JP2005266056A

JP2005266056A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2005266056A
Application number: JP2004075893A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Shigesaki; 聡重崎; Noritaka Kuroda; 能孝黒田; Makoto Sakanobe; 真坂廼邉; Wataru Yamada; 渉山田; Hideyuki Akagi; 秀行赤木; Kenichi Mishina; 憲一三品; Akiya Sugiura; 聡哉杉浦; Noriyuki Yamashita; 敬之山下; Tatsuya Soga; 達也曽我
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2005-09-29

Abstract

【課題】複写機、ファクシミリ、プリンターなどの電子写真方式を用いた画像形成装置、特には、トナー像を担持する、交換自在なトナー像担持体を備えた画像形成装置に関し、トナー像担持体の交換インターバルを延ばし交換頻度を極力下げつつも、トナー像担持体が寿命に至る前に交換時期を検知する。
【解決手段】複数の層１１１，１１２が積層されてなる表面層１１０を有する交換自在なトナー像担持体１０を備え、表面層１１０は、トナー像担持体１０の累積回転数の増加に伴い複数の層１１１，１１２のうち表面側にある層から順次摩耗していくものであり、互いに隣合う層では、トナー像担持体１０の累積回転数に対する層厚の減少割合が異なるものであって、トナー像担持体１０の累積回転数に対する表面層１１０における層厚の減少割合が変化したことを検出する変化検出部２４を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンターなどの電子写真方式を用いた画像形成装置、特には、トナー像を担持する、交換自在なトナー像担持体を備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式では、所定方向に回転する感光体の表面を帯電させ帯電後の感光体表面に露光光を照射することによりその表面に静電潜像を得、該静電潜像をトナーによって現像し感光体表面にトナー像を形成し、感光体表面に形成されたトナー像を、所定の被転写面（記録用紙表面や中間転写体表面）に転写し最終的に記録媒体上に定着する画像形成プロセスによって、定着トナー像からなる画像を形成する。

感光体表面に形成されたトナー像を所定の被転写面に転写する際、感光体とその被転写面は接触する。感光体とその被転写面の間には速度差が生じており、積層構造の感光体の表面層は被転写面によって摺擦され、画像形成プロセスが何千回、何万回と繰り返されるうちに感光体の表面層は徐々に摩耗していく。

また、所定の被転写面に転写を終えた感光体表面には、未転写のトナーや外添剤、紙粉、あるいは帯電において生じた放電生成物などの異物が残留するため、これらの残留異物を次の画像形成プロセスに先立ってクリーニング手段により除去することが必要になる。トナー等の残留物を除去するクリーニング方式としては、ファーブラシ、磁気ブラシ等を使用する方法や弾性クリーニングブレードを使用する方法等各種の方法が提案されているが、感光体表面層との摺擦によって機械的に残留物を除去する方式、特にはクリーニングブレードの先端を感光体表面層に圧接させる方式が多くとられている。感光体の表面層は、クリーニング時の摺擦によって徐々に削られていく。

さらに、感光体の表面層は、帯電に伴い発生するオゾンやチッ素酸化物により変質劣化することがある。このため、変質劣化した表面層をクリーニング手段により除去することが好ましく、上記クリーニングブレードの先端を感光体表面層に圧接させ、感光体表面層を削り取ることが行われる。

このように、感光体表面層は、感光体の累積回転数の増加に伴って摩耗していくものであり、表面層の厚さ（層厚）が減少すると、表面層のインピーダンスが低下する。

ところで、帯電時に、感光体表面に与えることができる電荷量には限界があり、このため、表面層の摩耗が進み表面層の層厚があまりに薄くなると、感光体の表面電位が低下し良好な画像が得られなくなる。また、感光体表面層に接触若しくは近接して感光体を帯電させる接触帯電方式を用いた場合には、層厚が大幅に減少した表面層では、局所的な絶縁破壊が起こりやすくなり、帯電不良による画質低下が生じる。したがって、感光体表面層の層厚には、良好な画像を得るための最低必要層厚（限界層厚）があり、表面層の層厚がこの限界層厚に達した時点で感光体は寿命が尽きたことになる。感光体の寿命は、画像形成装置全体の寿命に比べると短く、感光体の寿命が尽きると、新たな感光体に取り替える必要が生じる。そのため、画像形成装置に画像形成回数（出力枚数）をカウントするカウンタを設け、感光体の寿命を出力枚数によって規定しておき、そのカウンタのカウント値に基づいて、感光体の交換が行われることがある。ところが、感光体の寿命は、使用環境によって変わる他、表面層の初期層厚のバラツキによっても影響を受け、出力枚数によって寿命を判断すると、まだ十分に使える感光体を交換してしまったり、交換時期が遅れたりする。

そこで、従来より、感光体の寿命を精度良く検知することを目的とした技術が種々提案されている（特許文献１〜４参照）。これらの特許文献に記載された技術はいずれもフィードバック制御を採り入れた技術であり、求めた値と所定の基準値とを比較して感光体の寿命を判定する技術である。すなわち、特許文献１に記載された技術では、感光体の表面電位をモニタし、そのモニタ値が所定の基準値を下回った時点で感光体の寿命が尽きたと判定する。特許文献２及び３に記載された技術においては、接触帯電部材である帯電ロールに流れる電流値をモニタし、特許文献２の技術では、その電流値が所定の基準値を上回った時点で感光体の寿命が尽きたと判定し、特許文献３の技術では、その電流値に比例して増大する電位差が所定の基準値を上回った時点で感光体の寿命が尽きたと判定する。特許文献４に記載された技術では、帯電ロールに印加した電圧（Ｖ）とその電圧印加時に帯電ロールに流れる電流値（Ｉ）の関係（Ｖ／Ｉ値）に基づき感光体の厚みを算出し、その算出した感光体の厚みが所定の基準値を下回った時点で感光体の寿命が尽きたと判定する。

図１は、特許文献４に記載された技術の原理を説明するための図である。

図１には、上下に２つのグラフが示されており、上下いずれのグラフの横軸も感光体の累積回転数を示すものである。また上のグラフの縦軸は、感光体表面層の層厚を示すものであり、下のグラフの縦軸は、Ｖ／Ｉ値を示すものである。

上のグラフに示すように、感光体の累積回転数が増えるにつれて感光体表面層の層厚は摺擦により減少していく。表面層の層厚減少に伴い表面層のインピーダンスは低下し、帯電ロールに一定電圧（Ｖ）を印加し続けると帯電ロールに流れる電流値（Ｉ）は上昇する。その結果、感光体の累積回転数とＶ／Ｉ値の関係は、下のグラフに示す関係になる。上述の如く、感光体表面層には限界層厚が存在するため、表面層の層厚が限界層厚に達した場合のＶ／Ｉ値（基準値）を予め調べておき、Ｖ／Ｉ値をモニタすることで、Ｖ／Ｉ値が基準値に達した時点で画像形成プロセスを停止させる。こうすることで、画質不良の問題は発生させる前に感光体の交換が行われる。

ところで、同じ構成の画像形成装置であっても、帯電ロールには抵抗値のバラツキがあり、また、帯電ロールと感光体ドラムの接触面積にもバラツキがある。すなわち、帯電ロールの抵抗値は設計値に対して高かったり低かったりし、上記接触面積も設計値に対して広かったり狭かったりする。下のグラフに示す実線は、帯電ロールの抵抗値が設計値通りの抵抗値であり、上記接触面積も設計値通りの面積である場合の関係を表すものであるが、１点鎖線は、帯電ロールの抵抗値が設計値に比べて高く、上記接触面積が設計値に比べて狭い場合の関係を表すものであり、２点鎖線は、帯電ロールの抵抗値が設計値に比べて低く、上記接触面積が設計値に比べて広い場合の関係を表すものである。このようなバラツキを考慮すると、交換時期が遅れることを防止するには、安全を見て、Ｖ／Ｉ値の基準値を高めに設定しておく必要が生じる（上のグラフに示す寿命検知変動幅の矢印参照）。この結果、特許文献４に記載された技術では、感光体の交換インターバルが必要以上に短くなり、交換頻度が高まってしまう。このことは、特許文献４に記載された技術に限らず、特許文献１〜３に記載されたいずれの技術にも当てはまることである。
特開平９−１９０１２０号公報特開平９−１７９４５９号公報特開平５−５３４８８号公報特開平５−２２３５１３号公報

本発明は上記問題点を解決し、トナー像担持体の交換インターバルを延ばし交換頻度を極力下げつつも、トナー像担持体が寿命に至る前に交換時期を検知することができる機能を備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を解決する本発明の画像形成装置は、所定方向に回転しながら帯電を受け露光により静電潜像が形成され現像によりトナー像を担持するトナー像担持体に担持されたトナー像を、所定の被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着することによりその記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
複数の層が積層されてなる表面層を有する交換自在なトナー像担持体を備え、
上記表面層は、上記トナー像担持体の累積回転数の増加に伴い上記複数の層のうち表面側にある層から順次摩耗していくものであり、互いに隣合う層では、上記トナー像担持体の累積回転数に対する層厚の減少割合が異なるものであって、
この画像形成装置はさらに、上記トナー像担持体の累積回転数に対する上記表面層における層厚の減少割合が変化したことを検出する変化検出部と、
上記変化検出部の検出結果に基づいて、上記トナー像担持体の交換時期を検知する交換時期検知部を有するものであることを特徴とする。

上記トナー像担持体の累積回転数に対する上記表面層における層厚の減少割合は、画像形成装置の個体差に影響を受けない。このため、本発明の画像形成装置では、上記表面層の、最表面の層よりも下の所定の層に摩耗が達した時、上記トナー像担持体の交換時期が到来するものであるが、トナー像担持体の交換インターバルを延ばし交換頻度を極力下げつつも、トナー像担持体が寿命に至る前にその交換時期を検知することができる。

ここで、上記トナー像担持体に接触若しくは近接してそのトナー像担持体を帯電させる帯電部材と、
上記帯電部材に、上記トナー像担持体を帯電させるための電力を供給する電源とを備え、
上記変化検出部が、上記電源から上記帯電部材に電力が供給された際に、その帯電部材に印加される電圧（Ｖ）とその帯電部材に流れる電流（Ｉ）とから求まるインピーダンス（Ｖ／Ｉ）に基づいて、上記トナー像担持体の累積回転数に対する上記表面層における層厚の減少割合が変化したことを検出するものであってもよく、
上記電源が、上記帯電部材に、定電流制御のもと、直流電圧に交流電圧を重畳させた帯電バイアスを印加するものであり、
上記変化検出部が、上記電源によって上記帯電部材に印加された帯電バイアスに含まれる交流電圧のピーク間電圧値（Ｖ）とその帯電バイアス印加時に流れる交流電流（Ｉ）とから求まるインピーダンス（Ｖ／Ｉ）に基づいて、上記トナー像担持体の累積回転数に対する上記表面層における層厚の減少割合が変化したことを検出するものであってもよく、
上記トナー像担持体に電荷を付与する電荷付与部材と、
上記トナー像担持体から電荷を除去する電荷除去部材とを備え、
上記変化検出部が、上記電荷付与部材により電荷を付与されたトナー像担持体上の電荷、若しくは上記電荷除去部材により電荷を除去されたトナー像担持体上の電荷に起因して上記トナー像担持体基材に流れる電荷起因電流に基づいて、上記トナー像担持体の累積回転数に対する上記表面層における層厚の減少割合が変化したことを検出するものであってもよい。ここで言う電荷起因電流は、所謂誘電体であるトナー像担持体を帯電するときの充電電流、もしくは除電するときの放電電流である。

また、上記変化検出部が、上記トナー像担持体の、そのトナー像担持体の回転軸方向で複数に分割された領域内の電荷に起因して上記トナー像担持体基材に流れる部分電荷起因電流に基づいて、上記トナー像担持体の累積回転数に対する上記表面層における層厚の減少割合が変化したことを検出するものであってもよく、さらには、
上記トナー像担持体を一様に帯電する帯電部材と、
上記帯電部材により帯電を受けたトナー像担持体を露光することにより該トナー像担持体に静電潜像を形成する露光器と、
上記帯電部材により帯電されたトナー像担持体を一様に除電する、オン／オフ自在な除電部材とを備え、
上記変化検出部が、上記除電部材をオフした状態で上記帯電部材によって上記トナー像担持体を帯電させ、且つ上記露光器により、上記トナー像担持体の回転軸方向に等分割された任意の領域のみを露光させたときのその領域内の電荷に起因して上記トナー像担持体基材に流れる部分電荷起因電流に基づいて、上記トナー像担持体の累積回転数に対する上記表面層における層厚の減少割合が変化したことを検出するものであってもよい。

このように部分電荷起因電流に基づいて、上記トナー像担持体の累積回転数に対する上記表面層における層厚の減少割合が変化したことを検出すれば、全領域を対象とする電荷起因電流に基づくよりも誤差が低減され、感光体ドラムの寿命をより高精度に検知することができる。

また、本発明の画像形成装置において、上記表面層が、最表面にフッ素系樹脂を含有してなる層を有するものであることや、上記表面層が、最表面に少なくとも架橋材料を１種類以上含有してなる層を有するものであることが好ましい。

こうすることで、上記トナー像担持体の最表面の耐摩耗性が向上し、上記トナー像担持体の寿命が延びる。

さらに、上記表面層が、最表面に電荷輸送能を有する構造単位をもち、かつ架橋構造を有するシロキサン系樹脂を含有した層を有するものであることがより好ましい。

また、上記構造単位が、下記一般式（Ｉ）で示される化合物もしくはその化合物からの誘導体であることが好適である。
Ｆ−［Ｄ−Ｓｉ（Ｒ²）_(3-a) Ｑ_a ］_b （Ｉ）
（式中、Ｆは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基、Ｄは可とう性サブユニット、Ｒ²は水素、アルキル基、置換あるいは未置換のアリール基、Ｑは加水分解性基を表わし、ａは１〜３の整数、ｂは１〜４の整数を表わす。）
また、上記構造単位が、下記一般式（ＩＩ）から誘導されたものであることも好適である。
Ｆ−（Ｒ₁−ＺＨ）ｍ（ＩＩ）
（式中、Ｆは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基、Ｒ₁はアルキレン基、Ｚは酸素原子、硫黄原子またはＮＨ、ｍは１〜４の整数を示す。）
さらに、上記一般式（Ｉ）で示される化合物が、特に下記一般式（ＩＩＩ）で表される構造のものであることがより好適である。

（式中、Ａｒ¹〜Ａｒ⁴はそれぞれ独立に置換又は未置換のアリール基を示し、Ａｒ⁵は置換若しくは未置換のアリール基又はアリーレン基を示し、且つＡｒ¹〜Ａｒ⁵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は可とう性サブユニット、Ｇは−Ｓｉ（Ｒ₁）_(3-a) Ｑ_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、Ｒ₁は水素、アルキル基、置換あるいは未置換のアリール基、Ｑは加水分解性基を表わす基、ａは１〜３の整数、ｂは１〜４の整数を表わす。）
また、上記シロキサン系樹脂もしくはその前駆体が、下記一般式（ＩＶ）で示される有機ケイ素化合物もしくはその加水分解物もしくはその加水分解縮合物を少なくとも１種以上含むものであることも好ましい。
Ｂ―（Ｓｉ（Ｒ²）_(3-a) Ｑ_a） ₂ （ＩＶ）
（式中、Ｂは２価の有機基、Ｒ²は水素、アルキル基、置換あるいは未置換のアリール基、Ｑは加水分解性基を表わし、ａは１〜３の整数を表わす。）

本発明によれば、トナー像担持体の交換インターバルを延ばし交換頻度を極力下げつつも、トナー像担持体が寿命に至る前に交換時期を検知することができる機能を備えた画像形成装置を提供することができる。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図２は、本発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成を示す図である。

図２に示す画像形成装置１は、回転軸１０ａを中心にして時計回りに回転する感光体ドラム１０を備え、この感光体ドラム１０の周囲には、帯電器２０、露光器３０、現像器４０、転写ロール５０、クリーニング装置６０、および除電ランプ７０も備えられている。これらの構成部材のうち、感光体ドラム１０、帯電器２０、現像器４０、およびクリーニング装置６０は、一つのカートリッジに内蔵されており、一体的にユニット化されている。以下、これら４つの構成部材１０，２０，４０，６０がユニット化されたカートリッジのことをプロセスカートリッジと称することにする。図１に示す画像形成装置１では、このプロセスカートリッジが交換自在であり、後述するように感光体ドラム１０が寿命に達すると、カートリッジ交換が行われる。

感光体ドラム１０は、円筒上のＡｌ基板の上に、下引層、電荷発生層、電荷輸送層、コート層を積層してなるものであって、コート層の表面は、この感光体ドラム１０の表面に相当する。この図２では、表面側の２層である電荷輸送層とコート層が模式的に示されており、表面側のこれら２層をあわせたものが、本発明にいう表面層の一例に相当する。以下、表面側の２層を合わせたものを表面層１１０と称し、表面層１１０のうちＡｌ基板側の層を第１層１１１、表面側の層を第２層１１２と称することにする。表面側の第２層１１２は、Ａｌ基板側の第１層１１１に比べて耐摩耗性が高いものである。なお、本発明にいう表面層は、２層構造に限ったものではなく、３層以上の積層構造であっても、互いに隣合う層で耐摩耗性が異なればよい。

図２では、記録用紙Ｐが図の右から左に向かって搬送されており、記録用紙Ｐは、感光体ドラム１０の表面層１１０と転写ロール５０の間に送り込まれる。図２に示す画像形成装置１では、感光体ドラム１０と転写ロール５０によって挟み込まれた領域が１次転写領域になる。感光体ドラム１０の回転速度と、記録用紙Ｐの搬送速度には速度差があり、感光体ドラム１０の表面層１１０は、記録用紙Ｐによって摺擦され、画像形成プロセスが何千回、何万回と繰り返されるうちに感光体ドラム１０の表面層１１０は徐々に摩耗していく。

帯電器２０は、感光体ドラム１０の表面に接触した状態で回転する帯電ロール２１と、その帯電ロール２１に電力を供給する電源２２を備えている。この電源２２は、帯電ロール２１に、直流電圧に交流電圧を重畳させた帯電バイアスを印加する。図２に示す電源２２では、直流成分については電圧を−７００Ｖ一定に制御しており、交流成分については、周波数１３００Ｈｚ、電流２０００μＡ一定に制御している。帯電ロール２１は、感光体ドラム１０に接触して回転する半導電性のものであり、感光体ドラム１０との接触部近傍の微小空隙で放電を発生させることにより感光体ドラム１０を帯電させる。感光体ドラム１０は、この帯電ロール２１によって−６６０Ｖに一様に帯電される。なお、帯電ロール２１に代えてブレード状の帯電部材、ベルト状の帯電部材、ブラシ状の帯電部材、磁気ブラシ状の帯電部材などが適応可能である。また、帯電ロール２１やブレード状の帯電部材については感光体ドラム１０に対し、接触状態に限らずある程度の空隙（１００μｍ以下）を有した近接状態として配置しても構わない。

また、図２に示す帯電器２０は、帯電ロール２１や電源２２の他に、Ｖ／Ｉ値検出部２３と制御部２４と環境検知センサ２５も備えているが、これらの説明については後述する。

露光器３０は、感光体ドラムの表面に向けて、画像情報に基づくレーザ光を照射するものである。この画像情報は、画像読み取り装置３１にて読み取った情報を処理部３２で処理することにより得られたものである。

現像装置４０は、トナー粒子およびトナー粒子よりも微粒子の外添剤を含む現像剤を収容した現像剤収容体４１と、現像剤収容体４１中のトナー粒子を担持して感光体ドラム１０の表面に接した状態で回転する現像ロール４２を有する。感光体ドラム１０の表面には、この現像装置４０によってトナー像が形成される。

図２に示す画像形成装置１において画像形成が行われる際には、感光体ドラム１０の表面は、まず、帯電器２０によって一様に帯電される。次に、露光器３０によって画像情報に基づくレーザー光が照射され、感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４０によって現像され、感光体ドラム１０の表面にはトナー像が形成される。こうして形成されたトナー像は、１次転写領域において感光体ドラム１０の表面から記録用紙Ｐの表面に転写される。

また、図２に示す画像形成装置１は、１次転写領域よりも用紙搬送方向下流側に定着器８０を備えている。この定着器８０は、加熱機構８１１を有する定着ロール８１と、定着ロール８１に対向するように設けられた圧力ロール８２とを備えている。互いに対向する定着ロール８１と圧力ロール８２の間には、１次転写領域を通過した記録用紙Ｐが搬送されてくる。記録用紙Ｐ上のトナー像を構成するトナーは、定着ロール８１の加熱機構８１１により溶融され圧力ロール８２からの圧力を受けて用紙Ｐに定着し、定着トナー像からなる画像が形成される。

一方、感光体ドラム１０の、１次転写領域を通過した表面層１１０には、１次転写領域において記録用紙Ｐの表面へ移行することができなかった残留トナーや、その残留トナーに付着していた外添剤粒子、さらには、帯電において生じた放電生成物などの異物が残留している。クリーニング装置６０は、これらの異物を除去するための装置であって、１次転写領域よりも感光体ドラム回転方向下流側であって帯電ロール２１よりも感光体ドラム回転方向上流側の位置に配備されたものである。このクリーニング装置６０は、クリーニングブレード６１と廃トナー搬送オーガ６２を備えている。クリーニングブレード６１は、感光体ドラム１０の回転軸１０ａの延在方向に延びる板状のものであって、その先端エッジ部６１１は、感光体ドラム１０の、中間転写ベルト３０にトナー像が転写された後の表面層１１０に圧接している。クリーニングブレード６１は、感光体ドラム１０が回転することで、感光体ドラム１０の表面層１１０を削り取るとともに残留物を堰き止める。感光体ドラム１０の表面層１１０は、クリーニングブレード１５１によって削り取られる他に、この堰き止められた残留トナー粒子によっても研磨され、表面層１１０のリフレッシュ化が行われる。したがって、感光体ドラム１０の表面層１１０の厚さ（層厚）は、感光体ドラム１０の累積回転数の増加に伴い、徐々に薄くなっていく。クリーニングブレード６１が表面層１１０を削り取ることによって感光体ドラム１０上から除去された異物は、廃トナー搬送オーガ６２によりクリーニング装置６０の外まで搬送される。

クリーニング装置６０によってクリーニングされた感光体ドラムは、除電ランプ７０によって除電され、一連の画像形成サイクルが終了する。

図３は、図２に示す感光体ドラムの累積回転数と、その感光体ドラムの表面層の層厚の関係を示すグラフである。

図３に示すグラフの横軸は、図２に示す感光体ドラムの累積回転数を示すものであり、縦軸はその感光体ドラムの表面層の層厚を示すものである。

図２に示す感光体ドラム１０の表面層１１０は、記録用紙Ｐとの摺擦や、クリーニングブレード６１による削り取りによって層厚が減少する。このため、図３のグラフに示すように、図２に示す感光体ドラム１０の累積回転数が増えるにつれて感光体表面層１１０の層厚は減少していく。この現象は、図１を用いて説明した感光体の現象と同じであるが、図２に示す表面層１１０は耐摩耗性が異なる２層構造であるため、層厚の減り方が２段階に分かれている。すなわち、図３に示すグラフでは、最初、表面側の、耐摩耗性が高い第２層１１２が摩耗することで層厚が、感光体ドラムの累積回転数に対して一定の割合で減少し、第２層１１２が摩耗しきると今度はその下の、耐摩耗性が低い第１層１１１が摩耗し始める。この第１層１１１の摩耗による層厚の減少割合も一定であるが、耐摩耗性が低い分層厚の減少割合が第２層１１２に比べて大きい。そのため、図３に示すグラフには、層厚が減少してきて第２層１１２から第１層１１１に移り変わる時点で屈曲点Ｃが生じている。

図２に示す感光体ドラム１０では、電荷輸送層側の第１層１１１の摩耗がある程度進むと、良好な画像を得るための最低必要層厚（限界層厚）に達する設計になっている。このため、屈曲点Ｃが出現するまでは、感光体ドラムが寿命に至らないことが保証され、屈曲点Ｃが出現すると感光体ドラムの寿命が間もなく尽きることがわかる。

本実施形態の画像形成装置では、この屈曲点Ｃを検出するために、図２に示す帯電ロール２１に供給された電力に基づく検出方法が採用されている。すなわち、図２に示す帯電器２０に備えられたＶ／Ｉ値検出部２３は、帯電ロール２１に交流成分として２０００μＡの電流を供給した際に、帯電ロール２１に印加される交流電圧のピーク間電圧を検出する。Ｖ／Ｉ値検出部２３は、画像形成サイクルが実施されている間を避けて、感光体ドラム１０が５００回転するたびにこの交流電圧の検出を行う。ここにいうトナー像形成サイクルが実行されていない間とは、いわゆる画像非形成サイクル時のことであり、例えば、作像間のインターイメージ時などがあげられる。Ｖ／Ｉ値検出部２３は、検出した交流電圧値（Ｖ）と、交流電流値である２０００μＡの値（Ｉ）からＶ／Ｉ値を求める。帯電ロール２１の抵抗値は使用環境（温度や湿度）によって変化するものである。図２に示すＶ／Ｉ値検出部２３は、より正確にＶ／Ｉ値を求めるため、使用環境によるその抵抗値の変動を予め調べておき、Ｖ／Ｉ値を求める際に、環境検知センサ２５によって検知された使用環境（温度や湿度）に応じて補正を行う。なお、定電流制御を行う電源２２が、環境検知センサ２５によって検知された使用環境に応じて電流値を変更し、帯電ロール２１の環境依存性に対応してもよい。

図２に示す感光体ドラム１０の表面層１１０を構成する各層１１１，１１２では、層厚減少に伴い各層のインピーダンスが低下し、帯電ロールに一定電流を供給し続けると帯電ロールに印加される交流電圧は減少する。

図４は、感光体ドラムの累積回転数と、Ｖ／Ｉ値の関係を示すグラフである。

図４のグラフの横軸は、図３のグラフの横軸と同じく、図２に示す感光体ドラムの累積回転数を示すものであり、この図４のグラフにおける横軸のスケールは、図３のグラフにおける横軸のスケールに合わせてある。また、図４のグラフの縦軸は、図２に示すＶ／Ｉ値検出部２３によって求められたＶ／Ｉ値を示す。

図４のグラフに示す実線は、帯電ロール２１の抵抗値が設計値通りの抵抗値であり、帯電ロール２１と感光体ドラム１０の接触面積も設計値通りの面積である場合の関係を表すものである。また、プロセスカートリッジには個体差があるため、図４のグラフでは、帯電ロール２１の抵抗値が設計値に比べて高く、上記接触面積が設計値に比べて狭い場合の関係を１点鎖線によって表しており、帯電ロール２１の抵抗値が設計値に比べて低く、上記接触面積が設計値に比べて広い場合の関係を２点鎖線によって表している。

図４に示すグラフから、感光体ドラム１０の累積回転数が増加すると、Ｖ／Ｉ値が低下することがわかる。すなわち、感光体ドラム１０の表面層１１０の層厚が減少すると、Ｖ／Ｉ値も低下する。図３のグラフを用いて説明したように、図２に示す感光体ドラム１０の表面層を構成する２つの層１１１，１１２は耐摩耗性が異なるものであるため、感光体ドラム１０の累積回転数に対する層厚の減少割合も異なる。この層厚の減少割合の違いが、図４に示すグラフにも顕著に表れており、Ｖ／Ｉ値の低下のしかたが２段階に分かれ、屈曲点Ｃ’が生じている。図４に示すグラフの横軸と図３に示すグラフの横軸はスケールを統一していることから、両者を見比べると、屈曲点が出現する、感光体ドラム１０の累積回転数は同じであることがわかり、図４のグラフにおいて、Ｖ／Ｉ値の低下割合が小さい部分（屈曲点Ｃ’が出現する前の部分）が、表面側の、耐摩耗性が高い第２層１１２が摩耗することで層厚が減少している部分であり、Ｖ／Ｉ値の低下割合が大きな部分（屈曲点Ｃ’が出現した後の部分）が、耐摩耗性が低い第１層１１１が摩耗することで層厚が減少している部分ととらえることができる。したがって、図２に示すＶ／Ｉ値検出部２３によって求められたＶ／Ｉ値の低下割合が変化すると、感光体ドラムの寿命が間もなく尽きることがわかる。

また、１点鎖線のグラフによって示す状態であっても、２点鎖線のグラフによってで示す状態であっても、屈曲点Ｃ’が出現する感光体ドラム１０の累積回転数は同じである。このことから、Ｖ／Ｉ値の低下割合の変化は、プロセスカートリッジの個体差の影響を受けないことがわかる。

図５は、図２に示す制御部によって実行される感光体寿命判定処理ルーチンを示すフローチャートである。

図２に示すＶ／Ｉ検出部２３は、Ｖ／Ｉ値を求めるたびに制御部２４にＶ／Ｉ値を送る。また、制御部２４には、そのＶ／Ｉ値が求められた際の感光体ドラム１０の累積回転数も送られる。図２に示す制御部２４には、Ｖ／Ｉ値を累積回転数とともに記憶しておく、一時保管メモリと履歴メモリの２つのメモリが用意されている。制御部２４は、Ｖ／Ｉ値を取得すると、取得したＶ／Ｉ値を累積回転数とともに一時保管メモリに格納する（ステップＳ１）。続いて、履歴メモリに記憶されているＶ／Ｉ値と累積回転数を用いて、累積回転数に対するＶ／Ｉ値の低下割合を算出する（ステップＳ２）。なお、履歴メモリには、累積回転数が１のときのＶ／Ｉ値が初期値として記憶されている。次に、ステップＳ１で格納したＶ／Ｉ値から、Ｖ／Ｉ値の低下割合が変化したか否かを検出する（ステップＳ３）。このステップＳ３では、ステップＳ１で格納したＶ／Ｉ値がステップＳ２で算出した低下割合で低下しているか否かを判定することにより、Ｖ／Ｉ値の低下割合が変化したか否かを検出する。ここでの判定では、ステップＳ２で算出した低下割合に所定の幅をもたせて判定する。このステップＳ３において変化していない旨の判定がなされれば、一時保管メモリに格納したＶ／Ｉ値を累積回転数とともに履歴メモリに記録し（ステップＳ４）、ステップＳ１に戻る。なお、ステップＳ４の実行とともに一時保管メモリをクリアする。

一方、ステップＳ３において、Ｖ／Ｉ値の低下割合が変化した旨の判定がなされると、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、次のＶ／Ｉ値を取得したか否かが判定され、次のＶ／Ｉ値が取得されるまで、このステップＳ５は繰り返し実行される。次のＶ／Ｉ値が取得されると、ここで取得したＶ／Ｉ値を累積回転数とともに一時保管メモリに格納し（ステップＳ６）、今度は、ステップＳ６で格納したＶ／Ｉ値から、Ｖ／Ｉ値の低下割合が変化したか否かを検出し（ステップＳ７）、ここでも変化していれば、感光体ドラム１０の寿命警告を発報する（ステップＳ８）。反対に、ここでは変化していなければ、一時保管メモリに格納した２つのＶ／Ｉ値を累積回転数とともに履歴メモリに記録し（ステップＳ９）、ステップＳ１に戻る。なお、このステップＳ９の実行とともに一時保管メモリをクリアする。

ここでの感光体寿命判定処理ルーチンでは、感光体ドラム１０の寿命警告の発報に留めたが、感光体ドラム１０の寿命による画質低下を完全に防止するため、画像形成プロセスの開始を禁止するようにしてもよい。またこの寿命警告発報後、予め設定した感光体ドラムの回転数またはコピー枚数採取後、画像形成プロセスの開始を強制的に禁止するようにしても良い。

図２に示す制御部２４は、本発明にいう変化検出部と交換時期検知部を併せたものの一例であり、この制御部２４が、このような感光体寿命判定処理ルーチンを実行することで、プロセスカートリッジ（感光体ドラム１０）の交換インターバルを延ばし交換頻度を極力下げつつも、感光体ドラム１０が寿命に至る前に交換時期を検知することができる。

なお、ここでは交流電圧の検出を行うことでＶ／Ｉ値を求めたが、直流電圧と直流電流の関係からＶ／Ｉ値を求めてもよい。また、図２示す電源２２は定電流制御を行うものであったが、これを定電圧制御を行うものに代えて電流値をモニタし、感光体ドラムの累積回転数に対する電流値の上昇割合の変化を検出するようにしてもよい。

続いて、本発明の第２実施形態の画像形成装置について説明する。

第２実施形態の画像形成装置の基本的構成は、図１に示す第１実施形態の画像形成装置１の基本的構成と同じである。ここでは、重複する説明は省略し、図１に示す画像形成装置１の構成要素と同じ機能を有する構成要素には、上述の説明で用いた符号と同じ符号を付して説明する。

図６は、第２実施形態の画像形成装置の概略構成を示す図である。

図６に示す画像形成装置１には、非接触帯電方式が採用され、この画像形成装置１は、コロトロン帯電器２６を有する。また、図６に示す画像形成装置１は、図２に示すＶ／Ｉ値検出部２３および制御部２４に代えて、感光体ドラム１０の基材と接地部との間に流れる電荷起因電流の電流値を検出する電荷起因電流検出部９１と、制御部９２を有する。この電荷起因電流検出部９１には、コロトロン帯電器２６により帯電を受けた感光体ドラム上の電荷や、除電ランプ７０により除電を受けた感光体ドラム上の電荷に起因した電荷起因電流が流れる。すなわち、電荷起因電流検出部９１には、感光体ドラム上の電荷量の増減に起因した充放電電流である電荷起因電流が流れる。さらに、感光体ドラム上の電荷量は、露光器３０に露光されることでも変化するため、電荷起因電流検出部９１には、感光体ドラムが露光されることによっても電荷起因電流が流れる。ここにいう電荷起因電流の電流値は、感光体ドラム１０の表面層１１０のインピーダンスの値に比例するものであり、表面層１１０の層厚にも比例するものである。すなわち、表面層１１０の層厚が減少するにつれて、電荷起因電流の電流値は上昇する。電荷起因電流検出部９１で検出された電流値は制御部９２に送られる。また、制御部９２には、その電流値が検出された際の感光体ドラム１０の累積回転数も送られる。制御部９２は、図５に示す感光体寿命判定処理ルーチンと同じ要領で、感光体ドラム１０の累積回転数に対する電荷起因電流の電流値の上昇割合が変化したことを検出し、感光体ドラム１０の寿命警告を発報する。

第２実施形態の画像形成装置１によれば、帯電方式が接触方式であっても非接触方式であっても、プロセスカートリッジの個体差の影響を受けず、感光体ドラムの寿命が間もなく尽きることを精度よく検知することができる。

また、図６に示す露光器１３の露光領域は、感光体ドラムの回転軸方向に３分割することができる。例えば、感光体ドラムの回転軸方向の最大露光幅が３００ｍｍであるとすると、その３００ｍｍ幅を３分割した１００ｍｍ幅ごとの領域を露光することができる。画像非形成サイクルで実施する電荷起因電流検出時には、除電ランプ７０を動作させない状態でコロトロン帯電器２６に帯電バアイスを印加し、露光器１３によって１００ｍｍ幅の一つの領域のみを露光させると、露光器１３で露光したエリアのみの電荷起因電流を検出することができる。こうすることを３回繰り返し、各エリアごとの電荷起因電流を検出した方が、最大露光幅全域の電荷に起因する電荷起因電流を一度に検出するよりも誤差が低減され、より高精度に電荷起因電流を検出することができ、その結果、感光体ドラムの寿命が間もなく尽きることをより高精度に検知することができる。

以上、２つの画像形成装置について説明したが、これまで説明した画像形成装置に用いることができる感光体ドラム１０が有する表面層１１０について詳述する。

表面層１１０を構成する２層のうちの、電荷輸送層側の第１層１１１は、電荷輸送材料と結着樹脂を含有して形成されるか、あるいは高分子電荷輸送材を含有して形成される。

電荷輸送材料としては、ｐ−ベンゾキノン、クロラニル、ブロマニル、アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、２，４，７−トリニトロフルオレノン等の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の電子輸送性化合物、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、ヒドラゾン系化合物などの正孔輸送性化合物があげられる。これらの電荷輸送材料は単独または２種以上混合して用いることができるが、これらに限定されるものではない。また、これらの電荷輸送材料は単独あるいは２種以上混合して用いることができるが、モビリティーの観点から、以下の構造のものが好ましい。

（式中、Ｒ１４は、水素原子またはメチル基を示す。また、ｎは１又は２を意味する。Ａｒ６及びＡｒ７は置換又は未置換のアリール基を示し、置換基としてはハロゲン原子、炭素数が１〜５の範囲のアルキル基、炭素数が１〜５の範囲のアルコキシ基、又は炭素数が１〜３の範囲のアルキル基で置換された置換アミノ基を示す。）

（式中Ｒ１５、Ｒ１５’は同一でも異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数１〜５のアルコキシ基、を表わす。Ｒ１６、Ｒ１６’、Ｒ１７、Ｒ１７’は同一でも異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数１〜５のアルコキシ基、炭素数１〜２のアルキル基で置換されたアミノ基、置換又は未置換のアリール基、あるいは、−Ｃ（Ｒ１８）＝Ｃ（Ｒ１９）（Ｒ２０）を表わし、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０は水素原子、置換又は未置換のアルキル基、置換又は未置換のアリール基を表す。ｍおよびｎは０〜２の整数である。）

（式中Ｒ₂₁は水素原子、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数１〜５のアルコキシ基、置換又は未置換のアリール基、または、―ＣＨ＝ＣＨ―ＣＨ＝Ｃ（Ａｒ）₂を表す。Ａｒは、置換又は未置換のアリール基を表す。Ｒ₂₂、Ｒ₂₃は同一でも異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数１〜５のアルコキシ基、炭素数１〜２のアルキル基で置換されたアミノ基、置換又は未置換のアリール基を表す。）
さらに第１層１１１に用いる結着樹脂は、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコン樹脂、シリコン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アルキッド樹脂や、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリシラン、特開平８−１７６２９３号公報や特開平８−２０８８２０号公報に示されているポリエステル系高分子電荷輸送材など高分子電荷輸送材を用いることもできる。これらの結着樹脂は単独あるいは２種以上混合して用いることができる。電荷輸送材料と結着樹脂との配合比（重量比）は１０：１〜１：５が好ましい。

また、高分子電荷輸送材を単独で用いることもできる。高分子電荷輸送材としては、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリシランなどの電荷輸送性を有する公知のものを用いることができる。特に、特開平８−１７６２９３号公報や特開平８−２０８８２０号公報に示されているポリエステル系高分子電荷輸送材は、高い電荷輸送性を有しており、とくに好ましいものである。高分子電荷輸送材はそれだけでも第１層１１１として使用可能であるが、上記結着樹脂と混合して成膜してもよい。

第１層１１１の厚みは一般的には、５〜５０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍが適当である。

また、第１層１１１は塗布方法によって形成される。この塗布方法としては、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ることができる。さらに第１層１１１を設けるときに用いる溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロルベンゼン等の芳香族炭化水素類、アセトン、２−ブタノン等のケトン類、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロンゲン化脂肪族炭化水素類、テトラヒドロフラン、エチルエーテル等の環状もしくは直鎖状のエーテル類等の通常の有機溶剤を単独あるいは２種以上混合して用いることができる。

また、画像形成装置中で発生するオゾンや酸化性ガス、あるいは光、熱による劣化を防止する目的で、酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤等の添加剤を添加することができる。例えば、酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマン、スピロインダノンおよびそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物等があげられる。光安定剤の例としては、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、ジチオカルバメート、テトラメチルピペリジン等の誘導体があげられる。

また、感度の向上、残留電位の低減、繰り返し使用時の疲労低減等を目的として、少なくとも１種の電子受容性物質を含有させることができる。電子受容物質としては、例えば、無水コハク酸、無水マレイン酸、ジブロム無水マレイン酸、無水フタル酸、テトラブロム無水フタル酸、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、ｏ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、クロラニル、ジニトロアントラキノン、トリニトロフルオレノン、ピクリン酸、ｏ−ニトロ安息香酸、ｐ−ニトロ安息香酸、フタル酸等や、一般式（Ｉ）で示される化合物をあげることができる。これらのうち、フルオレノン系、キノン系やＣｌ，ＣＮ，ＮＯ₂等の電子吸引性置換基を有するベンゼン誘導体が特に好ましい。

なお、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ため、これをそのまま電荷輸送層にもして、電荷輸送層と第１層１１１を合わせた層にしてもよい。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ることができる。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う場合、加熱処理は塗布の度に行っても良いし、複数回重ね塗布した後でも良い。

表面層１１０を構成するもう一方の、表面側の第２層１１２は、強度を高めたものであることが好ましく、このような強度を高めた層としては、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樹脂、アクリル樹脂などの潤滑性微粒子を分散させたもの、シリコンや、アクリルなどのハードコート剤を使用することができるが、強度、電気特性、画質維持性などの観点から、電荷輸送性を有し、架橋構造を有するものが好ましく、特にシロキサン系樹脂からなるものが好ましい。このうち特に、一般式（Ｉ）や（ＩＩ）で示される化合物から誘導される構造を有するものが強度、安定性に優れ特に好ましい。
Ｆ−［Ｄ−Ｓｉ（Ｒ²）_(3-a) Ｑ_a ］_b （Ｉ）
（式中、Ｆは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基、Ｄは可とう性サブユニット、Ｒ²は水素、アルキル基、置換あるいは未置換のアリール基、Ｑは加水分解性基を表わし、ａは１〜３の整数、ｂは１〜４の整数を表わす。）
Ｆ−（Ｒ₁−ＺＨ）ｍ（ＩＩ）
（式中Ｆは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基、Ｒ₁はアルキレン基、Ｚは酸素原子、硫黄原子またはＮＨ、ｍは１〜４の整数を示す。）
一般式（Ｉ）、（ＩＩ）で示される化合物のさらに好ましいものとして、有機基Ｆが特に下記一般式（ＩＩＩ）で示されるものを用いたものをあげる事ができる。

（式中、Ａｒ₁〜Ａｒ₄はそれぞれ独立に置換又は未置換のアリール基を示し、Ａｒ₅は置換若しくは未置換のアリール基又はアリーレン基を示し、且つＡｒ₁〜Ａｒ₅のうち２〜４個は−Ｄ−Ｓｉ（Ｒ²）_(3-a) Ｑ_aで表される結合手を有する。Ｄは可とう性サブユニット、Ｒ²は水素、アルキル基、置換あるいは未置換のアリール基、Ｑは加水分解性基を表わし、ａは１〜３の整数を表わす。）
また、上記一般式（ＩＩＩ）におけるＡｒ₁〜Ａｒ₄はそれぞれ独立に置換または未置換のアリール基を示し、具体的には、以下の構造群１に示されるものが好ましい。

さらに、上記構造群１中のＡｒは下記構造群２から選択されるものが好ましく、Ｚ’は下記構造群３から選択されるものが好ましい。

（ここで、上記構造群１〜３中のＲ⁶は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルキル基もしくは炭素数１〜４のアルコキシ基で置換されたフェニル基、または未置換のフェニル基、炭素数７〜１０のアラルキル基から選択される。Ｒ⁷〜Ｒ¹³は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、もしくは炭素数１〜４のアルコキシ基で置換されたフェニル基、または未置換のフェニル基、炭素数７〜１０のアラルキル基、ハロゲンから選択される。ｍおよびｓは０または１を表わし、ｑおよびｒは１から１０の整数、ｔ，ｔ’は１から３の整数を示す。ここで、Ｘは一般式（Ｉ）の定義で既に示した−Ｄ−Ａで表わされる置換基を示す。）
また、上記構造群３中のＷは以下の構造群４で示されるものが好ましい。

（ここで、ｓ’は０〜３の整数を示す。）
また、上記一般式（ＩＩＩ）におけるＡｒ₅の具体的構造としては、ｋ＝０の時は上記Ａｒ₁〜Ａｒ₄のｍ＝１の構造があげられ、ｋ＝１の時は上記Ａｒ₁〜Ａｒ₄のｍ＝０の構造が挙げられる。

さらに、一般式（ＩＩＩ）の具体例としては、以下の表１から表３に示すＩＩＩ−１からＩＩＩ−６１のものをあげることができるが、これらに限られることはない。

またさらに、一般式（ＩＩ）の具体例としては、以下の構造式（ＩＩ）−１から構造式（ＩＩ）−１６に示すようなものをあげることができるが、これらに限られることはない。

また、第２層１１２を形成するにあたり、強度を高めるために一般式（ＩＶ）に示すような２つ以上のケイ素原子を有する化合物を用いることが好ましい。
Ｂ―（Ｓｉ（Ｒ²）_(3-a) Ｑ_a） ₂ （ＩＶ）
（式中、Ｂは２価の有機基、Ｒ²は水素、アルキル基、置換あるいは未置換のアリール基、Ｑは加水分解性基を表わし、ａは１〜３の整数を表わす。）
具体的には、以下の表４に示すような構造式ＩＶ−１から構造式ＩＶ−１６のものをあげることができるがものを好ましいものとしてあげることができるが、これらに限られることはない。

また、第２層１１２を形成するにあたり、ポットライフの延長、膜特性のコントロールのため、下記一般式（Ｖ）で示される繰り返し構造単位を持つ環状化合物、もしくはその化合物からの誘導体を含有させることもできる。

（Ａ¹、Ａ²はそれぞれ独立に一価の有機基を示す）
上記一般式（Ｖ）で示される繰り返し構造単位を持つ環状化合物として、市販の環状シロキサンをあげることができる。具体的には、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など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など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をあげることができる。

これらの環状シロキサン化合物は単独で用いても良いが、それらを混合して用いても良い。

さらに、第２層１１２を形成するにあたり、強度、膜抵抗などの種々の物性をコントロールするために、下記一般式（ＶＩ）で示される化合物を添加することもできる。
Ｓｉ（Ｒ²）_(4-c) Ｑ_c （ＶＩ）
（式中Ｒ²は水素、アルキル基、置換あるいは未置換のアリール基、Ｑは加水分解性基を表わし、ｃは１〜４の整数を表わす。）
上記一般式（ＶＩ）で示される化合物の具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等の四官能性アルコキシシラン（ｃ＝４）；メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メチルジメトキシエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、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、（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の三官能性アルコキシシラン（ｃ＝３）；ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン等の二官能性アルコキシシラン（ｃ＝２）；トリメチルメトキシシラン等の１官能アルコキシシラン（ｃ＝１）等のシランカップリング剤があげられる。第２層１１２の強度を向上させるためには３および４官能のアルコキシシランが好ましく、可とう性、製膜性を向上させるためには２および１官能のアルコキシシランが好ましい。

また、第２層１１２を形成するにあたり、主にこれらのカップリング材より作成されるシリコン系ハードコート剤も用いることができる。市販のハードコート剤としては、ＫＰ−８５、Ｘ−４０−９７４０、Ｘ−４０−２２３９（以上、信越シリコーン社製）、およびＡＹ４２−４４０、ＡＹ４２−４４１、ＡＹ４９−２０８（以上、東レダウコーニング社製）、などを用いることができる。

またさらに、第２層１１２を形成するにあたり、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などの目的で種々の樹脂を添加することができる。特にシロキサン系の樹脂の場合はアルコールに溶解する樹脂を加えることが好ましい。アルコール系溶剤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など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など）、ポリアミド樹脂、セルロ−ス樹脂、フェノール樹脂などがあげられる。特に、電気特性上ポリビニルアセタール樹脂が好ましい。上記樹脂の分子量は２０００〜１０００００が好ましく、５０００〜５００００がさらに好ましい。分子量は２０００より小さいと所望の効果が得られなくなり、１０００００より大きいと溶解度が低くなり添加量が限られてしまったり、塗布時に製膜不良の原因になったりする。添加量は１〜４０％が好ましく、さらに好ましくは１〜３０％であり、５〜２０％が最も好ましい。１％よりも少ない場合は所望の効果が得られにくくなり、４０％よりも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。

さらに、第２層１１２を形成するにあたり、感光体ドラムの表面における耐汚染物付着性、潤滑性を改善するために、各種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。微粒子の一例として、ケイ素含有微粒子を挙げることができる。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、コロイダルシリカおよびシリコーン微粒子等が挙げられる。ケイ素含有微粒子として用いられるコロイダルシリカは、平均粒子径１〜１００ｎｍ、好ましくは１０〜３０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。第２層１１２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、強度の面から第２層１１２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。

ケイ素含有微粒子として用いられる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、感光体ドラム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、感光体ドラム表面の潤滑性、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。第２層１１２中のシリコーン微粒子の含有量は、第２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。

また、その他の微粒子としては、４弗化エチレン、３弗化エチレン、６弗化プロピレン、弗化ビニル、弗化ビニリデン等のフッ素系微粒子や“第８回ポリマー材料フォーラム講演予稿集ｐ８９”に示される様な、前記フッ素樹脂と水酸基を有するモノマーを共重合させた樹脂からなる微粒子、ＺｎＯ−Ａｌ₂Ｏ３、ＳｎＯ₂−Ｓｂ₂Ｏ₃、Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂、ＺｎＯ−ＴｉＯ₂、ＺｎＯ−ＴｉＯ₂、ＭｇＯ−Ａｌ₂Ｏ₃、ＦｅＯ−ＴｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、ＭｇＯ等の半導電性金属酸化物をあげることができる。

また、同様な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、たとえば、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等をあげることができる。

また、第２層１１２を形成するにあたり、可塑剤、表面改質剤、酸化防止剤、光劣化防止剤等の添加剤を使用することもできる。可塑剤としては、例えば、ビフェニル、塩化ビフェニル、ターフェニル、ジブチルフタレート、ジエチレングリコールフタレート、ジオクチルフタレート、トリフェニル燐酸、メチルナフタレン、ベンゾフェノン、塩素化パラフィン、ポリプロピレン、ポリスチレン、各種フルオロ炭化水素等が挙げられる。第２層１１２にはヒンダートフェノール、ヒンダートアミン、チオエーテル又はホスファイト部分構造を持つ酸化防止剤を添加することができ、環境変動時の電位安定性・画質の向上に効果的である。酸化防止剤としては以下のような化合物、例えばヒンダートフェノール系として「ＳｕｍｉｌｉｚｅｒＢＨＴ−Ｒ」、「ＳｕｍｉｌｉｚｅｒＭＤＰ−Ｓ」、「ＳｕｍｉｌｉｚｅｒＢＢＭ−Ｓ」、「ＳｕｍｉｌｉｚｅｒＷＸ−Ｒ」、「ＳｕｍｉｌｉｚｅｒＮＷ」、「ＳｕｍｉｌｉｚｅｒＢＰ−７６」、「ＳｕｍｉｌｉｚｅｒＢＰ−１０１」、「ＳｕｍｉｌｉｚｅｒＧＡ−８０」、「ＳｕｍｉｌｉｚｅｒＧＭ」、「ＳｕｍｉｌｉｚｅｒＧＳ」以上住友化学社製、「ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１０３５」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１０７６」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１０９８」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１１３５」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１１４１」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１２２２」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１３３０」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１４２５ＷＬ」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１５２０Ｌ」、「ＩＲＧＡＮＯＸ２４５」、「ＩＲＧＡＮＯＸ２５９」、「ＩＲＧＡＮＯＸ３１１４」、「ＩＲＧＡＮＯＸ３７９０」、「ＩＲＧＡＮＯＸ５０５７」、「ＩＲＧＡＮＯＸ５６５」以上チバスペシャリティーケミカルズ社製、「アデカスタブＡＯ−２０」、「アデカスタブＡＯ−３０」、「アデカスタブＡＯ−４０」、「アデカスタブＡＯ−５０」、「アデカスタブＡＯ−６０」、「アデカスタブＡＯ−７０」、「アデカスタブＡＯ−８０」、「アデカスタブＡＯ−３３０」以上旭電化製。ヒンダートアミン系として「サノールＬＳ２６２６」、「サノールＬＳ７６５」、「サノールＬＳ７７０」、「サノールＬＳ７４４」、「チヌビン１４４」、「チヌビン６２２ＬＤ」、「マークＬＡ５７」、「マークＬＡ６７」、「マークＬＡ６２」、「マークＬＡ６８」、「マークＬＡ６３」、「スミライザーＴＰＳ」、チオエーテル系として「スミライザーＴＰ−Ｄ」、ホスファイト系として「マーク２１１２」、「マークＰＥＰ・８」、「マークＰＥＰ・２４Ｇ」、「マークＰＥＰ・３６」、「マーク３２９Ｋ」、「マークＨＰ・１０」が挙げられ、特にヒンダートフェノール、ヒンダートアミン系酸化防止剤が好ましい。

さらに、アルコール系、ケトン系の溶剤に溶解する樹脂、もしくは該樹脂以外の成分に溶解する樹脂を添加することで、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などの効果が得られる。アルコール系、ケトン系溶剤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など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など）、ポリアミド樹脂、セルロ−ス樹脂、フェノール樹脂などがあげられる。特に、電気特性上ポリビニルアセタール樹脂が好ましい。

上記樹脂の分子量は２０００〜１０００００が好ましく、５０００〜５００００がさらに好ましい。分子量は２０００より小さいと所望の効果が得られなくなり、１０００００より大きいと溶解度が低くなり添加量が限られてしまったり、塗布時に製膜不良の原因になったりする。

添加量は１〜４０％が好ましく、さらに好ましくは５〜３０％である。１％よりも少ない場合は所望の効果が得られにくくなり、４０％よりも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。また、それらの樹脂は単独で用いてもよいが、それらを混合して用いてもよい。

また、第２層１１２を形成するにあたり、コーティング液もしくはコーティング液作成時に触媒を添加もしくは用いることが好ましい。用いられる触媒としては塩酸、酢酸、リン酸、硫酸などの無機酸、蟻酸、プロピオン酸、シュウ酸、パラトルエンスルホン酸、安息香酸、フタル酸、マレイン酸などの有機酸、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、アンモニア、トリエチルアミンなどのアルカリ触媒、さらに以下に示すような系に不溶な固体触媒を用いることもできる。アンバーライト１５、アンバーライト２００Ｃ、アンバーリスト１５Ｅ（以上、ローム・アンド・ハース社製）；ダウエックスＭＷＣ−１−Ｈ、ダウエックス８８、ダウエックスＨＣＲ−Ｗ２（以上、ダウ・ケミカル社製）；レバチットＳＰＣ−１０８、レバチットＳＰＣ−１１８（以上、バイエル社製）；ダイヤイオンＲＣＰ−１５０Ｈ（三菱化成社製）；スミカイオンＫＣ−４７０、デュオライトＣ２６−Ｃ、デュオライトＣ−４３３、デュオライト−４６４（以上、住友化学工業社製）；ナフィオン−Ｈ（デュポン社製）などの陽イオン交換樹脂；アンバーライトＩＲＡ−４００、アンバーライトＩＲＡ−４５（以上、ローム・アンド・ハース社製）などの陰イオン交換樹脂；Ｚｒ（Ｏ３ＰＣＨ２ＣＨ２ＳＯ３Ｈ）２，Ｔｈ（Ｏ３ＰＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨ）２などのプロトン酸基を含有する基が表面に結合されている無機固体；スルホン酸基を有するポリオルガノシロキサンなどのプロトン酸基を含有するポリオルガノシロキサン；コバルトタングステン酸、リンモリブデン酸などのヘテロポリ酸；ニオブ酸、タンタル酸、モリブデン酸などのイソポリ酸；シリカゲル、アルミナ、クロミア、ジルコニア、ＣａＯ、ＭｇＯなどの単元系金属酸化物；シリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア、シリカ−ジルコニア、ゼオライト類など複合系金属酸化物；酸性白土、活性白土、モンモリロナイト、カオリナイトなどの粘土鉱物；ＬｉＳＯ４，ＭｇＳＯ４などの金属硫酸塩；リン酸ジルコニア、リン酸ランタンなどの金属リン酸塩；ＬｉＮＯ３，Ｍｎ（ＮＯ３）２などの金属硝酸塩；シリカゲル上にアミノプロピルトリエトキシシランを反応させて得られた固体などのアミノ基を含有する基が表面に結合されている無機固体；アミノ変性シリコーン樹脂などのアミノ基を含有するポリオルガノシロキサンなどが挙げられる。また、コーティング液の作成の際に、光機能性化合物、反応生成物、水、溶剤などに不溶な固体触媒を用いると、塗工液の安定性が向上する傾向にあるため好ましい。ここで用いられる系に不溶な固体触媒とは、触媒成分が一般式（Ｉ）で示される化合物や、一般式（ＩＩ）を形成するための材料、他の添加剤、水、溶剤等に不溶であれば特に限定されない。これらの固体触媒の使用量は特に制限されないが、加水分解性基を有する化合物の合計１００重量部に対して０．１〜１００重量部が好ましい。また、これらの固体触媒は、前述の通り、原料化合物、反応生成物、溶剤などに不溶であるため、反応後、常法にしたがって容易に除去することができる。反応温度及び反応時間は原料化合物や固体触媒の種類及び使用量に応じて適宜選択されるものであるが、反応温度は通常０〜１００℃、好ましくは１０〜７０℃、より好ましくは１５〜５０℃であり、反応時間は好ましくは１０分〜１００時間である。反応時間が前記上限値を超えるとゲル化が起こりやすくなる傾向にある。

コーティング液を作成するにあたり系に不溶な触媒を用いた場合は、強度、液保存安定性などを向上させる目的で、さらに系に溶解する触媒を併用することが好ましい。そのような触媒としては、前述のものに加え、アルミニウムトリエチレート、アルミニウムトリイソプロピレート、アルミニウムトリ（ｓｅｃ−ブチレート）、モノ（ｓｅｃ−ブトキシ）アルミニウムジイソプロピレート、ジイソプロポキシアルミニウム（エチルアセトアセテート）、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムビス（エチルアセトアセテート）モノアセチルアセトネート、アルミニウムトリス（アセチルアセトネート）、アルミニウムジイソプロポキシ（アセチルアセトネート）、アルミニウムイソプロポキシ−ビス（アセチルアセトネート）、アルミニウムトリス（トリフルオロアセチルアセトネート）、アルミニウムトリス（ヘキサフルオロアセチルアセトネート）等の有機アルミニウム化合物を使用することができる。

また、有機アルミニウム化合物以外には、ジブチルスズジラウリレート、ジブチルスズジオクチエート、ジブチルスズジアセテート等の有機ズズ化合物；チタニウムテトラキス（アセチルアセトネート）、チタニウムビス（ブトキシ）ビス（アセチルアセトネート）、チタニウムビス（イソプロポキシ）ビス（アセチルアセトネート）等の有機チタニウム化合物；ジルコニウムテトラキス（アセチルアセトネート）、ジルコニウムビス（ブトキシ）ビス（アセチルアセトネート）、ジルコニウムビス（イソプロポキシ）ビス（アセチルアセトネート）等のジルコニウム化合物；等も使用することができるが、安全性、低コスト、ポットライフ長さの観点から、有機アルミニウム化合物を使用するのが好ましく、特にアルミニウムキレート化合物がより好ましい。これらの触媒の使用量は特に制限されないが、加水分解性基を有する化合物の合計１００重量部に対して０．１〜２０重量部が好ましく、０．３〜１０Ｗｔ％が特に好ましい。

また、有機金属化合物を触媒として用いた場合は、ポットライフ、硬化効率の面から、ともに多座配位子を添加することが好ましい。このような多座配位子としては、以下に示すようなもの及びそれらから誘導されるものを挙げることができるが、これらに限られることはない。

具体的には、アセチルアセトン、トリフルオロアセチルアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、ジピバロイルメチルアセトン等のβ−ジケトン類；アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル等のアセト酢酸エステル類；ビピリジン及びその誘導体；グリシン及びその誘導体；エチレンジアミン及びその誘導体；８−オキシキノリン及びその誘導体；サリチルアルデヒド及びその誘導体；カテコール及びその誘導体；２−オキシアゾ化合物等の２座配位子；ジエチルトリアミン及びその誘導体；ニトリロトリ酢酸及びその誘導体等の３座配位子；エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）及びその誘導体等の６座配位子；等を挙げることができる。さらに、上記のような有機系配位子の他、ピロリン酸、トリリン酸等の無機系の配位子を挙げることができる。多座配位子としては、特に２座配位子が好ましく、具体例としては、上記の他、好ましくは下記一般式（ＶＩＩ）で表される２座配位子が挙げられる。また、下記一般式（ＶＩＩ）中のＲ⁵とＲ⁶とが同一のものが特に好ましい。Ｒ⁵とＲ⁶とを同一にすることで、室温付近での配位子の配位力が強くなり、コーティング剤のさらなる安定化を図ることができる。

（式中、Ｒ⁵、Ｒ⁶はそれぞれ独立に炭素数１〜１０のアルキル基、もしくはフッ化アルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基を示す。）
多座配位子の配合量は、任意に設定することができるが、用いる有機金属化合物の１モルに対し、０．０１モル以上、好ましくは０．１モル以上、より好ましくは１モル以上とするのが好ましい。ケイ素含有コーティング剤の製造は、無溶媒下で行うこともできるが、必要に応じてメタノール、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；等の他、種々の溶媒が使用できる。このような溶媒としては、沸点が１００℃以下のものが好ましく、任意に混合して使用することができる。溶媒量は任意に設定できるが、少なすぎると有機ケイ素化合物が析出しやすくなるため、有機ケイ素化合物１重量部に対し０．５〜３０重量部、好ましくは、１〜２０重量部とするのが好ましい。

第２層１１２を形成するにあたり、塗工液を硬化させる際の反応温度及び反応時間は特に制限されないが、得られるケイ素樹脂の機械的強度及び化学的安定性の点から、反応温度は好ましくは６０℃以上、より好ましくは８０〜２００℃であり、反応時間は好ましくは１０分〜５時間である。また、塗工液の硬化により得られる有機層を高湿度状態に保つことは、有機層の特性の安定化を図る上で有効である。さらには、用途に応じてヘキサメチルジシラザンやトリメチルクロロシランなどを用いて有機層に表面処理を施して疎水化することもできる。
（実施例）
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
［感光体ドラムの作製］
円筒上のＡｌ基板をセンタレス研磨装置により研磨し、表面粗さをＲｚ＝０．６μｍとしたのち、洗浄工程として脱脂処理を行い、２ｗｔ％水酸化ナトリウム溶液で１分間エッチング処理、中和処理、更に純水洗浄を順に行った。次に、陽極酸化処理工程として１０ｗｔ％硫酸溶液によりＡｌ基板表面に陽極酸化膜（電流密度１．０Ａ／ｄｍ²）を形成した。水洗後、１ｗｔ％酢酸ニッケル溶液８０℃に２０分間浸漬して封孔処理を行った。更に純水洗浄、乾燥処理を行った。このようにして、円筒上のＡｌ基板表面に７μｍの陽極酸化膜（下引層）を形成した。次いで、ポリビニルブチラール（エスレックＢＭ−Ｓ、積水化学）１部および酢酸ｎ−ブチル１００質量部の混合物に、Ｘ線回折スペクトルにおけるブラッグ角（２θ±０．２°）が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を１質量部混合し、ガラスビーズとともにペイントシェーカーで１時間分散処理することで塗布液を得た。得られた塗布液を陽極酸化膜上に浸漬コートし、１００℃で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。

次に、下記構造のベンジジン化合物２部、高分子化合物（粘度平均分子量３９，０００）２部をクロロベンゼン２０部に溶解させた塗布液を前記電荷発生層上に浸漬コーティング法で塗布し、１１０℃、４０分の加熱を行なって膜厚１７μｍの電荷輸送層を形成した。

この電荷輸送層は、本発明にいう表面層を構成する層であって、上述の実施の形態にいう第１層１１１である。ここで作製した感光体ドラムは、この電荷輸送層（第１層）がある程度削られ残膜厚が１４μｍになると、帯電性の観点より寿命に達する。

続いて、下記に示す構成材料を、イソプロピルアルコール５質量部、テトラヒドロフラン３質量部、蒸留水０．３質量部に溶解させ、イオン交換樹脂（アンバーリスト１５Ｅ）０．５質量部を加え、室温で攪拌することにより２４時間加水分解を行った。
構成材料
下記構造式（ＶＩＩＩ）で示す化合物２．０質量部
メチルトリメトキシシラン２．０質量部
テトラメトキシシラン０．５質量部
コロイダルシリカ０．３質量部

加水分解したものからイオン交換樹脂を濾過分離した液に対し、アルミニウムトリスアセチルアセトナート（Ａｌ（ａｑａｑ）３）を０．１質量部、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）０．４質量部を加え、このコーティング液を前記電荷輸送層（第１層）の上にリング型浸漬塗布法により塗布し、室温で３０分風乾した後、１５０℃で１時間加熱処理して硬化し、膜厚約３μｍの第２層を形成した。
（実施例１）
富士ゼロックス製ＦＵＪＩＸＥＲＯＸＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒＣｏｌｏｒ４００機を改造し、上述のようにして作製した感光体ドラムを組み込み、図２に示すような画像形成装置とした。

帯電ロールの、感光体ドラムへの当接圧を８０％に減じた条件と１２０％に増やした条件との２通りの条件で走行試験を行い、帯電器が有する制御部に、Ｖ／Ｉ値の低下割合が変化したことを検出する感光体寿命判定処理ルーチンを実行させた。この走行試験における画像形成サイクルでは、帯電ロールに、直流電圧に交流電圧を重畳させた帯電バイアスを印加した。ここでは、帯電バイアスに含まれる直流成分については電圧を−７００Ｖ一定にし、交流成分については、周波数１３００Ｈｚ、電流２０００μＡ一定にし、感光体ドラムを−６６０Ｖに一様に帯電させた。また、Ｖ／Ｉ値の低下割合が変化したことの検出は、感光体ドラムが５００回転する毎の画像非形成サイクルで行った。なお、図５に示す感光体寿命判定処理ルーチンでは、Ｖ／Ｉ値の低下割合が変化したことが２回連続して検出されると感光体ドラムの寿命警告を発報したが、ここでは、より精度を高めるため、１０回連続して検出されるまでは寿命警告の発報を控えるようにした。

当接圧を異ならせたいずれの条件においても、感光体ドラムの寿命警告が発報された後に表面層の層厚を測定すると、ほぼ限界膜厚一歩手間の厚さであり、高精度な寿命検知ができた。

なお、実施例１においては、第１層の摩耗速度は６０ｎｍ／ｋｃｙｃｌｅであり、第２層の磨耗速度は３ｎｍ／ｋｃｙｃｌｅであった。
（実施例２）
ここでは、富士ゼロックス製ＦＵＪＩＸＥＲＯＸＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒＣｏｌｏｒ４００機に、上述のようにして作製した感光体ドラムを組み込み、図６に示すような電荷起因電流検出部を有する画像形成装置とし、実施例１と同様な走行試験を行った。この実施例２では、感光体ドラム基材に流れる電荷起因電流の電流値を検出し、感光体ドラムの累積回転数に対する電荷起因電流の電流値の上昇割合の変化に基づいて、感光体ドラムの寿命警告を発報した。

当接圧を異ならせたいずれの条件においても、感光体ドラムの寿命警告が発報された後に表面層の層厚を測定すると、実施例１と同じく、ほぼ限界膜厚一歩手間の厚さであり、高精度な寿命検知ができた。

特許文献４に記載された技術の原理を説明するための図である。本発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成を示す図である。図２に示す感光体ドラムの累積回転数と、その感光体ドラムの表面層の層厚の関係を示すグラフである。感光体ドラムの累積回転数と、Ｖ／Ｉ値の関係を示すグラフである。図２に示す制御部によって実行される感光体寿命判定処理ルーチンを示すフローチャートである。第２実施形態の画像形成装置の概略構成を示す図である。

符号の説明

１画像形成装置
１０感光体ドラム
１１０表面層
１１１第１層
１１２第２層
２０帯電器
２１帯電ロール
２２電源
２３Ｖ／Ｉ検出部
２４制御部
２５環境検知センサ
２６コロトロン帯電器
３０露光器
４０現像器
５０転写ロール
６０クリーニング装置
７０除電ランプ
８０定着器
９１電荷起因電流検出部
９２制御部

Claims

所定方向に回転しながら帯電を受け露光により静電潜像が形成され現像によりトナー像を担持するトナー像担持体に担持されたトナー像を、所定の被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着することにより該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
複数の層が積層されてなる表面層を有する交換自在なトナー像担持体を備え、
前記表面層は、前記トナー像担持体の累積回転数の増加に伴い前記複数の層のうち表面側にある層から順次摩耗していくものであり、互いに隣合う層では、前記トナー像担持体の累積回転数に対する層厚の減少割合が異なるものであって、
この画像形成装置はさらに、前記トナー像担持体の累積回転数に対する前記表面層における層厚の減少割合が変化したことを検出する変化検出部と、
前記変化検出部の検出結果に基づいて、前記トナー像担持体の交換時期を検知する交換時期検知部を有するものであることを特徴とする画像形成装置。
前記トナー像担持体に接触若しくは近接して該トナー像担持体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材に、前記トナー像担持体を帯電させるための電力を供給する電源とを備え、
前記変化検出部が、前記電源から前記帯電部材に電力が供給された際に、該帯電部材に印加される電圧（Ｖ）と該帯電部材に流れる電流（Ｉ）とから求まるインピーダンス（Ｖ／Ｉ）に基づいて、前記トナー像担持体の累積回転数に対する前記表面層における層厚の減少割合が変化したことを検出するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記電源が、前記帯電部材に、定電流制御のもと、直流電圧に交流電圧を重畳させた帯電バイアスを印加するものであり、
前記変化検出部が、前記電源によって前記帯電部材に印加された帯電バイアスに含まれる交流電圧のピーク間電圧値（Ｖ）と該帯電バイアス印加時に流れる交流電流（Ｉ）とから求まるインピーダンス（Ｖ／Ｉ）に基づいて、前記トナー像担持体の累積回転数に対する前記表面層における層厚の減少割合が変化したことを検出するものであることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
前記トナー像担持体に電荷を付与する電荷付与部材と、
前記トナー像担持体から電荷を除去する電荷除去部材とを備え、
前記変化検出部が、前記電荷付与部材により電荷を付与されたトナー像担持体上の電荷、若しくは前記電荷除去部材により電荷を除去されたトナー像担持体上の電荷に起因して前記トナー像担持体に流れる電荷起因電流に基づいて、前記トナー像担持体の累積回転数に対する前記表面層における層厚の減少割合が変化したことを検出するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。