画像形成装置
【課題】正帯電単層型電子写真感光体と接触帯電方式の帯電装置とを備えた画像形成装置であって、長寿命の正帯電単層型感光体と帯電ローラを備えた環境対応型画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】正帯電単層型電子写真感光体と、前記感光体の表面を帯電するための接触帯電部材を有する帯電装置と、帯電された前記像担持体の表面を露光して、前記像担持体の表面に静電潜像を形成するための露光装置と、前記静電潜像をトナー像として現像するための現像装置と、前記トナー像を前記像担持体から被転写体へ転写するための転写装置とを備える画像形成装置であって、前記正帯電単層型電子写真感光体が導電性基体と感光層とを備えており、前記感光層が、電荷発生剤、電荷輸送剤、及び結着樹脂が同一層に含有される層であって、前記結着樹脂の降伏点歪みが９〜２９％であること、並びに前記接触帯電部材が、厚み１ｍｍ〜３ｍｍの導電層を有する帯電ローラであることを特徴とする、画像形成装置。
【解決手段】正帯電単層型電子写真感光体と、前記感光体の表面を帯電するための接触帯電部材を有する帯電装置と、帯電された前記像担持体の表面を露光して、前記像担持体の表面に静電潜像を形成するための露光装置と、前記静電潜像をトナー像として現像するための現像装置と、前記トナー像を前記像担持体から被転写体へ転写するための転写装置とを備える画像形成装置であって、前記正帯電単層型電子写真感光体が導電性基体と感光層とを備えており、前記感光層が、電荷発生剤、電荷輸送剤、及び結着樹脂が同一層に含有される層であって、前記結着樹脂の降伏点歪みが９〜２９％であること、並びに前記接触帯電部材が、厚み１ｍｍ〜３ｍｍの導電層を有する帯電ローラであることを特徴とする、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正帯電単層型電子写真感光体および接触帯電部材を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置の感光体としては、負帯電積層型感光体および正帯電単層型感光体が知られているが、後者の正帯電単層型感光体は厚膜化が比較的しやすいことから長寿命化に適した感光体であり、製造面からも、単層塗工であるため積層型に比べて容易かつ低コストである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、電子写真方式の画像形成装置において、環境配慮から、オゾンを大量に発生させるスコロトロン帯電方式（非接触方式）から接触帯電方式、例えば、ゴムローラを用いたローラ帯電が広まっている（例えば、特許文献２など参照）。感光体とロール間の微小空隙における放電によって帯電するローラ帯電はオゾン量の低減を可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−７２５１１号公報
【特許文献２】特開平５−３０３２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
単層型感光体とローラ帯電を組み合わせれば、より環境対応型の電子写真設計が可能となると考えられるが、オゾン発生量の少ない接触帯電方式は主に負帯電積層型感光体を用いたシステムにて市場に広まっているものの、元々負帯電積層型感光体に比べてオゾン発生量の少ない正帯電単層型感光体を用いたシステムにおいては、従来からのスコロトロン帯電方式が未だ広く使用されている。
【０００６】
しかし、昨今の環境意識の高まりにより、正帯電単層型感光体を用いたシステムにおいてもスコロトロン帯電方式で排出されるオゾン量は市場に受け入れられないものとなってきており、正帯電単層型感光体を用いたシステムにも接触帯電方式の採用が必要となっている。
【０００７】
また、感光体の長寿命化は廃棄物の削減につながり、これも市場で広く望まれていることであるが、接触帯電方式を採用した場合、感光体膜削れの速度が促進され、寿命が半分以下になるという問題があった。さらに、感光体のみならず、接触帯電部材の寿命も大きな問題であった。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、長寿命の正帯電単層型感光体と帯電ローラを備えた環境対応型画像形成装置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】
【０００９】
本発明者らは、鋭意検討した結果、下記構成を有する画像形成装置を用いることにより前記課題が解決することを見出し、かかる知見に基づいて更に検討を重ねることによって本発明を完成した。
【００１０】
すなわち、本発明の一態様に係る画像形成装置は、正帯電単層型電子写真感光体と、前記感光体の表面を帯電するための接触帯電部材を有する帯電装置と、帯電された前記像担持体の表面を露光して、前記像担持体の表面に静電潜像を形成するための露光装置と、前記静電潜像をトナー像として現像するための現像装置と、前記トナー像を前記像担持体から被転写体へ転写するための転写装置とを備える画像形成装置であって、前記正帯電単層型電子写真感光体が導電性基体と感光層とを備えており、前記感光層が、電荷発生剤、電荷輸送剤、及び結着樹脂が同一層に含有される層であって、前記結着樹脂の降伏点歪みが９〜２９％であること、並びに前記接触帯電部材が、厚み１ｍｍ〜３ｍｍの導電層を有する帯電ローラであることを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、正帯電単層型電子写真感光体を用いるシステムにおいて接触帯電方式を採用することができ、長寿命の感光体および長寿命の帯電ローラを有する、かつてないほど長寿命の環境型画像形成装置を提供することが可能である。
【００１２】
これは以下の理由によると考えられる。
【００１３】
まず、本発明に係る感光体を用いることにより、耐磨耗性が向上し、感光体に負荷が大きくかかる接触帯電式システムにおいても、感光体の膜削れを抑制できる。
【００１４】
そして、通常の帯電ローラは基本的に使用すればするほど、つまり通電時間が長いほど抵抗値が上昇してロール抵抗が限界値を超えた時点で寿命となるが、上記構成にすることにより、ローラの上限抵抗値まで長期にわたって多くの電流を流すことが可能となったためである。
【００１５】
また、前記画像形成装置において、前記帯電ローラの初期電気抵抗値が１０５〜１０６Ωであることが好ましい。このような構成によれば、帯電ムラや感光体へのリーク（感光層の絶縁破壊）の発生なく安定した帯電が可能である。
【００１６】
前記に加えて、前記画像形成装置において、前記導電層がイオン導電性ゴム層であることが好ましく、前記イオン導電性ゴムが、イオン導電剤を含有するエピクロルヒドリンゴムであることがさらに好ましい。このような構成によれば、帯電ローラの抵抗上昇をより抑えることができ、帯電ローラの長寿命をより確実にすることができる。
【００１７】
さらに、前記画像形成装置において、前記正帯電単層型電子写真感光体の感光層と導電性基板の間に高抵抗層が設けられていることが好ましい。このような構成によれば、感光体が耐久により薄膜化した場合にでも、帯電ローラからのリークの発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、正帯電単層感光体と、オゾン発生量を低減できる帯電ローラとを備えた画像形成装置において、従来問題となっていた感光体の磨耗・膜削れなどを抑えて感光体の長寿命化を図りつつ、さらに帯電ローラの抵抗上昇を抑えることにより帯電ローラの長寿命化も図ることができる。すなわち、本発明の画像形成装置は低オゾンで優れた耐久性を達成した装置であり、環境対応性および産業利用性の観点からもきわめて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る正帯電単層型電子写真感光体および帯電ローラを示す概略断面図である。
【図２】図２は本発明の実施形態に係る正帯電単層型電子写真感光体の構造を示す概略断面図である。
【図３】図３は本発明の実施形態に係る正帯電単層型電子写真感光体を備えた画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図４】図４は試験例１における感光体の膜削れ量を示すグラフである。
【図５】図５は試験例１における、表面電位と帯電ローラ抵抗の関係を示すグラフである。
【図６】図６は試験例１における、帯電ローラ抵抗と印字枚数の関係を示すグラフである。
【図７】図７は試験例１における、寿命までの平均帯電電流と寿命時の帯電ローラの抵抗値の関係を示すグラフである。
【図８】図８は試験例１における、印字枚数と感光体の帯電電流値との関係を示すグラフである。
【図９】図９は試験例１における、印字枚数と感光体の電荷量との関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は試験例２における、感光体の膜削れ量と感光体に含有される結着樹脂の降伏点歪みの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る実施形態について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２１】
［画像形成装置］
本実施形態に係る画像形成装置は、正帯電単層型電子写真感光体と、前記感光体の表面を帯電するための接触帯電部材を有する帯電装置と、帯電された前記像担持体の表面を露光して、前記像担持体の表面に静電潜像を形成するための露光装置と、前記静電潜像をトナー像として現像するための現像装置と、前記トナー像を前記像担持体から被転写体へ転写するための転写装置とを備える画像形成装置であって、前記正帯電単層型電子写真感光体が導電性基体と感光層とを備えており、前記感光層が、電荷発生剤、電荷輸送剤、及び結着樹脂が同一層に含有される層であって、前記結着樹脂の降伏点歪みが９〜２９％であること、並びに前記接触帯電部材が、厚み１ｍｍ〜３ｍｍの導電層を有する帯電ローラであることを特徴とする。
【００２２】
（帯電装置）
本実施形態において用いられる帯電装置は、前記感光体の表面を帯電するための接触帯電部材を有する。このような接触帯電部材として、厚み１〜３ｍｍの導電層を有する接触方式の帯電ローラ（ゴムロール）を用いる。さらに、前記帯電ローラの外径は特に限定されないが、直径８〜１４ｍｍ程度である。この帯電ローラが感光体ドラムに接触したまま、感光体ドラムの回転に従属して回転し、感光体ドラムの周面（表面）を帯電させる。
【００２３】
より具体的な帯電ローラの構成としては、導電層の厚みおよび外径が前記範囲である限り、特に限定はされないが、例えば、回転可能に軸支された芯金と、その表面部（すなわち前記芯金の上）に形成された（イオン）導電層と、前記芯金に電圧を印加する電圧印加手段とを備えたもの等が挙げられる。このような帯電ローラを備えた帯電装置は、前記電圧印加手段によって、前記芯金に電圧を印加することによって、前記導電層を介して接触する感光体ドラムの表面を帯電させることができる。
【００２４】
前記導電層の厚みは、上述したように１．０〜３．０ｍｍである。導電層の厚みが１ｍｍ未満であると、帯電ローラの抵抗がすぐ限界値に達してしまうため、本発明の効果が得られない。一方、導電層の厚みが３．０ｍｍを超えると、押圧力により変形したり、製造時の形状が安定しないなどの弊害があるためであるため好ましくない。
【００２５】
本実施形態において、前記電圧印加手段は、初期（印字開始時）には帯電ローラの帯電電流値がおよそ２０〜３０μＡ程度となるように電圧を印加するが、印字枚数が増えるにつれて（感光体ドラムが削れていくにつれて）感光体の静電容量が大きくなるため、帯電ローラの抵抗が上限に達する頃（印字枚数およそ２０万枚を超える頃）には、帯電ローラの帯電電流値はおよそ８０〜１００μＡ程度となっている。印字を何万枚と重ねて感光体が削れてしまうと、帯電ローラに多くの電流を流さないと感光体を帯電させることはできないが、従来の帯電ローラでは帯電ローラに８０〜１００μＡもの大きな電流を通電すると早期に抵抗値が上昇してしまうため、このような電流値で長期間使用することができなかった。これに対し、本実施形態では帯電ローラに長期間多くの電流を流すことができるため、この点においてもきわめて有利である。
【００２６】
通常、帯電ローラは抵抗値が１０７Ωを超えるとその表面電位が低下するため、抵抗値が約１０７Ωを超えた時点で該帯電ローラは寿命となる。これが帯電ローラの上限抵抗とされる。本実施形態では、その寿命となった時点の帯電ローラの帯電電流値が、印字開始前（印字０枚）の初期帯電電流値の３〜５倍の範囲となるまで、電圧を印加し続けることができる。
【００２７】
このような帯電ローラを用いることにより、帯電ローラの寿命が大幅に伸び、かつ従来システムよりも多くの電流を長期間帯電ローラに流すことができるため、長寿命の画像形成装置を得ることができる。
【００２８】
さらに、前記導電層はイオン導電性のゴムで構成されていることが好ましい。
【００２９】
本実施形態において用いられ得る具体的なゴム材料としては、例えば、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ＣＲゴム等が挙げられる。特に好ましく用いられるゴム材料としては、耐オゾン性、低温特性、導電均一性（場所による抵抗の差が少ない）の観点から、エピクロルヒドリンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等が挙げられる。
【００３０】
本実施形態では、さらに前記ゴム材料にイオン導電剤を加えることによって、イオン導電性ゴムとして導電層に用いる。イオン導電剤としては、本発明が属する分野において用いられる公知のイオン導電剤を特に限定なく用いることができるが、具体的には、例えば、リチウムイオン、テトラブチルアンモニウムなどが挙げられる。ゴム材料にイオン導電剤を加える場合、その配合量は、ゴム材料１００質量部に対して、通常１〜５質量部、好ましくは１〜３質量部である。
【００３１】
さらに、導電層には、カーボンブラック、導電性（金属）フィラーなどを添加するとより効果を発揮する。
【００３２】
なお、導電層はソリッドタイプであっても、発泡タイプであってもよいが、ソリッドタイプである方が帯電ムラを生じにくいため好ましく用いられる。
【００３３】
導電層の表面には樹脂コートを施してもよい。そのような樹脂コートには、例えば、ウレタンやナイロンなどの樹脂を用いることができる。樹脂コートを表面に施す場合、その樹脂コートの厚みは、通常、１０〜１００μｍ程度である。ただし、導電層の表層に必ず樹脂コートを施す必要はなく、導電層はチューブまたは単層構造であって、その表層をイソシアネート処理などによって化学処理して使用することも可能である。
【００３４】
また、前記電圧印加手段で印加する電圧は、直流電圧のみであることが好ましい。そうすることによって、後述の正帯電単層型電子写真感光体を用いても、感光層の摩耗量をより少なくすることができる。具体的には、交流電圧や直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧を、帯電ローラに印加した場合より、前記帯電ローラに直流電圧のみを印加した場合のほうが、感光層の摩耗量を少なくすることができる。
【００３５】
また、交流電圧を印加すると、帯電による像担持体の表面（周面）の電位を均一化することができる傾向があるが、上記画像形成装置では、非接触帯電方式ではなく、接触帯電方式の帯電装置を用いているので、直流電圧のみを印加しても、均一に帯電できると考えられる。よって、前記帯電ローラに直流電圧のみを印加することによって、好適な画像を形成することができ、さらに、感光層の摩耗量を低減させることができると考えられる。
【００３６】
（感光体）
本実施形態において用いられる正帯電単層型電子写真感光体（以下、単に「感光体」や「単層型感光体」ともいう。）は、導電性基体と感光層とを備えており、前記感光層が、電荷発生剤、電荷輸送剤、及び結着樹脂が同一層に含有される層であって、前記結着樹脂の降伏点歪みが９〜２９％（あるいは、感光体表層の降伏点歪みが５〜２５％）であることを特徴とする。
【００３７】
降伏点歪みが前記範囲にある樹脂を結着樹脂として用いると、感光層としての性能が低下する傾向があるものの、感光層の耐摩耗性が向上する。
【００３８】
一方、接触帯電方式の帯電装置は、上述したように、感光体に接触して帯電することから、感光体への負荷が大きくなる傾向があるものの、感光体に接触して帯電するので、感光層を好適に帯電できるように調整することができると考えられる。このことから、感光体として、感度等が仮に多少低下した感光層を備えるものを用いた場合であっても、好適に帯電できる。
【００３９】
また、降伏点歪みが前記範囲にある樹脂を結着樹脂として用いると、上述したように、感光層の耐摩耗性が向上するだけではなく、感光層とその下層、例えば、導電性基体等との結着性の低下が小さく、感光層の剥離の発生を充分に抑制できると考えられる。
【００４０】
以上より、この感光体と上述したような帯電ローラを組み合わせることにより、好適な画像を長期間にわたって形成でき、きわめて高い耐久性を有する画像形成装置を得ることができる。
【００４１】
ここで、降伏点歪みについて説明する。サンプル材料の両端を２個のチャックで固定し、一方のチャックを一定速度で移動させることでサンプルを伸張させ、応力を検出し、応力と歪みの関係を曲線で示した場合、歪みと応力は比例関係にあるが、歪みが大きくなるにつれて粘性成分による緩和が生じ、応力の極大値をとる。この点を降伏点とする。そして、降伏点歪みとは、降伏点におけるサンプルの歪みの程度をあらわす値である。この降伏点歪みは、本実施形態においては公知の方法によって測定され得、例えば、後述の実施例において示すような粘弾性測定装置などを用いて測定することができる。
【００４２】
本実施形態において用いられる感光体は、前記構成を満たしていれば、すなわち、導電性基体と感光層とを備えており、前記感光層が、電荷発生剤、電荷輸送剤、及び結着樹脂が同一層に含有される層であって、前記結着樹脂の降伏点歪みが９〜２９％（あるいは、感光体表層の降伏点歪みが５〜２５％）である単層型電子写真感光体であれば、その他は特に限定されない。
【００４３】
具体的には、例えば、図２に示すような、導電性基体１２と感光層１４とを備え、前記感光層１４が、電荷発生剤、電荷輸送剤、及び結着樹脂が同一層に含有される層である単層型感光体１０であればよく、感光層及び導電性基体以外の層をさらに備えていてもよい。
【００４４】
例えば、図２（ａ）に示すように、前記導電性基体１２上に前記感光層１４を直接備えていてもよいし、図２（ｂ）に示すように、前記導電性基体１２と前記感光層１４との間に中間層１６を備えていてもよい。また、図２（ａ）や図２（ｂ）に示すように、前記感光層１４が最外層となって露出していてもよいし、図２（ｃ）に示すように、前記感光層１４上に保護層１８を備えていてもよい。
【００４５】
また、前記単層型感光体１０としては、上述したように、特に限定されないが、図２（ｂ）に示すような、前記導電性基体１２と前記感光層１４との間に中間層１６を備え、その中間層１６が、前記導電性基体１２の抵抗値よりも高い抵抗値を有する高抵抗層であるものが好ましい。そうすることによって、感光体が耐久により薄膜化した場合に起こりうる帯電装置の帯電ローラからのリークの発生を抑制することができる。
【００４６】
前記高抵抗層としては、前記導電性基体１２の抵抗値よりも高い抵抗値を有し、前記リークの発生を抑制できるものであれば、特に限定されないが、例えば、アルマイト層、ヨウ化アルミニウム層、酸化スズ層、酸化インジウム層、及び酸化チタン層等が挙げられる。
【００４７】
前記高抵抗層の層厚としては、前記高抵抗層の材質等によっても異なるが、例えば、１〜３μｍであることが好ましい。
【００４８】
以下に、本実施形態における正帯電単層型電子写真感光体の導電性基体および感光層について詳述する。
【００４９】
［導電性基体］
前記導電性基体は、電子写真感光体の導電性基体として用いることができるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、導電性を有する材料で少なくとも表面部が構成されるもの等が挙げられる。すなわち、具体的には、例えば、導電性を有する材料からなるものであってもよいし、プラスチック材料等の表面を、導電性を有する材料で被覆されたものであってもよい。また、導電性を有する材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、錫、白金、銀、バナジウム、モリブデン、クロム、カドニウム、チタン、ニッケル、パラジウム、インジウム、ステンレス鋼、真鍮等が挙げられる。また、導電性を有する材料としては、前記導電性を有する材料を１種で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて、例えば、合金等として用いてもよい。また、前記導電性基体としては、上記の中でも、アルミニウム又はアルミニウム合金からなることが好ましい。そうすることによって、より好適な画像を形成することができる感光体を提供することができる。このことは、感光層から導電性基体への電荷の移動が良好であることによると考えられる。
【００５０】
また、前記導電性基体の形状は、特に限定されない。具体的には、例えば、シート状であっても、ドラム状であってもよい。すなわち、適用する画像形成装置の構造に合わせて、シート状であっても、ドラム状であってもよく、特に限定されない。
【００５１】
［感光層］
本実施形態で用いられる感光層は、単層型の電子写真感光体の感光層として用いることができるものであり、この感光層には、上述したように、電荷発生剤、電荷輸送剤、及び結着樹脂が含有されている。また、感光層の層構造としては、具体的には、例えば、上述したような、図２に示す感光層の構造等が挙げられる。
【００５２】
また、前記感光層に含有される、電荷発生剤、電荷輸送剤、及び結着樹脂等は、特に限定されないが、例えば、以下に示すものを用いることができる。
【００５３】
（電荷発生剤）
電荷発生剤としては、単層型の電子写真感光体の電荷発生剤として用いることができるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、下記式（１）又は式（２）で表されるＸ型フタロシアニン（ｘ−Ｈ２Ｐｃ）、Ｙ型オキソチタニルフタロシアニン（Ｙ−ＴｉＯＰｃ）、ペリレン顔料、ビスアゾ顔料、ジチオケトピロロピロール顔料、無金属ナフタロシアニン顔料、金属ナフタロシアニン顔料、スクアライン顔料、トリスアゾ顔料、インジゴ顔料、アズレニウム顔料、シアニン顔料、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミウム、アモルファスシリコン等の無機光導電材料の粉末、ピリリウム塩、アンサンスロン系顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン系顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料、キナクリドン系顔料等が挙げられる。
【００５４】
【化１】
【００５５】
【化２】
【００５６】
また、前記電荷発生剤は、所望の領域に吸収波長を有するように、前記各電荷発生剤を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。さらに、前記各電荷発生剤のうち、特に半導体レーザ等の光源を使用したレーザビームプリンタやファクシミリ等のデジタル光学系の画像形成装置には、７００ｎｍ以上の波長領域に感度を有する感光体が必要となるため、例えば、無金属フタロシアニンやオキソチタニルフタロシアニン等のフタロシアニン系顔料が好適に用いられる。なお、上記フタロシアニン系顔料の結晶形については特に限定されず、種々のものが使用される。また、ハロゲンランプ等の白色の光源を使用した静電式複写機等のアナログ光学系の画像形成装置には、可視領域に感度を有する感光体が必要となるため、例えば、ペリレン顔料やビスアゾ顔料等が好適に用いられる。
【００５７】
（電荷輸送剤）
電荷輸送剤としては、単層型の電子写真感光体の感光層に含まれる電荷輸送剤として用いることができるものであれば、特に限定されない。また、電荷輸送剤としては、一般的に、正孔輸送剤と電子輸送剤とが挙げられる。
【００５８】
前記正孔輸送剤としては、単層型の電子写真感光体の感光層に含まれる正孔輸送剤として用いることができるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、ベンジジン誘導体、２，５−ジ（４−メチルアミノフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール等のオキサジアゾール系化合物、９−（４−ジエチルアミノスチリル）アントラセン等のスチリル系化合物、ポリビニルカルバゾール等のカルバゾール系化合物、有機ポリシラン化合物、１−フェニル−３−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）ピラゾリン等のピラゾリン系化合物、ヒドラゾン系化合物、トリフェニルアミン系化合物、インドール系化合物、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、イミダゾール系化合物、ピラゾール系化合物、トリアゾール系化合物等の含窒素環式化合物、縮合多環式化合物等が挙げられる。この中でも、トリフェニルアミン系化合物が好ましく、下記式（３）〜(１１)で表されるトリフェニルアミン系化合物がより好ましい。
【００５９】
【化３】
【００６０】
【化４】
【００６１】
【化５】
【００６２】
【化６】
【００６３】
【化７】
【００６４】
【化８】
【００６５】
【化９】
【００６６】
【化１０】
【００６７】
【化１１】
【００６８】
また、前記正孔輸送剤としては、前記例示した各正孔輸送剤を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６９】
また、前記電子輸送剤としては、単層型の電子写真感光体の感光層に含まれる電子輸送剤として用いることができるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、ナフトキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、アントラキノン誘導体、アゾキノン誘導体、ニトロアントアラキノン誘導体、ジニトロアントラキノン誘導体等のキノン誘導体、マロノニトリル誘導体、チオピラン誘導体、トリニトロチオキサントン誘導体、３，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン誘導体、ジニトロアントラセン誘導体、ジニトロアクリジン誘導体、テトラシアノエチレン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、ジニトロベンゼン、ジニトロアントラセン、ジニトロアクリジン、無水コハク酸、無水マレイン酸、ジブロモ無水マレイン酸等が挙げられる。この中でも、キノン誘導体が好ましく、下記式（１２）〜（１４）で表されるキノン誘導体がより好ましい。
【００７０】
【化１２】
【００７１】
【化１３】
【００７２】
【化１４】
【００７３】
また、前記電子輸送剤としては、前記例示した各電子輸送剤を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００７４】
（結着樹脂）
結着樹脂としては、上述したように、降伏点歪みが９〜２９％であり、単層型の電子写真感光体の結着樹脂として用いることができるものであれば、特に限定されない。降伏点歪みがこの範囲内である結着樹脂を用いれば、感光体の膜削れはより抑制される。降伏点歪みが９％未満であると感光体の膜は削れやすくなり、また２９％を超えると付着物による画像の不具合などが生じる。なお、この結着樹脂の降伏点歪みが９〜２９％の範囲であれば、感光体表層の降伏点歪みは５〜２５％程度の範囲となると考えられる。よって、感光体表層の降伏点歪みがその範囲となるように感光体を調製することによっても前記効果を得ることができると考えられるが、結着樹脂の降伏点歪みを上記範囲に調節する方が簡易であるため好ましい。
【００７５】
降伏点歪みが９〜２９％である結着樹脂としては、降伏点歪みが前記範囲内であればどのような樹脂を用いてもよいが、例えば、降伏点歪みが前記範囲である、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂などの樹脂を用いることができ、好ましくは、正孔輸送剤や電子輸送剤との相溶性などの観点からポリカーボネート樹脂などを用いる。
【００７６】
ポリカーボネート樹脂としては、例えば、下記式（１５）〜（１７）で表される繰り返し単位からなるポリカーボネート樹脂が挙げられる。
【００７７】
【化１５】
【００７８】
【化１６】
【００７９】
【化１７】
【００８０】
式（１７）中、「５０」という数字は、共重合比５０％で共重合されていることを示す。具体的には、式（１７）で表される繰り返し単位からなるポリカーボネート樹脂は、式（１５）で表される繰り返し単位と式（１６）で表される繰り返し単位とが、共重合比５０％で共重合されている樹脂である。
【００８１】
また、ポリカーボネート樹脂における繰り返し単位数は、特に限定されないが、降伏点歪みが９〜２９％となるような繰り返し単位数であることが好ましい。
【００８２】
また、前記ポリカーボネート樹脂を結着樹脂として用いる場合、その粘度平均分子量が５００００〜８００００であることが好ましく、５５０００〜７５０００であることがより好ましい。
【００８３】
前記ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が低すぎると、前記ポリカーボネート樹脂の耐摩耗性を高めるという効果を充分に発揮できず、感光層が摩耗しやすくなる傾向がある。また、前記ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が高すぎると、溶剤に溶解しにくくなって、感光層を形成するための塗布液等を調製しにくくなる等、好適な感光層を形成することが困難になり、付着物による画像不具合が生じる傾向がある。
【００８４】
また、前記結着樹脂としては、前記ポリカーボネート樹脂からなることが好ましいが、前記ポリカーボネート樹脂以外の樹脂を含有していてもよい。前記ポリカーボネート樹脂以外の樹脂としては、感光層の結着樹脂として用いられるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、スチレン系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、アクリル共重合体、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂や、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、その他架橋性の熱硬化性樹脂、さらにエポキシアクリレート樹脂、ウレタン−アクリレート共重合樹脂等の光硬化性樹脂等が挙げられる。
【００８５】
（添加剤）
前記感光体には、電子写真特性に悪影響を与えない範囲で、前記電荷発生剤、前記電荷輸送剤、及び結着樹脂以外の各種添加剤を含有してもよい。前記添加剤としては、具体的には、例えば、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、１重項クエンチャー、紫外線吸収剤等の劣化防止剤、軟化剤、可塑剤、表面改質剤、増量剤、増粘剤、分散安定剤、ワックス、アクセプター、ドナー、界面活性剤、及びレベリング剤等が挙げられる。また、感光層の感度を向上させるために、例えばテルフェニル、ハロナフトキノン類、アセナフチレン等の公知の増感剤を電荷発生剤と併用してもよい。
【００８６】
［単層型感光体の製造方法］
次に、単層型感光体の製造方法について説明する。
【００８７】
前記単層型感光体は、前記電荷発生剤、前記電荷輸送剤、前記結着樹脂、及び必要に応じて各種添加剤等を溶剤に溶解又は分散させた塗布液を、塗布等によって、前記導電性基体上に塗布し、乾燥することによって、製造することができる。前記塗布方法としては、特に限定されないが、例えば、ディップコート法等が挙げられる。また、前記乾燥方法としては、例えば、８０〜１５０℃で１５〜１２０分間の条件で熱風乾燥する方法等が挙げられる。
【００８８】
前記単層型感光体において、前記電荷発生剤、前記電荷輸送剤、及び前記結着樹脂の各含有量は、適宜選定され、特に限定されない。具体的には、例えば、前記電荷発生剤の含有量は、結着樹脂１００質量部に対して、０．１〜５０質量部であることが好ましく、０．５〜３０質量部であることがより好ましい。また、前記電子輸送剤の含有量は、結着樹脂１００質量部に対して、５〜１００質量部であることが好ましく、１０〜８０質量部であることがより好ましい。また、前記正孔輸送剤の含有量は、結着樹脂１００質量部に対して、５〜５００質量部であることが好ましく、２５〜２００質量部であることがより好ましい。さらに、正孔輸送剤と電子輸送剤との総量、すなわち、前記電荷輸送剤の含有量は、結着樹脂１００質量部に対して、２０〜５００質量部であることが好ましく、３０〜２００質量部であることがより好ましい。また、前記感光層に電子受容性化合物を含有させる場合は、前記電子受容性化合物の含有量が結着樹脂１００質量部に対して０．１〜４０質量部であることが好ましく、０．５〜２０質量部であることがより好ましい。
【００８９】
また、前記単層型感光体の感光層の厚さは、感光層として充分に作用することができれば、特に限定されない。具体的には、例えば、５〜１００μｍであることが好ましく、１０〜５０μｍであることが好ましい。
【００９０】
また、前記塗布液に含有される溶剤としては、前記各成分を溶解又は分散させることができれば、特に限定されない。具体的には、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール類、ｎ−ヘキサン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族系炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ジクロロメタン、ジクロロエタン、四塩化炭素、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル類、ジメチルホルムアルデヒド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらの溶剤は、前記例示した溶剤を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００９１】
なお、感光層と導電性基板との間に、前記高抵抗層（中間層）を設ける場合の高抵抗層の作成方法としては、前記導電性基体上に前記高抵抗層を形成することができれば、特に限定されない。具体的には、例えば、導電性基体がアルミニウム素管で、高抵抗層がアルマイト層である場合、アルミニウム素管に陽極酸化処理を施す方法等が挙げられる。より具体的には、例えば、硫酸水溶液等を電解液として用いた陽極酸化処理等が挙げられる。その際、処理時間としては、例えば、０．５〜３００分間程度であることが好ましい。また、電解液として硫酸水溶液を用いる場合、その濃度としては、例えば、０．１〜８０質量％程度であることが好ましい。また、陽極酸化処理時の化成電圧としては、例えば、１０〜２００Ｖ程度であることが好ましい。
【００９２】
（画像形成装置）
本実施形態の画像形成装置としては、電子写真方式の画像形成装置であって、前記正帯電単層型電子写真感光体と、前記接触帯電方式の帯電装置とを備えたものであれば、特に限定されない。実施形態具体的な一例としては、例えば、以下に具体的に説明するような複数色のトナーを用いるタンデム方式のカラー画像形成装置が挙げられる。
【００９３】
なお、本実施形態に係る電子写真感光体を備えた画像形成装置は、各表面上にそれぞれ異なった各色のトナーによるトナー像を形成させるために、所定方向に並設された、複数の感光体と、各感光体に対向して配置され、表面にトナーを担持して搬送し、搬送されたトナーを、前記各感光体の表面にそれぞれ供給する、現像ローラを備えた複数の現像装置とを備える。
【００９４】
図３は、本発明の実施形態に係る正帯電単層型電子写真感光体を備えた画像形成装置の構成を示す概略図である。ここでは、前記画像形成装置１としては、カラープリンタ１を例に挙げて説明する。
【００９５】
このカラープリンタ１は、図３に示すように、箱型の機器本体１ａを有している。この機器本体１ａ内には、用紙Ｐを給紙する給紙部２と、この給紙部２から給紙された用紙Ｐを搬送しながら当該用紙Ｐに画像データ等に基づくトナー像を転写する画像形成部３と、この画像形成部３で用紙Ｐ上に転写された未定着トナー像を用紙Ｐに定着する定着処理を施す定着部４とが設けられている。さらに、前記機器本体１ａの上面には、前記定着部４で定着処理の施された用紙Ｐが排紙される排紙部５が設けられている。
【００９６】
前記給紙部２は、給紙カセット１２１、ピックアップローラ１２２、給紙ローラ１２３，１２４，１２５、及びレジストローラ１２６を備えている。給紙カセット１２１は、機器本体１ａから挿脱可能に設けられ、各サイズの用紙Ｐを貯留する。ピックアップローラ１２２は、給紙カセット１２１の図３に示す左上方位置に設けられ、給紙カセット１２１に貯留されている用紙Ｐを１枚ずつ取り出す。給紙ローラ１２３，１２４，１２５は、ピックアップローラ１２２によって取り出された用紙Ｐを用紙搬送路に送り出す。レジストローラ１２６は、給紙ローラ１２３，１２４，１２５によって用紙搬送路に送り出された用紙Ｐを一時待機させた後、所定のタイミングで画像形成部３に供給する。
【００９７】
また、給紙部２は、機器本体１ａの図３に示す左側面に取り付けられる不図示の手差しトレイとピックアップローラ１２７とをさらに備えている。このピックアップローラ１２７は、手差しトレイに載置された用紙Ｐを取り出す。ピックアップローラ１２７によって取り出された用紙Ｐは、給紙ローラ１２３，１２５によって用紙搬送路に送り出され、レジストローラ１２６によって、所定のタイミングで画像形成部３に供給される。
【００９８】
前記画像形成部３は、画像形成ユニット７と、この画像形成ユニット７によってその表面（接触面）にコンピュータ等から電送された画像データに基づくトナー像が１次転写される中間転写ベルト３１と、この中間転写ベルト３１上のトナー像を給紙カセット１２１から送り込まれた用紙Ｐに２次転写させるための２次転写ローラ３２とを備えている。
【００９９】
前記画像形成ユニット７は、上流側（図３では右側）から下流側に向けて順次配設されたブラック用ユニット７Ｋと、イエロー用ユニット７Ｙと、シアン用ユニット７Ｃと、マゼンタ用ユニット７Ｍとを備えている。各ユニット７Ｋ，７Ｙ，７Ｃ及び７Ｍは、それぞれの中央位置に像担持体としての感光体ドラム３７が矢符（時計回り）方向に回転可能に配置されている。そして、各感光体ドラム３７の周囲には、帯電装置３９、露光装置３８、現像装置７１、不図示のクリーニング装置及び除電手段としての除電器等が、回転方向上流側から順に各々配置されている。なお、前記感光体ドラム３７としては、前記電子写真感光体を用いる。
【０１００】
帯電装置３９は、矢符方向に回転されている感光体ドラム３７の周面を均一に帯電させる。なお、前記帯電装置３９としては、上述したような接触帯電方式の帯電装置を用いる。
【０１０１】
露光装置３８は、いわゆるレーザ走査ユニットであり、帯電装置３９によって均一に帯電された感光体ドラム３７の周面に、上位装置であるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）から入力された画像データに基づくレーザ光を照射し、感光体ドラム３７上に画像データに基づく静電潜像を形成する。現像装置７１は、静電潜像が形成された感光体ドラム３７の周面にトナーを供給することで、画像データに基づくトナー像を形成させる。そして、このトナー像が中間転写ベルト３１に１次転写される。クリーニング装置は、中間転写ベルト３１へのトナー像の１次転写が終了した後、感光体ドラム３７の周面に残留しているトナーを清掃する。除電器は、１次転写が終了した後、感光体ドラム３７の周面を除電する。クリーニング装置及び除電器によって清浄化処理された感光体ドラム３７の周面は、新たな帯電処理のために帯電装置へ向かい、新たな帯電処理が行われる。
【０１０２】
中間転写ベルト３１は、無端状のベルト状回転体であって、表面（接触面）側が各感光体ドラム３７の周面にそれぞれ当接するように駆動ローラ３３、従動ローラ３４、バックアップローラ３５、及び１次転写ローラ３６等の複数のローラに架け渡されている。また、中間転写ベルト３１は、各感光体ドラム３７と対向配置された１次転写ローラ３６によって感光体ドラム３７に押圧された状態で、前記複数のローラによって無端回転するように構成されている。駆動ローラ３３は、ステッピングモータ等の駆動源によって回転駆動し、中間転写ベルト３１を無端回転させるための駆動力を与える。従動ローラ３４、バックアップローラ３５、及び１次転写ローラ３６は、回転自在に設けられ、駆動ローラ３３による中間転写ベルト３１の無端回転に伴って従動回転する。これらのローラ３４，３５，３６は、駆動ローラ３３の主動回転に応じて中間転写ベルト３１を介して従動回転するとともに、中間転写ベルト３１を支持する。
【０１０３】
１次転写ローラ３６は、１次転写バイアス（トナーの帯電極性とは逆極性）を中間転写ベルト３１に印加する。そうすることによって、各感光体ドラム３７上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム３７と１次転写ローラ３６との間で、駆動ローラ３３の駆動により矢符（反時計回り）方向に周回する中間転写ベルト３１に重ね塗り状態で順次転写（１次転写）される。
【０１０４】
２次転写ローラ３２は、トナー像と逆極性の２次転写バイアスを用紙Ｐに印加する。そうすることによって、中間転写ベルト３１上に１次転写されたトナー像は、２次転写ローラ３２とバックアップローラ３５との間で用紙Ｐに転写され、これによって、用紙Ｐにカラーの転写画像（未定着トナー像）が転写される。
【０１０５】
前記定着部４は、画像形成部３で用紙Ｐに転写された転写画像に定着処理を施すものであり、通電発熱体により加熱される加熱ローラ４１と、この加熱ローラ４１に対向配置され、周面が加熱ローラ４１の周面に押圧当接される加圧ローラ４２とを備えている。
【０１０６】
そして、前記画像形成部３で２次転写ローラ３２により用紙Ｐに転写された転写画像は、当該用紙Ｐが加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する際の加熱による定着処理で用紙Ｐに定着される。そして、定着処理の施された用紙Ｐは、排紙部５へ排紙されるようになっている。また、本実施形態のカラープリンタ１では、定着部４と排紙部５との間の適所に搬送ローラ６が配設されている。
【０１０７】
排紙部５は、カラープリンタ１の機器本体１ａの頂部が凹没されることによって形成され、この凹没した凹部の底部に排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ５１が形成されている。
【０１０８】
前記画像形成装置１は、以上のような画像形成動作によって、用紙Ｐ上に好適な画像形成を行うことができる。そして、上記のようなタンデム方式の画像形成装置では、像担持体として前記感光体が備えられており、また帯電装置として前記帯電ローラが備えられているため、接触方式の帯電装置を備えていても感光層の摩耗量が少ない等の耐久性の高い画像形成装置が得られる。
【実施例】
【０１０９】
以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は実施例により何ら限定されるものではない。
【０１１０】
試験例１：
［実施例１］
京セラミタ株式会社製のＦＳ−Ｃ５３００ＤＮ（Ａ４カラープリンタ）の感光体および帯電装置を以下のように改造して画像形成装置を得た。
（感光体）
正帯電単層感光体 直径：３０ｍｍ、膜厚：３０μｍ
電荷発生剤（上記式（１）で表される無金属フタロシアニン）５質量部、正孔輸送剤（ＨＴＭ−３、前記化学式（５））５０質量部、電子輸送剤（ＥＴＭ−２、前記化学式（１３））３５質量部、上記式（１５）に示した結着樹脂（粘度平均分子量７５０００、降伏点歪み２９％）１００質量部をテトラヒドロフラン８００質量部とともにボールミルにて５０時間混合分散し、感光体塗布液を調整した。ついでこの塗布液を導電性基板上にディップコート法にて塗布し、その後１００℃で４０分間熱風乾燥し、膜厚３０μｍの感光体（直径３０ｍｍ）を得た。
（帯電装置）
帯電ローラ：
直径φ１２ｍｍ、導電層の厚み：２ｍｍ
導電層：エピクロルヒドリンゴム（東海ゴム工業株式会社製）製、
イオン導電剤：含有
樹脂コート：ナイロン系樹脂（厚み約１０μm）
【０１１１】
［実施例２］
帯電ローラの導電層の厚みを１ｍｍに変更した以外は、実施例１と同様にして画像形成装置を得た。
【０１１２】
［実施例３］
帯電ローラの導電層の厚みを３ｍｍに変更した以外は、実施例１と同様にして画像形成装置を得た。
【０１１３】
[比較例１]
京セラミタ株式会社製のＦＳ−Ｃ５３００ＤＮ（Ａ４カラープリンター）の感光体および帯電装置を以下のように改造して画像形成装置を得た。
（感光体）
正帯電単層感光体 直径：３０ｍｍ、膜厚：３０μｍ
電荷発生剤（上記式（１）で表される無金属フタロシアニン）５質量部、正孔輸送剤（ＨＴＭ−３、前記化学式（５））５０質量部、電子輸送剤（ＥＴＭ−２、前記化学式（１３））３５質量部、上記式（１５）に示した結着樹脂（粘度平均分子量４７０００、降伏点歪み７．８％）１００質量部をテトラヒドロフラン８００質量部とともにボールミルにて５０時間混合分散し、感光体塗布液を調整した。ついでこの塗布液を導電性基板上にディップコート法にて塗布し、その後１００℃で４０分間熱風乾燥し、膜厚３０μｍの感光体（直径３０ｍｍ）を得た。
（帯電装置）
イオン導電層（エピクロルヒドリン層）の厚みを０．５ｍｍとし、その他導電層（SBR
：スチレンブタジエンゴム層）（東海ゴム工業株式会社製）１．５ｍｍを加えた以外は、実施例１と同様の帯電ローラを用いた。
【０１１４】
[評価]
上記の画像形成装置を用いて、以下の評価試験を行った。
【０１１５】
（感光体膜削れ量）
上記のカラープリンタにて、Ａ４転写紙に印字率４％となる原稿を連続印字し、定期的に感光体の膜厚を測定することで印字枚数と感光体膜削れ量との関係を調べた。膜厚測定にはフィッシャーインストルメンツ製ＭＭＳ３ＡＭ型を使用した。結果を図４に示す。なお、図中、削れ量許容限界とは、帯電電圧で感光層が絶縁破壊を起こす限界の膜厚のことをいう。
【０１１６】
比較例１の画像形成装置と比較して、実施例１の画像形成装置においては、印字枚数２０万枚を超えても許容限界を超えることはなく、本発明の実施形態に係る画像形成装置はきわめて長寿命であったことがわかった。
【０１１７】
（上限抵抗値）
抵抗値を表１に示すような抵抗値に変えた以外は実施例１と同じ帯電ローラを用いて、帯電ローラと表面電位の関係を調査した。帯電ローラの抵抗値は、感光層を塗布しないアルミ管に帯電ローラを500gfで押圧し、170ｍｍ/sの周速で回転させた状態で、500Vの電圧を帯電ローラの軸に印加したときの電流値から換算した。電圧はTREK社製高圧電源 model 610Bにて印加し、また、電流値は横河メータ＆インスツルメンツ製小型携帯電流計２０５１型を直列に接続して計測した。表面電位はTREK社製表面電位計 model 344にて測定した。このとき、帯電ローラに印加する電圧は１．３ＫＶに固定した。
【０１１８】
結果を表１および図５に示す。
【０１１９】
【表１】
【０１２０】
表１および図５より明らかなように、帯電ローラの抵抗値が１０７Ωを超えると表面電位が低下した。帯電ローラの抵抗は周、軸方向でばらつきがあり、１０７Ωを超えると抵抗のバラツキが表面電位のばらつきとなって現れ易くなるため、帯電ローラの抵抗の上限は１０７Ωであることがわかった。
【０１２１】
（印字枚数と帯電ローラ抵抗値）
上記のカラープリンタにて、Ａ４転写紙に印字率４％となる原稿を連続印字し、定期的に帯電ローラの抵抗値を測定し、印字枚数と帯電ローラの抵抗値の上昇との関係を調べた。帯電ローラの抵抗測定方法は前述の通りである。結果を図６に示す。
【０１２２】
本評価試験においても、比較例１の画像形成装置では印字枚数１０万枚を達成する前に帯電ローラ抵抗が上限抵抗に達したが、実施例１の画像形成装置では、印字枚数が２０万枚を超えても帯電ローラ抵抗が上限に達さないほど長寿命であることがわかった。
【０１２３】
（帯電ローラの電流値と抵抗値）
実施例１〜３および比較例１の帯電ローラを直径３０ｍｍのアルミ管に押圧した状態で、170ｍｍ/sの周速で回転させる。TREK社製高圧電源 model 610Bにて帯電ローラの軸に一定の電流を流し、１３０時間後（２００ｋ枚相当）までの帯電ローラの抵抗値を測定した。帯電ローラの測定方法は前述の通りである。結果を表２および図７に示す。
【０１２４】
【表２】
【０１２５】
表２および図７によって示されたように、肉厚０．５ｍｍの帯電ローラの場合は平均電流値３０μＡ以上通電するとすぐに上限抵抗（７．０ｌｏｇΩ）に達するが、肉厚１．０〜３．０ｍｍであれば、平均電流値６０μＡ以上通電しても上限抵抗に達さないことがわかった。平均電流値が高いほど多くの印字枚数を達成できるので、帯電ローラの導電層の厚みは１〜３ｍｍが最適であることがわかった。
【０１２６】
（感光体の帯電電流および電荷量）
前述のカラープリンタにて、Ａ４転写紙に印字率４％となる原稿を連続印字し、定期的に帯電ローラに流れる（＝感光体に流れる）電流値を測定した。実験機の高圧基板と帯電ローラの間に直列に横河メータ＆インスツルメンツ製小型携帯電流計２０５１型を直列に接続して、印字中いつでも帯電電流がモニタできる状態にて測定した。
【０１２７】
結果を表３（帯電電流）と表４（電荷量）、および図８（帯電電流）と図９（電荷量）に示す。なお、ここで電荷量は「帯電長226ｍｍ」感光体周速「170ｍｍ/s」の条件において算出した。
【０１２８】
【表３】
【０１２９】
【表４】
【０１３０】
表３〜４および図８〜９より、実施例１の画像形成装置では、印字枚数２０万枚までの感光体の平均電流値が約４５μＡであった。すなわち、感光体の膜削れとともに電流値が増加するが、本発明に係る画像形成装置によれば、印字枚数が２０万枚を超えてはじめて、平均電流値が４５μAに達するため、非常に多くの電流を流せる（多大な印字枚数を達成できる）ことがわかった。
【０１３１】
試験例２（感光体の降伏点歪み）：
［実施例４〜６、比較例２〜４］
（感光体の製造法）
電荷発生剤（上記式（１）で表される無金属フタロシアニン）５質量部、正孔輸送剤（ＨＴＭ−３、前記化学式（５））５０質量部、電子輸送剤（ＥＴＭ−２、前記化学式（１３））３５質量部、以下の表２に示すそれぞれの結着樹脂１００質量部をテトラヒドロフラン８００質量部とともにボールミルにて５０時間混合分散し、感光体塗布液を調整した。ついでこの塗布液を導電性基板上にディップコート法にて塗布し、その後１００℃で４０分間熱風乾燥し、膜厚３０μｍの感光体（直径３０ｍｍ）を得た。含有する結着樹脂に応じてそれぞれ実施例４〜６および比較例２〜４の感光体とした。
【０１３２】
（評価）
それぞれの感光体表層および結着樹脂の降伏点歪みを、粘弾性測定装置（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、「ＤＭＡ−Ｑ８００」）を用いて、下記評価条件で測定した。
・初期荷重：１Ｎ
・測定温度：３０℃
・歪み速度：０．５％／分（サンプリング間隔：毎２秒）
次に、京セラミタ製プリンタＦＳ−１３００Ｄに作製した前記感光体をそれぞれ装着し、５万枚の印字テストを行い、感光層の削れ量（μｍ）を評価した。また、画像評価により、付着物による不具合がないか評価した。
【０１３３】
以上の結果を表５にまとめ、また、感光体の膜削れ量と感光体に含有される結着樹脂の降伏点歪みの関係を図１０に示す。
【０１３４】
【表５】
【０１３５】
[考察]
試験例１における図４および図６から明らかなように、本発明に係る実施例１の画像形成装置によれば、従来の画像形成装置（比較例１）と比べて、膨大な印字枚数を重ねても、感光体の膜削れ量も帯電ローラの抵抗値も許容限界値を超えることなく、感光体および帯電ローラのいずれにおいても非常に高い耐久性を示すことがわかる。さらに、図７では、本発明に係る実施例１〜３の画像形成装置であれば、長期間上限抵抗に達することなく、多くの電流を帯電ローラに流すことができることが示されている。
【０１３６】
このような長寿命の画像形成装置は従来には存在しなかったものであり、本発明に係る画像形成装置は、比較例１の画像形成装置（感光体の結着樹脂の降伏点歪みが本発明の範囲外であり、帯電ローラの導電層の厚みが１ｍｍ未満）と比べてはるかに優れた耐久性を有することが明確に示された。
【０１３７】
また、図１０からは、降伏点歪みが９〜２９％の範囲にある結着樹脂を含有する感光体（感光体表層の降伏点歪みは５〜２５％の範囲）を用いることにより、感光体の膜削れがより抑制され、また付着物による画像の不具合も生じないことが明確となった。
【０１３８】
以上の結果より、本発明に係る画像形成装置であれば、感光体および帯電装置の両方がきわめて長寿命であって、低オゾンで環境にも対応できる優れた画像形成装置を得られることが明らかとなった。
【符号の説明】
【０１３９】
１０ 単層型感光体
１２ 導電性基体
１４ 感光層
１６ 中間層
１８ 保護層
１９ 導電層
２０ 樹脂コート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正帯電単層型電子写真感光体および接触帯電部材を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置の感光体としては、負帯電積層型感光体および正帯電単層型感光体が知られているが、後者の正帯電単層型感光体は厚膜化が比較的しやすいことから長寿命化に適した感光体であり、製造面からも、単層塗工であるため積層型に比べて容易かつ低コストである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、電子写真方式の画像形成装置において、環境配慮から、オゾンを大量に発生させるスコロトロン帯電方式（非接触方式）から接触帯電方式、例えば、ゴムローラを用いたローラ帯電が広まっている（例えば、特許文献２など参照）。感光体とロール間の微小空隙における放電によって帯電するローラ帯電はオゾン量の低減を可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−７２５１１号公報
【特許文献２】特開平５−３０３２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
単層型感光体とローラ帯電を組み合わせれば、より環境対応型の電子写真設計が可能となると考えられるが、オゾン発生量の少ない接触帯電方式は主に負帯電積層型感光体を用いたシステムにて市場に広まっているものの、元々負帯電積層型感光体に比べてオゾン発生量の少ない正帯電単層型感光体を用いたシステムにおいては、従来からのスコロトロン帯電方式が未だ広く使用されている。
【０００６】
しかし、昨今の環境意識の高まりにより、正帯電単層型感光体を用いたシステムにおいてもスコロトロン帯電方式で排出されるオゾン量は市場に受け入れられないものとなってきており、正帯電単層型感光体を用いたシステムにも接触帯電方式の採用が必要となっている。
【０００７】
また、感光体の長寿命化は廃棄物の削減につながり、これも市場で広く望まれていることであるが、接触帯電方式を採用した場合、感光体膜削れの速度が促進され、寿命が半分以下になるという問題があった。さらに、感光体のみならず、接触帯電部材の寿命も大きな問題であった。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、長寿命の正帯電単層型感光体と帯電ローラを備えた環境対応型画像形成装置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】
【０００９】
本発明者らは、鋭意検討した結果、下記構成を有する画像形成装置を用いることにより前記課題が解決することを見出し、かかる知見に基づいて更に検討を重ねることによって本発明を完成した。
【００１０】
すなわち、本発明の一態様に係る画像形成装置は、正帯電単層型電子写真感光体と、前記感光体の表面を帯電するための接触帯電部材を有する帯電装置と、帯電された前記像担持体の表面を露光して、前記像担持体の表面に静電潜像を形成するための露光装置と、前記静電潜像をトナー像として現像するための現像装置と、前記トナー像を前記像担持体から被転写体へ転写するための転写装置とを備える画像形成装置であって、前記正帯電単層型電子写真感光体が導電性基体と感光層とを備えており、前記感光層が、電荷発生剤、電荷輸送剤、及び結着樹脂が同一層に含有される層であって、前記結着樹脂の降伏点歪みが９〜２９％であること、並びに前記接触帯電部材が、厚み１ｍｍ〜３ｍｍの導電層を有する帯電ローラであることを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、正帯電単層型電子写真感光体を用いるシステムにおいて接触帯電方式を採用することができ、長寿命の感光体および長寿命の帯電ローラを有する、かつてないほど長寿命の環境型画像形成装置を提供することが可能である。
【００１２】
これは以下の理由によると考えられる。
【００１３】
まず、本発明に係る感光体を用いることにより、耐磨耗性が向上し、感光体に負荷が大きくかかる接触帯電式システムにおいても、感光体の膜削れを抑制できる。
【００１４】
そして、通常の帯電ローラは基本的に使用すればするほど、つまり通電時間が長いほど抵抗値が上昇してロール抵抗が限界値を超えた時点で寿命となるが、上記構成にすることにより、ローラの上限抵抗値まで長期にわたって多くの電流を流すことが可能となったためである。
【００１５】
また、前記画像形成装置において、前記帯電ローラの初期電気抵抗値が１０５〜１０６Ωであることが好ましい。このような構成によれば、帯電ムラや感光体へのリーク（感光層の絶縁破壊）の発生なく安定した帯電が可能である。
【００１６】
前記に加えて、前記画像形成装置において、前記導電層がイオン導電性ゴム層であることが好ましく、前記イオン導電性ゴムが、イオン導電剤を含有するエピクロルヒドリンゴムであることがさらに好ましい。このような構成によれば、帯電ローラの抵抗上昇をより抑えることができ、帯電ローラの長寿命をより確実にすることができる。
【００１７】
さらに、前記画像形成装置において、前記正帯電単層型電子写真感光体の感光層と導電性基板の間に高抵抗層が設けられていることが好ましい。このような構成によれば、感光体が耐久により薄膜化した場合にでも、帯電ローラからのリークの発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、正帯電単層感光体と、オゾン発生量を低減できる帯電ローラとを備えた画像形成装置において、従来問題となっていた感光体の磨耗・膜削れなどを抑えて感光体の長寿命化を図りつつ、さらに帯電ローラの抵抗上昇を抑えることにより帯電ローラの長寿命化も図ることができる。すなわち、本発明の画像形成装置は低オゾンで優れた耐久性を達成した装置であり、環境対応性および産業利用性の観点からもきわめて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る正帯電単層型電子写真感光体および帯電ローラを示す概略断面図である。
【図２】図２は本発明の実施形態に係る正帯電単層型電子写真感光体の構造を示す概略断面図である。
【図３】図３は本発明の実施形態に係る正帯電単層型電子写真感光体を備えた画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図４】図４は試験例１における感光体の膜削れ量を示すグラフである。
【図５】図５は試験例１における、表面電位と帯電ローラ抵抗の関係を示すグラフである。
【図６】図６は試験例１における、帯電ローラ抵抗と印字枚数の関係を示すグラフである。
【図７】図７は試験例１における、寿命までの平均帯電電流と寿命時の帯電ローラの抵抗値の関係を示すグラフである。
【図８】図８は試験例１における、印字枚数と感光体の帯電電流値との関係を示すグラフである。
【図９】図９は試験例１における、印字枚数と感光体の電荷量との関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は試験例２における、感光体の膜削れ量と感光体に含有される結着樹脂の降伏点歪みの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る実施形態について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２１】
［画像形成装置］
本実施形態に係る画像形成装置は、正帯電単層型電子写真感光体と、前記感光体の表面を帯電するための接触帯電部材を有する帯電装置と、帯電された前記像担持体の表面を露光して、前記像担持体の表面に静電潜像を形成するための露光装置と、前記静電潜像をトナー像として現像するための現像装置と、前記トナー像を前記像担持体から被転写体へ転写するための転写装置とを備える画像形成装置であって、前記正帯電単層型電子写真感光体が導電性基体と感光層とを備えており、前記感光層が、電荷発生剤、電荷輸送剤、及び結着樹脂が同一層に含有される層であって、前記結着樹脂の降伏点歪みが９〜２９％であること、並びに前記接触帯電部材が、厚み１ｍｍ〜３ｍｍの導電層を有する帯電ローラであることを特徴とする。
【００２２】
（帯電装置）
本実施形態において用いられる帯電装置は、前記感光体の表面を帯電するための接触帯電部材を有する。このような接触帯電部材として、厚み１〜３ｍｍの導電層を有する接触方式の帯電ローラ（ゴムロール）を用いる。さらに、前記帯電ローラの外径は特に限定されないが、直径８〜１４ｍｍ程度である。この帯電ローラが感光体ドラムに接触したまま、感光体ドラムの回転に従属して回転し、感光体ドラムの周面（表面）を帯電させる。
【００２３】
より具体的な帯電ローラの構成としては、導電層の厚みおよび外径が前記範囲である限り、特に限定はされないが、例えば、回転可能に軸支された芯金と、その表面部（すなわち前記芯金の上）に形成された（イオン）導電層と、前記芯金に電圧を印加する電圧印加手段とを備えたもの等が挙げられる。このような帯電ローラを備えた帯電装置は、前記電圧印加手段によって、前記芯金に電圧を印加することによって、前記導電層を介して接触する感光体ドラムの表面を帯電させることができる。
【００２４】
前記導電層の厚みは、上述したように１．０〜３．０ｍｍである。導電層の厚みが１ｍｍ未満であると、帯電ローラの抵抗がすぐ限界値に達してしまうため、本発明の効果が得られない。一方、導電層の厚みが３．０ｍｍを超えると、押圧力により変形したり、製造時の形状が安定しないなどの弊害があるためであるため好ましくない。
【００２５】
本実施形態において、前記電圧印加手段は、初期（印字開始時）には帯電ローラの帯電電流値がおよそ２０〜３０μＡ程度となるように電圧を印加するが、印字枚数が増えるにつれて（感光体ドラムが削れていくにつれて）感光体の静電容量が大きくなるため、帯電ローラの抵抗が上限に達する頃（印字枚数およそ２０万枚を超える頃）には、帯電ローラの帯電電流値はおよそ８０〜１００μＡ程度となっている。印字を何万枚と重ねて感光体が削れてしまうと、帯電ローラに多くの電流を流さないと感光体を帯電させることはできないが、従来の帯電ローラでは帯電ローラに８０〜１００μＡもの大きな電流を通電すると早期に抵抗値が上昇してしまうため、このような電流値で長期間使用することができなかった。これに対し、本実施形態では帯電ローラに長期間多くの電流を流すことができるため、この点においてもきわめて有利である。
【００２６】
通常、帯電ローラは抵抗値が１０７Ωを超えるとその表面電位が低下するため、抵抗値が約１０７Ωを超えた時点で該帯電ローラは寿命となる。これが帯電ローラの上限抵抗とされる。本実施形態では、その寿命となった時点の帯電ローラの帯電電流値が、印字開始前（印字０枚）の初期帯電電流値の３〜５倍の範囲となるまで、電圧を印加し続けることができる。
【００２７】
このような帯電ローラを用いることにより、帯電ローラの寿命が大幅に伸び、かつ従来システムよりも多くの電流を長期間帯電ローラに流すことができるため、長寿命の画像形成装置を得ることができる。
【００２８】
さらに、前記導電層はイオン導電性のゴムで構成されていることが好ましい。
【００２９】
本実施形態において用いられ得る具体的なゴム材料としては、例えば、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ＣＲゴム等が挙げられる。特に好ましく用いられるゴム材料としては、耐オゾン性、低温特性、導電均一性（場所による抵抗の差が少ない）の観点から、エピクロルヒドリンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等が挙げられる。
【００３０】
本実施形態では、さらに前記ゴム材料にイオン導電剤を加えることによって、イオン導電性ゴムとして導電層に用いる。イオン導電剤としては、本発明が属する分野において用いられる公知のイオン導電剤を特に限定なく用いることができるが、具体的には、例えば、リチウムイオン、テトラブチルアンモニウムなどが挙げられる。ゴム材料にイオン導電剤を加える場合、その配合量は、ゴム材料１００質量部に対して、通常１〜５質量部、好ましくは１〜３質量部である。
【００３１】
さらに、導電層には、カーボンブラック、導電性（金属）フィラーなどを添加するとより効果を発揮する。
【００３２】
なお、導電層はソリッドタイプであっても、発泡タイプであってもよいが、ソリッドタイプである方が帯電ムラを生じにくいため好ましく用いられる。
【００３３】
導電層の表面には樹脂コートを施してもよい。そのような樹脂コートには、例えば、ウレタンやナイロンなどの樹脂を用いることができる。樹脂コートを表面に施す場合、その樹脂コートの厚みは、通常、１０〜１００μｍ程度である。ただし、導電層の表層に必ず樹脂コートを施す必要はなく、導電層はチューブまたは単層構造であって、その表層をイソシアネート処理などによって化学処理して使用することも可能である。
【００３４】
また、前記電圧印加手段で印加する電圧は、直流電圧のみであることが好ましい。そうすることによって、後述の正帯電単層型電子写真感光体を用いても、感光層の摩耗量をより少なくすることができる。具体的には、交流電圧や直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧を、帯電ローラに印加した場合より、前記帯電ローラに直流電圧のみを印加した場合のほうが、感光層の摩耗量を少なくすることができる。
【００３５】
また、交流電圧を印加すると、帯電による像担持体の表面（周面）の電位を均一化することができる傾向があるが、上記画像形成装置では、非接触帯電方式ではなく、接触帯電方式の帯電装置を用いているので、直流電圧のみを印加しても、均一に帯電できると考えられる。よって、前記帯電ローラに直流電圧のみを印加することによって、好適な画像を形成することができ、さらに、感光層の摩耗量を低減させることができると考えられる。
【００３６】
（感光体）
本実施形態において用いられる正帯電単層型電子写真感光体（以下、単に「感光体」や「単層型感光体」ともいう。）は、導電性基体と感光層とを備えており、前記感光層が、電荷発生剤、電荷輸送剤、及び結着樹脂が同一層に含有される層であって、前記結着樹脂の降伏点歪みが９〜２９％（あるいは、感光体表層の降伏点歪みが５〜２５％）であることを特徴とする。
【００３７】
降伏点歪みが前記範囲にある樹脂を結着樹脂として用いると、感光層としての性能が低下する傾向があるものの、感光層の耐摩耗性が向上する。
【００３８】
一方、接触帯電方式の帯電装置は、上述したように、感光体に接触して帯電することから、感光体への負荷が大きくなる傾向があるものの、感光体に接触して帯電するので、感光層を好適に帯電できるように調整することができると考えられる。このことから、感光体として、感度等が仮に多少低下した感光層を備えるものを用いた場合であっても、好適に帯電できる。
【００３９】
また、降伏点歪みが前記範囲にある樹脂を結着樹脂として用いると、上述したように、感光層の耐摩耗性が向上するだけではなく、感光層とその下層、例えば、導電性基体等との結着性の低下が小さく、感光層の剥離の発生を充分に抑制できると考えられる。
【００４０】
以上より、この感光体と上述したような帯電ローラを組み合わせることにより、好適な画像を長期間にわたって形成でき、きわめて高い耐久性を有する画像形成装置を得ることができる。
【００４１】
ここで、降伏点歪みについて説明する。サンプル材料の両端を２個のチャックで固定し、一方のチャックを一定速度で移動させることでサンプルを伸張させ、応力を検出し、応力と歪みの関係を曲線で示した場合、歪みと応力は比例関係にあるが、歪みが大きくなるにつれて粘性成分による緩和が生じ、応力の極大値をとる。この点を降伏点とする。そして、降伏点歪みとは、降伏点におけるサンプルの歪みの程度をあらわす値である。この降伏点歪みは、本実施形態においては公知の方法によって測定され得、例えば、後述の実施例において示すような粘弾性測定装置などを用いて測定することができる。
【００４２】
本実施形態において用いられる感光体は、前記構成を満たしていれば、すなわち、導電性基体と感光層とを備えており、前記感光層が、電荷発生剤、電荷輸送剤、及び結着樹脂が同一層に含有される層であって、前記結着樹脂の降伏点歪みが９〜２９％（あるいは、感光体表層の降伏点歪みが５〜２５％）である単層型電子写真感光体であれば、その他は特に限定されない。
【００４３】
具体的には、例えば、図２に示すような、導電性基体１２と感光層１４とを備え、前記感光層１４が、電荷発生剤、電荷輸送剤、及び結着樹脂が同一層に含有される層である単層型感光体１０であればよく、感光層及び導電性基体以外の層をさらに備えていてもよい。
【００４４】
例えば、図２（ａ）に示すように、前記導電性基体１２上に前記感光層１４を直接備えていてもよいし、図２（ｂ）に示すように、前記導電性基体１２と前記感光層１４との間に中間層１６を備えていてもよい。また、図２（ａ）や図２（ｂ）に示すように、前記感光層１４が最外層となって露出していてもよいし、図２（ｃ）に示すように、前記感光層１４上に保護層１８を備えていてもよい。
【００４５】
また、前記単層型感光体１０としては、上述したように、特に限定されないが、図２（ｂ）に示すような、前記導電性基体１２と前記感光層１４との間に中間層１６を備え、その中間層１６が、前記導電性基体１２の抵抗値よりも高い抵抗値を有する高抵抗層であるものが好ましい。そうすることによって、感光体が耐久により薄膜化した場合に起こりうる帯電装置の帯電ローラからのリークの発生を抑制することができる。
【００４６】
前記高抵抗層としては、前記導電性基体１２の抵抗値よりも高い抵抗値を有し、前記リークの発生を抑制できるものであれば、特に限定されないが、例えば、アルマイト層、ヨウ化アルミニウム層、酸化スズ層、酸化インジウム層、及び酸化チタン層等が挙げられる。
【００４７】
前記高抵抗層の層厚としては、前記高抵抗層の材質等によっても異なるが、例えば、１〜３μｍであることが好ましい。
【００４８】
以下に、本実施形態における正帯電単層型電子写真感光体の導電性基体および感光層について詳述する。
【００４９】
［導電性基体］
前記導電性基体は、電子写真感光体の導電性基体として用いることができるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、導電性を有する材料で少なくとも表面部が構成されるもの等が挙げられる。すなわち、具体的には、例えば、導電性を有する材料からなるものであってもよいし、プラスチック材料等の表面を、導電性を有する材料で被覆されたものであってもよい。また、導電性を有する材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、錫、白金、銀、バナジウム、モリブデン、クロム、カドニウム、チタン、ニッケル、パラジウム、インジウム、ステンレス鋼、真鍮等が挙げられる。また、導電性を有する材料としては、前記導電性を有する材料を１種で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて、例えば、合金等として用いてもよい。また、前記導電性基体としては、上記の中でも、アルミニウム又はアルミニウム合金からなることが好ましい。そうすることによって、より好適な画像を形成することができる感光体を提供することができる。このことは、感光層から導電性基体への電荷の移動が良好であることによると考えられる。
【００５０】
また、前記導電性基体の形状は、特に限定されない。具体的には、例えば、シート状であっても、ドラム状であってもよい。すなわち、適用する画像形成装置の構造に合わせて、シート状であっても、ドラム状であってもよく、特に限定されない。
【００５１】
［感光層］
本実施形態で用いられる感光層は、単層型の電子写真感光体の感光層として用いることができるものであり、この感光層には、上述したように、電荷発生剤、電荷輸送剤、及び結着樹脂が含有されている。また、感光層の層構造としては、具体的には、例えば、上述したような、図２に示す感光層の構造等が挙げられる。
【００５２】
また、前記感光層に含有される、電荷発生剤、電荷輸送剤、及び結着樹脂等は、特に限定されないが、例えば、以下に示すものを用いることができる。
【００５３】
（電荷発生剤）
電荷発生剤としては、単層型の電子写真感光体の電荷発生剤として用いることができるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、下記式（１）又は式（２）で表されるＸ型フタロシアニン（ｘ−Ｈ２Ｐｃ）、Ｙ型オキソチタニルフタロシアニン（Ｙ−ＴｉＯＰｃ）、ペリレン顔料、ビスアゾ顔料、ジチオケトピロロピロール顔料、無金属ナフタロシアニン顔料、金属ナフタロシアニン顔料、スクアライン顔料、トリスアゾ顔料、インジゴ顔料、アズレニウム顔料、シアニン顔料、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミウム、アモルファスシリコン等の無機光導電材料の粉末、ピリリウム塩、アンサンスロン系顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン系顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料、キナクリドン系顔料等が挙げられる。
【００５４】
【化１】
【００５５】
【化２】
【００５６】
また、前記電荷発生剤は、所望の領域に吸収波長を有するように、前記各電荷発生剤を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。さらに、前記各電荷発生剤のうち、特に半導体レーザ等の光源を使用したレーザビームプリンタやファクシミリ等のデジタル光学系の画像形成装置には、７００ｎｍ以上の波長領域に感度を有する感光体が必要となるため、例えば、無金属フタロシアニンやオキソチタニルフタロシアニン等のフタロシアニン系顔料が好適に用いられる。なお、上記フタロシアニン系顔料の結晶形については特に限定されず、種々のものが使用される。また、ハロゲンランプ等の白色の光源を使用した静電式複写機等のアナログ光学系の画像形成装置には、可視領域に感度を有する感光体が必要となるため、例えば、ペリレン顔料やビスアゾ顔料等が好適に用いられる。
【００５７】
（電荷輸送剤）
電荷輸送剤としては、単層型の電子写真感光体の感光層に含まれる電荷輸送剤として用いることができるものであれば、特に限定されない。また、電荷輸送剤としては、一般的に、正孔輸送剤と電子輸送剤とが挙げられる。
【００５８】
前記正孔輸送剤としては、単層型の電子写真感光体の感光層に含まれる正孔輸送剤として用いることができるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、ベンジジン誘導体、２，５−ジ（４−メチルアミノフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール等のオキサジアゾール系化合物、９−（４−ジエチルアミノスチリル）アントラセン等のスチリル系化合物、ポリビニルカルバゾール等のカルバゾール系化合物、有機ポリシラン化合物、１−フェニル−３−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）ピラゾリン等のピラゾリン系化合物、ヒドラゾン系化合物、トリフェニルアミン系化合物、インドール系化合物、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、イミダゾール系化合物、ピラゾール系化合物、トリアゾール系化合物等の含窒素環式化合物、縮合多環式化合物等が挙げられる。この中でも、トリフェニルアミン系化合物が好ましく、下記式（３）〜(１１)で表されるトリフェニルアミン系化合物がより好ましい。
【００５９】
【化３】
【００６０】
【化４】
【００６１】
【化５】
【００６２】
【化６】
【００６３】
【化７】
【００６４】
【化８】
【００６５】
【化９】
【００６６】
【化１０】
【００６７】
【化１１】
【００６８】
また、前記正孔輸送剤としては、前記例示した各正孔輸送剤を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６９】
また、前記電子輸送剤としては、単層型の電子写真感光体の感光層に含まれる電子輸送剤として用いることができるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、ナフトキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、アントラキノン誘導体、アゾキノン誘導体、ニトロアントアラキノン誘導体、ジニトロアントラキノン誘導体等のキノン誘導体、マロノニトリル誘導体、チオピラン誘導体、トリニトロチオキサントン誘導体、３，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン誘導体、ジニトロアントラセン誘導体、ジニトロアクリジン誘導体、テトラシアノエチレン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、ジニトロベンゼン、ジニトロアントラセン、ジニトロアクリジン、無水コハク酸、無水マレイン酸、ジブロモ無水マレイン酸等が挙げられる。この中でも、キノン誘導体が好ましく、下記式（１２）〜（１４）で表されるキノン誘導体がより好ましい。
【００７０】
【化１２】
【００７１】
【化１３】
【００７２】
【化１４】
【００７３】
また、前記電子輸送剤としては、前記例示した各電子輸送剤を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００７４】
（結着樹脂）
結着樹脂としては、上述したように、降伏点歪みが９〜２９％であり、単層型の電子写真感光体の結着樹脂として用いることができるものであれば、特に限定されない。降伏点歪みがこの範囲内である結着樹脂を用いれば、感光体の膜削れはより抑制される。降伏点歪みが９％未満であると感光体の膜は削れやすくなり、また２９％を超えると付着物による画像の不具合などが生じる。なお、この結着樹脂の降伏点歪みが９〜２９％の範囲であれば、感光体表層の降伏点歪みは５〜２５％程度の範囲となると考えられる。よって、感光体表層の降伏点歪みがその範囲となるように感光体を調製することによっても前記効果を得ることができると考えられるが、結着樹脂の降伏点歪みを上記範囲に調節する方が簡易であるため好ましい。
【００７５】
降伏点歪みが９〜２９％である結着樹脂としては、降伏点歪みが前記範囲内であればどのような樹脂を用いてもよいが、例えば、降伏点歪みが前記範囲である、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂などの樹脂を用いることができ、好ましくは、正孔輸送剤や電子輸送剤との相溶性などの観点からポリカーボネート樹脂などを用いる。
【００７６】
ポリカーボネート樹脂としては、例えば、下記式（１５）〜（１７）で表される繰り返し単位からなるポリカーボネート樹脂が挙げられる。
【００７７】
【化１５】
【００７８】
【化１６】
【００７９】
【化１７】
【００８０】
式（１７）中、「５０」という数字は、共重合比５０％で共重合されていることを示す。具体的には、式（１７）で表される繰り返し単位からなるポリカーボネート樹脂は、式（１５）で表される繰り返し単位と式（１６）で表される繰り返し単位とが、共重合比５０％で共重合されている樹脂である。
【００８１】
また、ポリカーボネート樹脂における繰り返し単位数は、特に限定されないが、降伏点歪みが９〜２９％となるような繰り返し単位数であることが好ましい。
【００８２】
また、前記ポリカーボネート樹脂を結着樹脂として用いる場合、その粘度平均分子量が５００００〜８００００であることが好ましく、５５０００〜７５０００であることがより好ましい。
【００８３】
前記ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が低すぎると、前記ポリカーボネート樹脂の耐摩耗性を高めるという効果を充分に発揮できず、感光層が摩耗しやすくなる傾向がある。また、前記ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が高すぎると、溶剤に溶解しにくくなって、感光層を形成するための塗布液等を調製しにくくなる等、好適な感光層を形成することが困難になり、付着物による画像不具合が生じる傾向がある。
【００８４】
また、前記結着樹脂としては、前記ポリカーボネート樹脂からなることが好ましいが、前記ポリカーボネート樹脂以外の樹脂を含有していてもよい。前記ポリカーボネート樹脂以外の樹脂としては、感光層の結着樹脂として用いられるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、スチレン系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、アクリル共重合体、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂や、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、その他架橋性の熱硬化性樹脂、さらにエポキシアクリレート樹脂、ウレタン−アクリレート共重合樹脂等の光硬化性樹脂等が挙げられる。
【００８５】
（添加剤）
前記感光体には、電子写真特性に悪影響を与えない範囲で、前記電荷発生剤、前記電荷輸送剤、及び結着樹脂以外の各種添加剤を含有してもよい。前記添加剤としては、具体的には、例えば、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、１重項クエンチャー、紫外線吸収剤等の劣化防止剤、軟化剤、可塑剤、表面改質剤、増量剤、増粘剤、分散安定剤、ワックス、アクセプター、ドナー、界面活性剤、及びレベリング剤等が挙げられる。また、感光層の感度を向上させるために、例えばテルフェニル、ハロナフトキノン類、アセナフチレン等の公知の増感剤を電荷発生剤と併用してもよい。
【００８６】
［単層型感光体の製造方法］
次に、単層型感光体の製造方法について説明する。
【００８７】
前記単層型感光体は、前記電荷発生剤、前記電荷輸送剤、前記結着樹脂、及び必要に応じて各種添加剤等を溶剤に溶解又は分散させた塗布液を、塗布等によって、前記導電性基体上に塗布し、乾燥することによって、製造することができる。前記塗布方法としては、特に限定されないが、例えば、ディップコート法等が挙げられる。また、前記乾燥方法としては、例えば、８０〜１５０℃で１５〜１２０分間の条件で熱風乾燥する方法等が挙げられる。
【００８８】
前記単層型感光体において、前記電荷発生剤、前記電荷輸送剤、及び前記結着樹脂の各含有量は、適宜選定され、特に限定されない。具体的には、例えば、前記電荷発生剤の含有量は、結着樹脂１００質量部に対して、０．１〜５０質量部であることが好ましく、０．５〜３０質量部であることがより好ましい。また、前記電子輸送剤の含有量は、結着樹脂１００質量部に対して、５〜１００質量部であることが好ましく、１０〜８０質量部であることがより好ましい。また、前記正孔輸送剤の含有量は、結着樹脂１００質量部に対して、５〜５００質量部であることが好ましく、２５〜２００質量部であることがより好ましい。さらに、正孔輸送剤と電子輸送剤との総量、すなわち、前記電荷輸送剤の含有量は、結着樹脂１００質量部に対して、２０〜５００質量部であることが好ましく、３０〜２００質量部であることがより好ましい。また、前記感光層に電子受容性化合物を含有させる場合は、前記電子受容性化合物の含有量が結着樹脂１００質量部に対して０．１〜４０質量部であることが好ましく、０．５〜２０質量部であることがより好ましい。
【００８９】
また、前記単層型感光体の感光層の厚さは、感光層として充分に作用することができれば、特に限定されない。具体的には、例えば、５〜１００μｍであることが好ましく、１０〜５０μｍであることが好ましい。
【００９０】
また、前記塗布液に含有される溶剤としては、前記各成分を溶解又は分散させることができれば、特に限定されない。具体的には、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール類、ｎ−ヘキサン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族系炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ジクロロメタン、ジクロロエタン、四塩化炭素、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル類、ジメチルホルムアルデヒド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらの溶剤は、前記例示した溶剤を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００９１】
なお、感光層と導電性基板との間に、前記高抵抗層（中間層）を設ける場合の高抵抗層の作成方法としては、前記導電性基体上に前記高抵抗層を形成することができれば、特に限定されない。具体的には、例えば、導電性基体がアルミニウム素管で、高抵抗層がアルマイト層である場合、アルミニウム素管に陽極酸化処理を施す方法等が挙げられる。より具体的には、例えば、硫酸水溶液等を電解液として用いた陽極酸化処理等が挙げられる。その際、処理時間としては、例えば、０．５〜３００分間程度であることが好ましい。また、電解液として硫酸水溶液を用いる場合、その濃度としては、例えば、０．１〜８０質量％程度であることが好ましい。また、陽極酸化処理時の化成電圧としては、例えば、１０〜２００Ｖ程度であることが好ましい。
【００９２】
（画像形成装置）
本実施形態の画像形成装置としては、電子写真方式の画像形成装置であって、前記正帯電単層型電子写真感光体と、前記接触帯電方式の帯電装置とを備えたものであれば、特に限定されない。実施形態具体的な一例としては、例えば、以下に具体的に説明するような複数色のトナーを用いるタンデム方式のカラー画像形成装置が挙げられる。
【００９３】
なお、本実施形態に係る電子写真感光体を備えた画像形成装置は、各表面上にそれぞれ異なった各色のトナーによるトナー像を形成させるために、所定方向に並設された、複数の感光体と、各感光体に対向して配置され、表面にトナーを担持して搬送し、搬送されたトナーを、前記各感光体の表面にそれぞれ供給する、現像ローラを備えた複数の現像装置とを備える。
【００９４】
図３は、本発明の実施形態に係る正帯電単層型電子写真感光体を備えた画像形成装置の構成を示す概略図である。ここでは、前記画像形成装置１としては、カラープリンタ１を例に挙げて説明する。
【００９５】
このカラープリンタ１は、図３に示すように、箱型の機器本体１ａを有している。この機器本体１ａ内には、用紙Ｐを給紙する給紙部２と、この給紙部２から給紙された用紙Ｐを搬送しながら当該用紙Ｐに画像データ等に基づくトナー像を転写する画像形成部３と、この画像形成部３で用紙Ｐ上に転写された未定着トナー像を用紙Ｐに定着する定着処理を施す定着部４とが設けられている。さらに、前記機器本体１ａの上面には、前記定着部４で定着処理の施された用紙Ｐが排紙される排紙部５が設けられている。
【００９６】
前記給紙部２は、給紙カセット１２１、ピックアップローラ１２２、給紙ローラ１２３，１２４，１２５、及びレジストローラ１２６を備えている。給紙カセット１２１は、機器本体１ａから挿脱可能に設けられ、各サイズの用紙Ｐを貯留する。ピックアップローラ１２２は、給紙カセット１２１の図３に示す左上方位置に設けられ、給紙カセット１２１に貯留されている用紙Ｐを１枚ずつ取り出す。給紙ローラ１２３，１２４，１２５は、ピックアップローラ１２２によって取り出された用紙Ｐを用紙搬送路に送り出す。レジストローラ１２６は、給紙ローラ１２３，１２４，１２５によって用紙搬送路に送り出された用紙Ｐを一時待機させた後、所定のタイミングで画像形成部３に供給する。
【００９７】
また、給紙部２は、機器本体１ａの図３に示す左側面に取り付けられる不図示の手差しトレイとピックアップローラ１２７とをさらに備えている。このピックアップローラ１２７は、手差しトレイに載置された用紙Ｐを取り出す。ピックアップローラ１２７によって取り出された用紙Ｐは、給紙ローラ１２３，１２５によって用紙搬送路に送り出され、レジストローラ１２６によって、所定のタイミングで画像形成部３に供給される。
【００９８】
前記画像形成部３は、画像形成ユニット７と、この画像形成ユニット７によってその表面（接触面）にコンピュータ等から電送された画像データに基づくトナー像が１次転写される中間転写ベルト３１と、この中間転写ベルト３１上のトナー像を給紙カセット１２１から送り込まれた用紙Ｐに２次転写させるための２次転写ローラ３２とを備えている。
【００９９】
前記画像形成ユニット７は、上流側（図３では右側）から下流側に向けて順次配設されたブラック用ユニット７Ｋと、イエロー用ユニット７Ｙと、シアン用ユニット７Ｃと、マゼンタ用ユニット７Ｍとを備えている。各ユニット７Ｋ，７Ｙ，７Ｃ及び７Ｍは、それぞれの中央位置に像担持体としての感光体ドラム３７が矢符（時計回り）方向に回転可能に配置されている。そして、各感光体ドラム３７の周囲には、帯電装置３９、露光装置３８、現像装置７１、不図示のクリーニング装置及び除電手段としての除電器等が、回転方向上流側から順に各々配置されている。なお、前記感光体ドラム３７としては、前記電子写真感光体を用いる。
【０１００】
帯電装置３９は、矢符方向に回転されている感光体ドラム３７の周面を均一に帯電させる。なお、前記帯電装置３９としては、上述したような接触帯電方式の帯電装置を用いる。
【０１０１】
露光装置３８は、いわゆるレーザ走査ユニットであり、帯電装置３９によって均一に帯電された感光体ドラム３７の周面に、上位装置であるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）から入力された画像データに基づくレーザ光を照射し、感光体ドラム３７上に画像データに基づく静電潜像を形成する。現像装置７１は、静電潜像が形成された感光体ドラム３７の周面にトナーを供給することで、画像データに基づくトナー像を形成させる。そして、このトナー像が中間転写ベルト３１に１次転写される。クリーニング装置は、中間転写ベルト３１へのトナー像の１次転写が終了した後、感光体ドラム３７の周面に残留しているトナーを清掃する。除電器は、１次転写が終了した後、感光体ドラム３７の周面を除電する。クリーニング装置及び除電器によって清浄化処理された感光体ドラム３７の周面は、新たな帯電処理のために帯電装置へ向かい、新たな帯電処理が行われる。
【０１０２】
中間転写ベルト３１は、無端状のベルト状回転体であって、表面（接触面）側が各感光体ドラム３７の周面にそれぞれ当接するように駆動ローラ３３、従動ローラ３４、バックアップローラ３５、及び１次転写ローラ３６等の複数のローラに架け渡されている。また、中間転写ベルト３１は、各感光体ドラム３７と対向配置された１次転写ローラ３６によって感光体ドラム３７に押圧された状態で、前記複数のローラによって無端回転するように構成されている。駆動ローラ３３は、ステッピングモータ等の駆動源によって回転駆動し、中間転写ベルト３１を無端回転させるための駆動力を与える。従動ローラ３４、バックアップローラ３５、及び１次転写ローラ３６は、回転自在に設けられ、駆動ローラ３３による中間転写ベルト３１の無端回転に伴って従動回転する。これらのローラ３４，３５，３６は、駆動ローラ３３の主動回転に応じて中間転写ベルト３１を介して従動回転するとともに、中間転写ベルト３１を支持する。
【０１０３】
１次転写ローラ３６は、１次転写バイアス（トナーの帯電極性とは逆極性）を中間転写ベルト３１に印加する。そうすることによって、各感光体ドラム３７上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム３７と１次転写ローラ３６との間で、駆動ローラ３３の駆動により矢符（反時計回り）方向に周回する中間転写ベルト３１に重ね塗り状態で順次転写（１次転写）される。
【０１０４】
２次転写ローラ３２は、トナー像と逆極性の２次転写バイアスを用紙Ｐに印加する。そうすることによって、中間転写ベルト３１上に１次転写されたトナー像は、２次転写ローラ３２とバックアップローラ３５との間で用紙Ｐに転写され、これによって、用紙Ｐにカラーの転写画像（未定着トナー像）が転写される。
【０１０５】
前記定着部４は、画像形成部３で用紙Ｐに転写された転写画像に定着処理を施すものであり、通電発熱体により加熱される加熱ローラ４１と、この加熱ローラ４１に対向配置され、周面が加熱ローラ４１の周面に押圧当接される加圧ローラ４２とを備えている。
【０１０６】
そして、前記画像形成部３で２次転写ローラ３２により用紙Ｐに転写された転写画像は、当該用紙Ｐが加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する際の加熱による定着処理で用紙Ｐに定着される。そして、定着処理の施された用紙Ｐは、排紙部５へ排紙されるようになっている。また、本実施形態のカラープリンタ１では、定着部４と排紙部５との間の適所に搬送ローラ６が配設されている。
【０１０７】
排紙部５は、カラープリンタ１の機器本体１ａの頂部が凹没されることによって形成され、この凹没した凹部の底部に排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ５１が形成されている。
【０１０８】
前記画像形成装置１は、以上のような画像形成動作によって、用紙Ｐ上に好適な画像形成を行うことができる。そして、上記のようなタンデム方式の画像形成装置では、像担持体として前記感光体が備えられており、また帯電装置として前記帯電ローラが備えられているため、接触方式の帯電装置を備えていても感光層の摩耗量が少ない等の耐久性の高い画像形成装置が得られる。
【実施例】
【０１０９】
以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は実施例により何ら限定されるものではない。
【０１１０】
試験例１：
［実施例１］
京セラミタ株式会社製のＦＳ−Ｃ５３００ＤＮ（Ａ４カラープリンタ）の感光体および帯電装置を以下のように改造して画像形成装置を得た。
（感光体）
正帯電単層感光体 直径：３０ｍｍ、膜厚：３０μｍ
電荷発生剤（上記式（１）で表される無金属フタロシアニン）５質量部、正孔輸送剤（ＨＴＭ−３、前記化学式（５））５０質量部、電子輸送剤（ＥＴＭ−２、前記化学式（１３））３５質量部、上記式（１５）に示した結着樹脂（粘度平均分子量７５０００、降伏点歪み２９％）１００質量部をテトラヒドロフラン８００質量部とともにボールミルにて５０時間混合分散し、感光体塗布液を調整した。ついでこの塗布液を導電性基板上にディップコート法にて塗布し、その後１００℃で４０分間熱風乾燥し、膜厚３０μｍの感光体（直径３０ｍｍ）を得た。
（帯電装置）
帯電ローラ：
直径φ１２ｍｍ、導電層の厚み：２ｍｍ
導電層：エピクロルヒドリンゴム（東海ゴム工業株式会社製）製、
イオン導電剤：含有
樹脂コート：ナイロン系樹脂（厚み約１０μm）
【０１１１】
［実施例２］
帯電ローラの導電層の厚みを１ｍｍに変更した以外は、実施例１と同様にして画像形成装置を得た。
【０１１２】
［実施例３］
帯電ローラの導電層の厚みを３ｍｍに変更した以外は、実施例１と同様にして画像形成装置を得た。
【０１１３】
[比較例１]
京セラミタ株式会社製のＦＳ−Ｃ５３００ＤＮ（Ａ４カラープリンター）の感光体および帯電装置を以下のように改造して画像形成装置を得た。
（感光体）
正帯電単層感光体 直径：３０ｍｍ、膜厚：３０μｍ
電荷発生剤（上記式（１）で表される無金属フタロシアニン）５質量部、正孔輸送剤（ＨＴＭ−３、前記化学式（５））５０質量部、電子輸送剤（ＥＴＭ−２、前記化学式（１３））３５質量部、上記式（１５）に示した結着樹脂（粘度平均分子量４７０００、降伏点歪み７．８％）１００質量部をテトラヒドロフラン８００質量部とともにボールミルにて５０時間混合分散し、感光体塗布液を調整した。ついでこの塗布液を導電性基板上にディップコート法にて塗布し、その後１００℃で４０分間熱風乾燥し、膜厚３０μｍの感光体（直径３０ｍｍ）を得た。
（帯電装置）
イオン導電層（エピクロルヒドリン層）の厚みを０．５ｍｍとし、その他導電層（SBR
：スチレンブタジエンゴム層）（東海ゴム工業株式会社製）１．５ｍｍを加えた以外は、実施例１と同様の帯電ローラを用いた。
【０１１４】
[評価]
上記の画像形成装置を用いて、以下の評価試験を行った。
【０１１５】
（感光体膜削れ量）
上記のカラープリンタにて、Ａ４転写紙に印字率４％となる原稿を連続印字し、定期的に感光体の膜厚を測定することで印字枚数と感光体膜削れ量との関係を調べた。膜厚測定にはフィッシャーインストルメンツ製ＭＭＳ３ＡＭ型を使用した。結果を図４に示す。なお、図中、削れ量許容限界とは、帯電電圧で感光層が絶縁破壊を起こす限界の膜厚のことをいう。
【０１１６】
比較例１の画像形成装置と比較して、実施例１の画像形成装置においては、印字枚数２０万枚を超えても許容限界を超えることはなく、本発明の実施形態に係る画像形成装置はきわめて長寿命であったことがわかった。
【０１１７】
（上限抵抗値）
抵抗値を表１に示すような抵抗値に変えた以外は実施例１と同じ帯電ローラを用いて、帯電ローラと表面電位の関係を調査した。帯電ローラの抵抗値は、感光層を塗布しないアルミ管に帯電ローラを500gfで押圧し、170ｍｍ/sの周速で回転させた状態で、500Vの電圧を帯電ローラの軸に印加したときの電流値から換算した。電圧はTREK社製高圧電源 model 610Bにて印加し、また、電流値は横河メータ＆インスツルメンツ製小型携帯電流計２０５１型を直列に接続して計測した。表面電位はTREK社製表面電位計 model 344にて測定した。このとき、帯電ローラに印加する電圧は１．３ＫＶに固定した。
【０１１８】
結果を表１および図５に示す。
【０１１９】
【表１】
【０１２０】
表１および図５より明らかなように、帯電ローラの抵抗値が１０７Ωを超えると表面電位が低下した。帯電ローラの抵抗は周、軸方向でばらつきがあり、１０７Ωを超えると抵抗のバラツキが表面電位のばらつきとなって現れ易くなるため、帯電ローラの抵抗の上限は１０７Ωであることがわかった。
【０１２１】
（印字枚数と帯電ローラ抵抗値）
上記のカラープリンタにて、Ａ４転写紙に印字率４％となる原稿を連続印字し、定期的に帯電ローラの抵抗値を測定し、印字枚数と帯電ローラの抵抗値の上昇との関係を調べた。帯電ローラの抵抗測定方法は前述の通りである。結果を図６に示す。
【０１２２】
本評価試験においても、比較例１の画像形成装置では印字枚数１０万枚を達成する前に帯電ローラ抵抗が上限抵抗に達したが、実施例１の画像形成装置では、印字枚数が２０万枚を超えても帯電ローラ抵抗が上限に達さないほど長寿命であることがわかった。
【０１２３】
（帯電ローラの電流値と抵抗値）
実施例１〜３および比較例１の帯電ローラを直径３０ｍｍのアルミ管に押圧した状態で、170ｍｍ/sの周速で回転させる。TREK社製高圧電源 model 610Bにて帯電ローラの軸に一定の電流を流し、１３０時間後（２００ｋ枚相当）までの帯電ローラの抵抗値を測定した。帯電ローラの測定方法は前述の通りである。結果を表２および図７に示す。
【０１２４】
【表２】
【０１２５】
表２および図７によって示されたように、肉厚０．５ｍｍの帯電ローラの場合は平均電流値３０μＡ以上通電するとすぐに上限抵抗（７．０ｌｏｇΩ）に達するが、肉厚１．０〜３．０ｍｍであれば、平均電流値６０μＡ以上通電しても上限抵抗に達さないことがわかった。平均電流値が高いほど多くの印字枚数を達成できるので、帯電ローラの導電層の厚みは１〜３ｍｍが最適であることがわかった。
【０１２６】
（感光体の帯電電流および電荷量）
前述のカラープリンタにて、Ａ４転写紙に印字率４％となる原稿を連続印字し、定期的に帯電ローラに流れる（＝感光体に流れる）電流値を測定した。実験機の高圧基板と帯電ローラの間に直列に横河メータ＆インスツルメンツ製小型携帯電流計２０５１型を直列に接続して、印字中いつでも帯電電流がモニタできる状態にて測定した。
【０１２７】
結果を表３（帯電電流）と表４（電荷量）、および図８（帯電電流）と図９（電荷量）に示す。なお、ここで電荷量は「帯電長226ｍｍ」感光体周速「170ｍｍ/s」の条件において算出した。
【０１２８】
【表３】
【０１２９】
【表４】
【０１３０】
表３〜４および図８〜９より、実施例１の画像形成装置では、印字枚数２０万枚までの感光体の平均電流値が約４５μＡであった。すなわち、感光体の膜削れとともに電流値が増加するが、本発明に係る画像形成装置によれば、印字枚数が２０万枚を超えてはじめて、平均電流値が４５μAに達するため、非常に多くの電流を流せる（多大な印字枚数を達成できる）ことがわかった。
【０１３１】
試験例２（感光体の降伏点歪み）：
［実施例４〜６、比較例２〜４］
（感光体の製造法）
電荷発生剤（上記式（１）で表される無金属フタロシアニン）５質量部、正孔輸送剤（ＨＴＭ−３、前記化学式（５））５０質量部、電子輸送剤（ＥＴＭ−２、前記化学式（１３））３５質量部、以下の表２に示すそれぞれの結着樹脂１００質量部をテトラヒドロフラン８００質量部とともにボールミルにて５０時間混合分散し、感光体塗布液を調整した。ついでこの塗布液を導電性基板上にディップコート法にて塗布し、その後１００℃で４０分間熱風乾燥し、膜厚３０μｍの感光体（直径３０ｍｍ）を得た。含有する結着樹脂に応じてそれぞれ実施例４〜６および比較例２〜４の感光体とした。
【０１３２】
（評価）
それぞれの感光体表層および結着樹脂の降伏点歪みを、粘弾性測定装置（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、「ＤＭＡ−Ｑ８００」）を用いて、下記評価条件で測定した。
・初期荷重：１Ｎ
・測定温度：３０℃
・歪み速度：０．５％／分（サンプリング間隔：毎２秒）
次に、京セラミタ製プリンタＦＳ−１３００Ｄに作製した前記感光体をそれぞれ装着し、５万枚の印字テストを行い、感光層の削れ量（μｍ）を評価した。また、画像評価により、付着物による不具合がないか評価した。
【０１３３】
以上の結果を表５にまとめ、また、感光体の膜削れ量と感光体に含有される結着樹脂の降伏点歪みの関係を図１０に示す。
【０１３４】
【表５】
【０１３５】
[考察]
試験例１における図４および図６から明らかなように、本発明に係る実施例１の画像形成装置によれば、従来の画像形成装置（比較例１）と比べて、膨大な印字枚数を重ねても、感光体の膜削れ量も帯電ローラの抵抗値も許容限界値を超えることなく、感光体および帯電ローラのいずれにおいても非常に高い耐久性を示すことがわかる。さらに、図７では、本発明に係る実施例１〜３の画像形成装置であれば、長期間上限抵抗に達することなく、多くの電流を帯電ローラに流すことができることが示されている。
【０１３６】
このような長寿命の画像形成装置は従来には存在しなかったものであり、本発明に係る画像形成装置は、比較例１の画像形成装置（感光体の結着樹脂の降伏点歪みが本発明の範囲外であり、帯電ローラの導電層の厚みが１ｍｍ未満）と比べてはるかに優れた耐久性を有することが明確に示された。
【０１３７】
また、図１０からは、降伏点歪みが９〜２９％の範囲にある結着樹脂を含有する感光体（感光体表層の降伏点歪みは５〜２５％の範囲）を用いることにより、感光体の膜削れがより抑制され、また付着物による画像の不具合も生じないことが明確となった。
【０１３８】
以上の結果より、本発明に係る画像形成装置であれば、感光体および帯電装置の両方がきわめて長寿命であって、低オゾンで環境にも対応できる優れた画像形成装置を得られることが明らかとなった。
【符号の説明】
【０１３９】
１０ 単層型感光体
１２ 導電性基体
１４ 感光層
１６ 中間層
１８ 保護層
１９ 導電層
２０ 樹脂コート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正帯電単層型電子写真感光体と、
前記感光体の表面を帯電するための接触帯電部材を有する帯電装置と、
帯電された前記像担持体の表面を露光して、前記像担持体の表面に静電潜像を形成するための露光装置と、
前記静電潜像をトナー像として現像するための現像装置と、
前記トナー像を前記像担持体から被転写体へ転写するための転写装置とを備える画像形成装置であって、
前記正帯電単層型電子写真感光体が導電性基体と感光層とを備えており、
前記感光層が、電荷発生剤、電荷輸送剤、及び結着樹脂が同一層に含有される層であって、前記結着樹脂の降伏点歪みが９〜２９％であること、並びに
前記接触帯電部材が、厚み１ｍｍ〜３ｍｍの導電層を有する帯電ローラであることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電ローラの初期電気抵抗値が１０５〜１０６Ωである、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記導電層がイオン導電性ゴム層である、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記導電層が、イオン導電剤を含有するエピクロルヒドリンゴムからなるイオン導電性ゴム層である、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記正帯電単層型電子写真感光体の感光層と導電性基板の間に高抵抗層が設けられている、請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１】
正帯電単層型電子写真感光体と、
前記感光体の表面を帯電するための接触帯電部材を有する帯電装置と、
帯電された前記像担持体の表面を露光して、前記像担持体の表面に静電潜像を形成するための露光装置と、
前記静電潜像をトナー像として現像するための現像装置と、
前記トナー像を前記像担持体から被転写体へ転写するための転写装置とを備える画像形成装置であって、
前記正帯電単層型電子写真感光体が導電性基体と感光層とを備えており、
前記感光層が、電荷発生剤、電荷輸送剤、及び結着樹脂が同一層に含有される層であって、前記結着樹脂の降伏点歪みが９〜２９％であること、並びに
前記接触帯電部材が、厚み１ｍｍ〜３ｍｍの導電層を有する帯電ローラであることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電ローラの初期電気抵抗値が１０５〜１０６Ωである、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記導電層がイオン導電性ゴム層である、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記導電層が、イオン導電剤を含有するエピクロルヒドリンゴムからなるイオン導電性ゴム層である、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記正帯電単層型電子写真感光体の感光層と導電性基板の間に高抵抗層が設けられている、請求項１〜４のいずれか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１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１４１４２（Ｐ２０１２−１４１４２Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８９７５８（Ｐ２０１０−２８９７５８）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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