JP2004191711A

JP2004191711A - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP2004191711A
Application number: JP2002360455A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Shigesaki; 聡重崎; Taichi Yamada; 太一山田; Naoki Ota; 直己太田; Kanji Shintaku; 寛治新宅; Hiroe Okuyama; 浩江奥山; Michiko Aida; 美智子相田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2004-07-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus, superior in stability in an electric characteristic and leak resistance, in which the residual electric potential is not raised even in the repeated usage and in which an undercoat layer can be made thick. <P>SOLUTION: The image forming apparatus includes an image carrier 6 which is rotated so that the surface is primarily electrified, in which an electrostatic latent image is formed on the surface when exposed, and in which a toner image is formed on the surface when developed, forms the image formed by the fixed toner on a prescribed sheet of paper F, by finally transferring and fixing on the sheet of paper F the toner image formed on the surface of the image carrier 6, and includes reverse electric field providing means 12 and 17 for providing the image carrier 6 with an electric field having the polarity reverse to the polarity of the primary electrification, in the non-image forming cycle other than the image forming cycle for forming the toner image on the image carrier 6. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置は、高速でかつ高印字の品質が得られ、複写機およびレーザビームプリンタ等に利用されている。電子写真装置において用いられる像担持体は、アルミニウム基体上に感光体が形成されたものである。この感光体としては、有機の光導電性材料を用いた有機感光体が主流となっており、感光体の構成も電荷移動型錯体構造から電荷発生材料を結着樹脂中に分散した機能分離型の感光体へと変遷し、性能が向上してきている。この機能分離型感光体の場合、現在ではアルミニウム基体の上に下引き層を形成し、その上に電荷発生層および電荷輸送層の感光層を形成する場合が多い。
【０００３】
感光体の繰り返し安定性や環境安定性の改善に関しては、電荷発生層や電荷輸送層のみならず下引き層にも依存する分が多く、繰り返し使用による電荷蓄積性の少ない下引き層が要求されている。また、画質欠陥の防止に関しても、下引き層の役割は大きく、基体の欠陥や汚れあるいは電荷発生層等上層の塗膜欠陥やむらに起因する画質欠陥を抑制するために下引き層は重要な機能層である。
【０００４】
近年、電子写真装置において、コロトロンに代わり、オゾン発生が少ない接触帯電方式の帯電装置が用いられるようになってきている。接触帯電装置を用いた場合には、感光体に接触帯電時に加わる局所的な高電場により電気的なピンホールを生じ、このピンホール上にリーク（絶縁破壊）を生じてこれが画質欠陥となって現れることがある。
【０００５】
このピンホールは、上述の感光層の塗膜欠陥により発生する場合もあるが、それ以外に、電子写真装置内から発生した導電性の異物が感光体に接触または感光体中に貫入し、接触帯電装置と像担持体基体との導電路を形成しやすくなっているために発生することもある。顕著な場合には、電子写真装置内の他の部材から混入したカーボンファイバやキャリア粉などの異物や電子写真装置内に混入したゴミが感光体に突き刺さり、接触帯電装置からのリーク点を形成する場合もある。
【０００６】
このような課題に対して、感光体の下引き層を厚膜化することで基体の欠陥を隠蔽し、かつ電気特性上の安定を得るために、導電性微粉末を含有する層を基体上に塗布形成する方法がこれまで講じられてきている。すなわち、アルミニウムの基体上に導電粉分散型の導電層を形成し、さらにその上層に下引き層を形成する方法である。この場合導電層で基体隠蔽を行うとともに抵抗調整を行い、ブロッキング機能（基体から感光層への電荷の注入を防止する機能、電荷注入制御機能ともいう）は下引き層で持たせる方法である（導電層型下引き層と称する）。
【０００７】
また、ブロッキング機能と抵抗調整機能との機能を併有する導電粉分散層を基体上に塗布し、ブロッキング機能威と抵抗調整機能との両機能を併有する下引き層として使用する方法（分散型下引き層と称する）もある。
【０００８】
このように下引き層を形成する方法は、また十分な耐リーク性を確保するためには、膜厚は厚膜化、膜抵抗としては高抵抗化が求められるが、繰り返しの使用による残留電位の上昇等により良好な電気特性が得にくい。
【０００９】
そこで、上記の現象を回避すべく、下引き層の構成材料や物性に関する検討がなされており、様々な下引き層を備える電子写真感光体が提案されている。
【００１０】
例えば、従来の電子写真感光体として、誘電率制御剤を配合して体積抵抗と誘電率とを所定の範囲内に設定した下引き層を備える技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
また、従来の下引き層を備える有機感光体として、結着樹脂、電荷輸送物質及び導電性微粉末等を含んで構成された技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１２】
さらにまた、従来の下引き層を備える電子写真感光体として、針状酸化チタン微粒子の圧粉体を含んで構成された、所定の体積抵抗値を示す下引き層を備える技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【００１３】
【特許文献１】
特開昭６１−２０４６４１号公報
【特許文献２】
特開平１−１１３７５８号公報
【特許文献３】
特開平７−８４３９３号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような下引き層を有する従来の電子写真感光体であっても、接触帯電装置と共に用いた場合には、以下の理由で十分な画像品質を得ることが困難である。
【００１５】
すなわち、感光体は、ピンホール等の発生によるリークの発生を防止する耐リーク性の観点からは、下引き層の膜厚が厚いことが望ましい。
【００１６】
しかるに、金属酸化物微粒子及び結着樹脂を含有する下引き層で厚膜化を行った場合、繰り返し使用で残留電位が上昇しやすくなる。詳細なメカニズムは分かっていないが、これは画像形成を行う際に感光体に繰り返し付与される電界により、下引き層と電荷発生層界面で電荷が蓄積することにより生じるものと考えられる。残留電位が上昇すると、電気特性の安定性および耐リーク性が悪化し、画質欠陥となって現れるという問題がある。
【００１７】
十分な電気特性を得るためには、下引き層の抵抗を低減する必要があり、そのためには下引き層は薄い方が好ましい。ところが、下引き層の抵抗を低減するため薄くしすぎると、基体から感光層への電荷の注入を防止するブロッキング性が弱くなって耐リーク性が悪くなり、カブリ（下地汚れ）が発生しやすくなる。
【００１８】
以上のように、下引き層は厚膜化しても薄膜化しても問題があり、下引き層のみの改良で残留電位、電気特性の安定性および耐リーク性の問題を解決することは不可能である。
【００１９】
本発明は、上記事情に鑑み、厚膜化による残留電位の上昇および薄膜化による電気特性、耐リーク性の悪化の問題を解決し、安定した画質が得られる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の画像形成装置は、回転しながら表面が一次帯電され、露光を受けて表面に静電潜像が形成されて現像により表面にトナー像が形成される像担持体を備え、該像担持体表面に形成されるトナー像を、最終的に所定の用紙上に転写および定着することにより該用紙上に定着トナー像が作る画像を形成する画像形成装置において、前記像担持体上にトナー像を形成する画像形成サイクルを除く非画像形成サイクルにおいて前記像担持体に前記一次帯電の極性とは逆の極性の電界を与える逆電界付与手段を備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明の画像形成装置では、回転する像担持体は帯電装置で一次帯電されると共に、露光装置による露光を受けて表面に静電潜像が形成されて現像により表面にトナー像が形成され、最終的に所定の用紙上に転写および定着することにより該用紙上に定着トナー像が作る画像を形成する。この像担持体上にトナー像を形成する画像形成サイクルを除く非画像形成サイクルにおいて、逆電界付与手段により像担持体に一次帯電の極性とは逆の極性の電界を与えることにより、像担持体の繰り返し使用による残留電位の上昇の抑制が可能となる。これにより、下引き層の厚膜化が可能となり、そのためピンホール等の発生によるリークの発生を防止し、耐リーク性が向上し、長期に渡る画質の品質を維持することができる。
【００２２】
前記像担持体は、導電性の基体と、該基体上に形成された金属酸化物微粒子及び結着樹脂を含有する下引き層と、該下引き層上に形成された感光層とからなる電子写真感光体を備えていることが好ましい。
【００２３】
前記電界付与手段は、前記一次帯電の極性とは逆の極性の電界を前記像担持体表面のトナー像が形成される領域全面に与えるものであることが好ましい。
【００２４】
前記逆電界付与手段は、前記像担持体に前記一次帯電の極性とは逆の極性の電界を与えることにより前記像担持体に、下記式で表す流入電流密度Ｉが１５×１０^-5以上で９０×１０^-5Ａ／ｍ²以下の電流を流入させるものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【００２５】
Ｉ＝Ａ／（Ｌ×Ｄ）
Ｉ：像担持体流入電流密度（Ａ／ｍ²）
Ａ：像担持体流入電流（Ａ）
Ｌ：逆電界付与軸方向有効幅（ｍ）
Ｄ：像担持体の時間当たり（１ｓｅｃ）移動距離（ｍ）
前記逆電界付与手段は、前記用紙上に画像を転写する転写装置により帯電極性と逆の極性の電界を前記像担持体に与えるものであることが好ましい。
【００２６】
前記逆電界付与手段は、前記像担持体の表面に一次帯電を施す帯電装置の電界を逆極性に切り替えることにより帯電極性と逆の極性の電界を前記像担持体に与えるものであることが好ましい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置の実施形態を説明する。
【００２８】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。同図に示すように、この画像形成装置Ａは、ドラム状の像担持体６を備え、この像担持体６には外周面を構成する電子写真感光体７を備えている（電子写真感光体７については後述）。像担持体６の周辺には、像担持体の電子写真感光体７を帯電させる帯電装置８、電子写真感光体７の露光装置１０、トナー像を形成する現像装置１１、トナー像を被転写体（この例では記録媒体Ｆ）に転写する転写装置１２、像担持体１のクリーニング装置１３、イレーズ装置１４および定着装置１５が配置されている。帯電装置８には電源部９から電力を供給され、露光装置１０には制御部１７で制御される露光器２０から露光光を供給され、現像装置１１には電源部１９から電力を供給され、転写装置１２には電源部１６より電力を供給され、イレーズ装置１４には電源部１８より電力を供給される。各電源部９、１６、１８、１９、２０は制御部１７で制御されるようになっている。
【００２９】
像担持体６は回転しながら帯電装置８により表面が一次帯電され、露光装置１０の露光を受けて表面に静電潜像が形成され、現像装置１１での現像により表面にトナー像が形成され、像担持体６の表面に形成されるトナー像を転写装置１２で用紙Ｆ上に転写し、定着装置１５で定着することにより、用紙Ｆ上に定着トナー像が形成される。
【００３０】
本実施形態では、像担持体１２上にトナー像を形成する画像形成サイクルを除く非画像形成サイクルにおいて、像担持体６に上記一次帯電の極性とは逆の極性の電界を与えることにより残留電位の上昇を抑制するものである。
【００３１】
上記帯電装置８は、コロトロンでもよいし、電子写真感光体７に接触する接触形帯電装置であってもよい。なお、クリーニング装置１３、イレーズ装置１４は必要に応じて備えられるものであり、省かれてもよい。
【００３２】
図２は、上記画像形成装置の動作を示すシーケンス図である。同図において、制御部１７（図１参照）によるメインモータ制御信号でメインモータ（図示せず）を制御し、メインモータのオンで像担持体６は回転開始し、オフで停止する。同様に、制御部１７による帯電器出力制御信号のオン信号で帯電装置８はオン、オフ信号で帯電装置８はオフする。同様に、制御部１７によるイレーズランプ出力制御信号のオン信号でイレーズランプはオン、オフ信号でイレーズランプはオフする。メインモータのオンから若干遅れて、制御部１７による露光制御信号の露光開始信号で露光器２０はオンして画像形成が始まり、露光制御信号に従った露光信号で露光し、露光終了信号で露光器２０はオフして画像形成が終了する。露光開始信号から露光終了信号までの間を画像形成サイクルとし、メインモータのオンからオフに至る間であって、この画像形成サイクル以外の時間を非画像形成サイクルとする。
【００３３】
図２に示すように、図２に示すシーケンスでは、画像形成サイクル中に転写装置１２に転写バイアス制御信号（レベル１）を与えて用紙への転写を行い、画像形成サイクル終了後に転写バイアス制御信号（レベル２）を与えてこれを逆電界付与の信号としている。これにより、画像形成サイクル終了と同時に逆電界付与手段、この実施形態では転写装置１２に逆電界が付与され、像担持体６の全面（トナー像が形成される領域）に逆極性の電界が付与される（通常は像担持体６の１周でよい）まで、逆電界の付与が行われる。
【００３４】
図３（ａ）〜（ｆ）は、電子写真感光体７の構成例を示す断面図である。
【００３５】
図３（ａ）の構成では、導電性の基体１と、この基体１上に形成された下引き層２と、この下引き層２の上に形成された感光層３とからなる。図２（ｂ）に示す構成では、感光層３は、電荷発生層３１と電荷輸送層３２との２層構造としている。図３（ｃ）に示す構成では、感光層３上に保護層５を設けている。図２（ｄ）に示す構成では、感光層３は、電荷発生層３１と電荷輸送層３２との２層構造とし、感光層３上には保護層５を設けている。図３（ｅ）に示す構成では、下引き層２上に第２の下引き層４を設けている。図３（ｆ）に示す構成では、下引き層２上に第２の下引き層４を設け、かつ感光層３は、電荷発生層３１と電荷輸送層３２との２層構造としている。図３（ｇ）に示す構成では、下引き層２上に第２の下引き層４を設け、かつ感光層３上に保護層５を設けている。図３（ｈ）に示す構成では、下引き層２上に第２の下引き層４を設け、かつ感光層３は、電荷発生層３１と電荷輸送層３２との２層構造とし、感光層３上には保護層５を設けている。
【００３６】
導電性の基体１としては、アルミニウム・銅・鉄・ステンレス・亜鉛・ニッケルなどの金属ドラムとしてもよいし、シート・紙・プラスチック又はガラス上にアルミニウム・銅・金・銀・白金・パラジウム・チタン・ニッケルークロム・ステンレス鋼−銅・インジウム等の金属または酸化インジウム・酸化錫などの導電性金属化合物を蒸着したり、あるいは金属箔をラミネートしたり、さらには、カーボンブラック・酸化インジウム・酸化錫・酸化アンチモン粉・金属粉・沃化銅等を結着樹脂に分散し、塗布することによって導電処理したもの等が用いられる。また、導電性基体の形状はドラム状に限られず、シート状、プレート状としてもよい。なお、導電性基体を金属パイプとした場合、表面は素管のままであってもよいし、事前に鏡面切削、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などの処理が行われていてもよい。
【００３７】
下引き層２はリーク耐性獲得のために適切な抵抗を得ることが必要であり、そのために金属酸化物微粒子を含有させ、下引き層の抵抗を制御することが重要である。金属酸化物微粒子及び結着樹脂の種類とその配合量を適宜選定し、さらには金属酸化物微粒子の結着樹脂中への分散性を高めることによって、その体積抵抗を制御することができる。
【００３８】
ここで用いられる金属酸化物微粒子としては１０²〜１０¹¹Ω・ｃｍ程度の粉体抵抗が必要である。この範囲の粉体抵抗値を有する金属酸化物であればいかなるものでも使用可能であるが、中でも上記抵抗値を有する酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム等の金属酸化物微粒子が好ましく用いられる。なお、上記範囲の下限よりも金属酸化物微粒子の抵抗値が低いと十分なリーク耐性が得られず、この範囲の上限よりも高いと残留電位上昇を引き起こしてしまう懸念がある。
【００３９】
また、金属酸化物微粒子は表面処理の異なるものあるいは粒子径の異なるものなど２種以上混合して用いることもできる。
【００４０】
また、金属酸化物微粒子の表面処理にあたっては、該金属酸化物微粒子の表面積が表面処理後の電子写真特性に大きく影響する。金属酸化物微粒子としては、比表面積が１０ｍ²／ｇ以上のものが好ましく用いられる。比表面積値が１０ｍ²／ｇ以下のものは帯電性低下を招きやすく、良好な電子写真特性を得にくい欠点がある。
【００４１】
また金属酸化物微粒子ヘカップリング剤による表面処理を行ってもよい。カップリング剤としては所望の感光体特性を得られるものであればいかなる物でも用いることができる。具体的なカップリング剤の例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（β−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のシランカップリング剤が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらのカップリング剤は２種以上を混合して使用することもできる。
【００４２】
金属酸化物微粒子の表面処理方法は、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、通常は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撹拌しながら、直接あるいは有機溶媒または水に溶解させた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５０℃以上の温度で行われることが好ましい。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。
【００４３】
乾式法においては金属酸化物微粒子をカップリング剤による表面処理前に加熱乾燥して表面吸着水を除去することができる。この表面吸着水を処理前に除去することによって、金属酸化物微粒子表面に均一にカップリング剤を吸着させることができる。金属酸化物微粒子はせん断力の大きなミキサ等で撹拌しながら加熱乾燥することも可能である。
【００４４】
湿式法としては、金属酸化物微粒子を溶剤中に撹拌、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、カップリング剤溶液を添加し撹拌あるいは分散したのち、溶剤除去することで均一に処理される。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。湿式法においても金属酸化物微粒子をカップリング剤による表面処理前に表面吸着水を除去することができる。この表面吸着水除去方法には、乾式法と同様に加熱乾燥による除去の他に、表面処理に用いる溶剤中で撹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等により実施される。
【００４５】
金属酸化物微粒子に対する表面処理剤の量は所望の電子写真特性が得られる量であることが必須である。電子写真特性は表面処理処方後に金属酸化物微粒子に付着している量によって影響され、その付着量は蛍光Ｘ線分析におけるＳｉ強度と該金属酸化物の主たる金属元素強度から求められる。蛍光Ｘ線分析における好ましいＳｉ強度は該金属酸化物の主たる金属元素強度の１．０×１０^-5〜１．０×１０^-3の範囲である。この範囲を下回った場合かぶりなどの画質欠陥が発生しやすく、この範囲を上回った場合残留電位の上昇などの欠陥が発生しやすい。
【００４６】
下引き層形成用塗布液のバインダ樹脂としては、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、ウレタン樹脂などの公知の高分子樹脂化合物、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。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。
【００４７】
下引き層形成用塗布液中の金属酸化物微粒子とバインダ樹脂との比率は所望する電子写真感光体特性を得られる範囲で任意に設定できる。
【００４８】
下引き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、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。シランカップリング剤は金属酸化物の表面処理に用いられるが、添加剤としてさらに塗布液に添加して用いることもできる。
【００４９】
ここで用いられるシランカップリング剤の具体例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（β−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である。ジルコニウムキレート化合物の例として、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。
【００５０】
チタニウムキレート化合物の例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。
【００５１】
アルミニウムキレート化合物の例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。
【００５２】
これらの化合物は単独にあるいは複数の化合物の混合物あるいは重縮合物として用いることができる。
【００５３】
下引き層形成用塗布液を調整するための溶媒としては公知の有機溶剤、例えばアルコール系、芳香族系、ハロゲン化炭化水素系、ケトン系、ケトンアルコール系、エーテル系、エステル系等から任意で選択することができる。例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉｓｏ−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、酢酸エチル、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用いることができる。
【００５４】
上記金属酸化物微粒子の分散に用いる溶剤は単独あるいは２種以上混合して用いることができる。混合する際、使用される溶剤としては、混合溶剤としてバインダー樹脂を溶かす事ができる溶剤であれば、いかなるものでも使用することが可能である。
【００５５】
金属酸化物微粒子を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。さらにこの下引き層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。
【００５６】
このようにして得られた下引き層形成用塗布液を用い、導電性基体上に下引き層が成膜される。
【００５７】
下引き層は、ビッカース強度が３５以上とされていることが好ましい。また、下引き層の表面粗さはモアレ像防止のために、使用される露光用レーザー波長λの１／４ｎ（ｎは上層の屈折率）〜λに調整される。表面粗さ調整のために下引き層中に樹脂粒子を添加することもできる。樹脂粒子としてはシリコーン樹脂粒子、架橋型ＰＭＭＡ樹脂粒子等を用いることができる。
【００５８】
また、表面粗さ調整のために下引き層を研磨することもできる。研磨方法としては、バフ研磨、サンドブラスト処理、ウエットホーニング、研削処理等を用いることもできる。
【００５９】
さらに、この下引き層と感光層との間に、電気特性向上、画質向上、画質維持性向上、感光層接着性向上などのために中間層を設けてもよい。中間層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、メラミン樹脂などの高分子樹脂化合物のほかに、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、マンガン、シリコン原子などを含有する有機金属化合物などがある。これらの化合物は単独にあるいは複数の化合物の混合物あるいは重縮合物として用いることができる。中でも、ジルコニウムもしくはもしくはシリコンを含有する有機金属化合物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。
【００６０】
シリコン化合物の例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（β−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である。
【００６１】
これらのなかでも特に好ましく用いられるシリコン化合物は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−（３，４一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−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−３一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上げられる。
【００６２】
有機ジルコニウム化合物の例として、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。
【００６３】
有機チタン化合物の例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。
【００６４】
有機アルミニウム化合物の例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。
【００６５】
上記のように、本発明の画像形成装置では、非画像形成サイクルにおいて像担持体６に帯電装置８による帯電極性とは逆の極性の電界を与えるものである。しかし、逆電界を画像形成サイクルで印加すると感光体表面から注入した逆電荷が感光体の帯電サイクルで解放されることによる暗減衰の増加が発生し、画質品質を低下させるため、逆電界付与は非画像形成サイクルで行う必要がある。非画像形成サイクルとは、画像形成装置電源オン時の装置立ち上げから開始するサイクル、画像形成に先駆けて行う立ち上がりかあら開始するサイクル、画像形成のプリント（転写）間のインターイメージサイクル、画像形成動作終了の立ち下がりから開始するサイクルのいずれであってもよいが、画像形成速度に影響を与えない点を考慮すると、画像形成動作終了の立ち下がりから開始するサイクル（図２参照）で逆電界印加を行うことが望ましい。
【００６６】
また、逆電界印加により暗減衰も増加する傾向にあるため、帯電装置８を動作させた状態で逆電界印加を行うことが望ましい。また逆電界付与後、逆電界付与をオフした状態で像担持体１周以上の正規の帯電サイクルを行うことが望ましい。
【００６７】
逆電界印加手段としては、コロトロン、帯電ロール、帯電ブラシ、帯電フィルムなど特に制約はないが、反転現像を行うシステムにおいては転写電界は正規帯電手段と逆極の電界を印加することより転写手段（帯電器および電源）を併用することが、接地スペース、コストといった観点で最も有効である。
【００６８】
上記逆電界付与の強度は、逆電界付与時の感光体への流入電流密度Ｉが１５×１０^-5〜９０×１０^-5Ａ／ｍ²であることが望ましい。１５×１０^-5Ａ／ｍ²よりも小さい場合は十分な残留電位上昇抑制機能が発揮できにくく、また９０×１０^-5Ａ／ｍ²よりも大きい場合は感光体に注入した逆電荷を解放しきれなくなり、感光体帯電性への影響が大きくなるため好ましくない。
【００６９】
また感光体は繰り返し使用により最表層の膜厚がクリーニングブレード等による摺擦により磨耗するため、この膜厚の減少に伴って印加する逆電界の強度を可変することも有効である。たとえば感光体の回転積算数をモニタし、その回転数に応じて印加する逆電界強度を制御してもよい。
【００７０】
また逆電界印加により繰り返し使用による残留電位の上昇が有効に抑制できることにより、下引き層としてはより耐リーク性にすぐれた膜厚や抵抗値範囲で設定できることによりより高い耐リーク性能を得ることが可能である。
【００７１】
下引き層の膜厚としては５〜５０μｍの範囲で設定可能であるが、好ましくは１５〜５０μｍの範囲である。膜厚が５μｍより薄膜では外部からの貫入物質の効果を阻止しにくいため十分なリーク耐性を有しない。一方、５０μｍより厚い場合には均一な成膜が困難となり、また逆電界印加手段を講じても残留電荷の増加による画質低下を生じやすくなる。
【００７２】
また下引き層抵抗率としては、体積抵抗率が１０⁶〜１０¹³Ω・ｃｍの範囲で設定可能である。１０⁶Ω・ｃｍよりも小さい場合は十分なブロッキング性が得られずカブリが生じたり、十分なリーク耐性が得られず、１０¹³Ω・ｃｍよりも大きい場合は初期での残留電位が高くなりまた逆電界印加手段を講じても残留電位上昇の抑制が不十分になることがある。
【００７３】
上記のように、本発明の画像形成装置では、非画像形成サイクルにおいて像担持体６に帯電装置８による帯電極性とは逆の極性の電界を与えるものである。この逆電界付与手段としては、上記実施形態のように転写装置（転写ロール）１２を利用しているが、画像形成サイクル終了後帯電装置８を逆極性に切り替えるようにしてもよいし、あるいは、必要に応じて別途に逆電界付与手段を設けてもよい。
【００７４】
さらに、上記実施形態では、像担持体６とこの像担持体６に接触する転写装置１２との間で用紙Ｆに転写する例を示したが、これに限定されず、例えば、像担持体６に中間転写ロールあるいは中間転写ベルトを介して最終的に転写装置に画像を転写していく構成の画像形成装置にも適用可能である。
【００７５】
以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。
＜実施例１＞
先ず、金属酸化物微粒子の調製を行った。酸化亜鉛（ＮａｎｏＴｅｋＺｎＯ、シーアイ化成株式会社製）１００重量部、カップリング剤としてのＮ−（アミノエチル）−アミノプロピルトリメトキシシランを１０重量％含有するトルエン溶液１０重量部、並びにトルエン２００重量部を混合し、撹拌しながら２時間還流を行った。その後、系を１０ｍｍＨｇに減圧してトルエンを留去し、１３５℃で２時間熱処理を行って金属酸化物微粒子Ｂを得た。
【００７６】
次いで、電子写真感光体を作製した。上記金属酸化物微粒子Ｂを３３重量部、ブロック化イソシアネート（スミジュール３１７５、住友バイエルンウレタン社製）６重量部及びメチルエチルケトン２５重量部を３０分間混合した後、ブチラール樹脂（ＢＭ−１、積水化学社製）５重量部、シリコーンボール（トスパール１２０、東芝シリコーン社製）３重量部及びレベリング剤（シリコーンオイルＳＨ２９ＰＡ、東レダウコーニングシリコーン社製）０．０１重量部を上記の混合液に添加し、サンドミルにて２時間の分散処理を行い、中間層用塗布液を得た。さらに、浸漬塗布法により、直径８４ｍｍ、長さ３４０ｍｍ、肉厚１ｍｍの円筒状アルミニウム基体の外周面に上記の塗布液を塗布し、１５０℃、３０分の乾燥硬化を行って膜厚２５μｍの下引き層を形成した。
【００７７】
次に、電荷発生物質としてのＣｕＫα線を用いたＸ線回折スペクトルのブラッグ角度（２θ±０．２゜）が少なくとも７．４゜，１６．６゜，２５．５゜，２８．３゜の位置に回折ピークを有する塩化ガリウムフタロシアニン１５重量部、結着樹脂としての塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＶＭＣＨ、日本ユニカー社製）１０重量部、ｎ−ブチルアルコール３００重量部からなる混合物をサンドミルにて４時間分散し、電荷発生層用塗布液を得た。この塗布液を中間層上に浸漬塗布し、乾燥して、膜厚０．２μｍの電荷発生層を形成した。
【００７８】
さらに、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４重量部及びビスフェノールＺポリカーボネート樹脂（分子量：４万）６重量部をクロルベンゼン８０重量部に加えて溶解して電荷輸送層用塗布液を得た。この塗布液を電荷発生層上に塗布し、１３０℃、４０分の乾燥を行って膜厚２５μｍの電荷輸送層を形成し、目的の電子写真感光体７を得た（図３（ｃ）の構造参照）。
【００７９】
上記電子写真感光体７を像担持体６とした画像形成装置を用い、以下の試験を行った。画像形成装置は、帯電装置８を接触式ロール帯電器に改造したＦＵＪＩＸＥＲＯＸ製ＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒＣｏｌｏｒ５００機を用い、図３に示すシーケンスにより、フルカラーにて高温高湿（２８℃、８０％ＲＨ）及び低温低湿（１０℃、２０％ＲＨ）で各２万枚、計４万枚の走行試験を行った。
【００８０】
接触式帯電ロールには、マイナスの直流成分に１３００Ｈｚの正弦波で実効交流電流が２．０ｍＡである交流成分を重畳した電圧を印加した。逆電界の付与には転写ロールを用い、図２に示すシーケンスにて画像形成動作終了の立ち下がりサイクルで、感光体１周の間プラス極性の１５×１０^-5Ａ／ｍ²の電流密度Ｉの電流が流れるように電界を印加した。
【００８１】
ここに、電流密度Ｉは次式で表わされる。
【００８２】
Ｉ＝Ａ／（Ｌ×Ｄ）
Ｉ：像担持体流入電流密度（Ａ／ｍ²）
Ａ：像担持体流入電流（Ａ）
Ｌ：逆電界付与軸方向有効幅（ｍ）
Ｄ：像担持体の時間当たり（１ｓｅｃ）移動距離（ｍ）
フルカラーにて高温高湿（２８℃、８０％ＲＨ）及び低温低湿（１０℃、２０％ＲＨ）で各２万枚、計４万枚の走行試験を行ったところリーク欠陥の発生もなく、また残留電位の上昇も見られなかった。電気的特性、画質等の総合判定は良好と判定された。これらの評価結果を図４に示す。
＜実施例２＞
下引き層膜厚を４０μｍに成膜する以外は実施例１の感光体と同じ感光体を作製し、実施例１と同じ条件にて走行試験を行った。リーク欠陥の発生もなく、また残留電位の上昇も見られなかった。電気的特性、画質等の総合判定は良好と判定された。これらの評価結果を図４に示す。
【００８３】
これらの評価結果を図４に示す。
＜実施例３＞
９０×１０^-5Ａ／ｍ²の電流密度で逆電界を印加する以外は実施例２と同じ条件で走行試験を行った。リーク欠陥の発生もなく、また残留電位の上昇も見られなかった。電気的特性、画質等の総合判定は良好と判定された。これらの評価結果を図４に示す。
＜比較例１＞
下引き層膜厚を３μｍに成膜する以外は実施例１の感光体と同じ感光体を作製し、逆電界の印加を行わない動作（図５に示す従来のシーケンス）以外は実施例１と同じ条件にて走行試験を行った。残留電位の上昇は見られないもののリークが発生した。これらの評価結果を図４に示す。
＜比較例２＞
実施例１の感光体と同じ感光体を用い、逆電界の印加を行わないこと以外は実施例１と同じ条件にて走行試験を行った。リーク発生はないものの、残留電位の上昇が発生した。これらの評価結果を図４に示す。
＜比較例３＞
実施例２の感光体と同じ感光体を用い、逆電界の印加を行わないこと以外は実施例１と同じ条件にて走行試験を行った。リーク発生はないもの物の、顕著な残留電位の上昇が発生した。上記各比較例１〜３は電気的特性、画質等の総合判定は不良と判定された。
【００８４】
上記結果から明らかなように、実施例および比較例の逆電界を付与した実施例では残留電位が３５Ｖ（実施例２）以下に抑制され、リーク欠陥なし、総合判定合格であるのにたいし、逆電界を付与しない比較例では残留電位が大きく、電気的特性、画質等の総合判定不合格となっている。
【００８５】
【発明の効果】
本発明によれば、接触帯電装置を用いた場合においても、厚膜化による残留電位の上昇の抑制が可能となり、これにより厚膜化することで耐リーク性が向上、安定した電気特性が得られ、長期にわたり画質品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の画像形成装置の動作シーケンスである。
【図３】像担持体の電子写真感光体の構造例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例および比較例の性能テストの結果を示す表である。
【図５】従来の画像形成装置の動作シーケンスである。
【符号の説明】
１基体
２、４下引き層
３、３１、３２感光層
６像担持体
７電子写真感光体
８帯電装置（逆電界付与手段）
１０露光装置
１１現像装置
１２転写装置（逆電界付与手段）
１５定着装置
１９制御部（逆電界付与手段）
Ｆ用紙[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer, and the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Electrophotographic apparatuses have high speed and high printing quality and are used in copiers, laser beam printers, and the like. An image bearing member used in an electrophotographic apparatus has a photosensitive member formed on an aluminum substrate. The mainstream of this photoconductor is an organic photoconductor using an organic photoconductive material, and the configuration of the photoconductor is a function separation type in which a charge generation material is dispersed in a binder resin from a charge transfer type complex structure. And the performance has been improved. In the case of the function-separated type photoreceptor, at present, an undercoat layer is formed on an aluminum substrate, and a photosensitive layer of a charge generation layer and a charge transport layer is often formed thereon.
[0003]
Regarding the improvement of the repetition stability and environmental stability of the photoreceptor, it depends not only on the charge generation layer and the charge transport layer but also on the undercoat layer. ing. The undercoat layer also plays a large role in preventing image quality defects, and the undercoat layer is important for suppressing image quality defects caused by defects or stains on the substrate or coating defects or unevenness of the upper layer such as the charge generation layer. It is a functional layer.
[0004]
2. Description of the Related Art In recent years, in electrophotographic apparatuses, instead of corotrons, contact-type charging apparatuses that generate less ozone have been used. When a contact charging device is used, an electric pinhole is generated by a local high electric field applied to the photoconductor at the time of contact charging, and a leak (dielectric breakdown) occurs on the pinhole, which becomes an image quality defect. May appear.
[0005]
This pinhole may be caused by the above-mentioned coating film defect of the photosensitive layer. In addition, the conductive foreign matter generated from inside the electrophotographic apparatus may come into contact with the photoconductor or penetrate into the photoconductor. This may occur because the conductive path between the charging device and the image carrier base is easily formed. In a remarkable case, foreign matters such as carbon fiber and carrier powder mixed from other members in the electrophotographic apparatus and dust mixed in the electrophotographic apparatus pierce the photoreceptor and form a leak point from the contact charging device. In some cases.
[0006]
In order to solve such problems, the thickness of the undercoat layer of the photoreceptor is increased to cover the defects of the substrate and to obtain a stable electric property. A method of forming a coating on a substrate has been taken so far. That is, a method in which a conductive powder-dispersed conductive layer is formed on an aluminum substrate, and a subbing layer is further formed thereon. In this case, the base layer is concealed by the conductive layer, the resistance is adjusted, and the blocking function (also referred to as a function of preventing charge injection from the base into the photosensitive layer, also referred to as a charge injection control function) is provided by the undercoat layer. A conductive layer type undercoat layer).
[0007]
In addition, a method of applying a conductive powder dispersion layer having both a blocking function and a resistance adjustment function on a substrate and using it as an undercoat layer having both a blocking function and a resistance adjustment function (dispersion type undercoating). (Referred to as a pulling layer).
[0008]
As described above, the method of forming the undercoat layer requires the film thickness to be large and the film resistance to be high in order to ensure sufficient leak resistance, but the residual potential due to repeated use is required. It is difficult to obtain good electrical characteristics due to the rise of the temperature.
[0009]
Therefore, in order to avoid the above phenomenon, studies have been made on the constituent materials and physical properties of the undercoat layer, and electrophotographic photoreceptors having various undercoat layers have been proposed.
[0010]
For example, as a conventional electrophotographic photoreceptor, there is disclosed a technology including a subbing layer in which a dielectric constant controlling agent is blended to set a volume resistance and a dielectric constant within a predetermined range (for example, see Patent Document 1). ).
[0011]
Further, as a conventional organic photoreceptor having an undercoat layer, a technology including a binder resin, a charge transport material, a conductive fine powder and the like is disclosed (for example, see Patent Document 2).
[0012]
Furthermore, as a conventional electrophotographic photoreceptor having an undercoat layer, there is disclosed a technology including an undercoat layer having a predetermined volume resistance value, which is configured to include a green compact of acicular titanium oxide fine particles. (For example, see Patent Document 3).
[0013]
[Patent Document 1]
JP-A-61-206441
[Patent Document 2]
JP-A-1-113758
[Patent Document 3]
JP-A-7-84393
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, even with a conventional electrophotographic photoreceptor having an undercoat layer as described above, when used with a contact charging device, it is difficult to obtain sufficient image quality for the following reasons.
[0015]
That is, it is desirable that the thickness of the undercoat layer of the photoreceptor is large from the viewpoint of leak resistance for preventing the occurrence of leakage due to the occurrence of pinholes and the like.
[0016]
However, when the thickness of the undercoat layer containing the metal oxide fine particles and the binder resin is increased, the residual potential is likely to increase by repeated use. Although the detailed mechanism is not known, it is considered that this is caused by the accumulation of charges at the interface between the undercoat layer and the charge generation layer due to the electric field repeatedly applied to the photoconductor during image formation. When the residual potential rises, there is a problem that the stability of electrical characteristics and the leak resistance deteriorate, resulting in image quality defects.
[0017]
In order to obtain sufficient electrical characteristics, it is necessary to reduce the resistance of the undercoat layer. For this purpose, the undercoat layer is preferably thin. However, if the thickness is too small to reduce the resistance of the undercoat layer, the blocking property for preventing the injection of charges from the substrate to the photosensitive layer is weakened, the leak resistance is deteriorated, and fog (base stain) tends to occur. Become.
[0018]
As described above, there is a problem whether the undercoat layer is made thicker or thinner, and it is impossible to solve the problems of the residual potential, the stability of electric characteristics, and the leak resistance by improving only the undercoat layer. It is.
[0019]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an image forming apparatus that can solve the problems of increase in residual potential due to thickening and deterioration of electrical characteristics and leak resistance due to thinning, and obtain stable image quality. And
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The image forming apparatus of the present invention that solves the above-mentioned problem has an image carrier in which the surface is primarily charged while rotating, an electrostatic latent image is formed on the surface upon exposure, and a toner image is formed on the surface by development. An image forming apparatus for forming an image formed by a fixed toner image on a sheet by finally transferring and fixing the toner image formed on the surface of the image carrier on a predetermined sheet; In a non-image forming cycle except for an image forming cycle for forming a toner image on a body, a reverse electric field applying means for applying an electric field having a polarity opposite to the polarity of the primary charging to the image carrier is provided.
[0021]
In the image forming apparatus of the present invention, the rotating image carrier is primarily charged by a charging device, and is exposed to an exposure device to form an electrostatic latent image on the surface, and a toner image is formed on the surface by development, Finally, an image formed by a fixed toner image is formed on the sheet by transferring and fixing the sheet on the sheet. In a non-image forming cycle except for an image forming cycle in which a toner image is formed on the image carrier, a reverse electric field applying means applies an electric field having a polarity opposite to that of the primary charging to the image carrier, so that the image carrier is It is possible to suppress an increase in the residual potential due to repeated use of. This makes it possible to increase the thickness of the undercoat layer, thereby preventing the occurrence of leaks due to the generation of pinholes and the like, improving the leak resistance, and maintaining the image quality over a long period of time.
[0022]
The image carrier includes an electroconductive substrate, an undercoat layer containing metal oxide fine particles and a binder resin formed on the substrate, and an electron beam comprising a photosensitive layer formed on the undercoat layer. It is preferable that a photographic photoreceptor is provided.
[0023]
It is preferable that the electric field applying unit applies an electric field having a polarity opposite to the polarity of the primary charging to the entire surface of the image carrier on which a toner image is formed.
[0024]
The reverse electric field applying means applies an electric field having a polarity opposite to the polarity of the primary charging to the image carrier, so that the inflow current density I represented by the following formula is 15 × 10 ^-Five 90 × 10 ^-Five A / m ^Two 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the following current flows.
[0025]
I = A / (L × D)
I: Image carrier inflow current density (A / m ^Two )
A: Image carrier inflow current (A)
L: Effective width (m) in the reverse electric field application axial direction
D: Moving distance (m) of image carrier per time (1 sec)
The reverse electric field applying means preferably applies an electric field having a polarity opposite to a charging polarity to the image carrier by a transfer device for transferring an image onto the paper.
[0026]
The reverse electric field applying means preferably applies an electric field having a polarity opposite to the charging polarity to the image carrier by switching the electric field of a charging device for performing primary charging on the surface of the image carrier to a reverse polarity. .
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the image forming apparatus of the present invention will be described.
[0028]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an image forming apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus A includes a drum-shaped image carrier 6, and the image carrier 6 includes an electrophotographic photosensitive member 7 constituting an outer peripheral surface (electrophotographic photosensitive member). 7 will be described later). Around the image carrier 6, a charging device 8 for charging an electrophotographic photoconductor 7 of the image carrier, an exposure device 10 for the electrophotographic photoconductor 7, a developing device 11 for forming a toner image, and a toner image (Transfer device 12 for transferring to recording medium F in this example), cleaning device 13 for image carrier 1, erasing device 14, and fixing device 15 are arranged. The charging device 8 is supplied with power from a power supply unit 9, the exposure device 10 is supplied with exposure light from an exposure device 20 controlled by a control unit 17, the developing device 11 is supplied with power from a power supply unit 19, The transfer device 12 is supplied with power from a power supply 16, and the erase device 14 is supplied with power from a power supply 18. Each of the power supply units 9, 16, 18, 19, and 20 is controlled by the control unit 17.
[0029]
The surface of the image carrier 6 is primarily charged by the charging device 8 while rotating, and is exposed to the exposure device 10 to form an electrostatic latent image on the surface, and is developed by the developing device 11 to form a toner image on the surface. Then, the toner image formed on the surface of the image carrier 6 is transferred onto the sheet F by the transfer device 12 and fixed by the fixing device 15, so that a fixed toner image is formed on the sheet F.
[0030]
In this embodiment, in a non-image forming cycle except for an image forming cycle for forming a toner image on the image carrier 12, a residual electric potential is applied to the image carrier 6 by applying an electric field having a polarity opposite to the polarity of the primary charging. It is intended to suppress the rise.
[0031]
The charging device 8 may be a corotron or a contact-type charging device that contacts the electrophotographic photosensitive member 7. Note that the cleaning device 13 and the erasing device 14 are provided as necessary, and may be omitted.
[0032]
FIG. 2 is a sequence diagram showing the operation of the image forming apparatus. In the figure, a main motor (not shown) is controlled by a main motor control signal from a control unit 17 (see FIG. 1), and the image carrier 6 starts rotating when the main motor is turned on and stops when turned off. Similarly, the charging device 8 is turned on by the ON signal of the charger output control signal from the control unit 17, and the charging device 8 is turned off by the OFF signal. Similarly, the erase lamp is turned on by the ON signal of the erase lamp output control signal from the control unit 17, and the erase lamp is turned off by the OFF signal. Slightly after the main motor is turned on, the exposure unit 20 is turned on by the exposure start signal of the exposure control signal from the control unit 17 to start image formation, and is exposed by the exposure signal according to the exposure control signal, and is exposed by the exposure end signal. The device 20 is turned off, and the image formation ends. The period from the exposure start signal to the exposure end signal is referred to as an image forming cycle, and the period from ON to OFF of the main motor and other than the image forming cycle is referred to as a non-image forming cycle.
[0033]
As shown in FIG. 2, in the sequence shown in FIG. 2, a transfer bias control signal (level 1) is supplied to the transfer device 12 during the image forming cycle to transfer the image onto the sheet. (Level 2) and this is used as a signal for applying a reverse electric field. Thereby, at the same time as the completion of the image forming cycle, a reverse electric field applying means, in this embodiment, a reverse electric field is applied to the transfer device 12, and an electric field of the opposite polarity is applied to the entire surface of the image carrier 6 (the area where the toner image is formed). The reverse electric field is applied until the operation is completed (usually, one round of the image carrier 6 is sufficient).
[0034]
FIGS. 3A to 3F are cross-sectional views illustrating a configuration example of the electrophotographic photosensitive member 7.
[0035]
3A includes a conductive base 1, an undercoat layer 2 formed on the base 1, and a photosensitive layer 3 formed on the underlayer 2. As shown in FIG. In the configuration shown in FIG. 2B, the photosensitive layer 3 has a two-layer structure of a charge generation layer 31 and a charge transport layer 32. In the configuration shown in FIG. 3C, a protective layer 5 is provided on the photosensitive layer 3. In the configuration shown in FIG. 2D, the photosensitive layer 3 has a two-layer structure of a charge generation layer 31 and a charge transport layer 32, and a protective layer 5 is provided on the photosensitive layer 3. In the configuration shown in FIG. 3E, a second undercoat layer 4 is provided on the undercoat layer 2. In the configuration shown in FIG. 3F, a second undercoat layer 4 is provided on the undercoat layer 2, and the photosensitive layer 3 has a two-layer structure of a charge generation layer 31 and a charge transport layer 32. In the configuration shown in FIG. 3G, a second undercoat layer 4 is provided on the undercoat layer 2, and a protective layer 5 is provided on the photosensitive layer 3. In the configuration shown in FIG. 3H, a second undercoat layer 4 is provided on the undercoat layer 2, and the photosensitive layer 3 has a two-layer structure of a charge generation layer 31 and a charge transport layer 32. A protective layer 5 is provided on 3.
[0036]
The conductive substrate 1 may be a metal drum of aluminum, copper, iron, stainless steel, zinc, nickel or the like, or aluminum, copper, gold, silver, platinum, palladium, titanium on a sheet, paper, plastic or glass.・ Nickel-Chromium ・ Stainless Steel-Vapor deposition of metals such as copper and indium or conductive metal compounds such as indium oxide and tin oxide, or lamination of metal foil, and carbon black, indium oxide and tin oxide An antimony oxide powder, a metal powder, copper iodide, or the like is dispersed in a binder resin, and a conductive material is used by applying the dispersion. The shape of the conductive substrate is not limited to a drum shape, but may be a sheet shape or a plate shape. When the conductive substrate is a metal pipe, the surface may be a bare pipe, or a treatment such as mirror cutting, etching, anodic oxidation, rough cutting, centerless grinding, sand blasting, wet honing, etc. may be performed in advance. It may be.
[0037]
It is necessary that the undercoat layer 2 has an appropriate resistance in order to obtain leakage resistance. For this purpose, it is important to contain metal oxide fine particles to control the resistance of the undercoat layer. The volume resistance of the metal oxide fine particles and the binder resin can be controlled by appropriately selecting the types and the amounts of the metal oxide fine particles and the binder resin and further increasing the dispersibility of the metal oxide fine particles in the binder resin.
[0038]
The metal oxide fine particles used here are 10 ^Two -10 ¹¹ A powder resistance of about Ω · cm is required. Any metal oxide having a powder resistance in this range can be used, and among them, tin oxide, titanium oxide, zinc oxide, and metal oxide fine particles such as aluminum oxide having the above resistance are preferably used. Can be If the resistance value of the metal oxide fine particles is lower than the lower limit of the above range, sufficient leak resistance cannot be obtained, and if the resistance value is higher than the upper limit of this range, there is a concern that a residual potential rise may occur.
[0039]
Further, two or more kinds of metal oxide fine particles such as those having different surface treatments or those having different particle diameters can be used in combination.
[0040]
In the surface treatment of the metal oxide fine particles, the surface area of the metal oxide fine particles greatly affects the electrophotographic properties after the surface treatment. As metal oxide fine particles, the specific surface area is 10 m ^Two / G or more is preferably used. Specific surface area value is 10m ^Two If it is less than / g, there is a disadvantage that the chargeability is easily reduced and it is difficult to obtain good electrophotographic properties.
[0041]
Surface treatment with a coupling agent may be performed on the metal oxide fine particles. Any coupling agent can be used as long as the desired photoconductor characteristics can be obtained. Specific examples of the coupling agent include vinyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyl-tris (β-methoxyethoxy) silane, β- (3,4 epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyl Trimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) Silane coupling agents such as -γ-aminopropylmethylmethoxysilane, N, N-bis (β-hydroxyethyl) -γ-aminopropyltriethoxysilane, and γ-chloropropyltrimethoxysilane, but are not limited thereto. It is not done. These coupling agents can be used as a mixture of two or more kinds.
[0042]
As the surface treatment method of the metal oxide fine particles, any method can be used as long as it is a known method, but usually a dry method or a wet method can be used. When surface treatment is performed by a dry method, a coupling agent dissolved directly or in an organic solvent or water is dropped while stirring the metal oxide fine particles with a mixer having a large shear force, and sprayed together with dry air or nitrogen gas. By doing so, it is processed uniformly. The addition or spraying is preferably performed at a temperature of 50 ° C. or higher. After addition or spraying, baking can be performed at 100 ° C. or higher. Baking can be performed at any temperature and time within which desired electrophotographic characteristics can be obtained.
[0043]
In the dry method, the metal oxide fine particles can be heated and dried before the surface treatment with the coupling agent to remove the water adsorbed on the surface. By removing the surface adsorbed water before the treatment, the coupling agent can be uniformly adsorbed on the surface of the metal oxide fine particles. The metal oxide fine particles can be heated and dried while being stirred by a mixer or the like having a large shearing force.
[0044]
In the wet method, the metal oxide fine particles are stirred in a solvent, dispersed using an ultrasonic wave, a sand mill, an attritor, a ball mill, or the like, a coupling agent solution is added, and the mixture is stirred or dispersed. Is processed. After removing the solvent, baking can be performed at 100 ° C. or more. Baking can be performed at any temperature and time within which desired electrophotographic characteristics can be obtained. Also in the wet method, the surface adsorbed water can be removed before the metal oxide fine particles are subjected to the surface treatment with the coupling agent. This method of removing water adsorbed on the surface is carried out by a method of removing by stirring and heating in a solvent used for surface treatment, a method of removing by azeotropic distillation with the solvent, etc., in addition to the removal by heating and drying as in the dry method. You.
[0045]
It is essential that the amount of the surface treatment agent with respect to the metal oxide fine particles is an amount that can obtain desired electrophotographic characteristics. The electrophotographic characteristics are affected by the amount of metal oxide particles adhering after the surface treatment prescription, and the amount of adhesion is determined from the Si intensity in fluorescent X-ray analysis and the main metal element intensity of the metal oxide. The preferred Si intensity in the fluorescent X-ray analysis is 1.0 × 10 times the main metal element intensity of the metal oxide. ^-Five ~ 1.0 × 10 ^-3 Range. Below this range, image quality defects such as fogging tend to occur, and above this range, defects such as an increase in residual potential tend to occur.
[0046]
Examples of the binder resin of the coating liquid for forming the undercoat layer include an acetal resin such as polyvinyl butyral, a polyvinyl alcohol resin, casein, a polyamide resin, a cellulose resin, a gelatin, a polyurethane resin, a polyester resin, a methacryl resin, an acrylic resin, and a polyvinyl chloride resin. Known polymer resin compounds such as, polyvinyl acetate resin, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride resin, silicone resin, silicone-alkyd resin, phenol resin, phenol-formaldehyde resin, melamine resin, urethane resin, and charge transport property A charge transporting resin having a group or a conductive resin such as polyaniline can be used. Above all, a resin insoluble in the upper layer coating solvent is preferably used, and particularly, a phenol resin, a phenol-formaldehyde resin, a melamine resin, a urethane resin, an epoxy resin and the like are preferably used.
[0047]
The ratio of the metal oxide fine particles to the binder resin in the undercoat layer forming coating solution can be arbitrarily set as long as desired electrophotographic photosensitive member characteristics can be obtained.
[0048]
Various additives can be used in the coating liquid for forming the undercoat layer in order to improve electric characteristics, environmental stability, and image quality. Examples of the additives include quinone compounds such as chloranyl, bromoanil, and anthraquinone; tetracyanoquinodimethane compounds; and fluorenone compounds such as 2,4,7-trinitrofluorenone 2,4,5,7-tetranitro-9-fluorenone. , 2- (4-biphenyl) -5- (4-t-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole and 2,5-bis (4-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole Oxadiazole compounds such as 2,5 bis (4-diethylaminophenyl) 1,3,4 oxadiazole, xanthone compounds, thiophene compounds, 3,3 ′, 5,5′tetra-t-butyldiphenoxy Electron-transporting substances such as diphenoquinone compounds such as nonone; electron-transporting pigments such as polycyclic condensed and azo-based compounds; zirconium chelate compounds; and titanium Rate compounds, aluminum chelate compounds, titanium alkoxide compounds, organic titanium compounds, there can be used a known material such as a silane coupling agent. The silane coupling agent is used for the surface treatment of the metal oxide, but may be further used as an additive in the coating solution.
[0049]
Specific examples of the silane coupling agent used here include vinyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyl-tris (β-methoxyethoxy) silane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ- Glycidoxypropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (Aminoethyl) -γ-aminopropylmethylmethoxysilane, N, N-bis (β-hydroxyethyl) -γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane and the like. Examples of zirconium chelate compounds include zirconium butoxide, ethyl zirconium acetoacetate, zirconium triethanolamine, acetylacetonate zirconium butoxide, ethyl zirconium butoxide acetoacetate, zirconium acetate, zirconium oxalate, zirconium lactate, zirconium phosphonate, zirconium octoate, naphthene Zirconium acrylate, zirconium laurate, zirconium stearate, zirconium isostearate, zirconium butoxide methacrylate, zirconium butoxide stearate, zirconium butoxide isostearate, and the like.
[0050]
Examples of the titanium chelate compound include tetraisopropyl titanate, tetranormal butyl titanate, butyl titanate dimer, tetra (2-ethylhexyl) titanate, titanium acetylacetonate, polytitanium acetylacetonate, titanium octylene glycolate, titanium lactate ammonium salt, Titanium lactate, titanium lactate ethyl ester, titanium triethanol aminate, polyhydroxytitanium stearate and the like can be mentioned.
[0051]
Examples of the aluminum chelate compound include aluminum isopropylate, monobutoxyaluminum diisopropylate, aluminum butyrate, diethylacetoacetate aluminum diisopropylate, and aluminum tris (ethylacetoacetate).
[0052]
These compounds can be used alone or as a mixture or a polycondensate of a plurality of compounds.
[0053]
As a solvent for adjusting the coating liquid for forming the undercoat layer, a known organic solvent such as an alcohol, an aromatic, a halogenated hydrocarbon, a ketone, a ketone alcohol, an ether, and an ester may be used. You can choose. For example, methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, benzyl alcohol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve-acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate, dioxane, tetrahydrofuran, Usual organic solvents such as methylene chloride, chloroform, chlorobenzene, and toluene can be used.
[0054]
The solvent used for dispersing the metal oxide fine particles can be used alone or in combination of two or more. At the time of mixing, any solvent can be used as long as it can dissolve the binder resin as a mixed solvent.
[0055]
As a method for dispersing the metal oxide fine particles, a method such as a roll mill, a ball mill, a vibration ball mill, an attritor, a sand mill, a colloid mill, and a paint shaker can be used. Further, as an application method used when providing the undercoat layer, a usual method such as a blade coating method, a wire bar coating method, a spray coating method, a dip coating method, a bead coating method, an air knife coating method, a curtain coating method, etc. Can be used.
[0056]
The undercoat layer is formed on the conductive substrate by using the undercoat layer-forming coating liquid thus obtained.
[0057]
The undercoat layer preferably has a Vickers strength of 35 or more. The surface roughness of the undercoat layer is adjusted to １／ n (n is the refractive index of the upper layer) to λ of the exposure laser wavelength λ used to prevent moire images. Resin particles can be added to the undercoat layer for adjusting the surface roughness. Silicone resin particles, crosslinked PMMA resin particles, and the like can be used as the resin particles.
[0058]
Further, the undercoat layer can be polished for adjusting the surface roughness. As the polishing method, buffing, sand blasting, wet honing, grinding, or the like can also be used.
[0059]
Further, an intermediate layer may be provided between the undercoat layer and the photosensitive layer for the purpose of improving electrical characteristics, improving image quality, maintaining image quality, improving adhesiveness of the photosensitive layer, and the like. The intermediate layer is an acetal resin such as polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol resin, casein, polyamide resin, cellulose resin, gelatin, polyurethane resin, polyester resin, methacrylic resin, acrylic resin, polyvinyl chloride resin, polyvinyl acetate resin, polyvinyl chloride-vinyl acetate. -In addition to polymer resin compounds such as maleic anhydride resin, silicone resin, silicone alkyd resin, phenol-formaldehyde resin, melamine resin, etc., there are organometallic compounds containing zirconium, titanium, aluminum, manganese, silicon atoms, etc. . These compounds can be used alone or as a mixture or a polycondensate of a plurality of compounds. Among them, organometallic compounds containing zirconium or silicon are excellent in performance such as low residual potential, little potential change due to environment, and little potential change due to repeated use.
[0060]
Examples of silicon compounds include vinyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyl-tris (β-methoxyethoxy) silane, β- (3,4 epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γglycidoxypropyltrimethoxysilane, vinyl Triacetoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, -γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-amino Propylmethylmethoxysilane, N, N bis (β-hydroxyethyl) -γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane and the like.
[0061]
Of these, silicon compounds that are particularly preferably used are vinyltriethoxysilane and vinyltris ( ^Two -Methoxyethoxysilane), 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane-N-2- (aminoethyl) 3- Minopropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-31-aminopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, Silane coupling agents such as 3-chloropropyltrimethoxysilane are mentioned.
[0062]
Examples of the organic zirconium compound include zirconium butoxide, ethyl zirconium acetoacetate, zirconium triethanolamine, acetylacetonate zirconium butoxide, ethyl zirconium butoxide acetoacetate, zirconium acetate, zirconium oxalate, zirconium lactate, zirconium phosphonate, zirconium octoate, naphthene Zirconium acrylate, zirconium laurate, zirconium stearate, zirconium isostearate, zirconium butoxide methacrylate, zirconium butoxide stearate, zirconium butoxide isostearate, and the like.
[0063]
Examples of the organic titanium compound include tetraisopropyl titanate, tetranormal butyl titanate, butyl titanate dimer, tetra (2-ethylhexyl) titanate, titanium acetylacetonate, polytitanium acetylacetonate, titanium octylene glycolate, titanium lactate ammonium salt, Titanium lactate, titanium lactate ethyl ester, titanium triethanol aminate, polyhydroxytitanium stearate and the like can be mentioned.
[0064]
Examples of the organic aluminum compound include aluminum isopropylate, monobutoxyaluminum diisopropylate, aluminum butyrate, diethyl acetoacetate aluminum diisopropylate, and aluminum tris (ethyl acetoacetate).
[0065]
As described above, in the image forming apparatus of the present invention, an electric field having a polarity opposite to the charging polarity by the charging device 8 is applied to the image carrier 6 in the non-image forming cycle. However, when a reverse electric field is applied in the image forming cycle, the reverse charge injected from the photoreceptor surface is released in the charging cycle of the photoreceptor, causing an increase in dark decay, thereby deteriorating the image quality. It must be performed in a non-image forming cycle. The non-image forming cycle includes a cycle starting from the start-up of the apparatus when the power of the image forming apparatus is turned on, a cycle starting from a start-up before the image forming, an inter-image cycle between printing (transfer) of image forming, and image forming. Any of the cycles starting from the end of the operation end may be used. However, considering that the image forming speed is not affected, the reverse electric field is applied in the cycle starting from the end of the image forming operation end (see FIG. 2). It is desirable to apply the voltage.
[0066]
Further, since dark decay tends to increase due to the application of the reverse electric field, it is desirable to apply the reverse electric field while the charging device 8 is operated. After the application of the reverse electric field, it is desirable to perform a normal charging cycle for one or more rounds of the image carrier with the application of the reverse electric field turned off.
[0067]
The reverse electric field applying means is not particularly limited, such as a corotron, a charging roll, a charging brush, and a charging film. However, in a system for performing reversal development, the transfer electric field is applied by applying a reverse electric field to the normal charging means. It is most effective to use a charger and a power supply together in terms of grounding space and cost.
[0068]
The strength of the application of the reverse electric field is such that the current density I flowing into the photoconductor at the time of applying the reverse electric field is 15 × 10 ^-Five ~ 90 × 10 ^-Five A / m ^Two It is desirable that 15 × 10 ^-Five A / m ^Two If it is smaller than 90%, it is difficult to exert a sufficient residual potential rise suppressing function. ^-Five A / m ^Two If it is larger than this, it is not preferable because the reverse charge injected into the photoreceptor cannot be completely released, and the influence on the photoreceptor chargeability becomes large.
[0069]
Further, since the thickness of the outermost layer of the photoreceptor is abraded by rubbing with a cleaning blade or the like due to repeated use, it is also effective to vary the intensity of the reverse electric field applied with the decrease in the thickness. For example, the number of rotations of the photoconductor may be monitored, and the strength of the reverse electric field applied may be controlled in accordance with the number of rotations.
[0070]
In addition, the increase in the residual potential due to repeated use can be effectively suppressed by applying a reverse electric field, so that the undercoat layer can be set to a film thickness and resistance value range with more excellent leak resistance, so that higher leak resistance can be obtained. It is possible.
[0071]
The thickness of the undercoat layer can be set in the range of 5 to 50 μm, but is preferably in the range of 15 to 50 μm. When the film thickness is less than 5 μm, the effect of the intruding substance from the outside is difficult to be prevented, so that the film does not have sufficient leak resistance. On the other hand, if the thickness is more than 50 μm, it is difficult to form a uniform film, and even if a reverse electric field applying unit is used, the image quality is likely to be deteriorated due to an increase in the residual charge.
[0072]
As the undercoat layer resistivity, the volume resistivity is 10%. ⁶ -10 ¹³ It can be set in the range of Ω · cm. 10 ⁶ If it is smaller than Ω · cm, sufficient blocking properties cannot be obtained and fogging occurs, or sufficient leak resistance cannot be obtained and 10 ¹³ When it is larger than Ω · cm, the residual potential at the initial stage becomes high, and even if a reverse electric field applying means is employed, the suppression of the rise of the residual potential may be insufficient.
[0073]
As described above, in the image forming apparatus of the present invention, an electric field having a polarity opposite to the charging polarity by the charging device 8 is applied to the image carrier 6 in the non-image forming cycle. As the reverse electric field applying means, the transfer device (transfer roll) 12 is used as in the above embodiment, but the charging device 8 may be switched to the reverse polarity after the completion of the image forming cycle, or If necessary, a reverse electric field applying means may be separately provided.
[0074]
Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the image is transferred onto the sheet F between the image carrier 6 and the transfer device 12 that is in contact with the image carrier 6 has been described. However, the present invention is not limited thereto. The present invention can also be applied to an image forming apparatus in which an image is finally transferred to a transfer device via an intermediate transfer roll or an intermediate transfer belt.
[0075]
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
<Example 1>
First, metal oxide fine particles were prepared. 100 parts by weight of zinc oxide (Nano Tek ZnO, manufactured by C-I Kasei Corporation), 10 parts by weight of a toluene solution containing 10% by weight of N- (aminoethyl) -aminopropyltrimethoxysilane as a coupling agent, and 200 parts by weight of toluene The resulting mixture was refluxed for 2 hours while stirring. Thereafter, the pressure of the system was reduced to 10 mmHg to distill off toluene, and heat treatment was performed at 135 ° C. for 2 hours to obtain metal oxide fine particles B.
[0076]
Next, an electrophotographic photosensitive member was produced. After mixing 33 parts by weight of the metal oxide fine particles B, 6 parts by weight of blocked isocyanate (Sumidur 3175, manufactured by Sumitomo Bayern Urethane Co.) and 25 parts by weight of methyl ethyl ketone for 30 minutes, a butyral resin (BM-1, Sekisui Chemical Co., Ltd.) 5 parts by weight), 3 parts by weight of a silicone ball (Tospearl 120, manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.) and 0.01 part by weight of a leveling agent (silicone oil SH29PA, manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) were added to the above mixture, and the mixture was sand-milled. For 2 hours to obtain a coating solution for an intermediate layer. Further, the above coating solution is applied to the outer peripheral surface of a cylindrical aluminum substrate having a diameter of 84 mm, a length of 340 mm, and a thickness of 1 mm by a dip coating method, and dried and cured at 150 ° C. for 30 minutes to obtain a film having a thickness of 25 μm. A pull layer was formed.
[0077]
Next, the Bragg angle (2θ ± 0.2 °) of the X-ray diffraction spectrum using CuKα ray as a charge generating substance is at least 7.4 °, 16.6 °, 25.5 °, 28.3 °. A mixture comprising 15 parts by weight of gallium chloride phthalocyanine having a diffraction peak at a position, 10 parts by weight of a vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin (VMCH, manufactured by Nippon Unicar) as a binder resin, and 300 parts by weight of n-butyl alcohol was used. The mixture was dispersed in a sand mill for 4 hours to obtain a coating liquid for a charge generation layer. This coating solution was dip-coated on the intermediate layer and dried to form a 0.2 μm-thick charge generation layer.
[0078]
Further, 4 parts by weight of N, N'-diphenyl-N, N'-bis (3-methylphenyl)-[1,1 '] biphenyl-4,4'-diamine and bisphenol Z polycarbonate resin (molecular weight: 40,000) 6 parts by weight was added to and dissolved in 80 parts by weight of chlorobenzene to obtain a coating solution for a charge transport layer. This coating solution was applied on the charge generation layer, and dried at 130 ° C. for 40 minutes to form a charge transport layer having a thickness of 25 μm, thereby obtaining the intended electrophotographic photoreceptor 7 (see FIG. 3C). Structure).
[0079]
The following tests were performed using an image forming apparatus using the electrophotographic photosensitive member 7 as the image carrier 6. The image forming apparatus uses a Docu Center Color 500 made by FUJIXEROX in which the charging device 8 has been modified to a contact-type roll charger, and is a full-color, high-temperature, high-humidity (28 ° C., 80% RH) and low-temperature A running test of 20,000 sheets in total at a low humidity (10 ° C., 20% RH), for a total of 40,000 sheets, was performed.
[0080]
A voltage obtained by superimposing an AC component having a sine wave of 1300 Hz and an effective AC current of 2.0 mA on a negative DC component was applied to the contact-type charging roll. A transfer roll is used to apply the reverse electric field, and a positive polarity of 15 × 10 is applied during one rotation of the photosensitive member in the falling cycle of the end of the image forming operation in the sequence shown in FIG. ^-Five A / m ^Two An electric field was applied so that a current having a current density I of?
[0081]
Here, the current density I is expressed by the following equation.
[0082]
I = A / (L × D)
I: Image carrier inflow current density (A / m ^Two )
A: Image carrier inflow current (A)
L: Effective width (m) in the reverse electric field application axial direction
D: Moving distance (m) of image carrier per time (1 sec)
A running test of 20,000 sheets each in full color at high temperature and high humidity (28 ° C., 80% RH) and low temperature and low humidity (10 ° C., 20% RH) resulted in no occurrence of leak defects. No increase in the residual potential was observed. Comprehensive determination of electrical characteristics, image quality, etc. was determined to be good. FIG. 4 shows the evaluation results.
<Example 2>
A photoconductor was prepared in the same manner as the photoconductor of Example 1 except that the thickness of the undercoat layer was formed to be 40 μm, and a running test was performed under the same conditions as in Example 1. No leak defect occurred, and no increase in residual potential was observed. Comprehensive determination of electrical characteristics, image quality, etc. was determined to be good. FIG. 4 shows the evaluation results.
[0083]
FIG. 4 shows the evaluation results.
<Example 3>
90 × 10 ^-Five A / m ^Two A running test was performed under the same conditions as in Example 2 except that a reverse electric field was applied at a current density of. No leak defect occurred, and no increase in residual potential was observed. Comprehensive determination of electrical characteristics, image quality, etc. was determined to be good. FIG. 4 shows the evaluation results.
<Comparative Example 1>
A photoconductor similar to the photoconductor of Example 1 was prepared except that the thickness of the undercoat layer was formed to be 3 μm, and the operation was the same as that of Example 1 except for the operation without applying a reverse electric field (the conventional sequence shown in FIG. 5). A running test was performed under the same conditions. Although no increase in the residual potential was observed, leakage occurred. FIG. 4 shows the evaluation results.
<Comparative Example 2>
A running test was performed under the same conditions as in Example 1 except that the same photoconductor as in Example 1 was used and no reverse electric field was applied. Although no leakage occurred, the residual potential increased. FIG. 4 shows the evaluation results.
<Comparative Example 3>
A running test was performed under the same conditions as in Example 1 except that the same photoconductor as in Example 2 was used and no reverse electric field was applied. Although no leak occurred, a remarkable increase in residual potential occurred. In each of Comparative Examples 1 to 3, the overall determination of electrical characteristics, image quality, and the like was determined to be poor.
[0084]
As is evident from the above results, in the example in which the reverse electric field was applied to the example and the comparative example, the residual potential was suppressed to 35 V or less (Example 2), no leak defect was found, and the overall judgment passed. In the comparative example in which the reverse electric field was not applied, the residual potential was large, and the overall judgment of the electrical characteristics, image quality, etc. was rejected.
[0085]
【The invention's effect】
According to the present invention, even when a contact charging device is used, it is possible to suppress an increase in residual potential due to thickening of the film, thereby improving leakage resistance and obtaining stable electric characteristics by thickening the film. Therefore, the image quality can be maintained for a long time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an embodiment of an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 2 is an operation sequence of the image forming apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a structural example of an electrophotographic photosensitive member of an image carrier.
FIG. 4 is a table showing the results of performance tests of Examples and Comparative Examples of the present invention.
FIG. 5 is an operation sequence of the conventional image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Substrate
2,4 undercoat layer
3, 31, 32 photosensitive layer
6 Image carrier
7 Electrophotographic photoreceptor
8 Charging device (reverse electric field applying means)
10 Exposure equipment
11 Developing device
12 Transfer device (reverse electric field applying means)
15 Fixing device
19 control unit (reverse electric field applying means)
F paper

Claims

A toner image formed on the surface of the image carrier, the image carrier having a surface which is primarily charged while being rotated, receives an exposure, forms an electrostatic latent image on the surface, and forms a toner image on the surface by development; Is finally transferred and fixed on a predetermined sheet to form an image formed by a fixed toner image on the sheet, in an image forming apparatus,
A non-image forming cycle excluding an image forming cycle for forming a toner image on the image carrier, a reverse electric field applying means for applying an electric field having a polarity opposite to the polarity of the primary charging to the image carrier. Image forming apparatus.

The image carrier includes an electroconductive substrate, an undercoat layer containing metal oxide fine particles and a binder resin formed on the base, and a photosensitive layer formed on the undercoat layer. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a photographic photosensitive member.

2. The image according to claim 1, wherein the reverse electric field applying means applies an electric field having a polarity opposite to the polarity of the primary charging to the entire surface of the image carrier on which a toner image is formed. Forming equipment.

The reverse electric field applying means applies an electric field having a polarity opposite to the polarity of the primary charging to the image carrier, so that the inflow current density I represented by the following equation is 15 × 10 ⁻⁵ or more. ^2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a current of ^{90.times.10.sup.-5} A / m.sup.2 or less flows.
I = A / (L × D)
I: Image carrier inflow current density (A / m ² )
A: Image carrier inflow current (A)
L: Effective width (m) in the reverse electric field application axial direction
D: Moving distance (m) of image carrier per time (1 sec)

2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the reverse electric field applying unit applies an electric field having a polarity opposite to a charging polarity to the photosensitive layer by a transfer device that transfers an image onto the sheet.

The reverse electric field applying unit is configured to apply an electric field having a polarity opposite to a charging polarity to the photosensitive layer by switching an electric field of a charging device that performs primary charging on the surface of the image carrier to a reverse polarity. The image forming apparatus according to claim 1.