやすくなるなど、出力画像の画質低下が起こることがある。また、この間隙Ｇが小さいと、感光体表面のクリーニング部材において除去されなかった感光体表面付着物が帯電部材に接触することにより、その一部が帯電部材に転移し、感光体帯電時の帯電ムラの原因となることがある。
【００４４】
図５に示すスペーサ部材３０は、ポリエチレン、ポリオレフィン等のオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂を用いることができる。また、スペーサ部材３０には、弾性を有する金属又はゴムを用いることができる。金属としては、アルミニウム、鉄、銅、チタン又はこれらを主体とする合金を用いることができる。さらに、これらの表面を酸化物で被覆して、電気的に絶縁性にすることが好ましい。金属製のスペース部材３０は、感光体１１の樹脂による感光層と比較して硬いため、さらに、表面に樹脂で被覆することが好ましい。これにより、感光体１１の感光層より硬度を低くして、感光体１１の摩耗を減らすことができる。
【００４５】
また、ゴムとしては、天然ゴム、ポリウレタンゴム、クロロプレンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムを用いることができる。ＪＩＳ−Ａ：ゴム硬度は７０Ｈｓ以上が好ましく、さらに、シリカ、アルミナ、グラスファイバー等を添加して硬化させたものが好ましい。これにより、間隙Ｇの変動を防ぐことができる。
【００４６】
このスペーサ部材は帯電部材に備えるのに代えて電子写真感光体の両端に備えることができ、これにより間隙Ｇを形成可能である。このときスペーサ部材には帯電部材と同様のものを用いることができる。
【００４７】
電子写真感光体１１に対向して配設された帯電部材１２により感光体を帯電させる際、帯電部材１２に印加する電圧は電子写真感光体１１と帯電部材１２が接触している場合直流電圧のみにより十分な実用性を持たせることは可能であり、実用上問題となるレベルの帯電音は生じにくい。しかし、非接触の場合は直流電圧のみにより帯電させる場合は帯電ムラが生じやすくなる。ゆえに帯電ムラの発生を大幅に抑えるために直流電圧に交流電圧を重畳し、交流電圧により補償を行うことは有効である。
【００４８】
交流電圧は正弦波がのぞましく、周波数としては１００Ｈｚ以上、２.５ＫＨｚ以下に設定するのがのぞましい。１００Ｈｚ以下では感光体に交流電圧が十分に作用しないため、帯電ムラが生じやすくなり、異常画像が生じやすくなる。また、２.５ｋＨｚ以上では、異常放電を起こしやすいほか、感光体の感光層中にトラップされた電荷が帯電電位を低下させ、帯電電位の繰り返し特性を不安定にさせ、これによる地肌汚れを引き起こす。
【００４９】
帯電部材に印加する交流電圧の周波数は感光体の線速により公的な値は変動するが、８００Ｈｚ以上、２ｋＨｚ以下に設定すれば実用的には支障はない。交流電圧周波数の振動振幅（Ｖｐｐ）は１ｋＶ以上、３．０ｋＶ以上であることが好ましい。この範囲であれば安定した感光体帯電電位、および繰り返しの使用による感光体の残留電位の上昇を程良く抑えることができるが、Ｖppは高くなるほどに帯電音が大きくなるので2.5ｋＶ以下とすることが望まれる。また、１．３ｋＶ以下では感光体の帯電が部分的に不十分となる場合があり、帯電ムラとなり、異常画像が生じやすくなる。
【００５０】
感光体の帯電時の回転速度は、速くなるほど帯電ムラなく、均一に帯電させたい電位へ帯電させるには、交流電圧周波数及び、Ｖｐｐを高くすることがのぞましい。しかし、前述したように交流電圧周波数およびＶｐｐには適する範囲が存在するため、感光体回転速度は２００rpm以下で回転し帯電することがのぞましい。
【００５１】
感光体１１の両端の開口部に軸受け部材が装着され、感光体内部を貫通する軸を具備しても良い。たとえば樹脂製の精度の良い軸受け部材に感光体内部を貫通する金属製の精度の良い軸を備えることにより外径振れ精度を向上させることができ、出力画質の向上に貢献することができる。
【００５２】
図６は、本発明の画像形成装置に用いられる電子感光体の1つの例を円柱中心軸を含む平面で切った断面図である。電子写真感光体が対向する帯電部材により帯電印加させられる際の帯電音を抑えるため、感光体の導電性支持体の肉厚ｄが０．９ｍｍ≦ｄ≦５ｍｍであることが好ましい。０．９ｍｍ未満では感光体の帯電音が大きくなり実用上問題が生じてくる。また、５ｍｍを超えると感光体の重量が増加することで感光体単体の取り扱いが困難になることや、ドラムを複数本備える画像形成装置においては重量の増加が顕著であり無視できない大きさとなる。また、画像形成装置内での駆動時に駆動機器に大きな負荷をかけることからも好ましくない。より好ましくは、肉厚ｄは０．９ｍｍ≦ｄ≦２ｍｍであることが好ましい。
【００５３】
図７は本発明の画像形成装置に具備される電子写真感光体の模式断面図であり、導電性基体２０上に感光層２１を設けた構成の電子写真感光体を示している。図８及び図９は各々本発明の画像形成装置に具備される他の電子写真感光体の構成例を示すものである。図８は、感光層２１が電荷発生層２２（ＣＧＬ）と電荷輸送層２３（ＣＴＬ）より構成される機能分離型タイプの電子写真感光体を示し、図９は、導電性基体２０と機能分離型タイプの感光層のＣＧＬ２２、ＣＴＬ２３との間に下引き層２４を入れた電子写真感光体を示している。なお、本発明に係る電子写真感光体としては、導電性支持体上に少なくとも感光層を有しており、最表面層が電荷輸送層であれば、上記以外のその他の層が形成されていても構わない。
【００５４】
本発明において電子写真感光体に使用される導電性支持体２０としては、導電体もしくは導電処理をした絶縁体、例えばＡｌ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｕなどの金属、もしくはそれらの合金の他、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ガラス等の絶縁性基体上にＡｌ、Ａｇ、Ａｕ等の金属あるいはＩｎ2Ｏ3、ＳｎＯ2等の導電材料の薄膜を形成したもの、樹脂中にカーボンブラック、グラファイト、アルミニウム，銅，ニッケル等の金属粉、導電性ガラス粉などを均一に分散させ、樹脂に導電性を付与した樹脂基体、導電処理をした紙等が使用できる。
【００５５】
導電性支持体２０の形状は特に制約はなく、板状、ドラム状あるいはベルト状のいずれのものも使用できるが、ベルト状の導電性支持体を用いると、内部に駆動ローラ、従動ローラを設ける必要があるなど装置が複雑化、大型化する反面、レイアウトの自由度が増すなどのメリットがある。しかしながら、保護層を形成する場合は、該保護層の可撓性が不足して、表面にクラックとよばれる亀裂が入る可能性があり、それが原因で粒状の地肌汚れが発生することが考えられる。このようなことから、支持体としては剛性の高いドラム状のものが好ましく用いられる。
【００５６】
導電性支持体と感光層２１との間には、必要に応じて、下引き層２４を設けてもよい。かかる下引き層２４は、接着性を向上する、モアレなどを防止する、上層の塗工性を改良する、残留電位を低減するなどの目的で設けられる。下引き層は、一般に樹脂を主成分とするが、これらの樹脂は、その上に感光層を、溶剤を用いて塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂であることが望ましい。
【００５７】
このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂などが挙げられる。また、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物、あるいは金属硫化物、金属窒化物などの微粉末を加えてもよい。これらの下引き層は、適当な溶媒を用いて、慣用される塗工法によって形成することができる。
【００５８】
更に、かかる下引き層としては、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用して、例えばゾル−ゲル法等により形成した金属酸化物層も有用である。この他に、かかる下引き層として、Ａｌ2Ｏ3を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン（パリレン）等の有機物や、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＩＴＯ、ＣｅＯ2等の無機物を真空薄膜作製法にて設けてもよい。下引き層２４の膜厚は約０．１〜５μｍが適当である。
【００５９】
電荷発生層２２は、電荷発生物質を主成分とする層であって、必要に応じてバインダー樹脂を用いることもある。電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料を用いることができる。無機系材料としては、結晶セレン、アモルファス・セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物等が挙げられる。
【００６０】
一方、有機系材料としては、公知の材料を用いることができる。例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系又は多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独又は２種以上の混合物として用いることができる。
【００６１】
電荷発生層２１に必要に応じて用いられるバインダー樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミドなどが用いられる。これらのバインダー樹脂は、単独又は２種以上の混合物として用いることができる。また、必要に応じて、電荷輸送性物質を添加してもよい。また、電荷発生層のバインダー樹脂として、上述のバインダー樹脂の他に、高分子電荷輸送性物質も良好に用いられる。
【００６２】
電荷発生層を形成する方法としては、真空薄膜作製法と、溶液分散系からのキャスティング法とが大きく挙げられる。前者の方法としては、グロー放電重合法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、イオンプレーティング法、加速イオンインジェクション法等が挙げられる。この真空薄膜作製法は、上述した無機系材料又は有機系材料を良好に形成することができる。また、後者のキャスティング法によって電荷発生層を設けるには、上述した無機系もしくは有機系電荷発生物質を必要ならばバインダー樹脂と共に、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノン等の溶媒を用いてボールミル、アトライター、サンドミル等により分散し、分散液を適度に希釈して塗布することにより、形成できる。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート法などの慣用されている方法を用いて行うことができる。
以上のようにして設けられる電荷発生層の膜厚は、０．０１〜５μｍ程度が適当であり、好ましくは０．０５〜２μｍである。
【００６３】
電荷輸送層２３は、帯電電荷を保持させ、かつ、露光により電荷発生層で発生分離した電荷を移動させて保持していた帯電電荷と結合させることを目的とする層である。帯電電荷を保持させる目的を達成するためには、電気抵抗が高いことが要求される。また、保持していた帯電電荷で高い表面電位を得る目的を達成するためには、誘電率が小さく、かつ、電荷移動性が良いことが要求される。
【００６４】
これらの要件を満足させるための電荷輸送層２３は、電荷輸送性物質及び必要に応じて用いられるバインダー樹脂により構成される。かかる電荷輸送層は、これらの電荷輸送性物質及びバインダー樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。かかる電荷輸送層には、必要により、電荷輸送性物質及びバインダー樹脂以外に、可塑剤、酸化防止剤、レベリング剤等などの添加剤を適量添加することもできる。電荷輸送性物質としては、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。
【００６５】
電子輸送物質としては、たとえば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロキサントン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリニトロ−４Ｈ−インデノ〔１，２−ｂ〕チオフェン−４オン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−５，５−ジオキサイドなどの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、単独又は２種以上の混合物として用いることができる。
【００６６】
正孔輸送物質としては、以下に表わされる電子供与性物質が挙げられ、良好に用いられる。たとえば、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリルアントラセン）、１，１−ビス−（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられる。これらの正孔輸送物質は、単独又は２種以上の混合物として用いることができる。
【００６７】
また、高分子電荷輸送性物質は、以下のような構造を有していてもよい。
（ａ）カルバゾール環を有する重合体
例えば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、特開昭５０−８２０５６号公報、特開昭５４−９６３２号公報、特開昭５４−１１７３７号公報、特開平４−１７５３３７号公報、特開平４−１８３７１９号公報、特開平６−２３４８４１号公報に記載の化合物等が例示される。
【００６８】
（ｂ）ヒドラゾン構造を有する重合体
例えば、特開昭５７−７８４０２号公報、特開昭６１−２０９５３号公報、特開昭６１−２９６３５８号公報、特開平１−１３４４５６号公報、特開平１−１７９１６４号公報、特開平３−１８０８５１号公報、特開平３−１８０８５２号公報、特開平３−５０５５５号公報、特開平５−３１０９０４号公報、特開平６−２３４８４０号公報に記載の化合物等が例示される。
【００６９】
（ｃ）ポリシリレン重合体
例えば、特開昭６３−２８５５５２号公報、特開平１−８８４６１号公報、特開平４−２６４１３０号公報、特開平４−２６４１３１号公報、特開平４−２６４１３２号公報、特開平４−２６４１３３号公報、特開平４−２８９８６７号公報に記載の化合物等が例示される。
【００７０】
（ｄ）トリアリールアミン構造を有する重合体
例えば、Ｎ，Ｎ−ビス（４−メチルフェニル）−４−アミノポリスチレン、特開平１−１３４４５７号公報、特開平２−２８２２６４号公報、特開平２−３０４４５６号公報、特開平４−１３３０６５号公報、特開平４−１３３０６６号公報、特開平５−４０３５０号公報、特開平５−２０２１３５号公報に記載の化合物等が例示される。
【００７１】
（ｅ）その他の重合体
例えば、ニトロピレンのホルムアルデヒド縮重合体、特開昭５１−７３８８８号公報、特開昭５６−１５０７４９号公報、特開平６−２３４８３６号公報、特開平６−２３４８３７号公報に記載の化合物等が例示される。
本発明に使用される電子供与性基を有する重合体は、上記重合体だけでなく、公知単量体の共重合体や、ブロック重合体、グラフト重合体、スターポリマーや、また、例えば特開平３−１０９４０６号公報に開示されているような電子供与性基を有する架橋重合体等を用いることも可能である。
【００７２】
また、本発明に用いられる高分子電荷輸送性物質として更に有用なトリアリールアミン構造を有するポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテルとしては、例えば、特開昭６４−１７２８号公報、特開昭６４−１３０６１号公報、特開昭６４−１９０４９号公報、特開平４−１１６２７号公報、特開平４−２２５０１４号公報、特開平４−２３０７６７号公報、特開平４−３２０４２０号公報、特開平５−２３２７２７号公報、特開平７−５６３７４号公報、特開平９−１２７７１３号公報、特開平９−２２２７４０号公報、特開平９−２６５１９７号公報、特開平９−２１１８７７号公報、特開平９−３０４９５６号公報等に記載の化合物が例示される。
【００７３】
更に、電荷輸送層に併用できるバインダー樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリスチレン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニリデン、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリアクリレート、ポリアクリルアミド、フェノキシ樹脂などが用いられる。これらのバインダー樹脂は、単独又は２種以上の混合物として用いることができる。
【００７４】
電荷輸送層の膜厚は、約５〜１００μｍ程度が適当であるが、近年の高画質化の要求から、電荷輸送層を薄膜化することが図られており、１２００ｄｐｉ以上の高画質化を達成するためには、より好ましくは１０〜３５μｍ程度が適当である。
【００７５】
本発明における電荷輸送層中には、ゴム、プラスチック、油脂類などに用いられる他の酸化防止剤や可塑剤などの添加剤を添加してもかまわない。更に、電荷輸送層中にレベリング剤を添加してもかまわない。かかるレベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいはオリゴマーなどが使用され、その使用量は、バインダー樹脂１００重量部に対して、０〜１重量部が適当である。
【００７６】
塗工方法としては、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート法などの慣用されている方法を用いて行うことができる。
【実施例】
【００７７】
以下、本発明の実施例および、比較例について説明する。
【００７８】
（実施例１）
リコー製Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機において電子写真感光体１１と帯電部材１２を以下の条件のものを搭載した。トナーは少なくとも平均粒径７０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下の無機微粒子を含有し、平均粒径５．９μｍのものを使用した。
【００７９】
画像濃度５％となる矩形のパッチと文字の混合画像のプリントを行い、Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機正面３０cmにおいて音量を計測し、帯電音の１〜４倍音の大きさを平均し、帯電音量とした。
【００８０】
（電子写真感光体）
アルキッド樹脂（ベッコライトＭ６４０１−５０（大日本インキ化学工業社製））１５重量部、メラミン樹脂(スーパーベッカミンＧ−８２１−６０（大日本インキ化学工業社製）)１０重量部をメチルエチルケトン１５０重量部に溶解し、これに酸化チタン粉末（タイペールＣＲ−ＥＬ（石原産業社製））９０重量部を加えボールミルで１２時間分散し、下引層用塗工液を作製した。
【００８１】
これを１ｍｍの肉厚をもつφ３０mmの円筒状アルミニウム基体に浸漬塗工法によって塗工し１３０℃２０分間乾燥し厚み４．５μmの下引き層を形成した。
次にポリビニルブチラール樹脂(XYHL(UCC社製))4重量部をシクロヘキサノン１５０重量部に溶解し、これを下記構造式（１）に示す。
【００８２】
【化１】
【００８３】
ビスアゾ顔料に１０重量部を加え、ボールミルで４８時間分散後、さらにシクロヘキサノン２１０重量部を加えて3時間分散を行った。これを容器に取り出し固形分が１．５重量％となるようにシクロヘキサノンで希釈した。こうして得られた電荷発生層用塗工液を前記中間層上に塗工し１３０℃、２０分間乾燥し厚み０．２μｍの電荷発生層を形成した。
【００８４】
次に、テトラヒドロフラン１００重量部に、ビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂１０重量部、シリコーンオイル（ＫＦ−５０（信越化学工業社製））０．００２重量部を溶解し、これに下記構造式（２）の電荷輸送物質１０重量部を加えて電荷輸送層用塗工液を作製した。こうして得られた電荷輸送層用塗工液を電荷発生層上に浸漬塗工法によって塗工し、その後１１０℃２０分間乾燥し、厚み３１μｍの電荷輸送層を形成した。
【００８５】
【化２】
【００８６】
電子写真感光体の帯電条件等は画像部電位−４０Ｖ、非画像部電位−５００Ｖ、感光体の線速を１５５ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００８７】
（帯電部材）
ステンレススチール製の芯軸（φ６ｍｍ導電性支持体）を本体部として樹脂で被覆した図４に示す構造の帯電ローラを製作した。樹脂の材料としてＡＢＳ樹脂１００重量部に、導電剤としてエーテルアミド０．５重量部を配合し、体積抵抗率が１×１０8Ω・cm〜１×１０9Ω・cmとなるよう調整した組成物を用い、この材料を押出成形機により成形して芯軸を被覆し、φ１４ｍｍの帯電ローラを得た。スペーサ部材には熱収縮性フッ素樹脂を用いた。加えた電圧条件は交流電圧周波数１．１ｋＨｚ、Ｖｐｐ２．０ｋＶ、直流電圧―４５０Ｖとした。
【００８８】
（実施例２）
実施例１において電子写真感光体の導電性支持体の肉厚ｄを２ｍｍとした以外は、リコー製Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機において、実施例１と同様にして評価を行った。
【００８９】
（実施例３）
実施例１においてＶppを1.7ｋＶとした以外は、リコー製Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機において、実施例１と同様にして評価を行った。
【００９０】
（実施例４）
実施例１においてＶｐｐを２．５ｋＶとした以外は、リコー製Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機において、実施例１と同様にして評価を行った。
【００９１】
（実施例５）
実施例1において感光体の電荷輸送層（ＣＴＬ）の膜厚を２０μｍとした以外は、リコー製Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機において、実施例1と同様にして評価を行った。
【００９２】
（実施例６）
実施例１において感光体の線速を７７．５ｍｍ／ｓｅｃとした以外は、リコー製Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機において、実施例１と同様にして評価を行った。
【００９３】
（比較例１）
実施例１においてリコー製Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機に搭載する帯電部材の条件を以下のものとした以外は、リコー製Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機において、実施例１と同様にして評価を行った。
【００９４】
（帯電部材）
ステンレススチール製の芯軸（φ6mm導電性支持体）を本体部として半導電性弾性層で被覆した図４に示す構造の帯電ローラを製作した。樹脂の材料としてポリエステル成分を含む熱可塑性エラストマー１００重量部に、過塩素酸リチウム０．５重量部を配合し、体積抵抗率が１×１０8Ω・cm〜１×１０9Ω・cmとなるよう調整した組成物を用い、この材料を押出成形機により成形して芯軸を被覆し、φ１４ｍｍの帯電ローラを得た。
【００９５】
（比較例２）
比較例1において電子写真感光体の導電性支持体の肉厚ｄを２ｍｍとした以外は、リコー製Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機において、比較例１と同様にして評価を行った。
【００９６】
（比較例３）
実施例1において電子写真感光体の導電性支持体の肉厚ｄを０．７ｍｍとした以外は、リコー製Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機において、実施例1と同様にして評価を行った。
実施例１〜６、比較例１〜３の評価結果を表１に示す。
【００９７】
【表１】
【００９８】
表１から、本発明の構成要件を満たす実施例では帯電音の音量は小さく実用上、問題のない音量であることが確認された。本発明の要件を満たしていない比較例は、いずれも帯電音の音量が大きく、実用上問題である音量であった。
【００９９】
（実施例７）
像露光の光源を６５５ｎｍに改造し、さらに除電手段であるＬＥＤ照射機構を取り除く改造を行ったリコー製ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０改造機において実施例１において用いた電子写真感光体、帯電部材を実施例１の条件において搭載し、画像濃度５％となる矩形のパッチと文字の混合画像のプリントを行い、ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０改造機正面３０ｃｍにおいて音量を計測し、帯電音の１〜４倍音の大きさを平均し、帯電音量とした。
【０１００】
（実施例８）
実施例２において用いた電子写真感光体、帯電部材を実施例２の条件において、リコー製ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０改造機に搭載し、実施例７と同様にして評価を行った。
【０１０１】
（実施例９）
実施例３において用いた電子写真感光体、帯電部材を実施例３の条件において、リコー製ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０改造機に搭載し、実施例７と同様にして評価を行った。
【０１０２】
（実施例１０）
実施例４において用いた電子写真感光体、帯電部材を実施例４の条件において、リコー製ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０改造機に搭載し、実施例７と同様にして評価を行った。
【０１０３】
（実施例１１）
実施例５において用いた電子写真感光体、帯電部材を実施例５の条件において、リコー製ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０改造機に搭載し、実施例７と同様にして評価を行った。
【０１０４】
（実施例１２）
実施例６において用いた電子写真感光体、帯電部材を実施例６の条件において、リコー製ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０改造機に搭載し、実施例７と同様にして評価を行った。
【０１０５】
（比較例４）
比較例１において用いた電子写真感光体、帯電部材を比較例１の条件において、リコー製ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０改造機に搭載し、実施例７と同様にして評価を行った。
【０１０６】
（比較例５）
比較例２において用いた電子写真感光体、帯電部材を比較例２の条件において、リコー製ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０改造機に搭載し、実施例７と同様にして評価を行った。
【０１０７】
（比較例６）
比較例３において用いた電子写真感光体、帯電部材を比較例３の条件において、リコー製ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０改造機に搭載し、実施例７と同様にして評価を行った。
実施例７〜１２、比較例４〜６の評価結果を表２に示す。
【０１０８】
【表２】
【０１０９】
表２から、本発明の構成要件を満たす実施例では帯電音の音量は小さく実用上、問題のない音量であることが確認された。本発明の要件を満たしていない比較例は、いずれも帯電音の音量は大きく、実用上問題である音量であった。
【０１１０】
帯電音を抑制可能である理由は以下のようなものが考えられる。帯電部材の本体部を、導電材を含む樹脂から形成することにより、ゴムにより形成した帯電部材と比較して、形成精度が高まり、また、樹脂製はゴム製より変形しにくいことより、画像形成装置内で動作中に変形を起こすなどの電子写真感光体と帯電部材の間隙の大きさに変動を起こしにくい。これより樹脂製の帯電部材は非接触で安定して電子写真感光体を帯電させることが可能であると考えられる。さらに電子写真感光体の導電性支持体の肉厚ｄ（ｍｍ）をｄ≧０．９とすることにより導電性支持体が振動を起こしにくいと考えられる。これらによる効果が複合的に組み合わされ、帯電音を小さくする効果が大きく現れるのではないかと推測される。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の画像形成装置の概略を示す構成図である。
【図２】本発明のプロセスカートリッジの１例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の画像形成装置のカラー現像の例を示す構成図である。
【図４】本発明の帯電部材の半径方向の断面を示す断面構成図である。
【図５】本発明の画像形成装置に用いられる帯電部材の概略図である。
【図６】本発明の画像形成装置の感光体の円柱軸方向断面図である。
【図７】本発明の画像形成装置に具備される感光体の模式断面図である。
【図８】本発明の画像形成装置に具備される感光体の１例の構成図である。
【図９】本発明の画像形成装置に具備される感光体の他の例の構成図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１１ 電子写真感光体
１２ 帯電手段
１２ａ 金属製芯金による軸部
１２ｂ 外側本体部
１３ 露光手段
１４ 現像手段
１４Ｂｋ ブラック現像手段
１４Ｃ シアン現像手段
１４Ｍ マゼンタＭ現像手段
１４Ｙ イエロー現像手段
１５ トナー
１６ 転写手段
１７ クリーニング手段
１８ 受像媒体
１９ 定着手段
１Ａ 除電手段
１Ｂ クリーニング前露光手段
１Ｃ 駆動手段
１Ｄ 第１の転写手段
１Ｅ 第２の転写手段
１Ｆ 中間転写体
Ｇ 間隙
２０ 導電性支持体
２２ 電荷発生層
２３ 電荷輸送層
２４ 下引き層
３０ スペーサ部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、画像形成装置に配設される電子写真感光体への帯電手段と画像形成装置用プロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ファクシミリ、レーザービームプリンタ、複写機など、間接電子写真法を使用して画像形成を行う画像形成装置では、電子写真用感光体（以下単に「感光体」と称する）を中心に帯電、画像露光、現像、転写、分離、清掃、除電等の各手段が配設され、感光体に対し、各手段が順に作動する形で、画像形成が行われる。
【０００３】
まず、感光体には帯電手段により、−４００〜−８００ボルトの帯電（電荷付与）が行われる。帯電手段に電圧を印加する方法には、直流電圧が印加される場合と、交流電圧重畳の直流電圧が印加される場合の２通りの方法がある。通常は直流電圧のみで実用上問題のない作像が可能であるが、直流電圧に交流電圧を重畳することによって、さらに環境条件に左右されにくくなり、接触帯電方式を用いた場合に生じる、帯電部材、感光体の凹凸、部材の微小なムラ等に起因すると考えられる電位ムラを少なくすることができる。
【０００４】
一方、現在一般的に採用される帯電方法には、シールドケース内に帳架された直径４０〜８０μｍのタングステン線、ニッケル線などの金属線に−４０００〜−６０００Ｖ程度の高電圧を印加して感光体を帯電するコロナ帯電方法、１０2〜１０8Ω・ｃｍ程度の抵抗を有するローラ形状、ブラシ形状等の帯電部材に−１２００〜−２０００Ｖの直流電圧、もしくは−５００〜−９００Ｖの直流電圧に、１０００〜２５００Ｖ／５００〜４５００Ｈｚの交流電圧を重畳させた電圧を印加しながら感光体を帯電する接触帯電方法、もしくは帯電部材と感光体間を３０〜２５０μｍ程度離して近接配置させ、前記同様の電圧を印加し、感光体を帯電する非接触帯電方法がある。
【０００５】
コロナ帯電方法では高電圧が印加されるため、１０ｐｐｍ前後の高濃度のオゾンが発生する。そのため、オゾン臭による環境上の問題がある。そのため近年では低い印加電圧で帯電可能な接触帯電方法が行われ、オゾンの発生は０．１ｐｐｍ以下と極めて少ない。したがって、近年はオゾン生成量が少ない接触帯電法を使用し、帯電部材には交流電圧重畳直流電圧を印加する画像形成装置も多くなっている。
【０００６】
しかし、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電手段に印加した場合、画像品質低下の原因物質であるオゾン、窒素酸化物の発生以外に、帯電時に、耳障りな帯電音が発生するという騒音上の問題がある。この帯電音は直流電圧では殆ど問題とはならず、振動電流と言われるが故の交流特有の現象であり、振幅が大きくなるほど、また、電子写真感光体の導電性支持体が響きやすい材質ほど、帯電音が大きくなる。したがって、可能な限り低い条件に設定することが望ましいが、帯電安定性を高くするとどうしても条件が厳しくなり、帯電音が大きくなるため、対策を講じることは必要不可欠である。
【０００７】
この現象を改善する手段として、電子写真感光体の導電性支持体を厚くする、ドラム状感光体の内部に制振材（充填材）を挿入する、帯電部材側の改善を行う等の方法が提案されている。これらの方法は感光体の響きを抑え、共振周波数を耳に感じにくい方へずらすことなどを目的としており、下記に示すような事例が提案されている。
【０００８】
ドラム状感光体の内部に制振材を挿入し、帯電時の帯電音（高周波音）の発生を改善する方法として、感光ドラム内部に緩衝材を圧挿することが（例えば、特許文献１参照）、感光体内部に粘弾性材料を充填することが（例えば、特許文献２参照）、感光体の内部に密度２．０ｇ／ｃｍ3以上の剛体を挿入することが（例えば、特許文献３参照）、２つ以上の弾性体（Ｏリング）と円柱状部材（比重１．５以上のプラスチック（ガラス繊維を２０％以上含有するポリブチレンテレフタレート樹脂）から構成される部材を感光体へ挿入することが（例えば、特許文献４参照）、金属製バネを内蔵した樹脂製円筒状部材を挿入し、感光体内壁に押圧力で固定することが（例えば、特許文献５参照）、それぞれ提案されている。
【０００９】
また、感光体基体の肉厚を厚くして、制振効果を高める方法として、感光体の基体がインローを有し、インロー以外の肉厚を１．９ｍｍ以上とすることで制振効果を得ることが（例えば、特許文献６参照）、感光体の堆積密度を０．６ｇ／ｃｍ3以上、２．０ｇ／ｃｍ3以下とすることで制振効果を得ることが（例えば、特許文献７参照）提案されている。
【００１０】
さらに、帯電部材から帯電音抑制を達成する方法として、中空の帯電部材（ローラ）の表面に被覆層を設け、帯電部材の内部に弾性体を挿入し芯金をその弾性体を介して支持する構造にすることによって、帯電音の改善を行うことが（例えば、特許文献８参照）、提案されている。帯電音は感光体の振動周波数を耳障りにならないような可聴域にずらす様にするか、振動そのものを押さえ込むかのいずれかの方法により対策方法が異なってくる。
【特許文献１】特開昭６３−６０４８１号公報
【特許文献２】特開平３−１０５３４８号公報
【特許文献３】特開平５−１９７３２１号公報
【特許文献４】特開平１１−１８４３０８号公報
【特許文献５】特開２０００−３２１９２９号公報
【特許文献６】特開２０００−１９７６１号公報
【特許文献７】特開２０００−１５５５００号公報
【特許文献８】特開平９−２３０６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記した方式はいずれも大なり小なりの効果がある。ただ、接触帯電法では改善されても、帯電部材を感光体に極近接配置する非接触帯電方式では効果が得にくい場合がある。例えば帯電部材で帯電音を抑制する方法や電子写真感光体の導電性支持体を厚くしただけでは十分な効果が得られにくい場合がある。支持体の内部に充填材を挿入して、重量を上げ響き（鳴き）を抑える方法は効果が得られやすいが、単に挿入しても支持体と挿入材の間に隙間があるような場合、重さが小さい場合などでは予想通りの効果がえられ難い。また、単一構成の部材で構成した場合も効果が低くなることがある。更に、近年は環境問題があり、再生、再使用等が必要であるため、この点に関しての考慮が必要である。
【００１２】
本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、帯電部材が直流電圧に交流電圧を重畳して電子写真感光体を非接触で印加帯電する際に発生する帯電音を実用上問題のないレベルにまで抑制可能にする画像形成装置、及びその画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、電子写真感光体と、該電子写真感光体を一様に帯電する帯電手段と、像露光手段、現像手段、転写手段を備える画像形成装置において、該帯電手段において用いられる帯電部材は軸部と軸部を被覆する本体部とから構成され、該本体部は導電材を含む樹脂から形成されており、該帯電部材が該電子写真感光体に非接触にて対向して配置され、該帯電部材は直流電圧に交流電圧を重畳して該電子写真感光体を非接触にて印加帯電させ、かつ該電子写真感光体の導電性支持体の肉厚ｄ（ｍｍ）がｄ≧０．９となる関係を満たす部位が存在する画像形成装置を特徴とする。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、前記帯電部材は、対向し配置される電子写真感光体の画像形成領域外にあたる該帯電部材の本体部にスペーサ部材を備えることにより、帯電部材と像担持体間に間隙を形成することにより非接触帯電を行う請求項１に記載の画像形成装置を特徴とする。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、前記電子写真感光体の画像形成領域外にあたる該電子写真感光体の両端にスペーサ部材を備えることにより、帯電部材と像担持体間に間隙を形成することにより非接触帯電を行う請求項１または２に記載の画像形成装置を特徴とする。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、前記帯電部材が電子写真感光体を帯電させるために供給する交流電圧周波数を１００Ｈｚ以上、２．５ｋＨｚ以下とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置を特徴とする。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、前記帯電部材が電子写真感光体を帯電させるために供給する交流電圧周波数の振動振幅（Ｖｐｐ）が１．０ｋＶ以上、３．０ｋＶ以下である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置を特徴とする。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明は、前記電子写真感光体の導電性支持体の肉厚ｄ（ｍｍ）が０．９≦ｄ≦５となる関係を満たす部位が存在する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置を特徴とする。
【００１９】
また、請求項７に記載の発明は、前記電子写真感光体に対する前記帯電部材の本体部の体積抵抗率が１×１０5Ω・cm〜１×１０10Ω・cmである請求項１または２に記載の画像形成装置を特徴とする。
【００２０】
また、請求項８に記載の発明は、前記電子写真感光体は感光層を有し、最表面層として電荷輸送層を有し、該電荷輸送層の膜厚が１０〜３５μｍである請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置を特徴とする。
【００２１】
また、請求項９に記載の発明は、前記電子写真感光体は両端の開口部に軸受け部材が装着され、感光体内部を貫通する軸を具備する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置を特徴とする。
【００２２】
また、請求項１０に記載の発明は、前記電子写真感光体は動作時に前記帯電部材と連れ回りで動作し、該帯電部材による印加帯電時に該電子写真感光体が２００ｒｐｍ以下で回転し帯電する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置を特徴とする。
【００２３】
また、請求項１１に記載の発明は、前記現像手段において使用されるトナーが少なくとも平均粒径が７０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下の無機微粒子を含有する請求項１に記載の画像形成装置を特徴とする。
【００２４】
また、請求項１２に記載の発明は、少なくとも帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段の一つと電子写真感光体とを具備してなり、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置に用いられ、着脱自在であるプロセスカートリッジを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載のプロセスカートリッジを複数具備してなる画像形成装置を特徴とする。
【００２６】
また、請求項１４に記載の発明は、前記画像形成装置が、電子写真感光体上に現像されたトナー像を中間転写体上に一次転写した後、該中間転写体上のトナー画像を記録材上に二次転写する中間転写手段を有する画像形成装置であって、複数色のトナー画像を記録材上に一括で二次転写する請求項１乃至１１もしくは１３のいずれかに記載の画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、少なくとも電子写真感光体と、該電子写真感光体を一様に帯電する帯電手段と、一様帯電後に像露光を行い、静電潜像を形成する像露光手段と、前記静電潜像にトナーを現像する現像手段及び現像像を転写する手段と、該電子写真感光体の転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段を備える画像形成装置において、該帯電手段において用いられる帯電部材は軸部と軸部を被覆する本体部とから構成され、該本体部は導電材を含む樹脂から形成されており、該帯電部材が該電子写真感光体に非接触にて対向して配置され、該帯電部材は直流電圧に交流電圧を重畳して該電子写真感光体を非接触にて印加帯電させ、かつ該電子写真感光体の導電性支持体の肉厚ｄ（ｍｍ）がｄ≧０．９となる関係を満たす部位が存在する画像形成装置により、画像形成装置では帯電音を実用上問題のないレベルにまで抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の画像形成装置を説明するための概略図であり、後述するような変形例も本発明の範疇に属するものである。
【００２９】
図１において、感光体１１は、本発明の要件を満たす電子写真感光体である。
感光体１１はドラム状の形状を示しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであっても良い。帯電部材１２は、帯電ローラが用いられる。帯電ローラは軸部と軸部を被覆する本体部とから構成され、該本体部は導電材を含む樹脂から形成される。帯電部材１２は、感光体１１と微小な間隙Ｇを持つことで非接触にて対向して配置される。帯電部材１２と感光体１１の間隙Ｇは、一定の厚さを有するスペーサ部材を帯電部材１２の非画像形成領域に備えることで調整される。
【００３０】
転写手段１６には、一般に転写チャージャーと分離チャージャーを併用したものが効果的である。また、露光手段１３、除電手段１Ａ等に用いられる光源には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザー（ＬＤ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）などの発光物全般を挙げることができる。そして、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
【００３１】
現像手段１４により感光体上に現像されたトナー１５は、受像媒体１８に転写されるが、全部が転写されるわけではなく、感光体上に残存するトナーも生ずる。このようなトナーは、クリーニング手段１７により、感光体より除去される。クリーニング手段は、ゴム製のクリーニングブレードやファーブラシ、マグファーブラシ等のブラシ等を用いることができる。
【００３２】
現像手段において使用されるトナーは少なくとも平均粒径が７０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下の無機微粒子を含有することにより良質な画像を出力することができる。電子写真感光体に正(負)帯電を施し、画像露光を行うと、感光体表面上には正(負)の静電潜像が形成される。これを負(正)極性のトナー（検電微粒子）で現像すれば、ポジ画像が得られるし、また正(負)極性のトナーで現像すれば、ネガ画像が得られる。かかる現像手段には、公知の方法が適用され、また、除電手段にも公知の方法が用いられる。
【００３３】
以上の電子写真プロセスは、本発明における実施形態を例示するものであって、もちろん他の実施形態も可能である。
【００３４】
また、以上に示すような画像形成手段は、複写機、ファクシミリ、プリンター内に固定して組み込まれていてもよいが、プロセスカートリッジの形でそれら装置内に組み込まれてもよい。プロセスカートリッジとは、電子写真感光体を内蔵し、他に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、除電手段の少なくとも１つを含んだ１つの装置（部品）である。プロセスカートリッジの形状等は多く挙げられ、詳しくは説明しないが一般的な例として、図２に示すようなものが挙げられる。
【００３５】
図３には本発明による画像形成装置の別の例を示す。この電子写真装置では、感光体１１の周囲に帯電手段１２、露光手段１３、ブラックＢｋ、シアンＣ、マゼンタＭ、およびイエローＹの各色トナー毎の現像手段１４Ｂｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ、中間転写体である中間転写ベルト１Ｆ、クリーニング手段１７が順に配置されている。ここで、図中に示すＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの添字は上記のトナーの色に対応し、必要に応じて添字を付けたり適宜省略する。
【００３６】
各色の現像手段１４Ｂｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙは各々独立に制御可能となっており、画像形成を行う色の現像手段のみが駆動される。感光体１１上に形成されたトナー像は中間転写ベルト１Ｆの内側に配置された第１の転写手段１Ｄにより、中間転写ベルト１Ｆ上に転写される。第１の転写手段１Ｄは感光体１１に対して接離可能に配置されており、転写動作時のみ中間転写ベルト１Ｆを感光体１１に当接させる。各色の画像形成を順次行い、中間転写ベルト１Ｆ上で重ね合わされたトナー像は第２の転写手段１Ｅにより、受像媒体１８に一括転写された後、定着手段１９により定着されて画像が形成される。第２の転写手段１Ｅも中間転写ベルト１Ｆに対して接離可能に配置され、転写動作時のみ中間転写ベルト１Ｆに当接する。
【００３７】
転写ドラム方式の画像形成装置では、転写ドラムに静電吸着させた転写材に各色のトナー像を順次転写するため、厚紙にはプリントできないという転写材の制限があるのに対し、図３に示すような中間転写方式の電子写真装置では中間転写体１Ｆ上で各色のトナー像を重ね合わせるため、転写材の制限を受けないという特徴がある。このような中間転写方式は図３に示す装置に限らず前述の図１および図２に記す画像形成装置に適用することができる。
【００３８】
図４は、帯電手段に備えられる帯電部材の半径方向の断面図である。帯電部材１２は、中心に金属製芯金による軸部１２ａ、その外側に本体部１２ｂからなる構造をしている。軸部１２ａは、例えば、直径が８〜２０ｍｍのステンレス、アルミニウムの高い剛性と導電性を有している金属製又は１×１０3Ω・ｃｍ以下、好ましくは１×１０2Ω・ｃｍ以下で高い剛性を有する導電性の樹脂等で構成される。
【００３９】
本体部１２ｂは、１×１０5Ω・ｃｍ〜１×１０10Ω・ｃｍの体積抵抗率で、１〜２ｍｍ程度の厚さにすることが好ましい。本体部１２ｂの体積抵抗率が１×１０10Ω・ｃｍ以上となると放電が不十分となり、感光体１１表面を十分に帯電させることができなくなるおそれがあり、逆にこの抵抗率が１×１０5Ω・ｃｍ以下となると、感光体１１の感光層にピンホールなどの欠陥があった場合、放電電流がピンホールに集中して異常放電が生じ、さらに過電流がピンホールをさらに拡大させ、感光層が破壊され、異常画像が出力される原因となる。
【００４０】
ここで、本体部１２ｂは、１層構造で示したが、特にこの構造に限定されるものではなく、本体部の１層以上が導電性の樹脂等により構成されれば２層以上であっても良い。本体部１２ｂには、従来は、ヒドリンゴム等のゴムを用いていたが、ここでは、ゴムより膨張係数の低い樹脂を用いて、導電剤を混入して電気抵抗を調整する。通常、樹脂の線膨張係数はゴムの約１／２以下であり、樹脂の体積膨張係数は等方性の場合ゴムの約１／６以下になる。従来のように、ゴムを用いると、熱や湿度により、ゴムの寸法精度が大きく変化することで、帯電部材１２と感光体１１との間隙Ｇが小さい場合、帯電部材と電子写真感光体が接触してしまい、帯電音が大きくなることがあったり、異常放電による帯電ムラの原因となることがある。
【００４１】
ここで、本体部１２ｂの樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン樹脂、ポリスチレン及びその共重合体等のスチレン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系樹脂等を用いることができる。樹脂には、導電剤のほかに強度を向上、寸法の精度を向上させるためにカーボンファイバー、グラスファイバー、炭化物、硼化物等のセラミックスを混入することにより膨張係数を小さくすることができる。
【００４２】
導電剤としては、過酸化リチウム等のアルカリ金属塩、過塩素酸ナトリウム等の過塩素酸塩、テトラブチルアンモニウム塩等の４級アンモニウム塩、高分子導電剤等のイオン系導電剤、カーボンブラック、銀粉、銅粉等の金属粉、ＩＴＯ等のセラミックス粉を用いることができる。
【００４３】
図５は本発明である画像形成装置に用いられる帯電部材の概略図である。帯電部材には本体部の両端にスペーサ部材を備える。帯電部材１２と像担持体１１との間隙Ｇは（図１参照)、スペーサ部材により１００μｍ以下、特に、２０〜５０μｍの範囲が好ましい。これにより、帯電装置１００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、感光体１１の表面の帯電電位が低下することにより出力画像に地汚れが生じやすくなるなど、出力画像の画質低下が起こることがある。また、この間隙Ｇが小さいと、感光体表面のクリーニング部材において除去されなかった感光体表面付着物が帯電部材に接触することにより、その一部が帯電部材に転移し、感光体帯電時の帯電ムラの原因となることがある。
【００４４】
図５に示すスペーサ部材３０は、ポリエチレン、ポリオレフィン等のオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂を用いることができる。また、スペーサ部材３０には、弾性を有する金属又はゴムを用いることができる。金属としては、アルミニウム、鉄、銅、チタン又はこれらを主体とする合金を用いることができる。さらに、これらの表面を酸化物で被覆して、電気的に絶縁性にすることが好ましい。金属製のスペース部材３０は、感光体１１の樹脂による感光層と比較して硬いため、さらに、表面に樹脂で被覆することが好ましい。これにより、感光体１１の感光層より硬度を低くして、感光体１１の摩耗を減らすことができる。
【００４５】
また、ゴムとしては、天然ゴム、ポリウレタンゴム、クロロプレンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムを用いることができる。ＪＩＳ−Ａ：ゴム硬度は７０Ｈｓ以上が好ましく、さらに、シリカ、アルミナ、グラスファイバー等を添加して硬化させたものが好ましい。これにより、間隙Ｇの変動を防ぐことができる。
【００４６】
このスペーサ部材は帯電部材に備えるのに代えて電子写真感光体の両端に備えることができ、これにより間隙Ｇを形成可能である。このときスペーサ部材には帯電部材と同様のものを用いることができる。
【００４７】
電子写真感光体１１に対向して配設された帯電部材１２により感光体を帯電させる際、帯電部材１２に印加する電圧は電子写真感光体１１と帯電部材１２が接触している場合直流電圧のみにより十分な実用性を持たせることは可能であり、実用上問題となるレベルの帯電音は生じにくい。しかし、非接触の場合は直流電圧のみにより帯電させる場合は帯電ムラが生じやすくなる。ゆえに帯電ムラの発生を大幅に抑えるために直流電圧に交流電圧を重畳し、交流電圧により補償を行うことは有効である。
【００４８】
交流電圧は正弦波がのぞましく、周波数としては１００Ｈｚ以上、２.５ＫＨｚ以下に設定するのがのぞましい。１００Ｈｚ以下では感光体に交流電圧が十分に作用しないため、帯電ムラが生じやすくなり、異常画像が生じやすくなる。また、２.５ｋＨｚ以上では、異常放電を起こしやすいほか、感光体の感光層中にトラップされた電荷が帯電電位を低下させ、帯電電位の繰り返し特性を不安定にさせ、これによる地肌汚れを引き起こす。
【００４９】
帯電部材に印加する交流電圧の周波数は感光体の線速により公的な値は変動するが、８００Ｈｚ以上、２ｋＨｚ以下に設定すれば実用的には支障はない。交流電圧周波数の振動振幅（Ｖｐｐ）は１ｋＶ以上、３．０ｋＶ以上であることが好ましい。この範囲であれば安定した感光体帯電電位、および繰り返しの使用による感光体の残留電位の上昇を程良く抑えることができるが、Ｖppは高くなるほどに帯電音が大きくなるので2.5ｋＶ以下とすることが望まれる。また、１．３ｋＶ以下では感光体の帯電が部分的に不十分となる場合があり、帯電ムラとなり、異常画像が生じやすくなる。
【００５０】
感光体の帯電時の回転速度は、速くなるほど帯電ムラなく、均一に帯電させたい電位へ帯電させるには、交流電圧周波数及び、Ｖｐｐを高くすることがのぞましい。しかし、前述したように交流電圧周波数およびＶｐｐには適する範囲が存在するため、感光体回転速度は２００rpm以下で回転し帯電することがのぞましい。
【００５１】
感光体１１の両端の開口部に軸受け部材が装着され、感光体内部を貫通する軸を具備しても良い。たとえば樹脂製の精度の良い軸受け部材に感光体内部を貫通する金属製の精度の良い軸を備えることにより外径振れ精度を向上させることができ、出力画質の向上に貢献することができる。
【００５２】
図６は、本発明の画像形成装置に用いられる電子感光体の1つの例を円柱中心軸を含む平面で切った断面図である。電子写真感光体が対向する帯電部材により帯電印加させられる際の帯電音を抑えるため、感光体の導電性支持体の肉厚ｄが０．９ｍｍ≦ｄ≦５ｍｍであることが好ましい。０．９ｍｍ未満では感光体の帯電音が大きくなり実用上問題が生じてくる。また、５ｍｍを超えると感光体の重量が増加することで感光体単体の取り扱いが困難になることや、ドラムを複数本備える画像形成装置においては重量の増加が顕著であり無視できない大きさとなる。また、画像形成装置内での駆動時に駆動機器に大きな負荷をかけることからも好ましくない。より好ましくは、肉厚ｄは０．９ｍｍ≦ｄ≦２ｍｍであることが好ましい。
【００５３】
図７は本発明の画像形成装置に具備される電子写真感光体の模式断面図であり、導電性基体２０上に感光層２１を設けた構成の電子写真感光体を示している。図８及び図９は各々本発明の画像形成装置に具備される他の電子写真感光体の構成例を示すものである。図８は、感光層２１が電荷発生層２２（ＣＧＬ）と電荷輸送層２３（ＣＴＬ）より構成される機能分離型タイプの電子写真感光体を示し、図９は、導電性基体２０と機能分離型タイプの感光層のＣＧＬ２２、ＣＴＬ２３との間に下引き層２４を入れた電子写真感光体を示している。なお、本発明に係る電子写真感光体としては、導電性支持体上に少なくとも感光層を有しており、最表面層が電荷輸送層であれば、上記以外のその他の層が形成されていても構わない。
【００５４】
本発明において電子写真感光体に使用される導電性支持体２０としては、導電体もしくは導電処理をした絶縁体、例えばＡｌ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｕなどの金属、もしくはそれらの合金の他、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ガラス等の絶縁性基体上にＡｌ、Ａｇ、Ａｕ等の金属あるいはＩｎ2Ｏ3、ＳｎＯ2等の導電材料の薄膜を形成したもの、樹脂中にカーボンブラック、グラファイト、アルミニウム，銅，ニッケル等の金属粉、導電性ガラス粉などを均一に分散させ、樹脂に導電性を付与した樹脂基体、導電処理をした紙等が使用できる。
【００５５】
導電性支持体２０の形状は特に制約はなく、板状、ドラム状あるいはベルト状のいずれのものも使用できるが、ベルト状の導電性支持体を用いると、内部に駆動ローラ、従動ローラを設ける必要があるなど装置が複雑化、大型化する反面、レイアウトの自由度が増すなどのメリットがある。しかしながら、保護層を形成する場合は、該保護層の可撓性が不足して、表面にクラックとよばれる亀裂が入る可能性があり、それが原因で粒状の地肌汚れが発生することが考えられる。このようなことから、支持体としては剛性の高いドラム状のものが好ましく用いられる。
【００５６】
導電性支持体と感光層２１との間には、必要に応じて、下引き層２４を設けてもよい。かかる下引き層２４は、接着性を向上する、モアレなどを防止する、上層の塗工性を改良する、残留電位を低減するなどの目的で設けられる。下引き層は、一般に樹脂を主成分とするが、これらの樹脂は、その上に感光層を、溶剤を用いて塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂であることが望ましい。
【００５７】
このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂などが挙げられる。また、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物、あるいは金属硫化物、金属窒化物などの微粉末を加えてもよい。これらの下引き層は、適当な溶媒を用いて、慣用される塗工法によって形成することができる。
【００５８】
更に、かかる下引き層としては、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用して、例えばゾル−ゲル法等により形成した金属酸化物層も有用である。この他に、かかる下引き層として、Ａｌ2Ｏ3を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン（パリレン）等の有機物や、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＩＴＯ、ＣｅＯ2等の無機物を真空薄膜作製法にて設けてもよい。下引き層２４の膜厚は約０．１〜５μｍが適当である。
【００５９】
電荷発生層２２は、電荷発生物質を主成分とする層であって、必要に応じてバインダー樹脂を用いることもある。電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料を用いることができる。無機系材料としては、結晶セレン、アモルファス・セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物等が挙げられる。
【００６０】
一方、有機系材料としては、公知の材料を用いることができる。例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系又は多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独又は２種以上の混合物として用いることができる。
【００６１】
電荷発生層２１に必要に応じて用いられるバインダー樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミドなどが用いられる。これらのバインダー樹脂は、単独又は２種以上の混合物として用いることができる。また、必要に応じて、電荷輸送性物質を添加してもよい。また、電荷発生層のバインダー樹脂として、上述のバインダー樹脂の他に、高分子電荷輸送性物質も良好に用いられる。
【００６２】
電荷発生層を形成する方法としては、真空薄膜作製法と、溶液分散系からのキャスティング法とが大きく挙げられる。前者の方法としては、グロー放電重合法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、イオンプレーティング法、加速イオンインジェクション法等が挙げられる。この真空薄膜作製法は、上述した無機系材料又は有機系材料を良好に形成することができる。また、後者のキャスティング法によって電荷発生層を設けるには、上述した無機系もしくは有機系電荷発生物質を必要ならばバインダー樹脂と共に、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノン等の溶媒を用いてボールミル、アトライター、サンドミル等により分散し、分散液を適度に希釈して塗布することにより、形成できる。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート法などの慣用されている方法を用いて行うことができる。
以上のようにして設けられる電荷発生層の膜厚は、０．０１〜５μｍ程度が適当であり、好ましくは０．０５〜２μｍである。
【００６３】
電荷輸送層２３は、帯電電荷を保持させ、かつ、露光により電荷発生層で発生分離した電荷を移動させて保持していた帯電電荷と結合させることを目的とする層である。帯電電荷を保持させる目的を達成するためには、電気抵抗が高いことが要求される。また、保持していた帯電電荷で高い表面電位を得る目的を達成するためには、誘電率が小さく、かつ、電荷移動性が良いことが要求される。
【００６４】
これらの要件を満足させるための電荷輸送層２３は、電荷輸送性物質及び必要に応じて用いられるバインダー樹脂により構成される。かかる電荷輸送層は、これらの電荷輸送性物質及びバインダー樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。かかる電荷輸送層には、必要により、電荷輸送性物質及びバインダー樹脂以外に、可塑剤、酸化防止剤、レベリング剤等などの添加剤を適量添加することもできる。電荷輸送性物質としては、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。
【００６５】
電子輸送物質としては、たとえば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロキサントン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリニトロ−４Ｈ−インデノ〔１，２−ｂ〕チオフェン−４オン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−５，５−ジオキサイドなどの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、単独又は２種以上の混合物として用いることができる。
【００６６】
正孔輸送物質としては、以下に表わされる電子供与性物質が挙げられ、良好に用いられる。たとえば、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリルアントラセン）、１，１−ビス−（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられる。これらの正孔輸送物質は、単独又は２種以上の混合物として用いることができる。
【００６７】
また、高分子電荷輸送性物質は、以下のような構造を有していてもよい。
（ａ）カルバゾール環を有する重合体
例えば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、特開昭５０−８２０５６号公報、特開昭５４−９６３２号公報、特開昭５４−１１７３７号公報、特開平４−１７５３３７号公報、特開平４−１８３７１９号公報、特開平６−２３４８４１号公報に記載の化合物等が例示される。
【００６８】
（ｂ）ヒドラゾン構造を有する重合体
例えば、特開昭５７−７８４０２号公報、特開昭６１−２０９５３号公報、特開昭６１−２９６３５８号公報、特開平１−１３４４５６号公報、特開平１−１７９１６４号公報、特開平３−１８０８５１号公報、特開平３−１８０８５２号公報、特開平３−５０５５５号公報、特開平５−３１０９０４号公報、特開平６−２３４８４０号公報に記載の化合物等が例示される。
【００６９】
（ｃ）ポリシリレン重合体
例えば、特開昭６３−２８５５５２号公報、特開平１−８８４６１号公報、特開平４−２６４１３０号公報、特開平４−２６４１３１号公報、特開平４−２６４１３２号公報、特開平４−２６４１３３号公報、特開平４−２８９８６７号公報に記載の化合物等が例示される。
【００７０】
（ｄ）トリアリールアミン構造を有する重合体
例えば、Ｎ，Ｎ−ビス（４−メチルフェニル）−４−アミノポリスチレン、特開平１−１３４４５７号公報、特開平２−２８２２６４号公報、特開平２−３０４４５６号公報、特開平４−１３３０６５号公報、特開平４−１３３０６６号公報、特開平５−４０３５０号公報、特開平５−２０２１３５号公報に記載の化合物等が例示される。
【００７１】
（ｅ）その他の重合体
例えば、ニトロピレンのホルムアルデヒド縮重合体、特開昭５１−７３８８８号公報、特開昭５６−１５０７４９号公報、特開平６−２３４８３６号公報、特開平６−２３４８３７号公報に記載の化合物等が例示される。
本発明に使用される電子供与性基を有する重合体は、上記重合体だけでなく、公知単量体の共重合体や、ブロック重合体、グラフト重合体、スターポリマーや、また、例えば特開平３−１０９４０６号公報に開示されているような電子供与性基を有する架橋重合体等を用いることも可能である。
【００７２】
また、本発明に用いられる高分子電荷輸送性物質として更に有用なトリアリールアミン構造を有するポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテルとしては、例えば、特開昭６４−１７２８号公報、特開昭６４−１３０６１号公報、特開昭６４−１９０４９号公報、特開平４−１１６２７号公報、特開平４−２２５０１４号公報、特開平４−２３０７６７号公報、特開平４−３２０４２０号公報、特開平５−２３２７２７号公報、特開平７−５６３７４号公報、特開平９−１２７７１３号公報、特開平９−２２２７４０号公報、特開平９−２６５１９７号公報、特開平９−２１１８７７号公報、特開平９−３０４９５６号公報等に記載の化合物が例示される。
【００７３】
更に、電荷輸送層に併用できるバインダー樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリスチレン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニリデン、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリアクリレート、ポリアクリルアミド、フェノキシ樹脂などが用いられる。これらのバインダー樹脂は、単独又は２種以上の混合物として用いることができる。
【００７４】
電荷輸送層の膜厚は、約５〜１００μｍ程度が適当であるが、近年の高画質化の要求から、電荷輸送層を薄膜化することが図られており、１２００ｄｐｉ以上の高画質化を達成するためには、より好ましくは１０〜３５μｍ程度が適当である。
【００７５】
本発明における電荷輸送層中には、ゴム、プラスチック、油脂類などに用いられる他の酸化防止剤や可塑剤などの添加剤を添加してもかまわない。更に、電荷輸送層中にレベリング剤を添加してもかまわない。かかるレベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいはオリゴマーなどが使用され、その使用量は、バインダー樹脂１００重量部に対して、０〜１重量部が適当である。
【００７６】
塗工方法としては、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート法などの慣用されている方法を用いて行うことができる。
【実施例】
【００７７】
以下、本発明の実施例および、比較例について説明する。
【００７８】
（実施例１）
リコー製Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機において電子写真感光体１１と帯電部材１２を以下の条件のものを搭載した。トナーは少なくとも平均粒径７０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下の無機微粒子を含有し、平均粒径５．９μｍのものを使用した。
【００７９】
画像濃度５％となる矩形のパッチと文字の混合画像のプリントを行い、Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機正面３０cmにおいて音量を計測し、帯電音の１〜４倍音の大きさを平均し、帯電音量とした。
【００８０】
（電子写真感光体）
アルキッド樹脂（ベッコライトＭ６４０１−５０（大日本インキ化学工業社製））１５重量部、メラミン樹脂(スーパーベッカミンＧ−８２１−６０（大日本インキ化学工業社製）)１０重量部をメチルエチルケトン１５０重量部に溶解し、これに酸化チタン粉末（タイペールＣＲ−ＥＬ（石原産業社製））９０重量部を加えボールミルで１２時間分散し、下引層用塗工液を作製した。
【００８１】
これを１ｍｍの肉厚をもつφ３０mmの円筒状アルミニウム基体に浸漬塗工法によって塗工し１３０℃２０分間乾燥し厚み４．５μmの下引き層を形成した。
次にポリビニルブチラール樹脂(XYHL(UCC社製))4重量部をシクロヘキサノン１５０重量部に溶解し、これを下記構造式（１）に示す。
【００８２】
【化１】
【００８３】
ビスアゾ顔料に１０重量部を加え、ボールミルで４８時間分散後、さらにシクロヘキサノン２１０重量部を加えて3時間分散を行った。これを容器に取り出し固形分が１．５重量％となるようにシクロヘキサノンで希釈した。こうして得られた電荷発生層用塗工液を前記中間層上に塗工し１３０℃、２０分間乾燥し厚み０．２μｍの電荷発生層を形成した。
【００８４】
次に、テトラヒドロフラン１００重量部に、ビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂１０重量部、シリコーンオイル（ＫＦ−５０（信越化学工業社製））０．００２重量部を溶解し、これに下記構造式（２）の電荷輸送物質１０重量部を加えて電荷輸送層用塗工液を作製した。こうして得られた電荷輸送層用塗工液を電荷発生層上に浸漬塗工法によって塗工し、その後１１０℃２０分間乾燥し、厚み３１μｍの電荷輸送層を形成した。
【００８５】
【化２】
【００８６】
電子写真感光体の帯電条件等は画像部電位−４０Ｖ、非画像部電位−５００Ｖ、感光体の線速を１５５ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００８７】
（帯電部材）
ステンレススチール製の芯軸（φ６ｍｍ導電性支持体）を本体部として樹脂で被覆した図４に示す構造の帯電ローラを製作した。樹脂の材料としてＡＢＳ樹脂１００重量部に、導電剤としてエーテルアミド０．５重量部を配合し、体積抵抗率が１×１０8Ω・cm〜１×１０9Ω・cmとなるよう調整した組成物を用い、この材料を押出成形機により成形して芯軸を被覆し、φ１４ｍｍの帯電ローラを得た。スペーサ部材には熱収縮性フッ素樹脂を用いた。加えた電圧条件は交流電圧周波数１．１ｋＨｚ、Ｖｐｐ２．０ｋＶ、直流電圧―４５０Ｖとした。
【００８８】
（実施例２）
実施例１において電子写真感光体の導電性支持体の肉厚ｄを２ｍｍとした以外は、リコー製Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機において、実施例１と同様にして評価を行った。
【００８９】
（実施例３）
実施例１においてＶppを1.7ｋＶとした以外は、リコー製Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機において、実施例１と同様にして評価を行った。
【００９０】
（実施例４）
実施例１においてＶｐｐを２．５ｋＶとした以外は、リコー製Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機において、実施例１と同様にして評価を行った。
【００９１】
（実施例５）
実施例1において感光体の電荷輸送層（ＣＴＬ）の膜厚を２０μｍとした以外は、リコー製Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機において、実施例1と同様にして評価を行った。
【００９２】
（実施例６）
実施例１において感光体の線速を７７．５ｍｍ／ｓｅｃとした以外は、リコー製Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機において、実施例１と同様にして評価を行った。
【００９３】
（比較例１）
実施例１においてリコー製Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機に搭載する帯電部材の条件を以下のものとした以外は、リコー製Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機において、実施例１と同様にして評価を行った。
【００９４】
（帯電部材）
ステンレススチール製の芯軸（φ6mm導電性支持体）を本体部として半導電性弾性層で被覆した図４に示す構造の帯電ローラを製作した。樹脂の材料としてポリエステル成分を含む熱可塑性エラストマー１００重量部に、過塩素酸リチウム０．５重量部を配合し、体積抵抗率が１×１０8Ω・cm〜１×１０9Ω・cmとなるよう調整した組成物を用い、この材料を押出成形機により成形して芯軸を被覆し、φ１４ｍｍの帯電ローラを得た。
【００９５】
（比較例２）
比較例1において電子写真感光体の導電性支持体の肉厚ｄを２ｍｍとした以外は、リコー製Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機において、比較例１と同様にして評価を行った。
【００９６】
（比較例３）
実施例1において電子写真感光体の導電性支持体の肉厚ｄを０．７ｍｍとした以外は、リコー製Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機において、実施例1と同様にして評価を行った。
実施例１〜６、比較例１〜３の評価結果を表１に示す。
【００９７】
【表１】
【００９８】
表１から、本発明の構成要件を満たす実施例では帯電音の音量は小さく実用上、問題のない音量であることが確認された。本発明の要件を満たしていない比較例は、いずれも帯電音の音量が大きく、実用上問題である音量であった。
【００９９】
（実施例７）
像露光の光源を６５５ｎｍに改造し、さらに除電手段であるＬＥＤ照射機構を取り除く改造を行ったリコー製ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０改造機において実施例１において用いた電子写真感光体、帯電部材を実施例１の条件において搭載し、画像濃度５％となる矩形のパッチと文字の混合画像のプリントを行い、ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０改造機正面３０ｃｍにおいて音量を計測し、帯電音の１〜４倍音の大きさを平均し、帯電音量とした。
【０１００】
（実施例８）
実施例２において用いた電子写真感光体、帯電部材を実施例２の条件において、リコー製ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０改造機に搭載し、実施例７と同様にして評価を行った。
【０１０１】
（実施例９）
実施例３において用いた電子写真感光体、帯電部材を実施例３の条件において、リコー製ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０改造機に搭載し、実施例７と同様にして評価を行った。
【０１０２】
（実施例１０）
実施例４において用いた電子写真感光体、帯電部材を実施例４の条件において、リコー製ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０改造機に搭載し、実施例７と同様にして評価を行った。
【０１０３】
（実施例１１）
実施例５において用いた電子写真感光体、帯電部材を実施例５の条件において、リコー製ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０改造機に搭載し、実施例７と同様にして評価を行った。
【０１０４】
（実施例１２）
実施例６において用いた電子写真感光体、帯電部材を実施例６の条件において、リコー製ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０改造機に搭載し、実施例７と同様にして評価を行った。
【０１０５】
（比較例４）
比較例１において用いた電子写真感光体、帯電部材を比較例１の条件において、リコー製ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０改造機に搭載し、実施例７と同様にして評価を行った。
【０１０６】
（比較例５）
比較例２において用いた電子写真感光体、帯電部材を比較例２の条件において、リコー製ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０改造機に搭載し、実施例７と同様にして評価を行った。
【０１０７】
（比較例６）
比較例３において用いた電子写真感光体、帯電部材を比較例３の条件において、リコー製ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０改造機に搭載し、実施例７と同様にして評価を行った。
実施例７〜１２、比較例４〜６の評価結果を表２に示す。
【０１０８】
【表２】
【０１０９】
表２から、本発明の構成要件を満たす実施例では帯電音の音量は小さく実用上、問題のない音量であることが確認された。本発明の要件を満たしていない比較例は、いずれも帯電音の音量は大きく、実用上問題である音量であった。
【０１１０】
帯電音を抑制可能である理由は以下のようなものが考えられる。帯電部材の本体部を、導電材を含む樹脂から形成することにより、ゴムにより形成した帯電部材と比較して、形成精度が高まり、また、樹脂製はゴム製より変形しにくいことより、画像形成装置内で動作中に変形を起こすなどの電子写真感光体と帯電部材の間隙の大きさに変動を起こしにくい。これより樹脂製の帯電部材は非接触で安定して電子写真感光体を帯電させることが可能であると考えられる。さらに電子写真感光体の導電性支持体の肉厚ｄ（ｍｍ）をｄ≧０．９とすることにより導電性支持体が振動を起こしにくいと考えられる。これらによる効果が複合的に組み合わされ、帯電音を小さくする効果が大きく現れるのではないかと推測される。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の画像形成装置の概略を示す構成図である。
【図２】本発明のプロセスカートリッジの１例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の画像形成装置のカラー現像の例を示す構成図である。
【図４】本発明の帯電部材の半径方向の断面を示す断面構成図である。
【図５】本発明の画像形成装置に用いられる帯電部材の概略図である。
【図６】本発明の画像形成装置の感光体の円柱軸方向断面図である。
【図７】本発明の画像形成装置に具備される感光体の模式断面図である。
【図８】本発明の画像形成装置に具備される感光体の１例の構成図である。
【図９】本発明の画像形成装置に具備される感光体の他の例の構成図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１１ 電子写真感光体
１２ 帯電手段
１２ａ 金属製芯金による軸部
１２ｂ 外側本体部
１３ 露光手段
１４ 現像手段
１４Ｂｋ ブラック現像手段
１４Ｃ シアン現像手段
１４Ｍ マゼンタＭ現像手段
１４Ｙ イエロー現像手段
１５ トナー
１６ 転写手段
１７ クリーニング手段
１８ 受像媒体
１９ 定着手段
１Ａ 除電手段
１Ｂ クリーニング前露光手段
１Ｃ 駆動手段
１Ｄ 第１の転写手段
１Ｅ 第２の転写手段
１Ｆ 中間転写体
Ｇ 間隙
２０ 導電性支持体
２２ 電荷発生層
２３ 電荷輸送層
２４ 下引き層
３０ スペーサ部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真感光体と、該電子写真感光体を一様に帯電する帯電手段と、像露光手段、現像手段、転写手段を備える画像形成装置において、
該帯電手段において用いられる帯電部材は軸部と軸部を被覆する本体部とから構成され、
該本体部は導電材を含む樹脂から形成されており、該帯電部材が該電子写真感光体に非接触にて対向して配置され、該帯電部材は直流電圧に交流電圧を重畳して該電子写真感光体を非接触にて印加帯電させ、かつ該電子写真感光体の導電性支持体の肉厚ｄ（ｍｍ）がｄ≧０．９となる関係を満たす部位が存在することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電部材は、対向し配置される電子写真感光体の画像形成領域外にあたる該帯電部材の本体部にスペーサ部材を備えることにより、帯電部材と像担持体間に間隙を形成することにより非接触帯電を行う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】
前記電子写真感光体の画像形成領域外にあたる該電子写真感光体の両端にスペーサ部材を備えることにより、帯電部材と像担持体間に間隙を形成することにより非接触帯電を行う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】
前記帯電部材が電子写真感光体を帯電させるために供給する交流電圧周波数を１００Ｈｚ以上、２．５ｋＨｚ以下とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電部材が電子写真感光体を帯電させるために供給する交流電圧周波数の振動振幅（Ｖｐｐ）が１．０ｋＶ以上、３．０ｋＶ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記電子写真感光体の導電性支持体の肉厚ｄ（ｍｍ）が０．９≦ｄ≦５となる関係を満たす部位が存在することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記電子写真感光体に対する前記帯電部材の本体部の体積抵抗率が１×１０5Ω・ｃｍ〜１×１０10Ω・ｃｍである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８】
前記電子写真感光体は感光層を有し、最表面層として電荷輸送層を有し、該電荷輸送層の膜厚が１０〜３５μmであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記電子写真感光体は両端の開口部に軸受け部材が装着され、感光体内部を貫通する軸を具備することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記電子写真感光体は動作時に前記帯電部材と連れ回りで動作し、該帯電部材による印加帯電時に該電子写真感光体が２００ｒｐｍ以下で回転し帯電することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記現像手段において使用されるトナーが少なくとも平均粒径が７０nm以上、３００ｎｍ以下の無機微粒子を含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。
【請求項１２】
前記画像形成装置は、少なくとも帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段の一つと電子写真感光体とを具備してなり、着脱自在なプロセスカートリッジを備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記画像形成装置は、前記プロセスカートリッジを複数具備してなることを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記画像形成装置が、電子写真感光体上に現像されたトナー像を中間転写体上に一次転写した後、該中間転写体上のトナー画像を記録材上に二次転写する中間転写手段を有する画像形成装置であって、複数色のトナー画像を記録材上に一括で二次転写することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
電子写真感光体と、該電子写真感光体を一様に帯電する帯電手段と、像露光手段、現像手段、転写手段を備える画像形成装置において、
該帯電手段において用いられる帯電部材は軸部と軸部を被覆する本体部とから構成され、
該本体部は導電材を含む樹脂から形成されており、該帯電部材が該電子写真感光体に非接触にて対向して配置され、該帯電部材は直流電圧に交流電圧を重畳して該電子写真感光体を非接触にて印加帯電させ、かつ該電子写真感光体の導電性支持体の肉厚ｄ（ｍｍ）がｄ≧０．９となる関係を満たす部位が存在することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電部材は、対向し配置される電子写真感光体の画像形成領域外にあたる該帯電部材の本体部にスペーサ部材を備えることにより、帯電部材と像担持体間に間隙を形成することにより非接触帯電を行う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】
前記電子写真感光体の画像形成領域外にあたる該電子写真感光体の両端にスペーサ部材を備えることにより、帯電部材と像担持体間に間隙を形成することにより非接触帯電を行う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】
前記帯電部材が電子写真感光体を帯電させるために供給する交流電圧周波数を１００Ｈｚ以上、２．５ｋＨｚ以下とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電部材が電子写真感光体を帯電させるために供給する交流電圧周波数の振動振幅（Ｖｐｐ）が１．０ｋＶ以上、３．０ｋＶ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記電子写真感光体の導電性支持体の肉厚ｄ（ｍｍ）が０．９≦ｄ≦５となる関係を満たす部位が存在することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記電子写真感光体に対する前記帯電部材の本体部の体積抵抗率が１×１０5Ω・ｃｍ〜１×１０10Ω・ｃｍである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８】
前記電子写真感光体は感光層を有し、最表面層として電荷輸送層を有し、該電荷輸送層の膜厚が１０〜３５μmであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記電子写真感光体は両端の開口部に軸受け部材が装着され、感光体内部を貫通する軸を具備することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記電子写真感光体は動作時に前記帯電部材と連れ回りで動作し、該帯電部材による印加帯電時に該電子写真感光体が２００ｒｐｍ以下で回転し帯電することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記現像手段において使用されるトナーが少なくとも平均粒径が７０nm以上、３００ｎｍ以下の無機微粒子を含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。
【請求項１２】
前記画像形成装置は、少なくとも帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段の一つと電子写真感光体とを具備してなり、着脱自在なプロセスカートリッジを備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記画像形成装置は、前記プロセスカートリッジを複数具備してなることを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記画像形成装置が、電子写真感光体上に現像されたトナー像を中間転写体上に一次転写した後、該中間転写体上のトナー画像を記録材上に二次転写する中間転写手段を有する画像形成装置であって、複数色のトナー画像を記録材上に一括で二次転写することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−４７７１６（Ｐ２００６−４７７１６Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２８９５３（Ｐ２００４−２２８９５３）
【出願日】平成１６年８月５日（２００４．８．５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月５日（２００４．８．５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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