JP2006251268A - Image carrier, electrifying device, and process cartridge and image forming apparatus equipped with the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image carrier and an electrifying device that can accurately predict a reduction amount of the film thickness in the image carrier by discharge and facilitate accurate designing of the film thickness, and to provide a process cartridge and an image forming apparatus equipped with them. <P>SOLUTION: The image carrier 2 is equipped with the electrifying device which includes an electrifying member 3 disposed in contact with or near the image carrier 2 and applies a voltage on the charging member 3 to induce discharge in the gap between the charging member 3 and the image carrier 2 surface to uniformly charge the image carrier 2, wherein the film thickness of the image carrier 2 is determined by characteristics of the light intensity of the light generating in the gap. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複写機、プリンタ及びファクシミリ等の画像形成装置において、像担持体、帯電装置並びにこれらを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image carrier, a charging device, a process cartridge including these, and an image forming apparatus in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine.

近年、環境への関心の高まりから、帯電手段は、多量のオゾンを発生するコロナ帯電方式から、オゾンの発生を抑えた帯電ローラ方式への移行が進んでいる。帯電ローラ方式には、帯電ローラを像担持体に接触させて配置する「接触型帯電ローラ方式」と帯電ローラを像担持体に接触させないで一定のギャップを設け接近させて配置する「非接触型帯電ローラ方式」がある。
接触型帯電ローラ方式は、コロナ帯電方式に比べて、オゾンなど放電生成物の発生量が極めて少なく、印加電圧を低く設定できるため電源のコストが抑えられ、電気絶縁の設計が行いやすい等の利点がある。しかしながら、帯電の均一性に関しては、コロナ帯電方式に比べて劣っている。また、接触型ローラ帯電方式は像担持体に直接ローラが触れているため、帯電ローラと像担持体との間に異物が巻き込まれると帯電ローラが汚染されて帯電不良が発生し、長期間使用した場合には像担持体が汚染され横筋等の画像不良が発生する等の欠点がある。上記帯電の均一性不良を改善するために、従来技術では、直流電圧印加時における帯電開始電圧の2倍以上のピーク間電圧を有する交流電圧を重畳させた例がある(例えば、特許文献1参照。)。
非接触型帯電ローラ方式は、接触帯電による帯電部材の汚れという不具合を改善するために、スペーサ部材を用いて、帯電部材を像担持体表面に対して一定のギャップを設け接触させて配置する方法がある。このような非接触ローラ帯電方式においても直流電圧を印加する方式は、微小なギャップ変動による帯電電位のばらつき、放電の安定性などの問題により、実用化の上で難しい。このため、非接触の場合においても、交流電圧重畳タイプが適した方式だと考えられる。
このように交流電圧重畳タイプのローラ帯電方式を採用することにより、十分な帯電均一性をもち、オゾン、窒素酸化物の生成量が少なく、低電力消費の帯電プロセスを実現することができる。その一方、交流電圧重畳タイプのローラ帯電方式においては、像担持体の膜厚減少量が、他の帯電方式に比べて大きいことがわかっている(例えば、特許文献2参照。)。これは画像形成時に回転するたびにクリーニングブレードが表層を機械的に削ってしまうことに加え、帯電部材への交流電圧の印加による放電により、像担持体の保護層が放電により劣化し、消失してまうからである。
In recent years, due to the increasing interest in the environment, the charging means has been shifting from a corona charging system that generates a large amount of ozone to a charging roller system that suppresses the generation of ozone. The charging roller system includes a “contact type charging roller system” in which the charging roller is placed in contact with the image carrier, and a “non-contact type” in which the charging roller is placed in close proximity without contacting the image carrier. There is a “charging roller system”.
Compared to the corona charging method, the contact charging roller method has the advantage that the generation amount of discharge products such as ozone is extremely small, the applied voltage can be set low, the cost of the power supply is reduced, and the design of electrical insulation is easy. There is. However, the uniformity of charging is inferior to that of the corona charging method. In the contact roller charging method, the roller is in direct contact with the image carrier, so if a foreign object is caught between the charging roller and the image carrier, the charging roller is contaminated and charging failure occurs. In this case, there is a drawback that the image carrier is contaminated and image defects such as horizontal stripes occur. In order to improve the above-described charging uniformity failure, there is an example in which an AC voltage having a peak-to-peak voltage more than twice the charging start voltage when a DC voltage is applied is superimposed on the related art (see, for example, Patent Document 1). .)
The non-contact type charging roller method is a method in which a charging member is arranged in contact with the surface of the image carrier with a certain gap in order to improve the problem of contamination of the charging member due to contact charging. There is. Even in such a non-contact roller charging method, a method of applying a DC voltage is difficult in practical use due to problems such as variations in charging potential due to minute gap fluctuations and stability of discharge. For this reason, the AC voltage superposition type is considered to be a suitable method even in the case of non-contact.
In this way, by adopting the AC voltage superimposing type roller charging method, it is possible to realize a charging process with sufficient charging uniformity, low generation amount of ozone and nitrogen oxide, and low power consumption. On the other hand, in the AC voltage superimposing type roller charging method, it is known that the amount of decrease in the film thickness of the image carrier is larger than that of other charging methods (for example, see Patent Document 2). This is because the cleaning blade mechanically scrapes the surface layer each time it rotates during image formation, and the protective layer of the image carrier deteriorates and disappears due to discharge due to the application of an alternating voltage to the charging member. It is because it will wait.

このように像担持体がクリーニングブレードの機械的接触、又は、放電による化学反応により削れ、感光層がある一定レベルの厚み以下になると、画像不良が発生する。このため、このように像担持体が寿命に達した時点で、交換する必要がある。ここで、像担持体を画像形成装置の一部品として成立させるためには、商品として明記される像担持体の寿命を保障できるようその膜厚を設計することが必要である。像担持体の膜厚設計は、その光減衰感度や利得をもとに行われる必要があるが、同時に、膜厚減少も考慮しなければならない。膜厚を厚くすればその寿命は延びるが、必要以上に膜厚を厚くすることは高コストとなる。また、画像の高解像度化を達成する為にも、感光層の厚みは必要以上に厚いことは不適当である。したがって、使用条件に対して発生する膜厚減少量を把握し、その膜厚減少量をもとに膜厚を設計する必要がある。そのためには、膜厚減少量を正確に把握する手段を確立することが重要である。
近年、像担持体の高機能化が進んでおり、表層にハードコート層を設けることにより、その機械的摩耗を低減させる技術が確立されている。また、像担持体に脂肪酸金属塩を始めとする潤滑剤を塗布することにより、機械的な摩耗を低減する技術も既に実施されている。その一方、帯電プロセスによる像担持体の膜厚減少は、ローラ帯電で交流電圧を印加することにより現れた問題であり、近年、クローズアップされたものである。この問題に関しては、表層材料を変えることによって対応することはできず、その根本的な解決方法は見出されていない。すなわち、像担持体の膜厚設計をする上では、機械的な摩耗よりも、帯電プロセスでの放電による膜厚減少の重要性が大きくなっており、放電による膜厚減少量を正確に予測する技術が求められる。
放電による膜厚減少量を正確に予測する為には、発生する放電の強度を定量的に評価する必要がある。放電の強度を評価する方法としては、その「電流値を検知する方法」がある。従来技術では、像担持体の表面電位を制御する為に、帯電部材の放電電流と像担持体流入電流を検知し、これらの電流比から印加電圧を制御する方法を用いた例がある(例えば、特許文献3参照。)。しかしながら、この方法では像担持体と帯電部材の間の放電空間を流れる電流を正確に測定できないため、放電の強度の定量化を正確に行うことができない。すなわち、像担持体と帯電部材間に電流計をセットした場合、帯電電位制御に直接関わる帯電部材と像担持体との間を流れる電流値と、帯電電位制御に直接は関わらない帯電部材と像担持体それぞれに蓄積される電荷となるコンデンサ成分となる電流値との和を検知することになり、これらの電流値を分けて測定することはできない。このため、「電流値を検知する方式」は、放電の程度を近似的に評価することはできるが、正確に評価することはできない。
As described above, when the image carrier is scraped by the mechanical contact of the cleaning blade or by a chemical reaction due to electric discharge, and the photosensitive layer has a certain thickness or less, an image defect occurs. For this reason, it is necessary to replace the image carrier when it reaches the end of its life. Here, in order to establish the image carrier as a component of the image forming apparatus, it is necessary to design the film thickness so as to guarantee the life of the image carrier specified as a product. The film thickness design of the image carrier needs to be performed based on the light attenuation sensitivity and gain, but at the same time, the film thickness reduction must be taken into consideration. If the film thickness is increased, the life is extended, but it is expensive to increase the film thickness more than necessary. In order to achieve high resolution of the image, it is inappropriate that the photosensitive layer is thicker than necessary. Therefore, it is necessary to grasp the amount of film thickness reduction that occurs with respect to usage conditions and to design the film thickness based on the amount of film thickness reduction. For that purpose, it is important to establish means for accurately grasping the film thickness reduction amount.
2. Description of the Related Art In recent years, functions of an image carrier have been improved, and a technique for reducing mechanical wear by providing a hard coat layer on a surface layer has been established. In addition, a technique for reducing mechanical wear by applying a lubricant such as a fatty acid metal salt to an image carrier has already been implemented. On the other hand, the reduction in the film thickness of the image bearing member due to the charging process is a problem that appears when an AC voltage is applied by roller charging, and has recently been highlighted. This problem cannot be addressed by changing the surface material, and no fundamental solution has been found. That is, in designing the thickness of the image carrier, the thickness reduction due to discharge in the charging process is more important than mechanical wear, and the amount of film thickness reduction due to discharge is accurately predicted. Technology is required.
In order to accurately predict the amount of film thickness reduction due to discharge, it is necessary to quantitatively evaluate the intensity of the generated discharge. As a method for evaluating the intensity of the discharge, there is a “method of detecting a current value”. In the prior art, in order to control the surface potential of the image carrier, there is an example using a method of detecting the discharge current of the charging member and the inflow current of the image carrier and controlling the applied voltage from these current ratios (for example, , See Patent Document 3). However, this method cannot accurately measure the current flowing in the discharge space between the image carrier and the charging member, and thus cannot accurately quantify the discharge intensity. That is, when an ammeter is set between the image carrier and the charging member, the current value flowing between the charging member and the image carrier directly related to the charging potential control and the charging member and the image not directly related to the charging potential control. The sum of the current value as the capacitor component that becomes the charge accumulated in each carrier is detected, and these current values cannot be measured separately. For this reason, the “method of detecting the current value” can approximately evaluate the degree of discharge, but cannot accurately evaluate it.

特開昭63−149668号公報JP-A 63-149668 特開平11−305522号公報JP-A-11-305522 特開昭63−80277公報JP-A-63-80277

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、放電による像担持体の膜厚減少量を正確に予測し、正確な膜厚設計ができるようにした像担持体、帯電装置並びにこれらを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and accurately predicts the amount of decrease in the thickness of the image carrier due to discharge, and enables an accurate film thickness design, a charging device, and the like. It is an object of the present invention to provide a process cartridge and an image forming apparatus including the above.

上記課題を解決するため、本発明は、以下の特徴を有している。
本発明は、像担持体が、像担持体に接触又は接近して配置される帯電部材を有し、帯電部材に電圧を印加して帯電部材と像担持体表面との間のギャップに放電を生じさせて像担持体を一様に帯電する帯電装置を備える像担持体において、前記像担持体の膜厚が、前記ギャップに発生する光強度の特性により設定されることを特徴とする。
ローラ帯電方法を用いた場合、放電による像担持体の膜厚減少はクリーニングブレード等の機械的接触による像担持体の膜厚減少よりも大きくなる。このため、帯電プロセスでの放電による膜厚減少量を正確に予測する必要がある。そこで、前記ギャップに発生する光強度の特性を測定することにより、放電による像担持体の膜厚減少量を精度良く予測できるようにし、寿命に応じた像担持体の膜厚を設定できるようにした。
In order to solve the above problems, the present invention has the following features.
In the present invention, the image carrier has a charging member disposed in contact with or close to the image carrier, and a voltage is applied to the charging member to discharge the gap between the charging member and the surface of the image carrier. An image carrier including a charging device that uniformly charges the image carrier to be generated is characterized in that the film thickness of the image carrier is set by characteristics of light intensity generated in the gap.
When the roller charging method is used, the decrease in the film thickness of the image carrier due to discharge is larger than the decrease in the film thickness of the image carrier due to mechanical contact with a cleaning blade or the like. For this reason, it is necessary to accurately predict the amount of film thickness reduction due to discharge in the charging process. Therefore, by measuring the characteristics of the light intensity generated in the gap, it is possible to accurately predict the amount of decrease in the thickness of the image carrier due to discharge, and to set the thickness of the image carrier according to the lifetime. did.

本発明は、前記像担持体の膜厚が、前記像担持体と前記帯電部材とのギャップに発生する光強度の特性により、D=D1+D2+dのように設定されることを特徴とする。
ここで、Dは設計膜厚量D[μm]、D1は一様な帯電電位を維持できる像担持体の最低膜厚量D1[μm]、D2は帯電作用以外の要因によって減少する膜厚量D2[μm]である。dは予測される帯電による膜厚減少に備えて設定される予備膜厚量d[μm]であり、下記のように表される。
2.0・h・(1/L)・k・I < d < 2.5・h・(1/L)・k・I
ここで、hはランニング時間でありh[時]、Lは像担持体の周長L[mm]であり、Iは像担持体と帯電部材とのギャップに発生する光の光強度I[任意単位]である。また、kは光強度Iが光検知器や検知器の位置により決定される補正係数であり、下記のように表される。
k = 1/I’
ただし、I’は帯電部材に印加する交流電圧のピーク間電圧Vppが2.2[kV]、周波数が1.35[kHz]であるときに、像担持体と帯電部材とのギャップに発生する光の光強度[任意単位]である。
The present invention is characterized in that the film thickness of the image carrier is set as D = D1 + D2 + d according to the characteristic of the light intensity generated in the gap between the image carrier and the charging member.
Here, D is the designed film thickness D [μm], D1 is the minimum film thickness D1 [μm] of the image carrier capable of maintaining a uniform charging potential, and D2 is the film thickness that decreases due to factors other than the charging action. D2 [μm]. d is a preliminary film thickness d [μm] set in preparation for the expected film thickness reduction due to electrification, and is expressed as follows.
2.0 · h · (1 / L) · k · I <d <2.5 · h · (1 / L) · k · I
Here, h is the running time, h [hour], L is the circumferential length L [mm] of the image carrier, and I is the light intensity I [optional] of the light generated in the gap between the image carrier and the charging member. Unit]. K is a correction coefficient for determining the light intensity I depending on the photodetector and the position of the detector, and is expressed as follows.
k = 1 / I '
However, I ′ is generated in the gap between the image carrier and the charging member when the peak-to-peak voltage Vpp of the AC voltage applied to the charging member is 2.2 [kV] and the frequency is 1.35 [kHz]. This is the light intensity [arbitrary unit].

本発明は、前記像担持体が、保護層を形成する為の樹脂として、少なくともポリカーボネート又はポリアリレートを含有していることを特徴とする。
有機感光体はローラ帯電方法にて交流電圧を印加する場合、放電による膜厚の減少が顕著である。ポリカーボネートとポリアリレートは有機感光体の構成材料の代表的なものであり、放電による膜厚の減少を考慮して寿命設計する必要がある。本発明は、放電による像担持体の膜厚減少量を精度良く予測できるため、有機感光体の場合にも寿命に応じた像担持体の膜厚を設定でき、効果を発揮する。
The present invention is characterized in that the image carrier contains at least polycarbonate or polyarylate as a resin for forming a protective layer.
When an AC voltage is applied to the organic photoreceptor by a roller charging method, the film thickness is significantly reduced due to discharge. Polycarbonate and polyarylate are typical constituent materials of the organic photoreceptor, and it is necessary to design the life in consideration of the reduction in the film thickness due to discharge. Since the present invention can accurately predict the amount of decrease in the film thickness of the image carrier due to electric discharge, the film thickness of the image carrier can be set according to the lifetime even in the case of an organic photoconductor, and is effective.

本発明は、前記像担持体が、保護層がフィラーを分散した有機感光体からなることを特徴とする。
保護層がフィラーを分散した有機感光体を用いると、ブレード削れ等の機械的摩耗に対する耐久性は向上するが、放電による膜厚減少を防ぐことはできない。本発明は、放電による像担持体の膜厚減少量を精度良く予測できるため、保護層がフィラーを分散した有機感光体の場合にも寿命に応じた像担持体の膜厚を設定でき、効果を発揮する。
The present invention is characterized in that the image carrier is composed of an organic photoreceptor having a protective layer in which a filler is dispersed.
When an organic photoreceptor having a protective layer in which a filler is dispersed is used, durability against mechanical abrasion such as blade scraping is improved, but thickness reduction due to discharge cannot be prevented. Since the present invention can accurately predict the amount of decrease in the thickness of the image carrier due to discharge, the thickness of the image carrier can be set according to the lifetime even when the protective layer is an organic photoreceptor in which filler is dispersed. Demonstrate.

本発明は、前記像担持体が、保護層が架橋型電荷輸送材料であることを特徴とする。
保護層に架橋型電荷輸送材料を用いることにより、ブレード削れ等の機械的摩耗に対する耐久性は向上するが、放電による膜厚減少を防ぐことはできない。本発明は、放電による像担持体の膜厚減少量を精度良く予測できるため、保護層に架橋型電荷輸送材料を用いた有機感光体の場合にも寿命に応じた像担持体の膜厚を設定でき、効果を発揮する。
In the present invention, the image carrier is characterized in that the protective layer is a cross-linked charge transport material.
By using a crosslinkable charge transport material for the protective layer, durability against mechanical abrasion such as blade shaving is improved, but it is not possible to prevent a decrease in film thickness due to discharge. Since the present invention can accurately predict the amount of decrease in the thickness of the image carrier due to discharge, the thickness of the image carrier corresponding to the lifetime can be reduced even in the case of an organic photoreceptor using a crosslinkable charge transport material for the protective layer. Can be set and is effective.

本発明は、前記像担持体が、保護層にフッ素樹脂粒子が分散されていることを特徴とする。
保護層にフッ素樹脂粒子を分散させると、表面の摩擦係数を低下させることができ、膜削れに対する耐久安定性は向上するが、膜厚減少そのものを防ぐことはできない。本発明は、放電による像担持体の膜厚減少量を精度良く予測できるため、保護層にフッ素樹脂粒子を分散させた有機感光体の場合にも寿命に応じた像担持体の膜厚を設定でき、効果を発揮する。
The present invention is characterized in that the image carrier has fluororesin particles dispersed in a protective layer.
Dispersing the fluororesin particles in the protective layer can reduce the friction coefficient of the surface and improve the durability stability against film scraping, but cannot prevent the film thickness decrease itself. Since the present invention can accurately predict the reduction in the thickness of the image carrier due to discharge, the thickness of the image carrier can be set according to the lifetime even in the case of an organic photoreceptor in which fluororesin particles are dispersed in a protective layer. Can be effective.

本発明は、前記帯電装置が、像担持体に接触又は接近して配置される帯電部材を有し、前記帯電装置の内又は外に配置される電圧印加装置によって前記帯電部材に電圧を印加する帯電装置であって、前記電圧印加装置は、直流電圧と交流電圧を同時に前記帯電部材に印加して、交流電圧の振幅電圧の絶対値を放電開始電圧の絶対値の2倍以上に設定することを特徴とする。
ローラ帯電方法においては、直流電圧のみを印加するよりも、直流電圧と交流電圧を同時に印加する場合の方が、像担持体の膜厚減少量は大きくなる。したがって、帯電による膜厚減少量を考慮した膜厚設計をすることは、直流電圧と交流電圧を同時に印加する場合の方が、より重要である。本発明は、放電による像担持体の膜厚減少量を精度良く予測できるため、直流電圧と交流電圧を同時に印加する場合にも寿命に応じた像担持体の膜厚を設定でき、効果を発揮する。
In the present invention, the charging device includes a charging member disposed in contact with or close to the image carrier, and a voltage is applied to the charging member by a voltage applying device disposed inside or outside the charging device. The charging device, wherein the voltage application device simultaneously applies a DC voltage and an AC voltage to the charging member, and sets the absolute value of the amplitude voltage of the AC voltage to be twice or more the absolute value of the discharge start voltage. It is characterized by.
In the roller charging method, the amount of decrease in the film thickness of the image carrier is greater when the DC voltage and the AC voltage are applied simultaneously than when only the DC voltage is applied. Therefore, it is more important to design the film thickness in consideration of the film thickness reduction amount due to charging when the DC voltage and the AC voltage are applied simultaneously. Since the present invention can accurately predict the amount of decrease in film thickness of the image carrier due to discharge, the film thickness of the image carrier can be set according to the life even when a DC voltage and an AC voltage are applied simultaneously, and this is effective. To do.

本発明は、プロセスカ−トリッジは、少なくとも像担持体と帯電装置を一体に支持し、上述のいずれかに記載の像担持体と上述に記載の帯電装置を有することを特徴とする。
像担持体に接触する部材を交換するときには、像担持体に触れなければならい。このとき、帯電部材と像担持体とのギャップが変動してしまう。前記ギャップが変動すると、放電の強度が変動するため、初期に放電光の強度で像担持体の寿命設定をしても、その寿命設定通りに膜厚を保つことができない。像担持体に接触する部材を全てプロセスカートリッジとして一体化することで、一体交換となり、交換時に前記ギャップが変動することがなく、安定した帯電を行うことができ、初期の寿命設定通りに像担持体が使用できる。
The present invention is characterized in that the process cartridge integrally supports at least the image carrier and the charging device, and has the image carrier described above and the charging device described above.
When replacing a member that contacts the image carrier, the image carrier must be touched. At this time, the gap between the charging member and the image carrier varies. When the gap varies, the intensity of the discharge varies, so even if the life of the image carrier is set with the intensity of the discharge light in the initial stage, the film thickness cannot be maintained as the lifetime is set. By integrating all the members that come into contact with the image carrier as a process cartridge, it becomes an integral replacement, and the gap does not fluctuate at the time of replacement and stable charging can be performed. The body can be used.

本発明は、画像形成装置が、少なくとも像担持体と帯電装置又は像担持体と帯電装置を一体に支持したプロセスカートリッジを有し、上述のいずれかに記載の像担持体と上述に記載の帯電装置を有することを特徴とする。
とくに、カラー画像形成装置の場合、単色の画像形成装置より像担持体の帯電均一性が重要になる。像担持体の膜厚が変化すると、画質が低下するため、その膜厚設計が重要になる。本発明は、画像形成装置が上述の像担持体と帯電装置又はプロセスカートリッジを備えることにより、帯電の均一性を安定に保つことができ、設定寿命の間、高画質を維持することができるようにした。
According to the present invention, the image forming apparatus includes at least an image carrier and a charging device or a process cartridge that integrally supports the image carrier and the charging device. It has the apparatus.
In particular, in the case of a color image forming apparatus, the charging uniformity of the image carrier is more important than a monochrome image forming apparatus. When the film thickness of the image carrier changes, the image quality deteriorates, so the film thickness design becomes important. According to the present invention, since the image forming apparatus includes the above-described image carrier and a charging device or a process cartridge, the uniformity of charging can be stably maintained, and high image quality can be maintained for a set lifetime. I made it.

本発明は、前記画像形成装置が、潤滑剤供給装置を備え、潤滑剤が脂肪酸金属塩であることを特徴とする。
像担持体に潤滑剤を塗布することにより、ブレード等による機械的摩耗を防ぐことはできるが、放電による像担持体の膜厚減少は防ぐことはできない。本発明は、潤滑剤供給装置を備え、機械的摩耗を抑えた状態にすることで、放電による像担持体の膜厚減少量を正確に把握できるため、より正確な像担持体の膜厚設計をすることができる。
According to the present invention, the image forming apparatus includes a lubricant supply device, and the lubricant is a fatty acid metal salt.
By applying a lubricant to the image carrier, mechanical abrasion due to a blade or the like can be prevented, but a reduction in the film thickness of the image carrier due to discharge cannot be prevented. The present invention is provided with a lubricant supply device, and by reducing the mechanical wear, it is possible to accurately grasp the amount of decrease in the film thickness of the image carrier due to electric discharge. Can do.

本発明は、前記画像形成装置が、前記潤滑剤がステアリン酸亜鉛であることを特徴とする。   The image forming apparatus according to the present invention is characterized in that the lubricant is zinc stearate.

上記課題を解決するための手段により、本発明は、放電による像担持体の膜厚減少量を精度良く予測できるようにし、寿命に応じた像担持体の膜厚を正確に設定できるようにした。また、像担持体に接触する部材を全てプロセスカートリッジとして一体化し、画像形成装置に備えることで、安定した帯電を行うことができ、初期の寿命設定通りに像担持体が使用できる。その結果、メンテナンスの頻度を少なくし、利便性を向上させ、像担持体製造に関するコストの低減を図ることができた。   By means for solving the above problems, the present invention makes it possible to accurately predict the amount of decrease in the thickness of the image carrier due to discharge, and to set the thickness of the image carrier according to the lifetime accurately. . Further, by integrating all the members in contact with the image carrier as a process cartridge and providing the image forming apparatus, stable charging can be performed, and the image carrier can be used according to the initial lifetime setting. As a result, it was possible to reduce the frequency of maintenance, improve convenience, and reduce the cost for manufacturing the image carrier.

以下に、本発明を実施するための最良の形態を、図1から図21に基づいて説明する。ただし、これらは一実施形態にすぎず本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to FIGS. However, these are merely embodiments and do not limit the scope of the claims of the present invention.

図1は、画像形成装置の画像形成部の概略図である。
画像形成装置1は、像担持体2、帯電部材3、露光部4、現像部5、転写部6、クリーニング部13、除電部9、及び電圧印加部16などで構成される。帯電部材3は、硬質の導電性ローラである。画像形成は、像担持体2を時計方向に回転させ、帯電部材3により像担持体2表面が一様に帯電されると、露光部4により画像データで変調されたレーザを照射して像担持体2表面に静電潜像が形成され、静電潜像に現像部5のトナーを付着させて現像することにより行われる。像担持体2表面のトナー画像は、転写部6で記録紙Pに転写され、記録紙Pは図示しない定着部に搬送され、記録紙P上のトナー画像を定着させた後、排紙トレー上に排出される。そして、像担持体2をさらに回転させ、クリーニング部13で像担持体2表面に残留するトナーをクリーニングブレードにより除去した後、除電部9で像担持体2表面を除電する。像担持体2は、帯電部材3により再び一様に帯電され、次の画像形成を行う。なお、クリーニング部13は、クリーニングブレードに限定されず、例えばファーブラシで像担持体2表面の残留トナーを除去するものであってもよい。
FIG. 1 is a schematic diagram of an image forming unit of the image forming apparatus.
The image forming apparatus 1 includes an image carrier 2, a charging member 3, an exposure unit 4, a development unit 5, a transfer unit 6, a cleaning unit 13, a charge removal unit 9, and a voltage application unit 16. The charging member 3 is a hard conductive roller. In the image formation, when the image carrier 2 is rotated clockwise and the surface of the image carrier 2 is uniformly charged by the charging member 3, the exposure unit 4 irradiates a laser modulated with image data to carry the image. An electrostatic latent image is formed on the surface of the body 2, and the electrostatic latent image is developed by attaching the toner of the developing unit 5 to the electrostatic latent image. The toner image on the surface of the image carrier 2 is transferred to the recording paper P by the transfer unit 6, and the recording paper P is conveyed to a fixing unit (not shown) to fix the toner image on the recording paper P and then onto the paper discharge tray. To be discharged. Then, the image carrier 2 is further rotated, and the toner remaining on the surface of the image carrier 2 is removed by the cleaning unit 13 with a cleaning blade, and then the surface of the image carrier 2 is neutralized by the charge eliminating unit 9. The image carrier 2 is uniformly charged again by the charging member 3 and forms the next image. The cleaning unit 13 is not limited to a cleaning blade, and may be a unit that removes residual toner on the surface of the image carrier 2 with a fur brush, for example.

図2は、タンデム型のカラー画像形成装置の概略図である。
タンデム型のカラー画像形成装置は、水平方向に像担持体2とカラー現像部5C、5M、5Y、5Kを設置し、中間転写部7、紙転写部8を備えている。像担持体2に形成されたカラーのトナー画像は、中間転写部7で中間転写ベルトに一次転写され、紙転写部8に搬送された記録紙Pに二次転写される。記録紙Pは図示しない定着部に搬送され、記録紙P上のトナー画像を定着させた後、排紙トレー上に排出される。
FIG. 2 is a schematic diagram of a tandem type color image forming apparatus.
The tandem type color image forming apparatus includes an image carrier 2 and color developing units 5C, 5M, 5Y, and 5K in a horizontal direction, and includes an intermediate transfer unit 7 and a paper transfer unit 8. The color toner image formed on the image carrier 2 is primarily transferred to the intermediate transfer belt by the intermediate transfer unit 7 and secondarily transferred to the recording paper P conveyed to the paper transfer unit 8. The recording paper P is conveyed to a fixing unit (not shown), and after fixing the toner image on the recording paper P, it is discharged onto a paper discharge tray.

図3は、リボルバー型のカラー画像形成装置の概略図である。
リボルバー型のカラー画像形成装置は、像担持体2の回転方向にカラー現像部5C、5M、5Y、5Kを設置し、現像部の動作を切り替えることによって1つの像担持体2表面に順次、複数色のトナーを現像していく。像担持体2に形成されたカラーのトナー画像は、中間転写部7で中間転写ベルトに一次転写され、紙転写部8に搬送された記録紙Pに二次転写される。記録紙Pは図示しない定着部に搬送され、記録紙P上のトナー画像を定着させた後、排紙トレー上に排出される。
FIG. 3 is a schematic view of a revolver type color image forming apparatus.
In the revolver type color image forming apparatus, color developing units 5C, 5M, 5Y, and 5K are installed in the rotation direction of the image carrier 2, and a plurality of images are sequentially formed on the surface of one image carrier 2 by switching the operation of the developing unit. The color toner is developed. The color toner image formed on the image carrier 2 is primarily transferred to the intermediate transfer belt by the intermediate transfer unit 7 and secondarily transferred to the recording paper P conveyed to the paper transfer unit 8. The recording paper P is conveyed to a fixing unit (not shown), and after fixing the toner image on the recording paper P, it is discharged onto a paper discharge tray.

図4は、帯電部材の構成図である。
帯電部材3は、導電性基体201とその周囲に抵抗層202、及び保護層203を備えている。導電性基体201は、直径が8〜20[mm]、のステンレス鋼の円筒部材であるが、ステンレス鋼に変えてアルミニウムや10Ω・cm以下の導電性樹脂を用いて、軽量化を図ってもよい。抵抗層202は、導電性材料をABS樹脂などに練り込んだ高分子材料からなる。導電性材料には、金属イオン錯体、カーボンブラック、イオン系分子など、その他、均一な帯電を行うことができる材料を用いてもよい。保護層203は、フッ素系樹脂が用いられている。
帯電部材3には、帯電用の電源が接続されている。これにより、像担持体2表面の被帯電面と、帯電部材3表面の帯電面との間のギャップHに放電を生じさせ、被帯電面を均一に帯電する。印加電圧バイアスは、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧波形を用い、交流電圧のピーク間電圧は帯電開始電圧の2倍以上にするのがよい。また、必要に応じて、直流電圧、好ましくは定電流方式の電圧を用いてもよい。
FIG. 4 is a configuration diagram of the charging member.
The charging member 3 includes a conductive base 201 and a resistance layer 202 and a protective layer 203 around the conductive base 201. The conductive substrate 201 is a stainless steel cylindrical member having a diameter of 8 to 20 [mm]. However, the conductive substrate 201 is made of aluminum or a conductive resin of 10 2 Ω · cm or less instead of stainless steel to reduce the weight. May be. The resistance layer 202 is made of a polymer material obtained by kneading a conductive material into ABS resin or the like. As the conductive material, a metal ion complex, carbon black, ionic molecule, or other material that can be uniformly charged may be used. The protective layer 203 is made of a fluorine resin.
A charging power source is connected to the charging member 3. As a result, a discharge is generated in the gap H between the surface to be charged on the surface of the image carrier 2 and the surface to be charged on the surface of the charging member 3, and the surface to be charged is uniformly charged. The applied voltage bias uses a voltage waveform in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage, and the peak-to-peak voltage of the AC voltage is preferably at least twice the charging start voltage. Further, if necessary, a DC voltage, preferably a constant current voltage may be used.

図5は、像担持体と帯電部材との間にギャップを持たせた例である。
帯電部材3は、像担持体2と同じ方向に移動するか、又は静止した状態でもよい。帯電部材3である導電性ローラ軸の長手方向の寸法は、最大画像幅であるA4用紙サイズの長さ297[mm]よりも少し長く設定している。
帯電部材3には、その長手方向両端部にフィルムを巻きつけてスペーサ302を設け、スペーサ302を像担持体2両端部の非画像形成領域に接触させることで、像担持体2表面の被帯電面と帯電部材3表面の帯電面との間にわずかな隙間をギャップHとして保持している。ギャップHの最小値は5〜100[μm]になるように保持しているが、最適なギャップHの値は、30〜65[μm]である。本実施形態では、55[μm]に保持している。さらに、スプリング303などで導電性ローラ軸を加圧することにより、わずかなギャップを精度よく保持することができる。
スペーサ部材は帯電部材3と一体成型にしてもよく、帯電部材3の長手方向全体にテープよりなる2つのスペーサ部材を巻き付けて固定する方法がある。このとき、スペーサ部材のギャップ部分は、少なくともその表面を絶縁体にするのがよい。放電時に発生する窒素酸化物などの反応生成物(以下、「放電生成物」という。)がギャップ部分に堆積されると、像担持体2表面の電気抵抗を低下させ、帯電部材3自体を汚染して絶縁不良や帯電不良の原因となるためである。
また、スペーサ部材には熱収縮チューブを用いてもよく、現時点ではこの方法が最適である。熱収縮チューブを用いると、熱によってチューブが収縮するため、帯電部材3には熱収縮チューブの収縮分を考慮した切削加工が必要となる。熱収縮チューブには、例えば105℃用のスミチューブが用いられる。スミチューブを用いた場合、その厚さは300[μm]で、装着する帯電部材3の直径にもよるが、スミチューブは50〜60%程度の収縮率を示し、熱により0〜200[μm]程度収縮する。例えば、φ12[mm]の帯電部材3にスミチューブを装着する場合には、切削深さを350[μm]とし、内径15[mm]程度のスミチューブを使用すればよい。帯電部材3端部の切削部にスミチューブを装着した後、帯電部材3を回転させ端面より内側に向かって120〜130℃の熱源で加熱しながら均一に熱収縮させることによって、帯電部材3と像担持体2との間のギャップを約50[μm]程度に設定できる。熱収縮し固定されたスミチューブは使用中に外れることはないが、予防のために、端部にシアノアクリレート樹脂などの液体状の接着剤を少量流し込み固定させてもよい。
さらに、スペーサ部材は、後から帯電部材3より径の太いものを差し込んで、コロ部材としてもよい。
FIG. 5 shows an example in which a gap is provided between the image carrier and the charging member.
The charging member 3 may move in the same direction as the image carrier 2 or may be stationary. The longitudinal dimension of the conductive roller shaft as the charging member 3 is set slightly longer than the length 297 [mm] of the A4 paper size which is the maximum image width.
The charging member 3 is provided with spacers 302 by winding a film around both ends in the longitudinal direction, and the spacers 302 are brought into contact with non-image forming regions at both ends of the image carrier 2 so that the surface of the image carrier 2 is charged. A slight gap is held as a gap H between the surface and the charging surface of the charging member 3 surface. Although the minimum value of the gap H is held to be 5 to 100 [μm], the optimum value of the gap H is 30 to 65 [μm]. In this embodiment, it is held at 55 [μm]. Furthermore, by pressing the conductive roller shaft with the spring 303 or the like, a slight gap can be accurately maintained.
The spacer member may be integrally formed with the charging member 3, and there is a method of winding and fixing two spacer members made of tape around the entire longitudinal direction of the charging member 3. At this time, at least the surface of the gap portion of the spacer member is preferably an insulator. When reaction products (hereinafter referred to as “discharge products”) generated during discharge, such as nitrogen oxides, are deposited in the gap portion, the electrical resistance of the surface of the image carrier 2 is lowered and the charging member 3 itself is contaminated. This is because it may cause insulation failure and charging failure.
Further, a heat shrinkable tube may be used as the spacer member, and this method is optimal at present. When a heat-shrinkable tube is used, the tube shrinks due to heat. Therefore, the charging member 3 needs to be cut in consideration of the shrinkage of the heat-shrinkable tube. For example, a Sumitube for 105 ° C. is used as the heat shrinkable tube. When the Sumitube is used, its thickness is 300 [μm], and depending on the diameter of the charging member 3 to be mounted, the Sumitube exhibits a shrinkage rate of about 50 to 60% and is about 0 to 200 [μm] due to heat. Shrink. For example, when the Sumitube is mounted on the charging member 3 having a diameter of 12 [mm], a Sumitube having a cutting depth of 350 [μm] and an inner diameter of about 15 [mm] may be used. After the Sumitube is attached to the cutting portion at the end of the charging member 3, the charging member 3 is rotated and uniformly contracted while being heated by a heat source at 120 to 130 ° C. inward from the end surface, thereby forming the charging member 3 and the image. The gap with the carrier 2 can be set to about 50 [μm]. Although the heat-shrinked and fixed Sumitube does not come off during use, for prevention, a small amount of liquid adhesive such as cyanoacrylate resin may be poured and fixed to the end.
Further, the spacer member may be a roller member by inserting a member having a diameter larger than that of the charging member 3 later.

図6は、帯電部材の抵抗層の端部に段差を設けた例である。
図7は、帯電部材の抵抗層の端部を一部残して溝を形成した例である。
図8は、帯電部材の抵抗層の端部を一部残して円弧状に溝を形成した例である。
スペーサ部材に熱収縮チューブを用いた場合、熱収縮チューブには厚みがあるため、帯電部材3の端部を切削して、熱収縮チューブを挿入しやすくするのが望ましい。図6は、帯電部材3の端部に段差を設けて、熱収縮チューブを挿入しやすくしている。図7は、帯電部材3の端部に溝を設けて、その溝にエンドレスの伸縮性を有する角形リング状の熱収縮チューブを装着しやすくしている。図8は、帯電部材3の端部に円弧状の溝を設けて、丸形のリング状(通常、Oリングという。)の熱収縮チューブを装着しやすくしている。
スペーサ部材を切削部若しくは溝を形成した部位に装着し固定する場合には、前記シアノアクリレート樹脂のほか、二液性のエポキシ樹脂などの接着剤を用いるのが望ましい。また、帯電部材3の端部を完全にカットして、接着剤で固定することも可能である。
FIG. 6 shows an example in which a step is provided at the end of the resistance layer of the charging member.
FIG. 7 shows an example in which a groove is formed while leaving a part of the end of the resistance layer of the charging member.
FIG. 8 shows an example in which a groove is formed in an arc shape while leaving a part of the end of the resistance layer of the charging member.
When a heat-shrinkable tube is used as the spacer member, the heat-shrinkable tube has a thickness. Therefore, it is desirable to cut the end portion of the charging member 3 so that the heat-shrinkable tube can be easily inserted. In FIG. 6, a step is provided at the end of the charging member 3 to facilitate insertion of the heat shrinkable tube. In FIG. 7, a groove is provided at the end of the charging member 3, and a square ring-shaped heat-shrinkable tube having endless stretchability is easily attached to the groove. In FIG. 8, an arc-shaped groove is provided at the end of the charging member 3 so that a round ring-shaped (usually referred to as an O-ring) heat-shrinkable tube can be easily attached.
In the case where the spacer member is mounted and fixed to a portion where a cut portion or a groove is formed, it is desirable to use an adhesive such as a two-component epoxy resin in addition to the cyanoacrylate resin. It is also possible to completely cut the end of the charging member 3 and fix it with an adhesive.

図9は、像担持体と帯電部材3のギャップに発生する放電光の強度を測定するための装置の構成図である。像担持体2と帯電部材3は図示しないモーターで回転している。放電光の強度を測定するための光測定装置31には、放電光の波長に対して感度の高いものを使用する必要があり、フォトダイオードやフォトトランジスタ、CdSセル、光電子増倍管、光電管、CCDイメージセンサ、イメージインテンシファイア、又はこれらを組み合わせたものが挙げられる。像担持体2と帯電部材3とのギャップに発生する放電光は光ファイバ30により、光測定装置31に導入される。光ファイバ30はその受光軸を像担持体2と帯電部材3の接面に合うように設置し、このとき、光ファイバ30の受光面は像担持体2と帯電部材3とのギャップにできる限り近づける必要がある。さらに、光を受光する際には、室内の照明を検知しないために、装置全体を暗幕シートや遮光カーテンなどで取り囲むことが望ましい。   FIG. 9 is a configuration diagram of an apparatus for measuring the intensity of the discharge light generated in the gap between the image carrier and the charging member 3. The image carrier 2 and the charging member 3 are rotated by a motor (not shown). For the light measuring device 31 for measuring the intensity of the discharge light, it is necessary to use a device having a high sensitivity to the wavelength of the discharge light. A CCD image sensor, an image intensifier, or a combination of these may be used. Discharge light generated in the gap between the image carrier 2 and the charging member 3 is introduced into the light measurement device 31 through the optical fiber 30. The optical fiber 30 is installed so that its light receiving axis is aligned with the contact surface between the image carrier 2 and the charging member 3. It needs to be close. Furthermore, when receiving light, it is desirable to surround the entire apparatus with a black curtain sheet or a light-shielding curtain so as not to detect indoor lighting.

図10は、プロセスカートリッジ内の像担持体と帯電部材とのギャップに発生する放電光の強度を測定するための装置の構成図である。少なくとも像担持体2と帯電部材3を一体に支持したプロセスカートリッジを画像形成装置1本体から着脱可能に設置する場合においても、放電光の強度の測定は十分に可能である。このようにプロセスカートリッジ自体を設置できるようにすることで、像担持体2と帯電部材3とのギャップに発生する放電光の強度を、実際の使用条件に近い状態で測定することができ、より正確に像担持体の膜厚減少量を予測できることができる。   FIG. 10 is a configuration diagram of an apparatus for measuring the intensity of discharge light generated in the gap between the image carrier and the charging member in the process cartridge. Even when a process cartridge that integrally supports at least the image carrier 2 and the charging member 3 is detachably installed from the main body of the image forming apparatus 1, the intensity of the discharge light can be sufficiently measured. By allowing the process cartridge itself to be installed in this way, the intensity of the discharge light generated in the gap between the image carrier 2 and the charging member 3 can be measured in a state close to actual use conditions. The film thickness reduction amount of the image carrier can be accurately predicted.

図11は、放電光の光のスペクトルを示したグラフである。
図11は、以下の実験により得られた結果である。実験条件としては、帯電部材3には像担持体2に非接触で硬質タイプの導電性ローラを使用する。光ファイバ30は、像担持体2と帯電部材3とのギャップからおよそ1cmの位置に設置する。光測定装置31には光電子増倍管を検知器とした分光器を使用する。分光器は、放電により発生する電磁波の光のスペクトルを得るための装置であり、日本分光株式会社製FP6500を使用している。帯電部材3への電圧印加条件は、印加バイアスを、交流電圧成分:交流ピーク間電圧Vpp=2.2[kV]、周波数f=1.35[kHz]として、直流電圧成分:直流電圧=−600[V]としている。
帯電部材3に電圧を印加して、前記帯電部材3を像担持体2に接近させて回転させることにより放電を発生させ、像担持体2を帯電する。前記帯電部材3により像担持体2が放電にさらされると、像担持体2と帯電部材3とのギャップに、電磁波である光波が発生する。前記ギャップに発生した放電光は、光ファイバ30により分光器に導入して、放電光のスペクトルを測定する。
図11は、上述の実験から得られた結果であり、放電光の波長と光強度の関係から、光のスペクトルを示したものである。光強度は相対的な値であるため、任意単位(arbitrary.unit)を使用している。このグラフから、放電光は、紫外領域から可視領域にわたる波長であることがわかる。なお、紫外領域は波長がおよそ10〜400[nm]の短い領域であり、可視領域は波長がおよそ400〜700[nm]で肉眼により感知し得る領域である。
FIG. 11 is a graph showing the spectrum of the light of the discharge light.
FIG. 11 shows the results obtained by the following experiment. As an experimental condition, the charging member 3 is a hard type conductive roller that is not in contact with the image carrier 2. The optical fiber 30 is installed at a position of about 1 cm from the gap between the image carrier 2 and the charging member 3. The light measuring device 31 uses a spectroscope having a photomultiplier tube as a detector. The spectroscope is a device for obtaining a spectrum of light of electromagnetic waves generated by discharge, and uses FP6500 manufactured by JASCO Corporation. The voltage application condition to the charging member 3 is as follows: the applied bias is AC voltage component: AC peak-to-peak voltage Vpp = 2.2 [kV], frequency f = 1.35 [kHz], DC voltage component: DC voltage = − 600 [V].
A voltage is applied to the charging member 3 to cause the charging member 3 to approach the image carrier 2 and rotate to generate a discharge, thereby charging the image carrier 2. When the image carrier 2 is exposed to discharge by the charging member 3, a light wave as an electromagnetic wave is generated in the gap between the image carrier 2 and the charging member 3. The discharge light generated in the gap is introduced into the spectroscope by the optical fiber 30 and the spectrum of the discharge light is measured.
FIG. 11 is a result obtained from the above-described experiment, and shows a light spectrum from the relationship between the wavelength of the discharge light and the light intensity. Since the light intensity is a relative value, an arbitrary unit (arbitrary.unit) is used. From this graph, it can be seen that the discharge light has a wavelength ranging from the ultraviolet region to the visible region. The ultraviolet region is a short region with a wavelength of about 10 to 400 [nm], and the visible region is a region with a wavelength of about 400 to 700 [nm] that can be sensed by the naked eye.

図12は、交流電圧のピーク間電圧Vppと、放電光の光強度の関係を示したグラフである。実験条件としては、帯電部材3への電圧印加条件は、印加バイアスを、交流電圧成分:交流ピーク間電圧はVpp=1.4〜3.0[kV]まで印加、周波数f=1.35[kHz]とし、直流電圧成分:直流電圧=−600[V]としている。図12より、Vppを増大させると、放電光の強度が増すことがわかる。このことから、放電光の強度は、電圧印加条件により変化することが知られている。放電光の強度からVppを一義的に決定できるので、放電光の強度とVppの相関関係をもとに、Vppを制御することができると考えられる。   FIG. 12 is a graph showing the relationship between the peak voltage Vpp of the AC voltage and the light intensity of the discharge light. As experimental conditions, the voltage application condition to the charging member 3 is an applied bias, an alternating voltage component: an alternating peak voltage is applied from Vpp = 1.4 to 3.0 [kV], and a frequency f = 1.35 [ kHz] and DC voltage component: DC voltage = −600 [V]. From FIG. 12, it can be seen that increasing Vpp increases the intensity of the discharge light. From this, it is known that the intensity of the discharge light changes depending on the voltage application condition. Since Vpp can be uniquely determined from the intensity of the discharge light, it is considered that Vpp can be controlled based on the correlation between the intensity of the discharge light and Vpp.

図13は、放電光の光強度と、像担持体の膜厚減少量の関係を示したグラフである。実験条件としては、像担持体を構成する樹脂としてポリカーボネートを用い、像担持体2の径は30[mm]、その感光層の膜厚は30[μm]、比誘電率はおよそ3、膜厚減少量は使用時間100時間における値としている。像担持体2と帯電部材3とのギャップは、およそ50[μm]に設定し、ギャップに発生する放電光を受光する光ファイバ30の受光面を、ギャップから約30mm離れた位置に設定している。図13から、光強度と像担持体2の膜厚減少量は比例関係にあり、強い相関関係があるのがわかる。図13の関係はギャップ一定で、像担持体2の構成材料を同一の材料にすれば常に成立し、又、光強度は帯電部材3に印加する電圧印加条件によって変化する。したがって、一旦、図13の関係を得ることができれば、電圧印加条件を変化させても、容易に放電による膜厚減少量を予測できるようになる。
以下に、詳しく説明する。像担持体2の膜厚減少量d’[μm]は、画像形成装置のランニング時間h[時]、像担持体2の周長L[mm]に対して、下記式(1)のような関係がある。
d’ ∝ h・(1/L) ・・・式(1)
設定すべき像担持体2の予備膜厚量d[μm]は、像担持体2の膜厚減少量が光強度と比例関係にあることも考慮すると、光強度をI[任意単位]とすると、下記式(2)のようになる。
d ∝ h・(1/L)・I ・・・式(2)
さらに、像担持体膜厚の設計の余裕度を1割とすると、設定すべき像担持体2の予備膜厚量d[μm]は、下記式(3)の範囲である。
2.0・h・(1/L)・I < d < 2.5・h・(1/L)・I ・・・
式(3)
一方、光強度Iは、光ファイバ30と、像担持体2と帯電部材3とのギャップからの光ファイバ30の受光面の設定位置とに依存する。したがって、それらの諸条件が変化したときには上記式(3)を、下記式(4)のように補正する必要がある。
2.0・h・(1/L)・k・I < d < 2.5・h・(1/L)・k・I
・・・式(4)
ここで、kは、光強度Iが光ファイバ30の種類と、光ファイバ30の受光面の設定位置により決定される補正係数であり、下記式(5)のように表される。
k = 1/I’ ・・・式(5)
ただし、I’は帯電部材に印加する交流電圧のピーク間電圧Vppが2.2[kV]、周波数が1.35[kHz]であるときに、像担持体2と帯電部材3とのギャップに発生する放電光の光強度である。上記式(5)の補正係数kを用いれば、光ファイバ30の種類と、光ファイバ30の受光面の設定位置が変化した場合でも、像担持体2の予備膜厚量dを正確に設計することができる。
最終的に、設定すべき設計膜厚量D[μm]は、像担持体2の予備膜厚量d[μm]に、一様な帯電電位を維持できる像担持体2の最低膜厚量D1[μm]と、機械的な摩耗など帯電作用以外の要因により減少する膜厚量D2[μm]を考慮すると、下記式(6)のようになる。
D = D1+D2+d ・・・式(6)
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the light intensity of the discharge light and the amount of film thickness reduction of the image carrier. As experimental conditions, polycarbonate is used as the resin constituting the image carrier, the diameter of the image carrier 2 is 30 [mm], the film thickness of the photosensitive layer is 30 [μm], the relative dielectric constant is about 3, and the film thickness. The amount of decrease is a value at a usage time of 100 hours. The gap between the image carrier 2 and the charging member 3 is set to about 50 [μm], and the light receiving surface of the optical fiber 30 that receives the discharge light generated in the gap is set to a position about 30 mm away from the gap. Yes. From FIG. 13, it can be seen that the light intensity and the film thickness reduction amount of the image carrier 2 are in a proportional relationship and have a strong correlation. The relationship of FIG. 13 is constant, and is always established if the constituent material of the image carrier 2 is the same material, and the light intensity changes depending on the voltage application condition applied to the charging member 3. Therefore, once the relationship of FIG. 13 can be obtained, the amount of film thickness reduction due to discharge can be easily predicted even when the voltage application conditions are changed.
This will be described in detail below. The film thickness reduction amount d ′ [μm] of the image carrier 2 is expressed by the following formula (1) with respect to the running time h [hour] of the image forming apparatus and the circumferential length L [mm] of the image carrier 2. There is a relationship.
d ′ ∝ h · (1 / L) (1)
The preliminary film thickness d [μm] of the image carrier 2 to be set is assumed that the light intensity is I [arbitrary unit], considering that the film thickness reduction amount of the image carrier 2 is proportional to the light intensity. The following formula (2) is obtained.
d ∝ h · (1 / L) · I Equation (2)
Further, if the design margin of the image carrier thickness is 10%, the preliminary film thickness d [μm] of the image carrier 2 to be set is in the range of the following formula (3).
2.0 · h · (1 / L) · I <d <2.5 · h · (1 / L) · I
Formula (3)
On the other hand, the light intensity I depends on the optical fiber 30 and the set position of the light receiving surface of the optical fiber 30 from the gap between the image carrier 2 and the charging member 3. Therefore, when these various conditions change, it is necessary to correct the above equation (3) as the following equation (4).
2.0 · h · (1 / L) · k · I <d <2.5 · h · (1 / L) · k · I
... Formula (4)
Here, k is a correction coefficient in which the light intensity I is determined by the type of the optical fiber 30 and the set position of the light receiving surface of the optical fiber 30, and is expressed by the following equation (5).
k = 1 / I ′ (5)
However, I ′ is the gap between the image carrier 2 and the charging member 3 when the peak-to-peak voltage Vpp of the AC voltage applied to the charging member is 2.2 [kV] and the frequency is 1.35 [kHz]. This is the light intensity of the generated discharge light. If the correction coefficient k of the above equation (5) is used, the preliminary film thickness d of the image carrier 2 is accurately designed even when the type of the optical fiber 30 and the setting position of the light receiving surface of the optical fiber 30 are changed. be able to.
Finally, the designed film thickness D [μm] to be set is the minimum film thickness D1 of the image carrier 2 that can maintain a uniform charging potential to the preliminary film thickness d [μm] of the image carrier 2. Considering [μm] and the film thickness D2 [μm] that decreases due to factors other than the charging action such as mechanical wear, the following equation (6) is obtained.
D = D1 + D2 + d Formula (6)

表1は、像担持体の膜厚を設計した例である。

Figure 2006251268
表1中には、光強度I、設定寿命から求めた像担持体膜厚と、実際にランニングを行った際の像担持体膜厚減少量(実測値)、ブレードによる像担持体膜厚減少量D2が示されている。このとき異常画像を発生させない最低膜厚量D1は、18[μm]とした。この値は予め膜厚を数種類設定して所定の一定印加電圧に対する異常画像発生の有無から決定したものである。また、D2は、帯電、現像、転写のプロセスを省き、像担持体2とクリーニングブレードのみをセットできる試験機により実測して求めた値である。また、表1における検討条件においては、そのプロセス速度からランニング時間1時間あたりプリント枚数1500枚と換算できる。
本発明を利用して像担持体2の膜厚設定をおこなった条件1、3、4、5は画像不良を起こすことなく、設定寿命まで像担持体2を使用することができた。一方、本発明を利用しなかった条件2においては、使用寿命前に部分的に5[μm]以上の磨耗が発生し、その部位に対応して帯電電位が高すぎることによる白抜けや画像濃度不足といった画像不良を起こすに至った。また、本発明を利用しなかった条件6においては、不具合を起こすことなく、像担持体2を使用できたが、寿命後も膜厚に余裕がありすぎ、非効率的である。これらの結果は、本発明が像担持体2の設計方法として、信頼性の高いものであることを示している。 Table 1 shows an example of designing the film thickness of the image carrier.
Figure 2006251268
In Table 1, the image carrier film thickness obtained from the light intensity I and the set life, the amount of decrease in the image carrier film thickness when actually running (actual measurement), and the image carrier film thickness reduction by the blade The quantity D2 is shown. At this time, the minimum film thickness D1 that does not generate an abnormal image was 18 [μm]. This value is determined from the presence or absence of occurrence of an abnormal image with respect to a predetermined constant applied voltage by setting several types of film thicknesses in advance. D2 is a value obtained by actual measurement with a testing machine that can set only the image carrier 2 and the cleaning blade, omitting the processes of charging, development, and transfer. Further, under the study conditions in Table 1, the number of printed sheets can be converted to 1500 sheets per hour of running time from the process speed.
Under the conditions 1, 3, 4, and 5 in which the film thickness of the image carrier 2 was set using the present invention, the image carrier 2 could be used until the set lifetime without causing image defects. On the other hand, under the condition 2 where the present invention was not used, wear of 5 [μm] or more partially occurred before the service life, and white spots and image density due to the charged potential being too high corresponding to the site. It led to image defects such as lack. Further, in condition 6 in which the present invention was not used, the image carrier 2 could be used without causing problems, but the film thickness was too large even after the service life, which is inefficient. These results indicate that the present invention is a highly reliable method for designing the image carrier 2.

図14は、本発明の像担持体の断面図である。導電性支持体上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分とする単層感光層が設けられている。
図15は、導電性支持体上に、電荷発生物質を主成分とする電荷発生層と、電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層とが、積層された構成をとっている。
FIG. 14 is a cross-sectional view of the image carrier of the present invention. A single photosensitive layer mainly composed of a charge generation material and a charge transport material is provided on a conductive support.
FIG. 15 shows a structure in which a charge generation layer mainly composed of a charge generation material and a charge transport layer mainly composed of a charge transport material are laminated on a conductive support.

導電性支持体401としては、体積抵抗1010Ω・cm以下の導電性を示すものが用いられる。例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着又はスパッタリングによりフィルム状又は円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板、及びそれらを押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した管などを使用することができる。また、エンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体401として用いることができる。
このほか、導電性支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものについても、本発明の導電性支持体401として用いることができる。導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、又は導電性酸化スズなどの金属酸化物粉体などが挙げられる。また、同時に用いられる結着樹脂には、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂が挙げられる。このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。
さらに、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン(登録商標)などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けたものも、本発明の導電性支持体401として良好に用いることができる。
As the conductive support 401, a conductive support having a volume resistance of 10 10 Ω · cm or less is used. For example, metal, such as aluminum, nickel, chromium, nichrome, copper, gold, silver, platinum, metal oxide such as tin oxide, indium oxide, etc. coated on film or cylindrical plastic or paper by vapor deposition or sputtering Alternatively, it is possible to use a plate made of aluminum, aluminum alloy, nickel, stainless steel or the like, and a tube subjected to surface treatment such as cutting, superfinishing, or polishing after forming them into a raw tube by a method such as extrusion and drawing. An endless nickel belt or an endless stainless steel belt can also be used as the conductive support 401.
In addition, a conductive support obtained by dispersing conductive powder in an appropriate binder resin and coating the conductive support can be used as the conductive support 401 of the present invention. Examples of the conductive powder include metal powder such as carbon black, acetylene black, aluminum, nickel, iron, nichrome, copper, zinc, and silver, or metal oxide powder such as conductive tin oxide. The binder resin used at the same time is polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, polyester, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer. , Polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, polyarylate resin, phenoxy resin, polycarbonate, cellulose acetate resin, ethyl cellulose resin, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl toluene, poly-N-vinylcarbazole, acrylic resin, silicone resin, epoxy resin, Examples thereof include thermoplastic, thermosetting resins, and photocurable resins such as melamine resin, urethane resin, phenol resin, and alkyd resin. Such a conductive layer can be provided by dispersing and coating these conductive powder and binder resin in a suitable solvent such as tetrahydrofuran, dichloromethane, methyl ethyl ketone, and toluene.
Furthermore, it is electrically conductive by a heat-shrinkable tube in which the conductive powder is contained in a material such as polyvinyl chloride, polypropylene, polyester, polystyrene, polyvinylidene chloride, polyethylene, chlorinated rubber, Teflon (registered trademark) on a suitable cylindrical substrate. Those provided with a conductive layer can also be used favorably as the conductive support 401 of the present invention.

本発明における感光層は電荷発生物質を電荷輸送層407に分散させた単層型でも、電荷発生層405と電荷輸送層407を順次積層させた積層型でもよい。
はじめに電荷発生層405と電荷輸送層407を順次積層させた積層型感光体について説明する。
電荷発生層405は、電荷発生物質を主成分とする層で、必要に応じてバインダ−樹脂を用いることもある。電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料を用いることができる。
無機系材料には、結晶セレン、アモルファス・セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物や、アモルファスシリコンなどが挙げられる。アモルファスシリコンにおいては、ダングリングボンドを水素原子、ハロゲン原子でターミネートしたものや、ホウ素原子、リン原子などをドープしたものが良好に用いられる。
一方、有機系材料としては、公知の材料を用いることができる。例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系又は多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独又は2種以上の混合物として用いることができる。
電荷発生層405に必要に応じて用いられるバインダー樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカ−ボネ−ト、ポリアリレート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミドなどが用いられる。これらのバインダー樹脂は、単独又は2種以上の混合物として使用することができる。また、電荷発生層405のバインダー樹脂として、高分子電荷輸送物質を用いることができる。さらに、必要に応じて低分子電荷輸送物質を添加してもよい。
電荷発生層405に併用できる電荷輸送物質には、電子輸送物質と正孔輸送物質とがあり、これらはさらに低分子型の電荷輸送物質と高分子型の電荷輸送物質がある。以下、本発明では高分子型の電荷輸送物質を高分子電荷輸送物質と称する。
電子輸送物質としては、例えば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4−オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイドなどの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、単独又は2種以上の混合物として用いることができる。
正孔輸送物質としては、以下に表される電子供与性物質が挙げられ良好に用いられる。例えば、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、トリフェニルアミン誘導体、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、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられる。これらの正孔輸送物質は、単独又は2種以上の混合物として用いることができる。
また、以下に表される高分子電荷輸送物質を用いることができる。例えば、ポリ−N−ビニルカルバゾールなどのカルバゾール環を有する重合体、ヒドラゾン構造を有する重合体、ポリシリレン重合体、トリアリールアミン構造を有する重合体等が挙げられる。これらの高分子電荷輸送物質は、単独又は2種以上の混合物として用いることができる。
電荷発生層405は、電荷発生物質、溶媒及び結着樹脂を主成分とするが、その中には、増感剤、分散剤、界面活性剤、シリコーンオイル等の添加剤が含まれていてもよい。
電荷発生層405を形成する方法には、真空薄膜作製法と溶液分散系からのキャスティング法が代表的な例である。前者の方法には、真空蒸着法、グロー放電分解法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、CVD法などが用いられ、上述した無機系材料、有機系材料が良好に形成できる。また、キャスティング法によって電荷発生層405を設けるには、上述した無機系又は有機系電荷発生物質を必要ならばバインダー樹脂と共にテトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノンなどの溶媒を用いてボールミル、アトライター、サンドミルなどにより分散し、分散液を適度に希釈して塗布することにより、形成できる。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート法、ビードコート法などを用いることができる。
以上のようにして設けられる電荷発生層405の膜厚は、0.01〜5[μm]程度が適当であり、好ましくは0.05〜2[μm]である。
The photosensitive layer in the present invention may be a single layer type in which a charge generation material is dispersed in a charge transport layer 407, or a stacked type in which a charge generation layer 405 and a charge transport layer 407 are sequentially stacked.
First, a stacked type photoreceptor in which a charge generation layer 405 and a charge transport layer 407 are sequentially stacked will be described.
The charge generation layer 405 is a layer mainly composed of a charge generation material, and a binder resin may be used as necessary. As the charge generation material, inorganic materials and organic materials can be used.
Inorganic materials include crystalline selenium, amorphous selenium, selenium-tellurium, selenium-tellurium-halogen, selenium-arsenic compounds, amorphous silicon, and the like. In amorphous silicon, dangling bonds that are terminated with hydrogen atoms or halogen atoms, or those that are doped with boron atoms, phosphorus atoms, or the like are preferably used.
On the other hand, a known material can be used as the organic material. For example, phthalocyanine pigments such as metal phthalocyanine and metal-free phthalocyanine, azulenium salt pigments, squaric acid methine pigments, azo pigments having carbazole skeleton, azo pigments having triphenylamine skeleton, azo pigments having diphenylamine skeleton, dibenzothiophene skeleton Azo pigments having fluorenone skeleton, azo pigments having oxadiazole skeleton, azo pigments having bis-stilbene skeleton, azo pigments having distyryl oxadiazole skeleton, azo pigments having distyrylcarbazole skeleton, perylene Pigments, anthraquinone or polycyclic quinone pigments, quinoneimine pigments, diphenylmethane and triphenylmethane pigments, benzoquinone and naphthoquinone pigments, cyanine and azomethine pigments, Goido based pigments, and bisbenzimidazole pigments. These charge generation materials can be used alone or as a mixture of two or more.
The binder resin used as necessary for the charge generation layer 405 includes polyamide, polyurethane, epoxy resin, polyketone, polycarbonate, polyarylate, silicone resin, acrylic resin, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl ketone, polystyrene. Poly-N-vinylcarbazole, polyacrylamide and the like are used. These binder resins can be used alone or as a mixture of two or more. In addition, a polymer charge transport material can be used as the binder resin of the charge generation layer 405. Furthermore, you may add a low molecular charge transport material as needed.
The charge transport materials that can be used in combination with the charge generation layer 405 include an electron transport material and a hole transport material, and these include a low molecular charge transport material and a high molecular charge transport material. Hereinafter, the polymer type charge transport material is referred to as a polymer charge transport material in the present invention.
Examples of the electron transport material include chloroanil, bromanyl, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 2,4,5,7-tetranitro-9-fluorenone, 2, 4,5,7-tetranitroxanthone, 2,4,8-trinitrothioxanthone, 2,6,8-trinitro-4H-indeno [1,2-b] thiophen-4-one, 1,3,7- Examples thereof include electron accepting substances such as trinitrodibenzothiophene-5,5-dioxide. These electron transport materials can be used alone or as a mixture of two or more.
Examples of the hole transporting material include the electron donating materials shown below and are used favorably. For example, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, triphenylamine derivatives, 9- (p-diethylaminostyrylanthracene), 1,1-bis- (4-dibenzylaminophenyl) propane, styrylanthracene, styrylpyrazoline , Phenylhydrazones, α-phenylstilbene derivatives, thiazole derivatives, triazole derivatives, phenazine derivatives, acridine derivatives, benzofuran derivatives, benzimidazole derivatives, thiophene derivatives, and the like. These hole transport materials can be used alone or as a mixture of two or more.
Moreover, the polymeric charge transport material represented below can be used. Examples thereof include a polymer having a carbazole ring such as poly-N-vinylcarbazole, a polymer having a hydrazone structure, a polysilylene polymer, and a polymer having a triarylamine structure. These polymer charge transport materials can be used alone or as a mixture of two or more.
The charge generation layer 405 includes a charge generation material, a solvent, and a binder resin as main components, and may include additives such as a sensitizer, a dispersant, a surfactant, and silicone oil. Good.
Typical methods for forming the charge generation layer 405 include a vacuum thin film manufacturing method and a casting method from a solution dispersion system. As the former method, a vacuum vapor deposition method, a glow discharge decomposition method, an ion plating method, a sputtering method, a reactive sputtering method, a CVD method, or the like is used, and the above-described inorganic materials and organic materials can be satisfactorily formed. In addition, in order to provide the charge generation layer 405 by a casting method, a ball mill, an attritor or the like using a solvent such as tetrahydrofuran, cyclohexanone, dioxane, dichloroethane, or butanone together with a binder resin, if necessary, the inorganic or organic charge generation material described above. It can be formed by dispersing with a sand mill or the like, and applying the solution after diluting the dispersion appropriately. For the application, a dip coating method, a spray coating method, a bead coating method, or the like can be used.
The film thickness of the charge generation layer 405 provided as described above is suitably about 0.01 to 5 [μm], preferably 0.05 to 2 [μm].

次に、電荷輸送層407について、説明する。
電荷輸送層407は、電荷輸送成分とバインダー成分を主成分とする混合物ないし共重合体を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。電荷輸送層407の膜厚は、10〜100[μm]程度が適当であり、より高い解像度が要求される場合は10〜30[μm]程度が適当である。
本発明において、バインダー成分として用いることのできる高分子化合物としては、例えば、ポリスチレン、スチレン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂などの熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの高分子化合物は単独または2種以上の混合物として、また、電荷輸送物質と共重合化して用いることができる。
電荷輸送物質として用いることのできる材料は、上述の低分子型の電子輸送物質、正孔輸送物質及び高分子電荷輸送物質が挙げられる。低分子型の電荷輸送物質を用いる場合、この使用量は高分子化合物100重量部に対して20〜200重量部、好ましくは50〜100重量部程度がよい。また、高分子電荷輸送物質を用いる場合、電荷輸送成分100重量部に対して樹脂成分が0〜500重量部程度の割合で共重合された材料が好ましく用いられる。
電荷輸送層塗工液を調製する際に使用できる分散溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ジオキサン、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブなどのエーテル類、トルエン、キシレンなどの芳香族類、クロロベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類等を挙げることができる。
電荷輸送層407は後述のフィラー補強電荷輸送層409を設けない場合、少なくとも電荷輸送層407の表面部位には、耐摩耗性を向上する目的でフィラー材料を添加する必要がある。有機性フィラ−材料としては、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末、シリコーン樹脂粉末、a−カーボン粉末等が挙げられ、無機性フィラー材料としては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、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、錫をドー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、窒化硼素などの無機材料が挙げられる。これらのフィラーの中で、フィラーの硬度の点から無機材料を用いることが耐摩耗性の向上に対し有利である。特に、シリカ、酸化チタン、アルミナが有効に使用できる。また、これらのフィラー材料は単独又は2種類以上を混合して用いられる。これらのフィラーは塗工液及び塗工膜中の分散性向上を目的として、表面処理剤によるフィラー表面の改質が施されてもよい。
これらのフィラ−材料は、電荷輸送物質や結着樹脂、溶媒等とともに適当な分散機を用いることにより分散できる。また、フィラーの一次粒径の平均は、0.01〜0.8[μm]であることが電荷輸送層の透過率や耐摩耗性の点から好ましい。
また、これらのフィラーを電荷輸送層全体に含有させることも可能であるが、露光部電位が高くなるような場合があるため、電荷輸送層の最表面側が最もフィラー濃度が高く、支持体側が低くなるようにフィラー濃度傾斜を設けたり、電荷輸送層407を複数層にし、支持体側から表面側に向かい、フィラー濃度を順次高くしたりするような構成にすることが好ましい。
電荷輸送層407の表面側に含有される無機フィラー層の膜厚(表面からの深さ)は、0.5[μm]以上であることが好ましく、より好ましくは2[μm]以上がよい。
Next, the charge transport layer 407 will be described.
The charge transport layer 407 can be formed by dissolving or dispersing a mixture or copolymer mainly composed of a charge transport component and a binder component in an appropriate solvent, and applying and drying the mixture. The film thickness of the charge transport layer 407 is suitably about 10 to 100 [μm], and about 10 to 30 [μm] is appropriate when higher resolution is required.
In the present invention, examples of the polymer compound that can be used as the binder component include polystyrene, styrene / acrylonitrile copolymer, styrene / butadiene copolymer, styrene / maleic anhydride copolymer, polyester, polyvinyl chloride, Vinyl chloride / vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, polyarylate resin, polycarbonate, cellulose acetate resin, ethyl cellulose resin, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl toluene, acrylic resin, silicone resin, fluorine resin, epoxy resin , Thermoplastic or thermosetting resins such as melamine resin, urethane resin, phenol resin, alkyd resin, etc., but are not limited thereto. These polymer compounds can be used singly or as a mixture of two or more kinds, or copolymerized with a charge transport material.
Examples of the material that can be used as the charge transport material include the above-described low molecular weight electron transport materials, hole transport materials, and polymer charge transport materials. When a low molecular charge transport material is used, the amount used is 20 to 200 parts by weight, preferably about 50 to 100 parts by weight, per 100 parts by weight of the polymer compound. When a polymer charge transport material is used, a material in which the resin component is copolymerized at a ratio of about 0 to 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the charge transport component is preferably used.
Examples of the dispersion solvent that can be used in preparing the charge transport layer coating solution include ketones such as methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone, ethers such as dioxane, tetrahydrofuran, and ethyl cellosolve, toluene, xylene, and the like. Examples include aromatics, halogens such as chlorobenzene and dichloromethane, and esters such as ethyl acetate and butyl acetate.
When the charge transport layer 407 is not provided with a filler reinforced charge transport layer 409, which will be described later, it is necessary to add a filler material at least to the surface portion of the charge transport layer 407 for the purpose of improving wear resistance. Examples of organic filler materials include fluororesin powders such as polytetrafluoroethylene, silicone resin powders, and a-carbon powders. Examples of inorganic filler materials include metal powders such as copper, tin, aluminum, and indium. , Silica, tin oxide, zinc oxide, titanium oxide, alumina, indium oxide, antimony oxide, bismuth oxide, calcium oxide, tin oxide doped with antimony, tin-doped indium oxide, etc., tin fluoride, fluorine Examples thereof include metal fluorides such as calcium fluoride and aluminum fluoride, and inorganic materials such as potassium titanate and boron nitride. Among these fillers, it is advantageous to use an inorganic material from the viewpoint of the hardness of the filler to improve the wear resistance. In particular, silica, titanium oxide, and alumina can be used effectively. Moreover, these filler materials are used individually or in mixture of 2 or more types. These fillers may be subjected to modification of the filler surface with a surface treatment agent for the purpose of improving dispersibility in the coating liquid and coating film.
These filler materials can be dispersed by using an appropriate disperser together with a charge transport material, a binder resin, a solvent and the like. The average primary particle diameter of the filler is preferably 0.01 to 0.8 [μm] from the viewpoint of the transmittance and wear resistance of the charge transport layer.
In addition, these fillers can be contained in the entire charge transport layer. However, since the exposed portion potential may be increased, the outermost surface side of the charge transport layer has the highest filler concentration and the support side has a lower value. It is preferable to provide a configuration in which the filler concentration gradient is provided, or the charge transport layer 407 is formed in a plurality of layers, and the filler concentration is sequentially increased from the support side to the surface side.
The film thickness (depth from the surface) of the inorganic filler layer contained on the surface side of the charge transport layer 407 is preferably 0.5 [μm] or more, more preferably 2 [μm] or more.

次にフィラー分散層を設ける場合について、述べる。
図14は、本発明の像担持体の断面図であり、導電性支持体上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分とする単層感光層が設けられている。この場合、少なくとも感光層表面にはフィラーが含有されてなる。
図15は、導電性支持体上に、電荷発生物質を主成分とする電荷発生層と、電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層が、積層された構成をとっている。この場合、少なくとも電荷輸送層407の表面にはフィラーが含有されている。
図16は、導電性支持体上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分とする単層感光層が設けられ、さらに単層感光層表面にフィラーを含有したフィラー補強電荷輸送層が設けられている。
図17は、導電性支持体上に、電荷発生物質を主成分とする電荷発生層と電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層とが積層された構成をとっており、さらに電荷輸送層上にフィラーを含有したフィラー補強電荷輸送層が設けられている。
フィラー補強電荷輸送層409を設ける場合、電荷輸送層407は、電荷輸送成分とバインダー分を主成分とする混合物あるいは共重合体を適当な溶剤に溶解又は分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。電荷輸送層407の膜厚は、10〜100[μm]程度が適当であり、解像力が要求される場合、10〜30[μm]程度が適当である。
この場合の電荷輸送層407に用いることのできるバインダー成分は、例えば、前述の熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの高分子化合物は単独または2種以上の混合物として、また、電荷輸送物質と共重合化して用いることができる。
電荷輸送物質として用いることのできる材料も前述の低分子型の電子輸送物質、正孔輸送物質及び高分子電荷輸送物質が挙げられる。
また、必要に応じ、適当な酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物質などの低分子化合物及びレベリング剤を添加することもできる。これらの化合物は単独又は2種以上の混合物として用いることができる。低分子化合物の使用量は、高分子化合物100重量部に対して0.1〜200重量部、好ましくは、0.1〜30重量部、レベリング剤の使用量は、高分子化合物100重量部に対して0.001〜5重量部程度が適当である。
Next, the case where a filler dispersion layer is provided will be described.
FIG. 14 is a cross-sectional view of the image carrier of the present invention, in which a single-layer photosensitive layer mainly composed of a charge generation material and a charge transport material is provided on a conductive support. In this case, at least the photosensitive layer surface contains a filler.
FIG. 15 shows a structure in which a charge generation layer mainly composed of a charge generation material and a charge transport layer mainly composed of a charge transport material are laminated on a conductive support. In this case, at least the surface of the charge transport layer 407 contains a filler.
In FIG. 16, a single layer photosensitive layer mainly composed of a charge generation material and a charge transport material is provided on a conductive support, and a filler reinforced charge transport layer containing a filler is provided on the surface of the single layer photosensitive layer. ing.
FIG. 17 shows a structure in which a charge generation layer mainly composed of a charge generation material and a charge transport layer mainly composed of a charge transport material are laminated on a conductive support. A filler-reinforced charge transport layer containing a filler is provided.
When the filler-reinforced charge transport layer 409 is provided, the charge transport layer 407 is obtained by dissolving or dispersing a mixture or copolymer mainly composed of a charge transport component and a binder in an appropriate solvent, and applying and drying the mixture. Can be formed. The thickness of the charge transport layer 407 is suitably about 10 to 100 [μm], and about 10 to 30 [μm] is appropriate when resolution is required.
Examples of the binder component that can be used for the charge transport layer 407 in this case include the above-described thermoplastic or thermosetting resin. These polymer compounds can be used singly or as a mixture of two or more kinds, or copolymerized with a charge transport material.
Examples of the material that can be used as the charge transport material include the above-described low molecular weight electron transport materials, hole transport materials, and polymer charge transport materials.
If necessary, a low-molecular compound such as an appropriate antioxidant, plasticizer, lubricant, ultraviolet absorber, and low-molecular charge transport material and a leveling agent can also be added. These compounds can be used alone or as a mixture of two or more. The amount of the low molecular compound used is 0.1 to 200 parts by weight, preferably 0.1 to 30 parts by weight, and the amount of the leveling agent used is 100 parts by weight of the polymer compound. On the other hand, about 0.001 to 5 parts by weight is appropriate.

次に、フィラー補強電荷輸送層409について説明する。
本発明におけるフィラー補強電荷輸送層409とは、少なくとも電荷輸送成分とバインダー樹脂成分とフィラーが含まれ、電荷輸送性と機械的耐性を併せ持つ機能層を指す。フィラー補強電荷輸送層は、従来型の電荷輸送層407に匹敵する高い電荷移動度を示すという特徴を有し、これは表面保護層と区別される。また、フィラー補強電荷輸送層409は、積層型感光体における電荷輸送層407を2層以上に機能分離した表面層として用いられる。すなわち、この層はフィラーの含まれない電荷輸送層407との積層で用いられ、単独で用いられることはない。このため、フィラーが添加剤として電荷輸送層中に分散された場合の電荷輸送層407の単一層と区別される。
フィラー補強電荷輸送層409に用いられるフィラー材料としては、電荷輸送層407の説明に挙げたように、無機材料、特にシリカ、酸化チタン、アルミナが有効に使用できる。また、これらのフィラ−材料は単独又は2種類以上を混合して用いられる。
これらのフィラーは塗工液及び塗工膜中の分散性向上を目的として、前述と同様、表面処理剤によるフィラー表面の改質が施されてもよい。これらのフィラー材料は、電荷輸送物質や結着樹脂、溶媒等とともに適当な分散機を用いることにより分散できる。また、フィラーの一次粒径の平均は、0.01〜0.8[μm]であることが電荷輸送層の透過率や耐摩耗性の点から好ましい。
塗工方法としては浸漬法、スプレー塗工法、リングコート法、ロールコータ法、グラビア塗工法、ノズルコート法、スクリーン印刷法等が採用される。
フィラー補強電荷輸送層409の膜厚は0.5[μm]以上であることが好まく、より好ましくは2[μm]以上が好ましい。
Next, the filler reinforced charge transport layer 409 will be described.
The filler-reinforced charge transport layer 409 in the present invention refers to a functional layer that includes at least a charge transport component, a binder resin component, and a filler, and has both charge transport properties and mechanical resistance. The filler-reinforced charge transport layer is characterized by exhibiting a high charge mobility comparable to the conventional charge transport layer 407, which is distinguished from the surface protective layer. The filler-reinforced charge transport layer 409 is used as a surface layer obtained by functionally separating the charge transport layer 407 in the multilayer photoconductor into two or more layers. That is, this layer is used in a laminate with the charge transport layer 407 not containing a filler, and is not used alone. For this reason, it is distinguished from the single layer of the charge transport layer 407 when the filler is dispersed in the charge transport layer as an additive.
As the filler material used for the filler-reinforced charge transport layer 409, as mentioned in the description of the charge transport layer 407, inorganic materials, particularly silica, titanium oxide, and alumina can be used effectively. Moreover, these filler materials are used individually or in mixture of 2 or more types.
For the purpose of improving the dispersibility in the coating liquid and coating film, these fillers may be subjected to modification of the filler surface with a surface treatment agent as described above. These filler materials can be dispersed by using an appropriate disperser together with a charge transport material, a binder resin, a solvent, and the like. The average primary particle diameter of the filler is preferably 0.01 to 0.8 [μm] from the viewpoint of the transmittance and wear resistance of the charge transport layer.
As the coating method, a dipping method, a spray coating method, a ring coating method, a roll coater method, a gravure coating method, a nozzle coating method, a screen printing method, or the like is employed.
The film thickness of the filler-reinforced charge transport layer 409 is preferably 0.5 [μm] or more, more preferably 2 [μm] or more.

また、保護層のバインダー構成として、架橋構造からなる保護層も有効に使用される。架橋構造の形成に関しては、1分子内に複数個の架橋性官能基を有する反応性モノマーを使用し、光や熱エネルギーを用いて架橋反応を起こさせ、三次元の網目構造を形成するものである。この網目構造がバインダー樹脂として機能し、高い耐摩耗性を発現するものである。
電気的な安定性、耐刷性、寿命の観点から、上記反応性モノマーとして、全部もしくは一部に電荷輸送能を有するモノマーを使用することは非常に有効な手段である。このようなモノマーを使用することにより、網目構造中に電荷輸送部位が形成され、保護層としての機能を十分に発現することが可能となる。
電荷輸送能を有する反応性モノマーとしては、同一分子中に電荷輸送性成分と加水分解性の置換基を有する珪素原子とを少なくとも1つずつ以上含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とヒドロキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とカルボキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とエポキシ基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とイソシアネート基とを含有する化合物等が挙げられる。これら反応性基を有する電荷輸送性材料は、単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
さらに好ましくは、電荷輸送能を有するモノマーとして、電気的・化学的安定性が高いこと、キャリアの移動速度が速いこと等から、トリアリールアミン構造を有する反応性モノマーが有効に使用される。
これ以外に塗工時の粘度調整、架橋型電荷輸送層の応力緩和、低表面エネルギー化や摩擦係数低減などの機能付与の目的で1官能及び2官能の重合性モノマー及び重合性オリゴマーを併用することができる。これらの重合性モノマー、オリゴマーとしては、公知のものが利用できる。
また、本発明においては、熱又は光を用いて正孔輸送性化合物の重合または架橋を行うが、熱により重合反応を行う際には、熱エネルギーのみで重合反応が進行する場合と重合開始剤が必要となる場合があるが、より低い温度で効率よく反応を進行させるためには、開始剤を添加することが好ましい。
光により重合させる場合は、光として紫外線を用いることが好ましいが、光エネルギーのみで反応が進行することはごく稀であり、一般には光重合開始剤が併用される。
この場合の重合開始剤とは、主には波長400[nm]以下の紫外線を吸収してラジカルやイオン等の活性種を生成し、重合を開始させるものである。なお、本発明では、上述した熱及び光重合開始剤を併用することも可能である。
このように形成した網目構造を有する電荷輸送層407は、耐摩耗性が高い反面、架橋反応時に体積収縮が大きく、あまり厚膜化するとクラックなどを生じる場合がある。このような場合には、保護層を積層構造として、下層(感光層側)には低分子分散ポリマーの保護層を使用し、上層(表面側)に架橋構造を有する保護層を形成してもよい。
Moreover, the protective layer which consists of a crosslinked structure is also used effectively as a binder structure of a protective layer. Regarding the formation of a cross-linked structure, a reactive monomer having a plurality of cross-linkable functional groups in one molecule is used to cause a cross-linking reaction using light or heat energy to form a three-dimensional network structure. is there. This network structure functions as a binder resin and exhibits high wear resistance.
From the viewpoint of electrical stability, printing durability, and life, it is a very effective means to use a monomer having a charge transporting ability in whole or in part as the reactive monomer. By using such a monomer, a charge transporting site is formed in the network structure, and the function as a protective layer can be sufficiently expressed.
The reactive monomer having charge transporting ability includes a compound containing at least one charge transporting component and a silicon atom having a hydrolyzable substituent in the same molecule, and a charge transporting component in the same molecule. A compound containing a hydroxyl group, a compound containing a charge transporting component and a carboxyl group in the same molecule, a compound containing a charge transporting component and an epoxy group in the same molecule, a charge transporting component in the same molecule And a compound containing an isocyanate group. These charge transport materials having a reactive group may be used alone or in combination of two or more.
More preferably, a reactive monomer having a triarylamine structure is effectively used as the monomer having a charge transporting ability because of its high electrical and chemical stability and high carrier transfer speed.
In addition to this, monofunctional and bifunctional polymerizable monomers and polymerizable oligomers are used in combination for the purpose of viscosity adjustment during coating, stress relaxation of the cross-linked charge transport layer, low surface energy, and reduction of friction coefficient. be able to. As these polymerizable monomers and oligomers, known ones can be used.
In the present invention, the hole transporting compound is polymerized or crosslinked by using heat or light. When the polymerization reaction is carried out by heat, the polymerization reaction proceeds with only the thermal energy and the polymerization initiator. However, it is preferable to add an initiator in order to advance the reaction efficiently at a lower temperature.
In the case of polymerization by light, it is preferable to use ultraviolet light as light, but the reaction rarely proceeds only by light energy, and a photopolymerization initiator is generally used in combination.
The polymerization initiator in this case mainly absorbs ultraviolet rays having a wavelength of 400 [nm] or less, generates active species such as radicals and ions, and initiates polymerization. In the present invention, the above-described heat and photopolymerization initiators can be used in combination.
The charge transport layer 407 having a network structure formed in this way has high wear resistance, but has a large volume shrinkage during the crosslinking reaction, and if it becomes too thick, cracks may occur. In such a case, the protective layer may be a laminated structure, a low molecular dispersion polymer protective layer may be used for the lower layer (photosensitive layer side), and a protective layer having a crosslinked structure may be formed on the upper layer (surface side). Good.

次に感光層が単層構成の場合について述べる。
単層感光層403は、電荷発生物質及び電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解又は分散し、これを塗布、乾燥することによって形成できる。また、必要により可塑剤やレベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
結着樹脂としては、先に電荷輸送層407で挙げた結着樹脂のほかに、電荷発生層405で挙げた結着樹脂を混合して用いてもよい。もちろん、先に挙げた高分子電荷輸送物質も有効に使用できる。結着樹脂100重量部に対する電荷発生物質の量は5〜40重量部が好ましく、電荷輸送物質の量は0〜190重量部が好ましく、さらに好ましくは50〜150重量部である。単層感光層403は、電荷発生物質、結着樹脂を電荷輸送物質とともにテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロエタン、シクロヘキサン等の溶媒を用いて分散機等で分散した塗工液を、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコートなどで塗工して形成できる。単層感光層403の膜厚は、5〜25[μm]程度が適当である。
感光層が最表面層になるような構成においては、少なくとも感光層表面にフィラーを含有する必要がある。この場合にも、電荷輸送層の場合と同様に、感光層全体にフィラーを含有することもできるが、フィラー濃度勾配を設けるか、複数層の感光層の構成とし、フィラー濃度を順次変えた構成にすることは有効な手段である。
本発明の像担持体2においては、導電性支持体401と感光層との間に下引き層を設けることができる。下引き層は一般には樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。また、下引き層にはモアレ防止、残留電位の低減等のために酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。
これらの下引き層は、前述の感光層のように適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。さらに、本発明の下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用することもできる。このほか、本発明の下引き層には、Alを陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン(パリレン)等の有機物やSiO、SnO、TiO、ITO、CeO等の無機物を真空薄膜作成法にて設けたものも良好に使用できる。このほかにも公知のものを用いることができる。下引き層の膜厚は0〜20[μm]が適当であり、好ましくは1〜10[μm]である。
Next, the case where the photosensitive layer has a single layer structure will be described.
The single-layer photosensitive layer 403 can be formed by dissolving or dispersing a charge generation material, a charge transport material, and a binder resin in an appropriate solvent, and applying and drying the solution. Moreover, a plasticizer, a leveling agent, antioxidant, etc. can also be added as needed.
As the binder resin, in addition to the binder resin previously mentioned in the charge transport layer 407, the binder resin mentioned in the charge generation layer 405 may be mixed and used. Of course, the polymer charge transport materials listed above can also be used effectively. The amount of the charge generating material with respect to 100 parts by weight of the binder resin is preferably 5 to 40 parts by weight, and the amount of the charge transporting material is preferably 0 to 190 parts by weight, and more preferably 50 to 150 parts by weight. The single-layer photosensitive layer 403 is a coating solution in which a charge generation material and a binder resin are dispersed together with a charge transport material using a solvent such as tetrahydrofuran, dioxane, dichloroethane, and cyclohexane by a disperser or the like. It can be formed by coating with a bead coat. The film thickness of the single photosensitive layer 403 is suitably about 5 to 25 [μm].
In a configuration in which the photosensitive layer is the outermost surface layer, it is necessary to contain a filler at least on the surface of the photosensitive layer. In this case as well, as in the case of the charge transport layer, the entire photosensitive layer can contain a filler. However, a filler concentration gradient is provided, or a configuration in which a plurality of photosensitive layers are configured, and the filler concentration is sequentially changed. It is an effective means.
In the image carrier 2 of the present invention, an undercoat layer can be provided between the conductive support 401 and the photosensitive layer. In general, the undercoat layer is mainly composed of a resin. However, considering that the photosensitive layer is coated with a solvent on these resins, the resin may be a resin having high solvent resistance with respect to a general organic solvent. desirable. Examples of such resins include water-soluble resins such as polyvinyl alcohol, casein, and sodium polyacrylate, alcohol-soluble resins such as copolymer nylon and methoxymethylated nylon, polyurethane, melamine resin, phenol resin, alkyd-melamine resin, and epoxy. Examples thereof include a curable resin that forms a three-dimensional network structure such as a resin. Further, a metal oxide fine powder pigment exemplified by titanium oxide, silica, alumina, zirconium oxide, tin oxide, indium oxide and the like may be added to the undercoat layer in order to prevent moire and reduce residual potential.
These undercoat layers can be formed using an appropriate solvent and coating method as in the above-described photosensitive layer. Furthermore, a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a chromium coupling agent, or the like can be used as the undercoat layer of the present invention. In addition, in the undercoat layer of the present invention, Al 2 O 3 is provided by anodic oxidation, organic matter such as polyparaxylylene (parylene), SiO 2 , SnO 2 , TiO 2 , ITO, CeO 2 A material provided with an inorganic material such as a vacuum thin film can also be used favorably. In addition, known ones can be used. The thickness of the undercoat layer is suitably from 0 to 20 [μm], preferably from 1 to 10 [μm].

本発明においては、耐環境性の改善のため、とくに、感度低下、残留電位の上昇を防止する目的で、電荷発生層405、電荷輸送層407、下引き層、保護層、中間層等の各層に酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物質及びレベリング剤を添加することができる。これらの化合物の代表的な材料には、フェノ−ル系化合物、パラフェニレンジアミン類、ハイドロキノン類、有機硫黄化合物類、有機燐化合物類が挙げられる。
各層に添加できる可塑剤としては、例えば、リン酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、芳香族カルボン酸エステル系可塑剤、脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤、脂肪酸エステル誘導体、オキシ酸エステル系可塑剤、エポキシ可塑剤、二価アルコールエステル系可塑剤、含塩素可塑剤、ポリエステル系可塑剤、スルホン酸誘導体、クエン酸誘導体が挙げられる。
各層に添加できる滑剤としては、例えば、炭化水素系化合物、脂肪酸系化合物、脂肪酸アミド系化合物、エステル系化合物、アルコール系化合物、金属石けん、天然ワックス、が挙げられる。
各層に添加できる紫外線吸収剤として、例えば、ベンゾフェノン系、サルシレート系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、クエンチャー(金属錯塩系)、HALS(ヒンダードアミン)が挙げられる。
In the present invention, in order to improve environmental resistance, in particular, each layer such as a charge generation layer 405, a charge transport layer 407, an undercoat layer, a protective layer, and an intermediate layer is used for the purpose of preventing a decrease in sensitivity and an increase in residual potential. Antioxidants, plasticizers, lubricants, ultraviolet absorbers, low molecular charge transport materials and leveling agents can be added to the above. Typical materials for these compounds include phenolic compounds, paraphenylenediamines, hydroquinones, organic sulfur compounds, and organic phosphorus compounds.
Examples of plasticizers that can be added to each layer include phosphate ester plasticizers, phthalate ester plasticizers, aromatic carboxylic ester plasticizers, aliphatic dibasic ester plasticizers, fatty acid ester derivatives, and oxyacids. Examples include ester plasticizers, epoxy plasticizers, dihydric alcohol ester plasticizers, chlorine-containing plasticizers, polyester plasticizers, sulfonic acid derivatives, and citric acid derivatives.
Examples of the lubricant that can be added to each layer include hydrocarbon compounds, fatty acid compounds, fatty acid amide compounds, ester compounds, alcohol compounds, metal soaps, and natural waxes.
Examples of the ultraviolet absorber that can be added to each layer include benzophenone, salicylate, benzotriazole, cyanoacrylate, quencher (metal complex), and HALS (hindered amine).

図18は、アモルファスシリコン感光体層を用いた場合の模式的構成図である。図18(a)に示す像担持体2は、導電性支持体401の上にa−Si:H、Xからなり光導電性を有する光導電層502が設けられている。図18(b)に示す像担持体2は、導電性支持体401の上に、a−Si:H、Xからなり光導電性を有する光導電層502と、アモルファスシリコン系表面層503とから構成されている。図18(c)に示す像担持体2は、導電性支持体401の上に、a−Si:H、Xからなり光導電性を有する光導電層502と、アモルファスシリコン系表面層503と、アモルファスシリコン系電荷注入阻止層504とから構成されている。図18(d)に示す像担持体2は、導電性支持体401の上に、光導電層502が設けられている。光導電層502はa−Si:H、Xからなる電荷発生層405と電荷輸送層407とからなり、その上にアモルファスシリコン系表面層503が設けられている。
本発明は像担持体2の表層に、フィラーを分散させた樹脂、架橋型樹脂やアモルファスシリコン等を用いた場合においても有効である。すなわち、このような像担持体2においても、ブレードの摩擦による像担持体2の膜厚減少はほぼ抑えることができ、本発明の利用のみで、膜厚減少を考慮した設計をするができる。
FIG. 18 is a schematic configuration diagram when an amorphous silicon photoconductor layer is used. In the image carrier 2 shown in FIG. 18A, a photoconductive layer 502 made of a-Si: H, X and having photoconductivity is provided on a conductive support 401. The image carrier 2 shown in FIG. 18B includes a photoconductive layer 502 made of a-Si: H, X and having photoconductivity on an electroconductive support 401, and an amorphous silicon surface layer 503. It is configured. An image carrier 2 shown in FIG. 18C has a photoconductive layer 502 made of a-Si: H, X and having photoconductivity on an electroconductive support 401, an amorphous silicon-based surface layer 503, And an amorphous silicon based charge injection blocking layer 504. In the image carrier 2 shown in FIG. 18D, a photoconductive layer 502 is provided on a conductive support 401. The photoconductive layer 502 includes a charge generation layer 405 and a charge transport layer 407 made of a-Si: H, X, and an amorphous silicon surface layer 503 is provided thereon.
The present invention is effective even when a resin in which a filler is dispersed, a cross-linked resin, amorphous silicon, or the like is used for the surface layer of the image carrier 2. That is, even in such an image carrier 2, a decrease in the film thickness of the image carrier 2 due to the friction of the blade can be substantially suppressed, and the design considering the reduction in the film thickness can be made only by using the present invention.

次に、像担持体2の製造例によって本発明をさらに詳細に説明する。
φ30[mm]アルミニウムドラム上に、下記組成の下引き層用塗工液、電荷発生層用塗工液、電荷輸送層用塗工液を順次、塗布乾燥することにより、3.5[μm]の下引き層、0.2[μm]の電荷発生層405、28[μm]の電荷輸送層407を形成した。その上にジルコニアビーズを用いてペイントシェーカーで2時間粉砕し、下記の無機フィラー塗工液を塗工液とした。この液をスプレーで塗工して1.5[μm]のフィラー補強電荷輸送層409を設け本発明の像担持体2を得た。
〔下引き層用塗工液〕
アルキッド樹脂(ベッコゾール 1307−60−EL、大日本インキ化学工業製)
6重量部
メラミン樹脂(スーパーベッカミン G−821−60、大日本インキ化学工業製)
4重量部
酸化チタン(CR−EL 石原産業社製) 40重量部
メチルエチルケトン 200重量部
〔電荷発生層用塗工液〕
オキソチタニウムフタロシアニン顔料 2重量部
ポリビニルブチラール(UCC:XYHL) 0.2重量部
テトラヒドロフラン 50重量部
〔電荷輸送層用塗工液〕
ポリカーボネート樹脂(Zポリカ、粘度平均分子量;5万、帝人化成社製)
12重量部
図19の化学構造式を持つの低分子電荷輸送物質 10重量部
テトラヒドロフラン 100重量部
1%シリコーンオイル(KF50−100CS信越化学工業社製)テトラヒドロフラ
ン溶液 1重量部
〔フィラー補強電荷輸送層用塗工液〕
ポリカーボネート樹脂(Zポリカ、粘度平均分子量;5万、帝人化成社製)4重量部
図19の化学構造式を持つ低分子電荷輸送物質 3重量部
a−アルミナ(スミコランダムAA−03、住友化学工業社製) 0.7重量部
シクロヘキサノン 280重量部
テトラヒドロフラン 80重量部
Next, the present invention will be described in more detail with reference to an example of manufacturing the image carrier 2.
By coating and drying an undercoat layer coating solution, a charge generation layer coating solution, and a charge transport layer coating solution on a φ30 [mm] aluminum drum in order, 3.5 [μm] An undercoat layer, a 0.2 [μm] charge generation layer 405, and a 28 [μm] charge transport layer 407 were formed. On top of that, zirconia beads were used and ground with a paint shaker for 2 hours, and the following inorganic filler coating solution was used as the coating solution. This liquid was applied by spraying to provide a filler reinforced charge transport layer 409 having a thickness of 1.5 [μm] to obtain an image carrier 2 of the present invention.
[Coating liquid for undercoat layer]
Alkyd resin (Beccosol 1307-60-EL, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.)
6 parts by weight Melamine resin (Super Becamine G-821-60, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.)
4 parts by weight Titanium oxide (CR-EL manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) 40 parts by weight Methyl ethyl ketone 200 parts by weight [Coating liquid for charge generation layer]
Oxotitanium phthalocyanine pigment 2 parts by weight Polyvinyl butyral (UCC: XYHL) 0.2 part by weight Tetrahydrofuran 50 parts by weight [Coating liquid for charge transport layer]
Polycarbonate resin (Z polycarbonate, viscosity average molecular weight; 50,000, manufactured by Teijin Chemicals Ltd.)
12 parts by weight Low molecular charge transport material having the chemical structural formula of FIG. 19 10 parts by weight Tetrahydrofuran 100 parts by weight 1% silicone oil (KF50-100CS Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) Tetrahydrofuran solution 1 part by weight [for filler reinforced charge transport layer (Coating fluid)
Polycarbonate resin (Z polycarbonate, viscosity average molecular weight; 50,000, manufactured by Teijin Chemicals Ltd.) 4 parts by weight Low molecular charge transport material having the chemical structural formula of FIG. 19 3 parts by weight a-alumina (Sumicorundum AA-03, Sumitomo Chemical) 0.7 parts by weight Cyclohexanone 280 parts by weight Tetrahydrofuran 80 parts by weight

図20は、潤滑剤供給装置構成の一例である。回転するファーブラシ602を介し、固形潤滑剤601を像担持体2へ塗布する。ファーブラシ602は固形潤滑剤601と接触して回転し、固形潤滑剤601の一部分を削ぎ取る。削ぎ取られた固形潤滑剤601はファーブラシ602に付着して回転し、像担持体2に塗布される。像担持体に塗布された潤滑剤は、弾性のブレード603によって均一化される。また、このとき、ファーブラシ602はクリーニング用のファーブラシと、ブレード603はクリーニング用ブレードと兼ねることもできる。
固形潤滑剤601としては、例えば、ステアリン酸亜鉛をはじめとした高級脂肪酸金属塩等を用いることができる。ステアリン酸亜鉛は代表的なラメラ結晶紛体であるが、このような物質を潤滑剤として使用することは好適である。ラメラ結晶は両親媒性分子が自己組織化した層状構造を有しており、せん断力が加わると層間に沿って結晶が割れて滑りやすい。この作用が低摩擦係数化に効果があり、せん断力を受けて均一に感光体表面を覆っていくラメラ結晶の特性は、少量の潤滑剤によって効果的に感光体表面を覆うことができる。
このステアリン酸亜鉛の塗布状態としては、その膜厚がおよそ10[nm]であるときに、潤滑性を十分に発揮できることを、発明者は明らかにしている。このとき、ステアリン酸亜鉛の分子鎖長がおよそ5[nm]であることを考えると、最適な塗布条件が、潤滑層膜厚がおよそ10[nm]であることは、像担持体2上に分子が2つ配向しているときにその十分な効果があることを示している。すなわち、本検討結果はステアリン酸亜鉛が2つの分子層間のずれにより十分な潤滑性を発揮することを示している。他の脂肪酸金属塩、例えば、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム等もステアリン酸亜鉛と同様の性質を示し、その分子鎖長もほぼ同じであるため、常に膜厚10[nm]の範囲でステアリン酸亜鉛膜が形成されるようにすることで、十分な潤滑効果を発揮すると考えられる。
FIG. 20 shows an example of the configuration of the lubricant supply device. A solid lubricant 601 is applied to the image carrier 2 through a rotating fur brush 602. The fur brush 602 rotates in contact with the solid lubricant 601 and scrapes a part of the solid lubricant 601. The solid lubricant 601 thus scraped off adheres to the fur brush 602 and rotates and is applied to the image carrier 2. The lubricant applied to the image carrier is made uniform by the elastic blade 603. At this time, the fur brush 602 can also serve as a cleaning fur brush, and the blade 603 can also serve as a cleaning blade.
As the solid lubricant 601, for example, a higher fatty acid metal salt such as zinc stearate can be used. Zinc stearate is a typical lamellar crystal powder, but it is preferred to use such materials as lubricants. A lamellar crystal has a layered structure in which amphiphilic molecules are self-organized, and when a shearing force is applied, the crystal is broken and slips easily along the layer. This action is effective in reducing the coefficient of friction, and the characteristics of the lamellar crystal that uniformly covers the surface of the photoreceptor upon receiving a shearing force can effectively cover the surface of the photoreceptor with a small amount of lubricant.
The inventor has clarified that the zinc stearate can be sufficiently lubricated when the film thickness is about 10 [nm]. At this time, considering that the molecular chain length of zinc stearate is about 5 [nm], the optimum coating condition is that the lubricating layer thickness is about 10 [nm] on the image carrier 2. This shows that the molecule has a sufficient effect when two molecules are oriented. That is, the results of this study indicate that zinc stearate exhibits sufficient lubricity due to the displacement between the two molecular layers. Other fatty acid metal salts such as magnesium stearate, calcium stearate, etc. also exhibit the same properties as zinc stearate and have almost the same molecular chain length, so that zinc stearate is always in the range of 10 nm in thickness. It is considered that a sufficient lubricating effect is exhibited by forming a film.

図21は、使用条件に対して発生する像担持体の膜厚減少量の違いを示したグラフである。像担持体2の膜厚減少は、主に放電によるものと、ブレードの摩擦によるものに分けられるが、図21より、潤滑材としてステアリン酸亜鉛を塗布する場合においては、ブレードの摩擦による像担持体の膜厚減少はほぼ抑えられるのがわかる。すなわち、膜厚減少に関しては放電によるものだけを考慮すればよい。したがって、潤滑材塗布装置を備えた画像形成装置1に使用する像担持体2は、本発明の利用のみで、膜厚減少を考慮した設計をすることができる。   FIG. 21 is a graph showing the difference in the film thickness reduction amount of the image carrier that occurs with respect to use conditions. The decrease in the film thickness of the image carrier 2 is mainly divided into that due to electric discharge and that due to blade friction. From FIG. 21, when zinc stearate is applied as a lubricant, image bearing due to blade friction is carried out. It can be seen that the decrease in body film thickness is almost suppressed. That is, regarding the reduction in film thickness, only the effect due to discharge needs to be considered. Therefore, the image carrier 2 used in the image forming apparatus 1 provided with the lubricant coating device can be designed in consideration of the reduction in film thickness only by using the present invention.

画像形成装置の画像形成部の概略図である。2 is a schematic diagram of an image forming unit of the image forming apparatus. FIG. タンデム型のカラー画像形成装置の概略図である。1 is a schematic view of a tandem type color image forming apparatus. リボルバー型のカラー画像形成装置の概略図である。1 is a schematic view of a revolver type color image forming apparatus. 帯電部材の構成図である。It is a block diagram of a charging member. 像担持体と帯電部材との間にギャップを持たせた例である。This is an example in which a gap is provided between the image carrier and the charging member. 帯電部材の抵抗層の端部に段差を設けた例である。This is an example in which a step is provided at the end of the resistance layer of the charging member. 帯電部材の抵抗層の端部を一部残して溝を形成した例である。This is an example in which a groove is formed while leaving a part of the end portion of the resistance layer of the charging member. 帯電部材の抵抗層の端部を一部残して円弧状に溝を形成した例である。This is an example in which a groove is formed in an arc shape while leaving part of the end portion of the resistance layer of the charging member. 像担持体と帯電部材とのギャップに発生する放電光の強度を測定するための装置の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of an apparatus for measuring the intensity of discharge light generated in a gap between an image carrier and a charging member. プロセスカートリッジ内の像担持体と帯電部材とのギャップに発生する放電光の強度を測定するための装置の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of an apparatus for measuring the intensity of discharge light generated in a gap between an image carrier and a charging member in a process cartridge. 放電光の光のスペクトルを示したグラフである。It is the graph which showed the spectrum of the light of discharge light. 交流電圧のピーク間電圧Vppと、放電光の光強度の関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the peak voltage Vpp of alternating voltage, and the light intensity of discharge light. 放電光の光強度と、像担持体の膜厚減少量の関係を示したグラフである。3 is a graph showing the relationship between the light intensity of discharge light and the amount of film thickness reduction of the image carrier. 導電性支持体上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分とする単層感光層が設けられた像担持体の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an image carrier in which a single-layer photosensitive layer mainly composed of a charge generation material and a charge transport material is provided on a conductive support. 導電性支持体上に、電荷発生物質を主成分とする電荷発生層と、電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層とが、積層された像担持体の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an image carrier in which a charge generation layer mainly composed of a charge generation material and a charge transport layer mainly composed of a charge transport material are laminated on a conductive support. 導電性支持体上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分とする単層感光層が設けられ、さらに単層感光層表面にフィラーを含有したフィラー補強電荷輸送層が設けられた像担持体の断面図である。An image carrier in which a single-layer photosensitive layer mainly composed of a charge generation material and a charge transport material is provided on a conductive support, and a filler-reinforced charge transport layer containing a filler is provided on the surface of the single-layer photosensitive layer. FIG. 導電性支持体上に、電荷発生物質を主成分とする電荷発生層と電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層が積層された構成をとっており、さらに電荷輸送層上にフィラーを含有したフィラー補強電荷輸送層が設けられた像担持体の断面図である。It has a structure in which a charge generation layer mainly composed of a charge generation material and a charge transport layer mainly composed of a charge transport material are laminated on a conductive support, and further contains a filler on the charge transport layer. It is sectional drawing of the image carrier provided with the filler reinforcement | strengthening charge transport layer. アモルファスシリコン感光体層を用いた場合の模式的構成図である。It is a typical block diagram at the time of using an amorphous silicon photoreceptor layer. 低分子電荷輸送物質が持つ化学構造式を示した図である。It is the figure which showed the chemical structural formula which a low molecular charge transport material has. 潤滑剤供給装置構成の一例であるIt is an example of a lubricant supply device configuration 使用条件に対して発生する像担持体の膜厚減少量の違いを示したグラフである。It is the graph which showed the difference in the film thickness reduction amount of the image carrier generate | occur | produced with respect to use conditions.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像形成装置
2 像担持体
3 帯電部材
4 露光部
5 現像部
5C、5M、5Y、5K カラー現像部
6 転写部
7 中間転写部
8 紙転写部
9 除電部
13 クリーニング部
16 電圧印加部
20 プロセスカートリッジ
30 光ファイバ
31 光測定装置
32 固定冶具
201 導電性基体
202 抵抗層
203 保護層
302 スペーサ
303 スプリング
401 導電性支持体
403 単層感光層
405 電荷発生層
407 電荷輸送層
409 フィラー補強電荷輸送層
502 光導電層
503 アモルファスシリコン系表面層
504 アモルファスシリコン系電荷注入阻止層
600 固形潤滑剤
602 ファーブラシ
603 ブレード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 2 Image carrier 3 Charging member 4 Exposure part 5 Development part 5C, 5M, 5Y, 5K Color development part 6 Transfer part 7 Intermediate transfer part 8 Paper transfer part 9 Static elimination part 13 Cleaning part 16 Voltage application part 20 Process Cartridge 30 Optical fiber 31 Optical measuring device 32 Fixing jig 201 Conductive substrate 202 Resistive layer 203 Protective layer 302 Spacer 303 Spring 401 Conductive support 403 Single layer photosensitive layer 405 Charge generation layer 407 Charge transport layer 409 Filler reinforced charge transport layer 502 Photoconductive layer 503 Amorphous silicon-based surface layer 504 Amorphous silicon-based charge injection blocking layer 600 Solid lubricant 602 Far brush 603 Blade

Claims (11)

像担持体は、像担持体に接触又は接近して配置される帯電部材を有し、帯電部材に電圧を印加して帯電部材と像担持体表面との間のギャップに放電を生じさせて像担持体を一様に帯電する帯電装置を備える像担持体において、前記像担持体の膜厚が、前記ギャップに発生する光の光強度の特性により設定されることを特徴とする像担持体。   The image carrier has a charging member disposed in contact with or close to the image carrier, and a voltage is applied to the charging member to generate a discharge in the gap between the charging member and the surface of the image carrier, thereby generating an image. An image carrier comprising a charging device for uniformly charging the carrier, wherein the film thickness of the image carrier is set according to the characteristics of light intensity of light generated in the gap. 前記像担持体は、前記像担持体の膜厚が、前記像担持体と前記帯電部材とのギャップに発生する光強度の特性により、D=D1+D2+dのように設定されることを特徴とする請求項1に記載の像担持体。
ここで、Dは設計膜厚量D[μm]、D1は一様な帯電電位を維持できる像担持体の最低膜厚量D1[μm]、D2は帯電作用以外の要因によって減少する膜厚量D2[μm]である。dは予測される帯電による膜厚減少に備えて設定される予備膜厚量d[μm]であり、下記のように表される。
2.0・h・(1/L)・k・I < d < 2.5・h・(1/L)・k・I
ここで、hはランニング時間でありh[時]、Lは像担持体の周長L[mm]であり、Iは像担持体と帯電部材とのギャップに発生する光の光強度I[任意単位]である。また、kは光強度Iが光検知器や検知器の位置により決定される補正係数であり、下記のように表される。
k = 1/I’
ただし、I’は帯電部材に印加する交流電圧のピーク間電圧Vppが2.2[kV]、周波数が1.35[kHz]であるときに、像担持体と帯電部材とのギャップに発生する光の光強度[任意単位]である。
The film thickness of the image carrier is set to D = D1 + D2 + d according to the characteristic of light intensity generated in the gap between the image carrier and the charging member. Item 2. The image bearing member according to Item 1.
Here, D is the designed film thickness D [μm], D1 is the minimum film thickness D1 [μm] of the image carrier capable of maintaining a uniform charging potential, and D2 is the film thickness that decreases due to factors other than the charging action. D2 [μm]. d is a preliminary film thickness d [μm] set in preparation for the expected film thickness reduction due to electrification, and is expressed as follows.
2.0 · h · (1 / L) · k · I <d <2.5 · h · (1 / L) · k · I
Here, h is the running time, h [hours], L is the circumferential length L [mm] of the image carrier, and I is the light intensity I [arbitrary] generated in the gap between the image carrier and the charging member. Unit]. K is a correction coefficient for determining the light intensity I depending on the photodetector and the position of the detector, and is expressed as follows.
k = 1 / I '
However, I ′ is generated in the gap between the image carrier and the charging member when the peak-to-peak voltage Vpp of the AC voltage applied to the charging member is 2.2 [kV] and the frequency is 1.35 [kHz]. This is the light intensity [arbitrary unit].
前記像担持体は、保護層を形成する為の樹脂として、少なくともポリカーボネート又はポリアリレートを含有していることを特徴とする請求項1又は2に記載の像担持体。   The image carrier according to claim 1, wherein the image carrier contains at least polycarbonate or polyarylate as a resin for forming a protective layer. 前記像担持体は、保護層がフィラーを分散した有機感光体からなることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の像担持体。   4. The image carrier according to claim 1, wherein the image carrier comprises an organic photoreceptor having a protective layer in which a filler is dispersed. 前記像担持体は、保護層が架橋型電荷輸送材料であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の像担持体。   5. The image carrier according to claim 1, wherein the protective layer of the image carrier is a cross-linked charge transport material. 前記像担持体は、保護層にフッ素樹脂粒子が分散されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の像担持体。   6. The image carrier according to claim 1, wherein the image carrier has fluorine resin particles dispersed in a protective layer. 前記帯電装置は、像担持体に接触又は接近して配置される帯電部材を有し、前記帯電装置の内又は外に配置される電圧印加装置によって前記帯電部材に電圧を印加する帯電装置であって、前記電圧印加装置は、直流電圧と交流電圧を同時に前記帯電部材に印加して、交流電圧の振幅電圧の絶対値を放電開始電圧の絶対値の2倍以上に設定することを特徴とする請求項1に記載の帯電装置。   The charging device includes a charging member disposed in contact with or close to the image carrier, and applies a voltage to the charging member by a voltage applying device disposed inside or outside the charging device. The voltage application device applies a DC voltage and an AC voltage simultaneously to the charging member, and sets the absolute value of the amplitude voltage of the AC voltage to be twice or more the absolute value of the discharge start voltage. The charging device according to claim 1. プロセスカ−トリッジは、少なくとも像担持体と帯電装置を一体に支持し、請求項1ないし6のいずれかに記載の像担持体と請求項7に記載の帯電装置を有することを特徴とするプロセスカ−トリッジ。   8. A process cartridge comprising: an image carrier according to claim 1; and a charging device according to claim 7, wherein the process cartridge integrally supports at least the image carrier and the charging device. Cartridge. 画像形成装置は、少なくとも像担持体と帯電装置又は像担持体と帯電装置を一体に支持したプロセスカートリッジを有し、請求項1ないし6のいずれかに記載の像担持体と請求項7に記載の帯電装置を有することを特徴とする画像形成装置。   The image forming apparatus includes at least an image carrier and a charging device or a process cartridge that integrally supports the image carrier and the charging device, and the image carrier according to any one of claims 1 to 6 and claim 7. An image forming apparatus comprising the charging device. 前記画像形成装置は、潤滑剤供給装置を備え、潤滑剤が脂肪酸金属塩であることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 9, wherein the image forming apparatus includes a lubricant supply device, and the lubricant is a fatty acid metal salt. 前記画像形成装置は、前記潤滑剤がステアリン酸亜鉛であることを特徴とする請求項9又は10に記載の画像形成装置。











































11. The image forming apparatus according to claim 9, wherein the lubricant is zinc stearate.











































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