JP4386617B2

JP4386617B2 - カラー画像形成装置

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Publication number: JP4386617B2
Application number: JP2002072179A
Authority: JP
Inventors: 和茂森田; ゆり子新堂; 裕子石橋; 嘉英下田; 雅則松本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-03-15
Filing date: 2002-03-15
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2022-03-15
Also published as: CN1445618A; CN100335980C; US20030206754A1; JP2003270899A; US6862418B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラープリンタ等のカラー画像形成装置であって、タンデム方式と呼ばれる複数の像担持体に対して帯電を行い、複数の異なるトナーを収容する現像器を配置するカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近のカラー電子写真プロセスにおいては、印字速度の高速化を狙ってトナー色に対応する複教の像担持体ドラムを並べてカラー画像を得るタンデム方式のカラー画像形成装置が用いられるようになってきている。カラー画像情報や多色画像情報の複数の成分色画像を順次積層転写して、カラー画像や多色画像を合成再現した画像形成物を出力するカラー画像形成装置や多色画像形成装置、又は、カラー画像形成装置や多色画像形成機能を具備させた画像形成装置に有用である。これらの装置においては複数本併設した像担持体の品質が均一であることが、各成分色画像の色ムラのない画像を得ることの条件である。
【０００３】
ここで像担持体が未使用状態では複数本の像担持体が均一でムラのない画像が得られていたとしても、使用に伴い像担持体が磨耗し、画質の劣化が生じる場合が問題となる。カラー画像形成装置といっても、実際上カラー印字を行うだけでなく、モノクロ（黒色）での印字も頻繁に行われ、モノクロ印字の方がカラー印字と比べ、使用頻度が多い場合もあり、黒用の像担持体は他の色用の像担持体に比較して相対的に摩耗が速いという欠点があった。通常Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋと４色あるトナーごとに４本の像担持体の磨耗特性が異ならないように設計しているが、像担持体がトナーごとに不均一に磨耗劣化するのであれば、複写枚数とともにカラー画質の色ムラが生じてしまう。この際劣化の激しいドラムのみでなくすべてのドラムを取り替える必要が生じていた。特に、はがきのような硬い用紙を用いた場合には磨耗が大きく偏った磨耗になり、その影響は大きくなる。
【０００４】
さらに帯電装置として像担持体の劣化を促進する接触帯電装置を用いた場合にはドラム磨耗も大きくなっている。像担持体の摩耗が少なく一様であれば、ドラムの交換までのインターバルは長くでき、さらにすべてのドラムが同時期に劣化するのなら同時に交換してもドラムのむだは少ない。ところが、色別現像機の種類によりドラムの摩耗劣化速度が異なると１本のみが劣化を起こしてもすべてのドラムを交換しないと、交換したドラムと残ったドラムとの間のカラーバランスが狂い良好な画質が得られない。すなわち、ドラム交換までのインターバルは４本のうち最も劣化が激しい色に対応するドラムに律速を受けることになり、むだが大きい。
【０００５】
その対応策として、特開平１０−３３３３９３号公報、特開平１１−２４３５８号公報、特開平１１−５２５９９号公報には、黒用の像担持体のみα−Ｓｉ又はα−ＳｉＣ像担持体を用いて寿命を長くし、当該黒を除く他の色用の像担持体にはＯＰＣ（有機像担持体）を用いることが提案されている。しかし、上記公報等に使用されるα−Ｓｉ又はα−ＳｉＣ像担持体は帯電性が低いという問題があった。その欠点を解決する方法として、特開平１０−３３３３９３号公報では、像担持体の厚みを３０μｍ以上にし、有機像担持体との帯電差を２００Ｖ以下にすることが提案されている。また、上記特開平１１−２４３５８号公報では、α−Ｓｉ像担持体に対する印加電圧を有機像担持体の１．０５〜２．５０倍にすることが提案されている。更に、上記特開平１１−５２５９９号公報では、α−ＳｉＣの表面層を付与することにより帯電性を上げている。
【０００６】
このように、黒用の像担持体を長く使い、かつ、α−Ｓｉ又はα−ＳｉＣ像担持体の帯電性の低さを補うためには、黒用のみ複雑な帯電の制御を必要とし、結果として余計なコストが必要になってしまう。また、帯電以外にもα−Ｓｉ又はα−ＳｉＣ像担持体と有機像担持体とは光感度や、温度／湿度の影響の受け方が異なるため、黒用のα−Ｓｉ又はα−ＳｉＣ像担持体と黒用以外で用いる有機像担持体では、露光量、転写条件等も異なり、黒用の像担持体と黒用以外の像担持体とでは、別の制御方法を採用しなければならないため、やはり結果として余計なコストが必要になってしまう。また、上記特開平１０−３３３３９３号公報、特開平１１−２４３５８号公報、特開平１１−５２５９９号公報に記載のα−Ｓｉ又はα−ＳｉＣ像担持体は、生産コストが有機像担持体に比較して明らかに高いという問題もある。更に、別な問題として、言うまでもなく黒用のトナーの消耗も多いという問題もある。
【０００７】
この解決方法として特開２０００−２４２０５６号、特開２０００−２４２０５７号では黒のみドラム径を大きくしたり、膜厚を厚くすることが提案されている。また特開２００１−５１４６７号では黒のみ非接触の帯電手段を用いる、膜厚を厚くする、粘度平均分子量の大きい樹脂を用いることが述べられている。さらに特開２０００−３３０３０３号では、タンデム像担持体用の樹脂として共重合ポリカーボネート樹脂を用いることが述べられている。また、黒用像担持体のみ保護層を設ける方法も検討されている。
【０００８】
しかし、特開２０００−２４２０５６号、特開２４２０５７号のように黒のみドラム径を大きくすると、装置が大きくなる。また、塗布膜厚を厚くすることで帯電量が下がったり、画像としてのドット再現性やライン再現性を損なう。また特開平２００１−５１４６７号のように粘度平均分子量の大きいものは、塗布液として気泡のかみ込みや、塗布しにくいという欠点がある。さらに特開２０００−３３０３０３号では、タンデム像担持体用の樹脂として種々の共重合ポリカーボネート樹脂を用いることが提案され、その中で最大／最小磨耗量の関係についての提案もなされているが、検討されている黒及びその他色用像担持体は全く同一のものを用いており、白黒コピーが多く用いられるような一般の環境では、黒用像担持体の寿命を延ばすことが出来ない。
【０００９】
一方、特開２００１−２４９５７６号では、接触摩擦力がより大きい像形成・転写ユニットに使用される像担持体層の摩擦耐久性を高めるために像担持体層の膜厚を厚くすることが述べられているが、例えば、黒のみ耐磨耗性が非常に大きいシリコン像担持体にした場合、カラー用像担持体はもう寿命であるにもかかわらず、黒用像担持体だけ使用可能という逆転現象を引き起こし、十分な検討が行なわれたとは言い難い。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来における問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、各色とも同じ期間、像担持体を使用することができ、かつ、コストの低いカラー画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、黒色を含む複数の現像色に対応し像担持体、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、および清掃装置をそれぞれ備えた電子写真方式の画像形成ステーションを用紙搬送方向に複数併設する画像形成装置において、黒色用像担持体の走行距離１×１０⁷ｍｍ当たりの膜厚減少量（Å）をＸ、その他の現像色に対応し像担持体の走行距離１×１０⁷ｍｍ当たりの膜厚減少量（Å）をＹとした場合、それらが以下に示す範囲にあるように設定されていることを特徴とするカラー画像形成装置である。
０．５＜（Ｘ／Ｙ）＜０．８
従って、使用頻度の高い黒色用の像担持体の寿命を他の現像色用に使用される像担持体の寿命よりも延ばすことができ、使用頻度の高い黒色用の像担持体が早く寿命に達してしまうのを防止でき、カラー用ドラムとの同時交換が可能となる。
【００１２】
本発明の請求項１は更に、前記黒色用像担持体、もしくはその他の現像色に対応した像担持体の少なくとも一方の像担持体に用いられるバインダー樹脂が、下記一般式（１）で示される構造単位の少なくとも１つを有するポリカーボネート樹脂であることを特徴とする。
【化２】

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７及びＲ^８は各々水素原子、ハロゲン原子、置換、無置換の炭素数１〜６のアルキル基、Ｃ_４〜Ｃ_１０の環状炭化水素残基、置換、無置換のアリール基を表す。Ｚは置換若しくは未置換の炭素環又は置換若しくは末置換の複素環を形成するのに必要な原子群である。ｍは整数である）
従って、請求項１記載の発明を実現する上で、オゾン、ＮＯ_Ｘ等に対する画像安定性、耐刷性向上させることができる。
また、前記黒色用像担持体に用いる電荷輸送材料／バインダー樹脂の比率を、前記他の現像色に対応した像担持体の比率より低くし、更に、前記黒色用像担持体のバインダー樹脂にポリフッ化ビニリデンを添加することを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項２は、請求項１記載の画像形成装置において、単色コピー（白黒）モード時には黒色用像担持体以外の像担持体は、動作を停止させることを特徴とする。従って、不必要な像担持体の回転を防ぎ、黒色用像担持体以外の像担持体の膜削れ量を低減することができる。
本発明の請求項３は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、単色コピー（白黒）モード時には前記記録材搬送ベルトから黒色用像担持体以外の像担持体は、離反されることを特徴とする。従って、単色コピー（白黒）指定時には黒色用以外の他の現像色用に使用される像担持体は離反されるので、記録材や、記録材搬送ベルト等で塗膜が削られることを減らすことができ、像担持体寿命を延ばすことができる。
【００１４】
本発明の請求項４は、請求項１ないし３記載の画像形成装置において、前記像担持体層の膜厚が１８μｍから２７μｍの範囲であることを特徴とする。従って、画像としてのドット再現性やライン再現性を損なうことなく、良好な画像が得られる。
【００１５】
本発明の請求項５は、請求項１ないし４記載の画像形成装置において、前記像担持体に使用されるフランジとして、黒色用の像担持体に使用されるフランジが他の現像色用の像担持体に使用されるフランジと異なることを特徴とする。従って、外観だけで像担持体の違いがわからず、非互換とすることで装着ミスがなくなり、目的とする効果が必ず得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
先ず、図１に示す本発明の像担持体の１実施形態である積層機能分離型像担持体の模式断面図における構成材料について説明する。図１において、１は導電性支持体、２は電荷発生層、３は電荷輸送層、４は下引き層と電荷発生層、電荷輸送層からなる像担持体の感光層、５は導電性支持体と電荷発生層の間に設ける下引き層である。導電性支持体１としては、例えばアルミニウム、銅、真鍮、亜鉛、ニッケル、ステンレス、クロム、モリブデン、バナジウム、インジウム、チタン、金、白金等の金属及び合金材料を用いることができ、その他にアルミニウム、アルミニウム合金、酸化錫、金や酸化インジウム等を蒸着または塗布したポリエステルフィルム、紙及び金属フイルム、導電性粒子を含有したプラスチックや紙、ならびに導電性ポリマーを含有するプラスチック等を用いることができる。これらの材料は、円筒状、円柱状、または薄膜シート状に加工して用いられる。
【００１７】
導電性支持体１と電荷発生層２との間には下引き層（中間層）５を導入してもよい。下引き層５としては、一般にアルミニウム陽極酸化被膜、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム等の無機層、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、ポリアミド等の有機層、または有機層に無機顔料としてアルミニウム、銅、錫、亜鉛、チタンなどの金属あるいは酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン等の金属酸化物などの導電性または半導電性微粒子を含有させたものが一般に用いられている。酸化チタンの結晶形としては、アナターゼ型とルチル型、アモルファスなどがあるが、いずれを用いてもよく、また２種以上混合してもよい。酸化チタン粒子の表面は、Ａｌ₂Ｏ₃，ＺｒＯ₂等もしくはその混合物などの金属酸化物で被覆させたものを用いることが好ましい。
【００１８】
下引き層５に含有されるバインダー樹脂としては、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、ポリアミド等の樹脂を用いることができるが、好ましくはポリアミド樹脂が用いられる。この理由は、バインダー樹脂の特性として、下引き層５の上に感光体層を形成する際に用いられる溶媒に対して溶解や膨潤などが起こらないことや、導電性支持体１との接着性に優れ、可とう性を有すること等の特性が必要とされるからである。ポリアミド樹脂のうちより好ましくは、アルコール可溶性ナイロン樹脂を用いることができる。例えば、６−ナイロン、６６−ナイロン、６１０一ナイロン、１１−ナイロン、１２−ナイロン等を共重合させた、いわゆる共重合ナイロンや、Ｎ−アルコキシメチル変性ナイロン、Ｎ−アルコキシメチル変性ナイロンのように、ナイロンを化学的に変性させたタイプなどがある。
【００１９】
本発明において、下引き層５の塗布液に使用される有機溶剤としては一般的な有機溶剤を使用することができるが、バインダー樹脂としてより好ましいアルコール可溶性ナイロン樹脂を用いる場合には、炭素数１〜４の低級アルコール群と、例えばジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン、１，２−ジクロロプロパン、トルエン、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン等の他の有機溶媒よりなる群から選ばれた単独系及び混合系の有機溶媒からなることが好ましい。ここで、上記の有機溶媒を混合することによりアルコール系溶媒単独よりも酸化チタンの分散性が改善され、塗布液の保存安定性の長期化や塗布液の再生が可能となる。又、下引き層用塗布液中に導電性支持体を浸漬塗布して下引き層５を形成する際、下引き層５の塗布欠陥ムラを防止し、その上に形成される感光層が均一に塗布できることより、膜欠陥の無い非常に優れた画像特性を有する電子写真像担持体を形成することができる。
【００２０】
下引き層５の製造方法としては、上記無機顔料に溶剤とバインダー樹脂を加えボールミル、ダイノーミル、超音波発振機等の分散機を用いて分散して作製した下引き層用塗液を用い、シートの場合にはベーカーアプリケーター、バーコ一夕ー、キャスティング、スピンコート等、ドラムの場合にはスプレー法、垂直リング法、浸漬塗布法等により作製できる。
【００２１】
電荷発生層２は、光照射により電荷を発生する電荷発生材料を主成分とし、必要に応じて公知の結合剤、可塑剤、増感剤を含有する。電荷発生材料としては、ペリレンイミド、ペリレン酸無水物等のペリレン系顔料、キナクリドン、アントラキノン等の多環キノン系顔料、金属及び無金属フタロシアニン、ハロゲン化無金属フタロシアニン等のフタロシアニン系顔料、スクエアリウム色素、アズレニウム色素、チアピリリウム色素、及びカルバゾール骨格、スチリルスチルベン骨格、トリフェニルアミン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、オキサジアゾール骨格、フルオレノン骨格、ビススチルベン骨格、ジスチリルオキサジアゾール骨格またはジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料等が挙げられる。
【００２２】
特に高い電荷発生能を有する顔料としては、無金属フタロシアニン顔料、オキソチタニルフタロシアニン顔料、フローレン環及びフルオレノン環を含有するビスアゾ顔料、芳香族アミンからなるビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料が挙げられ、高い感度を有する像担持体を提供することができる。更にオキソチタニルフタロシアニンの内、Ｘ線回折スペクトルのブラッグ角（２θ±０．２°）２７．３°に回折ピークを示す結晶型は更に高感度であるのでより好ましい。
【００２３】
電荷発生層２の製造方法としてはこれらの電荷発生材料の微粒子に有機溶媒を加え、ボールミル、サンドグラインダー、ペイントシェーカー、超音波分散機等によって粉砕、分散して得られる塗液を用い、シートの場合にはベーカーアプリケーター、バーコーター、キャスティング、スピンコート等、ドラムの場合にはスプレー法、垂直リング法、浸漬塗工法により作製される。
【００２４】
また結着性を増すためにバインダー樹脂として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、ポリカーボネート、ポリアリレート、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、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、セルロースエステル、セルロースエーテル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂等の各種バインダー樹脂を加えてもよい。その膜厚は通常０．０５〜５μｍが好ましく、特に０．１〜１μｍが好適である。また、電荷発生層には必要に応じて、塗布性を改善するためのレベリング剤や酸化防止剤、増感剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。
【００２５】
電荷発生層２の上に設けられる電荷輸送層３は、電荷発生材料で発生した電荷を受け入れ、これを輸送する能力を有する電荷輪送材料と結着剤（バインダー樹脂）を必須成分とし、電荷輪送材料としては、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール及びその誘導休、ポリ−ｇ−カルバゾリルエチルグルタメート及びその誘導体、ピレンーホルムアルデヒド縮合物及びその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）アントラセン、１，１−ビス（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、ピラゾリン誘導体、フェニルヒドラゾン類、ヒドラゾン誘導体、トリフェニルアミン系化合物、テトラフェニルジアミン系化合物、トリフェニルメタン系化合物、スチルベン系化合物、３−メチル−２−ベンゾチアゾリン環を有するアジン化合物等の電子供与性物質。
【００２６】
或いはフルオレノン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、インデノチオフェン誘導体、フェナンスレンキノン誘導休、インデノピリジン誘導体、チオキサントン誘導体、ベンゾ［ｃ］シンノリン誘導体、フエナジンオキサイド誘導体、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、プロマニル、クロラニル、ベンゾキノン等の電子受容性物質等が挙げられる。この中でも下記構造を有する本発明の特定のブタジエン系化合物、スチリル系化合物、アミン化合物は材料自体のホール輸送能力が高いため、樹脂比率の高い状態でも高感度を維持できるので本発明では、より好適である。その一例を下記に示す。
【００２７】
ブタジエン化合物としては下記一般式（２）で示される化合物が挙げられる。
【化３】

（式中、Ａｒ₁、Ａｒ₂、Ａｒ₃及びＡｒ₄はそれぞれ置換基を有してもよいアリール基を示し、Ａｒ₁〜Ａｒ₄の少なくとも１つは置換基として置換アミノ基を有するアリール基である。ｎは０又は１を示す。）
一般式（２）の具体例としては、例えば、下記例示化合物（２−１）〜（２−１２）のものが挙げられる。
【００２８】
【化４】

【化５】

【化６】

【００２９】
【化７】

【化８】

【化９】

【００３０】
【化１０】

【化１１】

【化１２】

【００３１】
【化１３】

【化１４】

【化１５】

【００３２】
スチリル系化合物としては下記一般式（３）で示される化合物が挙げられる。
【化１６】

（式中、Ａｒ₅は置換基を有しても良いアリール基を表し、Ａｒ₆は置換基を有しても良いフェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、あるいはアントリレン基を表し、Ｒ₉は水素原子、低級アルキル基または低級アルコキシ基を表し、Ｘは水素原子、置換基を有しても良いアルキル基または置換基を有しても良いアリール基を表し、Ｙは置換基を有しても良いアリール基等を表わす。）
一般式（３）の具体例としては、例えば、下記例示化合物（３−１）〜（３−１６）のものが挙げられる。
【００３３】
【化１７】

【化１８】

【化１９】

【００３４】
【化２０】

【化２１】

【化２２】

【００３５】
【化２３】

【化２４】

【化２５】

【００３６】
【化２６】

【化２７】

【化２８】

【００３７】
【化２９】

【化３０】

【化３１】

【化３２】

【００３８】
アミン系化合物としては下記一般式（４）示される化合物が挙げられる。
【化３３】

（式中、Ｒ₁₀〜Ｒ₁₅は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基またはアルコキシ基、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕは１〜５の整数を表す。）
一般式（４）の具体例としては、例えば、下記例示化合物（４−１）〜（４−６）のものが挙げられる。
【００３９】
【化３４】

【化３５】

【化３６】

【００４０】
【化３７】

【化３８】

【化３９】

【００４１】
一般的に使用されるバインダー樹脂としては電荷輸送材料と相溶性を有するものが選ばれる。例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルなどのビニル重合体、ならびに、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリルアミド樹脂およびフェノール樹脂などの樹脂が挙げられる。
これらは単独または２種以上混合してもよく、また部分的に架橋した熱硬化性樹脂を使用してもよい。特に、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレートおよびポリフェニレンオキシドなどの樹脂は、体積抵抗値が１０¹³Ω以上であり、皮膜性、電気特性などにも優れている。
【００４２】
ここで使用されるバインダー樹脂としては、繰り返し単位が下記一般式（５）で表される繰り返し単位からなるポリカーボネート重合体であることが好ましい。
【化４０】

（式中、Ｒ^2'は各々独立にハロゲン原子、ビニル基、アリル基、炭素数１〜１０の置換若しくは無置換のアルキル基、炭素数６〜１２の置換若しくは無置換のアリール基、炭素数３〜１２の置換若しくは無置換のシクロアルキル基、炭素数１〜６の置換若しくは無置換のアルコキシ基、炭素数６〜１２の置換若しくは無置換のアリールオキシ基であり、ａは各々独立に０〜４の整数であり、Ｙは単結合、−０−、−ＣＯ−、−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＳＯ₂−、−ＣＲ^3'Ｒ^4'−、炭素数５〜１１の置換若しくは無置換のシクロアルキリデン基、炭素数２〜１２の置換若しくは無置換のα，ω−アルキレン基、９，９−フルオレニリデン基、１，８−メンタンジイル基、２，８−メンタンジイル基、置換若しくは無置換のピラジリデン基又は炭素数６〜２４の置換若しくは無置換のアリーレン基であり、ただしＲ^3'及びＲ^4'は各々独立に水素原子、炭素数１〜１０の置換若しくは無置換のアルキル基又は炭素数６〜１２の置換若しくは無置換のアリール基である。）
【００４３】
なお、本発明に用いられるポリカーボネート重合体は、繰り返し単位一般式（５）を、１種又は２種以上有していてよい。また、このポリカーボネート重合体は、本発明の目的達成を阻害しない範囲で、繰り返し単位一般式（５）以外の繰り返し単位を有していてもよい。
一般式（５）において、Ｒ^2'、Ｙ、Ｒ^3'及びＲ^4'の具体例は次のとおりである。
Ｒ^2'が示すハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素であり、フッ素、塩素、臭素が好ましい。
【００４４】
Ｒ^2'、Ｒ^3'及びＲ^4'が示す炭素数１〜１０の無置換のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、２−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、２−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基が好ましい。
Ｒ^2'、Ｒ^3'及びＲ^4'が示す炭素数６〜１２の無置換のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基であり、フェニル基が好ましい。Ｒ^2'が示す炭素数３〜１２の無置換のシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロヘプチル基であり、シクロペンチル基、シクロへキシル基が好ましい。
【００４５】
Ｒ^2'が示す炭素数１〜６の無置換のアルコキシ基としては、メチルオキシ基、エチルオキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、２−ブチルオキシ基、ｔｅｒｔ−ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基であり、メチルオキシ基、エチルオキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基が好ましい。
Ｒ^2'が示す炭素数６〜１２の無置換のアリールオキシ基としては、フェニルオキシ基、ナフチルオキシ基、ビフェニリルオキシ基であり、フェニルオキシ基が好ましい。Ｙが示す炭素数６〜２４の無置換のアリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基、ターフェニリレン基、クォーターフェニリレン基であり、フェニレン基が好ましい。
【００４６】
Ｙが示す炭素数５〜１１の無置換のシクロアルキリデン基としては、シクロペンチリデン基、シクロへキシリデン基、シクロへプチリデン基、シクロオクチリデン基、シクロノニリデン基、シクロデシリデン基、シクロウンデシリデン基であり、シクロへキシリデン基が好ましい。
Ｙが示す炭素数２〜１２の無置換のα，ω−アルキレン基としては、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基であり、エチレン基、トリメチレン基が好ましい。Ｙが示す１，８−メンタンジイル基としては、１，８−ｐ−メンタンジイル基が好ましい。Ｙが示す２，８−メンタンジイル基としては、２，８−ｐ−メンタンジイル基が好ましい。
【００４７】
置換アルキル基、置換アリール基、置換アルコキシ基、置換アリールオキシ基、置換シクロアルキル基、置換アリーレン基、置換α，ω−アルキレン基、置換シクロアルキリデン基及び置換ピラジリデン基とは、各々、上記の無置換アルキル基、無置換アリール基、無置換アルコキシ基、無置換アリールオキシ基、無置換シクロアルキル基、無置換アリーレン基、無置換α，ω−アルキレン基及び無置換シクロアルキリデン基や、無置換ピラジリデン基上の少なくとも１つの水素原子が置換基で置換された基を意味する。
【００４８】
置換アルキル基及び置換アルコキシ基の置換基としては、ハロゲン原子（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）、炭素数６−１２のアリール基（フェニル、ナフチル、ビフェニリル）、炭素数１〜４のアルコキシ基（メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、イソブトキシ）、炭素数１〜４のアルキルチオ基（メチルチオ等）、炭素数６〜１２のアリールチオ基（フェニルチオ等）が挙げられる。
置換アリール基、置換アリールオキシ基及び置換アリーレン基の置換基としては、ハロゲン原子（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）、炭素数１〜４のアルキル基（メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、イソブチル）、炭素数１〜４のアルコキシ基（メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、イソブトキシ）、炭素数１〜４のアルキルチオ基（メチルチオ等）、炭素数６〜１２のアリールチオ基（フェニルチオ等）が挙げられる。
【００４９】
置換α，ω−アルキレン基、置換シクロアルキル基、置換シクロアルキリデン基、置換ピラジリデン基の置換基としては、ハロゲン原子（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）、炭素数１〜４のアルキル基（メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、イソブチル）、炭素数６〜１２のアリール基（フェニル、ナフチル、ビフェニリル）、炭素数１〜４のアルコキシ基（メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、イソブトキシ）、炭素数１〜４のアルキルチオ基（メチルチオ等）、炭素数６〜１２のアリールチオ基（フェニルチオ等）が挙げられる。Ｒ^2'、Ｒ^3'及びＲ^4'の場合、ハロゲン原子で置換された炭素数１〜１０の置換アルキル基の好ましい一例としては、メチル基の水素原子３つがフッ素原子で置換されたトリフルオロメチル基が挙げられる。
【００５０】
上記一般式（５）のポリカーボネート重合体は単独で使用される場合、粘度平均分子量が３０，０００〜７０，０００であることが好ましい。３０，０００未満の場合、耐刷性の低下が著しくなり、７０，０００より大きい場合、耐刷性は若干向上するものの、溶液粘度の上昇から電荷輪送材料との混合に長時間を要したり、塗布膜のムラが発生しやすく生産性が低下する。また、特に下記一般式（１）で示される構造単位の少なくとも1つを有するポリカーボネート重合体を使用することが好ましい。
【００５１】
【化４１】

（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷及びＲ⁸は各々水素原子、ハロゲン原子、置換、無置換の炭素数１〜６のアルキル基、Ｃ4〜Ｃ10の環状炭化水素残基、置換、無置換のアリール基を表す。Ｚは置換若しくは未置換の炭素環又は置換若しくは末置換の複素環を形成するのに必要な原子群である。ｍは整数である）
一般式（１）の具体例としては、例えば、下記例示化合物（１−１）〜（１−４）のものが挙げられる。
【００５２】
【化４２】

【化４３】

【化４４】

【化４５】

【００５３】
上記一般式（１）で示されるバインダー樹脂は、ガス透過性が小さいため、オゾンやＮＯｘなど像担持体特性を劣化させるガスの浸透を防ぐことができる。これらの樹脂は電荷輸送物質と相溶性に優れ、耐久性にも優れている。これらの樹脂のブレンドは電荷輸送物質と相溶性に優れ、耐久性にも優れている。
一方、上記一般式（１）のポリカーボネート樹脂は粘度平均分子量が１５，０００〜５０，０００程度であることが好ましい。１５，０００未満の場合、帯電プロセスにて発生されるオゾン、ＮＯｘ等に対する画像安定性（ハーフトーンの画像ナガレ、黒スジ発生）は向上するものの、初期感度の低下、繰り返し使用時の残留電位の上昇および画像安定性の低下が大きくなる。
またこれらの材料を溶解させる溶剤は、メタノール、エ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、シクロヘキサノン等のケトン類、エチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、クロロホルム、ジクロロエタン、ジクロロメタン等の脂肪族、ハロゲン化炭化水素、ベンゼン、クロロベンゼン、トルエン等の芳香族類等がある。
【００５４】
電荷輸送材料／バインダー樹脂比率は、通常１０／１５〜１０／６程度であるが、本発明では、耐磨耗性向上の観点から１０／１４〜１０／２０が好適である。本発明の電荷輸送層用塗布液には、成膜性、可とう性、塗布性等を向上させる為に、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、レベリング剤等の添加剤を含有させてもよい。１０／１４よりも電荷輸送材料が多い場合には感度特性は良好であるものの、帯電特性、膜の機械的強度、帯電プロセスにて発生されるオゾン、ＮＯｘ等に対する画像安定性（ハーフトーンの画像ナガレ、黒スジ発生）が低下し、１０／２０よりバインダー樹脂が多い場合では逆に帯電特性、機械的強度、画像安定性は良好であるものの感度特性の低下が著しくなる。また電荷輸送の膜厚は、約１５〜約３０μｍ、好ましくは約１８〜約２７μｍである。
【００５５】
なお、本発明においては電荷輸送層には、上記バインダー樹脂と共に酸化防止剤やレベリング剤等の添加剤を含有させてもよい。酸化防止剤としては一般に樹脂などに添加して利用される酸化防止剤をそのまま使用することができる。例えば、ビタミンＥ、ハイドロキノン、ヒンダードアミン、ヒンダードフェノール、パラフェニレンジアミン、アリールアルカンおよびそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物などを配合して用いてもよい。使用量は結着樹脂１００重量部に対し０〜２０重量部が適当である。レベリング剤としては、シリコンオイル類や側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいはオリゴマーが使用でき、使用量は結着樹脂１００重量部に対し０〜１重量部が適当である。
【００５６】
電荷輸送層用の塗布液は、電荷輸送材料、バインダー樹脂および添加剤を計量し、所定量の有機溶媒に同時に溶解させて作製する方法でも問題はなく一般的であるが、まず、バインダー樹脂を溶媒中に溶解させたのちにキャリア輸送材料を投入、溶解させる方法が中でも好ましい。この方法によれば、バインダー樹脂へのキャリア輪送材料の分子分散性が向上され、膜中での潜在的かつ局所的なキャリア輸送剤の結晶化が抑制されることにより、初期感度の向上、繰り返し使用時の電位安定性、良好な画像特性等が付与される。塗布方法としては、下引き層及び電荷発生層と同様の方法が用いられる。電荷輪送材料を溶解（または分散）させる適当な溶剤としては、電荷発生材料を分散する溶剤と実質的に異ならず、電荷発生材料に関して列挙した溶剤の中から選択できる。特に好ましい溶剤は、テトラヒドロフランである。
【００５７】
像担持体を複写機もしくはプリンターに搭載される場合、像担持体を回転させるための機構が設けられる。主にフランジと呼ばれる駆動伝達部品が組み込まれる。これらは通常同じ材料部材が用いられる。本発明においては黒色用像担持体と、他の現像色用の像担持体には異なる材料を用いることを特徴とし、見た目で区別できない場合はこのフランジの色を異なるものにすることで誤装着を防止することができる。間違って装着されると効果を十分発挿できなくなるので、より好ましくは、黒色用の像担持体に使用されるフランジが他の現像色用の像担持体に使用されるフランジと異なる形状とし非互換とする。
【００５８】
次に本発明の画像形成装置について添付図に従って説明する。図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置であるデジタルカラー複写機の構成を示す正面断面の略図である。複写機本体Ａの上面には、原稿台１１１及び後述する換作パネルが設けられ、複写機本体Ａの内部に画像読み取り部１１０および画像形成部２１０が設けられた構成である。
原稿台１１１の上面には該原稿台１１１に対して開閉可能な状態で支持され、原稿台１１１面に対して所定の位置関係をもって両面自動原稿送り装置（RADF:Reversing Autoｍatic Document Feeder）１１２が装着されている。
【００５９】
さらに、両面自動原稿送り装置１１２は、まず、原稿の一方の面が原稿台１１１の所定位置において画像読み取り部１１０に対向するよう原稿を搬送し、この一方の面についての画像読み取りが終了した後に、他方の面が原稿台１１１の所定位置において画像読み取り部１１０に対向するよう原稿を反転して原稿台１１１に向かって搬送するようになっている。そして、両面自動原稿送り装置１１２は、１枚の原稿について両面の画像読み取りが終了した後にこの原稿を排出し、次の原稿についての両面搬送動作を実行する。以上の原稿の搬送および表裏反転の動作は、複写機全体の動作に関連して制御されるものである。
【００６０】
画像読み取り部１１０は、両面自動原稿送り装置１１２により原稿台１１１上に搬送されてきた原稿の画像を読み取るために、原稿台１１１の下方に配置されている。画像読み取り部１１０は該原稿台１１１の下面に沿って平行に往復移動する原稿走査体１１３、１１４と、光学レンズ１１５と、光電変換素子であるＣＣＤラインセンサ１１６とを有している。この原稿走査体１１３、１１４は、第１の走査ユニット１１３と第２の走査ユニット１１４とから構成されている。第１の走査ユニット１１３は原稿画像表面を露光する露光ランプと、原稿からの反射光像を所定の方向に向かって偏向する第１ミラーとを有し、原稿台１１１の下面に対して一定の距離を保ちながら所定の走査速度で平行に往復移動するものである。
【００６１】
第２の走査ユニット１１４は、第１の走査ユニット１１３の第１ミラーにより偏向された原稿からの反射光像をさらに所定の方向に向かって偏向する第２および第３ミラーとを有し、第１の走査ユニット１１３と一定の速度関係を保って平行に往復移動するものである。光学レンズ１１５は、第２の走査ユニットの第３ミラーにより偏向された原稿からの反射光像を縮小し、縮小された光像をＣＣＤラインセンサ１１６上の所定位置に結像させるものである。
ＣＣＤラインセンサ１１６は、結像された光像を順次光電変換して電気信号として出力するものである。ＣＣＤラインセンサ１１６は、白黒画像あるいはカラー画像を読み取り、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分に色分解したラインデータを出力することのできる３ラインのカラーＣＣＤである。このＣＣＤラインセンサ１１６により電気信号に変換された原稿画像情報は、さらに、後述する画像処理部に転送されて所定の画像データ処理が施される。
【００６２】
次に、画像形成部２１０の構成、および画像形成部２１０に係わる各部の構成について説明する。画像形成部２１０の下方には、用紙トレイ内に積載収容されている用紙（記録媒体）Ｐを１枚ずつ分離して画像形成部２１０に向かって供給する給紙機構２１１が設けられている。そして１枚ずつ分離供給された用紙Ｐは、画像形成部２１０の事前に配置された一対のレジストローラ２１２によりタイミングが制御されて画像形成部２１０に搬送される。さらに、片面に画像が形成された用紙Ｐは、画像形成部２１０の画像形成にタイミングを合わせて画像形成部２１０に再供給搬送される。
【００６３】
画像形成部２１０の下方には、転写搬送ベルト機構２１３が配置されている。転写搬送ベルト機構２１３は、駆動ローラ２１４と従動ローラ２１５との間に略平行に伸びるように張架された転写搬送ベルト２１６に用紙Ｐを静電吸着させて搬送する構成となっている。そして、転写搬送ベルト２１６の下側に近接して、パターン画像検出ユニットが設けられている。さらに、用紙搬送路における転写搬送ベルト機構２１３の下流側には、用紙Ｐ上に転写形成されたトナー像を用紙Ｐ上に定着させるための定着装置２１７が配置されている。この定着装置２１７の一対の定着ローラ間のニップを通過した用紙Ｐは、搬送方向切り換えゲート２１８を経て、排出ローラ２１９により複写機本体１の外壁に取り付けられている排紙トレイ２２０上に排出される。
【００６４】
切り換えゲート２１８は、定着後の用紙Ｐの搬送経路を、複写機本体１へ用紙Ｐを排出する経路と、画像形成部２１０に向かって用紙Ｐを再供給する経路との間で選択的に切り換えるものである。切り換えゲート２１８により再び画像形成部２１０に向かって搬送方向が切り換えられた用紙Ｐは、スイッチバック搬送経路２２１を介して表裏反転された後、画像形成部２１０へと再度供給される。
また、画像形成部２１０における転写搬送ベルト２１６の上方には、転写搬送ベルト２１６に近接して、第１の画像形成ステーションＰａ、第２の画像形成ステーションＰｂ、第３の画像形成ステーションＰｃ、および第４の画像形成ステーションＰｄが、用紙搬送経路上流側から順に並設されている。
【００６５】
転写搬送ベルト２１６は駆動ローラ２１４によって、図２において矢印Ｚで示す方向に摩擦駆動され、前述したように給紙機構２１１を通じて給送される用紙Ｐを担持し、用紙Ｐを画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄへと順次搬送する。
各画像ステーションＰａ〜Ｐｄは、実質的に同一の構成を有している。各画像ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、図２に示す矢印Ｆ方向に回転駆動される像担持体ドラム２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、および２２２ｄをそれぞれ含んでいる。各像担持体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの周辺には、感光休ドラム２２２ａ〜２２２ｄをそれぞれ一様に帯電する帯電器２２３ａ、２２３ｂ、２２３ｃ、２２３ｄと、像担持体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上に形成された静電潜像をそれぞれ現像する現像装置２２４ａ、２２４ｂ、２２４ｃ、２２４ｄと、現像された像担持体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上のトナー像を用紙Ｐへ転写する転写用放電器２２５ａ、２２５ｂ、２２５ｃ、２２５ｄと、像担持体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上に残留するトナーを除去するクリーニング装置２２６ａ、２２６ｂ、２２６ｃ、２２６ｄとが像担持体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの回転方向に沿って順次配置されている。
【００６６】
また、各感光休ドラム２２２ａ〜２２２ｄの上方には、レーザービームスキャナユニット２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄがそれぞれ設けられている。レーザービームスキャナユニット２２７ａ〜２２７ｄは、画像データに応じて変調されたドット光を発する半導体レーザ素子（図示せず）、半導体レーザ素子からのレーザービームを主走査方向に偏向させるためのポリゴンミラー（偏向装置）２４０と、ポリゴンミラー２４０により偏向されたレーザービームを像担持体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ表面に結像させるためのｆθレンズ２４１やミラー２４２、２４３などから構成されている。
【００６７】
レーザービームスキャナ２２７ａにはカラー原稿画像の黒色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナ２２７ｂにはカラー原稿画像のシアン色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナ２２７ｃにはカラー原稿画像のマゼンタ色成分像に対応する画素倍号が、そして、レーザービームスキャナ２２７ｄにはカラー原稿画像のイエロー色成分像に対応する画素信号がそれぞれ入力される。これにより色変換された原稿画像情報に対応する静電潜像が各像担持体ドラム２２２ａ−２２２ｄ上に形成される。そして、現像装置２２７ａには黒色のトナーが、現像装置２２７ｂにはシアン色のトナーが、現像装置２２７ｃにはマゼンタ色のトナーが、現像装置２２７ｄにはイエロー色のトナーがそれぞれ収容されており、像担持体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上の静電潜像は、これら各色のトナーにより現像される。これにより、画像形成部２１０にて色変換された原稿画像情報が各色のトナー像として再現される。
【００６８】
また、第１の画像形成ステーションＰａと給紙機構２１１との間には用紙吸着用帯電器２２８が設けられており、この吸着用帯電器２２８は転写搬送ベルト２１６の表面を帯電させ、給紙機構２１１から供給された用紙Ｐは、転写搬送ベルト２１６上に確実に吸着させた状態で第１の画像形成ステーションＰａから第４の画像形成ステーションＰｄの間をずれることなく搬送させる。
一方、第４の画像ステーションＰｄと定着装置２１７との間で駆動ローラ２１４のほぼ真上部には除電器２２９が設けられている。この除電器２２９には搬送ベルト２１６に静電吸着されている用紙Ｐを転写搬送ベルト２１６から分離するための交流電流が印加されている。
【００６９】
上記構成のデジタルカラー複写機においては、用紙Ｐとしてカットシート状の紙が使用される。この用紙Ｐは、給紙カセットから送り出されて給紙機構２１１の給紙搬送経路のガイド内に供給されると、その用紙Ｐの先端部分がセンサー（図示せず）にて検知され、このセンサーから出力される検知信号に基づいて一対のレジストローラ２１２により一旦停止される。そして、用紙Ｐは各画像ステーションＰａ〜Ｐｄとタイミングをとって図２の矢印Ｚ方向に回転している転写搬送ベルト２１６上に送られる。このとき転写搬送ベルト２１６には前述したように吸着用帯電器２２８により所定の帯電が施されているので、用紙Ｐは、各画像ステーションＰａ〜Ｐｄを通過する間、安定して搬送供給される。
各画像ステーションＰａ〜Ｐｄにおいては、各色のトナー像が、それぞれ形成され、転写搬送ベルト２１６により静電吸着されて搬送される用紙Ｐの支持面上で重ね合わされる。
【００７０】
第４の画像ステーションＰｄによる画像の転写が完了すると、用紙Ｐは、その先端部分から順次、除電用放電器により転写搬送ベルト２１６上から剥離され、定着装置２１７へと導かれる。最後に、トナー画像が定着された用紙Ｐは、用紙排出口（図示せず）から排紙トレイ２２０上へと排出される。
なお、上述の説明ではレーザービームスキャナユニット２２７ａ〜２２７ｄによって、レーザービームを走査して露光することにより、像担持体への光書き込みを行なう。しかし、レーザービームスキャナユニットの代わりに、発光ダイオードアレイと結像レンズアレイからなる書き込み光学系（ＬＥＤヘッド）を用いても良い。ＬＥＤヘッドはレーザービームスキャナーユニットに比べ、サイズも小さく、また可動部分がなく無音である。よって、複数個の光書き込みユニットを必要とするタンデム方式のデジタルカラー複写機などの画像形成装置では、好適に用いることができる。
【００７１】
このようなカラー画像形成装置では、実際上カラー印字を行うだけでなく、モノクロ（黒色）での印字も頻繁に行われている。ユーザーの出力画像モード指定に応じて実行される動作制御を図３に示すフローチャートにて説明する。まず、カラー画像出力モードが指定された場合には（ステップＳ1のＹ）、各像担持体２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、および２２２ｄの位置を転写搬送ベルト２１６に接する通常位置として（Ｓ2）、各々の像担持体２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、および２２２ｄを回転駆動させ、電子写真プロセスに従い、各々の像担持体２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、および２２２ｄに対応する帯電・現像動作等を実行させる（Ｓ3）ことで、転写紙上にカラー画像が形成される。
【００７２】
一方、白黒画像出力モードが指定された場合は（Ｓ1のＮ）、接離機構を駆動させイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ用の各像担持体、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄを転写搬送ベルト２１６から離間させる（Ｓ5）。さらに、これらの各像担持体２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄの回転駆動をオフさせ、停止状態とする（Ｓ6）。併せて、これらの各像担持体２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄに対する帯電・現像動作等もオフさせる（Ｓ7）。このような状態で、黒色用の像担持体２２２ａを回転駆動させ（Ｓ8）、電子写真プロセスに従い、この黒色用の像担持体２２２ａに対して帯電・現像動作等を実行させる（Ｓ9）ことで、転写紙上に黒色による白黒画像が形成される。
【００７３】
このように、白黒画像出力モード指定時には黒色用の像担持体２２２ａ以外の像担持体２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄはその回転動作を停止させる等、非作動状態とし、かつ、転写搬送ベルト２１６から離間させるので、白黒画像出力モード指定時に不要な像担持体２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄに関して、クリーニングブレード等による膜削れや、転写紙や転写搬送ベルト２１６等で削られことを極力なくすことができる。
【００７４】
このような画像形成装置は記憶手段を有しており、その画像形成装置で白黒コピー、カラーコピーがどのような割合で行なわれるのか、またサイズはどのような物が用いられているのかを知ることができる。統計的にこれらの市場データを解析することにより、黒色用像担持体、その他の現像色に対応した像担持体の耐久性をどの程度に設定すれば、交換の無駄が少なくなるかを検討することが可能である。このデータより本願の像担持体は、黒色用像担持体の走行距離１×１０⁷ｍｍ当たりの膜厚減少量（Å）をＸ、その他の現像色に対応した像担持体の走行距離１×１０⁷ｍｍ当たりの膜厚減少量（Å）をＹとした場合、以下に示す範囲にあるように設定されていることが望ましいことを見出したものである。
０．５＜（Ｘ／Ｙ）＜０．８
【００７５】
ここで（Ｘ／Ｙ）が０．８よりも大きい、すなわち単位走行当たりの黒色用像担持体の膜厚減少量が、所定範囲よりも大きい場合には、白黒コピーを多く取るようなユーザーでは、その他の現像色に対応した像担持体よりも、黒色用像担持体の方が先に劣化してしまう。そのまま使用するとカラーバランスが異なってしまうので、良好な画質を保持することが出来ない。しかしこの状態で黒色用像担持体のみ交換しても、カラーバランスが異なってしまうので、良好な画質を維持することができない。またこの際に全ての像担持体を交換すると、まだ使用可能なその他の現像色に対応した像担持体をも交換することになり、無駄が大きい。
【００７６】
（Ｘ／Ｙ）が０．５よりも小さい場合には、カラーコピーの割合が大きいユーザーでは、黒色用像担持体よりも、その他の現像色に対応した像担持体の方が先に劣化してしまう。そのまま使用するとカラーバランスが異なってしまうので、良好な画質を維持することが出来ない。しかしこの状態でその他の現像色に対応した像担持体のみ交換しても、カラーバランスが異なってしまうので、良好な画質を保持することが出来ない。またこの際に全ての像担持体を交換すると、まだ使用可能な黒色用像担持体をも交換することになり、無駄が大きい。
【００７７】
本発明はこれらを所定の範囲に設定することにより、市場での大多数のユーザーを満足させることが可能となる。本発明における像担持体の磨耗性を所定の範囲に設定する具体的な方法としては
１．黒色用像担持体に用いるバインダー樹脂を、その他の現像色に対応した像担持体に用いるバインダー樹脂よりも摩耗し難い物を選択する。
２．黒色用像担持体に用いる電荷輸送材料／バインダー樹脂の比率を、その他の現像色に対応した像担持体よりも低くする（樹脂の比率を高くする）。
３．黒色用像担持体にポリフッ化ビニリデン等の低摩擦材を添加する。
などの方法により、それぞれの像担持体の耐磨耗性を調整することが考えられるが、本発明はこれらに限るものではない。
【００７８】
【実施例】
以下、本発明の具体的な実施例を挙げて説明する。
実施例１
図１に示す導電性支持体１として、φ４０ｍｍ×Ｌ３４０ｍｍのアルミニウム製円筒管を用いた。これに、酸化チタン粒子４重量部、バインダー樹脂として共重合ナイロン樹脂（東レ社製‥商品名ＣＭ８０００）６重量部をメチルアルコール３５重量部と１，２−ジクロロエタン６５重量部の混合溶媒に加えた後、その混合溶媒をペイントシェーカーにて８時間分散して得た下引き層用塗布液を、タンクに満たし、上記アルミ製円筒状支持体を浸漬、引き上げて塗工し、０．９μｍの下引き層５をアルミドラム上に形成した。また、溶媒は乾燥時に蒸発するので、酸化チタン粒子および共重合ナイロン樹脂が下引き層として残り、酸化チタン粒子の含有量は４０重量％、バインダー樹脂の含有量は６０重量％となる。
【００７９】
次いで、図４に示すようなＣｕＫα特性Ｘ線回折におけるブラッグ角（２θ±０．２°）が少なくとも２７．３°に明確なピークを有するオキソチタニルフタロシアニン顔料２部とポリビニルブチラール樹脂（積水化学社製：商品名エスレックＢＭＳ）１部とジクロロエタン９７部とをボールミル分散機で１２時間分散して、分散液を調製し、これをタンクに満たし、前述の下引き層５を設けたアルミドラムを浸漬、引き上げて塗布し、厚さ約０．２μｍの電荷発生層２を下引き層上に形成した。
さらに、テトラヒドロフラン１２００重量部に電荷輸送材料：前記ブタジエン化合物（例示化合物（２−２））を１００重量部とバインダー樹脂として下記構造式のポリカーボネート樹脂（例示化合物（６））１４０重量部と酸化防止剤としての２，６−ビス−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール（住友化学社製：スミライザーＢＨＴ）５重量部とシリコーン系レベリング剤（信越化学工業社製：商品名ＫＦ−９６）０．０００１重量部を混合したものを電荷輪送層塗工用塗布液に調製した。
【００８０】
【化４６】

【００８１】
上記のようにして形成された電荷発生層上に上記の電荷輸送層塗工用塗布液を、浸漬塗布し、１２０℃で１時間乾燥を行い、厚さ約２０μｍの電荷輪送層を形成し、図１に示すような積層機能分離型像担持体を作製し、黒色用像担持体とした。
同様に、テトラヒドロフラン１２００重畳部に電荷輸送材料：前記ブタジエン化合物（例示化合物（２−２））を１００重量部とバインダー樹脂として下記構造式のポリカーボネート樹脂化合物（例示化合物（７）：繰り返し構造単位ブロック0.0001-0.85-0.1499モルの３種類の共重合体）１４０重量部と酸化防止剤としての２，６−ビス−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール（住友化学社製：スミライザーＢＨＴ）５重量部とシリコーン系レベリング剤（信越化学工業社製：商品名ＫＦ−９６）０．０００１重量部を混合したものを電荷輪送層塗工用塗布液に調製した。
【００８２】
【化４７】

【００８３】
上記のようにして形成された電荷発生層の上に上記電荷輪送層塗工用塗布液を、浸漬塗布し、１２０℃で１時間乾燥を行い、厚さ約２０μｍの電荷輪送層を形成し、カラー用像担持体とした。ここで、溶剤の量は、粘度、塗工性を考慮して適時変えた。
このようにして作製した電子写真像担持体を、タンデム方式を用いたフルカラー複写機（シャープ社製：ＡＲ−Ｃ１５０を改造してドラム駆動、転写ベルト駆動を任意に設定できるようにしたもの）に搭載して、これらの各像担持体を初期および白黒１０％濃度原稿にて１２，０００枚（この間、カラー用ドラム停止及び、記録材搬送ベルトから離反させた）、ＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各１０％濃度原稿にて２８，０００枚、合計４０，０００枚複写後における画像特性と、膜減り量について測定した。この時の黒色用ドラムの走行距離は４×１０⁷ｍｍで、カラー用ドラムの走行距離は２．８×１０⁷ｍｍであった。これらの結果を表１に示す。
【００８４】
実施例２
参考例１において、黒色用像担持体に用いるバインダー樹脂として下記構造式のポリカーボネート樹脂（例示化合物（８））とし、カラー用像担持体に用いるポリカーボネート樹脂を前記例示化合物（１−１）（三菱エンジニアリング社製：商品名Ｚ−４００）とした以外は参考例１と同様にして像担持体を作製し、評価を行った。結果を表１に示した。
【化４８】

【００８５】
比較例１
参考例１において、カラー用像担持体に用いるポリカーボネート樹脂を例示化合物（６）（黒色用像担持体に用いるポリカーボネート樹脂と同一組成からなる）とした以外は実施例１と同様にして像担持体を作製し、評価を行った。結果を表１に示した。
【００８６】
比較例２
参考例１において、カラー用像担持体に用いるポリカーボネート樹脂をポリアリレート樹脂（ユニチカ社製：商品名Ｕ−１００）とし、溶剤をテトラヒドロフランからジクロロメタンに変更した以外は、参考例１と同様にして像担持体を作製し、評価を行った。結果を表１に示した。
【００８７】
実施例３
導電性支持体、下引き層、電荷発生層を参考例１と同様に形成した。テトラヒドロフラン１２００重量部に電荷輸送材料：例示化合物（２−２）を１００重量部と前記共重合樹脂：例示化合物（７）のポリカーボネート樹脂１６０重量部と２，６−ビス−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール（住友化学社製：スミライザーＢＨＴ）５重量部とシリコーン系レベリング剤（信越化学工業社製：商品名ＫＦ−９６）０．０００１重量部を混合したものを電荷輪送層塗工用塗布液に調製した。上記のようにして形成された電荷発生層２の上に電荷輪送層塗工用塗布液を、浸漬塗布し、１２０℃で１時間乾燥を行い、厚さ約２０μｍの電荷輪送層３を形成し、図１に示すような積層機能分離型像担持体を作製し、黒色用像担持体とした。
【００８８】
同様に、テトラヒドロフラン１２００重量部に電荷輸送材料：前記ブタジエン化合物（例示化合物（２−２））を１００重量部とバインダー樹脂：前記例示化合物（１−１）：（三菱エンジニアリング社製：商品名Ｚ−４００）ポリカーボネート樹脂１６０重量部と２，６−ビス−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール（住友化学社製：スミライザーＢＨＴ）５重量部とシリコーン系レベリング剤（信越化学工業社製：商品名ＫＦ−９６）０．０００１重量部を混合したものを電荷輪送層塗工用塗布液に調製した。上記のようにして形成された電荷発生層２の上に電荷輪送層塗工用塗布液を、浸漬塗布し、１２０℃で１時間乾燥を行い、厚さ約２０μｍの電荷輪送層３を形成し、カラー用像担持体とした。ここで、溶剤の量は、粘度、塗工性を考慮して適時変えた。評価は参考例１と同様に行なった。結果を表１に示した。
【００８９】
実施例４
導電性支持体、下引き層、電荷発生層を参考例１と同様に形成した。テトラヒドロフラン１２００重量部に電荷輸送材料：例示化合物（３−８）を１００重量部と上記ポリカーボネート樹脂：例示化合物（１−１）（三菱エンジニアリング社製：商品名Ｚ−４００）を１６０重量部と２，６−ビス−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール（住友化学社製：スミライザーＢＨＴ）５重量部とシリコーン系レベリング剤（信越化学工業社製：商品名ＫＦ−９６）０．０００１重量部を混合したものを電荷輪送層塗工用塗布液に調製した。上記のようにして形成された電荷発生層上に電荷輪送層塗工用塗布液を浸漬塗布し、１２０℃で１時間乾燥を行い、厚さ約２３μｍの電荷輪送層を形成し、図４に示すような積層機能分離型像担持体を作製し、黒色用像担持体とした。
【００９０】
同様に、ジクロロメタン１２００重量部に電荷輸送材料：例示化合物（３−８）を１００重量部とポリアリレート樹脂（ユニチカ社製：商品名Ｕ−１００）１６０重量部と２，６−ビス−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール（住友化学社製：スミライザーＢＨＴ）５重量部とシリコーン系レベリング剤（信越化学工業社製：商品名ＫＦ−９６）０．０００１重量部を混合したものを電荷輪送層塗工用塗布液に調製した。上記のようにして形成された電荷発生層上に電荷輪送層塗工用塗布液を、浸漬塗布し、１２０℃で１時間乾燥を行い、厚さ約２３μｍの電荷輪送層を形成し、図１に示すような積層機能分離型像担持体を作製し、カラー用像担持体とした。ここで、溶剤の量は、粘度、塗工性を考慮して適時変えた。評価は参考例１と同様に行なった。結果を表１に示した。
【００９１】
実施例５
実施例４において、電荷輸送材料を例示化合物（４−２）とし、乾燥温度を１３０℃とした以外は実施例４と同様にして像担持体を作製し、評価を行った。結果を表１に示した。
【００９２】
実施例６
実施例４において、カラー用像担持体に使用されているポリアリレート樹脂をビスフェノールＡポリカーボネート（帝人化成製：商品名Ｃ−１４００）とした以外は実施例４と同様にして像担持体を作製し、評価を行った。結果を表１に示した。
【００９３】
比較例３
実施例３において、黒色用とカラー用の両ポリカーボネート樹脂を汎用品であるビスフェノールＡポリカーボネート（帝人化成製：商品名Ｃ−１４００）とした以外は実施例３と同様にして像担持体を作製し、評価を行った。結果を表１に示した。
【００９４】
比較例４
実施例３において、白黒画像出力モードの際、カラー用ドラム停止及び、記録材搬送ベルトを離反しない以外は実施例３と同様にして像担持体を作製し、評価を行った。この時の黒色用ドラム及びカラー用ドラムの走行距離は４×１０⁷ｍｍであった。これらの結果を表１に示した。
【００９５】
実施例７
導電性支持体、下引き層、電荷発生層を実施例１と同様に形成した。
テトラヒドロフラン１２００重量部に電荷輸送材料：例示化合物（２−２）を１００重量部と前記共重合樹脂：例示化合物（６）のポリカーボネート樹脂８０重量部と上記ポリカーボネート樹脂：例示化合物（１−１）（三菱エンジニアリング社製：商品名Ｚ−２００）を８０重量部と２，６−ビス−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール（住友化学社製：スミライザーＢＨＴ）５重量部とシリコーン系レベリング剤（信越化学工業社製：商品名ＫＦ−９６）０．０００１重量部を混合したものを電荷輪送層塗工用塗布液に調製した。上記のようにして形成された電荷発生層上に電荷輪送層塗工用塗布液を浸漬塗布し、１２０℃で１時間乾燥を行い、厚さ約２７μｍの電荷輪送層を形成し、図１に示すような積層機能分離型像担持体を作製し、黒色用像担持体とした。
同様に、テトラヒドロフラン１２００重量部に電荷輸送材料：例示化合物（２−２）を１００重量部と前記共重合樹脂：例示化合物（７）のポリカーボネート樹脂８０重量部と上記ポリカーボネート樹脂：例示化合物（１−１）（三菱エンジニアリング社製：商品名Ｚ−２００）を８０重量部と２，６−ビス−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール（住友化学社製：スミライザーＢＨＴ）５重量部とシリコーン系レベリング剤（信越化学工業社製：商品名ＫＦ−９６）０．０００１重量部を混合したものを電荷輪送層塗工用塗布液に調製した。上記のようにして形成された電荷発生層上に電荷輪送層塗工用塗布液を、浸漬塗布し、１２０℃で１時間乾燥を行い、厚さ約２７μｍの電荷輪送層を形成し、図１に示すような積層機能分離型像担持体を作製し、カラー用像担持体とした。ここで、溶剤の量は、粘度、塗工性を考慮して適時変えた。評価は実施例１と同様に行なった。結果を表１に示した。
【００９６】
実施例８
実施例７において、電荷輪送層を２３μｍとした以外は実施例７と同様にして像担持体を作製し、評価を行った。結果を表１に示した。
【００９７】
実施例９
実施例７において、電荷輪送層を１８μｍとした以外は実施例７と同様にして像担持体を作製し、評価を行った。結果を表１に示した。
【００９８】
比較例５
実施例７において、電荷輪送層を３２μｍとした以外は実施例７と同様にして像担持体を作製し、評価を行った。結果を表１に示した。
【００９９】
比較例６
実施例７において、電荷輪送層を１６μｍとした以外は実施例７と同様にして像担持体を作製し、評価を行った。結果を表１に示した。
【０１００】
【表１】

【０１０１】
比較例１，２のサンプルは、黒色用ドラムとカラー用ドラムに膜減り量に大きな差が生じ、初期に比べカラーバランスが悪化した。また、４色とも同じ期間、像担持体を使用することが出来ない。比較例３のサンプルは、膜減りが著しく２．５万枚後から画像にカブリが発生した。また、黒色用ドラムには、紙粉によると思われる膜減り不均一による白スジが発生した。比較例４のサンプルは、カラー用ドラムにフィルミングや、白スジ黒スジが発生し、画像不良が生じた。比較例５のサンプルは、初期画像が非常にボケた画像となり、ドット再現性が非常に悪くかつ、ライン再現性も非常に悪かった。
比較例６のサンプルは、初期的には問題なかったが、３万枚後から帯電特性が悪くなり、濃度低下が発生し、カブリも発生した。
このように本発明では、黒色用とカラー用像担持体の耐摩耗性の異なるものであってかつ、単位走行距離当たりの感光層の膜減り量が所定の範囲に設計することで、耐久性と電子写真特性とを両立した像担持体が得られる。また、各色とも同じ期間、像担持体やトナーを使用することができ、かつ、コストの低いカラー画像形成装置を提供することができる。
【０１０２】
【発明の効果】
本発明では、黒色用とカラー用ドラムが耐磨耗性の異なるものであってかつ、単位走行距離当たりの像担持体の膜減り量が所定の範囲に設計することで、黒色用ドラムだけが早く摩耗し、使用できなくなったり、逆に黒色用ドラムだけが非常に摩耗しにくく長持ちすることなく、黒色用ドラムとカラー用ドラムの両方をほぼ同一期間使用する事ができ、最終的には同時に全体を取り替えることができるので、コストの低いカラー画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に従う積層機能分離型像担持体の模式断面図である。
【図２】本発明の画像形成装置であるデジタルカラー複写機の構成を示す正面断面の略図である。
【図３】出力画像モード指定に応じた動作制御を示すフローチャートである。
【図４】実施例で使用したオキソチタニルフタロシアニン顔料のＣｕＫα特性Ｘ線回折図である。
【符号の説明】
１導電性支持体
２電荷発生層
３電荷輸送層
４像担持体
５下引き層
１１１原稿台
１１０画像読み取り部
２１０画像形成部
１１２両面自動原稿送り装置
１１３、１１４平行に往復移動する原稿走査体
１１５光学レンズ
１１６光電変換素子であるＣＣＤラインセンサ
２１０画像形成部
２１１給紙機構
２１２レジストローラ
２１３転写搬送ベルト機構
２１６転写搬送ベルト
２１７定着装置
２１８搬送方向切り換えゲート
２１９排出ローラ
２２０排紙トレイ
２２１スイッチバック搬送経路
Ｐａ〜Ｐｄ画像形成ステーション
２２２ａ〜２２２ｄ像担持体ドラム
２２３ａ〜２２３ｄ帯電器
２２４ａ〜２２４ｄ現像装置
２２５ａ〜２２５ｄ転写用放電器
２２６ａ〜２２６ｄクリーニング装置
２２７ａ〜２２７ｄレーザービームスキャナ
２２８用紙吸着用帯電器
２２９除電器

Claims

黒色を含む複数の現像色に対応し像担持体、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、および清掃装置をそれぞれ備えた電子写真方式の画像形成ステーションを用紙搬送方向に複数併設する画像形成装置において、黒色用像担持体の走行距離１×１０^７ｍｍ当たりの膜厚減少量（Å）をＸ、その他の現像色に対応した像担持体の走行距離１×１０^７ｍｍ当たりの膜厚減少量（Å）をＹとした場合、それらが以下に示す範囲にあるように設定されていること、及び前記黒色用像担持体、もしくはその他の現像色に対応した像担持体の少なくとも一方の像担持体に用いられるバインダー樹脂が、下記一般式（１）で示される構造単位の少なくとも１つを有するポリカーボネート樹脂であり、
また、前記黒色用像担持体に用いる電荷輸送材料／バインダー樹脂の比率を、前記他の現像色に対応した像担持体の比率より低くし、更に、前記黒色用像担持体のバインダー樹脂にポリフッ化ビニリデンを添加することを特徴とするカラー画像形成装置。
０．５＜（Ｘ／Ｙ）＜０．８

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７及びＲ^８は各々水素原子、ハロゲン原子、置換、無置換の炭素数１〜６のアルキル基、Ｃ_４〜Ｃ_１０の環状炭化水素残基、置換、無置換のアリール基を表す。Ｚは置換若しくは未置換の炭素環又は置換若しくは末置換の複素環を形成するのに必要な原子群である。ｍは整数である）
単色コピー（白黒）モード時には、黒色用像担持体以外の像担持体は動作を停止させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
単色コピー（白黒）モード時には、前記記録材搬送ベルトから黒色用像担持体以外の像担持体は離反されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記像担持体層の膜厚が１８μｍから２７μｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記像担持体に使用されるフランジとして、黒色用の像担持体に使用されるフランジが他の現像色用の像担持体に使用されるフランジと異なることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。