JP2008076466A - タンデム型カラー画像形成装置とそれを用いるカラー画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】同型の感光体を複数用いるタンデム型カラー画像形成装置に特有の、共振によるクリーニングブレードの振動の増幅を有効に抑え、結果としてクリーニング不良による画像欠陥発生を低く抑えたタンデム型カラー画像形成装置と、それを用いるカラー画像形成方法を提供する。
【解決手段】感光体と、少なくとも該感光体上にトナー像を形成する現像手段と、形成されたトナー像を転写後に該感光体をクリーニングする手段を有する、複数個の画像形成ユニットを用いて画像形成するタンデム型カラー画像形成装置であり、複数の感光体の中の少なくとも何れかの感光体の素管の長さが、そのほかの感光体の素管の長さと異なることを特徴とするタンデム型カラー画像形成装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、タンデム型カラー画像形成装置とそれを用いるカラー画像形成方法に関するものである。

近年、画像形成装置においてもカラー化が進んできている。実用性の高いカラー画像形成方法を大別すると、よく使われる呼称として転写ドラム方式、中間転写方式、ＫＮＣ方式（多重現像一括転写）、タンデム方式の４種類がある。

無論上記のものは、ある観点からの呼称であるから、例えばタンデム方式で且つ中間転写方式のものもあれば直接転写材に転写するものもある。これらの中でタンデム方式、即ち各色画像を各別の画像形成ユニットで形成し逐次転写していくカラー画像形成装置は、使用可能な転写材の種類が豊富であり、フルカラーの品質も高く、高速度でフルカラー画像が得られる。特に高速度でフルカラー画像を得ることが出来る特質は他には見られない利点である（例えば、特許文献１〜３参照）。

しかしながら、タンデム型カラー画像形成装置にもいくつかの改善すべき問題がある。その一つに、この方式による画像形成装置の場合、ブレード鳴き等の振動が発生すると、同一形状の感光体を使用しているため共振現象により増幅され、結果としてクリーニング不良による画像欠陥が発生することがあった。

この問題に対する対策として、感光体ドラム中に防振部材を導入することで共振を抑える等の対応策が考えられていた。しかしながら、共振周波数を変えるのみで根本的な解決策にはいたらなかった（例えば、特許文献４及び５参照）。
特開２００１−５１４６７号公報 特開平１１−５２５９９号公報 特開２０００−２４２０５７号公報 特開２００４−２０７６１号公報 特開２００４−８５９１９号公報

本発明の目的は、同型の感光体を複数用いるタンデム型カラー画像形成装置に特有の、共振によるクリーニングブレードの振動の増幅を有効に抑え、結果としてクリーニング不良による画像欠陥発生を低く抑えたタンデム型カラー画像形成装置と、それを用いるカラー画像形成方法を提供することである。

本発明の目的は、下記構成を採ることにより達成される。

〔１〕
感光体と、少なくとも該感光体上にトナー像を形成する現像手段と、形成されたトナー像を転写後に該感光体をクリーニングする手段を有する、複数個の画像形成ユニットを用いて画像形成するタンデム型カラー画像形成装置であり、複数の感光体の中の少なくとも何れかの感光体の素管の長さが、そのほかの感光体の素管の長さと異なることを特徴とするタンデム型カラー画像形成装置。

〔２〕
黒画像形成用感光体の素管の長さが、カラー画像形成用感光体の素管の長さと異なることを特徴とする１記載のタンデム型カラー画像形成装置。

〔３〕
感光体のフランジ部までの長さは同一であることを特徴とする１又は２記載のタンデム型カラー画像形成装置。

〔４〕
素管の長さが異なる感光体は、素管の肉厚も異なることを特徴とする１又は２記載のタンデム型カラー画像形成装置。

〔５〕
素管の長さが異なる感光体は、素管の外径も異なることを特徴とする１又は２記載のタンデム型カラー画像形成装置。

〔６〕
素管の長さが異なる感光体が、素管の両端に設置されたフランジが異なることを特徴とする１又は２記載のタンデム型カラー画像形成装置。

〔７〕
前記感光体の表面層に平均粒径１５〜３００ｎｍの微粒子を添加したことを特徴とする１〜６のいずれか１項記載のタンデム型カラー画像形成装置。

〔８〕
１〜７のいずれか１項記載のタンデム型カラー画像形成装置を用いることを特徴とするカラー画像形成方法。

本発明により、同型の感光体を複数用いるタンデム型カラー画像形成装置に特有の、共振によるクリーニングブレードの振動の増幅を有効に抑え、結果としてクリーニング不良による画像欠陥発生を低く抑えたタンデム型カラー画像形成装置と、それを用いるカラー画像形成方法を提供することができる。

本発明に係わる画像形成装置、感光体の構成及び用いられる化合物、現像剤の組成等につき、さらに説明する。

〔本発明に係わる画像形成方法及び画像形成装置〕
本発明に用いられる画像形成装置は、いわゆるタンデム型と言われるものであり、感光体（電子写真感光体）と該感光体上にトナー像を形成する現像手段を有する画像形成ユニットを複数有し、前記複数の画像形成ユニットが周囲に配置され、前記画像形成ユニットごとに前記電子写真感光体上に形成されたトナー像を順次重ね合わせてトナー画像支持体上に転写し、トナーの転写後に各画像形成ユニットの電子写真感光体上の残留トナーをクリーニング手段により除去するカラー画像形成装置である。

このタイプのものに中間転写体を用いるタイプと、中間転写体は用いず担持体により各感光体の転写位置まで搬送されてくる最終画像支持体（記録紙、記録媒体、転写紙等といわれる）に逐次直接転写して、画像形成するタイプがあるが、そのいずれのタイプであってもよい。尚、本発明においては、そのいずれをも表す言葉として、画像支持体を用いている。

以下に最も代表的な、中間転写体（中間転写ベルト）を用いたタンデム型カラー画像形成装置の構成と、それを用いた画像形成方法（画像形成方法プロセス）の説明を行う。

本発明のフルカラー画像形成方法の具体例を、該方法を採用した画像形成装置の概略構成図を用いて詳しく説明する。なお、図１において各色のモノカラートナー像の転写はイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの順序で行っているが、この順序は特に制限されるものではない。

図１は本発明のフルカラー画像形成方法を採用した中間転写方式のフルカラー画像形成装置の一例であり、詳しくはタンデム型デジタルカラープリンタ（以下、単に「プリンタ」という）を示す。

プリンタ１０では、静電潜像担持体（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）上の静電潜像を現像して得られたトナー像を中間転写体１２に転写するモノカラートナー像の一次転写を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の順序で各色ごとに行うようになっている。すなわち、静電潜像担持体（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）上にトナー像を形成し、このトナー像を１次転写ローラ（３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ）により静電潜像担持体から中間転写ベルト１２上に転写する工程を、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫの順序で各色ごとに行って中間転写ベルト上に各色のトナー像が重ねられたフルカラートナー像を形成し、中間転写ベルト上のフルカラートナー像を、中間転写ベルトが支持ローラ１８に支持された部分で２次転写ローラ３４により中間転写ベルトから記録紙に転写した後、記録紙上のフルカラートナー像を、定着ユニット５０で定着することによりフルカラー画像を形成する。

プリンタ１０は、その内部のほぼ中央部に中間転写ベルト１２を備えている。中間転写ベルト１２は、３つのローラ１４、１６、１８の外周部に支持されて矢印Ａ方向に回転駆動されるようになっている。また、中間転写ベルト１２は、ポリカーボネイド、ポリイミド等の樹脂に導電性カーボン粒子を分散させてなり、抵抗値が約１０⁹〜１０¹¹Ω・ｃｍの半導電性を有するものである。

電子写真式の画像形成装置においては、感光体等の静電潜像担持体の表面に形成された基準トナー像の画像濃度に基づき、作像時の画像濃度を制御する自動画像濃度制御の技術が提供されている。かかる自動濃度制御は、所定の現像条件により静電潜像担持体上に基準トナー像を形成し、その画像濃度を光学センサ等により検出する。そして、検出された基準トナー像の画像濃度に基づいて、現像装置へのトナー補給量を調節したり、グリッド電位ＶＧ及び現像バイアス電位ＶＢの値を補正することによって現像電位を変化させたりして、作像時の画像濃度を制御する。以下、かかる自動濃度制御をＡＩＤＣ（Ａｕｔｏ Ｉｍａｇｅ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）と呼んでいる。

中間転写ベルト１２の下部水平部の下には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色にそれぞれ対応する４つの作像ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが中間転写ベルト１２に沿って並んで配置されている。

各作像ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋは、感光体ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋをそれぞれ有している。感光体ドラム２２Ｙの周囲には、その回転方向に沿って順に、感光体ドラム２２Ｙの表面を均一帯電させる帯電器２４Ｙと、均一帯電した感光体ドラム表面に画像データに応じて露光することにより静電潜像を形成するプリントヘッド部２６Ｙと、感光体ドラム表面に形成された静電潜像をイエロートナーで現像してトナー画像とする現像器２８Ｙと、中間転写ベルト１２を挟んで感光体ドラム２２Ｙと対向し、感光体ドラム表面に形成されたトナー画像を静電的に引き付けて中間転写ベルト１２上に一次転写する一次転写ローラ３０Ｙと、一次転写後に感光体ドラム表面に残留するトナーを回収してクリーニングするクリーナ３２Ｙとが配置されている。

同様に感光体ドラム２２Ｍの周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電器２４Ｍと、プリントヘッド部２６Ｍと、感光体ドラム表面に形成された静電潜像をマゼンタトナーで現像してトナー画像とする現像器２８Ｍと、一次転写ローラ３０Ｍと、クリーナ３２Ｍとが配置され、感光体ドラム２２Ｃの周囲には、帯電器２４Ｃと、プリントヘッド部２６Ｃと、感光体ドラム表面に形成された静電潜像をシアントナーで現像してトナー画像とする現像器２８Ｃと、一次転写ローラ３０Ｃと、クリーナ３２Ｃとが配置され、感光体ドラム２２Ｋの周囲には、帯電器２４Ｋと、プリントヘッド部２６Ｋと、感光体ドラム表面に形成された静電潜像をブラックトナーで現像してトナー画像とする現像器２８Ｋと、一次転写ローラ３０Ｋと、クリーナ３２Ｋとが配置されている。プリントヘッド部２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋは、感光体ドラムの軸方向と平行な主走査方向に並べられた多数のＬＥＤから構成されている。

また、現像部においては、トナーとキャリアを含む現像剤を現像剤搬送部材によって像担持体と対向する現像領域に搬送し、この現像領域において振動電界を作用させて現像剤搬送部材から現像剤中のトナーを像担持体に供給して現像を行う現像方法が高画質化のために好ましい。更には、記現像剤搬送部材によって現像領域に搬送される現像剤の搬送量を５０〜２００ｇ／ｍ²に設定するのが好ましい。

また、本発明の現像器で用いられるキャリアとしては、耐リーク性より、十分にコア材を被覆することが必要であり、キャリア全質量に対するコート量が１．０〜５．０質量％、好ましくは、２．０〜４．０質量％のキャリアを用いることは好ましい。

尚、上記例は、２成分用トナーを用いているが、１成分用トナーであってもよい。

中間転写ベルト１２のローラ１８で支持された部分には、二次転写ローラ３４が圧接されている。二次転写ローラ３４と中間転写ベルトとのニップ部が、二次転写領域３６になっている。二次転写ローラ３４には、転写電圧が印加されている。この転写電圧により中間転写ベルト１２上に形成されたトナー画像は、後述するように二次転写領域に搬送されてきた記録媒体である用紙に静電的に引き付けられて二次転写されるようになっている。

中間転写ベルト１２のローラ１６で支持された部分には、クリーナ３８が圧接されている。このクリーナ３８は、二次転写後に中間転写ベルト１２上に残留するトナーを掻きとって廃トナーボックス４０内に回収するためのものである。

プリンタ１０の下部には、給紙カセット４２が着脱可能に配置されている。給紙カセット４２内に積載収容された用紙Ｓは、給紙ローラ４４の回転によって最上部のものから１枚ずつ搬送路４６に送り出されることになる。

搬送路４６は、給紙カセット４２から、タイミングローラ対４８のニップ部、二次転写領域３６、および定着ユニット５０を通って排紙トレイ１１まで延びている。

タイミングローラ対４８に近傍には、給紙センサ５２が配置されている。給紙センサ５２は、給紙カセット４２から搬送路４６へ送り出された用紙Ｓの先端がタイミングローラ対４８でニップされたことを検知するためのものである。給紙センサ５２により用紙Ｓの先端が検知されると、タイミングローラ対４８はその回転を一旦停止し、その後、中間転写ベルト１２上のトナー画像と同期をとって用紙Ｓを二次転写領域３６へ送り出すようになっている。

定着ユニット５０は、一対のローラ５６、５８に支持されて矢印Ｂ方向に回転駆動される定着ベルト６０と、この定着ベルト６０を介してローラ５６に圧接されて矢印方向に従動回転する定着ローラ６２を備えており、トナー画像が二次転写された用紙が通過する定着ベルト６０と定着ローラ６２とのニップ部が定着領域６４となっている。

次に、以上の構成からなるプリンタ１０の動作について説明する。

外部装置（例えばパソコン）からプリンタ１０の画像信号処理部（図示せず）に画像信号が入力されると、画像信号処理部ではこの画像信号をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成し、この信号をプリントヘッド用ＬＥＤドライブ回路に伝達する。このドライブ回路は、入力されたデジタル信号に基づいて、各作像ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋのプリントヘッド部２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋを発光させて露光を行う。この露光は、プリントヘッド部２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋの順にそれぞれ時間差をもって行われる。これにより、各感光体ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの表面に各色用の静電潜像がそれぞれ形成される。

各感光体ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ上に形成された静電潜像は、各現像器２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋによりそれぞれ現像されて各色のトナー画像となる。そして、各色のトナー画像は、各一次転写ローラ３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの作用により、順次重ね合わせて一次転写されトナー画像が形成される。

このようにして、中間転写ベルト１２上に形成された重ね合わせトナー画像は、中間転写ベルト１２の移動にしたがって二次転写領域３６に達する。この二次転写領域３６において、重ね合わされたトナー画像は、二次転写ローラ３４の作用により、給紙カセット４２から搬送路４６に送り出されてタイミングローラ対４８により供給された用紙Ｓに一括して二次転写される。なお、二次転写後に中間転写ベルト１２上に残留するトナーは、クリーナ３８により回収される。

トナー画像が二次転写された用紙Ｓは、搬送路４６を通って定着ユニット５０に送られ、そこで定着領域６４を通過することによりトナー画像が用紙Ｓに定着される。そして、用紙Ｓは排紙トレイ１１に排出される。

又、中間転写ベルトの下側に各作像ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを配置したため、作像ユニットＫの１次転写位置から２次転写位置までの距離を短くすることができる。このため最初の１枚目の画像形成を行う速度を速くすることができる、ジャム等のトラブルで画像形成動作が中断した際に、中間転写ベルト上に形成されているトナー像が少なくなり、無駄になるトナー量を低減することができる、２次転写位置から定着装置までの距離を短くすることが容易であり、はがきのような小サイズ用紙に対応できる、という利点を有している。

但し、図１のプリンタでは中間転写ベルトの下側に各作像ユニットを配置した構成としたが、例えば中間転写ベルトの上側に各作像ユニットを配置した構成であってもよい。

〔現像方法及び現像剤〕
本発明に用いられる現像方法は、特に限定されるものではない。現像トナーの帯電方法としては、好ましくは帯電性が安定しているキャリア等とトナーを用いる２成分現像法、或いは現像器の構造を簡単にできる非磁性１成分現像法がよい。又、レーザー書き込みの負荷が少なく、感光体の作製が容易である点からはマイナス帯電用感光体を用い、反転現像する方式がよい。

現像トナーの作製方法も従来より用いられてきた粉砕法により造られたものでも、近年盛んに用いられるようになったいわゆる重合法により造られたものでもよい。

又、シリカ微粒子、酸化チタン等の微粒子、或いはステアリン酸亜鉛等の滑剤を、外添剤として加えられているものも、そうでないものも用いることが出来る。

外添剤の添加量としては、トナー粒子に対して０．１〜５質量％程度であることが好ましい。

外添剤をトナー粒子中に添加混合する装置としては、タービュラーミキサー、ヘンシエルミキサー、ナウターミキサー、Ｖ型混合機等の種々の公知の混合装置を挙げることができる。

〔感光体〕
次に、本発明で用いられる感光体について説明する。

本発明で用いられる感光体は、特に限定されるものではないが、特開２００３−２０２７８５号公報や、特開２００３−２０８０３６号公報に記載される導電性支持体上に有機感光層を有し、当該有機感光層の上に有機珪素化合物を縮合させて形成した表面保護層（表面層）を有する、いわゆるシリコンハードコート層と呼ばれる表面保護層を有する感光体も使用することができる。

以下に本発明に用いられる有機感光体の構成について記載する。

導電性支持体
感光体に用いられる導電性支持体としては円筒状導電性支持体が好ましい。

円筒状導電性支持体とは回転することによりエンドレスに画像を形成できるに必要な円筒状の支持体を意味し、真直度で０．１ｍｍ以下、振れ０．１ｍｍ以下の範囲にある導電性の支持体が好ましい。この真直度及び振れの範囲を超えると、良好な画像形成が困難になる。

導電性の材料としてはアルミニウム、ニッケルなどの金属ドラム、又はアルミニウム、酸化錫、酸化インジュウムなどを蒸着したプラスチックドラム、又は導電性物質を塗布した紙・プラスチックドラムを使用することができる。導電性支持体としては常温で比抵抗１０³Ωｃｍ以下が好ましい。本発明の導電性支持体としては、アルミニウム支持体が最も好ましい。該アルミニウム支持体は、主成分のアルミニウム以外にマンガン、亜鉛、マグネシウム等の成分が混合したものも用いられる。

本発明における「素管の長さ」とは、フランジを除いた回転軸長さをいう。

本発明においては、同一画像形成装置に用いる複数個の感光体において、その中の少なくとも１個はそのほかの感光体と素管の長さが異なるものを用いる。しかし、その場合でも感光体同士の共振を阻止できればよいので、あまりに大きな差違が必要なわけではない。

実際の感光体における「素管の長さ（軸方向の長さ）」の差は、感光体の大きさ、装置の駆動速度、駆動系の性能等周囲の条件により無論異なるが、通常の画像形成装置においては２０ｍｍ以下でよく、通常２．０ｍｍ程度異なれば効果が現れる。この程度であれば、画像形成装置にはそれほど大きな設計変更等を行わなくても、採用することができるので望ましい。

しかし、それでも感光体全体の長さが異なると、装置構造上複雑化し、保守点検や感光体交換時にも煩わしいので、感光体フランジ部までの長さは同一にすることが望ましい。図２に示すごとき形状を有する感光体を用いると、本発明の目的を好ましい態様で達成することが出来る。

即ち、図２において、感光体全体の長さが同一の感光体Ａ及びＢがあるとすると、感光体全体の長さは同じだが、感光体Ａの素管の長さと感光体Ｂの素管の長さは異なっていて、その差は図２における素管の左端に取り付けた駆動ギア１０５側のフランジ１０３Ａとフランジ１０３Ｂの長さを変えて調整するのが望ましい。この場合に、駆動ギア側と反対側のフランジ１０４Ａと１０４Ｂの長さを変えて調整してもよいことは容易に理解できる。

尚、感光層塗布領域の幅は実際に画像が形成される幅（画像形成領域幅の長さ）と同一あるいはそれ以上でなければならない。

更に、本発明の感光体を用いる場合、黒（Ｂｋ）画像形成用の感光体素管の長さを変えると、そのほかの色画像形成用感光体素管の長さを変えるより好ましい結果が得られることが多い。この理由は黒画像は文字や細かい線を有する図形など、高解像力を必要とする場合が多い、このため他の感光体クリーニング手段（クリーニングブレード等）との共振を生じると、結果として画像劣化が甚だしい様に見えるためではないかと思われる。

尚、素管の長さが異なる感光体においてさらに素管の肉厚が異なるものを用いるとより効果が大きくなる場合もある。

中間層
本発明においては導電性支持体と感光層の間に、中間層を設けることが好ましい。

本発明に用いられる中間層にはＮ型半導性粒子を含有することが好ましい。該Ｎ型半導性粒子とは、主たる電荷キャリアが電子である粒子を意味する。すなわち、主たる電荷キャリアが電子であることから、該Ｎ型半導性粒子を絶縁性バインダーに含有させた中間層は、基体からのホール注入を効率的にブロックし、また、感光層からの電子に対してはブロッキング性が少ない性質を有する。

中間層のバインダー樹脂としてはアルコール可溶性ポリアミド樹脂が好ましい。有機感光体の中間層のバインダー樹脂としては、中間層を均一な膜厚で形成するために、溶媒溶解性の優れた樹脂が必要とされている。このようなアルコール可溶性のポリアミド樹脂としては、前記した６−ナイロン等のアミド結合間の炭素鎖の少ない化学構造から構成される共重合ポリアミド樹脂やメトキシメチル化ポリアミド樹脂が知られている。

感光層
本発明の感光体の感光層構成は前記中間層上に電荷発生機能と電荷輸送機能を１つの層に持たせた単層構造の感光層構成でも良いが、より好ましくは感光層の機能を電荷発生層（ＣＧＬ）と電荷輸送層（ＣＴＬ）に分離した構成をとるのがよい。機能を分離した構成を取ることにより繰り返し使用に伴う残留電位増加を小さく制御でき、その他の電子写真特性を目的に合わせて制御しやすい。負帯電用の感光体では中間層の上に電荷発生層（ＣＧＬ）、その上に電荷輸送層（ＣＴＬ）の構成を取ることが好ましい。正帯電用の感光体では前記層構成の順が負帯電用感光体の場合の逆となる。本発明の最も好ましい感光層構成は前記機能分離構造を有する負帯電感光体構成である。

以下に機能分離負帯電感光体の感光層構成について説明する。

電荷発生層
電荷発生層には電荷発生物質（ＣＧＭ）を含有する。その他の物質としては必要によりバインダー樹脂、その他添加剤を含有しても良い。

電荷発生物質（ＣＧＭ）としては公知の電荷発生物質（ＣＧＭ）を用いることができる。例えばフタロシアニン顔料、アゾ顔料、ペリレン顔料、アズレニウム顔料などを用いることができる。これらの中で繰り返し使用に伴う残留電位増加を最も小さくできるＣＧＭは複数の分子間で安定な凝集構造をとりうる結晶構造を有するものであり、具体的には特定の結晶構造を有するフタロシアニン顔料、ペリレン顔料のＣＧＭが挙げられる。例えばＣｕ−Ｋα線に対するブラッグ角２θの２７．２°に最大ピークを有するチタニルフタロシアニン、同２θの７．５°、２８．７°に顕著な回折ピークを有するチタニルフタロシン、同２θの１２．４に最大ピークを有するビスベンズイミダゾールペリレン等のＣＧＭは繰り返し使用に伴う劣化がほとんどなく、残留電位増加小さくすることができる。

電荷発生層にＣＧＭの分散媒としてバインダーを用いる場合、バインダーとしては公知の樹脂を用いることができるが、最も好ましい樹脂としてはホルマール樹脂、ブチラール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ブチラール樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられる。バインダー樹脂と電荷発生物質との割合は、バインダー樹脂１００質量部に対し２０〜６００質量部が好ましい。これらの樹脂を用いることにより、繰り返し使用に伴う残留電位増加を最も小さくできる。電荷発生層の膜厚は０．０１μｍ〜１μｍが好ましい。０．０１μｍ未満では十分な感度特性が得られず、残留電位が上昇しやすい。一方、１μｍを超えても、感度が低下しやすい。

電荷輸送層
本発明の電荷輸送層としては前記した構成の電荷輸送層を用いる。

中間層、電荷発生層、電荷輸送層等の層形成に用いられる溶媒又は分散媒としては、ｎ−ブチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン、イソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、１，２−ジクロロプロパン、１，１，２−トリクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサン、メタノール、エタノール、ブタノール、イソプロパノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジメチルスルホキシド、メチルセロソルブ等が挙げられる。本発明はこれらに限定されるものではないが、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、メチルエチルケトン等が好ましく用いられる。また、これらの溶媒は単独或いは２種以上の混合溶媒として用いることもできる。

又、これらの各層の塗布溶液は塗布工程に入る前に、塗布溶液中の異物や凝集物を除去するために、金属フィルター、メンブランフィルター等で濾過することが好ましい。例えば、日本ポール社製のプリーツタイプ（ＨＤＣ）、デプスタイプ（プロファイル）、セミデプスタイプ（プロファイルスター）等を塗布液の特性に応じて選択し、濾過をすることが好ましい。

次に有機感光体を製造するための塗布加工方法としては、浸漬塗布、スプレー塗布、円形量規制型塗布等の塗布加工法が用いられる。なお保護層は前記円形量規制型塗布加工方法を用いるのが最も好ましい。前記円形量規制型塗布については例えば特開昭５８−１８９０６１号公報に詳細に記載されている。

〔表面層に添加する微粒子〕
次に、本発明の電子写真感光体には、その表面層（最上層、保護層ともいう）に微粒子を添加したものであることが好ましい。

表面層とは、その上に極く薄い層の塗設、あるいは光学活性線による処理層などが設けられることはあるが、通常は最表面に位置する層であり、特に感光層を構成する層を保護する意味で塗設される場合は保護層と呼ばれることが多い。表面層塗布液中に微粒子（フィラー）を結着樹脂とともに適当な溶剤に分散させ、さらに必要に応じてレベリング剤や電荷輸送物質あるいは酸化防止剤等を添加、溶解させ、こうして得られた分散液を感光層上に塗布、乾燥することによって形成される。

本発明において使用される無機微粒子材料としては、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化カルシウム、アンチモンをドープした酸化錫、錫をド−プした酸化インジウム等の金属酸化物、フッ化錫、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウム等の金属フッ化物、チタン酸カリウム、窒化硼素などが挙げられる。また、有機微粒子材料としては、ポリメチルメタアクリレート等の微粒子が用いられる。

これらの微粒子の中で、微粒子の硬度の点から無機微粒子を用いることが耐摩耗性の向上に対して、特に有効である。

また、無機微粒子の分散性を改善するために、適当な表面処理剤を添加することが好ましい。表面処理剤としては、従来用いられている表面処理剤を使用することができるが、無機微粒子の絶縁性を維持できる表面処理剤を用いることが、特に好ましい。

例えば、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコアルミネート系カップリング剤、高級脂肪酸、シランカップリング剤、トリアルキルシリル化剤等があげられ、単独または混合処理を行うことが無機フィラーの分散性及び画像ボケの点から好ましい。

表面処理量については、用いる無機微粒子の平均一次粒径によって異なるが、１〜３０質量％が適しており、２〜２０質量％がより好ましい。

表面層に使用される結着樹脂材料としては、ＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリール樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリアリレート、ＡＳ樹脂、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。フィラーの分散性、残留電位、塗膜欠陥の点から、特にポリカーボネートあるいはポリアリレートが有効かつ有用である。

塗布のため用いられる溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトンなど、電荷輸送層で使用される溶剤を使用することができる。但し、分散時には粘度が高い溶剤が好ましいが、塗工時には揮発性が高い溶剤が好ましい。これらの条件を満たす溶剤がない場合には、各々の物性を有する溶剤を２種以上混合させて使用することが可能であり、フィラーの分散性や残留電位に対して大きな効果を有する場合がある。

又、表面層に電荷輸送層で挙げた電荷輸送物質を添加すると、残留電位の低減及び画質向上に対して有効かつ有用であることが多い。

表面層に含有される前記無機微粒子は、ボールミル、高圧液体衝突、アトライター、サンドミル、超音波などの従来方法を用いて分散することができる。粒子の平均一次粒径として、１５ｎｍ〜３００ｎｍであると、表面層の光透過率や耐摩耗性の点から好ましい。

なお、最上層の厚さは０．１〜１０μｍ程度が適当である。

次に、本発明の態様を具体的に説明するが、本発明の構成はこれに限られるものではない。

実施例１
〔感光体の作製〕
（感光体素管）
タンデム型カラー複写機（Ｂｉｓｈｕｂ Ｃ３５０ コニカミノルタビジネステクノロジー社製）の改造機用として、下記のごとき円筒状アルミニウム製の感光体素管を作製した。

Ａ：感光体素管の長さ３６０ｍｍ 肉厚１．０ｍｍ 素管外径３０ｍｍ
Ｂ：感光体素管の長さ３５５ｍｍ 肉厚１．０ｍｍ 素管外径３０ｍｍ
Ｃ：感光体素管の長さ３６２ｍｍ 肉厚１．０ｍｍ 素管外径３０ｍｍ
感光体素管の長さが異なるものは、フランジ側の形状変更にて、複写機にいずれも装着可能なようにした。

（感光層の形成）
各洗浄済み円筒状アルミニウム基体上に浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚０．３μｍの中間層を形成した。

〈中間層（ＵＣＬ）塗布液〉
ポリアミド樹脂（アミランＣＭ−８０００：東レ社製） ６０ｇ
メタノール １６００ｍｌ
下記塗布液を混合し、サンドミルを用いて１０時間分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この塗布液を浸漬塗布法で塗布し、膜厚０．２μｍの電荷発生層を形成した。

〈電荷発生層（ＣＧＬ）塗布液〉
Ｙ型チタニルフタロシアニン（Ｃｕ−Ｋα特性Ｘ線によるＸ線回折の最大ピーク角度が２θで２７．３°） ６０ｇ
シリコーン樹脂溶液（ＫＲ５２４０、１５％キシレン−ブタノール溶液：信越化学社製） ７００ｇ
２−ブタノン ２０００ｍｌ
下記塗布液を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷発生層の上に浸漬塗布法で塗布し、１００℃、６０分の加熱乾燥を行い、膜厚２０μｍの電荷輸送層を形成した。

〈電荷輸送層（ＣＴＬ）塗布液〉
電荷輸送物質（４−メトキシ−４′−（４−メチル−α−フェニルスチリル）トリフェニルアミン） ２００ｇ
ビスフェノールＺ型ポリカーボネート（ユーピロンＺ３００：三菱ガス化学社製）
３００ｇ
テトラヒドロフラン １６００ｍｌ
トルエン ４００ｍｌ
ＢＨＴ ７．５ｇ
〈表面保護層（ＯＣＬ）塗布液〉
電荷輸送物質（４−メトキシ−４′−（４−メチル−α−フェニルスチリル）トリフェニルアミン） １５０ｇ
ビスフェノールＺ型ポリカーボネート（ユーピロンＺ３００：三菱ガス化学社製）
３００ｇ
テトラヒドロフラン １６００ｍｌ
トルエン ４００ｍｌ
ＢＨＴ ７．５ｇ
〔性能評価〕
各感光体を下記の如く組み合わせて、Ａ４普通紙を用い画像標準評価モード（カラー画像４０％、モノクロ画像６０％）にて８万枚実写を行った後の画像により評価した。

（１）クリーニング性能
評価に当たっては、クリーニング不良により形成される周方向濃淡スジの出かたにより、下記５段階の何れに該当するかで判定した。

５：異常認められず
４：いずれかの色のハーフトーン画像に濃淡異常が認められる（軽微スジ故障）
３：２色のハーフトーン画像に濃淡異常が認められる（何とか実用可能なスジ故障）
２：３又は４色のハーフトーン画像に濃淡異常が認められる、或いはいずれか１色の白地に掃き残し異常が認められる（実用上問題なスジ故障）
１：２色以上の白地部に掃き残し異常が認められる（実用化不可能なスジ故障）
（２）画質性能
画質評価のため、１ｍｍ幅中に３本／ｍｍ、５本／ｍｍ、７本／ｍｍの細線を引いた解像力チャートを用いて上記テスト後に実写し、その解像性を調べた。

結果は、下記表２に示した。

Ｙ：イエロー画像形成用感光体の素管
Ｍ：マゼンタ画像形成用感光体の素管
Ｃ：シアン画像形成用感光体の素管
Ｂｋ：ブラック（黒）画像形成用感光体の素管
実施例２
（感光体素管の肉厚変化）
タンデム型カラー複写機（Ｂｉｓｈｕｂ Ｃ３５０ コニカミノルタビジネステクノロジー社製）の改造機用として、下記のごとき円筒状アルミニウム製の感光体素管ｂ、ｃを作製した。

ｂ：感光体素管の長さ３５５ｍｍ 肉厚０．８ｍｍ 素管外径３０ｍｍ
ｃ：感光体素管の長さ３６２ｍｍ 肉厚１．５ｍｍ 素管外径３０ｍｍ
感光体素管の長さが異なるものは、フランジ側の形状変更にて、複写機にいずれも装着可能なようにした。

上記素管を用いた他は、実施例１と同様にして感光体を作製し、これらを黒画像用の感光体として用い、Ｙ、Ｍ、Ｃ画像用感光体は実施例１の実験Ｎｏ．３及び４と同様に組み合わせ、実施例１の条件で性能評価を行った。

これを実験Ｎｏ．９及び１０とし、下記に結果を示す。

（感光体表面層への微粒子添加）
Ｂ：感光体素管の長さ３５５ｍｍ 肉厚１．０ｍｍ 素管外径３０ｍｍ
Ｃ：感光体素管の長さ３６２ｍｍ 肉厚１．０ｍｍ 素管外径３０ｍｍ
を用いて、実施例１同様に感光体を作製した。但し、表面保護層（ＯＣＬ）塗布液にシリカ微粒子（平均粒径３０ｎｍ）を ４０ｇ添加、分散した塗布液を使用した。

得られた感光体を黒画像用に用い、実施例１の実験Ｎｏ．３及び４と同様にＹ、Ｍ、Ｃの感光体と組み合わせ、実験Ｎｏ．１１及び１２として性能評価を行った。

（感光体素管径の変更効果）
Ａ”：感光体素管の長さ３６０ｍｍ 肉厚１．０ｍｍ 素管外径６０ｍｍ
Ｃ”：感光体素管の長さ３６２ｍｍ 肉厚１．０ｍｍ 素管外径６０ｍｍ
となる素管を用いて実施例１同様に感光体を作製した。

タンデム型カラー複写機（Ｂｉｓｈｕｂ Ｃ３５０ コニカミノルタビジネステクノロジー社製）の黒ドラム位置のみ素管外径６０ｍｍに対応した改造機を作製し、これらを黒画像用の感光体として用い、Ｙ、Ｍ、Ｃ画像用感光体は実施例１の実験Ｎｏ．１及び４と同様に組み合わせ、実施例１の条件で性能評価を行った。これを実験Ｎｏ．１３及び１４として性能評価を行った。

尚、感光体素管の長さが異なるものは、フランジ側の形状変更にて、複写機にいずれも装着可能なようにした。下記に結果を示す。

肉厚の素管を用いた感光体、感光体表面層への微粒子添加した感光体、いずれも更に性能が高くなっていることがわかる。またドラム外径を変更した感光体を用いた場合も、素管長さを変更することにより、性能向上が図られることがわかった。

本発明に係わるタンデム型カラー画像形成装置の構成断面図。 本発明の目的を好ましい態様で達成することが出来る感光体を説明する図。

符号の説明

１０ プリンタ
１１ 排紙トレイ
１２ 中間転写ベルト
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ 作像ユニット
２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ 感光体ドラム
２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋ 帯電器
２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋ プリントヘッド部
２８Ｙ、８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋ 現像器
３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ 一次転写ローラ
３４ 二次転写ローラ
３６ 二次転写領域
３８ クリーナ
４２ 給紙カセット
４６ 搬送路
４８ タイミングローラ対
５０ 定着ユニット
１０３Ａ、１０３Ｂ 駆動ギア側のフランジ
１０４Ａ、１０４Ｂ 駆動ギア側と反対側のフランジ
１０５ 駆動ギア

Claims (8)

1. 感光体と、少なくとも該感光体上にトナー像を形成する現像手段と、形成されたトナー像を転写後に該感光体をクリーニングする手段を有する、複数個の画像形成ユニットを用いて画像形成するタンデム型カラー画像形成装置であり、複数の感光体の中の少なくとも何れかの感光体の素管の長さが、そのほかの感光体の素管の長さと異なることを特徴とするタンデム型カラー画像形成装置。
2. 黒画像形成用感光体の素管の長さが、カラー画像形成用感光体の素管の長さと異なることを特徴とする請求項１記載のタンデム型カラー画像形成装置。
3. 感光体のフランジ部までの長さは同一であることを特徴とする請求項１又は２記載のタンデム型カラー画像形成装置。
4. 素管の長さが異なる感光体は、素管の肉厚も異なることを特徴とする請求項１又は２記載のタンデム型カラー画像形成装置。
5. 素管の長さが異なる感光体は、素管の外径も異なることを特徴とする請求項１又は２記載のタンデム型カラー画像形成装置。
6. 素管の長さが異なる感光体が、素管の両端に設置されたフランジが異なることを特徴とする請求項１又は２記載のタンデム型カラー画像形成装置。
7. 前記感光体の表面層に平均粒径１５〜３００ｎｍの微粒子を添加したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のタンデム型カラー画像形成装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項記載のタンデム型カラー画像形成装置を用いることを特徴とするカラー画像形成方法。

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