JP2005309073A - Image forming apparatus - Google Patents

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Masaharu Miura
正治 三浦
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus which maintains stable cleaning performance over a prolonged period of time while using a high durability (high strength and high wear resistance) photoreceptor, does not cause image deletion, and ensures a long operating life, high image quality and a low running cost. <P>SOLUTION: In the image forming apparatus, an image carrier has a photosensitive layer on a conductive support, when the image carrier is subjected to a hardness test with a Vickers square-pyramidal diamond indentor in an environment at 25°C and 50% RH, wherein the image carrier is indented under a maximum load of 6 mN, a universal hardness (UV) is 150-220 N/mm<SP>2</SP>and an elastic deformation ratio (We) is 40-65%, a charging means is a contact roller member, a microhardness of a surface of the contact charging roller member is 75 to <100°, and an Asker C hardness of the contact charging roller member is ≤40°. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子写真システムを用いて画像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に感光ドラムの表面上に残留する残留トナーを清掃する画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile that forms an image using an electrophotographic system, and more particularly to an image forming apparatus that cleans residual toner remaining on the surface of a photosensitive drum.

一般的に、複写機、プリンタ、ファクシミリのように画像を紙等の記録媒体に記録する画像形成装置では、画像を記録媒体に記録するシステムとして、電子写真システムが採用されている。電子写真システムは、表面に感光物質が塗布された感光ドラムを像担持体とする。まず、感光ドラムの表面が一様に帯電された後に、感光ドラムの表面にレーザ光が照射され、照射された部分と照射されなかった部分との間に電位差が与えられる。次に、現像剤に含まれる帯電したトナーが感光ドラムの表面に付着することによって、感光ドラムの表面上にトナー像が形成される。その後、そのトナー像が記録媒体に転写され、記録媒体上に画像が形成される。   In general, in an image forming apparatus that records an image on a recording medium such as paper such as a copying machine, a printer, and a facsimile, an electrophotographic system is employed as a system for recording the image on the recording medium. In an electrophotographic system, a photosensitive drum having a surface coated with a photosensitive material is used as an image carrier. First, after the surface of the photosensitive drum is uniformly charged, the surface of the photosensitive drum is irradiated with laser light, and a potential difference is given between the irradiated portion and the non-irradiated portion. Next, the charged toner contained in the developer adheres to the surface of the photosensitive drum, whereby a toner image is formed on the surface of the photosensitive drum. Thereafter, the toner image is transferred to a recording medium, and an image is formed on the recording medium.

感光ドラム表面を一様に帯電処理する手段としてはコロナ放電装置や接触帯電装置が一般に利用されている。コロナ放電装置は像担持体等の被帯電体面を所定の電位に一様に帯電処理する手段として有効なものであるが、高圧電源を必要とする、オゾンが発生する等の問題点を有している。接触帯電装置は電圧を印加した導電性帯電部材を被帯電体面に接触させることにより被帯電体面に電荷を直接に注入して所定の電位に帯電させるもので、電源の低圧化が図れる、オゾンの発生をみてもコロナ放電装置に比べ微量である、構成が簡素である、メンテナンスフリーである等の特徴を有している。   As means for uniformly charging the surface of the photosensitive drum, a corona discharge device or a contact charging device is generally used. The corona discharge device is effective as a means for uniformly charging the surface of an object to be charged such as an image carrier to a predetermined potential, but has problems such as requiring a high voltage power source and generating ozone. ing. The contact charging device is a device that directly injects electric charges into the surface of the object to be charged by bringing a conductive charging member to which a voltage is applied into contact with the surface of the object to be charged to a predetermined potential. Even if it sees generation | occurrence | production, it has the characteristics of being a trace amount compared with a corona discharge device, a structure being simple, and maintenance-free.

また、このような電子写真システムにおけるクリーニングとしては、感光ドラムの表面がトナー像形成用に何度も繰り返し使用されるため、記録媒体へのトナー像の転写後に、記録媒体に転写されずに感光ドラムの表面に残る残留トナーを十分に除去することが必要となる。残留トナーを除去する方法としては、従来から幾多の提案がなされているが、弾性材料からなるカウンターブレードであるクリーニングブレードを感光ドラムの表面に当接して、残留トナーをかき落とす方法が、低コストであり、電子写真システム全体を簡単でコンパクトな構成にでき、トナー除去効率も優れているので、広く実用化されている。クリーニングブレードの材料としては、高硬度でしかも弾性に富み、耐磨耗性や、機械的強度や、耐油性や、耐オゾン性などに卓越しているウレタンゴムが一般的に用いられている。   In such an electrophotographic system, since the surface of the photosensitive drum is repeatedly used for forming a toner image, after the toner image is transferred to the recording medium, it is not transferred to the recording medium. It is necessary to sufficiently remove the residual toner remaining on the surface of the drum. Many methods have been proposed for removing residual toner, but a method of scraping residual toner by contacting a cleaning blade, which is a counter blade made of an elastic material, with the surface of the photosensitive drum is low cost. Since the entire electrophotographic system can be made simple and compact and has excellent toner removal efficiency, it has been widely put into practical use. As a material for the cleaning blade, urethane rubber is generally used that has high hardness and high elasticity, and is excellent in wear resistance, mechanical strength, oil resistance, ozone resistance, and the like.

クリーニングブレードの物性や像担持体への当接の仕方は、転写残トナーの像担持体への付着度合いによるクリーニングのし易さや像担持体の表面性等にも大きく左右される。またトナー形状、粒径、材質などの物性によってもクリーニング性は大きく影響を受けるため、それに適したブレードを選択し、像担持体に対して適正な角度、当接荷重に設定する必要がある。実際のクリーニングブレードの選定や設定では、試行錯誤を繰り返して最適条件を見出しているのが現状である。   The physical properties of the cleaning blade and the manner of contact with the image carrier greatly depend on the ease of cleaning depending on the degree of adhesion of the transfer residual toner to the image carrier and the surface property of the image carrier. Also, the cleaning properties are greatly affected by the physical properties such as the toner shape, particle size, and material. Therefore, it is necessary to select a blade suitable for the properties and set an appropriate angle and contact load with respect to the image carrier. In the actual selection and setting of the cleaning blade, the present condition is that the optimum condition is found through repeated trial and error.

最近では、出力機器の高画質化、低ランニングコスト化等の要求が強まり、上記電子写真システムで用いられる像担持体である感光ドラムとしては、高分解能の必要性から、より感光層膜厚の薄いものが使用され、また、その上で、低ランニングコスト化のために、感光ドラム自身の寿命を長くする必要性から、感光体表面の電気的、機械的強度や耐磨耗性向上が図られている。   Recently, demands such as higher image quality and lower running cost of output devices have increased, and the photosensitive drum as an image carrier used in the electrophotographic system has a higher photosensitive layer thickness because of the necessity of high resolution. Thin ones are used, and in addition, in order to reduce the running cost, it is necessary to extend the life of the photosensitive drum itself, so that the electrical, mechanical strength and abrasion resistance of the photosensitive member surface can be improved. It has been.

しかしそのような感光ドラムを用いる画像形成装置には、以下のような課題が発生した。   However, an image forming apparatus using such a photosensitive drum has the following problems.

高強度、耐磨耗性の高い高耐久感光ドラムが使用されようになったため、特に感光層の表面磨耗量がテーバー磨耗試験器で2mg以下という耐磨耗性の非常に高い感光ドラムを使用する場合、感光ドラム表面が削れることによるリフレシュがされなくなり、帯電等での電気的ダメージや、放電生成物の付着等による表面劣化、クリーニングブレード等との摺擦による機械的ダメージ等が長期的に蓄積し、感光ドラム表面の滑り性(特に対クリーニングブレード)が低下しクリーニングブレードのビビリや鳴き、捲れ等が発生し易くなってくる。更に感光体表面が削れないため、放電生成物の除去が成されず、画像流れが発生してくるという問題点が生じた。そこでこの問題点を解決するためにこれまでに様々な手法が考えられてきた。   Since highly durable and highly durable photosensitive drums with high strength and high wear resistance have come to be used, use photosensitive drums with extremely high wear resistance, especially the surface abrasion amount of the photosensitive layer is 2 mg or less with a Taber abrasion tester. In this case, the surface of the photosensitive drum is not refreshed and electrical damage due to charging, surface deterioration due to adhesion of discharge products, mechanical damage due to rubbing with a cleaning blade, etc. accumulates over a long period of time. However, the slipping property (especially the cleaning blade) on the surface of the photosensitive drum is lowered, and the cleaning blade is liable to be chattered, squealed, or squeezed. Further, since the surface of the photosensitive member cannot be scraped, the discharge product is not removed, and there is a problem in that image flow occurs. Therefore, various methods have been considered so far to solve this problem.

例えばヒーターによる加熱で水分吸着による感光体表面の低抵抗化を防ぎ画像流れを防止するという手法がある(特許文献1参照)。しかしながらヒーターを設けることは熱制御手段等も必要となりその構成が煩雑化するのみならず、特に複写機、プリンタの小型化、パーソナル化の中でヒーターを用いると、システムが複雑になってしまう。また、ヒーターの昇温には一定の時間を要し、電源を入れてからプリントするまでの時間(ウォームアップタイム)が長く、そのための消費電力を要する。また、感光体が加熱されて、トナーのTG温度(ガラス転移温度)近くまで昇温されると、感光体表面にトナーが固着してしまう。という種々の問題が発生する。また別の手法として、弾性ローラにより感光体表面を摺擦してコロナ生成物を取り除く方法等が考えられている(特許文献2参照)。この方法では、摺擦力は十分に発揮されるが、感光ドラム表面からかきとり、自身に付着したトナーは更に他の手段でかきとらないと、いつまでもローラに付着しているため、感光ドラムとローラ間で摺擦を繰り返すことにより、融着を起こしてしまう。また逆に、十分にローラ表面からのかきとりが成されて、転写残トナーが少な過ぎる場合、感光ドラム表面に対してローラ表面が直接接触、摺擦されて感光ドラム表面が傷ついてしまうことがあった。
実公平1−34205号公報 特開昭61−100780号公報
For example, there is a method of preventing image flow by preventing a reduction in resistance of the surface of the photoreceptor due to moisture adsorption by heating with a heater (see Patent Document 1). However, the provision of a heater necessitates a heat control means and the like, which not only complicates the configuration, but also makes the system complicated if the heater is used especially in the miniaturization and personalization of copying machines and printers. Moreover, a certain time is required for raising the temperature of the heater, and the time (warm-up time) from when the power is turned on until printing is long, and power consumption for that is required. Further, when the photosensitive member is heated to a temperature close to the TG temperature (glass transition temperature) of the toner, the toner adheres to the surface of the photosensitive member. Various problems occur. As another method, a method of removing the corona product by rubbing the surface of the photoreceptor with an elastic roller is considered (see Patent Document 2). In this method, the rubbing force is sufficiently exerted, but since the toner scraped off from the surface of the photosensitive drum and adhering to itself is not further scraped off by other means, it is adhered to the roller forever. Repeated rubbing between them causes fusion. Conversely, if the roller surface is sufficiently scraped and the transfer residual toner is too small, the surface of the photosensitive drum may be damaged by direct contact and rubbing against the surface of the photosensitive drum. It was.
No. 1-334205 JP-A-61-100780

本発明は上記問題を解決するものであって、高耐久(高強度、高耐磨耗性)感光体を用いながらも長期に渡り安定したクリーニング性能を保ち、また画像流れも発生させず、高寿命、高画質、低ランニングコストの画像形成装置を提供することを目的としている。   The present invention solves the above-mentioned problems, and maintains a stable cleaning performance for a long period of time while using a highly durable (high strength, high wear resistance) photosensitive member, and does not cause image flow, and has a high An object of the present invention is to provide an image forming apparatus having a long life, high image quality and low running cost.

上記目的は本発明の下記の構成を特徴とする画像形成装置により達成される。   The above object is achieved by an image forming apparatus having the following configuration according to the present invention.

(1)少なくとも、像担持体、帯電手段、画像露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段を有する画像形成装置において、
該像担持体が導電性支持体上に感光層を有し、該像担持体に25℃、湿度50%RHの環境下でビッカース四角錘ダイヤモンド圧子を用いて硬度試験を行い、最大荷重6mNで押し込んだ時のユニバーサル硬さ値(HU)が150N/mm2以上220N/mm2以下であり、かつ弾性変形率(We)が40%以上65%以下である像担持体であって、
該帯電手段が接触式ローラ部材であり、該接触式帯電ローラ部材の表面のマイクロ硬度が75度以上100度未満であって、該接触式帯電ローラ部材のアスカーC硬度が40度以下であることを特徴とする画像形成装置。
(1) In an image forming apparatus having at least an image carrier, a charging unit, an image exposing unit, a developing unit, a transfer unit, and a cleaning unit,
The image carrier has a photosensitive layer on a conductive support, and the image carrier is subjected to a hardness test using a Vickers square pyramid diamond indenter in an environment of 25 ° C. and a humidity of 50% RH, with a maximum load of 6 mN. An image carrier having a universal hardness value (HU) of 150 N / mm 2 or more and 220 N / mm 2 or less when pressed and an elastic deformation rate (We) of 40% or more and 65% or less,
The charging means is a contact type roller member, the micro hardness of the surface of the contact type charging roller member is 75 degrees or more and less than 100 degrees, and the Asker C hardness of the contact type charging roller member is 40 degrees or less. An image forming apparatus.

(2)前記接触式帯電ローラ部材の表面が方向性のある表面粗さを有し、該方向性を前記像担持体との当接部において、該像担持体の回転方向に対し逆目となるようにしたことを特徴とする(1)に記載の画像形成装置。   (2) The surface of the contact-type charging roller member has a directional surface roughness, and the directionality is opposite to the rotation direction of the image carrier at the contact portion with the image carrier. The image forming apparatus according to (1), wherein the image forming apparatus is configured as described above.

(3)前記接触式帯電ローラ部材と前記像担持体との当接部の幅が3mm以上10mm以下であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の画像形成装置。   (3) The image forming apparatus according to (1) or (2), wherein a width of a contact portion between the contact-type charging roller member and the image carrier is 3 mm or more and 10 mm or less.

(4)前記接触式帯電ローラ部材の表面粗さが、10点平均粗さで10μm以上100μm以下であることを特徴とする(2)又は(3)に記載の画像形成装置。   (4) The image forming apparatus according to (2) or (3), wherein a surface roughness of the contact-type charging roller member is 10 μm or more and 100 μm or less in terms of a 10-point average roughness.

(5)前記接触式帯電ローラ部材の表面層には無機微紛体が含有されていることを特徴とする(1)〜(4)の何れかに記載の画像形成装置。   (5) The image forming apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the surface layer of the contact-type charging roller member contains an inorganic fine powder.

(6)前記接触式帯電ローラ部材と前記像担持体が、互いの回転軸が交差するように配置されていることを特徴とする(1)〜(5)の何れかに記載の画像形成装置。   (6) The image forming apparatus according to any one of (1) to (5), wherein the contact-type charging roller member and the image carrier are arranged so that their rotational axes intersect. .

本発明によれば、クリーニングの難しい高硬度感光体を使用しても、長期にわたり画像流れやクリーニングブレードのビビリ、鳴き、捲れ等の発生しない安定した画像形成を行えるという効果を有する。   According to the present invention, even when a high-hardness photosensitive member that is difficult to clean is used, there is an effect that stable image formation can be performed without causing image flow or chattering, squeaking, or blurring of the cleaning blade over a long period of time.

本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置の実施形態について、図を用いて説明する。図1は本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。   Embodiments of a cleaning device and an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the present embodiment.

[全体構成]
図1に示す画像形成装置1は電子写真方式のカラー複写機であって、図示しないコンピュータ等から送られた画像信号に従って記録媒体Sに画像を形成するものである。画像形成装置1の像担持体2は有機感光体(OPC)等の感光材料をアルミニウムなどのシリンダー状の支持体の外周面に塗布して形成している。
[overall structure]
An image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is an electrophotographic color copying machine, and forms an image on a recording medium S in accordance with an image signal sent from a computer (not shown). The image carrier 2 of the image forming apparatus 1 is formed by applying a photosensitive material such as an organic photoreceptor (OPC) to the outer peripheral surface of a cylindrical support such as aluminum.

像担持体2は、例えば200mm/secの周速度で回転駆動しつつ、接触帯電手段としての帯電手段3によって暗部電位VDとして約−600Vに一様帯電される。次にこれにレーザ発振器4が画像情報に応じてON/OFF制御されたレーザービーム5を走査露光し、像担持体2上に明部電位VLとして約−200Vの静電潜像が形成される。   The image carrier 2 is uniformly charged to about −600 V as the dark portion potential VD by the charging unit 3 as the contact charging unit while being rotationally driven at a peripheral speed of, for example, 200 mm / sec. Next, the laser oscillator 4 scans and exposes the laser beam 5 which is ON / OFF controlled according to the image information, and an electrostatic latent image of about −200 V is formed on the image carrier 2 as the bright portion potential VL. .

このように形成された静電潜像は、回転現像装置6によって現像剤であるトナーにより現像され、可視化される。この回転現像装置6は第一色目のトナーとしてイエロートナーが内包された第一の現像装置6y、第二色目のトナーとしてマゼンタトナーが内包された第二の現像装置6m、第三色目のトナーとしてシアントナーが内包された第三の現像装置6c、第四色目のトナーとしてブラックトナーが内包された第四の現像装置6kを一体化した構成となっている。   The electrostatic latent image formed in this way is developed with toner as a developer by the rotary developing device 6 and visualized. The rotary developing device 6 includes a first developing device 6y including yellow toner as a first color toner, a second developing device 6m including magenta toner as a second color toner, and a third color toner. The third developing device 6c containing cyan toner and the fourth developing device 6k containing black toner as the fourth color toner are integrated.

まず前記第一の静電潜像は、第一色目のトナーとしてイエロートナーが内包された第一の現像装置6yによって現像、可視像化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、二成分現像法、FEED現像法等が用いられ、イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。本実施形態においては非磁性トナーによる二成分現像法を用いている。   First, the first electrostatic latent image is developed and visualized by a first developing device 6y containing yellow toner as a first color toner. As a developing method, a jumping developing method, a two-component developing method, a FEED developing method or the like is used, and image exposure and reversal development are often used in combination. In this embodiment, a two-component development method using a non-magnetic toner is used.

可視像化された第一色目のトナー像は、回転駆動される第二の像担持体としての中間転写体7と対向する第一の転写部位7aにおいて、中間転写体7の表面に静電転写(一次転写)される。中間転写体7は導電性弾性層と離型性を有する表層とから形成され、搬送可能な最大記録媒体の長さよりも若干長い周長を有し、前記像担持体2に対して所定の押圧力を以って圧接されつつ、像担持体2の周速度と略等速の周速度を以って像担持体2の回転方向に対して逆方向(即ち接触部位では同方向)に回転駆動される。   The visualized first color toner image is electrostatically applied to the surface of the intermediate transfer member 7 at the first transfer portion 7a facing the intermediate transfer member 7 as a second image carrier to be rotated. Transferred (primary transfer). The intermediate transfer member 7 is formed of a conductive elastic layer and a surface layer having releasability, and has a circumferential length slightly longer than the length of the maximum recording medium that can be conveyed. While being pressed by pressure, it is driven to rotate in a direction opposite to the rotation direction of the image carrier 2 (that is, in the same direction at the contact portion) with a circumferential speed substantially equal to the peripheral speed of the image carrier 2. Is done.

中間転写体7がシリンダー部に高圧電源7cによって、トナーの帯電極性とは逆極性の電圧(一次転写バイアス)が印加されることにより、中間転写体7表面にトナー像が一次転写される。一次転写が終了した像担持体2表面に残留したトナーは、後述するクリーニング装置8によって除去される。続いて前記工程を各色について繰り返し、中間転写体7上に四色のトナー像を転写、重畳する。   The intermediate transfer member 7 is primarily transferred onto the surface of the intermediate transfer member 7 by applying a voltage (primary transfer bias) having a polarity opposite to the charging polarity of the toner to the cylinder portion by the high voltage power source 7c. The toner remaining on the surface of the image carrier 2 after the primary transfer is removed by a cleaning device 8 described later. Subsequently, the above process is repeated for each color, and four color toner images are transferred and superimposed on the intermediate transfer member 7.

カセット9には記録媒体Sが積載されており、ピックアップローラ10によって一枚ずつに分離給送され、レジストローラ対11によって斜行を矯正された後に、転写部位7bに到達する。そこで中間転写体7表面に対して離間状態にあった転写ベルト12が所定の押圧力を以って中間転写体7表面に圧接、回転駆動される。転写ベルト12はバイアスローラ12a、テンションローラ12bによって張架されており、バイアスローラ12aには高圧電源12cによってトナーの帯電極性とは逆極性の電圧(二次転写バイアス)が印加されている。   The recording medium S is loaded on the cassette 9 and is separated and fed one by one by the pickup roller 10. After the skew is corrected by the registration roller pair 11, the cassette 9 reaches the transfer portion 7 b. Accordingly, the transfer belt 12 that is in a separated state with respect to the surface of the intermediate transfer member 7 is pressed against and rotated by the surface of the intermediate transfer member 7 with a predetermined pressing force. The transfer belt 12 is stretched by a bias roller 12a and a tension roller 12b, and a voltage (secondary transfer bias) having a polarity opposite to the charging polarity of the toner is applied to the bias roller 12a by a high voltage power source 12c.

これにより第二の転写部位7bに所定のタイミングで搬送されてきた記録媒体表面に中間転写体7上のトナー像が一括転写(二次転写)され、その後定着手段14に送られて熱と圧力を加えられることにより画像を定着した後に、排出ローラ対15によって機外に排出される。二次転写が終了した中間転写体7の表面に残留したトナーは、所定のタイミングで中間転写体7表面に当接状態となる中間転写体クリーニング装置13により除去される。   As a result, the toner image on the intermediate transfer body 7 is batch transferred (secondary transfer) onto the surface of the recording medium that has been conveyed to the second transfer portion 7b at a predetermined timing, and is then sent to the fixing means 14 for heat and pressure. After the image is fixed by being added, the paper is discharged out of the apparatus by the discharge roller pair 15. The toner remaining on the surface of the intermediate transfer body 7 after the secondary transfer is completed is removed by the intermediate transfer body cleaning device 13 that comes into contact with the surface of the intermediate transfer body 7 at a predetermined timing.

[像担持体]
本発明に用いる像担持体である感光体について以下に説明する(以下、像担持体を感光体、もしくは感光ドラムと称す。)。
[Image carrier]
A photoconductor that is an image carrier used in the present invention will be described below (hereinafter, the image carrier is referred to as a photoconductor or a photosensitive drum).

本発明に使用される感光体は、少なくても表面層が重合或いは架橋し、硬化させた化合物を含有している電子写真感光体であることが好ましく、その硬化手段としては熱や可視光、紫外線等の光、更に放射線を用いることができる。従って本発明における表面層を形成するには、表面層用の重合或いは架橋し硬化させることができる化合物を融解、含有している塗布溶液を用い、浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、カーテンコーティング法、スピンコーティング等により塗工し、これを前記した硬化手段により硬化するという手順となる。感光体を効率よく大量生産するには浸漬コーティング法が最良であり、本発明においても浸漬コーティング法を用いることが好ましい。   The photoconductor used in the present invention is preferably an electrophotographic photoconductor containing a compound in which at least the surface layer is polymerized or cross-linked and cured, and the curing means is heat or visible light, Light such as ultraviolet rays and further radiation can be used. Therefore, in order to form a surface layer in the present invention, a coating solution containing a compound that can be polymerized or crosslinked and cured for the surface layer and melted is used, a dip coating method, a spray coating method, a curtain coating method, The procedure is such that coating is performed by spin coating or the like, and this is cured by the above-described curing means. The dip coating method is the best for efficient mass production of photoreceptors, and the dip coating method is also preferably used in the present invention.

本発明に用いる感光体の構成は、例えば外径約62mmの導電性支持体上に、電荷発生物質と電荷輸送物質の双方を同一の層に含有する層構成の単層型、或いは電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層を、この順に、又は逆の順に積層した構成の積層型の何れかである。更に、前記感光層上に表面保護層を形成することも可能である。本発明は、少なくても感光体の表面層が、熱や可視光、紫外線等の光、更に放射線により重合或いは架橋し硬化させることができる化合物を含有してことが好ましい。但し、感光体としての特性、特に残留電位など電気的特性及び耐久性の点より電荷発生層/電荷輸送層を、この順に積層した機能分離型の感光体構成、又は、この構成で積層された感光層上に表面保護層を形成した構成が好ましい。   The structure of the photoreceptor used in the present invention is, for example, a single layer type in which both a charge generation material and a charge transport material are contained in the same layer on a conductive support having an outer diameter of about 62 mm, or a charge generation material. The charge generation layer containing a charge transport layer and the charge transport layer containing a charge transport material are either stacked in this order or in the reverse order. Furthermore, a surface protective layer can be formed on the photosensitive layer. In the present invention, it is preferable that at least the surface layer of the photoreceptor contains a compound that can be polymerized or crosslinked and cured by heat, light such as visible light, ultraviolet light, or radiation. However, from the viewpoint of characteristics as a photoreceptor, particularly electrical characteristics such as residual potential and durability, a charge generation layer / charge transport layer is laminated in this order, or a functionally separated photoreceptor is laminated in this structure. A configuration in which a surface protective layer is formed on the photosensitive layer is preferable.

本発明において、表面層の重合或いは架橋させる化合物の硬化法は、感光体特性の劣化が無く、残留電位の上昇が起こらず、十分な硬度を示すことができる点で、放射線を用いることが好適である。   In the present invention, it is preferable to use radiation because the surface layer is polymerized or the compound to be crosslinked is cured without causing deterioration of the photoreceptor characteristics, without increasing the residual potential, and exhibiting sufficient hardness. It is.

この際、使用する放射線とは電子線及びガンマ線である。電子線を照射する場合、加速器としてスキャニング型、エレクトロンカーテン型、ブロードビーム型、パルス型及びミーナ型等の何れの形式も使用することができる。電子線を照射する場合に、本発明に用いる感光体において、良好な電気特性、及び耐久性能を発現する上で、その照射条件は、加速電圧は250kV以下が好ましく、最適には150kV以下である。また照射線量は好ましくは10kGyから1000kGyの範囲、より好ましくは30kGyから500kGyの範囲である。電子線を用いる場合の加速電圧を上記の範囲内とすることにより、感光体特性に対する電子線照射のダメージを抑えつつ、表面層を十分に硬化することができる。   At this time, the radiation used is an electron beam and a gamma ray. In the case of irradiating an electron beam, any type such as a scanning type, an electron curtain type, a broad beam type, a pulse type, and a minor type can be used as an accelerator. In the case of irradiating an electron beam, in the photoreceptor used in the present invention, the acceleration condition is preferably 250 kV or less, and optimally 150 kV or less, in order to develop good electrical characteristics and durability. . The irradiation dose is preferably in the range of 10 kGy to 1000 kGy, more preferably in the range of 30 kGy to 500 kGy. By setting the acceleration voltage in the case of using an electron beam within the above range, the surface layer can be sufficiently cured while suppressing the damage of the electron beam irradiation on the characteristics of the photoreceptor.

重合或いは架橋し硬化させることのできる表面層用化合物としては、反応性の高さ、反応速度の速さ、硬化後に達成される硬度の高さの点から、分子内に不飽和重合性官能基を持つものが好ましく、更にその中でもアクリル基、メタクリル基、及びスチレン基を持つ化合物が特に好ましい。   The compound for the surface layer that can be polymerized or crosslinked and cured includes an unsaturated polymerizable functional group in the molecule from the viewpoint of high reactivity, high reaction rate, and high hardness achieved after curing. Among them, compounds having an acrylic group, a methacryl group, and a styrene group are particularly preferable.

本発明における不飽和重合性官能基を有する化合物とは、その構成単位の繰り返しより、モノマーとオリゴマーに大別される。モノマーとは、不飽和重合性官能基を有する構造単位の繰り返しが無く、比較的分子量の小さいものを示し、オリゴマーとは不飽和重合性官能基を有する構造単位の繰り返し数が2〜20程度の重合体である。また、ポリマー又はオリゴマーの末端のみに不飽和重合性官能基を有するマクロノマーも本発明の表層用の硬化性化合物として使用可能である。   The compound having an unsaturated polymerizable functional group in the present invention is roughly classified into a monomer and an oligomer based on repetition of the structural unit. The monomer means that the structural unit having an unsaturated polymerizable functional group is not repeated, and indicates a relatively small molecular weight, and the oligomer is a structural unit having an unsaturated polymerizable functional group having about 2 to 20 repeating units. It is a polymer. Moreover, the macronomer which has an unsaturated polymerizable functional group only in the terminal of a polymer or an oligomer can also be used as a curable compound for the surface layer of this invention.

また本発明における不飽和重合性官能基を有する化合物は、表面層として必要な電荷輸送機能を満足するために、電荷輸送化合物であると更に好ましい。中でも、正孔輸送機能を持った不飽和重合性化合物であることが更に好ましい。   Further, the compound having an unsaturated polymerizable functional group in the present invention is more preferably a charge transport compound in order to satisfy a charge transport function necessary for the surface layer. Among these, an unsaturated polymerizable compound having a hole transport function is more preferable.

次に本発明による電子写真感光体の感光層について説明する。   Next, the photosensitive layer of the electrophotographic photoreceptor according to the present invention will be described.

電子写真感光体の支持体としては導電性を有するものであれば良く、例えばアルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛及びステンレス等の金属や合金をドラム又はシート状に形成したもの、アルミニウム及び銅等の金属箔をプラスチックフィルムにラミネートしたもの、アルミニウム、酸化インジウム及び酸化錫等をプラスチックフィルムに蒸着したもの、導電性物質を単独又は結着樹脂と共に塗布して導電層を設けた金属、又はプラスチックフィルム及び紙等が挙げられる。   The support for the electrophotographic photosensitive member may have any conductivity, such as aluminum, copper, chromium, nickel, zinc and stainless steel or alloys formed in a drum or sheet, aluminum and copper, etc. A metal film laminated with a plastic film, aluminum, indium oxide, tin oxide or the like deposited on a plastic film, a metal with a conductive layer applied alone or with a binder resin, or a plastic film And paper.

本発明においては、導電性支持体の上にはバリアー機能と接着機能を持つ下引き層を設けることができる。   In the present invention, an undercoat layer having a barrier function and an adhesive function can be provided on the conductive support.

下引き層は、感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体の保護、支持体上の欠陥の被覆、支持体からの電荷注入性改良、また感光層の電気的破壊に対する保護等のために形成される。下引き層の材料としてはポリビニルアルコール、ポリ−N−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、カゼイン、ポリアミド、N−メトキシメチル化6ナイロン、共重合ナイロン、にかわ及びゼラチン等が使用可能である。これらはそれぞれに適した溶剤に溶解されて支持体上に塗布される。その際の膜厚としては0.1〜2μmが好ましい。   The undercoat layer is used for improving the adhesion of the photosensitive layer, improving the coatability, protecting the support, covering defects on the support, improving the charge injection from the support, and protecting the photosensitive layer from electrical breakdown. Formed for. Materials for the undercoat layer include polyvinyl alcohol, poly-N-vinylimidazole, polyethylene oxide, ethyl cellulose, ethylene-acrylic acid copolymer, casein, polyamide, N-methoxymethylated 6 nylon, copolymer nylon, glue, gelatin, etc. Can be used. These are dissolved in a solvent suitable for each and coated on a support. The film thickness at that time is preferably 0.1 to 2 μm.

本発明の感光体が機能分離型の感光体である場合は電荷発生層及び電荷輸送層を積層する。電荷発生層に用いる電荷発生物質としては、セレン−テルル、ピリピウム、チアピリリウム系染料、また各種の中心金属及び結晶系、具体的には例えばα、β、γ、ε及びX型等の結晶型を有するフタロシアニン系化合物、アントアントロン顔料、ジベンズピレンキノン顔料、ピラントロン顔料、トリスアゾ顔料、ジスアゾ顔料、モノアゾ顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔料、非対称キノシアニン顔料、キノシアニン及び特開昭54−143645号公報に記載のアモルファスシリコン等が挙げられる。   When the photoreceptor of the present invention is a function separation type photoreceptor, a charge generation layer and a charge transport layer are laminated. Examples of the charge generation material used in the charge generation layer include selenium-tellurium, pyripium, thiapyrylium dyes, various central metals and crystal systems, specifically crystal types such as α, β, γ, ε, and X types. Phthalocyanine compounds, anthanthrone pigments, dibenzpyrenequinone pigments, pyranthrone pigments, trisazo pigments, disazo pigments, monoazo pigments, indigo pigments, quinacridone pigments, asymmetric quinocyanine pigments, quinocyanines, and JP-A No. 54-143645 Examples include amorphous silicon.

機能分離型感光体の場合、電荷発生層は前記電荷発生物質を質量基準で0.3〜4倍量の結着樹脂及び溶剤と共にホモジナイザー、超音波分散、ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、アトライター及びロールミルなどの手段でよく分散し、分散液を塗布し、乾燥させて形成されるか、又は前記電荷発生物質の蒸着膜等、単独組成の膜として形成される。その膜厚は5μm以下であることが好ましく、特に0.1〜2μmの範囲内であることが好ましい。   In the case of a function-separated type photoconductor, the charge generation layer comprises the charge generation material 0.3 to 4 times the binder resin and solvent on a mass basis, a homogenizer, an ultrasonic dispersion, a ball mill, a vibration ball mill, a sand mill, an attritor, and the like. The film is well dispersed by means such as a roll mill, and is formed by applying a dispersion and drying, or formed as a single composition film such as a vapor deposition film of the charge generation material. The film thickness is preferably 5 μm or less, and particularly preferably in the range of 0.1 to 2 μm.

結着樹脂としては、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン等のビニル化合物の重合体及び共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリウレタン、セルロース樹脂、フェノール樹脂、メラニン樹脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。   As binder resin, polymers and copolymers of vinyl compounds such as styrene, vinyl acetate, vinyl chloride, acrylic acid ester, methacrylic acid ester, vinylidene fluoride, trifluoroethylene, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, polycarbonate, polyester , Polysulfone, polyphenylene oxide, polyurethane, cellulose resin, phenol resin, melanin resin, silicon resin, epoxy resin and the like.

本発明における前記不飽和重合性官能基を有する正孔輸送性化合物は、前述した電荷発生層上に、電荷輸送層として、若しくは電荷発生層上に電荷輸送層と結着樹脂からなる電荷輸送層を形成した後に、表面保護層に用いることもできる。   The hole transporting compound having an unsaturated polymerizable functional group in the present invention is a charge transport layer comprising a charge transport layer and a binder resin on the charge generation layer, as a charge transport layer, or on the charge generation layer. After forming, it can also be used for the surface protective layer.

表面保護層に用いた場合、その下層にあたる電荷輸送層は適当な電荷輸送物質、例えばポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリスチルアントラセン等の複素環や縮合多環芳香族を有する高分子化合物や、ピラゾリン、イミダゾール、オキサドール、トリアゾール、カルバゾール等の複素環化合物、トリフェニルアミン等のトリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、N−フェニルカルバゾール誘導体、スチルベン誘導体、ヒドラゾン誘導体等の低分子化合物等を適当な結着樹脂(前述の電荷発生層用樹脂な中から選択できる)と共に溶剤に分散/溶解した溶液を前述の公知の方法によって塗布し、乾燥して形成することができる。この場合の電荷輸送物質と結着樹脂の比率は、両者の全質量を100とした場合に電荷輸送物質の質量が30〜100が望ましく、好ましくは50〜100の範囲で適宜選択される。電荷輸送物質の量がそれより少ないと電荷輸送能が低下し、感度低下、及び残留電位の上昇などの問題点が生ずる。この場合にも感光層の厚みは5〜30μmの範囲であり、この時の感光層の膜厚とは電荷発生層、電荷輸送層及び表面保護層各々の膜厚を合計したものである。   When used for the surface protective layer, the charge transport layer underneath is a suitable charge transport material, for example, a polymer compound having a heterocyclic ring or a condensed polycyclic aromatic compound such as poly-N-vinylcarbazole or polystilanthracene, or pyrazoline. Appropriate binding of heterocyclic compounds such as imidazole, oxador, triazole, carbazole, triarylamine derivatives such as triphenylamine, low molecular weight compounds such as phenylenediamine derivatives, N-phenylcarbazole derivatives, stilbene derivatives, hydrazone derivatives, etc. A solution dispersed / dissolved in a solvent together with a resin (which can be selected from the above-mentioned resins for charge generation layers) can be applied by the above-mentioned known method and dried. In this case, the ratio of the charge transport material to the binder resin is preferably selected in the range of 30 to 100, preferably 50 to 100, when the total mass of both is 100. If the amount of the charge transport material is smaller than that, the charge transport ability is lowered, and problems such as a decrease in sensitivity and an increase in residual potential occur. Also in this case, the thickness of the photosensitive layer is in the range of 5 to 30 μm, and the film thickness of the photosensitive layer at this time is the sum of the film thicknesses of the charge generation layer, the charge transport layer, and the surface protective layer.

何れの場合も表面層の形成方法は、前記正孔輸送性化合物を含有する溶液を塗布後、重合/硬化反応させるのが一般的であるが、前もって該正孔輸送性化合物を含む溶液を反応させて硬化物を得た後に再度溶剤中に分散或いは溶解させたものなどを用いて、表面層を形成することも可能である。これらの溶液を塗布する方法は、浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、カーテンコーティング法及びスピンコーティング等が知られているが、効率性/生産性の点からは浸漬コーティング法が好ましい。また、蒸着、プラズマその他の公知の製膜方法が適宜選択できる。   In any case, the surface layer is generally formed by applying a solution containing the hole transporting compound, followed by polymerization / curing reaction, but the solution containing the hole transporting compound is reacted in advance. It is also possible to form the surface layer by using a material obtained by dispersing and dissolving in a solvent after obtaining a cured product. As a method for applying these solutions, a dip coating method, a spray coating method, a curtain coating method, a spin coating method, and the like are known. From the viewpoint of efficiency / productivity, the dip coating method is preferable. Moreover, vapor deposition, plasma, and other known film forming methods can be appropriately selected.

本発明における表面保護層中には導電性粒子を混入させてもよい。   Conductive particles may be mixed in the surface protective layer in the present invention.

導電性粒子としては、金属、金属酸化物及びカーボンブラック等が挙げられる。金属としては、アルミニウム、亜鉛、銅、クロム、ニッケル、ステンレス及び銀等、またこれらの金属をプラスチックの粒子の表面に蒸着したものなどが挙げられる。金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、スズをドープした酸化インジウム、アンチモンをドープした酸化スズ及びアンチモンをドープした酸化ジルコニウム等が挙げられる。これらは単独で用いることも、2種以上を組み合わせて用いることもできる。2種以上を組み合わせる場合には、単に混合しても、固溶体や融着の形にしてもよい。   Examples of the conductive particles include metals, metal oxides, and carbon black. Examples of the metal include aluminum, zinc, copper, chromium, nickel, stainless steel, and silver, and those obtained by depositing these metals on the surface of plastic particles. Examples of the metal oxide include zinc oxide, titanium oxide, tin oxide, antimony oxide, indium oxide, bismuth oxide, tin-doped indium oxide, antimony-doped tin oxide, and antimony-doped zirconium oxide. These can be used alone or in combination of two or more. When two or more kinds are combined, they may be simply mixed or formed into a solid solution or a fused form.

本発明に用いられる導電性粒子の平均粒径は保護層の透明性の点で0.3μm以下であることが好ましく、特には0.1μm以下であることが好ましい。   The average particle size of the conductive particles used in the present invention is preferably 0.3 μm or less, and particularly preferably 0.1 μm or less, from the viewpoint of the transparency of the protective layer.

また、本発明においては上述したような導電性粒子の中でも透明性等の点で金属酸化物を用いることが特に好ましい。   In the present invention, among the conductive particles as described above, it is particularly preferable to use a metal oxide in terms of transparency.

前記表面保護層中の導電性金属酸化物粒子の割合は、直接的に表面保護層の抵抗を決定する要因の1つであり、保護層の抵抗は1010〜1015Ω・cmの範囲であることが好ましい。 The ratio of the conductive metal oxide particles in the surface protective layer is one of the factors that directly determine the resistance of the surface protective layer, and the resistance of the protective layer is in the range of 10 10 to 10 15 Ω · cm. Preferably there is.

本発明における表面層中にはフッ素原子含有樹脂粒子を含有させることができる。   The surface layer in the present invention may contain fluorine atom-containing resin particles.

フッ素原子含有樹脂粒子としては、4フッ化チレン樹脂、3フッ化塩化エチレン樹脂、6フッ化エチレンプロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、2フッ化2塩化エチレン樹脂及びこれらの共重合体の中から1種或いは2種以上を適宜選択するのが好ましいが、特に、4フッ化エチレン樹脂及びフッ化ビニリデン樹脂が好ましい。樹脂粒子の分子量や粒径は適宜選択することができ、特に制限されるものではない。   Fluorine atom-containing resin particles include tetrafluoroethylene resin, trifluorinated ethylene resin, hexafluoroethylene propylene resin, vinyl fluoride resin, vinylidene fluoride resin, difluorodiethylene chloride resin, and their co-polymers. It is preferable to select one or two or more from the coalesced, but particularly preferred are tetrafluoroethylene resin and vinylidene fluoride resin. The molecular weight and particle size of the resin particles can be appropriately selected and are not particularly limited.

前記表面層中のフッ素原子含有樹脂の割合は、表面層全質量に対して5〜70質量%が好ましく、より好ましくは、10〜60質量%である。フッ素原子含有樹脂粒子の割合が70質量%より多いと表面層の機械的強度が低下し易く、フッ素原子含有樹脂粒子の割合が5質量%より少ない表面層の表面の離型性、表面層の耐磨耗性や耐傷性が十分ではなくなることがある。   The proportion of the fluorine atom-containing resin in the surface layer is preferably 5 to 70% by mass, more preferably 10 to 60% by mass with respect to the total mass of the surface layer. When the proportion of fluorine atom-containing resin particles is more than 70% by mass, the mechanical strength of the surface layer tends to be lowered, and the surface layer releasability of the surface layer in which the proportion of fluorine atom-containing resin particles is less than 5% by mass, Wear resistance and scratch resistance may not be sufficient.

本発明においては、分散性、結着性及び耐候性を更に向上させる目的で、前記表面層中にラジカル捕捉剤や酸化防止剤等の添加物を加えてもよい。   In the present invention, additives such as a radical scavenger and an antioxidant may be added to the surface layer for the purpose of further improving dispersibility, binding properties and weather resistance.

本発明に用いる表面保護層の膜厚は0.2〜10μmの範囲が好ましく、より好ましくは0.5〜6μmの範囲である。   The film thickness of the surface protective layer used in the present invention is preferably in the range of 0.2 to 10 μm, more preferably in the range of 0.5 to 6 μm.

また本発明におけるユニバーサル硬さ値(HU)及び弾性変形率は、25℃、湿度50%RHの環境下で、圧子に連続的に荷重をかけ、荷重下での押し込み深さを直読し連続的硬さを求められる微小硬さ測定装置フィシャースコープH100V(Fischer社製)を用いて測定した。圧子は対面角136°のビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を使用した。荷重の条件は最終荷重6mNまで段階的に(各点0.1sの保持時間で273点)測定した。   In the present invention, the universal hardness value (HU) and elastic deformation rate are continuously applied by applying a load to the indenter in an environment of 25 ° C. and a humidity of 50% RH, and directly reading the indentation depth under the load. The measurement was made using a microhardness measuring device Fischerscope H100V (Fischer) that is required to have hardness. The indenter used was a Vickers square pyramid diamond indenter with a face angle of 136 °. The load conditions were measured stepwise up to a final load of 6 mN (273 points with a holding time of 0.1 s for each point).

HUは、6mNで押し込んだ時の同荷重下での押し込み深さから下記式(1)によって規定される。   HU is defined by the following formula (1) from the indentation depth under the same load when indented at 6 mN.

Figure 2005309073
Figure 2005309073

弾性変形率は圧子が膜に対して行った仕事量(エネルギー)、すなわち圧子の膜に対する荷重の増減によるエネルギーの変化より求めたものであり、下記式(2)からその値は求まる。ここでWt(nW)は全仕事量で、Wo(nW)は弾性変形の仕事量である。   The elastic deformation rate is obtained from the work (energy) performed by the indenter on the membrane, that is, the change in energy due to the increase or decrease of the load of the indenter on the membrane, and the value can be obtained from the following equation (2). Here, Wt (nW) is the total work, and Wo (nW) is the work of elastic deformation.

弾性変形率We=Wo/Wt ×100(%) (2)       Elastic deformation rate We = Wo / Wt × 100 (%) (2)

前述の如く、有機電子写真感光体に求められる性能として機械的劣化に対する耐久性の向上が挙げられる。一般的に膜の硬度は外部応力に対する変形量が小さいほど高く、電子写真感光体も当然の如く鉛筆硬度やビッカース硬度が高いものが機械的劣化に対する耐久性が向上すると考えられている。しかしながら、これらの測定により得られる硬度が高いものが必ずしも耐久性の向上を望めたわけではなかった。   As described above, the performance required for the organic electrophotographic photosensitive member includes improved durability against mechanical deterioration. In general, the hardness of the film is higher as the amount of deformation with respect to external stress is smaller, and it is considered that the electrophotographic photosensitive member having higher pencil hardness or Vickers hardness naturally improves durability against mechanical deterioration. However, the high hardness obtained by these measurements has not always been expected to improve durability.

我々は鋭意検討の末、HUと弾性変形率の値が、ある範囲の場合に感光体表面層の機械的劣化が起こり難くなることを見出し、本発明に至った。すなわち、ビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を用いて硬度試験を行い、最大荷重6mNで押し込んだ時のHUが150N/mm2以上220N/mm2以下であり、かつ、弾性変形率が40%以上65%以下である電子写真感光体を用いることによって飛躍的に向上した。 As a result of intensive studies, we have found that mechanical deterioration of the surface layer of the photoreceptor is less likely to occur when the values of HU and elastic deformation ratio are within a certain range, and the present invention has been achieved. That is, a hardness test is performed using a Vickers square pyramid diamond indenter, the HU when pressed at a maximum load of 6 mN is 150 N / mm 2 or more and 220 N / mm 2 or less, and the elastic deformation rate is 40% or more and 65% or less By using the electrophotographic photosensitive member, which is

本実施形態に用いられる像担持体である感光体の表面の磨耗量はテーバー磨耗試験器では2mg以下であるが、6mg以下であれば、十分に効果が得られる。テーバー磨耗試験の試験方法は、テーバー磨耗試験機(Y.S.S.Taber 安田製作所製)の試料台にサンプルを装着し、2個の表面にラッピングテープ(富士フィルム製 商品名:C2000)を装着したゴム製の磨耗輪(CS−0)の各々に荷重500grをかけ、1000回転後のサンプルの質量減少を精密天秤にて測定する方法である。   The amount of wear on the surface of the photoreceptor, which is an image carrier used in the present embodiment, is 2 mg or less in the Taber abrasion tester, but if it is 6 mg or less, sufficient effects can be obtained. The test method of the Taber abrasion test is as follows. A sample is mounted on a sample stand of a Taber abrasion tester (YSS Taber Yasuda Seisakusho), and wrapping tape (Fuji Film product name: C2000) is attached to two surfaces. In this method, a load of 500 gr is applied to each of the attached rubber wear wheels (CS-0), and the mass reduction of the sample after 1000 revolutions is measured with a precision balance.

一般的に膜の硬度は外部応力に対する変形量が小さいほど高く、電子写真感光体も当然の如く鉛筆硬度やビッカース硬度が高いものが機械的劣化に対する耐久性が向上すると考えられている。しかしながら、これらの測定により得られる硬度が高いものが必ずしも耐久性の向上を望めたわけではなく、上記の範囲が良好であることが分かった。   In general, the hardness of the film is higher as the amount of deformation with respect to external stress is smaller, and it is considered that the electrophotographic photosensitive member having higher pencil hardness or Vickers hardness naturally improves durability against mechanical deterioration. However, it was found that the high hardness obtained by these measurements did not necessarily improve the durability, and the above range was good.

HUと弾性変形率を切り離してとらえることはできないが例えばHUが220N/mm2を超えるものであるとき、弾性変形率が40%未満であるとクリーニングブレードや帯電、転写ローラに挟まれた紙粉やトナー等が感光体の弾性力が不足しているが故に、また、弾性変形率が65%より大きいと弾性変形率は高くても弾性変形量は小さくなってしまうが故に、結果として局部的に大きな圧力がかかり傷が発生しやすくなり、感光体の磨耗量も増大してしまう。よって、HUが高いものが必ずしも感光体として最適ではないと考えられる。 Although the HU and the elastic deformation rate cannot be separated, for example, when the HU exceeds 220 N / mm 2 , if the elastic deformation rate is less than 40%, the paper dust sandwiched between the cleaning blade, the charging, and the transfer roller As a result, the amount of elastic deformation is small even if the elastic deformation rate is high, because the elastic deformation rate is larger than 65%. As a result, a large pressure is applied to the surface, so that scratches are likely to occur, and the amount of wear of the photoreceptor increases. Therefore, it is considered that the one with a high HU is not necessarily optimal as the photosensitive member.

また、HUが150N/mm2未満で弾性変形率が65%を超えるもの場合、たとえ弾性変形率が高くても塑性変形量も大きくなってしまいクリーニングブレードや帯電、転写ローラに挟まれた紙粉やトナーが擦られることで削れたり細かい傷が発生し、耐久寿命が短くなってしまう。 Also, if the HU is less than 150 N / mm 2 and the elastic deformation rate exceeds 65%, even if the elastic deformation rate is high, the amount of plastic deformation increases, and the paper dust sandwiched between the cleaning blade, the charging, and the transfer roller If the toner or the toner is rubbed, it will be scraped off or fine scratches will occur, resulting in a shortened durability life.

[現像剤]
本実施形態の画像形成装置に用いられる現像剤は、重合法により生成される非磁性の重合トナー(T)と、樹脂磁性キャリア(D)との混合物である2成分現像剤である。現像剤のT/D質量比は8%であり、樹脂磁性キャリアとしては、1キロエルステッドの磁気中の磁化量が100emu/cm3であり、かつ個数平均粒径が40μmであって、更に比抵抗が1013Ω・cmのものが使用される。
[Developer]
The developer used in the image forming apparatus of the present embodiment is a two-component developer that is a mixture of a nonmagnetic polymer toner (T) produced by a polymerization method and a resin magnetic carrier (D). The developer has a T / D mass ratio of 8%, and the resin magnetic carrier has a magnetization amount of 100 emu / cm 3 in a magnetic field of 1 kilo Oersted and a number average particle diameter of 40 μm. A resistor having a resistance of 10 13 Ω · cm is used.

一般に、重合トナーは、粉砕トナーと比較して球形度合が高い。トナー粒子の形状の球形度合は、下記の式(3)から算出される形状係数SF−1とSF−2を用いて表される。トナーの形状係数SF−1及びSF−2は、日立製作所FE−SEM(S−800)を用いてトナー像を無作為に100個サンプリングし、その画像情報をニレコ社製画像解析装置(Luzex3)によって解析し、下記の式(3)より算出される。   In general, the polymer toner has a higher degree of sphericity than the pulverized toner. The degree of sphericity of the shape of the toner particles is expressed using shape factors SF-1 and SF-2 calculated from the following equation (3). As for the toner shape factors SF-1 and SF-2, 100 toner images are randomly sampled using Hitachi FE-SEM (S-800), and the image information is obtained from an image analyzer (Luxex 3) manufactured by Nireco. And is calculated from the following equation (3).

Figure 2005309073
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トナーの形状係数のうち、SF−1は球形度合を示し、SF−1が100である場合には、トナーは真球であり、SF−1が100を超え〜140である場合には、トナーは略球形である。SF−1が140よりも大きい場合には、トナーは略球形から徐々に不定形になる。また、形状係数SF−2は、トナー粒子表面の凹凸度合を示し、SF−2が100〜120の場合には、トナーの表面が滑かであることを示し、SF−2が120よりも大きい場合には、トナーの表面の凹凸が顕著になる。本実施形態の画像形成装置において用いられる重合トナーとしては、平均粒径が6μm以上10μm以下であり、形状係数SF−1が100〜140であり、SF−2が100〜120である略球形トナーが、高転写効率を維持するためには好ましい。   Of the toner shape factors, SF-1 indicates the degree of sphericity. When SF-1 is 100, the toner is a true sphere, and when SF-1 exceeds 100 to 140, the toner is Is substantially spherical. When SF-1 is larger than 140, the toner gradually changes from a substantially spherical shape to an indefinite shape. The shape factor SF-2 indicates the degree of unevenness of the toner particle surface. When SF-2 is 100 to 120, the toner surface is smooth, and SF-2 is larger than 120. In this case, the unevenness of the toner surface becomes remarkable. As the polymerized toner used in the image forming apparatus of the present embodiment, a substantially spherical toner having an average particle diameter of 6 μm to 10 μm, a shape factor SF-1 of 100 to 140, and SF-2 of 100 to 120. However, it is preferable for maintaining high transfer efficiency.

本実施形態に用いているトナーは重合法によって製造され、環境変動に対する被帯電性能安定化や流動性の向上のために粒径20nmのシリカや酸化チタンなどを外添している。   The toner used in the present embodiment is manufactured by a polymerization method, and silica, titanium oxide, or the like having a particle diameter of 20 nm is externally added to stabilize charged performance against environmental fluctuations and improve fluidity.

なお、本実施形態においては転写性の良好な球形トナーとして重合法によるものを記載したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば従来の機械的な粉砕分級法にて作成したものに熱的、若しくは機械的な後処理を施して丸くしたトナーを用いることでもよい。   In this embodiment, the spherical toner having good transferability is described by the polymerization method. However, the present invention is not limited to this, and for example, the toner prepared by a conventional mechanical pulverization classification method is used. It is also possible to use toner that has been subjected to thermal or mechanical post-treatment and rounded.

[クリーニング装置]
図3にクリーニングブレードに関する図を示す。クリーニングブレード8aは板金(不図示)の先端部に一体的に保持されたポリウレタンゴムからなり、感光体2に対して所定の侵入量δ、設定角θの条件で当接されている。本実施形態では試行錯誤を繰り返して最適条件を見出した結果、ゴム硬度としては50〜85度(JISA)が好ましく、更には60〜80度(JISA)が好ましく、本実施形態では70度(JISA)の物を用い、θ=22度、δ=1.2mm、感光体2への当接圧が約30g/cmとなるようにした。
[Cleaning device]
FIG. 3 shows a diagram relating to the cleaning blade. The cleaning blade 8a is made of polyurethane rubber that is integrally held at the tip of a sheet metal (not shown), and is in contact with the photoreceptor 2 under conditions of a predetermined penetration amount δ and a set angle θ. As a result of repeating trial and error in this embodiment and finding optimum conditions, the rubber hardness is preferably 50 to 85 degrees (JISA), more preferably 60 to 80 degrees (JISA), and in this embodiment 70 degrees (JISA). ), Θ = 22 degrees, δ = 1.2 mm, and the contact pressure to the photosensitive member 2 was about 30 g / cm.

[帯電]
図2に帯電ローラと感光体との相互関係を示す(a)正面図、(b)断面図を示す。
[Charging]
2A is a front view showing the mutual relationship between the charging roller and the photosensitive member, and FIG. 2B is a sectional view thereof.

本実施形態における帯電手段たる可撓性の接触帯電部材としての帯電ローラ3は芯金上にゴムあるいは発泡体の中抵抗層を形成することにより作成される。   The charging roller 3 as a flexible contact charging member as a charging means in the present embodiment is formed by forming a middle resistance layer of rubber or foam on a cored bar.

中抵抗層は、樹脂(本実施形態ではウレタン)、導電性粒子(例えばカーボンブラック)、硫化剤、発泡剤等により処方され、芯金の上にローラ状に形成した。その後、表面を研磨した。   The middle resistance layer was formulated with a resin (urethane in this embodiment), conductive particles (for example, carbon black), a sulfurizing agent, a foaming agent, and the like, and formed in a roller shape on the core metal. Thereafter, the surface was polished.

ここで、接触帯電部材である帯電ローラ3は電極として機能することが重要である。つまり、弾性を持たせて感光体との十分な接触状態を得ると同時に、移動する感光体を充電するに十分低い抵抗を有する必要がある。一方では感光体にピンホールなどの低耐圧欠陥部位が存在した場合に電圧のリークを防止する必要がある。十分な帯電性と耐リーク性を得るには104〜107Ωの抵抗が望ましく、本実施形態では106Ωのものを用いている。帯電ローラ3の抵抗値は以下のように測定した。プリンタの感光体2をアルミニウム製のドラムと入れ替える。その後に、アルミニウム製ドラムと帯電ローラ3の芯金3a間に100Vの電圧をかけ、その時に流れる電流値を測定することにより、帯電ローラ3の抵抗値を求めた。また本抵抗測定は温度25℃、湿度60%RHの環境下で行った。 Here, it is important that the charging roller 3 as a contact charging member functions as an electrode. In other words, it is necessary to provide a sufficient contact state with the photoconductor by providing elasticity, and at the same time, have a sufficiently low resistance to charge the moving photoconductor. On the other hand, it is necessary to prevent voltage leakage when there is a low breakdown voltage defect portion such as a pinhole in the photoreceptor. In order to obtain sufficient chargeability and leakage resistance, a resistance of 10 4 to 10 7 Ω is desirable. In this embodiment, a resistance of 10 6 Ω is used. The resistance value of the charging roller 3 was measured as follows. The photoconductor 2 of the printer is replaced with an aluminum drum. Thereafter, a voltage of 100 V was applied between the aluminum drum and the cored bar 3a of the charging roller 3, and the resistance value of the charging roller 3 was determined by measuring the current value flowing at that time. This resistance measurement was performed in an environment of a temperature of 25 ° C. and a humidity of 60% RH.

本発明における帯電ローラの硬度の測定は、ASKER−C硬度計及びマイクロ硬度計MD−1型(共に高分子計器株式会社製)を用いて23.5℃/60%RH環境において行ったものである。ASKER−C硬度計による測定方法は帯電ローラを金属製の板の上に置き、金属製のブロックを置いてローラが転がらないように簡単に固定し、金属板に対して垂直方向から帯電ローラの中心に正確に当たるようにして1kg(9.8N)の加重でASKER−C硬度計を押し当て5秒後の値を読み取る。これを帯電ローラのゴム端部から40mmの位置の両端部及び中央部のそれぞれ周方向に3箇所ずつ、計9箇所を測定して平均値を算出する。マイクロ硬度計の場合はピークホールドモードで測定した時の値であり、前述のASKER−C硬度の場合と同様帯電ローラの中心部に測定端子が垂直に当たるようにする。測定位置と測定数はASKER−Cの場合と同様にして9点の平均値を算出する。本発明では帯電ローラ表面のマイクロ硬度が75度以上100度未満、帯電ローラのアスカーC硬度が40度以下となるようにしている。帯電ローラ3の硬度は、硬度が高すぎると感光体との間に帯電当接部の幅(ニップ幅N)を確保できなくなり安定した帯電性が得られなくなる。本発明では帯電ローラ表層のマイクロ硬度を75度以上と高くすることにより高耐久ドラム表面をリフレッシュさせる効果を持たせ、かつ帯電ローラ全体としてのアスカーC硬度を40度以下と低めにすることによりニップ幅Nを十分とれる構成としている。これにより良好な帯電性能を確保できるだけでなく、硬い表面層と組み合わせることにより、より高いリフレッシュ効果が発揮される。逆にマイクロ硬度を75度未満、アスカーC硬度を40度超とすると十分なニップ幅が確保できないため、本発明に用いられる高耐久感光ドラム表面をリフレッシュするのに十分な効果が得られず、満足な画質が得られない。感光体と帯電ローラのニップ幅Nは良好な帯電性を得るためには1mm以上の当接部幅があれば十分である。本発明においては帯電ローラ表面で感光体表面をリフレッシュさせる効果を必要とするため、ニップ幅Nを広めにすることが好ましく、安定して高い摺擦能力を得るには3mm以上10mm以下が好適な範囲である。ニップ幅Nが10mmを超えるような構成は、帯電ローラ径を極端に太くしたり、帯電ローラの感光体に対する押し圧を非常に強くする必要がある為、実用的ではない。帯電ローラ3の材質としては、前述した硬度、帯電性能を満足できるものであれば弾性発泡体に限定するものでは無く、弾性体の材料としては、EPDM、ウレタン、NBR、シリコーンゴムや、IR等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものが挙げられる。また、特に導電性物質を分散せずに、イオン導電性の材料を用いて抵抗調整をすることも可能である。   The measurement of the hardness of the charging roller in the present invention was performed in an environment of 23.5 ° C./60% RH using an ASKER-C hardness meter and a micro hardness meter MD-1 type (both manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.). is there. The measurement method using the ASKER-C hardness tester is to place a charging roller on a metal plate, place a metal block, and fix the roller easily so that it does not roll. The ASKER-C hardness tester is pressed with a weight of 1 kg (9.8 N) so as to accurately hit the center, and the value after 5 seconds is read. An average value is calculated by measuring a total of nine points at three positions in the circumferential direction at both ends and the center at a position 40 mm from the rubber end of the charging roller. In the case of the micro hardness tester, the value is measured in the peak hold mode, and the measurement terminal is made to vertically contact the central portion of the charging roller as in the case of the above-described ASKER-C hardness. As for the measurement position and the number of measurements, the average value of 9 points is calculated in the same manner as in ASKER-C. In the present invention, the micro hardness of the surface of the charging roller is 75 degrees or more and less than 100 degrees, and the Asker C hardness of the charging roller is 40 degrees or less. If the hardness of the charging roller 3 is too high, the width of the charging contact portion (nip width N) cannot be ensured between the charging roller 3 and the photosensitive member, and stable chargeability cannot be obtained. In the present invention, by increasing the micro hardness of the surface layer of the charging roller to 75 degrees or higher, the effect of refreshing the surface of the highly durable drum is given, and the Asker C hardness of the charging roller as a whole is lowered to 40 degrees or less to reduce the nip The width N is sufficient. As a result, not only good charging performance can be secured, but a higher refreshing effect can be achieved by combining with a hard surface layer. On the contrary, if the micro hardness is less than 75 degrees and the Asker C hardness is more than 40 degrees, a sufficient nip width cannot be secured, so that a sufficient effect for refreshing the surface of the highly durable photosensitive drum used in the present invention cannot be obtained. Satisfactory image quality cannot be obtained. The nip width N between the photosensitive member and the charging roller is sufficient if the contact portion width is 1 mm or more in order to obtain good chargeability. In the present invention, since the effect of refreshing the surface of the photoreceptor on the surface of the charging roller is required, it is preferable to widen the nip width N, and 3 mm to 10 mm is preferable in order to stably obtain a high rubbing ability. It is a range. A configuration in which the nip width N exceeds 10 mm is not practical because it is necessary to extremely increase the diameter of the charging roller or extremely increase the pressing force of the charging roller against the photosensitive member. The material of the charging roller 3 is not limited to the elastic foam as long as the above-described hardness and charging performance can be satisfied. The material of the elastic body may be EPDM, urethane, NBR, silicone rubber, IR, or the like. In addition, a rubber material in which a conductive material such as carbon black or a metal oxide is dispersed for resistance adjustment, and those obtained by foaming these materials may be mentioned. It is also possible to adjust the resistance using an ion conductive material without dispersing the conductive substance.

この帯電ローラ3は、その長手方向両端部において芯金3aが軸受22により支持されつつ感光ドラム2と並行に配設されると共に、軸受22に付随する加圧部材としてのバネ23により感光ドラム2表面に対し圧接される。この時の感光ドラム2表面に対する加圧バネによる当接圧は、本実施形態ではおよそ40〔g/cm〕に設定している。この設定では感光ドラム2と帯電ローラ3の接触幅(ニップ幅N)を十分に確保でき安定した帯電性が得られた。当接圧は上記したものに限定されるわけではなく、良好な帯電性、感光体表面、帯電ローラ表面等にキズが入らず、満足な耐久性が得られる条件であれば何ら問題ない。   The charging roller 3 is disposed in parallel with the photosensitive drum 2 while the cored bar 3a is supported by the bearing 22 at both ends in the longitudinal direction, and the photosensitive drum 2 by a spring 23 as a pressure member attached to the bearing 22. Pressed against the surface. In this embodiment, the contact pressure by the pressure spring to the surface of the photosensitive drum 2 at this time is set to about 40 [g / cm]. With this setting, a sufficient contact width (nip width N) between the photosensitive drum 2 and the charging roller 3 can be secured, and a stable charging property can be obtained. The contact pressure is not limited to those described above, and there is no problem as long as satisfactory chargeability, the surface of the photoreceptor, the surface of the charging roller, etc. are not damaged and satisfactory durability is obtained.

この当接圧の測定方法としては、感光ドラム2と帯電ローラ3との当接ニップ領域にSUSから成る2枚の薄板を挿入し、その幅が1〔cm〕である薄板を引き抜く際に要する力をバネばかりで計測することにより得るものとした。   As a method for measuring the contact pressure, two thin plates made of SUS are inserted into the contact nip region between the photosensitive drum 2 and the charging roller 3 and required when the thin plate having a width of 1 [cm] is pulled out. It was obtained by measuring the force with only a spring.

帯電ローラの表面粗さRzを大きくすることにより帯電ローラ表層が外添剤やトナーで汚染された場合でもエッジ部で効果的に摺擦できる。ただしあまりRzを大きくしすぎてもその効果がさほど変わらないことや、帯電性に影響を及ぼすこともあるため、10μm以上100μm以下が好適な範囲である。JIS規格B0601(1994)で定義される10点平均面粗さ(Rz jis 1994)のことである。また、帯電ローラ表面を、方向性のある表面粗さとし、その方向性を像担持体との当接部において、該像担持体の回転方向に対して逆目となるようにすることにより帯電ローラと像担持体との引っ掛かり力が増し、より効果的なリフレッシュ効果を達成することができる。また、帯電ローラの回転軸を像担持体の回転軸とを平行に配置せず、所定の交差角をもって交差するように設けた場合、帯電ローラの汚染防止に有効であると共に、帯電ローラと像担持体との回転方向のベクトルが異なるため、そのニップ部において発生する摺擦力によりリフレッシュ効果が得られる。   By increasing the surface roughness Rz of the charging roller, even when the surface layer of the charging roller is contaminated with an external additive or toner, the surface can be rubbed effectively at the edge portion. However, even if Rz is made too large, the effect does not change so much and the chargeability may be affected. Therefore, the preferred range is 10 μm or more and 100 μm or less. It is a 10-point average surface roughness (Rz jis 1994) defined in JIS standard B0601 (1994). Further, the charging roller surface has a directional surface roughness, and the direction of the charging roller is opposite to the rotation direction of the image carrier at the contact portion with the image carrier. As a result, a more effective refreshing effect can be achieved. Further, if the rotation axis of the charging roller is not arranged parallel to the rotation axis of the image carrier, but is provided so as to intersect with a predetermined crossing angle, it is effective in preventing the charging roller from being contaminated, and the charging roller and image Since the vector in the rotational direction differs from that of the carrier, a refreshing effect is obtained by the rubbing force generated at the nip portion.

帯電ローラ3は感光体2の回転に伴って、従動で回転する。帯電ローラには、例えば、帯電用高圧電源から周波数1.8kHz、総電流2000μAの定電流制御され、重畳されるDCバイアスによって感光体電位が決定される。   The charging roller 3 rotates following the rotation of the photosensitive member 2. For example, the charging roller is subjected to constant current control with a frequency of 1.8 kHz and a total current of 2000 μA from a high voltage power supply for charging, and the photosensitive member potential is determined by the superimposed DC bias.

以下に、実施例を示して、本発明をより具体的に説明する。なお、これらの実施例は、本発明における最良の実施例の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In addition, although these Examples are examples of the best example in this invention, this invention is not limited to these Examples.

[実施例1]
本実施例で用いた画像形成装置の概略は上述した実施形態のとおりである。ここで帯電部材の構成としてはマイクロ硬度が75〜95度の範囲、アスカーC硬度が30度のものを用いた。ローラの外径としては14mmを用い、帯電ローラと感光体との当接部の幅を3mmとなるように設定した。帯電ローラ表面粗さは、Rzで10μmのものを用いた。感光体としてHU=200N/mm2、弾性変形率=50%のものを用いた。以上の構成で高温高湿下(30℃、80%RH)で5万枚の画像出し耐久評価を行った結果を表1に示す。
[Example 1]
The outline of the image forming apparatus used in the present embodiment is as described in the above embodiment. Here, the charging member has a micro hardness in the range of 75 to 95 degrees and an Asker C hardness of 30 degrees. The outer diameter of the roller was 14 mm, and the width of the contact portion between the charging roller and the photosensitive member was set to 3 mm. The charging roller has a surface roughness of Rz of 10 μm. A photoconductor with HU = 200 N / mm 2 and elastic deformation rate = 50% was used. Table 1 shows the results of evaluating the endurance of 50,000 sheets printed at high temperature and high humidity (30 ° C., 80% RH) with the above configuration.

[比較例1]
感光体として表面層を硬化させない通常の有機感光体を用いた。HU=190N/mm2、弾性変形率=37%であった。その他の構成は実施例1と同じ構成とした。実施例1と同様の評価を行ったところ、1万枚程度の耐久枚数で感光体にキズが発生し、画像不良となって現れた。
[Comparative Example 1]
An ordinary organic photoreceptor that does not cure the surface layer was used as the photoreceptor. HU = 190 N / mm 2 and elastic deformation rate = 37%. Other configurations are the same as those in the first embodiment. When the same evaluation as in Example 1 was performed, the photosensitive member was scratched with a durable number of about 10,000 sheets, resulting in an image defect.

[比較例2]
帯電ローラのマイクロ硬度が75度未満の構成、アスカーC硬度が40度超の構成、それぞれの評価結果を表1に示す。感光体としてHU=200N/mm2、弾性変形率=50%のものを用いた。その他の構成は実施例1と同じとした。本例での構成は何れも十分なリフレッシュ効果が得られず、画像流れが発生した。
[Comparative Example 2]
Table 1 shows the configuration of the charging roller having a micro hardness of less than 75 degrees, the Asker C hardness of more than 40 degrees, and the evaluation results. A photoconductor with HU = 200 N / mm 2 and elastic deformation rate = 50% was used. Other configurations are the same as those in the first embodiment. In any of the configurations in this example, a sufficient refresh effect was not obtained, and image flow occurred.

[実施例2]
本実施例では帯電ローラ部材の表面が方向性のある表面粗さを有し、その方向性を図4に示すように、感光体との当接部において、感光体の回転方向に対し逆目となるようにした。この構成をとることにより感光体表面との引っ掛かり力が増し、より効果的なリフレッシュ作用が得られる。また帯電ローラの表面粗さRzは15μmのものを用いた。帯電ローラ表面のマイクロ硬度は75度、アスカーC硬度は30度とした。感光体としてHU=200N/mm2、弾性変形率=50%のものを用いた。その他の構成は実施例1と同じとし、同様の評価を行った結果を表1に示す。
[Example 2]
In this embodiment, the surface of the charging roller member has a directional surface roughness. As shown in FIG. 4, the direction of the charging roller member is opposite to the rotation direction of the photoconductor at the contact portion with the photoconductor. It was made to become. By adopting this configuration, the catching force with the surface of the photoreceptor is increased, and a more effective refreshing action can be obtained. The charging roller had a surface roughness Rz of 15 μm. The charging roller surface had a micro hardness of 75 degrees and an Asker C hardness of 30 degrees. A photoconductor with HU = 200 N / mm 2 and elastic deformation rate = 50% was used. Other configurations are the same as those in Example 1, and the results of the same evaluation are shown in Table 1.

[実施例3]
帯電ローラの外径を20mmとした。感光体としてHU=200N/mm2、弾性変形率=50%のものを用いた。その他の条件は実施例1と同じにした。帯電ローラの外径を大きくすると感光体に対する当接圧が同じ場合、帯電ローラと感光体との当接部の幅を広くとることができる。本実施例では当接部の幅を5mmとした。実施例1と同様の評価をした結果を表1に示す。
[Example 3]
The outer diameter of the charging roller was 20 mm. A photoconductor with HU = 200 N / mm 2 and elastic deformation rate = 50% was used. Other conditions were the same as in Example 1. When the outer diameter of the charging roller is increased, the contact portion between the charging roller and the photosensitive member can be widened when the contact pressure against the photosensitive member is the same. In this embodiment, the width of the contact portion is 5 mm. The results of the same evaluation as in Example 1 are shown in Table 1.

[実施例4]
本実施例では帯電ローラ3の回転軸には図5に示すように感光ドラムの回転軸に対し角度θ’°の交差角を設けてある。ここで交差角を設ける目的は、特許第02745726号公報で開示されているように外添剤等からの帯電ローラの汚染をできるだけ拡散させ、局所的に発生する帯電不良を防ぐという目的以外に帯電ローラと感光ドラムの回転方向のベクトルが異なるため、そのニップ部において発生する摺擦力によりリフレッシュ効果が得られるということである。感光体としてHU=200N/mm2、弾性変形率=50%のものを用いた。その他の条件は実施例1と同じにし同様の評価を行った結果を表1に示す。
[Example 4]
In this embodiment, the rotation axis of the charging roller 3 is provided with a crossing angle of an angle θ ′ ° with respect to the rotation axis of the photosensitive drum as shown in FIG. The purpose of providing the crossing angle here is to spread the contamination of the charging roller from external additives as much as possible as disclosed in Japanese Patent No. 0245726, and to prevent local charging failure. Since the vectors in the rotation direction of the roller and the photosensitive drum are different, the refreshing effect is obtained by the rubbing force generated at the nip portion. A photoconductor with HU = 200 N / mm 2 and elastic deformation rate = 50% was used. The other conditions are the same as in Example 1, and the results of a similar evaluation are shown in Table 1.

本発明の実施される形態は上記したものに限定されるものではなく、例えば帯電ローラ表面層に無機微紛体を含有させ硬度を上げる手法、帯電ローラ表面粗さを比較的大きくする手法等も好適に用いることができる。   Embodiments of the present invention are not limited to those described above. For example, a method of increasing the hardness by including an inorganic fine powder in the surface layer of the charging roller, a method of relatively increasing the surface roughness of the charging roller, and the like are also suitable. Can be used.

Figure 2005309073
Figure 2005309073

本発明に好適な画像形成装置の概略構成断面図。1 is a schematic sectional view of an image forming apparatus suitable for the present invention. 本発明に用いる帯電ローラ及び被帯電体の感光ドラムを示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating a charging roller and a photosensitive drum as a charged body used in the present invention. クリーニングブレードを説明する部分拡大図。The elements on larger scale explaining a cleaning blade. 本発明の実施例2における帯電ローラ表面を表した図。FIG. 6 is a diagram illustrating a surface of a charging roller in Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施例4における帯電ローラと感光ドラムの交差角を表した図。FIG. 6 is a diagram illustrating an intersection angle between a charging roller and a photosensitive drum in Embodiment 4 of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像形成装置
2 感光体
3 帯電手段(帯電ローラ)
3a 芯金
4 レーザ発振器
5 レーザービーム
6 回転現像装置
6y 第一の現像装置
6m 第二の現像装置
6c 第三の現像装置
6k 第四の現像装置
7 中間転写体
7a 転写部位
7b 転写部位
7c 高圧電源
8 クリーニング装置
8a クリーニングブレード
9 カセット
10 ピックアップローラ
11 レジストローラ対
12 転写ベルト
12a バイアスローラ
12b テンションローラ
12c 高圧電源
13 転写体クリーニング装置
14 定着装置
15 排出ローラ対
22 受
23 加圧バネ
S 記録媒体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 2 Photoconductor 3 Charging means (charging roller)
3a Core 4 Laser oscillator 5 Laser beam 6 Rotating developing device 6y First developing device 6m Second developing device 6c Third developing device 6k Fourth developing device 7 Intermediate transfer body 7a Transfer site 7b Transfer site 7c High voltage power supply 8 Cleaning device 8a Cleaning blade 9 Cassette 10 Pickup roller 11 Registration roller pair 12 Transfer belt 12a Bias roller 12b Tension roller 12c High-voltage power supply 13 Transfer body cleaning device 14 Fixing device 15 Discharge roller pair 22 Receiving 23 Pressure spring S Recording medium

Claims (6)

少なくとも、像担持体、帯電手段、画像露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段を有する画像形成装置において、
該像担持体が導電性支持体上に感光層を有し、該像担持体に25℃、湿度50%RHの環境下でビッカース四角錘ダイヤモンド圧子を用いて硬度試験を行い、最大荷重6mNで押し込んだ時のユニバーサル硬さ値(HU)が150N/mm2以上220N/mm2以下であり、かつ弾性変形率(We)が40%以上65%以下である像担持体であって、
該帯電手段が接触式ローラ部材であり、該接触式帯電ローラ部材の表面のマイクロ硬度が75度以上100度未満であって、該接触式帯電ローラ部材のアスカーC硬度が40度以下であることを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus having at least an image carrier, a charging unit, an image exposing unit, a developing unit, a transfer unit, and a cleaning unit,
The image carrier has a photosensitive layer on a conductive support, and the image carrier is subjected to a hardness test using a Vickers square pyramid diamond indenter in an environment of 25 ° C. and a humidity of 50% RH, with a maximum load of 6 mN. An image carrier having a universal hardness value (HU) of 150 N / mm 2 or more and 220 N / mm 2 or less when pressed and an elastic deformation rate (We) of 40% or more and 65% or less,
The charging means is a contact type roller member, the micro hardness of the surface of the contact type charging roller member is 75 degrees or more and less than 100 degrees, and the Asker C hardness of the contact type charging roller member is 40 degrees or less. An image forming apparatus.
前記接触式帯電ローラ部材の表面が方向性のある表面粗さを有し、該方向性を前記像担持体との当接部において、該像担持体の回転方向に対し逆目となるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The surface of the contact-type charging roller member has a directional surface roughness, and the direction is opposite to the rotation direction of the image carrier at the contact portion with the image carrier. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus. 前記接触式帯電ローラ部材と前記像担持体との当接部の幅が3mm以上10mm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein a width of a contact portion between the contact-type charging roller member and the image carrier is 3 mm or more and 10 mm or less. 前記接触式帯電ローラ部材の表面粗さが、10点平均粗さで10μm以上100μm以下であることを特徴とする請求項2又は3に記載の画像形成装置。   4. The image forming apparatus according to claim 2, wherein a surface roughness of the contact-type charging roller member is 10 μm or more and 100 μm or less in terms of a 10-point average roughness. 前記接触式帯電ローラ部材の表面層には無機微紛体が含有されていることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the surface layer of the contact-type charging roller member contains an inorganic fine powder. 前記接触式帯電ローラ部材と前記像担持体が、互いの回転軸が交差するように配置されていることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の画像形成装置。

6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the contact-type charging roller member and the image carrier are arranged so that their rotation axes intersect each other.

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