JP2005010363A

JP2005010363A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2005010363A
Application number: JP2003173348A
Authority: JP
Inventors: Akihisa Maruyama; 彰久丸山
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】低摩耗性表面層を有する感光体を用いた画像形成装置において、優れた離型性及び滑り性が長期間維持される感光体を備えた画像形成装置を提供すること。
【解決手段】フッ素系樹脂を必須成分とする改質樹脂により処理された低摩耗性表面層を有して矢印Ｂの方向に回動可能に配置された感光体ドラム（潜像担持体）１５と、感光体ドラム１５に対向配置され、キャリア及びトナーを含有する二成分系現像剤を担持しつつ矢印Ａの方向に回転駆動して現像剤を感光体ドラム１５と摺擦させ、感光体ドラム１５に形成された静電潜像を現像する現像ロール４８とを備え、現像ロール４８は、感光体ドラム１５と現像ロール４８との対向部における移動方向が、感光体ドラム１５の移動方向とは逆である画像形成装置。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、より詳しくは、複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真プロセスを利用した電子写真装置に利用し得る画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスにおいては、通常、複数の工程を経て、定着画像が形成される。典型的な例を挙げると、例えば、光導電性物質を利用した電子写真用感光体（以下、単に「感光体」という場合がある）の表面を一様に帯電させた後、露光により潜像を形成し、形成された潜像をトナーを用いた現像によりトナー画像を形成し、感光体表面に形成されたトナー画像を、中間転写体を介して若しくは介さずに用紙等の転写材表面に転写し、この転写された画像を加熱、加圧、若しくは加熱加圧、あるいは溶剤蒸気等により定着する、という工程を経る。また、感光体表面に残ったトナーは、必要に応じて、クリーニング部材によりクリーニングされ、再び、前述したような複数の工程が繰り返される。
【０００３】
このような電子写真プロセスにおける電子写真用感光体には、その表面特性として、転写効率を高めるための離型性、機械的クリーニング時の表面滑性、耐摩耗性、適当な硬度を有すること等が要求される。このため、感光体表面に、表面保護層として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂粒子を分散させた樹脂層を設ける方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。このようなフッ素樹脂粒子を分散させた樹脂層を設けた感光体は、表面の摩擦係数が低く、クリーニング性が向上し、また、摩耗に対する耐久性も向上するとされている。
【０００４】
また、感光体表面の残留トナーや、帯電により発生するオゾンやＮＯｘにより生成され、感光体表面に付着した低抵抗物質を除去するために、電子写真用部材としてクリーニング部材が用いられる。この場合、感光体表面の残留トナーは、電荷を有し、強い静電的吸着力により感光体表面に付着しており、さらに、低抵抗物質が感光体に付着することにより低下する表面滑性に打ち勝ってトナーを感光体表面から除去するためには、ブレード状クリーニング部材を、大きな圧力で感光体表面に押し付ける必要がある。そのため、ブレードと感光体表面との摩擦力が増大し、ブレードめくれやブレード摩耗及び感光体表面の摩耗を増長しやすい現象を防ぐために、感光体表面にシロキサンの三次元ネットワークを形成し、強固な膜を形成する方法が知られている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１５８７７号公報
【特許文献２】
特開平１１−２１８９４５号公報
【特許文献３】
特開２０００−１７１９９０号公報
【特許文献４】
特開２００１−１３７０２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１又は特許文献２のように、フッ素樹脂粒子を分散させた樹脂層を設けた感光体の場合、フッ素樹脂粒子の撥水性が不十分であり、また、樹脂層の表面に多量の結着樹脂が露出しているため、十分な離型性を発現できないという問題が生じる。このような樹脂層の表面を研磨して、フッ素樹脂粒子をより多く露出させる手法も提案されているが、コストアップの割には効果は少ないのが現状である。
【０００７】
更に、実使用上可能なフッ素樹脂粒子の含有量範囲では、結着樹脂単独の場合と同等の接触角しか得られないことすらある。接触角が小さいことは、即ち、表面自由エネルギーが大きいことを指し、電子写真用感光体においては、離型性の低下による転写残トナーの増加（転写効率の低下）、ＮＯｘなどによる表面汚染の増加、表面滑性の低下によるクリーニング性の劣化、感光体表面へのトナー再付着といった問題が生じ易い。また、離型性を増大させるためにフッ素樹脂粒子を増量すると、感光体表面に曇りが生じ感度が低下する。その結果、画像品質の低下を招く等、改善すべき課題が生じている。
【０００８】
一方、特許文献３又は特許文献４のように、シロキサンの三次元ネットワークを表面に形成した感光体の場合は、感光体表面に、シロキサン系樹脂特有の高次に架橋され、弾性的挙動の強い保護層が形成されている。このような感光体表面に付着した残留トナーや低抵抗物質を除去するために、ブレードクリーニングを用いたクリーニング装置を用いると、感光体とクリーニングブレード間のトルクが上昇しやすく、特に、低抵抗物質付着が多い接触帯電器を用いた場合にはトナーのクリーニング性能やクリーニングブレードのめくれに対する安定性が低下するといった問題が発生しやすいという問題が生じる。
【０００９】
さらに、感光体の最表層に耐摩耗性の高いシロキサン系樹脂層を設けた場合、感光体表面の摩耗量が低減するものの、その反面、オゾンやＮＯｘ等に基づく低抵抗物質の堆積速度が摩耗速度を上回り、その結果、感光体表面に低抵抗物質が堆積（付着）する。このため、感光体表面抵抗の低下、解像度の低下、画像ボケ等の副作用が発生し、このことが画像形成装置の寿命律速になるという新たな問題が生じている。
【００１０】
このように、耐摩耗性が良好な感光体の表面層には、オゾンやＮＯｘにより発生する低抵抗物質が堆積するという問題がある。このため、高耐摩耗性感光体には、解像度低下や画像ボケ等の特有の異常画像が発生し、同時に、クリーニング性能やクリーニングブレードのめくれ等の安定性が低下するという問題が生じている。
【００１１】
本発明は、このような低摩耗性表面層を有することにより耐摩耗性が良好な感光体を用いた画像形成装置を開発する上で浮き彫りになった問題を解決すべくなされたものである。即ち、本発明の目的は、優れた離型性及び滑り性が長期間維持される電子写真用感光体を備えた画像形成装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決すべく、本発明においては、二成分系現像剤を、低摩擦抵抗または高耐磨耗性の低摩耗性表面層を有する感光体の表面と二成分系現像剤とを摺擦させ静電潜像の現像を行なう画像形成装置において、摺擦部における現像剤担持体の表面移動方向と感光体の表面移動方向とを逆にする構成を採用している。即ち、本発明が適用される画像形成装置は、低摩耗性表面層を有して回動可能に配置された潜像担持体と、現像剤を担持すると共に潜像担持体に対向配置され、この潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体と、を備え、現像剤担持体は、潜像担持体と現像剤担持体との対向部における移動方向が潜像担持体の移動方向とは逆であることを特徴とするものである。このように、本発明が適用される画像形成装置は、現像剤担持体と潜像担持体との対向部において、それぞれの移動方向が逆であり、且つ、現像剤を担持した現像剤担持体が潜像担持体に形成された静電潜像を現像することにより、潜像担持体の表面層に、オゾンやＮＯｘに基づく低抵抗物質が堆積することが防止される。
【００１３】
本発明が適用される画像形成装置において、現像剤担持体に担持される現像剤は、磁性キャリア及びトナーからなる二成分系現像剤であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明が適用される画像形成装置において、潜像担持体の低摩耗性表面層は、フッ素化合物を含有することが好ましく、このようなフッ素化合物としては、フッ素系樹脂を必須成分とする改質樹脂であることが好ましい。さらに、潜像担持体の低摩耗性表面層は、フッ素化合物を含有する水性分散液を用いた含浸処理により形成されたものであることが好ましい。
【００１５】
一方、本発明が適用される画像形成装置において、潜像担持体の低摩耗性表面層は、電荷輸送性を有する硬化性シリコーン樹脂から形成されることが好ましく、硬化性シリコーン樹脂としては、下記一般式（１）で表される構造を有するシロキサン系樹脂であることが好ましい。
Ｇ−Ｄ−Ｆ（１）
（一般式（１）中、Ｇは、無機ガラス質ネットワークサブグループであり、Ｄは、可撓性有機サブユニットであり、Ｆは、電荷輸送性サブユニットである。）
【００１６】
また、一般式（１）におけるＧが、下記式で表される含珪素置換基であることが好ましい。
−（ＳｉＲ_３−ａＱ_ａ）
（式中、Ｒは、水素原子、アルキル基又は置換基を有することがあるアリール基であり、Ｑは、加水分解性基であり、ａは、１〜３の整数である。）
【００１７】
さらに、このような硬化性シリコーン樹脂が、下記一般式（２）で表される構造を有するシロキサン系樹脂を含有するものであることが好ましい。
【００１８】
【化１】

【００１９】
（一般式（２）中、Ａｒ^１〜Ａｒ^４は、それぞれ独立に置換基を有することがあるアリール基であり、Ａｒ^５は、置換基を有することがあるアリール基又はアリーレン基であり、且つ、Ａｒ^１〜Ａｒ^５のうち１〜４個は、−（Ｄ−Ｇ）で表される結合基と結合可能な結合手を有する。Ｄは、可撓性有機サブユニットであり、Ｇは、−（ＳｉＲ_３−ａＱ_ａ）で示される加水分解性基を有する置換ケイ素基から誘導される。Ｒは、水素、アルキル基、置換基を有することがあるアリール基であり、Ｑは、加水分解性基であり、ｋは、０又は１であり、ａは、１〜３の整数であり、ｂは、１〜４の整数である。）
【００２０】
特に、本発明が適用される画像形成装置において、潜像担持体の低摩耗性表面層は、フッ素化合物を含有し、且つ、電荷輸送性を有する硬化性シリコーン樹脂から形成されることが好ましい。
【００２１】
さらに、本発明が適用される画像形成装置は、潜像担持体の表面に当接するクリーニングブレードをさらに備えることを特徴とすれば、低摩耗性表面層を有する潜像担持体における解像度低下や画像ボケ等の特有の異常画像の発生が抑制されるとともに、クリーニング性能やクリーニングブレードのめくれ等の安定性が向上する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本実施の形態が適用される画像形成装置について詳細に説明する。
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。図１に示す画像形成装置は、本体１に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０、記録用紙（シート）を搬送するシート搬送系３０、例えばパーソナルコンピュータや画像読み取り装置等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理系であるＩＰＳ（ＩｍａｇｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）１２とを備えている。
【００２３】
画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ、この画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの感光体ドラム１５に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２５上に多重転写させる転写ユニット２０、画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋに対してレーザ光を照射する光学系ユニットであるＲＯＳ（ＲａｓｔｅｒＯｕｔｐｕｔＳｃａｎｎｅｒ）１４を備えている。また本体１には、転写ユニット２０によって二次転写された記録用紙（シート）上の画像を、熱および圧力を用いて記録用紙に定着させる定着器３１を備えている。更に、画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋに対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋが設けられている。
【００２４】
転写ユニット２０は、中間転写体である中間転写ベルト２５を駆動するドライブロール２７、中間転写ベルト２５に一定のテンションを付与するテンションロール２３、重畳された各色のトナー像を記録用紙に二次転写するためのバックアップロール２８、中間転写ベルト２５上に存在する残留トナー等を除去する中間転写体クリーニング装置４３を備えている。中間転写ベルト２５は、このドライブロール２７とテンションロール２３およびバックアップロール２８との間に一定のテンションで掛け回されており、定速性に優れた専用の駆動モータ（図示せず）によって回転駆動されるドライブロール２７により、矢印方向に所定の速度で循環駆動される。この中間転写ベルト２５は、例えば、チャージアップを起こさないベルト素材（ゴムまたは樹脂）にて抵抗調整されたものが使用されている。中間転写体クリーニング装置４３は、クリーニングブラシ４３ａおよびクリーニングブレード４３ｂを備えており、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト２５の表面から残留トナーや紙粉等を除去して、次の画像形成プロセスに備えるように構成されている。
【００２５】
ＲＯＳ１４は、図示しない半導体レーザ、変調器の他、半導体レーザから出射されたレーザ光（ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋ）を偏向走査するポリゴンミラー１９を備えている。図１に示す例では、ＲＯＳ１４は、画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの下方に備えられることから、トナー等の落下による汚損の危険性を有している。そこで、ＲＯＳ１４は、各構成部材を密閉するための直方体状のフレーム２０を設け、レーザ光（ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋ）が通過するガラス製のウィンドウ２１Ｋをこのフレーム２０の上方に設けて、走査露光と共にシールド効果を高めるように構成されている。
【００２６】
シート搬送系３０は、画像が記録される記録用紙（シート）を積載して供給する給紙装置３４、給紙装置３４から記録用紙を取り上げて供給するナジャーロール３５、ナジャーロール３５から供給された記録用紙を１枚ずつ分離して搬送するフィードロール３６、フィードロール３６により１枚ずつに分離された記録用紙を画像転写部に向けて搬送する搬送路３７を備えている。また、搬送路３７を介して搬送された記録用紙に対し、二次転写位置に向けてタイミングを合わせて搬送するレジストロール３８、二次転写位置に設けられバックアップロール２８に圧接して記録用紙上に画像を二次転写する二次転写ロール２９を備えている。更に、定着器３１によってトナー画像が定着された記録用紙を本体１の機外に排出する排出ロール３２、排出ロール３２によって排出された記録用紙を積載する排出トレイ３３を有する。また、定着器３１によって定着された記録用紙を反転させて両面記録を可能とする両面用搬送ユニット４９を備えている。
【００２７】
次に、図１に示す画像形成装置の動作について説明する。図示しない記録用紙読み取り装置によって読み取られた記録用紙の色材反射光像や、図示しないパーソナルコンピュータ等にて形成された色材画像データは、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各８ビットの反射率データとしてＩＰＳ１２に入力される。ＩＰＳ１２では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４色の色材階調データに変換され、ＲＯＳ１４に出力される。
【００２８】
ＲＯＳ１４では、入力された色材階調データに応じて、半導体レーザ（図示せず）から出射されたレーザ光（ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋ）を、ｆ−θレンズ（図示せず）を介してポリゴンミラー１９に出射している。ポリゴンミラー１９では、入射されたレーザ光を各色の階調データに応じて変調し、偏向走査して、図示しない結像レンズおよび複数枚のミラーを介して画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの、トナー像を担持させる像担持体としての感光体ドラム１５に照射している。画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの感光体ドラム１５では、帯電された表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋにて、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。
【００２９】
画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの感光体ドラム１５上に形成されたトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト２５上に多重転写される。このとき、黒色のトナー像を形成する黒の画像形成ユニット１３Ｋは、中間転写ベルト２５の移動方向の最下流側に設けられ、黒色のトナー像は、中間転写ベルト２５に対して最後に一次転写される。
【００３０】
一方、シート搬送系３０では、画像形成のタイミングに合わせてナジャーロール３５が回転し、給紙装置３４から所定サイズの記録用紙が供給される。フィードロール３６により１枚ずつ分離された記録用紙は、搬送路３７を経てレジストロール３８に搬送され、一旦、停止される。その後、トナー像が形成された中間転写ベルト２５の移動タイミングに合わせてレジストロール３８が回転し、記録用紙は、バックアップロール２８および二次転写ロール２９によって形成される二次転写位置に搬送される。二次転写位置にて下方から上方に向けて搬送される記録用紙には、圧接力および所定の電界を用いて、４色が多重されているトナー像が副走査方向に順次、転写される。
【００３１】
そして、各色のトナー像が転写された記録用紙は、定着器３１によって熱および圧力で定着処理を受けた後、排出ロール３２によって本体１の上部に設けられた排出トレイ３３に排出される。尚、排出トレイ３３にそのまま排出せずに、図示しない切り替えゲートによって搬送方向を切り替え、定着器３１によって定着された記録用紙を両面用搬送ユニット４９によって反転させることもできる。この反転された記録用紙をレジストロール３８に搬送した後、前述と同様な流れによって、印刷されていない他の面について画像を形成することで、記録用紙の両面に画像を形成することが可能となる。
【００３２】
次に、画像プロセス系１０における画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋについて説明する。図２は、画像形成ユニットを説明するための図である。ここでは、画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの中の１つ（例えば、１３Ｙ）が示されている。他の画像形成ユニット１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋもほぼ同様に構成されている。
【００３３】
図１及び図２に示すように、画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋは、Ｂ方向に回転し、トナー像を担持させる像担持体としての感光体ドラム１５、帯電ロール１６を用いて感光体ドラム１５を帯電させる帯電器（図示せず）、帯電器によって帯電され、ＲＯＳ１４からのレーザ光（ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋ）によって感光体ドラム１５上に形成された静電潜像を、Ａ方向に回転する現像ロール４８によって現像する現像装置１７、中間転写ベルト２５を挟んで感光体ドラム１５に対向して設けられ、感光体ドラム１５上に現像されたトナー像を中間転写ベルト２５上に転写する一次転写ロール２６、転写後に感光体ドラム１５上に残った残留トナーを除去するクリーニング装置１８を備えている。クリーニング装置１８は、感光体ドラム１５に圧接配置されるクリーニングブレード１８ａを備えている。
【００３４】
図３は、本実施の形態が適用される画像形成装置の現像装置１７を説明するための図である。図３に示された現像装置１７は、対応する画像形成ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの色のトナーとキャリアとからなる二成分系の現像剤を内部に有する現像剤ハウジング４７と、現像剤ハウジング４７の開口部４７ａ側、つまり感光体ドラム（潜像担持体）１５側に配設される現像剤担持体としての現像ロール４８と、撹拌部材としての第一オーガ５０及び第二オーガ５１と、現像ロール４８により搬送される現像剤の層厚を規制する層厚規制ブレード５２とを備えている。
【００３５】
また、第一及び第二オーガ５０、５１は、現像剤搬送領域である第一現像剤搬送路６０、第二現像剤搬送路６１内に配置されており、これら第一現像剤搬送路６０と第二現像剤搬送路６１とは、仕切り板５３によって互いに仕切られているとともに、その両端部の通路（図示せず）において繋がっている。第一オーガ５０は第二オーガ５１よりも現像ロール４８の近くに配設されている。現像ロール４８は、例えば、アルミニウム合金やステンレス鋼等の非磁性導電性部材からなる現像スリーブ（現像剤担持体）４８ａと、その内部に固定状態に配置されたマグネットロール（磁界発生手段）４８ｂとから構成されている。感光体ドラム１５上の静電潜像の現像に使用されるトナーとキャリアとを含む二成分現像剤は、第一及び第二オーガ５０、５１によって搬送され攪拌混合されると共に、キャリアによって所定の極性の帯電量に摩擦帯電され、矢印Ａの方向に回転駆動される現像ロール４８へと搬送され、感光体ドラム１５上の静電潜像の現像に使用される。
【００３６】
図３に示すように、矢印Ｂの方向に回転駆動される感光体ドラム１５に対向配置された現像ロール４８は、現像剤を担持すると共に矢印Ａの方向に回転駆動されて、感光体ドラム１５に形成された静電潜像を現像する。即ち、現像ロール４８は、感光体ドラム１５と現像ロール４８との対向部における移動方向が、感光体ドラム１５の移動方向とは逆になっている。このように、現像剤を担持しつつ矢印Ａの方向に回転駆動された現像ロール４８が、感光体ドラム１５との対向部において、矢印Ｂの方向に回転駆動される感光体ドラム１５の移動方向とは逆に移動して現像剤を感光体ドラム１５と摺擦させ、感光体ドラム１５の表面層に形成された静電潜像を現像することにより、感光体ドラム１５の表面層に、オゾンやＮＯｘに基づく低抵抗物質が堆積することが防止される。その結果、高耐摩耗性感光体特有の、解像度低下や画像ボケ等の異常画像の発生が防止され、さらに、クリーニング性能及びクリーニングブレードのめくれに対する安定性が増大する。
【００３７】
尚、二成分現像剤のトナーは、例えば、乳化重合法で作成したスチレンアクリル樹脂中に着色剤を含む体積平均径５．８μｍの非磁性体粒子に、酸化チタン、シリカ等が外添してあり、形状係数（ＭＬ^２／Ａ）は、１３２であるものが挙げられる。キャリアは、例えば、体積平均径３５μｍのフェライトをコアとし、帯電剤を分散させた樹脂を表面にコートし、飽和磁化は、６０〜６５ｅｍｕ／ｇであるものが挙げられる。
【００３８】
また、現像パラメータとしては、例えば、現像スリーブと感光体のギャップ（ＤＲＳ）が３５０〜５００μｍ、現像スリーブと規制ブレードとのギャップ（ＴＧ）が５００〜７５０μｍである。また、現像バイアスとしては、Ｖｐｐは、１．５ｋｖ、Ｖｄｃは、−５５０ｖ、帯電電位は、−７００Ｖ、露光部電位は、−２００ｖである。さらに、現像ロール４８の周速は、１８２ｍｍ／ｓｅｃであり、これは、プロセススピードの１．７５倍程度の範囲である。
【００３９】
次に、感光体ドラム１５の表面層について説明する。潜像担持体としての感光体ドラム１５は、磨耗、傷等に対する耐性を示す低磨耗性表面層が設けられている。この低磨耗性表面層としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂等の熱可塑性樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等のバインダー樹脂中に導電性微粒子を分散したもの、通常の電荷輸送層材料にフッ素化合物、アクリル樹脂等を含有させたもの、硬化性シリコーン樹脂又はアクリル樹脂等のハードコート剤等が使用することができる。これらのなかでも、強度、電気特性、画質維持性等の観点から、バインダー樹脂中にフッ素化合物を含有させたもの、及び、電荷輸送性を有する硬化性シリコーン樹脂からなるものが好ましい。
【００４０】
バインダー樹脂中の含有させるフッ素化合物は、通常、フッ素化合物と、必要に応じて、潤滑性オイルと、界面活性剤その他の添加剤とを含有する水性分散液の形態に調製され、この水性分散液を感光体ドラム１５の表面に塗布又は浸漬処理することにより、感光体ドラム１５の表面に、低磨耗性表面層を形成することができる。感光体ドラム１５の表面に、バインダー樹脂にフッ素化合物を含有させた低磨耗性表面層を形成することにより、さらなるトルク低減が図れるとともに転写効率の向上も図れるため好ましい。
【００４１】
バインダー樹脂中に含有させるフッ素化合物としては、例えば、パーフルオロポリエーテル、パーフルオロアルコール等の低分子フッ素化合物及びフッ素系樹脂を必須成分とする改質樹脂が挙げられる。このようなフッ素系樹脂を必須成分とする改質樹脂におけるフッ素系樹脂としては、テトラフルオロエチレンのホモポリマー；テトラフルオロエチレンとオレフィン、含フッ素オレフィン、パーフルオロオレフィン、フルオロアルキルビニルエーテル等とのコポリマー；フッ化ビニリデンのホモポリマー；フッ化ビニリデンとオレフィン、含フッ素オレフィン、パーフルオロオレフィン、フルオロアルキルビニルエーテル等とのコポリマー；クロロトリフルオロエチレンのホモポリマー；クロロトリフルオロエチレンとオレフィン、含フッ素オレフィン、パーフルオロオレフィン、フルオロアルキルビニルエーテル等とのコポリマー等が挙げられる。特に、テトラフルオロエチレンのホモポリマーまたはコポリマーが好ましく、また、テトラフルオロエチレンのホモポリマーと各種コポリマーと、を重量比で９５：５〜１０：９０の割合で混合して用いることも好ましい。
【００４２】
フッ素化合物の水性分散液中に添加する潤滑性オイルとしては、ワックス及び／またはシリコーン、パーフルオロポリエーテル等が挙げられる。潤滑性オイルを含有させることにより、フッ素化合物がブレード内部に浸透することを促進するため好ましい。ここで、ワックスとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペロトラタム等が挙げられる。シリコーンとしては、シリコーンオイル、シリコーングリス、オイルコンパウンド、シリコーンワニス等が挙げられる。
【００４３】
フッ素化合物の水性分散液中に添加する界面活性剤としては、フッ素系又はその他ノニオン系、カチオン系、アニオン系または両性界面活性剤が挙げられる。さらに、その他の添加剤としては、ｐＨ調整剤、有機溶媒、多価アルコール、柔軟剤、粘度調整剤、光安定剤、酸化防止剤等を混合することもできる。
【００４４】
感光体ドラム１５の表面に、ポリカーボネート樹脂等のバインダー樹脂にフッ素化合物を含有させた低磨耗性表面層を形成する方法としては、感光体ドラム１５を形成する部材を、フッ素化合物の水性分散液中に浸漬することにより行う方法が挙げられる。この場合、フッ素化合物が感光体ドラム１５の部材内部へ浸透することを促進するために、減圧下で行うことが好ましい。この際の圧力としては、０．９気圧以下、好ましくは、０．８気圧以下、より好ましくは０．７気圧以下にて処理する。また、水性分散液を４０℃以上、好ましくは５０℃以上に加熱することが浸透の促進に効果的である。さらに、０．１気圧以上、好ましくは、０．２気圧以上、より好ましくは０．３気圧以上にて処理することも効果的であり、減圧、加圧、加熱処理を組み合わせることも効果的である。さらに、スプレー法、塗布法等により、フッ素化合物をブレード部材に付着させたのち、４０℃以上、好ましくは５０℃以上に加熱し、浸透層を形成することもできる。また、フッ素化合物の水性分散液を付着させた後、加熱乾燥前又は加熱乾燥後にふき取り、あるいは洗浄を行うこともできる。
【００４５】
感光体ドラム１５の低磨耗性表面層を形成するための、電荷輸送性を有する硬化性シリコーン樹脂としては、特に、下記一般式（１）で示される架橋構造を有するシロキサン系樹脂が、強度、安定性に優れ好ましい。
Ｇ−Ｄ−Ｆ（１）
（一般式（１）中、Ｇは、無機ガラス質ネットワークサブグループであり、Ｄは、可撓性有機サブユニットであり、Ｆは、電荷輸送性サブユニットである。）
【００４６】
一般式（１）中、無機ガラス質ネットワークサブグループであるＧとしては、特に好ましくは、反応性を有するＳｉ基が互いに架橋反応を行うことにより、３次元的なＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合である無機ガラス質ネットワークを形成するものが挙げられる。例えば、一般式（１）で表される化合物の加水分解により生じるシラノール基と結合可能な基が挙げられ、具体的には、下記一般式（３）で表される構造を有するものである。
−（ＳｉＲ_３−ａＱ_ａ）（３）
（一般式（３）中、Ｒは、水素原子、アルキル基又は置換基を有することがあるアリール基であり、Ｑは、加水分解性基であり、ａは、１〜３の整数である。）さらに、エポキシ基、イソシアネート基、カルボキシル基、ヒドロキシ基、ハロゲン等が挙げられる。これらの中でも、一般式（３）で表される基、エポキシ基、イソシアネート基が好ましく、機械強度を高めることができる。また、これらの基を分子内に２つ以上持つ化合物は、硬化膜の架橋構造が３次元的になり、より強い機械強度を有するため好ましい。
【００４７】
一般式（１）中、可撓性有機サブユニットであるＤは、電荷輸送性サブユニットであるＦと、３次元的な無機ガラス質ネットワークであるＧとを直接結合するものである。また、硬い反面もろさも有する無機ガラス質ネットワークＧに適度な可撓性を付与し、感光体ドラム１５の表面層としての強度を向上させるという働きを有する。
【００４８】
一般式（１）中、電荷輸送性サブユニットであるＦとしては、光キャリア輸送特性を有する構造のものが挙げられる。具体的には、例えば、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、アリールアルカン系化合物、アリール置換エチレン系化合物、スチルベン系化合物、アントラセン系化合物、ヒドラゾン系化合、キノン系化合物、フルオレノン化合物、キサントン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノビニル系化合物、エチレン系化合物等が挙げられる。
【００４９】
一般式（１）で示される架橋構造を有するシロキサン系樹脂として、特に、下記一般式（２）で表される構造を有する化合物は、電荷輸送性、耐光性、耐放電生成ガス性等に優れるので、好ましい。
【００５０】
【化２】

【００５１】
（一般式（２）中、Ａｒ^１〜Ａｒ^４は、それぞれ独立に置換基を有することがあるアリール基であり、Ａｒ^５は、置換基を有することがあるアリール基又はアリーレン基であり、且つ、Ａｒ^１〜Ａｒ^５のうち１〜４個は、−（Ｄ−Ｇ）で表される結合基と結合可能な結合手を有する。Ｄは、可撓性有機サブユニットであり、Ｇは、−（ＳｉＲ_３−ａＱ_ａ）で示される加水分解性基を有する置換ケイ素基から誘導される。Ｒは、水素、アルキル基、置換基を有することがあるアリール基であり、Ｑは、加水分解性基であり、ｋは、０又は１であり、ａは、１〜３の整数であり、ｂは、１〜４の整数である。）
【００５２】
感光体ドラム１５の低磨耗性表面層を形成するための成膜性、可撓性を調整する等の目的から、他のカップリング剤、フッ素化合物と混合して用いても良い。このような化合物として、各種シランカップリング剤、および市販のシリコーン系ハードコート剤を用いることができる。シランカップリング剤としては、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン等が挙げられる。
【００５３】
また、市販のハードコート剤としては、ＫＰ−８５、Ｘ−４０−９７４０、Ｘ−４０−２２３９（信越シリコーン社製）；ＡＹ４２−４４０、ＡＹ４２−４４１、ＡＹ４９−２０８（東レダウコーニング社製）等が挙げられる。さらに、撥水製等の付与のために、含フッ素化合物を加えても良い。含フッ素化合物としては、例えば、（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）トリエトキシシラン、（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリメトキシシラン、３−（ヘプタフルオロイソプロポキシ）プロピルトリエトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロアルキルトリエトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロデシルトリエトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロオクチルトリエトシキシラン等が挙げられる。
【００５４】
シランカップリング剤の使用量は特に限定されない。尚、含フッ素化合物の使用量は、フッ素を含まないシランカップリング剤化合物に対して、０．２５重量部以下であることが望ましい。含フッ素化合物の使用量が過度に多いと、架橋膜の成膜性が低下する場合がある。また、膜の強度を向上させるために、−（ＳｉＲ_３−ａＱ_ａ）で示される加水分解性基を有する置換ケイ素基を２個以上有している化合物を同時に用いることがより好ましい。
【００５５】
感光体ドラム１５の低磨耗性表面層を形成する方法としては、一般式（１）で表される化合物及びその他の化合物の混合物からなるコーティング液を調製し、溶媒を添加せずに、または、必要に応じて適当な溶媒を添加した溶液の状態で、感光体ドラム１５の表面に塗布する方法が挙げられる、溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類等が挙げられる。好ましくは、沸点が１００℃以下のものであり、任意に混合して使用もできる。溶媒の使用量は特に限定されないが、通常、一般式（１）で示される化合物１重量部に対し、０．５〜３０重量部、好ましくは、１〜２０重量部の範囲で使用される。溶媒の使用量が過度に少ないと、一般式（１）で示される化合物が析出しやすくなるおそれがある。
【００５６】
一般式（１）で示される化合物による架橋反応の反応温度及び反応時間は、原料の種類により適宜選択され特に限定されないが、反応温度は、通常、０〜１００℃、好ましくは１０〜７０℃、特に好ましくは、５０〜１５０℃の温度であり、反応時間は、１０分から１００時間の範囲で行うことが好ましい。反応時間が過度に長くなるとゲル化を生じ易くなるおそれがある。尚、架橋反応を行ったのち、高湿度状態に保ち、特性の安定化を図ることも有効である。さらに、用途によっては、ヘキサメチルジシラザンや、トリメチルクロロシラン等を用いて表面処理を行い、疎水化することもできる。
【００５７】
架橋反応には、通常、硬化触媒が使用される。硬化触媒としては、以下の様なものをあげることができる。例えば、塩酸、酢酸、リン酸、硫酸等のプロトン酸；アンモニア、トリエチルアミン等の塩基；ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジオクトエート、オクエ酸第一錫等の有機錫化合物；テトラ−ｎ−ブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート等の有機チタン化合物；アルミニウムトリブトキシド、アルミニウムトリアセチルアセトナート等の有機アルミニウム化合物；有機カルボン酸の鉄塩、マンガン塩、コバルト塩、亜鉛塩、ジルコニウム塩等が挙げられる。これらの中でも、保存安定性の点で金属化合物が好ましく、さらに、金属のアセチルアセトナート、アセチルアセテートが好ましく、特に、アルミニウムトリアセチルアセトナートが好ましい。硬化触媒の使用量は任意に設定できるが、保存安定性、特性、強度等の点で加水分解性ケイ素置換基を含有する材料の合計量に対して０．１〜２０重量％が好ましく、０．３〜１０重量％がより好ましい。
【００５８】
感光体ドラム１５の低磨耗性表面層には、帯電器で発生するオゾン等の酸化性ガスによる劣化を防止する目的で、酸化防止剤を添加することが好ましい。感光体ドラム１５表面の機械的強度を高めることにより、感光体ドラム１５が長寿命になると、感光体ドラム１５が、酸化性ガスに長時間接触することになるため、従来より強い酸化耐性が要求される。酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミン系酸化防止剤、有機イオウ系酸化防止剤、フォスファイト系酸化防止剤、ジチオカルバミン酸塩系酸化防止剤、チオウレア系酸化防止剤、ベンズイミダゾール系酸化防止剤等が挙げられる。これらの中でも、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミン系酸化防止剤が好ましい。酸化防止剤の添加量としては２０重量％以下が望ましく、１０重量％以下がさらに望ましい。
【００５９】
酸化防止剤の中でも、特にヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましく、具体例としては、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，５−ジ−ｔ−ブチルヒドロキノン、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロシンナマイド、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ベンジルフォスフォネート−ジエチルエステル、２，４−ビス［（オクチルチオ）メチル］−ｏ−クレゾール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，５−ジ−ｔ−アミルヒドロキノン、２−ｔ−ブチル−６−（３−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルベンジル）−４−メチルフェニルアクリレート、４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）等が挙げられる。
【００６０】
また、放電ガス耐性、機械強度、耐傷性、粒子分散性、粘度コントロール、トルク低減、磨耗量コントロール、ポットライフの延長等の目的で、アルコール系溶媒に可溶な樹脂を加えることもできる。アルコール系溶媒に可溶な樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ブチラールの一部がホルマールやアセトアセタール等で変性された部分アセタール化ポリビニルアセタール樹脂等のポリビニルアセタール樹脂（たとえば積水化学社製エスレックＢ、Ｋ等）、ポリアミド樹脂、セルロ−ス樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
【００６１】
これらの樹脂のなかでも、特に、電気特性上、ポリビニルアセタール樹脂が好ましい。これらの樹脂の平均分子量は２，０００〜１００，０００が好ましく、５，０００〜５０，０００がさらに好ましい。平均分子量が過度に小さいと所望の効果が得られなくなり、過度に大きいと溶解度が低くなり、添加量の減少及び塗布時に製膜不良の原因になるおそれがある。添加量は、通常、１〜４０重量％、好ましくは１〜３０重量％、特に好ましくは、５〜２０重量％である。添加量が過度に少ない場合は所望の効果が得られにくくなり、過度に多くなると高温高湿下での画像ボケが発生しやすくなるおそれがある。
【００６２】
更に、感光体ドラム１５表面の耐汚染物付着性、潤滑性を改善するために、各種の微粒子を添加することもできる。それらは、単独で用いることもできるが、併用してもよい。このような微粒子としては、例えば、ケイ素含有微粒子、フッ素系微粒子、半導電性金属酸化物等が挙げられる。ケイ素含有微粒子とは、構成元素にケイ素を含む微粒子であり、具体的には、コロイダルシリカ及びシリコーン微粒子等が挙げられる。コロイダルシリカは、平均粒子径１〜１００ｎｍ、好ましくは１０〜３０ｎｍの酸性もしくはアルカリ性の水分散液、あるいはアルコール、ケトン、エステル等の有機溶媒中に分散させたものから選ばれ、一般に市販されているものを使用することができる。最表面層中のコロイダルシリカの固形分含有量は、特に限定されるものではないが、製膜性、電気特性、強度の面から最表面層の全固形分中の０．１〜５０重量％の範囲、好ましくは０．１〜３０重量％の範囲で用いられる。
【００６３】
また、シリコーン微粒子は、球状で、平均粒子径１〜５００ｎｍ、好ましくは１０〜１００ｎｍの、シリコーン樹脂粒子、シリコーンゴム粒子、シリコーン表面処理シリカ粒子から選ばれ、一般に市販されているものを使用することができる。シリコーン微粒子は、化学的に不活性で、樹脂への分散性に優れる小径粒子であり、さらに十分な特性を得るために必要とされる含有量が低いため、架橋反応を阻害することなく、電子写真感光体の表面性状を改善することができる。即ち、強固な架橋構造中に均一に取り込まれた状態で、電子写真感光体表面の潤滑性、撥水性を向上させ、長期間にわたって良好な耐摩耗性、耐汚染物付着性を維持することができる。本発明の電子写真感光体における最表面層中のシリコーン微粒子の含有量は、最表面層の全固形分中の０．１〜３０重量％の範囲であり、好ましくは０．５〜１０重量％の範囲である。
【００６４】
フッ素系微粒子としては、ポリ４フッ化エチレン、ポリ３フッ化エチレン、ポリ６フッ化プロピレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂の微粒子、これらのフッ素樹脂のモノマーと水酸基を有するモノマーとを共重合させた樹脂からなる微粒子（例えば、第８回ポリマー材料フォーラム講演予稿集頁８９参照）等が挙げられる。
【００６５】
半導電性金属酸化物としては、例えば、ＺｎＯ−Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２−Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２、ＺｎＯ−ＴｉＯ_２、ＭｇＯ−Ａｌ_２Ｏ_３、ＦｅＯ−ＴｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＭｇＯ等が挙げられる。
【００６６】
また、同様に、感光体ドラム１５表面の耐汚染物付着性、潤滑性を改善する目的で、シリコーンオイル等のオイルを添加することもできる。シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサン、フェニルメチルシロキサン等のシリコーンオイル；アミノ変性ポリシロキサン、エポキシ変性ポリシロキサン、カルボキシル変性ポリシロキサン、カルビノール変性ポリシロキサン、メタクリル変性ポリシロキサン、メルカプト変性ポリシロキサン、フェノール変性ポリシロキサン等の反応性シリコーンオイル；ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン等の環状ジメチルシクロシロキサン類；１，３，５−トリメチル−１，３，５−トリフェニルシクロトリシロキサン、１，３，５，７−テトラメチル−１，３，５，７−テトラフェニルシクロテトラシロキサン、１，３，５，７，９−ペンタメチル−１，３，５，７，９−ペンタフェニルシクロペンタシロキサン等の環状メチルフェニルシクロシロキサン類；ヘキサフェニルシクロトリシロキサン等の環状フェニルシクロシロキサン類；３−（３，３，３−トリフルオロプロピル）メチルシクロトリシロキサン等のフッ素含有シクロシロキサン類；メチルヒドロシロキサン混合物、ペンタメチルシクロペンタシロキサン、フェニルヒドロシクロシロキサン等のヒドロシリル基含有シクロシロキサン類；ペンタビニルペンタメチルシクロペンタシロキサン等のビニル基含有シクロシロキサン類等の環状のシロキサン等が挙げられる。
【００６７】
感光体ドラム１５の低磨耗性表面層を形成する、電荷輸送性を有し、架橋構造を有するシロキサン系樹脂は、優れた機械強度を有する上に光電特性も十分であることから、これをそのまま積層型感光体の電荷輸送層として用いることもできる。その場合、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いて、電荷輸送層を形成する。ただし、１回の塗布により必要な膜厚が得られない場合、複数回重ね塗布することにより必要な膜厚を得ることができる。複数回の重ね塗布を行なう場合、加熱処理は塗布の度に行なっても良いし、複数回重ね塗布した後でも良い。
【００６８】
【実施例】
以下に実施例に基づき本実施の形態を具体的に説明する。本実施の形態は、実施例に限定されるものではない。尚、実施例及び比較例中の部又は％は、特に断らない限り、総て重量基準である。
（現像剤）
現像剤は、着色剤を含むスチレンアクリル樹脂の非磁性体粒子（体積平均径５．８μｍ）に、酸化チタン、シリカ等を外添した形状係数（ＭＬ^２／Ａ）１３２のトナーと、コアであるフェライト（体積平均径３５μｍ）に帯電剤を分散させた樹脂を表面にコートしたキャリア（飽和磁化６０〜６５ｅｍｕ／ｇ）とからなる二成分現像剤を使用した。
【００６９】
（現像パラメータ）
現像パラメータとしては、ＤＲＳ３５０〜５００μｍ、ＴＧ５００〜７５０μｍである。現像バイアスとしては、Ｖｐｐ１．５ｋｖ、Ｖｄｃ−５５０ｖ、帯電電位−７００Ｖ、露光部電位−２００ｖである。なお、現像ロール周速１８２ｍｍ／ｓｅｃである。
【００７０】
（感光体Ａの作製）
ホーニング処理を施した外径３０ｍｍφの円筒状のアルミニウム基材（導電性支持体）表面に、ジルコニウム化合物（商品名：オルガチックスＺＣ５４０、マツモト製薬社製）１０部、シラン化合物（商品名：Ａ１１００、日本ユニカー社製）１部、イソプロパノール４０部、及びブタノール２０質量部からなる溶液を浸漬塗布し、１５０℃にて、１０分間加熱乾燥し、膜厚０．１μｍの下引層を形成した。次いで、電荷発生物質としてＸ線回折スペクトルにおけるブラッグ角（２θ±０．２°）７．４°、１６．６°、２５．５°、２８．３°に強い回折ピークを持つクロロガリウムフタロシアニン結晶１部を、ポリビニルブチラール樹脂（商品名：エスレックＢＭ−Ｓ、積水化学社製）１部とともに酢酸ブチル１００質量部に加え、ガラスビーズとともにペイントシェーカーで１時間処理して分散させた後、得られた塗布液を前記下引層表面に浸漬塗布し、１００℃にて、１０分間加熱乾燥して、膜厚約０．１５μｍの電荷発生層を形成した。
更に、下記式（４）で示される構造のベンジジン化合物２部、及び、下記式（５）で示される構造のビスフェノール（Ｚ）ポリカーボネート樹脂（粘度平均分子量：４．４×１０^４）３部を、モノクロロベンゼン１５部とテトラヒドロフラン１５部との混合溶媒に溶解して、得られた塗布液を前記電荷発生層表面に浸漬塗布し、１１５℃にて１時間加熱乾燥して、膜厚２０μｍの電荷輸送層を形成した。
【００７１】
【化３】

【００７２】
【化４】

【００７３】
このようにして得られた積層体の電荷輸送層の外周面に、下記組成に調製したのフッ素系樹脂の水性分散液Ａ（粘度は２００ｍＰａ・ｓ）をブレードコーターにて塗布し、その後、６０℃の恒温槽内で１５分間乾燥することにより、フッ素系樹脂を含有する低磨耗性表面層が形成された感光体Ａを得た。
【００７４】
（処理液Ａ）
テトラフルオロエチレンのホモポリマー１２部
テトラフルオロエチレンのコポリマー８部
パラフィン系中沸点溶媒２０部
界面活性剤、増粘剤、安定剤１５部
水４５部
【００７５】
このようにして得られた感光体Ａの表面は、極めて平滑で光沢が高く、曇りやひび割れ等の異常は全く観察されなかった。また、得られた感光体Ａの断面を電子顕微鏡で観察したところ、最表層として５μｍの厚さのフッ素系樹脂含有層が形成され、電荷輸送層にも２〜５μｍの深さまでフッ素系樹脂含有層が侵入し、空隙を充塞していた。
【００７６】
（感光体Ａ初期評価）
次いで、得られた感光体Ａの表面特性は、水接触角（協和界面科学社製：接触角計ＣＡ−Ｘロール型）１１０°、動摩擦係数（Ｈｅｉｄｏｎ摩擦係数試験器にて測定）０．１であり、表面特性として極めて良好な数値が得られた。また、感光体Ａの電気特性は、フッ素系樹脂含有層を形成する前と殆ど変化していないことを確認した。更に、感光体Ａにフッ素系樹脂含有層を形成する前の動摩擦係数は０．５であり、滑り性が著しく良好になっていることを確認した。
【００７７】
また、感光体Ａを、前記現像剤を現像器に投入したフルカラー複写機（ＤＣＣ４００：富士ゼロックス社製）に取り付け、ウレタン製ブレードを感光体表面より１．０ｍｍ食い込ませたときの回転トルクを測定した。その結果、回転トルクは０．０８Ｎ・ｍであり、フッ素系樹脂含有層を形成しない感光体の回転トルク０．４Ｎ・ｍに比べ１／５に低下していた。
【００７８】
更に、感光体Ａから中間転写ベルトへの１次転写効率を測定した。なお、ここでいう１次転写効率は、１次転写後に中間転写ベルト表面に存在するトナー質量を１次転写前に感光体表面に存在するトナー質量で割った数値で示している。その結果、１次転写効率は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及び黒（Ｋ）の全てのトナーにおいて９９．９％であった。比較として、フッ素系樹脂含有層を形成しない感光体について１次転写効率を測定したところ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、及びＫの各トナーにおいて９３．５〜９６．２％であり、フッ素系樹脂含有層を形成した感光体の転写効率が極めて良好であることを確認した。
【００７９】
（感光体Ｂの作製）
感光体Ａと同様の操作を行い電荷輸送層を形成した。次に、下記式（６）で表される構造の化合物２部、メチルトリメトキシシラン２部、テトラメトキシシラン０．５部、及びコロイダルシリカ０．３部を、イソプロピルアルコール５部、テトラヒドロフラン３部、及び蒸留水０．３部の混合液に溶解させ、さらにイオン交換樹脂（アンバーリスト１５Ｅ）０．５部を加え、室温で攪拌することにより２４時間加水分解を行った。
【００８０】
【化５】

【００８１】
次に、加水分解後の反応混合物からイオン交換樹脂を濾過分離し、その濾液に、アルミニウムトリスアセチルアセトナート（Ａｌ（ａｑａｑ）_３）０．１部、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）０．４部を加えて、表面塗布液を調製した。この表面塗布液を前記電荷輸送層の表面にリング型浸漬塗布法により塗布し、室温で３０分間風乾した後、１７０℃で１時間加熱処理して硬化させ、膜厚約３μｍの低磨耗性表面層を形成した。尚、式（６）で表される構造の化合物の代わりに下記式（７）で表される構造の化合物を用いても良い。
【００８２】
【化６】

【００８３】
（感光体Ｃの作製）
感光体Ｂの場合と同様な操作により、表面層を有する感光体を作成し、これを真空釜の中に設置し、５０℃に加温しつつ０．０２ＭＰａの真空度まで減圧した。次いで、真空釜に下記組成のフッ素系樹脂の水性分散液Ｂを流し込み、表面層の外周面に水性分散液Ｂ（粘度８ｍＰａ・ｓ）を配置するのと同時に、真空釜を一気に常圧に戻した。真空状態と常圧状態との操作を３回繰り返した後、６０℃の恒温槽内で１０分間乾燥し、感光体Ｃを得た。
【００８４】
（処理液Ｂ）
テトラフルオロエチレンのホモポリマー５部
テトラフルオロエチレンのコポリマー５部
パラフィン系中沸点溶媒２０部
界面活性剤、増粘剤、安定剤１０部
水６０部
【００８５】
このようにして得られた感光体Ｃの表面は、極めて平滑で光沢が高く、曇りやひび割れ等の異常は全く観察されなかった。また、得られた感光体Ｃの断面を電子顕微鏡で観察したところ、最表層として５μｍの厚さのフッ素系樹脂含有層が形成され、表面保護層内にも３〜５μｍの深さまでフッ素系樹脂含有層が侵入し、空隙を充塞していた。
【００８６】
（感光体Ｃの初期評価）
得られた電子写真用感光体Ｃの表面特性は、水接触角１１０°、動摩擦係数０．１であり、表面特性として極めて良好な数値が得られた。また、感光体Ｃの電気特性は、フッ素系樹脂含有層を形成する前と殆ど変化していないことを確認した。
また、得られた感光体を前記トナー及び現像剤を現像器に投入したフルカラー複写機（ＤＣＣ４００：富士ゼロックス社製）に取り付け、ウレタン製ブレードを感光体表面より１．１ｍｍ食い込ませた時の回転トルクを測定した。その結果、回転トルクは０．１Ｎ・ｍであり、フッ素系樹脂含有層を形成しない感光体実施例Ｂでの回転トルク０．８Ｎ・ｍに比べ１／８に低下していた。更に、感光体Ｃから中間転写ベルトへの１次転写効率は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及び黒（Ｋ）の全てのトナーにおいて９９．９％と極めて良好であった。
【００８７】
（実施例１〜３、比較例１〜４）
表１に示すように、低磨耗性表面層を有する３種類の感光体（Ａ〜Ｃ）と、低磨耗性表面層を有さない１種類の感光体とを用いて、現像器の現像ロールの２種類の回転方向との組合せについて、ＤＣＣ４００の改造機を用いて高温／高湿環境（温度２８℃、湿度８５％ＲＨ）、低温／低湿環境（温度１０℃、湿度１５％ＲＨ）における、画像密度２０％原稿を各環境１０，０００枚の計２０，０００枚の耐久テストを実施し、終了時の感光体とブレードの摩耗状態（量）からそれぞれの推定寿命を算出した。
【００８８】
尚、現像器の現像ロールの回転方向は、実施例１〜３では、図３に示す現像装置１７のように、摺擦部における現像剤ロールと感光体の移動方向が逆となるように設定し、比較例１〜４では、摺擦部における現像剤ロールと感光体の移動方向Ｗを同方向とした。また実験の都合上、規制ブレードの位置は実施例と比較例とでは異なるが、現像スリーブ上の単位面積当たりの現像剤量が同一になるようＴＧを調整した。
【００８９】
また、ブレードめくれと画像流れを評価するために、帯電による低抵抗物質の堆積しやすい高温／高湿環境（温度２８℃、湿度８５％ＲＨ）で、転写残トナーがブレードに溜まりにくい画像密度１％の原稿での１，０００枚プリントのテストを実施した。さらに帯電条件についてもＤＣＣ４００の接触帯電器に印可されるＡＣ電流値を通常の１．２倍としてより低抵抗物質の堆積し易い条件とした。結果を表１に示す。
【００９０】
【表１】

【００９１】
表１の結果から、低磨耗性表面層を有する感光体Ａ〜Ｃを使用し、摺擦部における現像剤ロールと感光体の移動方向が逆となるように設定した画像形成装置（実施例１〜３）の場合は、感光体の寿命が増大するとともに、ブレードの寿命が大幅に増大することが分かる。また、ブレードめくれ及び画像流れは発生しない。
【００９２】
これに対して、低磨耗性表面層を有する感光体Ａ〜Ｃを使用し、摺擦部における現像剤ロールと感光体の移動方向が同方向になるように設定した画像形成装置（比較例１〜３）の場合は、感光体の寿命は長いものの、ブレードの寿命が１／２〜１／４程度の短いものであることが分かる。ブレードめくれ及び画像流れが発生することが分かる。
【００９３】
また、低磨耗性表面層を有しない感光体を用いた場合（比較例４）では、感光体、ブレードとも３０，０００枚の寿命と推定され、また、ブレードめくれは無いものの、異音、画像流れが発生した。
【００９４】
尚、実施例１〜３は、総てクリーニングブレードを装着した装置で評価を行ったが、本実施の形態が適用される画像形成装置は、感光体の転写効率の点でも著しく向上しており、ブレードを装着しない装置にも適用可能である。また、摺擦部における現像剤担持体と潜像担持体の移動方向が逆である事による感光体の表面層へのオゾン、ＮＯｘに基づく低抵抗物質の堆積を防止する効果も、ブレードを装着しない装置にも適用可能で解像度低下や画像ボケといった異常画像の発生防止にも有効である。
【００９５】
【発明の効果】
かくして本発明によれば、優れた離型性及び滑り性が長期間維持される電子写真用感光体を備えた画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置の概略図である。
【図２】本実施の形態が適用される画像形成装置の画像形成ユニットを説明するための図である。
【図３】本実施の形態が適用される画像形成装置の現像装置を説明するための図である。
【符号の説明】
１…本体、１５…感光体ドラム（潜像担持体）、１７…現像装置、１８ａ…クリーニングブレード、４７…現像剤ハウジング、４７ａ…開口部、４８…現像ロール、４８ａ…現像スリーブ（現像剤担持体）、４８ｂ…マグネットロール（磁界発生手段）、５０…第一オーガ（撹拌部材）、５１…第二オーガ、５２…層厚規制ブレード、６０…第一現像剤搬送路、６１…第二現像剤搬送路、Ａ…現像ロール回転方向、Ｂ…感光体ドラム回転方向

Claims

低摩耗性表面層を有して回動可能に配置された潜像担持体と、
現像剤を担持すると共に前記潜像担持体に対向配置されて移動し、当該潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体と、を備え、
前記現像剤担持体は、前記潜像担持体と当該現像剤担持体との対向部における移動方向が当該潜像担持体の移動方向とは逆であることを特徴とする画像形成装置。
前記現像剤担持体に担持される前記現像剤は、磁性キャリア及びトナーを含有する二成分系現像剤であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記潜像担持体の前記低摩耗性表面層は、フッ素化合物を含有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記潜像担持体の前記低摩耗性表面層は、電荷輸送性を有する硬化性シリコーン樹脂から形成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記潜像担持体の前記低摩耗性表面層は、フッ素化合物を含有し、且つ、電荷輸送性を有する硬化性シリコーン樹脂から形成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記潜像担持体の表面に当接するクリーニングブレードをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。