電子写真感光体、及びこの電子写真感光体を備えた画像形成装置
【課題】感光体ドラムの表面におけるフィルミングの発生を防止する。
【解決手段】感光体ドラム３０の表面には、静電潜像を形成する感光層７２が設けられている。感光層７２は、導電性支持体７０上に電荷発生物質を主成分とする電荷発生層７２ａと、電荷輸送物質及びバインダ樹脂を主成分とする電荷輸送層７２ｂを有している。感光層７２は、その表面の滑り性が、０．３０〜０．９０[Ｎ]であり、且つその表面のビッカース硬度は、２６．７〜３４．２[ｇｆ・μｍ−２]であるように形成されているので、フィルミングの発生しない感光体ドラム３０が実現できる。
【解決手段】感光体ドラム３０の表面には、静電潜像を形成する感光層７２が設けられている。感光層７２は、導電性支持体７０上に電荷発生物質を主成分とする電荷発生層７２ａと、電荷輸送物質及びバインダ樹脂を主成分とする電荷輸送層７２ｂを有している。感光層７２は、その表面の滑り性が、０．３０〜０．９０[Ｎ]であり、且つその表面のビッカース硬度は、２６．７〜３４．２[ｇｆ・μｍ−２]であるように形成されているので、フィルミングの発生しない感光体ドラム３０が実現できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電潜像を形成する電子写真感光体、及びこの電子写真感光体を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真技術は、高品質の画像が即時に得られることから、複写機の分野に留まらず、各種プリンタの分野でも広く使われている。この電子写真技術の中核となる感光体の光導電材料は、有機系が広く使用されている。
【０００３】
このような有機系の光導電材料を用いた有機系感光体においては、電荷発生層及び電荷輸送層が積層された機能分離型の感光体が広く普及している。機能分離型の感光体は、それぞれ効率の高い電荷発生物質及び電荷輸送物質を組み合せることにより高感度な感光体が得られること、材料の選択範囲が広く安全性の高い感光体が得られること、更に塗布の生産性が高く、比較的コスト面でも有利なことから、感光体の主流となっている。
【０００４】
機能分離型の感光体における静電潜像形成のメカニズムは、次の通りである。即ち、感光体を帯電した後に、光が感光体に照射される。この光は、電荷輸送層を通過し、電荷発生層中の電荷発生物質により吸収されて電荷を生成する。この電荷が電荷発生層及び電荷輸送層界面で電荷輸送層に注入される。この注入された電荷は、更に電界によって電荷輸送層中を最表面に向かって移動し、感光体の表面電荷を中和して静電潜像を形成する。
【０００５】
近年、電子写真プロセスにおいては、形成する画像の高画質化、及び電子写真形成装置の高速化の要求がより一層強まっている。この高画質化及び高速化を実現するため、トナーの材料面での改良が行われており、帯電性制御、流動性付与、及び転写効率向上を達成する必要性から、トナーにシリカ等の外添剤が含まれるようになった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１８３４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の電子写真感光体では、トナーに、シリカ等の外添剤が含まれるようになったため、電子写真プロセスで用いられる感光体ドラムの表面に、シリカが付着するというフィルミングの問題が表面化してきた。これまで、トナーのＢＥＴ比表面積（単位重量当たりの表面積）を制御する等の対策が講じられてきたが、フィルミング発生の原因となるトナー外添剤のシリカがトナーに含まれている以上、トナーの改良のみでフィルミング発生を防ぐことは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電子写真感光体は、電荷を発生させて輸送する感光層７２が導電性支持体７０上に形成されている。前記感光層７２は、複数の層が積層されて形成され、前記感光層７２における最表層の表面の滑り性は、０．３０〜０．９０[Ｎ]であり、且つ前記感光層７２の表面のビッカース硬度は、２６．７〜３４．２[ｇｆ・μｍ−２]である。
【０００９】
本発明の画像形成装置は、前記電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電する帯電装置と、帯電した前記電子写真感光体の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像を現像して可視画像を形成する現像装置と、前記可視画像を被転写媒体に転写する転写装置とを備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電子写真感光体、及び画像形成装置によれば、電子写真感光体の滑り性と、ビッカース硬度との両方の値を規定するので、フィルミングの発生しない高品質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明の実施例１における感光体ドラムの表面近傍の層構造を示す断面図である。
【図２】図２は本発明の実施例１における画像形成装置の概略の構成図である。
【図３】図３は図２中の感光体ドラムの構成を示す断面図である。
【図４】図４は図３中のギア及び駆動ギアを示す斜視図である。
【図５】図５は図２中の感光体ドラムの滑り性を測定する装置の概略の構成図である。
【図６】図６はビッカース圧子及び図１中の感光層に形成された圧痕を示す図である。
【図７】図７は本発明の実施例１における各サンプルの滑り性、膜削れ量、硬度、及びフィルミングの測定結果とその評価を示す図である。
【図８】図８は図７に示す滑り性と膜削れ量との関係を示す図である。
【図９】図９は図７に示す滑り性とビッカース硬度との関係を示す図である。
【図１０】図１０は本発明の実施例２における各サンプルの滑り性、膜削れ量、硬度、及びフィルミングの測定結果とその評価を示す図である。
【図１１】図１１は図１０に示す滑り性と膜削れ量との関係を示す図である。
【図１２】図１２は図１０に示す滑り性とビッカース硬度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１３】
（実施例１の構成）
図２は、本発明の実施例１における画像形成装置の概略の構成図である。
【００１４】
画像形成装置は、例えば、電子写真方式のプリンタであって、被転写媒体（例えば、用紙）Ｐの搬送方向の最上流には、用紙カセット１が設けられている。用紙カセット１は、用紙Ｐを積載するホッパステージ２と、このホッパステージ２の下側に設けられたばね３を有している。ばね３は、最上部の用紙Ｐを給送ローラ４に対して押圧するように配置されている。給送ローラ４は、用紙Ｐを１枚ずつ用紙搬送路５に繰り出す機能を有している。
【００１５】
用紙搬送路５には、繰り出された用紙Ｐを、画像を形成する画像形成カートリッジ２０付近に搬送する搬送ローラ６ａ，６ｂが設けられている。用紙搬送路５の下流側には、定着器７が設けられている。定着器７は、現像剤（例えば、トナー）Ｔが転写された用紙Ｐを加熱する加熱ローラ７ａと、用紙Ｐを加圧する加圧ローラ７ｂとにより構成され、トナー画像を用紙Ｐに定着する機能を有している。定着器７の下流側には、定着後の用紙Ｐを装置外に搬出する排出ローラ８ａ，８ｂが設けられている。
【００１６】
画像形成装置１の上部には、カバー９が、支点１０を中心に回転可能に設けられている。カバー９の下部には、支持部材１１が設けられている。支持部材１１には、ばね１２を介して、露光装置としての発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という。）ヘッド１３が取り付けられている。ＬＥＤヘッド１３は、複数のＬＥＤから成るＬＥＤアレイと、ＬＥＤアレイを駆動するドライバ集積回路（以下「ドライバＩＣ」という。）が搭載された基板と、ＬＥＤの光を集光するロッドレンズアレイ等とを有している。
【００１７】
ＬＥＤヘッド１３は、図示しない制御部の制御により、外部から送信されてくる画像データ信号に対応してＬＥＤを選択的に発光させ、感光体ドラム３０上に静電潜像を形成する機能を有している。カバー９を閉じた状態では、ＬＥＤヘッド１３は、ばね１２により、画像形成カートリッジ２０側に付勢されている。
【００１８】
画像形成カートリッジ２０の下部には、転写装置（例えば、転写ローラ）１４が設けられている。転写ローラ１４は、感光体ドラム３０上のトナーＴを用紙Ｐに転写する機能を有している。
【００１９】
画像形成カートリッジ２０は、カートリッジケース２１により一体に構成されている。カートリッジケース２１内には、静電潜像を形成する電子写真感光体（例えば、感光体ドラム）３０と、この感光ドラム３０を帯電する帯電装置（例えば、帯電ローラ）２２と、感光体ドラム３０上の静電潜像を現像する現像装置（例えば、現像部）５０と、感光体ドラム３０の表面のトナーＴを掻き落とすクリーニング部２３とがそれぞれ設けられている。
【００２０】
帯電ローラ２２は、感光体ドラム３０の表面を帯電させる機能を有しており、感光体ドラム３０に接して回転可能に取り付けられている。クリーニング部２３は、クリーニングブレード２３ａと、スパイラルスクリュー２３ｂとを有している。クリーニングブレード２３ａは、感光体ドラム３０の表面に残ったトナーＴを掻き落とす機能を有している。スパイラルスクリュー２３ｂは、掻き落とされたトナーＴを、図示しないトナーボックスに搬送する機能を有している。
【００２１】
現像部５０は、感光体ドラム３０の表面に、トナーＴを供給することにより、感光体ドラム３０の表面に形成される静電潜像を現像する機能を有している。現像部５０は、感光体ドラム３０にトナーＴを供給する現像ローラ５１と、この現像ローラ５１の表面のトナーＴを薄層化して帯電させる現像ブレード５２と、現像ローラ５１にトナーＴを供給するトナー供給ローラ５３と、トナーＴを撹拌してトナー供給ローラ５３にトナーＴを搬送する撹拌部材５４とを有している。現像部５０の上部には、着脱可能なトナーカートリッジ５５が装着されている。
【００２２】
現像ローラ５１は、導電性シャフトに半導電性弾性体を形成して構成されている。トナー供給ローラ５３は、導電性シャフトに半導電性弾性体を形成して構成されている。
【００２３】
現像ローラ５１と感光体ドラム３０とは、回転可能に配置されており、現像ローラ５１を感光体ドラム３０に当接させてトナー像を得るように構成されている。トナーＴは、非磁性一成分トナーであり、ポリエステル樹脂に顔料３〜４％を含む粉砕トナーであって、外添剤にはシリカを使用している。本実施例１における画像形成装置は、非磁性一成分接触現像方式を採用している。
【００２４】
図３は、図２中の感光体ドラム３０の構成を示す断面図である。
感光体ドラム３０の内部には、導電体からなる金属製のシャフト３１が配設されている。感光体ドラム３０の内部の一端部には、フランジ３２が圧入されて非導電性の接着剤で固定されている。フランジ３２の材料としては、ポリアミド、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタール等の合成樹脂が用いられる。これらの合成樹脂は、金属粉、カーボンブラック、グラファイト等の導電性粉末を配合することにより導電化して用いられる。フランジ３２は、シャフト３１に対して回転可能に取り付けられている。
【００２５】
感光体ドラム３０の内側のフランジ３２の反対側には、支持部材３３が設けられている。支持部材３３はシャフト３１に対して回転可能に取り付けられ、感光体ドラム３０の内側に固定されている。支持部材３３の外側には、接着剤によりギア３４が固定されている。ギア３４は、感光体ドラム３０を回転させるものであって、駆動ギア３５と噛み合っている。駆動ギア３５は、装置フレーム１５ｂにおいて固定支持された固定軸３６に、回転可能に支持されている。駆動ギア３５が、図示しない駆動源により駆動されると、ギア３４を介して感光体ドラム３０が回転するように構成されている。
【００２６】
シャフト３１及び感光体ドラム３０は、画像形成カートリッジ２０のカートリッジケース２１に取り付けられている。カートリッジケース２１には、軸受け穴２１ａ，２１ｂが形成され、これらの軸受け穴２１ａ，２１ｂに、シャフト３１の両端部が貫通している。左側のカートリッジケース２１と、フランジ３２との間には、カラー３７が設けられている。カラー３７は、導電金属から成り、シャフト３１に対して回転可能であるとともに、シャフト３１の軸方向に移動可能に構成されている。カラー３７は、フランジ３２、及びカートリッジケース２１に接触するように配置されている。
【００２７】
シャフト３１及び感光体ドラム３０を備えたカートリッジケース２１は、装置フレーム１５ａ，１５ｂに装着されている。装置フレーム１５ａ，１５ｂには、それぞれ長穴３８，３９が形成され、これらの長穴３８，３９にシャフト３１の両端部が係止されている。これにより、カートリッジケース２１が装置フレーム１５ａ，１５ｂに装着されるように構成されている。このとき、シャフト３１の一端部２１ａは、装置フレーム１５ａから突出するようになっている。
【００２８】
装置フレーム１５ａの外側には、導電性のばね部材４０がピン４１により取り付けられている。ばね部材４０は、アースに接続されており、内側方向に付勢力を有するように配置されている。画像形成カートリッジ２０が装着されていないときには、ばね部材４０は、図３に示す位置よりやや内側に位置しているが、ばね部材４０の上端部は外側に傾斜しているため、上方からの画像形成カートリッジ２０の装着が可能なように構成されている。装着状態では、シャフト３１とばね部材４０とが圧接するように構成されている。
【００２９】
図４は、図３中のギア３４及び駆動ギア３５を示す斜視図である。
図４において、ギア３４及び駆動ギア３５は、はすば歯車によって形成され、歯のねじり角が互いに逆方向に設定されている。このはすば歯車構造により、ギア３４は、図３における左方向に付勢され、シャフト３１の一端部３１ａとばね部材４０との接触が良好になるようになっている。
【００３０】
図１は、本発明の実施例１における感光体ドラム３０の表面近傍の層構造を示す断面図である。
【００３１】
感光体ドラム３０の表面近傍は、導電性支持体７０と、その上に形成された感光層７２とを有している。導電性支持体７０は、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、及びニッケル等の金属材料や、表面にアルミニウム、銅、パラジウム、酸化錫、及び酸化インジウム等の導電性層を形成したポリエステルフィルム又は紙等の絶縁性支持体により構成されている。
【００３２】
導電性支持体７０と、感光層７２との間には、公知の下引き層７１が形成されていてもよい。下引き層７１は、例えば、アルミニウム陽極酸化被膜、酸化アルミニウム、及び水酸化アルミニウム等の無機層や、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、セルロース類、ゼラチン、デンプン、ポリウレタン、ポリイミド、及びポリアミド等の有機層により構成されている。
【００３３】
本実施例１の感光層７２の具体的な構成としては、積層型感光層、逆二層型感光層、及び分散型感光層がある。積層型感光層は、導電性支持体７０上に、電荷発生物質を主成分とする電荷発生層７２ａと、電荷輸送物質及びバインダ樹脂を主成分とした電荷輸送層７２ｂとが、順に積層された構成になっている。
【００３４】
逆二層型感光体は、導電性支持体７０上に，電荷輸送物質及びバインダ樹脂を主成分とした電荷輸送層７２ｂと、電荷発生物質を主成分とする電荷発生層７２ａとが、順に積層された構成になっている。分散型感光層は、導電性支持体７０上に積層された電荷輸送物質及びバインダ樹脂を含有する層中に、電荷発生物質が分散された構成になっている。
【００３５】
感光層７２が積層型感光層或いは逆二層型感光層の場合，電荷発生層７２ａに用いられる電荷発生物質としては、セレン、セレン合金、セレン化ヒ素化合物、硫化カドミニウム、酸化亜鉛、及びその他の無機光導電物質や、フタロシアニン、アゾ色素、キナクリドン、多環キノン、ピリリウム塩、チアピリリウム塩、インジゴ、チオインジゴ、アントアントロン、ピラントロン、及びシアニン等の各種有機顔料や染料が使用できる。
【００３６】
中でも、無金属フタロシアニン、銅塩化インジウム、塩化ガリウム、錫、オキシチタニウム、亜鉛、及びバナジウム等の金属又はその酸化物や、塩化物を配位したフタロシアニン類、モノアゾ、ビスアゾ、トリスアゾ、及びポリアゾ類等のアゾ顔料が好ましい。
【００３７】
電荷発生層７２ａは、前述した電荷発生物質の微粒子をバインダ樹脂で結着して形成する。バインダ樹脂には、例えば、ポリエステル樹脂、ポリビニルアセテート、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルアセトアセタール、ポリビニルプロピオナール、ポリビニルブチラール、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、セルロースエステル、及びセルロースエーテル等がある。
【００３８】
この場合の使用比率は、バインダ樹脂１００重量部に対して、電荷発生物質３０〜５００重量部の範囲より使用され、その膜厚は通常０．１〜２μｍが適している。電荷発生層７２ａは、必要に応じて塗布性を改善するためのレベリング剤や酸化防止剤、及び増感剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。又、電荷発生層７２ａは、上記電荷発生物質の蒸着膜であってもよい。
【００３９】
電荷輸送層７２ｂに使用される電荷輸送物質には、例えばカルバゾール、インドール、イミダゾール、オキサゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、及びチアジアゾール等の複素環化合物がある。更に、電荷輸送物質は、アニリン誘導体、ヒドラゾン化合物、芳香族アミン誘導体、及びスチルベン誘導体或いはこれらの化合物からなる基を主鎖、若しくは側鎖として有する重合体等の電子供与性物質であってもよい。
【００４０】
電荷輸送層７２ｂに使用されるバインダ樹脂には、一般にはポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、及びポリ塩化ビニル等のビニル重合体がある。更に、バインダ樹脂は、ポリエステル、ポリエステルカーボネート、ポリスルホン、ポリイミド、フェノキシ、エポキシ、シリコーン樹脂、及びこれらの共重合体であってもよい。又は、部分的架橋硬化物等の単独、或いは混合物であってもよい。本実施例１では、ポリエステルを使用している。
【００４１】
電荷輸送層７２ｂは、必要に応じて酸化防止剤、増感剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。電荷輸送層７２ｂの膜厚は、通常１０〜３０μｍの厚みで使用される。感光層７２が分散型感光層の場合には，上記のバインダ樹脂と電荷輸送物質との組合せで、上記の配合比の電荷輸送媒体中に、前述した電荷発生物質が分散される。その場合の電荷発生物質の粒子径は充分小さいことが必要であり、１μｍ以下で使用される。感光層７２内に分散される電荷発生物質の量が少なすぎると、充分な感度が得られず、多すぎると、帯電性の低下や感度の低下等の弊害があり、０．５〜５０重量％の範囲で使用される。
【００４２】
電荷発生層７２ａ及び電荷輸送層７２ｂの形成方法としては、層に含有させる物質を溶剤に溶解、又は分散させて得られた塗布液を順次塗布する等の公知の方法が適用できる。
【００４３】
電荷輸送層７２ｂに含まれる電荷輸送物質は、温度１０℃、湿度２０％の環境下において、露光−現像間５０ｍｓｅｃの表面電位６０［−Ｖ］以下を実現する電荷移動度を有している。感光体ドラム３０は、３４６ｍｍ／ｓｅｃ相当と、非常に速い回転速度で動作可能である。これは、感光体ドラム３０の外径が３０ｍｍの場合、Ａ４サイズの用紙を縦搬送で、５９ＰＰＭに相当する。
【００４４】
感光体ドラム３０の電荷輸送層７２ｂに含まれるバインダ樹脂は、３枚印刷後１０秒停止する動作を繰り返す間欠印刷において、Ａ４サイズの用紙Ｐを縦搬送で４００００枚印刷可能な耐刷性を有している。
【００４５】
（実施例１の画像形成装置の動作）
図示しない上位装置から図２の画像形成装置に対して、印刷開始の指示が出され、画像データが画像形成装置に送られてくる。画像形成装置の図示しない制御部は、給送ローラ４を駆動し、用紙Ｐを繰り出す。繰り出された用紙Ｐは、搬送ローラ６ａ，６ｂにより、感光体ドラム３０と転写ローラ１４の間に搬送される。
【００４６】
図示しない制御部は、送られてきた画像データに基づき、ＬＥＤヘッド１３を駆動してＬＥＤを選択的に発光させ、帯電ローラ２２により、すでに帯電されている感光体ドラム３０の表面を露光する。これにより、画像データに対応した静電潜像が形成される。感光体ドラム３０は、矢印方向に回転しており、静電潜像が現像部５０に対向する位置に来ると、現像ローラ５１上のトナーＴが静電気力により静電潜像に付着する。これにより、感光体ドラム３０上にトナー像が形成され、このトナー像が転写ローラ１４との接触位置に移動する。
【００４７】
用紙Ｐが感光体ドラム３０と、転写ローラ１４の間に到達するタイミングに合わせてトナー像が転写ローラ１４の位置に到達し、転写ローラ１４によりトナー像が用紙Ｐ上に転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、更に搬送され、定着器７へ搬送される。定着器７では、加熱ローラ７ａ及び加圧ローラ７ｂによって、用紙Ｐ上のトナー像が加熱、加圧されて定着される。定着後の用紙Ｐは、排出ローラ８ａ，８ｂによって、装置外に搬出される。
【００４８】
（感光体ドラム３０の評価）
感光体ドラム３０の評価について、（Ａ）評価の前提条件、（Ｂ）感光体ドラム３０の表面の滑り性の測定、（Ｃ）感光体ドラム３０の表面の硬度の測定、（Ｄ）感光体ドラム３０の表面の膜削れ量の測定、（Ｅ）フィルミングの評価、（Ｆ）滑り性と膜削れ量との関係、及び（Ｇ）硬度とフィルミングとの関係に分けて説明する。
【００４９】
（Ａ） 評価の前提条件
図１の感光体ドラム３０における、膜削れ量及びフィルミングと、感光体ドラム３０の表面の滑り性及び硬度との関係について、感光体ドラム３０の複数のサンプルを作成して評価した。
【００５０】
本実施例１では、サンプルとして積層型感光体を用いる。電荷発生層７２ａは、電荷発生物質としてビスアゾ化合物を使用し、バインダ樹脂のポリビニルブチラールで結着して形成されている。バインダ樹脂に対し、電荷発生物質は、５０重量％で、電荷発生層７２ａの膜厚は０．５μｍである。電荷輸送層７２ｂの電荷輸送物質にはビドラゾン化合物を使用し、バインダ樹脂には、ポリエステルを使用している。このポリエステルの構造式を化学式（１）に示す。
【００５１】
【化１】
【００５２】
化学式（１）において、Ｘは、単結合、硫黄原子、酸素原子、スルホニル基、又はシクロアルキル基を表す。Ｗは、置換されていてもよい二価の芳香族基又は置換されていてもよい二価の炭化水素基を表す。Ｒｌ〜Ｒ８は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ハロゲン墓、又はアルコキシル基を表す。
【００５３】
本実施例１では、一般式として示される化学式（１）の構造のうち、化学式（２）で示されるものを用いた。
【００５４】
【化２】
【００５５】
このバインダ樹脂の平均分子量は、いずれも約３００００である。電荷輸送層７２ｂの初期膜厚は、１４μｍとした。バインダ樹脂に占める電荷輸送物質の割合を３４〜５５重量％の範囲で変え、更に電荷輸送物質の製造条件、塗布条件を変え、サンプルＡ〜Ｌの計１２種類のサンプルを作製した。これら１２種類のサンプルについて、滑り性及び硬度の測定を行い、膜削れ量及びフィルミングの評価を行った。
【００５６】
（Ｂ） 感光体ドラム３０の表面の滑り性の測定
図５は、図２中の感光体ドラム３０の滑り性を測定する装置の概略の構成図である。
【００５７】
以下の（１）〜（５）において滑り性の測定方法について説明する。
（１） 感光体ドラム３０を滑り測定装置にセットし、フォースゲージ６１を負荷のない状態で０を示すように調整する。
【００５８】
（２） 幅１０ｍｍ、厚さ０．ｌｍｍのＰＥＴフィルム６２の下端側に５０ｇの加重６３を負荷し、ＰＥＴフィルム６２の上端側には、フォースゲージ６１をセットする。このとき、図５に示すフォースゲージ６１と感光体ドラム３０とを結ぶＰＥＴフィルム６２を延長した線と、加重６３と感光体ドラム３０を結ぶＰＥＴフィルム６２を延長した線とのなす角度をθとしたとき、この角度θが９０°になるようにＰＥＴフィルム６２をセットする。使用するＰＥＴフィルム６２は、東レ社製の一般工業用フィルム「ルミラー」の標準グレードであるタイプＳ１０の＃１００を用いた。
【００５９】
（３） フォースゲージ６１の値が安定した後、感光体ドラム３０を、図５に示す矢印方向Ｒに回転させる、このとき、感光体ドラム３０とＰＥＴフィルム６２との接線速度は、７８．５ｍｍ／ｓｅｃである。
【００６０】
（４） 感光体ドラム３０を回転させた状態で、感光体ドラム３０とＰＥＴフィルム６２との摺擦力とを、フォースゲージ６１で測定する。
【００６１】
（５） 感光体ドラム３０の回転が安定し、フォースゲージ６１の値の変動が±０．１Ｎとなったときの値を滑り性の値とする。
【００６２】
（Ｃ） 感光体ドラム３０の表面の硬度の測定
図６（ａ）、（ｂ）は、ビッカース圧子及び図１中の感光層７２に形成された圧痕を示す図である。
【００６３】
感光体ドラム３０の表面の硬度の測定方法について説明する。
硬度の測定方法は、ビッカース硬度を用いる。ビッカース硬度（以下単に「硬度」という。）は、材料の塑性の指標であり、日本工業規格ＪＩＳＺ２２４４に準じて求められる。図６（ａ）は、ビッカース圧子８１の底面を示している。図６（ｂ）は、ビッカース圧子８１を感光体ドラム３０の表面の感光層７２に押し付けたときの圧痕を示す図である。
【００６４】
ビッカース圧子８１の形状は対面角度γが１３６°の正四角錘で、これを荷重Ｆ[Ｎ]で感光層７２の表面に押し込み、荷重を取り去った後、Ｆ[Ｎ]を塑性変形窪みの対角線長さｄ[ｍｍ]から求めた表面積Ｓ[ｍｍ２]で割ったＦ／Ｓを硬度Ｈｖとする。即ち、硬度は、次式で表される。
Ｈｖ＝Ｆ／Ｓ＝２Ｆｓｉｎ（γ／２）／ｄ２
【００６５】
本実施例１では、ビッカース硬度計に明石製作所製ＭＶＫ−Ｅを使用し、荷重Ｆを１０ｇｆで測定を行った。
【００６６】
（Ｄ） 感光体ドラム３０の表面の膜削れ量の測定
感光体ドラム３０の感光層７２の膜削れ量の測定方法を示す。
【００６７】
評価は図２に示した画像形成装置にサンプルとしての感光体ドラム３０を組み込んで行った。
【００６８】
連続試験は、温度１０℃、湿度２０％の環境下で行い、用紙ＰはＡ４サイズで富士ゼロックス社製Ｐ紙厚口を用い、印字領域０．３％の印字パターンを用いて、４００００枚の連続印刷を行った。
【００６９】
なお、評価サンプルである感光体ドラム３０の外径を連続印字前後に、アポロ精工社製ローラ自動測定装置ＲＭ−２０２を用いて測定し、印字前後の外径差から膜削れ量を算出した。
【００７０】
膜削れ量の判断基準は、画像評価で膜削れが原因と判断できるかぶり、或いは感光体ドラム３０の周期の汚れが発生しない場合をバックグラウンド汚れのない画質と判断した。本実施例１では、平均膜削れ量が閾値４．０μｍを越える場合に、かぶり、或いは汚れが発生したため、平均膜削れ量が閾値４．０μｍ以下となる場合をバックグラウンド汚れのない画質とした。
【００７１】
（Ｅ） フィルミングの評価
フィルミングの評価方法について説明する。
【００７２】
用紙ＰはＡ４サイズで富士ゼロックス製Ｐ紙厚口を用い、印字領域５０％の印字パターンを用いて、２００００枚の連続印刷を行った。その後、ベタパターンを印刷し、フィルミングが原因となる白ぬけの発生の有無を目視で観察した。目視で白ぬけが確認できる場合、フィルミングが発生したと判断し、目視で白ぬけが確認できない場合、フィルミングが発生しないと判断した。
【００７３】
評価は、図２に示す画像形成装置を用いた。低温・低湿の環境下では、ウレタンゴムで形成されているクリーニングブレード２３ａが、常温下よりもわずかに収縮するため、クリーニングブレード２３ａと感光体ドラム３０との押し圧が弱くなる。このため、感光層７２の表面に付着したフィルミングがクリーニングブレード２３ａをすり抜けるためフィルミングが発生し易くなる。従って、連続試験は、温度１０℃、湿度２０％の環境下で行った。
【００７４】
（Ｆ） 滑り性と膜削れ量との関係
図７は、本発明の実施例１における各サンプルの滑り性、膜削れ量、硬度、及びフィルミングの測定結果とその評価を示す図である。図７のフィルミング欄において、フィルミングが発生していないと判断されたサンプルを○で示し、フィルミングが発生していると判断されたサンプルを×で示している。図７の画像評価欄では、残像があるサンプル、又はバックグラウンド汚れのあるサンプルを×で示した。図８は、図７に示す滑り性と膜削れ量との関係を示す図である。図８において、白丸はバックグラウンド汚れ又は残像のないサンプルを示し、黒丸は、バックグラウンド汚れ又は残像のあるサンプルを示している。
【００７５】
図８によれば、膜削れ量は、滑り性の増加に伴ってほぼ直線状に増加している。図７において、膜削り量が閾値４．０μｍを越えているサンプルは、膜削り量が４．１５μｍのサンプルＫと、膜削り量が４．１５μｍのサンプルＬである。サンプルＫの滑り性は、０．９５[Ｎ]であり、サンプルＬの滑り性は、１．００[Ｎ]である。残りのサンプルＡ〜Ｊのうちで、膜削れ量が大きいサンプルは、サンプルＩとサンプルＪであり、その膜削れ量は、それぞれ３．８５[μｍ]と３．８０[μｍ]である。
【００７６】
このサンプルＩ，Ｊの膜削れ量は、閾値４．０[μｍ]より十分小さい。又、残りのサンプルＡ〜Ｊのうちで、滑り性が最大のサンプルは、サンプルＪであり、その滑り性は、０．９０[Ｎ]である。膜削れ量は、滑り性の増加に伴ってほぼ直線状に増加しているので、滑り性が０．９０[Ｎ]以下であれば、膜削れ量はバックグラウンド汚れの閾値４．０[μｍ]を下回ると判断される。
【００７７】
一方、滑り性を著しく小さくした場合、クリーニングブレード２３ａと、感光体ドラム３０の表面との摺擦力がほとんどなくなる。このため、転写残りのトナーＴを、クリーニングブレード２３ａで掻き取る取ることができなくなる。その結果、転写残りのトナーパターンに起因する残像が発生し易くなる。図７に示すように２番目に滑り性が小さいサンプルＢは、滑り性が０．３０［Ｎ］であって、転写残りのトナーパターンに起因する残像が発生していない。滑り性が０．２６[Ｎ]であって、最も滑り性の値が小さいサンプルＡにおいては、残像が発生する。滑り性と膜削れ量とは、ほぼ線型性を有しているので、残像が発生しない滑り性の下限は、０．３０[Ｎ]と判断される。以上から、滑り性を０．３０〜０．９０［Ｎ］とすることにより、画像形成装置において、バックグラウンド汚れが発生せず且つ残像が発生しない画質が得られることが分かる。
【００７８】
（Ｇ） 硬度とフィルミングとの関係
図９は、図７に示す滑り性と硬度との関係を示す図である。
【００７９】
図９において、白丸は良質の画質のサンプルを示し、黒丸は、画質が不良のサンプルを示している。前述したように、滑り性を０．３０〜０．９０［Ｎ］とすることにより、画像形成装置において、バックグラウンド汚れが発生せず且つ残像が発生しない画質が得られる。実際、図９によれば、滑り性が０．９[Ｎ]より大きい領域には、バックグラウンド汚れが発生しているサンプルＫ，Ｌがプロットされている。滑り性が０．３[Ｎ]より小さい領域には、残像が発生しているサンプルＡがプロットされている。
【００８０】
次に硬度についてみると、滑り性と硬度との間には、ばらつきはあるが、概ね線型性がみられる。良質の画質であるサンプルＤの硬度２６．７［ｇｆ・μｍ−２］より硬度が低い領域には、フィルミングが発生しているサンプルＣ，Ｆがプロットされている。サンプルＤの硬度２６．７［ｇｆ・μｍ−２］以上のサンプルではフィルミングが発生していない。従って、フィルミング発生を防ぐには、硬度を２６．７［ｇｆ・μｍ−２］以上にする必要がある。
【００８１】
良質の画質であるサンプルＩの硬度３４．２［ｇｆ・μｍ−２］より硬度が高い領域には、バックグラウンド汚れが発生しているサンプルＬがプロットされている。図９に示すように硬度を高くすると、滑り性も高くなる傾向がある。例えば、硬度がサンプルＬの硬度である３５．０［ｇｆ・μｍ−２］とすると、滑り性は、１．０[Ｎ]となって、図８の説明で述べたようにバックグラウンド汚れが発生している領域になる。従って、滑り性が０．３０[Ｎ]〜０．９０[Ｎ]の範囲で、且つフィルミングが発生していないサンプルの上限は、サンプルＩの３４．２［ｇｆ・μｍ−２］となる。以上をまとめると、硬度は２６．７〜３４．２［ｇｆ・μｍ−２］ とすることが好ましい。
【００８２】
（実施例１の効果）
本実施例１の感光体ドラム３０及び画像形成装置によれば、感光体ドラム３０の滑り性と、硬度との両方の値を規定するので、フィルミングの発生しない高品質な画像が得ることができる。
【００８３】
本実施例１の感光体ドラム３０の表面の滑り性の測定方法によれば、次の（１）〜（４）のような効果がある。
【００８４】
（１） 感光層７２の開発を行う際、感光層７２の表面の滑り性と硬度とを測定することにより高品質な感光体ドラム３０を得ることができるので、開発コストの削減が期待できる。
【００８５】
（２） 感光体ドラム３０の表面と、ＰＥＴフィルム６２とが面で接しているため、クリーニングブレード２３ａを使用して摩擦係数を測定する場合に比べ、測定の再現性が非常によい。
【００８６】
（３） 感光体ドラム３０と、クリーニングブレード２３ａとを使用して摩擦係数を測定する場合、測定に使用した感光体ドラム３０やクリーニングブレード２３ａは、１回限りしか使用できない。しかし、本実施例１による滑り性の測定方法では、１０ｍｍ幅のＰＥＴフィルム６２を使用するため、感光体ドラム３０は、測定場所を変えて複数回使用可能である。このため、開発コストの削減が期待できる。
【００８７】
（４） クリーニングブレード２３ａに比べてＰＥＴフィルム６２の方が安価であるため、開発コストの削減が期待できる。
【実施例２】
【００８８】
（実施例２の構成）
本発明の実施例２における画像形成装置及感光体ドラム３０の構成は、実施例１と同様である。本実施例２の感光層７２の構成は、実施例１とほぼ同様であり、導電性支持体７０、下引き層７１、及び電荷発生層７２ａを構成する材料は、実施例１と同様である。本実施例２の電荷輸送層７２ｂを構成する材料が、実施例１と異なっている。
【００８９】
本実施例２では、電荷輸送層７２ｂのバインダ樹脂は、ポリカーボネートとポリエステルで構成されている。そのうち、ポリエステルは５〜２０％含まれており、残りがポリカーボネートとなっている。ポリカーボネー卜の一般式は、化学式（３）で示され、本実施例２では、化学式（４）で示されるものを使用している。
【００９０】
【化３】
【００９１】
【化４】
【００９２】
ポリエステルは、実施例１と同様に、化学式（２）で示されるものを使用している。数あるバインダ樹脂の中で、ポリカーボネートは、総合的にすぐれた特性を有するため、これまで種々のポリカーボネート樹脂が開発されてきたが、機械的強度が十分でないため耐刷性にやや劣っていた。そこで、耐刷性が良好であるポリエステルを一定量加えることで、機械的特性と電気的特性の双方に優れた電子写真感光体を実現できるようになった。
【００９３】
本実施例２においても、バインダ樹脂に占める電荷輸送物質の割合を３４〜５５重量％の範囲で変え、更に電荷輸送物質の製造条件、塗布条件を変えて、サンプルＭ〜Ｘの計１２種類のサンプルを作製した。これらの１２種類のサンプルについて、滑り性及び硬度の測定を行い、膜削れ量、及びフィルミングの評価を行った。
【００９４】
図１０は、本発明の実施例２における各サンプルの滑り性、膜削れ量、硬度、及びフィルミングの測定結果とその評価を示す図である。図１１は、図１０に示す滑り性と膜削れ量との関係を示す図である。図１１において、白丸はバックグラウンド汚れ又は残像のないサンプルを示し、黒丸は、バックグラウンド汚れ又は残像のあるサンプルを示している。
【００９５】
図１１によれば、膜削れ量は、滑り性の増加に伴ってほぼ直線状に増加している。図１０において、膜削り量が閾値４．０μｍを越えているサンプルは、膜削り量が４．２５μｍのサンプルＵと、膜削り量が４．４５μｍのサンプルＶと、膜削り量が４．９０μｍのサンプルＷと、膜削り量が５．００μｍのサンプルＸである。サンプルＵの滑り性は、０．９６[Ｎ]、サンプルＶの滑り性は、１．０１[Ｎ]、サンプルＷの滑り性は、１．０７[Ｎ]、及びサンプルＸの滑り性は、１．１１[Ｎ]である。
【００９６】
残りのサンプルＭ〜Ｔのうちで、膜削れ量が大きいサンプルは、サンプルＴであり、その膜削れ量は、それぞれ３．９５[μｍ]である。又、残りのサンプルＭ〜Ｔのうちで、滑り性が最大のサンプルは、サンプルＴであり、その滑り性は、０．９１[Ｎ]である。膜削れ量は、滑り性の増加に伴ってほぼ直線状に増加しているので、滑り性が０．９１[Ｎ]以下であれば、膜削れ量はバックグラウンド汚れの閾値４．０[μｍ]を下回ると判断される。
【００９７】
一方、滑り性を著しく小さくした場合、クリーニングブレード２３ａと、感光体ドラム３０の表面との摺擦力がほとんどなくなる。このため、転写残りのトナーＴを、クリーニングブレード２３ａで掻き取る取ることができなくなる。その結果、転写残りのトナーパターンに起因する残像が発生し易くなる。図１０に示すように２番目に滑り性が小さいサンプルＮは、滑り性が０．５６［Ｎ］であって、転写残りのトナーパターンに起因する残像が発生していない。最も滑り性の値が小さいサンプルＡにおいては、滑り性が０．５１[Ｎ]であって、残像が発生する。滑り性と膜削れ量とは、ほぼ線型性を有しているので、残像の発生しない滑り性の下限は、０．５６[Ｎ]と判断される。以上から、滑り性を０．５６〜０．９１［Ｎ］とすることにより、画像形成装置において、バックグラウンド汚れが発生せず且つ残像が発生しない画質が得られることが分かる。
【００９８】
図１２は、図１０に示す滑り性とビッカース硬度との関係を示す図である。
図１２において、白丸は良質の画質のサンプルを示し、黒丸は、画質が不良のサンプルを示している。ここで、硬度とフィルミングの関係をみると、滑り性と硬度との間には、ばらつきはあるが、概ね線型性がみられる。良質の画質であるサンプルＰの硬度２７．７［ｇｆ・μｍ−２］より硬度が低い領域には、フィルミングが発生しているサンプルＮ，Ｏ，Ｑ，Ｒがプロットされている。滑り性が０．６４〜０．９１［Ｎ］の範囲において、サンプルＰの硬度２７．７［ｇｆ・μｍ−２］以上のサンプルでは、フィルミングが発生していない。従って、フィルミング発生を防ぐには、硬度を２７．７［ｇｆ・μｍ−２］以上にする必要がある。
【００９９】
良質の画質であるサンプルＳの硬度２９．２［ｇｆ・μｍ−２］より硬度が高い領域では、滑り性が０．９１[Ｎ]を越えてしまうため、バックグラウンド汚れが発生する。このため、良好な画像が得られない。つまり、硬度２９．２［ｇｆ・μｍ−２］より硬度が高い領域には、膜削れ量の閾値４．０を越えているサンプルＵ，Ｖ，Ｗ，Ｘがプロットされている。従って、滑り性が０．６４[Ｎ]〜０．９１[Ｎ]の範囲で、且つフィルミングが発生押していない上限のサンプルの硬度は、サンプルＳの２９．２［ｇｆ・μｍ−２］となる。以上をまとめると、硬度は２７．７〜２９．２［ｇｆ・μｍ−２］とすることが好ましい。
【０１００】
（実施例２の効果）
本実施例２の感光体ドラム３０及び画像形成装置によれば、電荷輸送層７２ｂをポリカーボネートにポリエステルを加えた構成にすることにより、実施例１と同等のフィルミングの発生しない感光体ドラム３０が実現できるとともに、更に、機械的特性と電気的特性の双方に優れた電子写真感光体を実現できる。
【０１０１】
本実施例２の感光体ドラム３０の表面の滑り性の測定方法による効果は、実施例１と同様である。
【０１０２】
（変形例）
本発明は、上記実施例に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。例えば、実施例１、２では、感光体ドラム３０を使用する画像形成装置として電子写真プリンタを例に説明したが、複写機、ファクシミリ装置等、電子写真感光体を用いる画像形成装置すべてに適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１３ ＬＥＤヘッド
１４ 転写ローラ
２２ 帯電ローラ
３０ 感光体ドラム
５０ 現像部
６１ フォースゲージ
６２ ＰＥＴフィルム
６３ 加重
７０ 導電性支持体
７２ 感光層
７２ａ 電荷発生層
７２ｂ 電荷輸送層
８１ ビッカース圧子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電潜像を形成する電子写真感光体、及びこの電子写真感光体を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真技術は、高品質の画像が即時に得られることから、複写機の分野に留まらず、各種プリンタの分野でも広く使われている。この電子写真技術の中核となる感光体の光導電材料は、有機系が広く使用されている。
【０００３】
このような有機系の光導電材料を用いた有機系感光体においては、電荷発生層及び電荷輸送層が積層された機能分離型の感光体が広く普及している。機能分離型の感光体は、それぞれ効率の高い電荷発生物質及び電荷輸送物質を組み合せることにより高感度な感光体が得られること、材料の選択範囲が広く安全性の高い感光体が得られること、更に塗布の生産性が高く、比較的コスト面でも有利なことから、感光体の主流となっている。
【０００４】
機能分離型の感光体における静電潜像形成のメカニズムは、次の通りである。即ち、感光体を帯電した後に、光が感光体に照射される。この光は、電荷輸送層を通過し、電荷発生層中の電荷発生物質により吸収されて電荷を生成する。この電荷が電荷発生層及び電荷輸送層界面で電荷輸送層に注入される。この注入された電荷は、更に電界によって電荷輸送層中を最表面に向かって移動し、感光体の表面電荷を中和して静電潜像を形成する。
【０００５】
近年、電子写真プロセスにおいては、形成する画像の高画質化、及び電子写真形成装置の高速化の要求がより一層強まっている。この高画質化及び高速化を実現するため、トナーの材料面での改良が行われており、帯電性制御、流動性付与、及び転写効率向上を達成する必要性から、トナーにシリカ等の外添剤が含まれるようになった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１８３４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の電子写真感光体では、トナーに、シリカ等の外添剤が含まれるようになったため、電子写真プロセスで用いられる感光体ドラムの表面に、シリカが付着するというフィルミングの問題が表面化してきた。これまで、トナーのＢＥＴ比表面積（単位重量当たりの表面積）を制御する等の対策が講じられてきたが、フィルミング発生の原因となるトナー外添剤のシリカがトナーに含まれている以上、トナーの改良のみでフィルミング発生を防ぐことは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電子写真感光体は、電荷を発生させて輸送する感光層７２が導電性支持体７０上に形成されている。前記感光層７２は、複数の層が積層されて形成され、前記感光層７２における最表層の表面の滑り性は、０．３０〜０．９０[Ｎ]であり、且つ前記感光層７２の表面のビッカース硬度は、２６．７〜３４．２[ｇｆ・μｍ−２]である。
【０００９】
本発明の画像形成装置は、前記電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電する帯電装置と、帯電した前記電子写真感光体の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像を現像して可視画像を形成する現像装置と、前記可視画像を被転写媒体に転写する転写装置とを備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電子写真感光体、及び画像形成装置によれば、電子写真感光体の滑り性と、ビッカース硬度との両方の値を規定するので、フィルミングの発生しない高品質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明の実施例１における感光体ドラムの表面近傍の層構造を示す断面図である。
【図２】図２は本発明の実施例１における画像形成装置の概略の構成図である。
【図３】図３は図２中の感光体ドラムの構成を示す断面図である。
【図４】図４は図３中のギア及び駆動ギアを示す斜視図である。
【図５】図５は図２中の感光体ドラムの滑り性を測定する装置の概略の構成図である。
【図６】図６はビッカース圧子及び図１中の感光層に形成された圧痕を示す図である。
【図７】図７は本発明の実施例１における各サンプルの滑り性、膜削れ量、硬度、及びフィルミングの測定結果とその評価を示す図である。
【図８】図８は図７に示す滑り性と膜削れ量との関係を示す図である。
【図９】図９は図７に示す滑り性とビッカース硬度との関係を示す図である。
【図１０】図１０は本発明の実施例２における各サンプルの滑り性、膜削れ量、硬度、及びフィルミングの測定結果とその評価を示す図である。
【図１１】図１１は図１０に示す滑り性と膜削れ量との関係を示す図である。
【図１２】図１２は図１０に示す滑り性とビッカース硬度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１３】
（実施例１の構成）
図２は、本発明の実施例１における画像形成装置の概略の構成図である。
【００１４】
画像形成装置は、例えば、電子写真方式のプリンタであって、被転写媒体（例えば、用紙）Ｐの搬送方向の最上流には、用紙カセット１が設けられている。用紙カセット１は、用紙Ｐを積載するホッパステージ２と、このホッパステージ２の下側に設けられたばね３を有している。ばね３は、最上部の用紙Ｐを給送ローラ４に対して押圧するように配置されている。給送ローラ４は、用紙Ｐを１枚ずつ用紙搬送路５に繰り出す機能を有している。
【００１５】
用紙搬送路５には、繰り出された用紙Ｐを、画像を形成する画像形成カートリッジ２０付近に搬送する搬送ローラ６ａ，６ｂが設けられている。用紙搬送路５の下流側には、定着器７が設けられている。定着器７は、現像剤（例えば、トナー）Ｔが転写された用紙Ｐを加熱する加熱ローラ７ａと、用紙Ｐを加圧する加圧ローラ７ｂとにより構成され、トナー画像を用紙Ｐに定着する機能を有している。定着器７の下流側には、定着後の用紙Ｐを装置外に搬出する排出ローラ８ａ，８ｂが設けられている。
【００１６】
画像形成装置１の上部には、カバー９が、支点１０を中心に回転可能に設けられている。カバー９の下部には、支持部材１１が設けられている。支持部材１１には、ばね１２を介して、露光装置としての発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という。）ヘッド１３が取り付けられている。ＬＥＤヘッド１３は、複数のＬＥＤから成るＬＥＤアレイと、ＬＥＤアレイを駆動するドライバ集積回路（以下「ドライバＩＣ」という。）が搭載された基板と、ＬＥＤの光を集光するロッドレンズアレイ等とを有している。
【００１７】
ＬＥＤヘッド１３は、図示しない制御部の制御により、外部から送信されてくる画像データ信号に対応してＬＥＤを選択的に発光させ、感光体ドラム３０上に静電潜像を形成する機能を有している。カバー９を閉じた状態では、ＬＥＤヘッド１３は、ばね１２により、画像形成カートリッジ２０側に付勢されている。
【００１８】
画像形成カートリッジ２０の下部には、転写装置（例えば、転写ローラ）１４が設けられている。転写ローラ１４は、感光体ドラム３０上のトナーＴを用紙Ｐに転写する機能を有している。
【００１９】
画像形成カートリッジ２０は、カートリッジケース２１により一体に構成されている。カートリッジケース２１内には、静電潜像を形成する電子写真感光体（例えば、感光体ドラム）３０と、この感光ドラム３０を帯電する帯電装置（例えば、帯電ローラ）２２と、感光体ドラム３０上の静電潜像を現像する現像装置（例えば、現像部）５０と、感光体ドラム３０の表面のトナーＴを掻き落とすクリーニング部２３とがそれぞれ設けられている。
【００２０】
帯電ローラ２２は、感光体ドラム３０の表面を帯電させる機能を有しており、感光体ドラム３０に接して回転可能に取り付けられている。クリーニング部２３は、クリーニングブレード２３ａと、スパイラルスクリュー２３ｂとを有している。クリーニングブレード２３ａは、感光体ドラム３０の表面に残ったトナーＴを掻き落とす機能を有している。スパイラルスクリュー２３ｂは、掻き落とされたトナーＴを、図示しないトナーボックスに搬送する機能を有している。
【００２１】
現像部５０は、感光体ドラム３０の表面に、トナーＴを供給することにより、感光体ドラム３０の表面に形成される静電潜像を現像する機能を有している。現像部５０は、感光体ドラム３０にトナーＴを供給する現像ローラ５１と、この現像ローラ５１の表面のトナーＴを薄層化して帯電させる現像ブレード５２と、現像ローラ５１にトナーＴを供給するトナー供給ローラ５３と、トナーＴを撹拌してトナー供給ローラ５３にトナーＴを搬送する撹拌部材５４とを有している。現像部５０の上部には、着脱可能なトナーカートリッジ５５が装着されている。
【００２２】
現像ローラ５１は、導電性シャフトに半導電性弾性体を形成して構成されている。トナー供給ローラ５３は、導電性シャフトに半導電性弾性体を形成して構成されている。
【００２３】
現像ローラ５１と感光体ドラム３０とは、回転可能に配置されており、現像ローラ５１を感光体ドラム３０に当接させてトナー像を得るように構成されている。トナーＴは、非磁性一成分トナーであり、ポリエステル樹脂に顔料３〜４％を含む粉砕トナーであって、外添剤にはシリカを使用している。本実施例１における画像形成装置は、非磁性一成分接触現像方式を採用している。
【００２４】
図３は、図２中の感光体ドラム３０の構成を示す断面図である。
感光体ドラム３０の内部には、導電体からなる金属製のシャフト３１が配設されている。感光体ドラム３０の内部の一端部には、フランジ３２が圧入されて非導電性の接着剤で固定されている。フランジ３２の材料としては、ポリアミド、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタール等の合成樹脂が用いられる。これらの合成樹脂は、金属粉、カーボンブラック、グラファイト等の導電性粉末を配合することにより導電化して用いられる。フランジ３２は、シャフト３１に対して回転可能に取り付けられている。
【００２５】
感光体ドラム３０の内側のフランジ３２の反対側には、支持部材３３が設けられている。支持部材３３はシャフト３１に対して回転可能に取り付けられ、感光体ドラム３０の内側に固定されている。支持部材３３の外側には、接着剤によりギア３４が固定されている。ギア３４は、感光体ドラム３０を回転させるものであって、駆動ギア３５と噛み合っている。駆動ギア３５は、装置フレーム１５ｂにおいて固定支持された固定軸３６に、回転可能に支持されている。駆動ギア３５が、図示しない駆動源により駆動されると、ギア３４を介して感光体ドラム３０が回転するように構成されている。
【００２６】
シャフト３１及び感光体ドラム３０は、画像形成カートリッジ２０のカートリッジケース２１に取り付けられている。カートリッジケース２１には、軸受け穴２１ａ，２１ｂが形成され、これらの軸受け穴２１ａ，２１ｂに、シャフト３１の両端部が貫通している。左側のカートリッジケース２１と、フランジ３２との間には、カラー３７が設けられている。カラー３７は、導電金属から成り、シャフト３１に対して回転可能であるとともに、シャフト３１の軸方向に移動可能に構成されている。カラー３７は、フランジ３２、及びカートリッジケース２１に接触するように配置されている。
【００２７】
シャフト３１及び感光体ドラム３０を備えたカートリッジケース２１は、装置フレーム１５ａ，１５ｂに装着されている。装置フレーム１５ａ，１５ｂには、それぞれ長穴３８，３９が形成され、これらの長穴３８，３９にシャフト３１の両端部が係止されている。これにより、カートリッジケース２１が装置フレーム１５ａ，１５ｂに装着されるように構成されている。このとき、シャフト３１の一端部２１ａは、装置フレーム１５ａから突出するようになっている。
【００２８】
装置フレーム１５ａの外側には、導電性のばね部材４０がピン４１により取り付けられている。ばね部材４０は、アースに接続されており、内側方向に付勢力を有するように配置されている。画像形成カートリッジ２０が装着されていないときには、ばね部材４０は、図３に示す位置よりやや内側に位置しているが、ばね部材４０の上端部は外側に傾斜しているため、上方からの画像形成カートリッジ２０の装着が可能なように構成されている。装着状態では、シャフト３１とばね部材４０とが圧接するように構成されている。
【００２９】
図４は、図３中のギア３４及び駆動ギア３５を示す斜視図である。
図４において、ギア３４及び駆動ギア３５は、はすば歯車によって形成され、歯のねじり角が互いに逆方向に設定されている。このはすば歯車構造により、ギア３４は、図３における左方向に付勢され、シャフト３１の一端部３１ａとばね部材４０との接触が良好になるようになっている。
【００３０】
図１は、本発明の実施例１における感光体ドラム３０の表面近傍の層構造を示す断面図である。
【００３１】
感光体ドラム３０の表面近傍は、導電性支持体７０と、その上に形成された感光層７２とを有している。導電性支持体７０は、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、及びニッケル等の金属材料や、表面にアルミニウム、銅、パラジウム、酸化錫、及び酸化インジウム等の導電性層を形成したポリエステルフィルム又は紙等の絶縁性支持体により構成されている。
【００３２】
導電性支持体７０と、感光層７２との間には、公知の下引き層７１が形成されていてもよい。下引き層７１は、例えば、アルミニウム陽極酸化被膜、酸化アルミニウム、及び水酸化アルミニウム等の無機層や、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、セルロース類、ゼラチン、デンプン、ポリウレタン、ポリイミド、及びポリアミド等の有機層により構成されている。
【００３３】
本実施例１の感光層７２の具体的な構成としては、積層型感光層、逆二層型感光層、及び分散型感光層がある。積層型感光層は、導電性支持体７０上に、電荷発生物質を主成分とする電荷発生層７２ａと、電荷輸送物質及びバインダ樹脂を主成分とした電荷輸送層７２ｂとが、順に積層された構成になっている。
【００３４】
逆二層型感光体は、導電性支持体７０上に，電荷輸送物質及びバインダ樹脂を主成分とした電荷輸送層７２ｂと、電荷発生物質を主成分とする電荷発生層７２ａとが、順に積層された構成になっている。分散型感光層は、導電性支持体７０上に積層された電荷輸送物質及びバインダ樹脂を含有する層中に、電荷発生物質が分散された構成になっている。
【００３５】
感光層７２が積層型感光層或いは逆二層型感光層の場合，電荷発生層７２ａに用いられる電荷発生物質としては、セレン、セレン合金、セレン化ヒ素化合物、硫化カドミニウム、酸化亜鉛、及びその他の無機光導電物質や、フタロシアニン、アゾ色素、キナクリドン、多環キノン、ピリリウム塩、チアピリリウム塩、インジゴ、チオインジゴ、アントアントロン、ピラントロン、及びシアニン等の各種有機顔料や染料が使用できる。
【００３６】
中でも、無金属フタロシアニン、銅塩化インジウム、塩化ガリウム、錫、オキシチタニウム、亜鉛、及びバナジウム等の金属又はその酸化物や、塩化物を配位したフタロシアニン類、モノアゾ、ビスアゾ、トリスアゾ、及びポリアゾ類等のアゾ顔料が好ましい。
【００３７】
電荷発生層７２ａは、前述した電荷発生物質の微粒子をバインダ樹脂で結着して形成する。バインダ樹脂には、例えば、ポリエステル樹脂、ポリビニルアセテート、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルアセトアセタール、ポリビニルプロピオナール、ポリビニルブチラール、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、セルロースエステル、及びセルロースエーテル等がある。
【００３８】
この場合の使用比率は、バインダ樹脂１００重量部に対して、電荷発生物質３０〜５００重量部の範囲より使用され、その膜厚は通常０．１〜２μｍが適している。電荷発生層７２ａは、必要に応じて塗布性を改善するためのレベリング剤や酸化防止剤、及び増感剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。又、電荷発生層７２ａは、上記電荷発生物質の蒸着膜であってもよい。
【００３９】
電荷輸送層７２ｂに使用される電荷輸送物質には、例えばカルバゾール、インドール、イミダゾール、オキサゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、及びチアジアゾール等の複素環化合物がある。更に、電荷輸送物質は、アニリン誘導体、ヒドラゾン化合物、芳香族アミン誘導体、及びスチルベン誘導体或いはこれらの化合物からなる基を主鎖、若しくは側鎖として有する重合体等の電子供与性物質であってもよい。
【００４０】
電荷輸送層７２ｂに使用されるバインダ樹脂には、一般にはポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、及びポリ塩化ビニル等のビニル重合体がある。更に、バインダ樹脂は、ポリエステル、ポリエステルカーボネート、ポリスルホン、ポリイミド、フェノキシ、エポキシ、シリコーン樹脂、及びこれらの共重合体であってもよい。又は、部分的架橋硬化物等の単独、或いは混合物であってもよい。本実施例１では、ポリエステルを使用している。
【００４１】
電荷輸送層７２ｂは、必要に応じて酸化防止剤、増感剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。電荷輸送層７２ｂの膜厚は、通常１０〜３０μｍの厚みで使用される。感光層７２が分散型感光層の場合には，上記のバインダ樹脂と電荷輸送物質との組合せで、上記の配合比の電荷輸送媒体中に、前述した電荷発生物質が分散される。その場合の電荷発生物質の粒子径は充分小さいことが必要であり、１μｍ以下で使用される。感光層７２内に分散される電荷発生物質の量が少なすぎると、充分な感度が得られず、多すぎると、帯電性の低下や感度の低下等の弊害があり、０．５〜５０重量％の範囲で使用される。
【００４２】
電荷発生層７２ａ及び電荷輸送層７２ｂの形成方法としては、層に含有させる物質を溶剤に溶解、又は分散させて得られた塗布液を順次塗布する等の公知の方法が適用できる。
【００４３】
電荷輸送層７２ｂに含まれる電荷輸送物質は、温度１０℃、湿度２０％の環境下において、露光−現像間５０ｍｓｅｃの表面電位６０［−Ｖ］以下を実現する電荷移動度を有している。感光体ドラム３０は、３４６ｍｍ／ｓｅｃ相当と、非常に速い回転速度で動作可能である。これは、感光体ドラム３０の外径が３０ｍｍの場合、Ａ４サイズの用紙を縦搬送で、５９ＰＰＭに相当する。
【００４４】
感光体ドラム３０の電荷輸送層７２ｂに含まれるバインダ樹脂は、３枚印刷後１０秒停止する動作を繰り返す間欠印刷において、Ａ４サイズの用紙Ｐを縦搬送で４００００枚印刷可能な耐刷性を有している。
【００４５】
（実施例１の画像形成装置の動作）
図示しない上位装置から図２の画像形成装置に対して、印刷開始の指示が出され、画像データが画像形成装置に送られてくる。画像形成装置の図示しない制御部は、給送ローラ４を駆動し、用紙Ｐを繰り出す。繰り出された用紙Ｐは、搬送ローラ６ａ，６ｂにより、感光体ドラム３０と転写ローラ１４の間に搬送される。
【００４６】
図示しない制御部は、送られてきた画像データに基づき、ＬＥＤヘッド１３を駆動してＬＥＤを選択的に発光させ、帯電ローラ２２により、すでに帯電されている感光体ドラム３０の表面を露光する。これにより、画像データに対応した静電潜像が形成される。感光体ドラム３０は、矢印方向に回転しており、静電潜像が現像部５０に対向する位置に来ると、現像ローラ５１上のトナーＴが静電気力により静電潜像に付着する。これにより、感光体ドラム３０上にトナー像が形成され、このトナー像が転写ローラ１４との接触位置に移動する。
【００４７】
用紙Ｐが感光体ドラム３０と、転写ローラ１４の間に到達するタイミングに合わせてトナー像が転写ローラ１４の位置に到達し、転写ローラ１４によりトナー像が用紙Ｐ上に転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、更に搬送され、定着器７へ搬送される。定着器７では、加熱ローラ７ａ及び加圧ローラ７ｂによって、用紙Ｐ上のトナー像が加熱、加圧されて定着される。定着後の用紙Ｐは、排出ローラ８ａ，８ｂによって、装置外に搬出される。
【００４８】
（感光体ドラム３０の評価）
感光体ドラム３０の評価について、（Ａ）評価の前提条件、（Ｂ）感光体ドラム３０の表面の滑り性の測定、（Ｃ）感光体ドラム３０の表面の硬度の測定、（Ｄ）感光体ドラム３０の表面の膜削れ量の測定、（Ｅ）フィルミングの評価、（Ｆ）滑り性と膜削れ量との関係、及び（Ｇ）硬度とフィルミングとの関係に分けて説明する。
【００４９】
（Ａ） 評価の前提条件
図１の感光体ドラム３０における、膜削れ量及びフィルミングと、感光体ドラム３０の表面の滑り性及び硬度との関係について、感光体ドラム３０の複数のサンプルを作成して評価した。
【００５０】
本実施例１では、サンプルとして積層型感光体を用いる。電荷発生層７２ａは、電荷発生物質としてビスアゾ化合物を使用し、バインダ樹脂のポリビニルブチラールで結着して形成されている。バインダ樹脂に対し、電荷発生物質は、５０重量％で、電荷発生層７２ａの膜厚は０．５μｍである。電荷輸送層７２ｂの電荷輸送物質にはビドラゾン化合物を使用し、バインダ樹脂には、ポリエステルを使用している。このポリエステルの構造式を化学式（１）に示す。
【００５１】
【化１】
【００５２】
化学式（１）において、Ｘは、単結合、硫黄原子、酸素原子、スルホニル基、又はシクロアルキル基を表す。Ｗは、置換されていてもよい二価の芳香族基又は置換されていてもよい二価の炭化水素基を表す。Ｒｌ〜Ｒ８は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ハロゲン墓、又はアルコキシル基を表す。
【００５３】
本実施例１では、一般式として示される化学式（１）の構造のうち、化学式（２）で示されるものを用いた。
【００５４】
【化２】
【００５５】
このバインダ樹脂の平均分子量は、いずれも約３００００である。電荷輸送層７２ｂの初期膜厚は、１４μｍとした。バインダ樹脂に占める電荷輸送物質の割合を３４〜５５重量％の範囲で変え、更に電荷輸送物質の製造条件、塗布条件を変え、サンプルＡ〜Ｌの計１２種類のサンプルを作製した。これら１２種類のサンプルについて、滑り性及び硬度の測定を行い、膜削れ量及びフィルミングの評価を行った。
【００５６】
（Ｂ） 感光体ドラム３０の表面の滑り性の測定
図５は、図２中の感光体ドラム３０の滑り性を測定する装置の概略の構成図である。
【００５７】
以下の（１）〜（５）において滑り性の測定方法について説明する。
（１） 感光体ドラム３０を滑り測定装置にセットし、フォースゲージ６１を負荷のない状態で０を示すように調整する。
【００５８】
（２） 幅１０ｍｍ、厚さ０．ｌｍｍのＰＥＴフィルム６２の下端側に５０ｇの加重６３を負荷し、ＰＥＴフィルム６２の上端側には、フォースゲージ６１をセットする。このとき、図５に示すフォースゲージ６１と感光体ドラム３０とを結ぶＰＥＴフィルム６２を延長した線と、加重６３と感光体ドラム３０を結ぶＰＥＴフィルム６２を延長した線とのなす角度をθとしたとき、この角度θが９０°になるようにＰＥＴフィルム６２をセットする。使用するＰＥＴフィルム６２は、東レ社製の一般工業用フィルム「ルミラー」の標準グレードであるタイプＳ１０の＃１００を用いた。
【００５９】
（３） フォースゲージ６１の値が安定した後、感光体ドラム３０を、図５に示す矢印方向Ｒに回転させる、このとき、感光体ドラム３０とＰＥＴフィルム６２との接線速度は、７８．５ｍｍ／ｓｅｃである。
【００６０】
（４） 感光体ドラム３０を回転させた状態で、感光体ドラム３０とＰＥＴフィルム６２との摺擦力とを、フォースゲージ６１で測定する。
【００６１】
（５） 感光体ドラム３０の回転が安定し、フォースゲージ６１の値の変動が±０．１Ｎとなったときの値を滑り性の値とする。
【００６２】
（Ｃ） 感光体ドラム３０の表面の硬度の測定
図６（ａ）、（ｂ）は、ビッカース圧子及び図１中の感光層７２に形成された圧痕を示す図である。
【００６３】
感光体ドラム３０の表面の硬度の測定方法について説明する。
硬度の測定方法は、ビッカース硬度を用いる。ビッカース硬度（以下単に「硬度」という。）は、材料の塑性の指標であり、日本工業規格ＪＩＳＺ２２４４に準じて求められる。図６（ａ）は、ビッカース圧子８１の底面を示している。図６（ｂ）は、ビッカース圧子８１を感光体ドラム３０の表面の感光層７２に押し付けたときの圧痕を示す図である。
【００６４】
ビッカース圧子８１の形状は対面角度γが１３６°の正四角錘で、これを荷重Ｆ[Ｎ]で感光層７２の表面に押し込み、荷重を取り去った後、Ｆ[Ｎ]を塑性変形窪みの対角線長さｄ[ｍｍ]から求めた表面積Ｓ[ｍｍ２]で割ったＦ／Ｓを硬度Ｈｖとする。即ち、硬度は、次式で表される。
Ｈｖ＝Ｆ／Ｓ＝２Ｆｓｉｎ（γ／２）／ｄ２
【００６５】
本実施例１では、ビッカース硬度計に明石製作所製ＭＶＫ−Ｅを使用し、荷重Ｆを１０ｇｆで測定を行った。
【００６６】
（Ｄ） 感光体ドラム３０の表面の膜削れ量の測定
感光体ドラム３０の感光層７２の膜削れ量の測定方法を示す。
【００６７】
評価は図２に示した画像形成装置にサンプルとしての感光体ドラム３０を組み込んで行った。
【００６８】
連続試験は、温度１０℃、湿度２０％の環境下で行い、用紙ＰはＡ４サイズで富士ゼロックス社製Ｐ紙厚口を用い、印字領域０．３％の印字パターンを用いて、４００００枚の連続印刷を行った。
【００６９】
なお、評価サンプルである感光体ドラム３０の外径を連続印字前後に、アポロ精工社製ローラ自動測定装置ＲＭ−２０２を用いて測定し、印字前後の外径差から膜削れ量を算出した。
【００７０】
膜削れ量の判断基準は、画像評価で膜削れが原因と判断できるかぶり、或いは感光体ドラム３０の周期の汚れが発生しない場合をバックグラウンド汚れのない画質と判断した。本実施例１では、平均膜削れ量が閾値４．０μｍを越える場合に、かぶり、或いは汚れが発生したため、平均膜削れ量が閾値４．０μｍ以下となる場合をバックグラウンド汚れのない画質とした。
【００７１】
（Ｅ） フィルミングの評価
フィルミングの評価方法について説明する。
【００７２】
用紙ＰはＡ４サイズで富士ゼロックス製Ｐ紙厚口を用い、印字領域５０％の印字パターンを用いて、２００００枚の連続印刷を行った。その後、ベタパターンを印刷し、フィルミングが原因となる白ぬけの発生の有無を目視で観察した。目視で白ぬけが確認できる場合、フィルミングが発生したと判断し、目視で白ぬけが確認できない場合、フィルミングが発生しないと判断した。
【００７３】
評価は、図２に示す画像形成装置を用いた。低温・低湿の環境下では、ウレタンゴムで形成されているクリーニングブレード２３ａが、常温下よりもわずかに収縮するため、クリーニングブレード２３ａと感光体ドラム３０との押し圧が弱くなる。このため、感光層７２の表面に付着したフィルミングがクリーニングブレード２３ａをすり抜けるためフィルミングが発生し易くなる。従って、連続試験は、温度１０℃、湿度２０％の環境下で行った。
【００７４】
（Ｆ） 滑り性と膜削れ量との関係
図７は、本発明の実施例１における各サンプルの滑り性、膜削れ量、硬度、及びフィルミングの測定結果とその評価を示す図である。図７のフィルミング欄において、フィルミングが発生していないと判断されたサンプルを○で示し、フィルミングが発生していると判断されたサンプルを×で示している。図７の画像評価欄では、残像があるサンプル、又はバックグラウンド汚れのあるサンプルを×で示した。図８は、図７に示す滑り性と膜削れ量との関係を示す図である。図８において、白丸はバックグラウンド汚れ又は残像のないサンプルを示し、黒丸は、バックグラウンド汚れ又は残像のあるサンプルを示している。
【００７５】
図８によれば、膜削れ量は、滑り性の増加に伴ってほぼ直線状に増加している。図７において、膜削り量が閾値４．０μｍを越えているサンプルは、膜削り量が４．１５μｍのサンプルＫと、膜削り量が４．１５μｍのサンプルＬである。サンプルＫの滑り性は、０．９５[Ｎ]であり、サンプルＬの滑り性は、１．００[Ｎ]である。残りのサンプルＡ〜Ｊのうちで、膜削れ量が大きいサンプルは、サンプルＩとサンプルＪであり、その膜削れ量は、それぞれ３．８５[μｍ]と３．８０[μｍ]である。
【００７６】
このサンプルＩ，Ｊの膜削れ量は、閾値４．０[μｍ]より十分小さい。又、残りのサンプルＡ〜Ｊのうちで、滑り性が最大のサンプルは、サンプルＪであり、その滑り性は、０．９０[Ｎ]である。膜削れ量は、滑り性の増加に伴ってほぼ直線状に増加しているので、滑り性が０．９０[Ｎ]以下であれば、膜削れ量はバックグラウンド汚れの閾値４．０[μｍ]を下回ると判断される。
【００７７】
一方、滑り性を著しく小さくした場合、クリーニングブレード２３ａと、感光体ドラム３０の表面との摺擦力がほとんどなくなる。このため、転写残りのトナーＴを、クリーニングブレード２３ａで掻き取る取ることができなくなる。その結果、転写残りのトナーパターンに起因する残像が発生し易くなる。図７に示すように２番目に滑り性が小さいサンプルＢは、滑り性が０．３０［Ｎ］であって、転写残りのトナーパターンに起因する残像が発生していない。滑り性が０．２６[Ｎ]であって、最も滑り性の値が小さいサンプルＡにおいては、残像が発生する。滑り性と膜削れ量とは、ほぼ線型性を有しているので、残像が発生しない滑り性の下限は、０．３０[Ｎ]と判断される。以上から、滑り性を０．３０〜０．９０［Ｎ］とすることにより、画像形成装置において、バックグラウンド汚れが発生せず且つ残像が発生しない画質が得られることが分かる。
【００７８】
（Ｇ） 硬度とフィルミングとの関係
図９は、図７に示す滑り性と硬度との関係を示す図である。
【００７９】
図９において、白丸は良質の画質のサンプルを示し、黒丸は、画質が不良のサンプルを示している。前述したように、滑り性を０．３０〜０．９０［Ｎ］とすることにより、画像形成装置において、バックグラウンド汚れが発生せず且つ残像が発生しない画質が得られる。実際、図９によれば、滑り性が０．９[Ｎ]より大きい領域には、バックグラウンド汚れが発生しているサンプルＫ，Ｌがプロットされている。滑り性が０．３[Ｎ]より小さい領域には、残像が発生しているサンプルＡがプロットされている。
【００８０】
次に硬度についてみると、滑り性と硬度との間には、ばらつきはあるが、概ね線型性がみられる。良質の画質であるサンプルＤの硬度２６．７［ｇｆ・μｍ−２］より硬度が低い領域には、フィルミングが発生しているサンプルＣ，Ｆがプロットされている。サンプルＤの硬度２６．７［ｇｆ・μｍ−２］以上のサンプルではフィルミングが発生していない。従って、フィルミング発生を防ぐには、硬度を２６．７［ｇｆ・μｍ−２］以上にする必要がある。
【００８１】
良質の画質であるサンプルＩの硬度３４．２［ｇｆ・μｍ−２］より硬度が高い領域には、バックグラウンド汚れが発生しているサンプルＬがプロットされている。図９に示すように硬度を高くすると、滑り性も高くなる傾向がある。例えば、硬度がサンプルＬの硬度である３５．０［ｇｆ・μｍ−２］とすると、滑り性は、１．０[Ｎ]となって、図８の説明で述べたようにバックグラウンド汚れが発生している領域になる。従って、滑り性が０．３０[Ｎ]〜０．９０[Ｎ]の範囲で、且つフィルミングが発生していないサンプルの上限は、サンプルＩの３４．２［ｇｆ・μｍ−２］となる。以上をまとめると、硬度は２６．７〜３４．２［ｇｆ・μｍ−２］ とすることが好ましい。
【００８２】
（実施例１の効果）
本実施例１の感光体ドラム３０及び画像形成装置によれば、感光体ドラム３０の滑り性と、硬度との両方の値を規定するので、フィルミングの発生しない高品質な画像が得ることができる。
【００８３】
本実施例１の感光体ドラム３０の表面の滑り性の測定方法によれば、次の（１）〜（４）のような効果がある。
【００８４】
（１） 感光層７２の開発を行う際、感光層７２の表面の滑り性と硬度とを測定することにより高品質な感光体ドラム３０を得ることができるので、開発コストの削減が期待できる。
【００８５】
（２） 感光体ドラム３０の表面と、ＰＥＴフィルム６２とが面で接しているため、クリーニングブレード２３ａを使用して摩擦係数を測定する場合に比べ、測定の再現性が非常によい。
【００８６】
（３） 感光体ドラム３０と、クリーニングブレード２３ａとを使用して摩擦係数を測定する場合、測定に使用した感光体ドラム３０やクリーニングブレード２３ａは、１回限りしか使用できない。しかし、本実施例１による滑り性の測定方法では、１０ｍｍ幅のＰＥＴフィルム６２を使用するため、感光体ドラム３０は、測定場所を変えて複数回使用可能である。このため、開発コストの削減が期待できる。
【００８７】
（４） クリーニングブレード２３ａに比べてＰＥＴフィルム６２の方が安価であるため、開発コストの削減が期待できる。
【実施例２】
【００８８】
（実施例２の構成）
本発明の実施例２における画像形成装置及感光体ドラム３０の構成は、実施例１と同様である。本実施例２の感光層７２の構成は、実施例１とほぼ同様であり、導電性支持体７０、下引き層７１、及び電荷発生層７２ａを構成する材料は、実施例１と同様である。本実施例２の電荷輸送層７２ｂを構成する材料が、実施例１と異なっている。
【００８９】
本実施例２では、電荷輸送層７２ｂのバインダ樹脂は、ポリカーボネートとポリエステルで構成されている。そのうち、ポリエステルは５〜２０％含まれており、残りがポリカーボネートとなっている。ポリカーボネー卜の一般式は、化学式（３）で示され、本実施例２では、化学式（４）で示されるものを使用している。
【００９０】
【化３】
【００９１】
【化４】
【００９２】
ポリエステルは、実施例１と同様に、化学式（２）で示されるものを使用している。数あるバインダ樹脂の中で、ポリカーボネートは、総合的にすぐれた特性を有するため、これまで種々のポリカーボネート樹脂が開発されてきたが、機械的強度が十分でないため耐刷性にやや劣っていた。そこで、耐刷性が良好であるポリエステルを一定量加えることで、機械的特性と電気的特性の双方に優れた電子写真感光体を実現できるようになった。
【００９３】
本実施例２においても、バインダ樹脂に占める電荷輸送物質の割合を３４〜５５重量％の範囲で変え、更に電荷輸送物質の製造条件、塗布条件を変えて、サンプルＭ〜Ｘの計１２種類のサンプルを作製した。これらの１２種類のサンプルについて、滑り性及び硬度の測定を行い、膜削れ量、及びフィルミングの評価を行った。
【００９４】
図１０は、本発明の実施例２における各サンプルの滑り性、膜削れ量、硬度、及びフィルミングの測定結果とその評価を示す図である。図１１は、図１０に示す滑り性と膜削れ量との関係を示す図である。図１１において、白丸はバックグラウンド汚れ又は残像のないサンプルを示し、黒丸は、バックグラウンド汚れ又は残像のあるサンプルを示している。
【００９５】
図１１によれば、膜削れ量は、滑り性の増加に伴ってほぼ直線状に増加している。図１０において、膜削り量が閾値４．０μｍを越えているサンプルは、膜削り量が４．２５μｍのサンプルＵと、膜削り量が４．４５μｍのサンプルＶと、膜削り量が４．９０μｍのサンプルＷと、膜削り量が５．００μｍのサンプルＸである。サンプルＵの滑り性は、０．９６[Ｎ]、サンプルＶの滑り性は、１．０１[Ｎ]、サンプルＷの滑り性は、１．０７[Ｎ]、及びサンプルＸの滑り性は、１．１１[Ｎ]である。
【００９６】
残りのサンプルＭ〜Ｔのうちで、膜削れ量が大きいサンプルは、サンプルＴであり、その膜削れ量は、それぞれ３．９５[μｍ]である。又、残りのサンプルＭ〜Ｔのうちで、滑り性が最大のサンプルは、サンプルＴであり、その滑り性は、０．９１[Ｎ]である。膜削れ量は、滑り性の増加に伴ってほぼ直線状に増加しているので、滑り性が０．９１[Ｎ]以下であれば、膜削れ量はバックグラウンド汚れの閾値４．０[μｍ]を下回ると判断される。
【００９７】
一方、滑り性を著しく小さくした場合、クリーニングブレード２３ａと、感光体ドラム３０の表面との摺擦力がほとんどなくなる。このため、転写残りのトナーＴを、クリーニングブレード２３ａで掻き取る取ることができなくなる。その結果、転写残りのトナーパターンに起因する残像が発生し易くなる。図１０に示すように２番目に滑り性が小さいサンプルＮは、滑り性が０．５６［Ｎ］であって、転写残りのトナーパターンに起因する残像が発生していない。最も滑り性の値が小さいサンプルＡにおいては、滑り性が０．５１[Ｎ]であって、残像が発生する。滑り性と膜削れ量とは、ほぼ線型性を有しているので、残像の発生しない滑り性の下限は、０．５６[Ｎ]と判断される。以上から、滑り性を０．５６〜０．９１［Ｎ］とすることにより、画像形成装置において、バックグラウンド汚れが発生せず且つ残像が発生しない画質が得られることが分かる。
【００９８】
図１２は、図１０に示す滑り性とビッカース硬度との関係を示す図である。
図１２において、白丸は良質の画質のサンプルを示し、黒丸は、画質が不良のサンプルを示している。ここで、硬度とフィルミングの関係をみると、滑り性と硬度との間には、ばらつきはあるが、概ね線型性がみられる。良質の画質であるサンプルＰの硬度２７．７［ｇｆ・μｍ−２］より硬度が低い領域には、フィルミングが発生しているサンプルＮ，Ｏ，Ｑ，Ｒがプロットされている。滑り性が０．６４〜０．９１［Ｎ］の範囲において、サンプルＰの硬度２７．７［ｇｆ・μｍ−２］以上のサンプルでは、フィルミングが発生していない。従って、フィルミング発生を防ぐには、硬度を２７．７［ｇｆ・μｍ−２］以上にする必要がある。
【００９９】
良質の画質であるサンプルＳの硬度２９．２［ｇｆ・μｍ−２］より硬度が高い領域では、滑り性が０．９１[Ｎ]を越えてしまうため、バックグラウンド汚れが発生する。このため、良好な画像が得られない。つまり、硬度２９．２［ｇｆ・μｍ−２］より硬度が高い領域には、膜削れ量の閾値４．０を越えているサンプルＵ，Ｖ，Ｗ，Ｘがプロットされている。従って、滑り性が０．６４[Ｎ]〜０．９１[Ｎ]の範囲で、且つフィルミングが発生押していない上限のサンプルの硬度は、サンプルＳの２９．２［ｇｆ・μｍ−２］となる。以上をまとめると、硬度は２７．７〜２９．２［ｇｆ・μｍ−２］とすることが好ましい。
【０１００】
（実施例２の効果）
本実施例２の感光体ドラム３０及び画像形成装置によれば、電荷輸送層７２ｂをポリカーボネートにポリエステルを加えた構成にすることにより、実施例１と同等のフィルミングの発生しない感光体ドラム３０が実現できるとともに、更に、機械的特性と電気的特性の双方に優れた電子写真感光体を実現できる。
【０１０１】
本実施例２の感光体ドラム３０の表面の滑り性の測定方法による効果は、実施例１と同様である。
【０１０２】
（変形例）
本発明は、上記実施例に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。例えば、実施例１、２では、感光体ドラム３０を使用する画像形成装置として電子写真プリンタを例に説明したが、複写機、ファクシミリ装置等、電子写真感光体を用いる画像形成装置すべてに適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１３ ＬＥＤヘッド
１４ 転写ローラ
２２ 帯電ローラ
３０ 感光体ドラム
５０ 現像部
６１ フォースゲージ
６２ ＰＥＴフィルム
６３ 加重
７０ 導電性支持体
７２ 感光層
７２ａ 電荷発生層
７２ｂ 電荷輸送層
８１ ビッカース圧子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電荷を発生させて輸送する感光層が導電性支持体上に形成された電子写真感光体であって、
前記感光層は、複数の層が積層されて形成され、
前記感光層における最表層の表面の滑り性は、０．３０〜０．９０[Ｎ]であり、
且つ前記感光層の表面のビッカース硬度は、２６．７〜３４．２[ｇｆ・μｍ−２]であることを特徴とする電子写真感光体。
【請求項２】
前記感光層の前記最表層は、ポリエステルを有するバインダ樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子写真感光体。
【請求項３】
請求項１記載の電子写真感光体は、
前記感光層における最表層の表面の滑り性の値が、０．６４〜０．９１[Ｎ]であり、
且つ感光層の表面のビッカース硬度が、２７．７〜２９．２[ｇｆ・μｍ−２]であることを特徴とする電子写真感光体。
【請求項４】
前記感光層の前記最表層は、ポリカーボネート及びポリエステルからなるバインダ樹脂により形成され、
前記ポリエステルは、前記バインダ樹脂において、５〜２０[重量％]であることを特徴とする請求項３記載の電子写真感光体。
【請求項５】
前記感光層７２の前記表面の滑り性は、
前記感光層７２の前記表面に対して、幅１０[ｍｍ]及び厚さ０．１[ｍｍ]のポリエチレンテレフタラートフィルムを接するように配し、前記ポリエチレンテレフタラートフィルムの両端には、フォースゲージと５０[ｇ]の加重とを配し、前記感光層の前記表面と前記ポリエチレンテレフタラートフィルムとの接線速度が７８．５[ｍｍ／ｓｅｃ]で移動させたときの前記フォースゲージの値により定義されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子写真感光体。
【請求項６】
前記ビッカース硬度は、
前記感光層の表面に対して、ビッカース圧子を加重１０[ｇｆ]で押し込んだときの厚痕の大きさから求めることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子写真感光体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体３０を帯電する帯電装置と、
帯電した前記電子写真感光体３０の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置１３と、
前記静電潜像を現像して可視画像を形成する現像装置と、
前記可視画像を被転写媒体に転写する転写装置と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
電荷を発生させて輸送する感光層が導電性支持体上に形成された電子写真感光体であって、
前記感光層は、複数の層が積層されて形成され、
前記感光層における最表層の表面の滑り性は、０．３０〜０．９０[Ｎ]であり、
且つ前記感光層の表面のビッカース硬度は、２６．７〜３４．２[ｇｆ・μｍ−２]であることを特徴とする電子写真感光体。
【請求項２】
前記感光層の前記最表層は、ポリエステルを有するバインダ樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子写真感光体。
【請求項３】
請求項１記載の電子写真感光体は、
前記感光層における最表層の表面の滑り性の値が、０．６４〜０．９１[Ｎ]であり、
且つ感光層の表面のビッカース硬度が、２７．７〜２９．２[ｇｆ・μｍ−２]であることを特徴とする電子写真感光体。
【請求項４】
前記感光層の前記最表層は、ポリカーボネート及びポリエステルからなるバインダ樹脂により形成され、
前記ポリエステルは、前記バインダ樹脂において、５〜２０[重量％]であることを特徴とする請求項３記載の電子写真感光体。
【請求項５】
前記感光層７２の前記表面の滑り性は、
前記感光層７２の前記表面に対して、幅１０[ｍｍ]及び厚さ０．１[ｍｍ]のポリエチレンテレフタラートフィルムを接するように配し、前記ポリエチレンテレフタラートフィルムの両端には、フォースゲージと５０[ｇ]の加重とを配し、前記感光層の前記表面と前記ポリエチレンテレフタラートフィルムとの接線速度が７８．５[ｍｍ／ｓｅｃ]で移動させたときの前記フォースゲージの値により定義されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子写真感光体。
【請求項６】
前記ビッカース硬度は、
前記感光層の表面に対して、ビッカース圧子を加重１０[ｇｆ]で押し込んだときの厚痕の大きさから求めることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子写真感光体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体３０を帯電する帯電装置と、
帯電した前記電子写真感光体３０の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置１３と、
前記静電潜像を現像して可視画像を形成する現像装置と、
前記可視画像を被転写媒体に転写する転写装置と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２３７８８６（Ｐ２０１２−２３７８８６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０７１６２（Ｐ２０１１−１０７１６２）
【出願日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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