JP2005338149A

JP2005338149A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ

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Publication number: JP2005338149A
Application number: JP2004153181A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yamada; 貴史山田; Taketoshi Hoshizaki; 武敏星崎; Takahiro Suzuki; 貴弘鈴木
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2005-12-08

Abstract

【課題】高画質化、高速化及び長寿命化を高水準でバランスよく達成可能な自己走査型ＬＥＤアレイ方式の画像形成装置を提供すること。
【解決手段】画像形成装置１００は、電子写真感光体１０６と、露光装置１１０と、を備える。画像形成装置１００は、帯電、露光、現像及び転写を含む電子写真プロセスを順次行う。露光装置１１０は、複数のＬＥＤを有するＬＥＤアレイを露光光源として備え、画像データに応じて光ビームを電子写真感光体上に走査させて静電潜像を形成させる自己走査型ＬＥＤアレイ方式を採用する構成を有する。電子写真感光体１０６は、導電性基体２並びに該導電性基体２上に形成された電荷発生層５及び電荷輸送層６を備える感光層３を有し、電子写真プロセスを４００，０００サイクル繰り返したとき、感光層３の平均摩耗率が１，０００サイクル当たり１５ｎｍ以下であり、且つ４００，０００サイクル後の該感光層３の画像形成領域における膜厚の最大値と最小値との差が電子写真プロセスを行う前の電荷輸送層６の平均膜厚の１５％以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。

電子写真方式のプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、印字ヘッドとしてＬＥＤを光源に用いたＬＥＤプリントヘッド（LPH:LED Print Head）が用いられている。

近年、ＬＥＤプリントヘッドとして自己走査型ＬＥＤ（SLED:Self-scanning LED）を適用した画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自己走査型ＬＥＤは、選択的に発光点をオン・オフさせるスイッチ部に相当する部分にサイリスタ構造を適用している。このサイリスタ構造の適用により、自己走査型ＬＥＤは、スイッチ部を発光点と同一のチップ上に配置することが可能な発光光源アレイとなっている。また、この自己走査型ＬＥＤは、スイッチのオン・オフタイミングを二本の信号線によって選択的に発光させることができるため、データ線を共通化することができ、配線を簡素化できる。
特開平２−２６３６６８号公報

しかしながら、自己走査型ＬＥＤアレイを用いて露光を含む電子写真プロセスを高速で行った場合には、電子写真感光体の感光層の摩耗による電位変動、感度変動などが起こりやすくなり、画質の低下や装置寿命の低下を招くことになる。また、画像形成装置を小型化する場合、電子写真感光体の小径化による電子写真プロセスの繰り返し数の増加、さらには接触帯電器の使用による負荷の増大などにより感光層の摩耗が一層促進されてしまう。

なお、電子写真感光体の寿命を向上させる方法としては感光層の厚膜化が考えられるが、かかる方法の適用は自己走査型ＬＥＤアレイを用いた露光装置を備える画像形成装置に対しては実用的でない。具体的には、自己走査型ＬＥＤの場合、１ドット当たりの各発光点の発光時間が１チップ当たりの発光点数分の１以下に制限され、連続的に発光できるＬＥＤと比べてその発光時間が短く発光量が少ない。例えば、１チップに２５６点の発光点を形成し自己走査により順次発光させる場合、連続的に発光できるＬＥＤに比較すると、その発光時間は２５６分の１以下になる。このように、電子写真感光体上での光量が不十分となる場合には、感光層の厚膜化は画質低下の原因となる。

また、ＬＥＤプリントヘッドでは、発光素子間の発光量やプロファイルの差によるハーフトーンでの縦筋の発生を抑制するために、各ＬＥＤの発光量を点灯時間により制御している。しかしながら、上述のように電子写真プロセスの繰り返し数の増加、さらには接触帯電器の使用による負荷の増大などにより感光層の摩耗が促進すると、被転写媒体に縦筋が発生するという問題点も生ずる。

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、高画質化、高速化及び長寿命化を高水準でバランスよく達成可能な自己走査型ＬＥＤアレイ方式の画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、帯電、露光、現像及び転写を含む電子写真プロセスを順次行う画像形成装置であって、電子写真感光体と、複数のＬＥＤを有するＬＥＤアレイを露光光源として備え、画像データに応じて光ビームを電子写真感光体上に走査させて静電潜像を形成させる自己走査型ＬＥＤアレイ方式を採用する構成を有する露光装置と、を備え、電子写真感光体が導電性基体並びに該導電性基体上に形成された電荷発生層及び電荷輸送層を備える感光層を有し、電子写真プロセスを４００，０００サイクル繰り返したとき、感光層の平均摩耗率が１，０００サイクル当たり１５ｎｍ以下であり、且つ４００，０００サイクル後の該感光層の画像形成領域における膜厚の最大値と最小値との差が電子写真プロセスを行う前の電荷輸送層の平均膜厚の１５％以下であることを特徴とする。

本発明の画像形成装置によれば、上記構成を採用することで、電子写真プロセスを行うに際し、感光層の摩耗量及び膜厚ムラを制御することにより電位変動及び感度変動を十分に防止することが可能になる。したがって、本発明により可変光量が小さく制御幅が小さいという自己走査型ＬＥＤアレイの特性が補完され、高画質化、高速化及び長寿命化を高水準でバランスよく達成可能な自己走査型ＬＥＤアレイ方式の画像形成装置が実現される。

なお、自己走査型ＬＥＤアレイの場合は、自己走査型ＬＥＤアレイを露光光源として用いると、個々のＬＥＤにおいて均一な光量が得難い。このため、従来の画像形成装置においては、電子写真プロセスにおける感光層の摩耗量を予め想定し、個々のＬＥＤの光量を均一にするための電気的な補正処理が行われる。しかしながら、感光層が予め想定された速度で均一に摩耗することなく、異常な速さで摩耗したり摩耗にムラが生じたりすると、ＬＥＤの光量の電気的な補正処理にズレが生じ、電位変動、感度変動などにより画質が不十分になる。この場合、単に電子写真感光体の感光層を硬くしたり感光層の摩耗量を減らすだけでは、十分な画質が得られない。これに対し、本発明の画像形成装置においては、感光体の摩耗量及び膜厚ムラを制御することで、ＬＥＤの光量の電気的な補正処理にズレが生ずることを防止できる。

本発明の画像形成装置においては、転写後の電子写真感光体に付着した残留トナーを除去するクリーニング装置と、電子写真感光体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置と、を更に備えることが好ましい。

このようにクリーニング装置及び潤滑剤供給装置を更に備えることで、潤滑剤による感光層の摩耗の抑制が可能になり、上述した感光層の摩耗量及び膜厚ムラの制御と相俟って、画像形成装置の高画質化、高速化及び長寿命化をより高水準で実現することができる。

また、本発明の画像形成装置は、帯電、露光、現像、転写及びクリーニングを含む電子写真プロセスを順次行う画像形成装置であって、電子写真感光体と、複数のＬＥＤを有するＬＥＤアレイを露光光源として備え、画像データに応じて光ビームを電子写真感光体上に走査させて静電潜像を形成させる自己走査型ＬＥＤアレイ方式を採用する構成を有する露光装置と、転写後の電子写真感光体に付着した残留トナーを除去するクリーニング装置と、電子写真感光体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置と、を備えることを特徴としてもよい。

本発明の画像形成装置によれば、上記構成を採用することで、電子写真プロセスを行うに際し、供給される潤滑剤により電子写真感光体の表面の潤滑性が高められると共にクリーニング装置により当該表面が十分に清浄化されるので、感光層の摩耗を抑制して電位変動及び感度変動を十分に防止することができる。したがって、本発明により、可変光量が小さく制御幅が狭いという自己走査型ＬＥＤアレイの特性が補完され、高画質化、高速化及び長寿命化を高水準でバランスよく達成可能な自己走査型ＬＥＤアレイ方式の画像形成装置が実現される。

また、本発明の画像形成装置においては、電子写真感光体が第１軸を中心として回転自在に設けられた略円筒形状のものであり、潤滑剤供給装置が電子写真感光体の外周面の移動方向を基準としてクリーニング装置よりも上流側に配置されていることが好ましい。

これにより、電子写真感光体に対するクリーニング装置の接触抵抗を低減しつつ電子写真感光体の表面を清浄化することができるため、感光層の摩耗による電位変動及び感度変動をより確実に防止することができる。

さらに、本発明の画像形成装置においては、潤滑剤供給装置が第１軸に平行な第２軸を中心として回転自在に設けられておりブラシ先端が電子写真感光体の外周面に接触する回転ブラシと、第２軸に平行な第３軸を支点として揺動自在に設けられており固形潤滑剤を支持する支持部材と、を有し、第３軸の回りに支持部材から回転ブラシに向かうモーメントを発生させ、該モーメントにより固形潤滑剤を回転ブラシに接触させ、回転ブラシに付着した潤滑剤を電子写真感光体に供給するものであることが好ましい。

かかる潤滑剤供給装置においては、回転ブラシを固体潤滑剤に接触させて回転させることにより、回転ブラシに付着した潤滑剤が電子写真感光体に塗布される。ここで、第３軸の回りに支持部材から回転ブラシに向かうモーメントを発生させて回転ブラシと固形潤滑剤とを接触させることにより、回転ブラシと固形潤滑剤とは所定の接触圧で接触し、また、回転ブラシの回転による固形潤滑剤の跳ね上がり等の不規則な挙動は防止される。また、固形潤滑剤を支持する支持部材は第３軸を支点として揺動自在に設けられており、その第３軸の周方向以外の動作は制限されるため、固形潤滑剤の回転ブラシに対するニップ量（食い込み量）は第３軸方向に沿って実質的に一定に保たれる。従って、かかる潤滑剤供給装置を用いることで、潤滑剤の回転ブラシへの付着量及び電子写真感光体表面への供給量を均一に保ちつつ、潤滑剤の供給を長期にわたって安定的に行うことが可能となる。

またさらに、潤滑剤が脂肪酸金属塩及びポリテトラフルオロエチレンから選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。かかる潤滑剤の使用により、感光層の摩耗による電位変動及び感度変動をより確実に防止することができる。

さらにまた、被転写媒体としてＡ４サイズの用紙を用いたときの潤滑剤の消費量が用紙１枚当たり２〜１５μｇであることが好ましい。潤滑剤の消費量を２〜１５μｇとすることで、高画質を長期にわたって維持することが可能となる。

また、ＬＥＤアレイは、２次元的に配列した複数の発光点を有することが好ましい。これにより、高画質化（高解像度化）及び高速化を一層高水準で達成することができる。

さらに、電子写真感光体表面の線速度は、１００ｍｍ／秒以上であることが好ましい。これにより、電子写真感光体の単位面積あたりの露光量が減少したとしても、高速度化を実現することができる。

またさらに、電子写真感光体の回転方向における画像解像度が１２００ｄｐｉ（ドット／インチ）以上であることが好ましい。これにより、ＬＥＤの有効な発光時間が減少し電子写真感光体の単位面積当たりの露光量が少なくなったとしても、高画質化（高解像度化）を達成することができる。

本発明はさらに、電子写真感光体と、複数のＬＥＤを有するＬＥＤアレイを露光光源として備え、画像データに応じて光ビームを電子写真感光体上に走査させて静電潜像を形成させる自己走査型ＬＥＤアレイ方式を採用する構成を有する露光装置と、を備え、電子写真感光体が導電性基体並びに該導電性基体上に形成された電荷発生層及び電荷輸送層を備える感光層を有し、電子写真プロセスを４００，０００サイクル繰り返したとき、感光層の平均摩耗率が１，０００サイクル当たり１５ｎｍ以下であり、且つ４００，０００サイクル後の該感光層の画像形成領域における膜厚の最大値と最小値との差が電子写真プロセスを行う前の電荷輸送層の平均膜厚の１５％以下であることを特徴とするプロセスカートリッジ、並びに、導電性基体並びに該導電性基体上に形成された感光層を備える電子写真感光体と、複数のＬＥＤを有するＬＥＤアレイを露光光源として備え、画像データに応じて光ビームを電子写真感光体上に走査させて静電潜像を形成させる自己走査型ＬＥＤアレイ方式を採用する構成を有する露光装置と、転写後の電子写真感光体に付着した残留トナーを除去するクリーニング装置と、電子写真感光体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置と、を備えることを特徴とするプロセスカートリッジを提供する。

本発明のプロセスカートリッジによれば、上記構成を採用することで、プロセスカートリッジ自体で本発明の画像形成装置と同様の感光層の摩耗の制御を容易に行うことができる。したがって、電子写真感光体の電位変動及び感度変動が十分に防止されるので、高画質化、高速化及び長寿命化を高水準でバランスよく達成可能な自己走査型ＬＥＤアレイ方式のプロセスカートリッジが実現される。

本発明によれば、高画質化、高速化及び長寿命化を高水準でバランスよく達成可能な自己走査型ＬＥＤアレイ方式の画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することができる。

以下、場合により図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付することとし、重複する説明は省略する。

［画像形成装置の第１実施形態］
図１は本発明の画像形成装置の好適な一実施形態を示す概略構成図である。
画像形成装置１００は、ケーシング１０２で覆われており、その上面は排出トレイ部１０４を兼用している。ケーシング１０２内には、その中央部に電子写真感光体１０６が配設されている。この電子写真感光体１０６の周囲には、直上部やや右寄りから反時計回りに、電子写真感光体１０６の表面を一様に帯電するための帯電装置１０８、露光光源として自己走査型ＬＥＤ（以下、「ＳＬＥＤ」という）を備える露光装置１１０、現像装置１１６、中間転写ベルト１２２及びクリーニング装置１２４が配設されている。なお、図１には詳細を示していないが、クリーニング装置１２４は潤滑剤供給装置と一体化したものである。クリーニング装置１２４及び潤滑剤供給装置の詳細については、図１３を参照して後述する。

電子写真感光体１０６は、導電性基体及び該導電性基体に形成された電荷発生層及び電荷輸送層を備える感光層を有する。なお、電子写真感光体１０６の詳細については後述する。

現像装置１１６は、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）の各色のトナータンク１１２を装備し、回転することで、順次各色のトナーロール１１４を電子写真感光体１０６と対応させることが可能なロータリ現像装置である。

また、中間転写ベルト１２２は、複数のローラ１２０に巻き掛けられて図１の矢印Ａ方向に駆動するものであり、一次（中間）転写体として機能する。現像装置１１６により電子写真感光体１０６の外周面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト１２２に転写されると、潤滑剤供給装置により電子写真感光体１０６の外周面に潤滑剤が供給され、当該外周面のうち転写されたトナー像を担持していた領域がクリーニング装置１２４により清浄化される。

中間転写ベルト１２２の下端部は、画像形成用紙（以下、単に「用紙」という）１２６の搬送経路の一部となっており、この下端部において、用紙１２６は、中間転写ベルト１２２とローラ１１８との間に挟持搬送されるようになっている。

用紙１２６の搬送経路には、複数のローラ１１８が配設され、給紙トレイ１２８に積み重ねられた最上層の用紙１２６が枚葉装置１３０によって取り出され、上記中間転写体１２４の下端部で接触しながら搬送され、定着部１３２を介して上記排出トレイ部１０４へ送り出されるようになっている。

なお、中間転写ベルト１２２の搬送路の一部に対向する位置には、濃度センサ１３４が設けられ、例えばテスト用パッチ（色、濃度の見本）の濃度を検出するようになっている。

次に、露光装置１１０について詳述する。露光装置１１０は、ＳＬＥＤを用いた光源アレイからなる。図２は、光源アレイの外観を示す斜視図である。光源アレイ１４０は、電子写真感光体１０６の軸線方向に沿って複数のチップ状のＬＥＤ１５０が配列されたＬＥＤアレイ（発光素子アレイ）１５２をさらに複数個直列に配列することで構成されている。なお、ＬＥＤ１５０の発光点は、２次元的（例えば、千鳥状）に配列していることが好ましい。この光源アレイ１４０は、同一のケーシング１５４内に治められた駆動回路１５６（図３参照）によって点灯制御され、画像データに応じて光ビームを走査する。

図３には、光源アレイ１４０の駆動回路１５６の詳細が示されている。駆動回路１５６は、基本的には図１０に示す単体の駆動回路の組み合わせである。ここでは、サイリスタ１０等の詳細についての説明は省略する。

ＳＬＥＤを点灯させるトリガとしては、電圧ＶＳが抵抗１５８を介して点Ｐ１（点Ｐに続く数字は、複数配列されたＬＥＤの順番を示す）に印加されるようになっている。この点Ｐ１を含め全ての段の点Ｐ（１〜Ｎ（Ｎは正の整数））は、それぞれ抵抗１６０を介して、ベース線１６１に接続されている。ベース線１６１は、初段で所定の電圧を維持し、各段に行くに従い、所定電位（Ｖｆ）ずつ低下する電位（Φｇａ）とされるようになっている。

また、点Ｐ（１〜Ｎ）は、ＬＥＤ１５０のアノード側に接続されている。なお、ＬＥＤ１５０のカソード側は後述する階調信号線１６３に接続されている。

ここでΦｇａの駆動回路は、図４に示されるように、上記濃度センサ１３４からの検出信号に基づいて、ＡＰＣ（オートパワーコントロール）１６２によるに光量指示値を受けて定電流駆動されるようになっている（定電流駆動回路）。すなわち、光量指示値は、ＤＡコンバータ１６４でアナログ値に変換され、抵抗１６６を介して第１のコンパレータ１６８のマイナス側入力端に接続されている。この第１のコンパレータ１６８のプラス側入力端はアース（ＧＮＤ）されている。また、第１のコンパレータ１６８の出力端とマイナス側入力端とは抵抗１７０を介して接続されている。これにより、第１のコンパレータ１６８の出力は、光量指示値によって変化し、所定の電圧となる。

ここで、この出力電圧を第２のコンパレータ１７２のプラス側入力端に接続し、マイナス側入力端を抵抗１７４を介して基準の電圧源ＶＳＳと接続し、さらに、第２のコンパレータ１７２の出力端をＭＯＳ型トランジスタ１７６へ接続することで、このＭＯＳ型トランジスタ１７６には、一定の電流が流れることになる。

なお、図４では、Φｇａの駆動回路を、定電流駆動回路１７８としたが、図５に示されるような定電圧駆動回路１８０でもよい。回路構成は図４の第１のコンパレータ１６８の出力を用いればよいため、同一の符号を付して構成の説明を省略する。

図３に示されるように、奇数段のトランジスタＱ２のエミッタは第１の制御線（Ｖ１）１８２に接続され、偶数段のトランジスタＱ２のエミッタは第２の制御線（Ｖ２）１８４に接続されている。また、各段の点Ｐ（１〜Ｎ）は、ＬＥＤ１５０の一端に接続され、このＬＥＤ１５０の他端は各段の階調信号となるパルス波を出力する階調信号線１６３に接続されている。この階調信号線１６３がローレベル（Ｌ）のときに、上記点Ｐ（１〜Ｎ）が所定の電位となっていれば、ＬＥＤは点灯する。

図６には、階調信号線１６３に送られるパルス波形の生成回路２００が示されている。画像処理部２０２から出力される階調信号（１２ビット）は、積算器２０４に入力される。画像処理部２０２は、例えば、記録媒体や通信回線等から送られてきた様々な形式の画像を本実施の形態の画像形成装置１００に対応する形式に変換処理する。この積算器２０４には、補正データ保持部２０６に保持された補正データ（４ビット）も入力されており、各ＬＥＤ１５０の発光点むら等が補正される。

積算器で補正データが加味された補正階調信号はＤＡコンバータ２０８によってアナログ信号に変換され（濃度信号）、コンパレータ２１０のプラスが入力端へ入力される。

一方、タイミング生成部２１２から出力される制御信号線Ｖ１（Φ１）、Ｖ２（Φ２）には、それぞれ分岐線１８２Ａ、１８４Ａが接続され、これらの分岐線１８２Ａ、１８４ＡはＯＲ回路１８６へ入力する。このため、ＯＲ回路１８６の出力は、Ｖ１及びＶ２の何れか一方がアクティブのとき（ここで、ローレベル）出力がアクティブとなる。このアクティブとなった時期に同期して三角波発生回路１８８では、三角波が生成され、コンパレータ２１０のマイナス側入力端に入力されるようになっている。

この動作が図７のタイムチャートに示されている。すなわち、Ｖ１（Φ１）、Ｖ２（Φ２）のＯＲをとった信号に応じて三角波が形成される。このとき、各三角波間には、スペースａが生じ、これが、奇数ＬＥＤ及び偶数ＬＥＤの点灯タイミングにおいて、それぞれ順次１個ずつ点灯させるためのインタバルとなる。

この三角波に濃度信号を重ね合わせ、三角波における濃度信号より高いレベルの範囲が実際の点灯時間となり、階調信号線１６３に送るパルス波形を生成することができる。

また、図８は図３のＬＥＤ駆動回路の動作タイミングチャートであり、図９は図３のＬＥＤ駆動回路のＬＥＤ発光状態を示す特性図である。ここでは、その詳細については省略する。

なお、画像形成装置１００は、電子写真感光体１０６上のトナー像を用紙１２６に直接転写するものであってもよく、電子写真感光体１０６上のトナー像を中間転写体に転写した後、さらに被転写媒体に転写する中間転写方式のものであってもよい。なお、中間転写体としては、図１に示した画像形成装置１００では中間転写体としてベルト形状の中間転写ベルト１２２を用いているが、ドラム形状等の中間転写体を用いてもよい。

次に、電子写真感光体１０６について詳述する。図１１は、電子写真感光体の一例を示す模式断面図である。電子写真感光体１０６は、導電性支持体２上に下引層４、電荷発生層５、電荷輸送層６、保護層７が順次積層された機能分離型の感光層３を有するものである。

導電性基体２の材質としては、アルミニウム、ニッケル、クロム、ステンレス鋼等の金属類；プラスチック等の基体上にアルミニウム、チタニウム、ニッケル、クロム、ステンレス、金、バナジウム、酸化錫、酸化インジウム、ＩＴＯ等の薄膜を設けたもの；導電性付与剤を塗布または含浸させた紙、プラスチックフィルム等、が挙げられる。なお、図１中の電子写真感光体１０６の形状はドラム状であるが、シート状、プレート状等の形状を有するものであってもよい。

導電性基体２として金属パイプ基材を用いる場合、基材の表面は素管のままであってもよく、予め鏡面切削、エッチング、陽極酸化、粗切削、センタレス研削、サンドブラスト、ウエットホーニング、着色処理などの処理が行われてもよい。基材表面を粗面化することにより可干渉光源を用いた場合に発生し得る電子写真感光体１０６内での干渉光による木目状の濃度斑を防止することができる。

下引層４は、感光層３の帯電の際に、導電性基体２から感光層３への電荷の注入を阻止すると共に、感光層３を導電性基体２に対して一体的に接着保持せしめる接着層としての作用、あるいは場合により導電性基体２の光の反射防止作用等を有するものである。

下引層４の材料としては、ポリビニルブチラールなどのアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、カゼイン、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂等の高分子樹脂化合物が挙げられる。また、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニウムアルコキシド化合物、有機チタニウム化合物、シランカップリング剤等を用いてもよい。また、電荷輸送性基を有する電荷輸送性樹脂やポリアニリン等の導電性樹脂などを用いることができる。これらの化合物は単独で又は２種以上の混合物若しくは重縮合物として用いることができる。これらの中でも、上層の塗布溶剤に不溶な樹脂が好ましく用いられ、特にフェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などが好ましく用いられる。さらに、ジルコニウムキレート化合物、シランカップリング剤は残留電位が低く環境による電位変化が少なく、また繰り返し使用による電位の変化が少ないなど性能上優れている。

シランカップリング剤としては、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピル−トリス（６−メトキシエトキシ）シラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ビス（β−ヒドロキシエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−クロルプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。これらの中でも、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシシラン）、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤が好ましい。

ジルコニウムキレート化合物としては、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセト酢酸エチル、ジルコニウムトリエタノールアミン、アセチルアセトネートジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムオキサレート、ジルコニウムラクテート、ジルコニウムホスホネート、オクタン酸ジルコニウム、ナフテン酸ジルコニウム、ラウリン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、イソステアリン酸ジルコニウム、メタクリレートジルコニウムブトキシド、ステアレートジルコニウムブトキシド、イソステアレートジルコニウムブトキシドなどが挙げられる。

チタニウムキレート化合物としては、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ（２−エチルヘキシル）チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレートなどが挙げられる。

アルミニウムキレート化合物としては、アルミニウムイソプロピレート、モノブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムブチレート、ジエチルアセトアセテート、アルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)などが挙げられる。

下引層４中には、感光体特性向上のために、導電性物質を含有させることができる。かかる導電性物質としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫等の金属酸化物等があげられるが、所望の感光体特性が得られるのであれば、公知のいかなるものでも使用することができる。

また、下引層４に用いられる金属酸化物には表面処理を施すことができる。表面処理を施すことで、抵抗値の制御、分散性制御、感光体特性向上を図ることができる。表面処理剤としては、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニウムアルコキシド化合物、有機チタニウム化合物、シランカップリング剤等の公知の材料を用いることができる。これらの化合物は単独で又は２種以上の化合物の混合物若しくは重縮合物として用いることができる。中でもシランカップリング剤は、残留電位が低く環境による電位変化が少なく、また繰り返し使用による電位の変化が少ない、画質特性に優れるなど性能上優れている。なお、シランカップリング剤、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物としては、前述した例と同じ物質が挙げられる。

表面処理方法は公知の方法であればいかなる方法でも使用可能であるが、乾式法あるいは湿式法を用いることができる。乾式法にて表面処理を施す場合には金属酸化物微粒子をせん断力の大きなミキサ等で攪拌しながら、直接あるいは有機溶媒に溶解させたシランカップリング剤を滴下、乾燥空気や窒素ガスとともに噴霧させることによって均一に処理される。添加あるいは噴霧する際には溶剤の沸点以下の温度で行われることが好ましい。溶剤の沸点以上の温度で噴霧すると、均一に攪拌される前に溶剤が蒸発し、シランカップリング剤が局部的にかたまってしまい均一な処理ができにくい欠点があり、好ましくない。添加あるいは噴霧した後、さらに１００℃以上で焼き付けを行うことができる。焼き付けは所望の電子写真特性が得られる温度、時間であれば任意の範囲で実施できる。湿式法としては、金属酸化物微粒子を溶剤中に攪拌、超音波、サンドミルやアトライター、ボールミルなどを用いて分散し、シランカップリング剤溶液を添加し攪拌あるいは分散した後、溶剤除去することで均一に処理される。溶剤除去方法は蒸留により留去される。ろ過による除去方法では未反応のシランカップリング剤が流出しやすく、所望の特性を得るためのシランカップリング剤量をコントロールし難い欠点があり、好ましくない。溶剤除去後にはさらに１００℃以上で焼き付けを行うことができる。焼き付けは所望の電子写真特性が得られる温度、時間であれば任意の範囲で実施できる。湿式法においては金属酸化物微粒子含有水分除去法として表面処理に用いる溶剤中で攪拌加熱しながら除去する方法、溶剤と共沸させて除去する方法を用いることもできる。

下引層４中の金属酸化物微粒子に対するシランカップリング剤の量は、所望の電子写真特性が得られる量であればいかなる量でも用いることができる。

下引層４中に用いられる金像酸化物微粒子と樹脂との割合は、所望の電子写真特性が得られる割合であれば任意に設定できる。

下引層４中には光散乱性の向上などの目的により、各種の有機もしくは無機微粉末を混合することができる。とくに、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、鉛白、リトポン等の白色顔料やアルミナ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の体質顔料としての無機顔料やＰＴＦＥ樹脂粒子、ベンゾグアナミン樹脂粒子、スチレン樹脂粒子などが有効である。添加微粉末の粒径は０．０１〜２μｍのものが用いられる。微粉末は必要に応じて添加されるが、添加される場合には下引層４の固形分に対して、重量比で、好ましくは１０〜８０質量％、より好ましくは３０〜７０質量％添加される。

また、下引層形成用塗布液には電気特性向上、環境安定性向上、画質向上のために種々の添加物を用いることができる。添加物としては、クロラニル、ブロモアニル、アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、２，４，７−トリニトロフルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン等のフルオレノン化合物、２−（４−ビフェニル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾールや２，５−ビス（４−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（４−ジエチルアミノフェニル）−１，３，４オキサジアゾールなどのオキサジアゾール系化合物、キサントン系化合物、チオフェン化合物、３，３’，５，５’テトラ−ｔ−ブチルジフェノキノン等のジフェノキノン化合物などの電子輸送性物質、多環縮合系、アゾ系等の電子輸送性顔料等を含有させることも有効である。

下引層塗布液の形成において、前述したような導電性物質や光散乱物質などの微粉末を混入させる場合には樹脂成分を溶解した溶液中に微粉末添加して分散処理が行われる。微粉末を樹脂中に分散させる方法としては、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、コロイドミル、ペイントシェーカーなどの方法を用いることができる。さらにこの下引層４を設けるときに用いる塗布方法としては、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。

下引層４の膜厚は、好ましくは０．０１〜５０μｍ、より好ましくは０．０５〜３０μｍである。

次に、電荷発生層５について説明する。電荷発生層５は、電荷発生材料及び結着樹脂を含んで構成される。結着樹脂としては、広範な絶縁性樹脂から選択することができる、また、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン、ポリシランなどの有機光導電性ポリマーから選択することもできる。好ましい結着樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂（ビスフェノールＡとフタル酸の重縮合体等）、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂等の絶縁性樹脂を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらの結着樹脂は、単独あるいは２種以上混合して用いることができる。

電荷発生材料としては特に制限されないが、金属及び無金属フタロシアニン顔料が好ましく、中でも特定の結晶を有するヒドロキシガリウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ジクロロスズフタロシアニン、チタニルフタロシアニンが特に好ましい。

電荷発生材料と結着樹脂の配合比は（質量比）は１０：１〜１：１０の範囲が好ましい。またこれらを分散させる方法としてはボールミル分散法、アトライター分散法、サンドミル分散法等の通常の方法を用いることができるが、この際、分散によって該の結晶型が変化しない条件が必要とされる。なお、本実施形態においては、上記分散法のいずれについても分散前と結晶型が変化していないことを確認している。さらにこの分散の際、粒子を０．５μｍ以下、好ましくは０．３μｍ以下、さらに好ましくは０．１５μｍ以下の粒子サイズにすると有効である。また、これらの分散に用いる溶剤としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸ｎ−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロルベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤を単独で又は２種以上混合して用いることができる。また、本実施形態における電荷発生層５の膜厚は、一般的に０．１〜５μｍ、好ましくは０．２〜２．０μｍである。また、電荷発生層５を設けるときに用いる塗布方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。さらに、顔料の分散安定性や、光感度を増す目的、あるいは、電気特性を安定化させる目的でシランカップリング剤を用いて顔料を表面処理したものを用いてもよいし、顔料の分散溶液に加えてもよい。

次に、電荷輸送層６について説明する。電荷輸送層６は、電荷輸送材料と結着樹脂を含有して形成されるか、あるいは高分子電荷輸送材を含有して形成される。

電荷輸送材料としては、ｐ−ベンゾキノン、クロラニル、ブロマニル、アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、２，４，７−トリニトロフルオレノン等のフルオレノン化合物、キサントン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノビニル系化合物、エチレン系化合物等の電子輸送性化合物、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、アリールアルカン系化合物、アリール置換エチレン系化合物、スチルベン系化合物、アントラセン系化合物、ヒドラゾン系化合物などの正孔輸送性化合物が挙げられる。これらの電荷輸送材料は、単独で又は２種以上混合して用いることができるが、これらに限定されるものではない。

電荷輸送層６の形成に用いる結着樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコーン樹脂、シリコン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アルキッド樹脂や、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリシラン、特開平８−１７６２９３号公報や特開平８−２０８８２０号公報に示されているポリエステル系高分子電荷輸送材など高分子電荷輸送材を用いることもできる。本実施形態にかかる電荷輸送層６の膜厚は、一般的に５〜５０μｍ、好ましくは１５〜２２μｍである。塗布方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。さらに電荷輸送層を設けるときに用いる溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロルベンゼン等の芳香族炭化水素類、アセトン、２−ブタノン等のケトン類、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロンゲン化脂肪族炭化水素類、テトラヒドロフラン、エチルエーテル等の環状もしくは直鎖状のエーテル類等通常の有機溶剤を単独で又は２種以上混合して用いることができる。通常は、これらの材料を混合して塗布液を熱風乾燥し、電荷輸送層６を形成する。

画像形成装置１００中で発生するオゾンや酸化性ガス、或いは光・熱による感光体１０６の劣化を防止する目的で、感光層中に酸化防止剤・光安定剤・熱安定剤などの添加剤を添加することができる。例えば、酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマン、スピロインダノンおよびそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機リン化合物等があげられる。光安定剤の例としては、ベンゾフェノン、ベンゾアゾール、ジチオカルバメート、テトラメチルピペン等の誘導体が挙げられる。

次に保護層７について説明する。保護層７は、帯電時の電荷輸送層６等の化学的変化を防止したり、感光層３の機械的強度をさらに改善したりする機能を有するもので、例えば導電性材料を適当な結着樹脂中に含有させて構成される。

保護層７の形成に用いる導電性材料としては、Ｎ，Ｎ'−ジメチルフェロセン等のメタロセン化合物、Ｎ，Ｎ'−ジフェニル−Ｎ，Ｎ'−ビス（３−メチルフェニル）−［１，１'−ビフェニル］−４，４'−ジアミン等の芳香族アミン化合物、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化アンチモン、酸化錫、酸化チタン、酸化インジウム、酸化錫とアンチモンあるいは酸化アンチモンとの固溶体の担体またはこれらの混合物、あるいは単一粒子中にこれらの金属酸化物を混合したもの、あるいは被覆したものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

保護層１２５の形成に用いる結着樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルケトン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等が挙げられ、これらは必要に応じて架橋して使用することもできる。さらに電荷輸送性を有し、架橋構造を有するシロキサン系樹脂を保護層として使用することもできる。電荷輸送性化合物を含むシロキサン樹脂硬化膜の場合、電荷輸送性化合物として公知の材料であればいかなるものでも使用可能であるが、例えば特開平１０−９５７８７号公報、特開平１０−２５１２７７号公報、特開平１１−３２７１６号公報、特開平１１−３８６５６号公報、特開平１１−２３６３９１号公報に示された化合物等が挙げられるがこれに限定されるものではない。

本実施形態にかかる電子写真感光体１０６は、電子写真プロセスを４００，０００サイクル繰り返したとき、感光層３の平均摩耗率が１，０００サイクル当たり１５ｎｍ以下、好ましくは１２ｎｍ以下、より好ましくは９ｎｍ以下である。さらに、該感光層３の画像形成領域における膜厚の最大値と最小値との差が、電子写真プロセスを行う前の電荷輸送層６の平均膜厚の１５％以下、好ましくは１２％以下、より好ましくは９％以下である。これにより、高画質化、高速化及び長寿命化をより高水準で達成することができる。

また、電子写真感光体１０６表面の線速度は、高速化の観点から、好ましくは１００ｍｍ／秒以上、より好ましくは１２０ｍｍ／秒以上、更に好ましくは１５０ｍｍ／秒以上である。さらに、電子写真感光体１０６の回転方向における画像解像度は、高解像度化及び高画質化の観点から、好ましくは１２００ｄｐｉ以上、より好ましくは１８００ｄｐｉ以上、更に好ましくは２４００ｄｐｉ以上である。

また、本実施形態にかかる画像形成装置１００においては、必要に応じて潤滑油供給装置及びクリーニング装置１２４を備えることができる。潤滑油供給装置及びクリーニング装置１２４を備えることで、電子写真感光体１０６の摩耗を抑制することができる。加えて、感光層３の構成材料の種類、後述する潤滑剤供給装置からの潤滑剤の供給量、クリーニング装置１２４と電子写真感光体１０６との接触圧力などを選定することにより、電子写真感光体１０６の機械的又は化学的強度を更に高めることができる。

次に、潤滑油供給装置について詳述する。図１２は潤滑剤供給装置の要部を示す分解斜視図である。図示の通り、潤滑剤供給装置２００は、回転ブラシ２１２、支持部材２１６、ネジリバネコイル２１７及び２個の軸受部材２１８を有する。

回転ブラシ２１２は、電子写真感光体１０６の回転軸（第１軸）に平行な軸部２１２ａ（第２軸）を中心として回転自在に設けられており、そのブラシ先端が電子写真感光体１０６の外周面に接触するように配置されている。回転ブラシ２１２は、軸部２１２ａの両端を軸受部材２１８の軸孔２１８ａに通すことにより回転自在に支持されている。回転ブラシ２１２の回転方向は、電子写真感光体１０６との接触位置において同一方向であることが好ましい。また、回転ブラシ２１２の回転速度は、電子写真感光体１０６との接触位置において、回転ブラシ２１２先端の移動速度が電子写真感光体１０６の外周面の移動速度よりも大きくなるように設定することが好ましい。

支持部材２１６は、板状の支持部２１６ａと、支持部２１６ａの後部側（感光体１０６と反対側）の端部に設けられた軸部２１６ｂとで構成される。固形潤滑剤２１４は支持部２１６ａの回転ブラシ２１２側の面に取り付けられる。固形潤滑剤２１４としては、脂肪酸金属塩及びポリテトラフルオロエチレンが好ましく使用される。また、軸部２１６ｂはその両端部が軸受部材２１８の軸孔２１８ｂに通されることで軸部２ａに平行な第３軸として機能し、支持部材２１６は軸部２１６ｂを支点として揺動自在に支持される。

軸部２１６ｂの回りには、支持部２１６ａの自重および固形潤滑剤２１４の重力により、軸部２１６ｂの回りに支持部材２１６から回転ブラシ２１２に向かうモーメントが発生する。かかるモーメントにより固形潤滑剤２１４は回転ブラシ２１２に所定の圧力で接触する。この圧力の強さは、支持部２１６ａの重量および固形潤滑剤２１４の重量が大きい程大きくなるので、これらの値を適宜設定することにより固形潤滑剤２１４の回転ブラシ２１２に対する接触圧力を設定できる。また、支持部２１６ａの固形潤滑剤２１４と反対側の面上に錘を取り付けてモーメントを大きくすることもできる。

また、ネジリバネコイル２１７は、固形潤滑剤２１４の回転ブラシ２１２に対する接触圧力をより大きくするためのもので、支持部２１６ａの固形潤滑剤２１４と反対側の面に当接配置されている。なお、支持部２１６ａの自重および固形潤滑剤２１４の重力により十分なモーメントを発生させることができる場合には、ネジリバネコイル２１７を用いなくともよい。

上記構成を有する潤滑剤供給装置２００においては、回転ブラシ２１２を固体潤滑剤２１４に接触させて回転させることにより、回転ブラシ２１２に付着した潤滑剤が電子写真感光体１０６に塗布される。固形潤滑剤２１４の消費量は、電子写真感光体１０６の外周面に十分な潤滑性が付与される限りにおいて特に制限されないが、例えば、被転写媒体としてＡ４サイズの用紙を用いる場合、固形潤滑剤２１４の消費量は当該用紙１枚当たり２〜１５μｇ（単位面積当たり７．６〜５７ｎｇ／ｃｍ^２）であることが好ましい。

また、潤滑剤供給装置２００による潤滑剤の供給の際、支持部材２１６は軸部２１６ｂの周方向以外の動きが規制されているので、固形潤滑剤２１４の回転ブラシ２１２に対するニップ量（食い込み量）は軸部２１６ｂに沿った方向において実質的に一定となる。そのため、固形潤滑剤２１４の消費量、すなわち回転ブラシ２１２に付着する固形潤滑剤２１４の量が軸方向で均一となり、さらには電子写真感光体１０６の外周面に塗布される潤滑剤の量も均一となる。従って、電子写真感光体１０６の外周面に高水準の潤滑性を長期にわたって安定的に付与することができ、電子写真感光体１０６（感光層）の摩耗による電位変動や感度変動を十分に防止することができる。また、かかる潤滑性により、後段のクリーニングブレードの摩耗や欠けが生じにくくなるため、クリーニング性を長期にわたって高水準に維持することができる。

また、固形潤滑剤２１４を支持する支持部材２１６は、軸部２１６ｂの回りにモーメントを生じさせるので、固形潤滑剤２１４をモーメントにより回転ブラシ２１２に所定の接触圧で接触させることができ、これにより、回転ブラシ２１２の回転による固形潤滑剤２１４の跳ね上がり等のランダムな動きを抑制することができるため、一定のニップ量で長期にわたり安定した固形潤滑剤２１４の供給ができる。したがって、固形潤滑剤２１４の供給量を増加させる場合であっても、当該潤滑剤の安定供給が有効に実施可能となる。

なお、回転ブラシ２１２に付着したトナーはフリッカ（図示せず）で払われ、トナー搬送オーガ（図示せず）により回収される。

次に、クリーニング装置１２４について詳述する。図１３は、クリーニング装置の一例を示す概略構成図である。クリーニング装置１２４は、転写工程後の電子写真感光体１０６の表面に付着する残存トナーを除去するためのもので、これにより清浄面化された電子写真感光体１０６は電子写真プロセスに繰り返し供される。

本実施形態にかかるクリーニング装置１２４は、潤滑剤供給装置２００と一体化したものであり、ハウジング５０の前部の回転ブラシ２１２よりも下流側にクリーニングブレード２２２が取り付けられている点以外は図１１に示した潤滑油供給装置と同様の構成を有している。また、クリーニング装置１２４は、回転ブラシ２１２により電子写真感光体１０６に固形潤滑剤２１４を塗布し、クリーニングブレード２２２の接触抵抗を小さくする。そして、回転ブラシ２１２に付着したトナーはフリッカ（図示せず）で払われ、トナー搬送オーガ（図示せず）により回収される。クリーニング装置１２４としては、クリーニングブレードの他、ブラシクリーニング、ロールクリーニング等を用いることができるが、これらの中でもクリーニングブレードを用いることが好ましい。また、クリーニングブレードの材質としてはウレタンゴム、ネオプレンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。

このように本実施形態では、ＳＬＥＤを備える露光装置１１０及び電子写真感光体１０６を組み合わせることで、感光層３の摩耗量及び膜厚ムラの制御が容易になる。加えて、更に潤滑剤供給装置２００及びクリーニング装置１２４を組み合わせることで、電子写真プロセスを行うに際し、供給される潤滑剤により電子写真感光体１０６の外周面の潤滑性が高められると共にクリーニング装置１２４により当該表面が十分に清浄化される。これにより、感光層３の摩耗を抑制して電位変動及び感度変動を十分に防止することができる。従って本発明により、可変光量が小さく制御幅が狭いという自己走査型ＬＥＤの特性が補完され、高画質化、高速化及び長寿命化をバランスよく高水準で達成可能な画像形成装置が実現される。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、電子写真感光体１０６としては、図１１に示した積層構造を有するものに限定されるものではなく、十分な電子写真特性が得られる場合には、下引層４や保護層７は設けなくてもよい。

また、図１２に示した潤滑剤供給装置は支持部２１６ａと軸部２１６ｂとが一体化した支持部材２１６を備えるものであるが、第３軸に相当する軸を軸受部材２１８に固定し、支持部材に貫通孔を設けることで、支持部材が軸から独立して揺動自在とすることもできる。

また、図１中に示した画像形成装置１００においては、潤滑剤供給装置とクリーニング装置１２４とが一体化したものであるが、潤滑剤供給装置とクリーニング供給装置とを別個に設けてもよい。

［画像形成装置の第２実施形態］
次に、画像形成装置の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態にかかる画像形成装置は、図１に示す画像形成装置と同様の構成を有するものであり、潤滑剤供給装置及びクリーニング装置１２４を必須要素とする点で相違する。すなわち、本実施形態に係る画像形成装置１００は、電子写真感光体１０６、露光装置１１０、潤滑油供給装置及びクリーニング装置１２４を含んで構成されている。なお、露光装置１１０、潤滑油供給装置及びクリーニング装置１２４の構成及び配置は、第１実施形態において説明した通りである。

電子写真感光体１０６は、図１１に示すような機能分離型の感光層３を有するものに限定されるものではなく、電荷発生材料と電荷輸送材料とを同一の層に含む単層型の感光層３を有するものであってもよい。また、十分な電子写真特性が得られる場合には、下引層４や保護層７は設けなくてもよい。

さらに、本実施形態にかかる電子写真感光体１０６においても、電子写真プロセスを４００，０００サイクル繰り返したとき、感光層３の平均摩耗率が１，０００サイクル当たり１５ｎｍ以下が好ましく、１２ｎｍ以下がより好ましく、９ｎｍ以下が更に好ましい。さらに、該感光層３の画像形成領域における膜厚の最大値と最小値との差は、電子写真プロセスを行う前の電荷輸送層６の平均膜厚の１５％以下が好ましく、１２％以下がより好ましく、９％以下が更に好ましい。これにより、高画質化、高速化及び長寿命化をより高水準で達成することができる。

このように本実施形態では、ＳＬＥＤを備える露光装置１１０、潤滑剤供給装置２００及びクリーニング装置１２４を組み合わせることで、電子写真プロセスを行うに際し、供給される潤滑剤により電子写真感光体１０６の外周面の潤滑性が高められると共にクリーニング装置１２４により当該表面が十分に清浄化されるので、感光層３の摩耗を抑制して電位変動及び感度変動を十分に防止することができる。従って本発明により、可変光量が小さく制御幅が狭いという自己走査型ＬＥＤの特性が補完され、高画質化、高速化及び長寿命化をバランスよく高水準で達成可能な画像形成装置が実現される。

［プロセスカートリッジの第１実施形態］
次に、プロセスカートリッジについて説明する。本実施形態にかかるプロセスカートリッジは、電子写真感光体と、露光装置とを備えるものである。

図１３は、プロセスカートリッジの好適な実施形態を示す概略図である。図１３に示すように、プロセスカートリッジ３００はケーシング３１１を備えており、ケーシング３１１の内側には、電子写真感光体１０６が配置されている。また、ケーシング３１１の内側であって、電子写真感光体１０６の周囲には順次、帯電装置１０８、露光装置１１０及びクリーニング装置１２４が配置されている。電子写真感光体１０６、帯電装置１０８、露光装置１１０及びクリーニング装置１２４の構成は、上記画像形成装置の第１実施形態において説明した通りである。また、潤滑油供給装置は、図１２に示すようにクリーニング装置１２４内に収容されている。

このように本実施形態にかかるプロセスカートリッジ３００は、ＳＬＥＤを備える露光装置１１０及び電子写真感光体１０６を組み合わせることで、感光層３の摩耗量及び膜厚ムラの制御が容易になる。加えて、更に潤滑剤供給装置２００及びクリーニング装置１２４を組み合わせることで、電子写真プロセスを行うに際し、供給される潤滑剤により電子写真感光体１０６の外周面の潤滑性が高められると共にクリーニング装置１２４により当該表面が十分に清浄化される。これにより、感光層３の摩耗を抑制して電位変動及び感度変動を十分に防止することができる。従って本発明により、可変光量が小さく制御幅が狭いという自己走査型ＬＥＤの特性が補完され、高画質化、高速化及び長寿命化をバランスよく高水準で達成可能なプロセスカートリッジが実現される。

［プロセスカートリッジの第２実施形態］
次に、画像形成装置の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態にかかるプロセスカートリッジは、図１３に示すプロセスカートリッジと同様の構成を有するものであり、潤滑剤供給装置及びクリーニング装置１２４を必須要素とする点で相違する。すなわち、本実施形態に係るプロセスカートリッジ３００は、電子写真感光体１０６、露光装置１１０、潤滑油供給装置及びクリーニング装置１２４を含んで構成されている。なお、露光装置１１０、潤滑油供給装置及びクリーニング装置１２４の構成及び配置は、第１実施形態において説明した通りである。

また、本実施形態にかかる電子写真感光体１０６においては、電子写真プロセスを４００，０００サイクル繰り返したとき、感光層３の平均摩耗率が１，０００サイクル当たり１５ｎｍ以下が好ましく、１２ｎｍ以下がより好ましく、９ｎｍ以下が更に好ましい。さらに、該感光層３の画像形成領域における膜厚の最大値と最小値との差は、電子写真プロセスを行う前の電荷輸送層６の平均膜厚の１５％以下が好ましく、１２％以下がより好ましく、９％以下が更に好ましい。これにより、高画質化、高速化及び長寿命化をより高水準で達成することができる。

さらに、電子写真感光体１０６の線速度は、高速化の観点から、１００ｍｍ／秒以上であることが好ましく、１２０ｍｍ／秒以上であることがより好ましく、１５０ｍｍ／秒以上であることが更に好ましい。また、電子写真感光体１０６の回転方向における画像解像度は、高解像度化及び高画質化の観点から、１２００ｄｐｉ以上であることが好ましく、１８００ｄｐｉ以上であることがより好ましく、２４００ｄｐｉ以上であることが更に好ましい。

このように本実施形態にかかるプロセスカートリッジは３００、ＳＬＥＤを備える露光装置１１０、潤滑剤供給装置及びクリーニング装置１２４を備えることで、感光層３の摩耗を抑制することが可能になるため、高画質化、高速化及び長寿命化を高水準でバランスよく達成可能な自己走査型ＬＥＤアレイ方式のプロセスカートリッジを実現することができる。

以下、実施例及び比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

（電子写真感光体１の作製）
ホーニング処理を施した円筒状アルミニウム基体（外径３０ｍｍ、長さ３４０ｍｍ、肉厚１ｍｍ）を準備した。次に、ジルコニウム化合物（商品名：オルガノチックスＺＣ５４０、マツモト製薬社製）２０質量部、シランカップリング剤（商品名：Ａ１１００、日本ユニカー社製）２．５質量部、ポリビニルブチラール樹脂（商品名：エスレックＢＭ−Ｓ、積水化学社製）２質量部、及びブタノール４３質量部を混合して下引層形成用塗布液を調製した。この塗布液をアルミニウム基体の外周面に浸漬コーティング法で塗布して、１５０℃にて１０分間加熱乾燥し、膜厚１．０μｍの下引層を形成した。

次に、Ｘ線回折スペクトルにおけるブラッグ角（２θ±０．２°）が、７．３°、１６．０°、２４．９°及び２８．０°に回折ピークを持つヒドロキシガリウムフタロシアニン１５質量部、結着樹脂としての塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂（ＶＭＣＨ、日本ユニカー社製）１０質量部、及び酢酸ｎ−ブチル３００質量部を混合して、ガラスビーズと共に横型サンドミルで０．５時間分散し電荷発生層形成用塗布液を調製した。得られた塗布液を下引層上に浸漬コートして、１００℃にて１０分間加熱乾燥し、膜厚約０．１５μｍの電荷発生層を形成した。

次に、下記式（１）で示される化合物を２質量部、下記式（２）で示される化合物１５質量部、及び下記式（３）で表される高分子化合物（粘度平均分子量３９，０００）５５質量部をテトラヒドロフラン７５質量部及びクロロベンゼン２５質量部の混合溶剤に溶解させて電荷輸送層形成用塗布液を調製した。得られた塗布液を電荷発生層上に浸漬コーティング法で塗布して、１３５℃にて４０分間熱風乾燥し、膜厚３２μｍの電荷輸送層を形成した。このようにして電子写真感光体１を得た。

（電子写真感光体２の作製）
円筒状アルミニウム基体（外径３０ｍｍ、長さ３４０ｍｍ、肉厚１ｍｍ）を準備した。次に、酸化亜鉛（平均粒径７０μｍ、テイカ社製）１００質量部をトルエン５００質量部と攪拌混合した後、シランカップリング剤（商品名：ＫＢＭ６０３、信越化学社製）１．５質量部を添加して２時間攪拌した。次に、トルエンを減圧蒸留にて溜去し、１５０℃で２時間焼き付けを行って表面処理が施された酸化亜鉛を得た。次に、表面処理を施した酸化亜鉛６０質量部、硬化剤（ブロックイソシアネート、商品名：スミジュール３１７５、住友バイエルンウレタン社製）１５質量部、及びブチラール樹脂（商品名：ＢＭ−１、積水化学社製）１５質量部をメチルエチルケトン８５質量部に溶解した。次に、この溶液３８質量部とメチルエチルケトン２５質量部とを混合して、１ｍｍφのガラスビーズを用いてサンドミルにて２時間の分散処理を行い、分散液を得た。得られた分散液に触媒としてのジオクチルスズジラウレート０．００５質量部を添加し、下引層形成用塗布液を得た。この塗布液を浸漬コーティング法にてアルミニウム基体上に塗布して、１６０℃にて１００分間乾燥硬化を行い、膜厚２０μｍの下引層を形成した。

次に、上記式（１）で示される化合物を２質量部、及び下記式（３）で表される高分子化合物（粘度平均分子量３９，０００）３質量部をテトラヒドロフラン１５質量部及びクロロベンゼン５質量部の混合溶剤に溶解させて電荷輸送層形成用塗布液を調製した。得られた塗布液を電荷発生層上に浸漬コーティング法で塗布して、１３５℃にて４０分間熱風乾燥し、膜厚３２μｍの電荷輸送層を形成した。このようにして電子写真感光体２を得た。

（実施例１）
電子写真感光体１を用いて、図１に示す構成を有する画像形成装置を作製した。露光装置としては、千鳥型に配列されたＬＥＤチップを露光光源として備え、画像データに応じて光ビームを走査させる自己走査型ＬＥＤチップ方式の露光装置を用いた。また、潤滑剤供給装置としては図１２と同様の構成を有し、かつ、固形潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を備える潤滑油供給装置を用いた。電子写真感光体、露光装置及び潤滑剤供給装置以外の要素は富士ゼロックス製ＤＣＣ１２５０と同様のものを用いた。

次に、得られた画像形成装置を用いて、２８℃／８０％ＲＨ程度の環境下で連続印字試験を行った。連続印刷の用紙としては富士ゼロックス製ＰＰＣ用紙（Ｌ、Ａ４）を用いた。本試験においては、潤滑剤消費量、感光層の摩耗レート、感光体寿命及び膜厚ムラ、並びに画質筋状濃度ムラの発生を評価した。得られた結果を表１に示す。

表１中、潤滑剤消費量は、Ａ４サイズの用紙１枚当たりの潤滑剤の消費量である。また、摩耗レートは、電子写真プロセスを４００，０００サイクル繰り返したときの、感光層の１，０００サイクル当たりの平均摩耗率を意味する。また、感光体寿命は、画像の階調性、解像度、濃度均一性が劣化するまでの電子写真プロセスの繰り返し数を意味し、当該繰り返し数の上限値は９８０，０００回である。すなわち、表１の感光体寿命の欄中、「＞９８０（ｋｃｙｃｌｅ）」は電子写真プロセスを９８０，０００回繰り返したときに感光体の電子写真特性が維持されていたことを示している。また、膜厚ムラは、電子写真プロセスを行う前の電荷輸送層の平均膜厚に対する、感光層の画像形成領域における膜厚の最大値と最小値との差の比率（％）を意味する。

また、画質筋状濃度ムラの発生は、以下の方法で試験を行い評価したものである。まず、２２℃、５０％ＲＨの条件において感光体の回転方向に発生する筋状濃度ムラが発生しないように、ＳＬＥＤの各発光点の露光量の調整を行った。次に、１０℃、１５％ＲＨでプリント試験を行い、画質筋状濃度ムラの発生の有無を調べた。表１中、Ａは画質筋状濃度ムラの発生が全くないか極軽微なもの、Ｂは画質筋状濃度ムラの発生が軽微なもの、Ｃは画質筋状濃度ムラの発生が顕著なものを意味する。

（実施例２）
電子写真感光体２を用いたこと以外は、実施例１と同様の方法により画像形成装置を作製し、連続印字試験により潤滑剤消費量、感光層の摩耗レート、感光体寿命及び膜厚ムラ、並びに画質筋状濃度ムラの発生を評価した。得られた結果を表１に示す。

（実施例３）
固形潤滑剤を固定して支持する潤滑油供給装置を用いたこと以外は、実施例１と同様の方法により画像形成装置を作製し、連続印字試験により潤滑剤消費量、感光層の摩耗レート、感光体寿命及び膜厚ムラ、並びに画質筋状濃度ムラの発生を評価した。得られた結果を表１に示す。

（実施例４）
固形潤滑剤としてパラフィンワックスを用いたこと以外は、実施例１と同様の方法により画像形成装置を作製し、連続印字試験により潤滑剤消費量、感光層の摩耗レート、感光体寿命及び膜厚ムラ、並びに画質筋状濃度ムラの発生を評価した。得られた結果を表１に示す。

（比較例１）
潤滑油供給装置を搭載しなかったこと以外は、実施例１と同様の方法により画像形成装置を作製し、連続印字試験により潤滑剤消費量、感光層の摩耗レート、感光体寿命及び膜厚ムラ、並びに画質筋状濃度ムラの発生を評価した。得られた結果を表１に示す。

本発明の画像形成装置の好適な一実施形態を示す概略構成図である。光源アレイの外観を示す斜視図である。光源アレイに内蔵されたＬＥＤ駆動回路図である。定電流駆動回路図である。定電圧駆動回路図である。濃度信号（ΦＤ）生成回路図である。図６の動作タイミングチャートである。図３のＬＥＤ駆動回路の動作タイミングチャートである。図３のＬＥＤ駆動回路のＬＥＤ発光状態を示す特性図である。ＳＬＥＤ単体における駆動回路図である。本発明に係る第一の電子写真感光体の一例を示す模式断面図である。潤滑剤供給装置の一例を示す分解斜視図である。クリーニング装置と潤滑剤供給装置とが一体化した装置の一例を示す概略構成図である。プロセスカートリッジの好適な一実施形態を示す概略構成図である。

符号の説明

１００…画像形成装置、１０６…電子写真感光体、１０８…帯電装置、１１０…露光装置、１１６…現像装置、１２０…転写装置。

Claims

帯電、露光、現像及び転写を含む電子写真プロセスを順次行う画像形成装置であって、
電子写真感光体と、
複数のＬＥＤを有するＬＥＤアレイを露光光源として備え、画像データに応じて光ビームを前記電子写真感光体上に走査させて静電潜像を形成させる自己走査型ＬＥＤアレイ方式を採用する構成を有する露光装置と、を備え、
前記電子写真感光体が導電性基体並びに該導電性基体上に形成された電荷発生層及び電荷輸送層を備える感光層を有し、前記電子写真プロセスを４００，０００サイクル繰り返したとき、前記感光層の平均摩耗率が１，０００サイクル当たり１５ｎｍ以下であり、且つ該感光層の画像形成領域における膜厚の最大値と最小値との差が前記電子写真プロセスを行う前の前記電荷輸送層の平均膜厚の１５％以下である
ことを特徴とする画像形成装置。
転写後の前記電子写真感光体に付着した残留トナーを除去するクリーニング装置と、
前記電子写真感光体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置と、
を更に備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
帯電、露光、現像、転写及びクリーニングを含む電子写真プロセスを順次行う画像形成装置であって、
電子写真感光体と、
複数のＬＥＤを有するＬＥＤアレイを露光光源として備え、画像データに応じて光ビームを前記電子写真感光体上に走査させて静電潜像を形成させる自己走査型ＬＥＤアレイ方式を採用する構成を有する露光装置と、
転写後の前記電子写真感光体に付着した残留トナーを除去するクリーニング装置と、
前記電子写真感光体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記電子写真感光体が第１軸を中心として回転自在に設けられた略円筒形状のものであり、前記潤滑剤供給装置が前記電子写真感光体の外周面の移動方向を基準として前記クリーニング装置よりも上流側に配置されていることを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
前記潤滑剤供給装置が、前記第１軸に平行な第２軸を中心として回転自在に設けられておりブラシ先端が前記電子写真感光体の外周面に接触する回転ブラシと、前記第２軸に平行な第３軸を支点として揺動自在に設けられており固形潤滑剤を支持する支持部材と、を有し、前記第３軸の回りに前記支持部材から前記回転ブラシに向かうモーメントを発生させ、該モーメントにより前記固形潤滑剤を前記回転ブラシに接触させ、前記回転ブラシに付着した潤滑剤を前記電子写真感光体に供給するものであることを特徴とする請求項２〜４のうちのいずれか一項に記載の画像形成装置。
電子写真感光体と、
複数のＬＥＤを有するＬＥＤアレイを露光光源として備え、画像データに応じて光ビームを前記電子写真感光体上に走査させて静電潜像を形成させる自己走査型ＬＥＤアレイ方式を採用する構成を有する露光装置と、
を備え、
前記電子写真感光体が導電性基体並びに該導電性基体上に形成された電荷発生層及び電荷輸送層を備える感光層を有し、前記電子写真プロセスを４００，０００サイクル繰り返したとき、前記感光層の平均摩耗率が１，０００サイクル当たり１５ｎｍ以下であり、且つ該感光層の画像形成領域における膜厚の最大値と最小値との差が前記電子写真プロセスを行う前の前記電荷輸送層の平均膜厚の１５％以下である
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
導電性基体並びに該導電性基体上に形成された感光層を備える電子写真感光体と、
複数のＬＥＤを有するＬＥＤアレイを露光光源として備え、画像データに応じて光ビームを前記電子写真感光体上に走査させて静電潜像を形成させる自己走査型ＬＥＤアレイ方式を採用する構成を有する露光装置と、
転写後の前記電子写真感光体に付着した残留トナーを除去するクリーニング装置と、
前記電子写真感光体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置と、
を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。