JP2006003614A - Image forming apparatus, image forming method of same, and process cartridge for image formation - Google Patents

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Koichi Oshima
孝一 大嶋
Kazuhiko Watanabe
一彦 渡邊
Kazuto Watanabe
和人 渡辺
Takahiko Tokumasu
貴彦 徳増
Hiroshi Nakai
洋志 中井
Yasuo Suzuki
康夫 鈴木
Nozomi Tamoto
望 田元
Nekka Matsuura
熱河 松浦
Noboru Chikushiyutsu
昇 築出
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus preventing deterioration of a surface of a photoreceptor due to short range discharge in the image forming apparatus adapting an electrifying method by the short range discharge. <P>SOLUTION: The image forming apparatus is provided in which a surface of a body to be electrified 1 is continuously and uniformly coated with necessary quantity of protective substance in a discharge range in a specified electrifying condition during repetition of an image forming process. A coating means consists of a pre-coating means and the coating means, the protective substance is coated on the coating means through the pre-coating means and element percentage [%] of the protective substance existing on the surface of the body to be electrified 1 in the discharge range is ≥ 6.23×10<SP>-3</SP>×(Vpp-2×Vth)×f/v[%] with the measurement by XPS. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、画像形成装置、該画像形成装置による画像形成方法、及び画像形成装置用プロセスカートリッジに関し、より詳細には、接触または非接触の近接放電による帯電方式を採用した画像形成装置において、近接放電に起因する感光体表面の劣化を防止する。   The present invention relates to an image forming apparatus, an image forming method using the image forming apparatus, and a process cartridge for the image forming apparatus, and more particularly, in an image forming apparatus employing a charging method using contact or non-contact proximity discharge. Deterioration of the photoreceptor surface due to discharge is prevented.

従来、電子写真プロセスを採用した画像形成装置においては、像担持体(以下、被帯電体または感光体ともいう)としての感光体表面を帯電させる帯電手段を有している。帯電手段で用いる帯電方式の一つとして、近接放電による帯電方式がある。これは、感光体表面に帯電部材を接触させたり非接触で近接させたりして近接放電により感光体表面の帯電を行う方式である。   2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus that employs an electrophotographic process has a charging unit that charges the surface of a photoreceptor as an image carrier (hereinafter also referred to as a charged body or a photoreceptor). One of the charging methods used in the charging means is a charging method using proximity discharge. This is a system in which a charging member is brought into contact with the surface of the photoconductor or brought close to it in a non-contact manner to charge the surface of the photoconductor by proximity discharge.

近年、高画質化、装置の小型化などがますます望まれる中、帯電装置も高画質化と小型化が課題となっている。このような課題に対して、像担持体に接触又は近接させた帯電部材を用いる近接放電方式を用いた帯電装置は、大掛かりな帯電装置を必要としないため有効である。   In recent years, high image quality and miniaturization of devices are increasingly desired, and charging devices are also required to have high image quality and miniaturization. For such a problem, a charging device using a proximity discharge method using a charging member in contact with or close to the image carrier is effective because it does not require a large charging device.

しかし近接放電による帯電方式は感光体表面の近傍に放電が集中するため、感光体表面を劣化させることが分かった。近接放電による感光体表面の劣化は機械的摺擦とは違い、像担持体への当接部材がない場合においても発生する。   However, it was found that the charging method using proximity discharge deteriorates the surface of the photoconductor because the discharge concentrates in the vicinity of the surface of the photoconductor. Unlike the mechanical rubbing, deterioration of the surface of the photoreceptor due to the proximity discharge occurs even when there is no contact member to the image carrier.

図1は、近接放電による感光体表面の劣化状態を調べるために、感光体表面に帯電部材のみを非接触状態で近接配置し、連続約150時間の帯電実験を行ったときの、感光体表面の膜厚の変化を測定した結果である。   FIG. 1 shows the surface of a photoconductor when a charging member is placed in close proximity to the surface of the photoconductor in a non-contact state in order to investigate the deterioration state of the photoconductor surface due to proximity discharge, and a charging experiment is performed for about 150 hours continuously. It is the result of having measured the change of film thickness.

実験に使用した感光体は電荷輸送層にポリカーボネートを用いた有機感光体であり、感光体に対して当接する部材を全て取り除き、DCバイアスにACバイアスを重畳した電圧が印加された非接触帯電ローラを用いて帯電を行った。この結果、感光体表面の膜の削れ量が次第に多くなり、感光体の膜厚が次第に減少している事実がわかった。膜厚減少のメカニズムについては今のところ検討中で明らかになってはいないが、膜厚が減少した感光体を分析したところ、感光体を構成するポリカーボネートが分解されたと考えられるカルボン酸などが検出された。このように近接放電によって感光体を構成する成分が分解されたと考えられる物質が検出されたことから、感光体の膜厚減少のメカニズムとしては、次のようなことが考えられる。   The photoconductor used in the experiment is an organic photoconductor using polycarbonate as the charge transport layer, and all the members in contact with the photoconductor are removed, and a non-contact charging roller to which a voltage in which an AC bias is superimposed on a DC bias is applied. Was used for charging. As a result, it was found that the amount of abrasion of the film on the surface of the photoconductor gradually increased and the film thickness of the photoconductor gradually decreased. The mechanism of film thickness reduction has not been clarified at the moment, but analysis of a photoconductor with a reduced film thickness revealed that carboxylic acids, etc., that are thought to have decomposed the polycarbonate constituting the photoconductor were detected. It was done. As described above, since the substance that is considered to have decomposed the components constituting the photoconductor was detected by the proximity discharge, the following may be considered as a mechanism for reducing the film thickness of the photoconductor.

図2において、(a)と(b)は、近接放電によって感光体1表面が劣化する場合の感光体表面の状態を、帯電ローラ2aを感光体表面から微小ギャップをもって対向させた状態を例にとって示した説明図である。   2A and 2B, the state of the surface of the photoconductor 1 when the surface of the photoconductor 1 deteriorates due to proximity discharge, and the state where the charging roller 2a is opposed to the surface of the photoconductor with a minute gap are taken as an example. It is explanatory drawing shown.

近接放電を行うと、感光体表面の放電領域では放電により発生した粒子(オゾン、電子、励起分子、イオン、プラズマなど)のエネルギーが感光体表面の電荷輸送層1aに照射される。このエネルギーが感光体表面を構成する分子の結合エネルギーに共鳴、吸収され、図2の(a)に示すように、電荷輸送層1aは、樹脂分子鎖の切断による分子量低下、高分子鎖の絡み合い度の低下、樹脂の蒸発等の化学的劣化を生じる。このような近接放電による感光体の化学的劣化によって、感光体表面の電荷輸送層1aは次第にその膜厚を減少させてしまうと考えられる。   When the proximity discharge is performed, the energy of particles (ozone, electrons, excited molecules, ions, plasma, etc.) generated by the discharge is irradiated to the charge transport layer 1a on the surface of the photoreceptor in the discharge region on the surface of the photoreceptor. This energy is resonated and absorbed by the binding energy of the molecules constituting the surface of the photoreceptor, and as shown in FIG. 2A, the charge transport layer 1a has a decrease in molecular weight due to the breakage of the resin molecular chain, and the entanglement of the polymer chain. This causes chemical deterioration such as a decrease in the degree of evaporation and resin evaporation. It is considered that the film thickness of the charge transport layer 1a on the surface of the photoreceptor gradually decreases due to such chemical deterioration of the photoreceptor due to the proximity discharge.

このように、従来から対策が講じられてきた機械的摺擦による膜厚減少への対策とは別に、近接放電に起因する感光体表面の化学的劣化による膜厚減少への対策が必要であることが分かった。   As described above, in addition to the countermeasure against the film thickness reduction due to mechanical rubbing, which has been conventionally taken, a countermeasure against the film thickness reduction due to the chemical deterioration of the photoreceptor surface caused by the proximity discharge is necessary. I understood that.

なお上記近接放電による感光体表面の膜厚減少は放電で生じる粒子のエネルギーによって発生すると考えられるため、ポリカーボネートに限らず他の材質の感光体を用いた場合においても発生すると考えられる。   Note that the decrease in the film thickness on the surface of the photoreceptor due to the proximity discharge is considered to occur due to the energy of the particles generated by the discharge, and is therefore considered to occur even when a photoreceptor of another material is used in addition to polycarbonate.

これまで感光体表面の膜厚減少を防止するために採られていた対策としては、次のようなものがあった。例えば、感光体をアモルファスシリコンカーバイトで表面コートして耐磨耗性を向上させたものがある。また、例えば感光体表層の電荷輸送(CTL)層にアルミナ等の無機物を分散させて耐磨耗性を向上させた有機感光体を用いるようにしたものがある(特許文献1及び2参照)。しかしこのような構成では機械的磨耗に対する耐久性は向上できるが、近接放電による感光体表面の化学的劣化を防止することはできない。   The following measures have been taken so far to prevent a decrease in film thickness on the surface of the photoreceptor. For example, there is a photoconductor whose surface is coated with amorphous silicon carbide to improve wear resistance. Further, for example, an organic photoreceptor in which an inorganic material such as alumina is dispersed in a charge transport (CTL) layer on the surface of the photoreceptor to improve wear resistance is used (see Patent Documents 1 and 2). However, with such a configuration, durability against mechanical wear can be improved, but chemical deterioration of the photoreceptor surface due to proximity discharge cannot be prevented.

また特許文献3および4には、後述する課題を解決するための手段における放電劣化防止手段の具体的な実施例と同様に像担持体表面にステアリン酸亜鉛を塗布する手段を備えた画像形成装置が記載されている。しかしながら、このステアリン酸亜鉛を塗布する手段は、感光体表面のクリーニング不良を防止したりするため感光体表面を低摩擦係数化する目的で塗布するものである。
また特許文献5および6には、放電劣化防止手段の具体的な実施例と同様に像担持体表面にステアリン酸亜鉛を塗布する手段を備えた画像形成装置が記載されている。これらの技術は放電によって感光体の特性が変化する事、具体的には感光体表面に異物が付着しやすくなる事を課題としており、放電によるハザードを防止するためにステアリン酸亜鉛を用いるという点において本発明と近似する。
特開2002−207308号公報 特開2002−229227号公報 特開2002−55580号公報 特開2002−244487号公報 特開2002−244516号公報 特開2002−156877号公報
In Patent Documents 3 and 4, an image forming apparatus provided with means for applying zinc stearate to the surface of an image carrier as in a specific embodiment of discharge deterioration preventing means in means for solving the problems described below. Is described. However, this means for applying zinc stearate is applied for the purpose of reducing the coefficient of friction of the photoreceptor surface in order to prevent poor cleaning of the photoreceptor surface.
Patent Documents 5 and 6 describe an image forming apparatus provided with a means for applying zinc stearate to the surface of an image carrier, as in a specific example of the discharge deterioration preventing means. These technologies have the problem that the characteristics of the photoconductor change due to discharge, specifically, that foreign matters are likely to adhere to the surface of the photoconductor, and that zinc stearate is used to prevent hazards due to discharge. In the above, the present invention is approximated.
JP 2002-207308 A JP 2002-229227 A JP 2002-55580 A JP 2002-244487 A JP 2002-244516 A JP 2002-156877 A

本出願人の検討により、近接放電による感光体表面劣化を防止させるために必要とされる条件は、感光体表面を低摩擦化するために必要とされる条件とは異なる事が明らかになった。例えば後述するように、感光体表面を低摩擦化することができても、放電による劣化を防止することができない条件が存在する。   According to the examination by the present applicant, it has been clarified that the conditions required for preventing the photoreceptor surface deterioration due to the proximity discharge are different from the conditions required for reducing the friction of the photoreceptor surface. . For example, as will be described later, there are conditions in which deterioration due to discharge cannot be prevented even if the surface of the photoconductor can be reduced in friction.

また従来の技術では放電領域における感光体表面の保護物質の存在状態について深く検討したものは存在しない。しかし本出願人の検討により、放電による感光体表面の膜厚減少を防止するために必要な保護物質の存在状態は帯電条件等に依存する事が明らかになった。すなわち帯電条件を考慮せずに放電領域において感光体表面に保護物質を存在させたとしても、保護物質の存在状態が適切ではないために感光体の膜厚が減少したり、あるいは必要以上に保護物質が存在したりする。また、特許文献3にある様に、保護物質を固形化し棒状にした保護物質の供給源を用意し、ブラシ形態のローラを介して被クリーニング部材(感光体)に供給する方法は、装置の小型化・安価には向くが、本来発明の目的の為に保護物質としての必要最小限かつ被クリーニング部材表面の全面にわたる塗布状態に向かないことが判明した。従って、本発明の目的は画像形成工程が繰返しなされているとき、常に必要量の保護部材が継続して均一に被クリーニング部材へ供給する機構を提供することである。   In the prior art, there has been no deep study on the existence state of the protective substance on the surface of the photoreceptor in the discharge region. However, the applicant's investigation has revealed that the presence of a protective substance necessary to prevent a reduction in film thickness on the surface of the photoreceptor due to discharge depends on charging conditions and the like. In other words, even if a protective substance is present on the surface of the photoconductor in the discharge region without considering the charging conditions, the thickness of the photoconductor is reduced or the protective film is protected more than necessary because the protective material is not properly present. There is a substance. In addition, as disclosed in Patent Document 3, a method for preparing a supply source of a protective substance obtained by solidifying a protective substance into a rod shape and supplying it to a member to be cleaned (photosensitive member) via a brush-shaped roller is a small size of the apparatus. However, it has been found that it is not suitable for a coating state over the entire surface of the member to be cleaned, which is essential for the purpose of the present invention. Accordingly, an object of the present invention is to provide a mechanism for always supplying a necessary amount of a protective member continuously and uniformly to a member to be cleaned when the image forming process is repeated.

さらに、画像形成装置においては環境条件などに応じて帯電電圧を変化させる制御を行うことがあるが、帯電条件等と保護物質の存在状態との関係がわからないと帯電電圧を変化させた場合に必要な保護物質の量を判断できず、感光体の劣化を充分防止できなくなる恐れがある。   In addition, the image forming apparatus may perform control to change the charging voltage according to environmental conditions, etc., but is necessary when the charging voltage is changed unless the relationship between the charging conditions and the presence state of the protective substance is known. Thus, there is a risk that the amount of a protective substance cannot be determined and deterioration of the photoreceptor cannot be prevented sufficiently.

したがって、本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、近接放電による帯電方式を採用した画像形成装置において、近接放電に起因する感光体表面の劣化を防止することができる画像形成装置を提供することである。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to prevent deterioration of the surface of the photoreceptor due to proximity discharge in an image forming apparatus employing a charging method by proximity discharge. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of performing the above.

即ち、上記目的は、請求項1に記載されるが如く、
少なくとも、移動する被帯電体と、
被帯電体に対して接触または接近して設けられた帯電部材に交流成分を含む直流電圧を印加することによって生じる放電を利用して被帯電体を帯電させる帯電手段と、
帯電手段によって帯電した被帯電体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
潜像形成手段によって形成された静電潜像の画像部にトナーを付着して現像させる現像手段と、
被帯電体表面を保護する保護物質を被帯電体表面に塗布する塗布手段と、
を有する画像形成装置において、
該塗布手段がプレ塗布手段と塗布手段からなり、該保護物質が該プレ塗布手段を介して塗布手段に塗布され、且つ
放電領域において被帯電体表面に存在する保護物質の元素割合[%]が、XPSによる測定で、
6.23×10−3×(Vpp − 2×Vth)×f/v [%]
以上であることを特徴とする画像形成装置により達成される。
That is, the object is as described in claim 1,
At least a moving object to be charged;
A charging means for charging the member to be charged using a discharge generated by applying a DC voltage containing an AC component to a charging member provided in contact with or close to the member to be charged;
A latent image forming means for forming a latent image on the surface of the object to be charged charged by the charging means;
Developing means for attaching and developing toner on the image portion of the electrostatic latent image formed by the latent image forming means;
A coating means for applying a protective substance for protecting the surface of the body to be charged to the surface of the body to be charged;
In an image forming apparatus having
The coating means comprises a pre-coating means and a coating means, the protective substance is applied to the coating means via the pre-coating means, and the element ratio [%] of the protective substance present on the surface of the object to be charged in the discharge region is , Measured by XPS,
6.23 × 10 −3 × (Vpp−2 × Vth) × f / v [%]
This is achieved by the image forming apparatus characterized by the above.

(式中、Vppは帯電部材に印加する交流成分の振幅[V]、fは帯電部材に印加する交流成分の周波数[Hz]、Gpは帯電部材表面と被帯電体表面との最近接距離[μm]、vは帯電部材と対向する被帯電体表面の移動速度[mm/sec]、Vthは放電開始電圧である。またVthの値は、被帯電体の膜厚をd[μm]、被帯電体の比誘電率をεopc、被帯電体と帯電部材の間の空間における比誘電率をεairとしたとき、312+6.2×(d/εopc+Gp/εair)+√(7737.6×d/ε)である)
請求項1に記載の発明によれば、繰り返しの画像形成工程がなされる間に、保護物質の特待の塗布手段により副作用を防止し、被帯電体、つまり感光体表面の変質、いわゆる白濁を防止することが可能となる。
(Wherein, Vpp is the amplitude [V] of the alternating current component applied to the charging member, f is the frequency [Hz] of the alternating current component applied to the charging member, and Gp is the closest distance between the surface of the charging member and the surface of the object to be charged [ [mu] m], v is the moving speed [mm / sec] of the surface of the member to be charged facing the charging member, Vth is the discharge start voltage, and the value of Vth is the film thickness of the member to be charged d [[mu] m] When the relative dielectric constant of the charged body is εopc and the relative dielectric constant in the space between the charged body and the charging member is εair, 312 + 6.2 × (d / εopc + Gp / εair) + √ (7737.6 × d / ε )
According to the first aspect of the present invention, during the repeated image forming process, side effects are prevented by a specially-applied coating means for the protective substance, and the surface of the charged object, that is, the surface of the photosensitive member is prevented from being deteriorated, so-called white turbidity. It becomes possible to do.

請求項2にかかる発明は、請求項1に記載の発明において、前記放電領域において被帯電体表面に存在する保護物質の元素割合[%]が、XPSによる測定で、
9.10×10−3×(Vpp − 2×Vth)×f/v [%]
以上であることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the element ratio [%] of the protective substance present on the surface of the charged body in the discharge region is measured by XPS.
9.10 × 10 −3 × (Vpp−2 × Vth) × f / v [%]
It is the above.

請求項2に記載の発明によれば、近接放電に起因する被帯電体、つまり感光体表面の膜厚減少を防止することが可能となる。   According to the second aspect of the present invention, it is possible to prevent a decrease in the film thickness of the charged object, that is, the surface of the photosensitive member due to the proximity discharge.

請求項3にかかる発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記保護物質はラメラ結晶紛体であることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the protective substance is a lamellar crystal powder.

請求項3に記載の発明によれば、ラメラ結晶は両親媒性分子が自己組織化した層状構造を有しているので、せん断力を受けると層間でへき開して被帯電体表面に広がっていくので、少量の保護物質でも効果的に感光体表面を覆うことができる。   According to the invention described in claim 3, since the lamellar crystal has a layered structure in which the amphiphilic molecules are self-organized, when the shear force is applied, the lamellar crystal is cleaved between the layers and spreads on the surface of the object to be charged. Therefore, the surface of the photoreceptor can be effectively covered with a small amount of protective material.

請求項4にかかる発明は、
移動する被帯電体と、
被帯電体に対して接触または近接して設けられた帯電部材に交流成分を含む直流電圧を印加することによって生じる放電を利用して被帯電体を帯電させる帯電器と、
帯電器によって帯電させられた被帯電体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
潜像形成手段によって形成された静電潜像の画像部にトナーを付着させる現像手段と、
被帯電体表面を保護する保護物質を被帯電体表面に塗布する塗布手段と、
を有する画像形成装置において、
該塗布手段がプレ塗布手段と塗布手段からなり、該保護物質が該プレ塗布手段を介して塗布手段に塗布され、
前記保護物質がラメラ結晶体の脂肪酸金属塩であり、
放電領域において被帯電体表面に存在する脂肪酸金属塩に含まれる金属元素の元素割合[%]が、XPSによる測定で、
1.52×10−4×(Vpp − 2×Vth)×f/v [%]
以上であることを特徴とする画像形成装置により達成される。
The invention according to claim 4 is:
A moving object to be charged;
A charger that charges the object to be charged using a discharge generated by applying a DC voltage containing an AC component to a charging member provided in contact with or close to the object to be charged;
A latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of an object to be charged charged by a charger;
Developing means for attaching toner to the image portion of the electrostatic latent image formed by the latent image forming means;
A coating means for applying a protective substance for protecting the surface of the body to be charged to the surface of the body to be charged;
In an image forming apparatus having
The application means comprises a pre-application means and an application means, and the protective substance is applied to the application means via the pre-application means,
The protective substance is a fatty acid metal salt of a lamellar crystal,
In the discharge region, the element ratio [%] of the metal element contained in the fatty acid metal salt present on the surface of the charged body is measured by XPS.
1.52 × 10 −4 × (Vpp−2 × Vth) × f / v [%]
This is achieved by the image forming apparatus characterized by the above.

(式中、Vppは帯電部材に印加する交流成分の振幅[V]、fは帯電部材に印加する交流成分の周波数[Hz]、Gpは帯電部材表面と被帯電体表面との最近接距離[μm]、vは帯電部材と対向する被帯電体表面の移動速度[mm/sec]、Vthは放電開始電圧である。またVthの値は、被帯電体の膜厚をd[μm]、被帯電体の比誘電率をεopc、被帯電体と帯電部材の間の空間における比誘電率をεairとしたとき、312+6.2×(d/εopc+Gp/εair)+√(7737.6×d/ε)である)
請求項4に記載の発明によれば、繰り返しの画像形成工程がなされるに、保護物質の特待の塗布手段により副作用を防止し、被帯電体、つまり感光体表面の変質、いわゆる白濁を防止することが可能となる。
(Wherein, Vpp is the amplitude [V] of the alternating current component applied to the charging member, f is the frequency [Hz] of the alternating current component applied to the charging member, and Gp is the closest distance between the surface of the charging member and the surface of the object to be charged [ [mu] m], v is the moving speed [mm / sec] of the surface of the member to be charged facing the charging member, Vth is the discharge start voltage, and the value of Vth is the film thickness of the member to be charged d [[mu] m] When the relative dielectric constant of the charged body is εopc and the relative dielectric constant in the space between the charged body and the charging member is εair, 312 + 6.2 × (d / εopc + Gp / εair) + √ (7737.6 × d / ε )
According to the fourth aspect of the present invention, side effects are prevented by a specially-applied means for applying a protective substance, and so-called white turbidity is prevented, that is, the surface of a charged body, that is, the surface of the photosensitive body, is prevented. It becomes possible.

請求項5にかかる発明は、請求項4に記載の発明において、前記放電領域において被帯電体表面に存在する脂肪酸金属塩に含まれる金属元素の元素割合[%]が、XPSによる測定で、
2.22×10−4×(Vpp − 2×Vth)×f/v [%]
以上であることを特徴とすることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the invention according to claim 4, wherein the element ratio [%] of the metal element contained in the fatty acid metal salt present on the surface of the member to be charged in the discharge region is measured by XPS.
2.22 × 10 −4 × (Vpp−2 × Vth) × f / v [%]
It is characterized by the above.

請求項5に記載の発明によれば、近接放電に起因する被帯電体、つまり感光体表面の膜厚減少を防止することが可能となる。   According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to prevent a decrease in film thickness on the surface of the member to be charged, that is, the surface of the photoreceptor due to the proximity discharge.

請求項6にかかる発明は、請求項4または5に記載の発明において、前記脂肪酸金属塩がステアリン酸亜鉛であることを特徴とする。   The invention according to claim 6 is the invention according to claim 4 or 5, characterized in that the fatty acid metal salt is zinc stearate.

請求項6に記載の発明によれば、前記脂肪酸金属塩であるステアリン酸亜鉛は、帯電される感光体の全表面に微紛化容易なラメラ結晶の極薄い均一な塗布状態を形成するので、優れた保護効果の提供が可能となる。   According to the invention described in claim 6, since the zinc stearate that is the fatty acid metal salt forms a very thin and uniform coating state of lamellar crystals that are easily atomized on the entire surface of the charged photoreceptor, It is possible to provide an excellent protective effect.

請求項7にかかる発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の発明において、帯電部材と被帯電体との最近接距離が1〜100[μm]であることを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the closest distance between the charging member and the member to be charged is 1 to 100 [μm].

請求項7に記載の発明によれば、帯電部材への保護物質の付着が起こりにくい非接触帯電であるので、放電領域において保護物質の存在量を安定させることができる。   According to the seventh aspect of the present invention, since the non-contact charging is difficult for the protective substance to adhere to the charging member, the amount of the protective substance present in the discharge region can be stabilized.

請求項8にかかる発明は、請求項7に記載の発明において、前記帯電部材の表面層が樹脂材料であることを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the invention according to claim 7, wherein the surface layer of the charging member is a resin material.

請求項8に記載の発明によれば、帯電部材の変形が抑制され、保護物質の存在量が局所的、突発的に乱されるのを抑制できる。   According to the eighth aspect of the invention, the deformation of the charging member is suppressed, and the amount of the protective substance present can be suppressed from being disturbed locally and suddenly.

請求項9にかかる発明は、請求項3〜6のいずれか1項に記載の発明において、前記保護物質を被帯電体表面に塗布するための塗布手段と被帯電体とが接触する部分での塗布手段の速度が被帯電体表面の移動速度とは異なっていることを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the third to sixth aspects, the coating means for applying the protective substance to the surface of the body to be charged and the portion to be charged are in contact with each other. The speed of the coating means is different from the moving speed of the charged body surface.

請求項9に記載の発明によれば、ラメラ結晶がへき開して被帯電体表面に広がるので効率の良い保護物質の供給が可能となる。   According to the ninth aspect of the present invention, the lamellar crystal is cleaved and spreads on the surface of the member to be charged, so that it is possible to efficiently supply the protective substance.

請求項10にかかる発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の発明において、前記帯電部材周囲の環境状態を検出する検出器と、検出された環境状態に基づいて被帯電体表面への保護物質の供給量を制御する制御部とをさらに有することを特徴とする。   The invention according to claim 10 is the invention according to any one of claims 1 to 6, wherein the detector detects an environmental condition around the charging member, and the surface of the object to be charged based on the detected environmental condition. And a control unit for controlling the supply amount of the protective substance to the device.

請求項10に記載の発明によれば、温度や湿度と言った環境状態に応じて放電開始電圧が変化する場合においても、保護物質の最適な量を適応的に決定することができる。   According to the invention described in claim 10, even when the discharge start voltage changes according to the environmental state such as temperature and humidity, the optimum amount of the protective substance can be determined adaptively.

請求項11にかかる発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の発明において、
前記現像手段は被帯電体表面に残留した転写残トナーを除去する手段を兼ねており、
前記帯電器は帯電部材と被帯電体との最近接距離Gpが0[μm]である接触帯電方式の帯電器であり、
前記現像手段に対して被帯電体表面の移動方向下流側、かつ、前記帯電器に対して被帯電体表面の移動方向上流側に、前記被帯電体表面に残留した転写残トナーを帯電させるトナー帯電手段を有することを特徴とする。
The invention according to claim 11 is the invention according to any one of claims 1 to 6,
The developing means also serves as a means for removing transfer residual toner remaining on the surface of the charged body,
The charger is a contact charging type charger in which the closest distance Gp between the charging member and the object to be charged is 0 [μm],
Toner for charging the transfer residual toner remaining on the surface of the charged body on the downstream side in the moving direction of the surface of the charged body with respect to the developing unit and on the upstream side of the surface of the charged body in the moving direction with respect to the charger. It has a charging means.

請求項11に記載の発明によれば、クリーナレス方式において転写残トナーを被帯電体上に鏡像力で固定することによって、保護物質による放電からの保護効果を有効に機能させることができる。   According to the eleventh aspect of the present invention, by fixing the transfer residual toner on the member to be charged with a mirror image force in a cleanerless system, the protection effect from the discharge by the protective substance can be effectively functioned.

請求項12にかかる発明は、請求項1〜11のいずれか1項に記載の発明において、前記被帯電体に接する塗布手段と該塗布手段に接するプレ塗布手段が弾性を有するローラからなり、更に該プレ塗布手段上の保護物質を規制する規制手段を有することを特徴とする。   The invention according to claim 12 is the invention according to any one of claims 1 to 11, wherein the application means in contact with the member to be charged and the pre-application means in contact with the application means comprise an elastic roller, and It has a regulation means which regulates the protective substance on the pre-coating means.

請求項12に記載の発明によれば、プレ塗布手段と規制手段があると、塗布手段上の保護物質が容易に均一化されるので、より均一に被帯電体に保護物質の層が形成できる。   According to the twelfth aspect of the present invention, when the pre-coating means and the regulating means are provided, the protective material on the coating means is easily uniformed, so that the protective material layer can be more uniformly formed on the object to be charged. .

請求項13にかかる発明は、請求項12に記載の発明において、前記保護物質が、粉体状又はバー状であることを特徴とする。   The invention according to claim 13 is the invention according to claim 12, wherein the protective substance is in the form of powder or bar.

請求項13に記載の発明によれば、一旦保護物質を転移するプレ塗布手段があり、次の塗布手段で保護物質が被帯電体上に形成される過程があるため、保護物質の塗布状態が容易に均一化される。その結果、保護物質の形状が粉体状であっても、バー状であっても形状に左右されることなく、均一な塗布状態が形成できる。   According to the thirteenth aspect of the present invention, there is a pre-coating means for once transferring the protective substance, and there is a process in which the protective substance is formed on the object to be charged by the next applying means. Easy to homogenize. As a result, a uniform application state can be formed regardless of the shape of the protective substance, whether it is powder or bar.

請求項14にかかる発明は、請求項13に記載の発明において、前記被帯電体の表面の移動速度と該被帯電体に接する塗布手段の表面の移動速度が同一又は異なっていることを特徴とする。   The invention according to claim 14 is the invention according to claim 13, wherein the moving speed of the surface of the member to be charged and the moving speed of the surface of the coating means in contact with the member to be charged are the same or different. To do.

請求項14に記載の発明によれば、塗布手段に均一な保護物質の塗布状態があるので、この一部又は全部を被帯電体に転移するだけで被帯電体の表面に均一な保護物質の塗布状態が形成できる。また、両者に速度差をつけると、ニップに保護物質を擦り付ける力(せん断力)が働くので、保護物質の微粒子が場合更に細かくなり、均一な保護物質の塗布状態が被帯電体に形成できる。   According to the fourteenth aspect of the present invention, since there is a uniform application state of the protective substance on the application means, a uniform protective substance can be applied to the surface of the object to be charged simply by transferring a part or all of this to the object to be charged. A coating state can be formed. Further, if a speed difference is made between the two, a force (shearing force) for rubbing the protective substance against the nip works, so that fine particles of the protective substance become finer and a uniform application state of the protective substance can be formed on the object to be charged.

請求項15にかかる発明は、請求項14に記載の発明において、前記プレ塗布手段の表面の移動速度と該プレ塗布手段に接する塗布手段の表面の移動速度が同一又は異なっていることを特徴とする。   The invention according to claim 15 is the invention according to claim 14, wherein the moving speed of the surface of the pre-coating means and the moving speed of the surface of the applying means in contact with the pre-coating means are the same or different. To do.

請求項15に記載の発明によれば、一旦、プレ転写手段に保護物質の塗布状態を形成し、これを速度が同一の場合は圧力にて
保護物質の微粒子を細かくし、速度が異なる場合はせん断力にて保護物質の微粒子を細かくすることで、塗布手段上に保護物質の塗布状態を緻密かつ均一に形成できる。その結果、保護物質を転移するだけで被帯電体の表面に均一な保護物質の状態が形成できる。
According to the fifteenth aspect of the present invention, once the pre-transfer means is coated with a protective substance, when the speed is the same, the protective substance fine particles are finely divided by pressure, and the speed is different. By making the fine particles of the protective substance fine by shearing force, the application state of the protective substance can be densely and uniformly formed on the application means. As a result, a uniform state of the protective substance can be formed on the surface of the charged body simply by transferring the protective substance.

請求項16にかかる発明は、請求項1〜15に記載の画像形成装置を用いて、少なくとも被帯電体表面上への近接帯電方式の帯電、該被帯電体表面上での画像露光による静電潜像形成、該静電潜像のトナーによる現像、該現像によって可視像化されたトナー像の記録媒体への転写、該帯電体表面上の転写残トナーのクリーニング、及び該被帯電体上の残留電荷の除電からなる画像形成工程が繰り返しなされる間に、所定の帯電条件で放電領域において必要量の保護物質が継続して均一に該被帯電体表面に塗布されることを特徴とする画像形成方法によって達成できる。   According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus according to any one of the first to fifteenth aspects. Latent image formation, development of the electrostatic latent image with toner, transfer of a toner image visualized by the development to a recording medium, cleaning of transfer residual toner on the surface of the charged body, and on the charged body The required amount of protective substance is continuously applied uniformly on the surface of the object to be charged in the discharge region under predetermined charging conditions while the image forming process including the charge removal of the residual charge is repeated. This can be achieved by an image forming method.

請求項16に記載の発明によれば、繰り返しの画像形成工程がなされるに、保護物質の特待の塗布手段により副作用を防止し、近接放電に起因する被帯電体、つまり感光体表面の変質、いわゆる白濁を防止することが可能となり、該感光体表面の膜厚減少を防止できる画像方法を提供できる。   According to the invention described in claim 16, while the repeated image forming steps are performed, side effects are prevented by a specially applied protective substance applying means, and the charged object due to proximity discharge, that is, the surface of the photoreceptor is degenerated. So-called white turbidity can be prevented, and an image method capable of preventing a decrease in film thickness on the surface of the photoreceptor can be provided.

請求項17にかかる発明は、
移動する被帯電体と、
被帯電体に対して接触または近接して設けられた帯電部材に交流成分を含む電圧を印加することによって生じる放電を利用して被帯電体を帯電させる帯電器と、
帯電器によって帯電させられた被帯電体表面を画像情報に応じて除電することによって形成された静電潜像の画像部にトナーを付着させる現像手段と、
放電領域において被帯電体表面に存在する保護物質の元素割合[%]が、XPSによる測定で、
6.23×10−3×{Vpp−2×Vth}×f/v [%]
以上となるように被帯電体表面に保護物質を供給させる供給器と、
を一体に構成したプロセスカートリッジによって達成される。
The invention according to claim 17 is:
A moving object to be charged;
A charger that charges the object to be charged using a discharge generated by applying a voltage containing an AC component to a charging member provided in contact with or close to the object to be charged;
A developing unit that attaches toner to an image portion of an electrostatic latent image formed by discharging the surface of an object to be charged charged by a charger according to image information;
The element ratio [%] of the protective substance present on the surface of the object to be charged in the discharge region is measured by XPS.
6.23 * 10 <-3> * {Vpp-2 * Vth} * f / v [%]
A feeder for supplying a protective substance to the surface of the member to be charged,
This is achieved by a process cartridge integrally configured.

(式中、Vppは帯電部材に印加する交流成分の振幅[V]、fは帯電部材に印加する交流成分の周波数[Hz]、Gpは帯電部材表面と被帯電体表面との最近接距離[μm]、vは帯電部材と対向する被帯電体表面の移動速度[mm/sec]、Vthは放電開始電圧である。またVthの値は、被帯電体の膜厚をd[μm]、被帯電体の比誘電率をεopc、被帯電体と帯電部材の間の空間における比誘電率をεairとしたとき、312+6.2×(d/εopc+Gp/εair)+√(7737.6×d/ε)である)
請求項17に記載の発明によれば、繰り返しの画像形成工程がなされる間に、保護物質の特待の塗布手段により副作用を防止し、被帯電体、つまり感光体表面の変質、いわゆる白濁を防止することが可能となるプロセスカートリッジを提供できる。
(Wherein, Vpp is the amplitude [V] of the alternating current component applied to the charging member, f is the frequency [Hz] of the alternating current component applied to the charging member, and Gp is the closest distance between the surface of the charging member and the surface of the object to be charged [ [mu] m], v is the moving speed [mm / sec] of the surface of the member to be charged facing the charging member, Vth is the discharge start voltage, and the value of Vth is the film thickness of the member to be charged d [[mu] m] When the relative dielectric constant of the charged body is εopc and the relative dielectric constant in the space between the charged body and the charging member is εair, 312 + 6.2 × (d / εopc + Gp / εair) + √ (7737.6 × d / ε )
According to the seventeenth aspect of the present invention, during the repeated image forming process, side effects are prevented by the specially-applied means for the protective substance, and the surface of the charged object, that is, the surface of the photosensitive member, is prevented from being so-called white turbidity. It is possible to provide a process cartridge that can be used.

請求項18にかかる発明は、請求項17の発明において、前記放電領域において被帯電体表面に存在する保護物質の元素割合[%]が、XPSによる測定で、
9.10×10−3×(Vpp − 2×Vth)×f/v [%]
以上であることを特徴とする。
The invention according to claim 18 is the invention according to claim 17, wherein the element ratio [%] of the protective substance present on the surface of the member to be charged in the discharge region is measured by XPS.
9.10 × 10 −3 × (Vpp−2 × Vth) × f / v [%]
It is the above.

請求項18に記載の発明によれば、近接放電に起因する被帯電体、つまり感光体表面の膜厚減少を防止することが可能となるプロセスカートリッジを提供できる。   According to the eighteenth aspect of the present invention, it is possible to provide a process cartridge that can prevent a decrease in the film thickness of the charged object, that is, the surface of the photoreceptor due to the proximity discharge.

本発明によれば、接触或いは非接触の近接放電による帯電方式を採用した画像形成装置において、近接放電に起因する感光体表面の劣化を防止することができるという優れた効果がある。また、保護部剤を感光体に薄く均一に塗布できる塗布手段を用いるので、過多に塗布することによるムダ、副作用を抑制できる。更に、硬いファーブラシを使用した場合に多く発生する有機感光体の摩耗を抑制できる効果を有する。   According to the present invention, in an image forming apparatus that employs a charging method using contact or non-contact proximity discharge, there is an excellent effect that deterioration of the surface of the photoreceptor due to proximity discharge can be prevented. In addition, since an application means that can apply the protective agent thinly and uniformly to the photoreceptor is used, waste and side effects due to excessive application can be suppressed. Further, it has an effect of suppressing the wear of the organic photoreceptor that is often generated when a hard fur brush is used.

以下、本発明が適用される画像形成装置について実施形態で説明する。   Hereinafter, an image forming apparatus to which the present invention is applied will be described in an embodiment.

[実施形態1]
図3を参照するに、後述する各実施例に共通した構成を有する画像形成装置の一例を示し、実施態様1として説明する。この画像形成装置は、有機感光体からなる像担持体としての感光体1を備えている。
[Embodiment 1]
Referring to FIG. 3, an example of an image forming apparatus having a configuration common to each example described later is shown and will be described as an embodiment 1. This image forming apparatus includes a photoreceptor 1 as an image carrier made of an organic photoreceptor.

図3において感光体1は、図示しない駆動装置により回転駆動され、その表面が近接帯電方式の帯電手段2の帯電ローラ2aにより所定の極性に帯電される。帯電された感光体1の表面は、露光手段3によって露光され画像情報に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段4から感光体1の表面に供給される現像剤としてのトナーにより現像されて、トナー像として可視像化される。   In FIG. 3, the photosensitive member 1 is driven to rotate by a driving device (not shown), and the surface thereof is charged to a predetermined polarity by the charging roller 2a of the charging means 2 of the proximity charging method. The charged surface of the photoreceptor 1 is exposed by the exposure means 3 to form an electrostatic latent image corresponding to the image information. The electrostatic latent image is developed with toner as a developer supplied from the developing unit 4 to the surface of the photoreceptor 1 to be visualized as a toner image.

一方、図示しない給紙部からは記録媒体としての転写紙Pが感光体1に向けて給送される。この転写紙Pには、感光体1に対向配置されている転写手段5によって感光体1上のトナー像が転写紙P上に転写される。トナー像が転写された転写紙Pは、感光体1から分離した後、転写材搬送経路に沿って定着手段6に搬送されて、トナー像が定着される。   On the other hand, a transfer sheet P as a recording medium is fed toward the photosensitive member 1 from a sheet feeding unit (not shown). On the transfer paper P, the toner image on the photoconductor 1 is transferred onto the transfer paper P by the transfer means 5 disposed opposite to the photoconductor 1. The transfer paper P onto which the toner image has been transferred is separated from the photosensitive member 1 and then conveyed to the fixing unit 6 along the transfer material conveyance path to fix the toner image.

転写紙にトナー像を転写した後の感光体1上に残留している残留トナーとしての転写残トナーは、クリーニング装置7によって感光体1上から除去される。また、転写残トナー が除去された後の感光体表面の残留電荷は、除電手段9により除去される。このようにして、感光体1は繰り返し使用される。   Transfer residual toner as residual toner remaining on the photosensitive member 1 after the toner image is transferred to the transfer paper is removed from the photosensitive member 1 by the cleaning device 7. Further, the residual charge on the surface of the photosensitive member after the transfer residual toner is removed is removed by the charge eliminating unit 9. In this way, the photoreceptor 1 is used repeatedly.

本実施形態の画像形成装置は、保護物質塗布手段10を有している。この保護物質塗布手段10は、内部に粉体状の保護物質を搭載した例である。粉体状の保護物質はプレ転移手段12を介して転移手段11を経て感光体に保護物質を供給される。   The image forming apparatus according to the present exemplary embodiment includes a protective substance applying unit 10. This protective substance applying means 10 is an example in which a powdery protective substance is mounted inside. The protective substance in powder form is supplied to the photosensitive member via the transfer means 11 via the pre-transfer means 12.

尚、詳細については後述する。   Details will be described later.

また本実施形態の画像形成装置では、感光体、帯電部材、現像装置、クリーニング装置が一体に構成され、画像形成装置本体から着脱可能なプロセスカートリッジとして構成されている。かかるプロセスカートリッジは一体に交換されるので、塗布装置10に含有される保護物質の量、感光体の初期膜厚などを相互に適切な量に設定する事が容易であり、本発明に適している。   In the image forming apparatus according to the present embodiment, the photosensitive member, the charging member, the developing device, and the cleaning device are integrally configured, and configured as a process cartridge that is detachable from the image forming apparatus main body. Since such a process cartridge is replaced as a unit, it is easy to set the amount of the protective substance contained in the coating apparatus 10 and the initial film thickness of the photoreceptor to appropriate amounts, which is suitable for the present invention. Yes.

次に本実施形態1の画像形成装置に用いる帯電手段2について説明する。この帯電装置2は、近接放電を用いて感光体を帯電する。近接放電を用いて感光体を帯電する方法としては、回動可能なローラ状の帯電部材(以下、帯電ローラという)2aを感光体に接触させて配置する接触帯電方式と、帯電ローラを感光体に非接触に配置する非接触帯電方式とがある。本実施形態1においては、非接触帯電方式を用いている。   Next, the charging unit 2 used in the image forming apparatus according to the first embodiment will be described. The charging device 2 charges the photoconductor using proximity discharge. As a method of charging the photosensitive member using proximity discharge, a contact charging method in which a rotatable roller-shaped charging member (hereinafter referred to as a charging roller) 2a is placed in contact with the photosensitive member, and the charging roller is connected to the photosensitive member. There is a non-contact charging system that is arranged in a non-contact manner. In the first embodiment, a non-contact charging method is used.

本発明は接触帯電方式にも適用できるが、接触帯電方式においては感光体表面との接触性を向上させ、かつ感光体に機械的ストレスを与えない弾性部材を用いる事が好ましい。しかし弾性部材を用いた場合には帯電ニップ幅が広くなり、これによって帯電ローラ側に保護物質が付着しやすくなることがある。よって、高耐久化の為には、非接触帯電方式を採用する方が有利である。本実施形態1においては、感光体表面における少なくとも画像形成領域に対して所定の帯電ギャップ14をもって対向するよう帯電ローラ2aを配置した非接触帯電方式を採用した。   The present invention can also be applied to a contact charging method. However, in the contact charging method, it is preferable to use an elastic member that improves the contact property with the surface of the photoreceptor and does not apply mechanical stress to the photoreceptor. However, when an elastic member is used, the charging nip width is widened, which may cause the protective material to easily adhere to the charging roller side. Therefore, it is more advantageous to adopt a non-contact charging method for high durability. In the first exemplary embodiment, a non-contact charging method in which the charging roller 2a is disposed so as to face at least an image forming area on the surface of the photoreceptor with a predetermined charging gap 14 is adopted.

図4は、本実施形態1の画像形成装置に用いる帯電装置2の説明図である。   FIG. 4 is an explanatory diagram of the charging device 2 used in the image forming apparatus according to the first embodiment.

帯電ローラ2aは軸部21aとローラ部21bとからなる。ローラ部21bは軸部21aの回転によって回動可能であり、感光体1表面のうち画像が形成される画像形成領域11に対向する部分は感光体1と非接触である。帯電ローラは、その長手方向(軸方向)の寸法が画像形成領域よりも少し長く設定されており、その長手方向の両端部にスペーサ22を設けている。これら2つのスペーサを感光体表面両端部の非画像形成領域18に当接させることによって、感光体1と帯電ローラとの間に微小なギャップ19を形成している。この微小なギャップ19は、帯電ローラと感光体1との最近接部における距離が5〜100[μm]に維持できるよう構成している。このギャップ19のより好ましい範囲は、30〜65[μm]であり、本実施形態1の装置では、50μmに設定した。また、軸部21aをスプリングからなる加圧バネ15によって感光体側に加圧している。これにより、微小なギャップ19を精度よく維持することができる。また、帯電ローラはスペーサ22を介して感光体表面に連れ回って回転する。   The charging roller 2a includes a shaft portion 21a and a roller portion 21b. The roller portion 21 b can be rotated by the rotation of the shaft portion 21 a, and a portion of the surface of the photoreceptor 1 that faces the image forming region 11 where an image is formed is not in contact with the photoreceptor 1. The length of the charging roller in the longitudinal direction (axial direction) is set slightly longer than the image forming area, and spacers 22 are provided at both ends in the longitudinal direction. These two spacers are brought into contact with the non-image forming regions 18 at both ends of the photosensitive member surface, thereby forming a minute gap 19 between the photosensitive member 1 and the charging roller. The minute gap 19 is configured such that the distance at the closest portion between the charging roller and the photosensitive member 1 can be maintained at 5 to 100 [μm]. A more preferable range of the gap 19 is 30 to 65 [μm], and is set to 50 μm in the apparatus of the first embodiment. Further, the shaft portion 21a is pressed against the photosensitive member side by a pressing spring 15 made of a spring. Thereby, the minute gap 19 can be accurately maintained. Further, the charging roller rotates along with the surface of the photoreceptor via the spacer 22.

帯電ローラ2aには帯電用の電源16を接続している。これにより、感光体表面と帯電ローラ表面との間の微小な空隙での近接放電により、感光体表面を均一に帯電する。印加電圧は、本実施形態1においては直流成分であるDC電圧に交流成分であるAC電圧を重畳した交番電圧を用いている。帯電ローラ2aに印加する印加電圧としてDC電圧にAC電圧を重畳させた交番電圧を印加すると、微小ギャップ変動による帯電電位のばらつきなどの影響が抑制されて均一な帯電が可能となる。   A charging power source 16 is connected to the charging roller 2a. As a result, the surface of the photoconductor is uniformly charged by proximity discharge in a minute gap between the surface of the photoconductor and the surface of the charging roller. In the first embodiment, the applied voltage is an alternating voltage obtained by superimposing an AC voltage that is an AC component on a DC voltage that is a DC component. When an alternating voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage is applied as an application voltage to be applied to the charging roller 2a, influences such as variations in charging potential due to minute gap fluctuations are suppressed, and uniform charging becomes possible.

帯電ローラ2aは円柱状を呈する導電性支持体としての芯金と、芯金の外周面上に形成された抵抗調整層を有する。帯電ローラ2aの表面は硬質であることが望ましい。ローラ部材としてはゴム部材も使用できるが、ゴム部材のように変形しやすい部材であると感光体1との微小ギャップ19の均一な維持が困難となり、作像条件によっては帯電ローラ2aの中央部のみが感光体表面に突発的に接触する可能性がある。帯電ローラ2aが感光体表面に局所的或いは突発的に接触する事によって生じる保護物質の乱れに対応することは困難であるため、非接触帯電方式を使用する場合にはたわみが少ない硬質の部材が望ましい。
表面が硬質な帯電ローラ2aの具体例としては、例えば、抵抗調整層を高分子型イオン導電剤が分散する熱可塑性樹脂組成物(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン及びその共重合体等)により形成し、抵抗調整層の表面を硬化剤により硬化皮膜処理されたものが挙げられる。また硬化皮膜処理は、例えば、イソシアネート含有化合物を含む処理溶液に抵抗調整層を浸漬させることにより行われるが、抵抗調整層の表面に改めて硬化処理皮膜層を形成することにより行われてもよい。本実施形態では、帯電ローラ2aをφ10mm(直径10mm)で形成した。
本実施形態の感光体1は負帯電性の有機感光体であり、φ30mmのドラム状導電性支持体上に感光層を設けたものである。
The charging roller 2a has a cored bar as a conductive support having a cylindrical shape and a resistance adjusting layer formed on the outer peripheral surface of the cored bar. The surface of the charging roller 2a is preferably hard. A rubber member can also be used as the roller member. However, if the member is easily deformed, such as a rubber member, it is difficult to maintain the minute gap 19 between the photosensitive member 1 and the central portion of the charging roller 2a depending on image forming conditions. There is a possibility that only the surface of the photoconductor suddenly contacts. Since it is difficult to cope with the disturbance of the protective substance caused by the charging roller 2a being in contact with the surface of the photosensitive member locally or suddenly, a hard member with less deflection is used when the non-contact charging method is used. desirable.
Specific examples of the charging roller 2a having a hard surface include, for example, a thermoplastic resin composition (polyethylene, polypropylene, polymethyl methacrylate, polystyrene, and a copolymer thereof, etc.) in which a polymer ion conductive agent is dispersed in a resistance adjustment layer. ), And the surface of the resistance adjustment layer is cured with a curing agent. The cured film treatment is performed, for example, by immersing the resistance adjustment layer in a treatment solution containing an isocyanate-containing compound, but may be performed by forming a cured treatment film layer on the surface of the resistance adjustment layer. In the present embodiment, the charging roller 2a is formed with a diameter of 10 mm (diameter 10 mm).
The photosensitive member 1 of the present embodiment is a negatively charged organic photosensitive member, in which a photosensitive layer is provided on a drum-like conductive support having a diameter of 30 mm.

導電性支持体としては、体積抵抗1010Ω・cm以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板およびそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した管などを使用することができる。また、特開昭52−36016号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体として用いることができる。   Examples of the conductive support include those having a volume resistance of 10 10 Ω · cm or less, such as metals such as aluminum, nickel, chromium, nichrome, copper, gold, silver, platinum, and metal oxides such as tin oxide and indium oxide. After material is deposited by vapor deposition or sputtering, film or cylindrical plastic, paper coated, or a plate of aluminum, aluminum alloy, nickel, stainless steel, etc. Pipes that have been surface-treated such as cutting, superfinishing, and polishing can be used. Further, endless nickel belts and endless stainless steel belts disclosed in JP-A-52-36016 can also be used as the conductive support.

この他、上記支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものについても、本発明の導電性支持体として用いることができる。この導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、またアルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズ、ITOなどの金属酸化物粉体などがあげられる。また、同時に用いられる結着樹脂には、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂が挙げられる。このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。   In addition, those obtained by dispersing and coating conductive powder in an appropriate binder resin on the support can also be used as the conductive support of the present invention. Examples of the conductive powder include carbon black, acetylene black, metal powder such as aluminum, nickel, iron, nichrome, copper, zinc and silver, or metal oxide powder such as conductive tin oxide and ITO. It is done. The binder resin used at the same time is polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, polyester, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer. , Polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, polyarylate resin, phenoxy resin, polycarbonate, cellulose acetate resin, ethyl cellulose resin, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl toluene, poly-N-vinyl carbazole, acrylic resin, silicone resin, epoxy resin, Examples thereof include thermoplastic, thermosetting resins, and photocurable resins such as melamine resin, urethane resin, phenol resin, and alkyd resin. Such a conductive layer can be provided by dispersing and coating these conductive powder and binder resin in a suitable solvent such as tetrahydrofuran, dichloromethane, methyl ethyl ketone, and toluene.

さらに、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン(登録商標)などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、本発明の導電性支持体として良好に用いることができる。   Furthermore, it is electrically conductive by a heat-shrinkable tube in which the conductive powder is contained in a material such as polyvinyl chloride, polypropylene, polyester, polystyrene, polyvinylidene chloride, polyethylene, chlorinated rubber, Teflon (registered trademark) on a suitable cylindrical substrate. Those provided with a conductive layer can also be used favorably as the conductive support of the present invention.

次に感光層について説明する。感光層は単層でも積層でもよいが、説明の都合上、先ず電荷発生層と電荷輸送層で構成される場合から述べる。   Next, the photosensitive layer will be described. The photosensitive layer may be a single layer or a laminated layer, but for convenience of explanation, the case where it is composed of a charge generation layer and a charge transport layer will be described first.

電荷発生層は、電荷発生物質を主成分とする層である。電荷発生層には公知の電荷発生物質を用いることが可能であり、その代表として、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、他のフタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料等が挙げられ用いられる。これら電荷発生物質は単独でも、2種以上混合してもかまわない。   The charge generation layer is a layer mainly composed of a charge generation material. Known charge generation materials can be used for the charge generation layer, and representative examples thereof include monoazo pigments, disazo pigments, trisazo pigments, perylene pigments, perinone pigments, quinacridone pigments, quinone condensed polycyclic compounds, Squalic acid dyes, other phthalocyanine pigments, naphthalocyanine pigments, azulenium salt dyes and the like are used. These charge generation materials may be used alone or in combination of two or more.

電荷発生層は、電荷発生物質を必要に応じて結着樹脂とともに適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波などを用いて分散し、これを導電性支持体上に塗布し、乾燥することにより形成される。   For the charge generation layer, the charge generation material is dispersed in a suitable solvent together with a binder resin as necessary using a ball mill, attritor, sand mill, ultrasonic wave, etc., and this is applied onto a conductive support and dried. It is formed by doing.

必要に応じて電荷発生層に用いられる結着樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリフェニレンオキシド、ポリアミド、ポリビニルピリジン、セルロース系樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。結着樹脂の量は、電荷発生物質100重量部に対し0〜500重量部、好ましくは10〜300重量部が適当である。結着樹脂の添加は、分散前あるいは分散後どちらでも構わない。   As the binder resin used for the charge generation layer as necessary, polyamide, polyurethane, epoxy resin, polyketone, polycarbonate, silicone resin, acrylic resin, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl ketone, polystyrene, polysulfone, poly-N- Vinyl carbazole, polyacrylamide, polyvinyl benzal, polyester, phenoxy resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyphenylene oxide, polyamide, polyvinyl pyridine, cellulose resin, casein, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, etc. It is done. The amount of the binder resin is suitably 0 to 500 parts by weight, preferably 10 to 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the charge generating material. The binder resin may be added before or after dispersion.

ここで用いられる溶剤としては、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセルソルブ、酢酸エチル、酢酸メチル、ジクロロメタン、ジクロロエタン、モノクロロベンゼン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、リグロイン等が挙げられるが、特にケトン系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒が良好に使用される。これらは単独で用いても2種以上混合して用いてもよい。   Examples of the solvent used here include isopropanol, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, tetrahydrofuran, dioxane, ethyl cellosolve, ethyl acetate, methyl acetate, dichloromethane, dichloroethane, monochlorobenzene, cyclohexane, toluene, xylene, ligroin and the like. In particular, ketone solvents, ester solvents, and ether solvents are preferably used. These may be used alone or in combination of two or more.

電荷発生層は、電荷発生物質、溶媒及び結着樹脂を主成分とするが、その中には、増感剤、分散剤、界面活性剤、シリコンオイル等のいかなる添加剤が含まれていても良い。   The charge generation layer is mainly composed of a charge generation material, a solvent and a binder resin, and may contain any additive such as a sensitizer, a dispersant, a surfactant, and silicone oil. good.

塗布液の塗工法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の方法を用いることができる。   As a coating method for the coating solution, a dip coating method, spray coating, beat coating, nozzle coating, spinner coating, ring coating, or the like can be used.

電荷発生層の膜厚は、0.01〜5μm程度が適当であり、好ましくは0.1〜2μmである。   The thickness of the charge generation layer is suitably about 0.01 to 5 μm, preferably 0.1 to 2 μm.

電荷輸送層は、電荷輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により単独あるいは2種以上の可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。   The charge transport layer can be formed by dissolving or dispersing a charge transport material and a binder resin in an appropriate solvent, and applying and drying the solution on the charge generation layer. Further, if necessary, two or more kinds of plasticizers, leveling agents, antioxidants and the like can be added.

電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。   Charge transport materials include hole transport materials and electron transport materials.

電子輸送物質としては、例えばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4−オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイド、ベンゾキノン誘導体等の電子受容性物質が挙げられる。   Examples of the electron transporting material include chloroanil, bromoanil, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 2,4,5,7-tetranitro-9-fluorenone, 2,4 , 5,7-tetranitroxanthone, 2,4,8-trinitrothioxanthone, 2,6,8-trinitro-4H-indeno [1,2-b] thiophen-4-one, 1,3,7-tri Examples thereof include electron-accepting substances such as nitrodibenzothiophene-5,5-dioxide and benzoquinone derivatives.

正孔輸送物質としては、ポリ−N−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメートおよびその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、ポリシラン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、9−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、ブタジェン誘導体、ピレン誘導体等、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体等、その他公知の材料が挙げられる。これらの電荷輸送物質は単独、または2種以上混合して用いられる。   Examples of hole transport materials include poly-N-vinylcarbazole and derivatives thereof, poly-γ-carbazolylethyl glutamate and derivatives thereof, pyrene-formaldehyde condensates and derivatives thereof, polyvinylpyrene, polyvinylphenanthrene, polysilane, oxazole derivatives, Oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, monoarylamine derivatives, diarylamine derivatives, triarylamine derivatives, stilbene derivatives, α-phenylstilbene derivatives, benzidine derivatives, diarylmethane derivatives, triarylmethane derivatives, 9-styrylanthracene derivatives, pyrazolines Derivatives, divinylbenzene derivatives, hydrazone derivatives, indene derivatives, butadiene derivatives, pyrene derivatives, bisstilbene derivatives, enamine derivatives, etc. Other known materials may be used. These charge transport materials may be used alone or in combination of two or more.

結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。   As the binder resin, polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, polyester, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, Polyvinylidene chloride, polyarylate resin, phenoxy resin, polycarbonate, cellulose acetate resin, ethyl cellulose resin, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl toluene, poly-N-vinyl carbazole, acrylic resin, silicone resin, epoxy resin, melamine resin, urethane resin And thermoplastic or thermosetting resins such as phenol resins and alkyd resins.

電荷輸送物質の量は結着樹脂100重量部に対し、20〜300重量部、好ましくは40〜150重量部が適当である。また、電荷輸送層の膜厚は解像度・応答性の点から、25μm以下とすることが好ましい。下限値に関しては、使用するシステム(特に帯電電位等)に異なるが、5μm以上が好ましい。   The amount of the charge transport material is appropriately 20 to 300 parts by weight, preferably 40 to 150 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin. The thickness of the charge transport layer is preferably 25 μm or less from the viewpoint of resolution and responsiveness. Regarding the lower limit, although it differs depending on the system to be used (particularly the charging potential), it is preferably 5 μm or more.

ここで用いられる溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトンなどが用いられる。これらは単独で使用しても2種以上混合して使用しても良い。   As the solvent used here, tetrahydrofuran, dioxane, toluene, dichloromethane, monochlorobenzene, dichloroethane, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, acetone and the like are used. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明は感光層が単層構成の感光体にも適用できる。かかる感光体としては、上述した電荷発生物質を結着樹脂中に分散した感光体が使用できる。感光層は電荷発生物質および電荷輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することによって形成できる。また、必要により可塑剤やレベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。   The present invention can also be applied to a photoreceptor having a single-layer photosensitive layer. As such a photoreceptor, a photoreceptor in which the above-described charge generating material is dispersed in a binder resin can be used. The photosensitive layer can be formed by dissolving or dispersing a charge generating substance, a charge transporting substance, and a binder resin in a suitable solvent, and applying and drying them. Moreover, a plasticizer, a leveling agent, antioxidant, etc. can also be added as needed.

結着樹脂としては先に電荷輸送層で挙げた結着樹脂のほかに、電荷発生層で挙げた結着樹脂を混合して用いてもよい。もちろん、先に挙げた高分子電荷輸送物質も良好に使用できる。結着樹脂100重量部に対する電荷発生物質の量は5〜40重量部が好ましく、電荷輸送物質の量は0〜190重量部が好ましく、さらに好ましくは50〜150重量部である。感光層は、電荷発生物質、結着樹脂を電荷輸送物質とともにテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロエタン、シクロヘキサン等の溶媒を用いて分散機等で分散した塗工液を、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート、リングコートなどで塗工して形成できる。感光層の膜厚は、5〜25μm程度が適当である。   As the binder resin, in addition to the binder resin previously mentioned in the charge transport layer, the binder resin mentioned in the charge generation layer may be mixed and used. Of course, the polymer charge transport materials mentioned above can also be used favorably. The amount of the charge generating material with respect to 100 parts by weight of the binder resin is preferably 5 to 40 parts by weight, and the amount of the charge transporting material is preferably 0 to 190 parts by weight, and more preferably 50 to 150 parts by weight. The photosensitive layer is formed by dip coating, spray coating, bead coating, a coating solution in which a charge generating material and a binder resin are dispersed together with a charge transporting material using a solvent such as tetrahydrofuran, dioxane, dichloroethane, and cyclohexane. It can be formed by coating with a ring coat or the like. The film thickness of the photosensitive layer is suitably about 5 to 25 μm.

本発明の感光体においては、導電性支持体と感光層との間に下引き層を設けることができる。下引き層は一般には樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。また、下引き層にはモアレ防止、残留電位の低減等のために酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。   In the photoreceptor of the present invention, an undercoat layer can be provided between the conductive support and the photosensitive layer. In general, the undercoat layer is mainly composed of a resin. However, considering that the photosensitive layer is coated with a solvent on these resins, the resin may be a resin having high solvent resistance with respect to a general organic solvent. desirable. Examples of such resins include water-soluble resins such as polyvinyl alcohol, casein, and sodium polyacrylate, alcohol-soluble resins such as copolymer nylon and methoxymethylated nylon, polyurethane, melamine resin, phenol resin, alkyd-melamine resin, and epoxy. Examples thereof include a curable resin that forms a three-dimensional network structure such as a resin. Further, a metal oxide fine powder pigment exemplified by titanium oxide, silica, alumina, zirconium oxide, tin oxide, indium oxide and the like may be added to the undercoat layer in order to prevent moire and reduce residual potential.

これらの下引き層は、前述の感光層の如く適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。更に本発明の下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用することもできる。この他、本発明の下引き層には、Al2O3を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン(パリレン)等の有機物やSiO2、SnO2、TiO2、ITO、CeO2等の無機物を真空薄膜作成法にて設けたものも良好に使用できる。このほかにも公知のものを用いることができる。下引き層の膜厚は0〜5μmが適当である。   These undercoat layers can be formed using an appropriate solvent and a coating method like the above-mentioned photosensitive layer. Furthermore, a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a chromium coupling agent, or the like can be used as the undercoat layer of the present invention. In addition, for the undercoat layer of the present invention, a vacuum thin film made of Al2O3 provided by anodic oxidation, organic substances such as polyparaxylylene (parylene), and inorganic substances such as SiO2, SnO2, TiO2, ITO, CeO2 is prepared. Those provided by the law can also be used satisfactorily. In addition, known ones can be used. The thickness of the undercoat layer is suitably from 0 to 5 μm.

また、感光体の最表面層に保護層を設けることも可能であり、耐摩耗性を高める上で有効である。例えば耐磨耗性を向上させるためにアモルファスシリコンで表面コートした感光体や、電荷輸送層のさらに表面にアルミナや酸化スズ等を分散させた最表面層を設けた有機感光体などを用いる事もできる。   Further, it is possible to provide a protective layer on the outermost surface layer of the photosensitive member, which is effective in improving the wear resistance. For example, it is possible to use a photoreceptor whose surface is coated with amorphous silicon in order to improve wear resistance, or an organic photoreceptor provided with an outermost surface layer in which alumina, tin oxide or the like is further dispersed on the surface of the charge transport layer. it can.

以上説明したように、本発明に用いることができる感光体1の構成は特定の構成に限定されるものではない。導電性支持体の上に電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分とする感光層のみを設けた1層構成や、導電性支持体の上に電荷発生物質を主成分とする電荷発生層と電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層とが積層された構成や、導電性支持体の上に電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分とする感光層を設けて更に感光層表面に保護層を設けた構成や、導電性支持体の上に電荷発生物質を主成分とする電荷発生層と電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層とが積層され更に電荷輸送層上に保護層が設けられた構成や、導電性支持体の上に電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層と電荷発生物質を主成分とする電荷発生層とが積層され更に電荷発生層上に保護層が設けられた構成など、種々の層構成を有する感光体に適用可能である。   As described above, the configuration of the photoreceptor 1 that can be used in the present invention is not limited to a specific configuration. A single layer configuration in which only a photosensitive layer mainly composed of a charge generation material and a charge transport material is provided on a conductive support, or a charge generation layer and a charge mainly composed of a charge generation material on a conductive support. A structure in which a charge transport layer mainly composed of a transport material is laminated or a photosensitive layer mainly composed of a charge generation material and a charge transport material is provided on a conductive support, and a protective layer is further provided on the surface of the photosensitive layer. A charge generation layer mainly composed of a charge generation material and a charge transport layer mainly composed of a charge transport material are laminated on a conductive support, and a protective layer is further provided on the charge transport layer. A charge transport layer mainly composed of a charge transport material and a charge generation layer mainly composed of a charge generation material were laminated on a conductive support, and a protective layer was further provided on the charge generation layer. The present invention is applicable to photoreceptors having various layer configurations such as configurations.

本出願人の研究によって、帯電装置として近接放電を用いた場合、感光体表面の劣化が生じることが分かった。この劣化は感光体表面を近接放電に直接さらすために生じるものであって、感光体表面への当接部材がない場合においても生じることがわかった。即ち近接放電による感光体表面劣化は、機械的摺擦とは別のメカニズムで発生するものである事が分った。そこで、本実施形態においては、その特徴として、近接放電による感光体表面劣化を防止するための放電劣化防止手段を設けている。以下に、その具体的な構成について詳細を説明する。   According to the applicant's research, it has been found that when proximity discharge is used as the charging device, the surface of the photoreceptor is deteriorated. It has been found that this deterioration occurs because the surface of the photoreceptor is directly exposed to the proximity discharge, and occurs even when there is no contact member on the surface of the photoreceptor. That is, it has been found that the photoreceptor surface deterioration due to proximity discharge occurs by a mechanism different from mechanical rubbing. Therefore, in the present embodiment, as a feature thereof, discharge deterioration preventing means for preventing the photoreceptor surface deterioration due to the proximity discharge is provided. Details of the specific configuration will be described below.

次に、保護物質が放電による像担持体の劣化を抑制する作用を果たすことを示す実験結果について説明する。ただし、棒状の保護物質を供給源として、ファーブラシを介して感光体の表面に保護物質を塗布する従来の方法を例にとった。   Next, a description will be given of experimental results showing that the protective material acts to suppress the deterioration of the image carrier due to discharge. However, a conventional method in which a protective material is applied to the surface of the photoreceptor via a fur brush using a rod-shaped protective material as a supply source is taken as an example.

図5(a)は、感光体上に保護物質32を存在させることによって、近接放電による感光体劣化が抑制されることを確かめるための実験装置の概略構成図である。図5(b)、感光体表面を保護物質存在部Aと非存在部Bとに分けた状態の説明図である。   FIG. 5A is a schematic configuration diagram of an experimental apparatus for confirming that deterioration of the photoreceptor due to proximity discharge is suppressed by the presence of the protective material 32 on the photoreceptor. FIG. 5B is an explanatory diagram of a state in which the surface of the photosensitive member is divided into a protective substance existence part A and a non-existence part B.

この実験を行うために、予め帯電ローラ2aと保護物質塗布手段30以外の部材を全て取り払い、保護物質塗布手段30は感光体1の軸方向半分の表面領域に保護物質32を塗布するよう構成した。そして、感光体1と共に帯電手段2と保護物質塗布手段30の駆動を継続して行い、感光体表面の劣化状態を調べた。実験条件は以下の通りである。
・帯電条件:
Vpp(AC電圧のピークツーピーク値)=2.12[kV]
f(AC電圧の周波数)=877.2[Hz]
DC電圧値=−660[V]
・感光体表面の移動速度v=125[mm/s]
・保護物質:ステアリン酸亜鉛
・ファーブラシ31の線速=216[mm/sec]
図5(b)に示すように、感光体1長手方向の半分の領域Aには表面に保護物質としてのステアリン酸亜鉛が塗布され、残り半分の領域Bは感光体1表面がそのまま露出した状態となっている。また、感光体1表面劣化の指標として、感光層の膜削れ量を測定した。
In order to perform this experiment, all members other than the charging roller 2a and the protective substance applying unit 30 were removed in advance, and the protective substance applying unit 30 was configured to apply the protective substance 32 to the surface area in the axial direction half of the photoconductor 1. . Then, the driving of the charging unit 2 and the protective substance applying unit 30 together with the photosensitive member 1 was continuously performed, and the deterioration state of the photosensitive member surface was examined. The experimental conditions are as follows.
・ Charging conditions:
Vpp (peak-to-peak value of AC voltage) = 2.12 [kV]
f (frequency of AC voltage) = 877.2 [Hz]
DC voltage value = −660 [V]
・ Moving speed of photoconductor surface v = 125 [mm / s]
-Protective substance: Zinc stearate-Linear speed of fur brush 31 = 216 [mm / sec]
As shown in FIG. 5B, the surface of the photoreceptor 1 is coated with zinc stearate as a protective material in the half area A in the longitudinal direction, and the surface of the photoreceptor 1 is exposed as it is in the remaining half area B. It has become. Further, the film abrasion amount of the photosensitive layer was measured as an index of the surface degradation of the photoreceptor 1.

図6は、上記実験1を200時間の継続して行った結果を示したグラフである。   FIG. 6 is a graph showing the results of performing the experiment 1 continuously for 200 hours.

保護物質32がない領域Bでは、時間の経過とともに膜削れ量が増加していき、200時間経過後には膜厚が約2.5[μm]減少した。これに対して、保護物質32のある領域Aでは、膜厚の減少は8分の1以下に抑制されていた。さらに、200時間経過後に実験に使用した感光体表面を目視観察したところ、保護物質32のない領域Bでは、感光体表面が白く変色し変質していたのに対して、保護物質32のある領域Aでは、新品の感光体1と同様に鏡面を保っていた。   In the region B where the protective substance 32 is not present, the film scraping amount increased with the passage of time, and after 200 hours, the film thickness decreased by about 2.5 [μm]. On the other hand, in the region A where the protective substance 32 is present, the decrease in the film thickness was suppressed to 1/8 or less. Further, when the surface of the photoconductor used in the experiment was visually observed after 200 hours, in the region B without the protective material 32, the surface of the photoconductor was discolored and deteriorated in white, whereas the region with the protective material 32 was present. In A, the mirror surface was maintained in the same manner as the new photoreceptor 1.

以上の実験結果から、保護物質32が存在することによって、放電による感光体表面の劣化が抑制されることが明らかになった。   From the above experimental results, it has been clarified that the presence of the protective substance 32 suppresses deterioration of the surface of the photoreceptor due to discharge.

次に、従来技術との差異を明確にし、また適切な保護物質の量を設定するために行った実験について説明する。   Next, an experiment conducted to clarify the difference from the prior art and to set an appropriate amount of protective substance will be described.

まず特許文献3、4のごとく、低摩擦係数化の目的でステアリン酸亜鉛を用いる従来技術との差異について説明する。   First, as in Patent Documents 3 and 4, differences from the prior art using zinc stearate for the purpose of reducing the friction coefficient will be described.

本実施形態においては、保護物質32としてステアリン酸亜鉛を用いた。ステアリン酸亜鉛は従来の画像形成装置においても低摩擦係数化の目的で感光体表面に塗布されていたが、本出願人の検討により、低摩擦係数作用を得るために必要なステアリン酸亜鉛の存在状態と放電による感光体表面の劣化を防止するために必要なステアリン酸亜鉛の存在状態とは異なることが明らかになった。   In the present embodiment, zinc stearate is used as the protective substance 32. Zinc stearate was applied to the surface of the photoreceptor for the purpose of reducing the friction coefficient even in conventional image forming apparatuses. However, according to the study of the present applicant, the presence of zinc stearate necessary for obtaining a low friction coefficient action is present. It has been clarified that the state and the presence state of zinc stearate necessary for preventing the deterioration of the surface of the photoreceptor due to discharge are different.

本出願人は放電自体によって感光体1の膜厚が減少する現象への対策として、何か放電による劣化を緩和するものを表面に塗布すれば膜厚減少が防げるのではと考えた。そしてステアリン酸亜鉛を用いて様々な条件で感光体表面に塗布を繰り返したところ、膜厚減少を防げる条件が明らかになった。   As a countermeasure against the phenomenon in which the film thickness of the photoreceptor 1 is reduced by the discharge itself, the applicant of the present application has thought that the film thickness reduction can be prevented by applying something on the surface that alleviates the deterioration caused by the discharge. When the coating was repeated on the surface of the photoreceptor using zinc stearate under various conditions, the conditions for preventing the film thickness from being reduced became clear.

従来技術との差異を明確にするために、ステアリン酸亜鉛を潤滑剤として感光体表面に塗布する場合と、放電による感光体表面劣化を防止するための保護物質32として感光体表面に塗布する場合との違いについて以下に説明する。   In order to clarify the difference from the prior art, zinc stearate is applied to the surface of the photoreceptor as a lubricant, and it is applied to the surface of the photoreceptor as a protective material 32 for preventing deterioration of the surface of the photoreceptor due to discharge. The difference between and will be described below.

表1は、感光体表面へのステアリン酸亜鉛の単位面積当たり塗布量を0.0002[mg/mm2]と、0.0016[mg/mm2]の2通りに変化させた場合に、感光体表面劣化の発生の有無を調べた結果である。また、図7は、この2通りの塗布量でステアリン酸亜鉛塗布を行ったときの感光体表面の摩擦係数の時間による変化を示したグラフである。尚、摩擦係数の測定は、オイラーベルト法によるものである。   Table 1 shows the photoconductor surface when the amount of zinc stearate applied to the photoconductor surface per unit area was changed between 0.0002 [mg / mm2] and 0.0016 [mg / mm2]. It is the result of examining the presence or absence of occurrence of deterioration. FIG. 7 is a graph showing changes in the coefficient of friction of the photoreceptor surface with time when zinc stearate is applied with these two application amounts. The measurement of the friction coefficient is based on the Euler belt method.

Figure 2006003614
表1の結果より、ステアリン酸亜鉛を0.0002[mg/mm2]塗布した場合には、感光体表面の膜厚が減少しており表面が劣化していた。ステアリン酸亜鉛を0.0016[mg/mm2]塗布した場合には、感光体表面の膜厚は減少しておらず表面が劣化していなかった。この結果から、塗布量が0.0002[mg/mm2]では、近接放電による感光体表面劣化を防止可能な保護物質50を形成するには塗布量が不足しており、塗布量が0.0016[mg/mm2]ではそのための塗布量を満たしていると言える。
Figure 2006003614
From the results shown in Table 1, when 0.0002 [mg / mm 2] zinc stearate was applied, the film thickness on the surface of the photoreceptor decreased and the surface deteriorated. When 0.0016 [mg / mm 2] zinc stearate was applied, the film thickness of the photoreceptor surface was not reduced and the surface was not deteriorated. From this result, when the coating amount is 0.0002 [mg / mm 2], the coating amount is insufficient to form the protective material 50 capable of preventing the photoreceptor surface deterioration due to the proximity discharge, and the coating amount is 0.0016. It can be said that [mg / mm2] satisfies the coating amount for that purpose.

また、図7の結果より、ステアリン酸亜鉛を0.0002[mg/mm2]塗布した場合mと、0.0016[mg/mm2]塗布した場合Mとは、何れの場合にも、ある程度の時間経過後には感光体表面の摩擦係数が0.1程度となった。   Further, from the results of FIG. 7, m is obtained when zinc stearate is applied by 0.0002 [mg / mm2] and M is applied by 0.0016 [mg / mm2]. After the lapse of time, the coefficient of friction on the surface of the photoreceptor became about 0.1.

この程度低い摩擦係数であれば、機械的磨耗による感光体表面の膜削れは防止することができる。表1及び図7の結果から、ステアリン酸亜鉛を潤滑剤として塗布して感光体表面を低摩擦係数化するためには、塗布量が0.0002[mg/mm2]で十分であるが、感光体表面を近接放電による劣化から保護するためには塗布量を0.0016[mg/mm2]より多くする必要があることが分かる。すなわち感光体を低摩擦係数化するための条件と感光体表面を近接放電による劣化から保護するための条件とは異なっており、近接放電による劣化から保護するための条件は従来技術からは導き出せない。   With such a low coefficient of friction, film abrasion on the surface of the photoreceptor due to mechanical wear can be prevented. From the results shown in Table 1 and FIG. 7, a coating amount of 0.0002 [mg / mm2] is sufficient to apply zinc stearate as a lubricant to reduce the coefficient of friction on the surface of the photoreceptor. It can be seen that the coating amount needs to be greater than 0.0016 [mg / mm 2] in order to protect the body surface from deterioration due to proximity discharge. That is, the conditions for reducing the coefficient of friction of the photoconductor and the conditions for protecting the photoconductor surface from deterioration due to proximity discharge are different, and the conditions for protecting from deterioration due to proximity discharge cannot be derived from the prior art. .

次に特許文献5、6のごとく、放電によって感光体表面に異物が付着しやすくなるという課題に対する従来技術との差異について説明する。   Next, as in Patent Documents 5 and 6, the difference from the prior art with respect to the problem that foreign matters are likely to adhere to the surface of the photoreceptor due to discharge will be described.

放電による感光体特性の変化を防止するためにステアリン酸亜鉛などを感光体表面に塗布させる技術については従来から開示されていたが、感光体表面に保護物質を存在させる際の条件について深く検討されてはいなかった。   The technology for applying zinc stearate or the like to the surface of the photoconductor to prevent changes in the photoconductor characteristics due to electric discharge has been disclosed in the past, but the conditions for the presence of a protective substance on the surface of the photoconductor have been extensively studied. It was not.

本出願人の検討により、感光体表面を近接放電による劣化から保護するための条件は帯電条件と密接な関係があることが明らかになった。この事実を示す実験結果について説明する。   The applicant's examination has revealed that the conditions for protecting the photoreceptor surface from deterioration due to proximity discharge are closely related to the charging conditions. The experimental results showing this fact will be described.

帯電ローラと感光体のみから構成される実験系を用いて3つの実験を行い、感光体表面の劣化状態を調べた。いずれの実験も感光体1、帯電ローラ2a、塗布装置30のみから構成される実験系で実施した。   Three experiments were conducted using an experimental system composed only of a charging roller and a photoreceptor, and the deterioration state of the surface of the photoreceptor was examined. All experiments were carried out in an experimental system composed only of the photoreceptor 1, the charging roller 2a, and the coating device 30.

第一の実験では、帯電ローラに印加するAC電圧のピークツーピーク電圧値Vppを2.2[kV]、2.6[kV]、3.0[kV]と変化させ、AC電圧の周波数fは1350[Hz]に固定し、DC電圧は−600[V]とした。また感光体表面の移動速度vは113[mm/s]とした。   In the first experiment, the peak-to-peak voltage value Vpp of the AC voltage applied to the charging roller is changed to 2.2 [kV], 2.6 [kV], and 3.0 [kV], and the frequency f of the AC voltage is changed. Was fixed at 1350 [Hz], and the DC voltage was -600 [V]. The moving speed v of the photosensitive member surface was 113 [mm / s].

Vppの変化を横軸に、感光体の膜厚減少量を縦軸にとって本実験の結果をプロットしたのが図8である。   FIG. 8 shows the results of this experiment plotted with the change in Vpp on the horizontal axis and the decrease in the film thickness of the photoreceptor on the vertical axis.

図8から、感光体膜厚の減少は明らかにVppに比例している。   From FIG. 8, the decrease in the photoreceptor film thickness is clearly proportional to Vpp.

また、Vppが約1.9[kV]のときに膜厚減少が0となっている。この点について本出願人は次のように考えている。   Further, when Vpp is about 1.9 [kV], the decrease in film thickness is zero. The applicant considers this point as follows.

AC電圧を印加した時、帯電部材に印加する電圧が所定の値以上とならないと帯電部材表面と感光体表面との間で放電が開始される事が知られている。本出願人の研究によれば、非接触帯電の場合、帯電部材表面と被帯電表面との最近接距離をGp[μm]としたときに帯電部材に印加する電圧が以下の値以上となると帯電部材表面と感光体表面との間で放電が開始される。以下、この値を放電開始電圧Vthと記す。   It is known that when an AC voltage is applied, if the voltage applied to the charging member does not exceed a predetermined value, a discharge is started between the charging member surface and the photoreceptor surface. According to the research of the present applicant, in the case of non-contact charging, when the closest distance between the charging member surface and the surface to be charged is Gp [μm], the charging is performed when the voltage applied to the charging member becomes equal to or higher than the following value. Discharge is started between the member surface and the photoreceptor surface. Hereinafter, this value is referred to as a discharge start voltage Vth.

Vth=312+6.2×(d/εopc+Gp/εair)+√(7737.6×d/ε)[V]
ここで感光体の膜厚をd[μm]、感光体の比誘電率をεopc、感光体と帯電部材の間の空間における比誘電率をεairと記している。
Vth = 312 + 6.2 × (d / εopc + Gp / εair) + √ (7737.6 × d / ε) [V]
Here, the film thickness of the photoreceptor is d [μm], the relative permittivity of the photoreceptor is εopc, and the relative permittivity in the space between the photoreceptor and the charging member is εair.

AC電圧のVppが上記Vthの2倍以上となったときに帯電部材と感光体との間で双方向に放電が発生する。   When the AC voltage Vpp is equal to or more than twice the above Vth, a bidirectional discharge occurs between the charging member and the photosensitive member.

本例では帯電ローラと感光体との間のギャップは50μm、感光体の比誘電率は約3、膜厚は30μm、感光体と帯電部材の間の空間における比誘電率は約1であったので、上記式に当てはめるとVth=962[V]となり、帯電部材に印加する電圧が962[V]以上となると帯電部材表面と感光体表面との間で放電が開始され、またVppが約1924[V]を越えるとAC電圧による放電が開始されると考えられる。放電現象として支配的なのはAC電圧によって生じる双方向放電であり、このためVppが約1.9[kV]を越えると感光体膜厚の減少が始まると考えられる。   In this example, the gap between the charging roller and the photosensitive member was 50 μm, the relative dielectric constant of the photosensitive member was about 3, the film thickness was 30 μm, and the relative dielectric constant in the space between the photosensitive member and the charging member was about 1. Therefore, when applied to the above equation, Vth = 962 [V], and when the voltage applied to the charging member is 962 [V] or higher, discharge is started between the charging member surface and the photoreceptor surface, and Vpp is about 1924. If it exceeds [V], it is considered that discharge by AC voltage is started. The dominant discharge phenomenon is bi-directional discharge caused by the AC voltage. For this reason, it is considered that when the Vpp exceeds about 1.9 [kV], the reduction of the photoreceptor film thickness starts.

第二の実験では、帯電ローラに印加するAC電圧の周波数fを500[Hz]、900[Hz]、1400[Hz]、2000[Hz]、4000[Hz]と変化させ、AC電圧のピークツーピーク電圧値Vppは2.2[kV]に固定し、DC電圧は−600 [V]とした。また感光体表面の移動速度vは104[mm/s]とした。   In the second experiment, the frequency f of the AC voltage applied to the charging roller is changed to 500 [Hz], 900 [Hz], 1400 [Hz], 2000 [Hz], and 4000 [Hz], and the AC voltage peak to peak is changed. The peak voltage value Vpp was fixed at 2.2 [kV], and the DC voltage was −600 [V]. The moving speed v of the photosensitive member surface was 104 [mm / s].

fの変化を横軸に、感光体の膜厚減少量を縦軸にとって本実験の結果をプロットしたのが図9である。   FIG. 9 shows the results of this experiment plotted with the change of f on the horizontal axis and the film thickness reduction amount of the photoreceptor on the vertical axis.

図9から、感光体膜厚の減少は明らかにfに比例している。このように感光体膜厚の減少は帯電条件に依存しており、具体的にはVpp、fに比例している。   From FIG. 9, the decrease in the photoreceptor film thickness is clearly proportional to f. As described above, the decrease in the photosensitive member film thickness depends on the charging condition, and is specifically proportional to Vpp and f.

そこで本出願人は感光体膜厚の減少が、Vpp−2×Vthに比例し、fに比例し、また感光体の移動速度が遅いと同じ帯電条件でも単位面積あたりに照射される放電エネルギーが大きいと予測されることから感光体表面の移動速度vに反比例すると予測した。そして第三の実験として、感光体表面の放電による劣化を防止するために必要な保護物質の量を求めるための実験として、Vpp、f、保護物質の量を変えながら感光体表面の劣化の有無を調べた。その結果を表2に示す。   Therefore, the applicant of the present invention is that the reduction of the photosensitive member film thickness is proportional to Vpp−2 × Vth, proportional to f, and when the moving speed of the photosensitive member is slow, the discharge energy irradiated per unit area is the same even under the same charging condition. Since it is predicted to be large, it was predicted to be inversely proportional to the moving speed v of the photosensitive member surface. As a third experiment, as an experiment for obtaining the amount of protective material necessary for preventing deterioration due to discharge on the surface of the photoconductor, the presence or absence of deterioration of the surface of the photoconductor while changing the amount of Vpp, f, and protective material. I investigated. The results are shown in Table 2.

Figure 2006003614
但しX={Vpp−2×Vth}×f/vである。
Figure 2006003614
However, X = {Vpp−2 × Vth} × f / v.

本実験において保護物質の量はステアリン酸亜鉛の元素割合[%]によって表されている。感光体表面の存在する微量の保護物質の量を測定する事は困難であるが、本出願人は保護物質中の特徴的な元素(Zn)を測定する事によって感光体表面に必要な保護物質に関する知見を得る事に成功した。ステアリン酸亜鉛の元素割合[%]はPHI社製Quantum2000型 走査型X線電子分光装置(XPS)を用いて、X線源AlKα、分析領域100μmφの条件で測定した。   In this experiment, the amount of the protective substance is represented by the element ratio [%] of zinc stearate. Although it is difficult to measure the amount of a small amount of protective substance present on the surface of the photoconductor, the present applicant has measured the characteristic element (Zn) in the protective substance and required the protective substance on the surface of the photoconductor. We succeeded in obtaining knowledge about. The element ratio [%] of zinc stearate was measured using a Quantum 2000 scanning X-ray electron spectrometer (XPS) manufactured by PHI under the conditions of an X-ray source AlKα and an analysis region of 100 μmφ.

Znの測定値(元素割合)は帯電部材への電圧印加をせずにステアリン酸亜鉛を塗布しつづけ、5時間経過した段階で感光体表面を測定した場合の値である。すなわち帯電部材へ電圧を印加した状態での実験をまず実施して白濁の有無や膜厚減少量を調べ、その後、帯電部材への電圧印加を行わないことを除き同じ条件で5時間画像形成装置を動作させて亜鉛の存在量を測定した。   The measured value (element ratio) of Zn is a value obtained when the surface of the photoconductor is measured after 5 hours have elapsed after applying zinc stearate without applying a voltage to the charging member. That is, an image forming apparatus is used for 5 hours under the same conditions except that an experiment with a voltage applied to the charging member is first conducted to check for the presence or absence of cloudiness and the amount of film thickness reduction, and then no voltage is applied to the charging member. And the amount of zinc present was measured.

本実施形態で使用した感光体1では表面層(電荷輸送層)には亜鉛が存在しないので、測定されたZnは全て保護物質であるステアリン酸亜鉛に由来している。その意味で、Znは保護物質の量を表す特徴的な元素と言える。ステアリン酸亜鉛以外の保護物質を使用した場合であっても、感光体には存在しない特徴的な元素が保護物質中に含まれていれば保護物質の量に関する知見を得ることが出来る。   In the photoreceptor 1 used in this embodiment, since zinc is not present in the surface layer (charge transport layer), all measured Zn is derived from zinc stearate which is a protective substance. In that sense, Zn can be said to be a characteristic element representing the amount of the protective substance. Even when a protective material other than zinc stearate is used, knowledge about the amount of the protective material can be obtained if the protective material contains a characteristic element that does not exist in the photoreceptor.

次にステアリン酸亜鉛の分子式が[CH3(CH2)16 COO]2Znである事を考慮すると、1のZnに対し36のC、4のO、70のHが存在する。このうちHはXPSでは検出されないので、XPSにより検出される保護物質の元素割合はZnの元素割合の41倍となる。   Next, considering that the molecular formula of zinc stearate is [CH 3 (CH 2) 16 COO] 2 Zn, 36 C, 4 O, and 70 H exist for 1 Zn. Among these, since H is not detected by XPS, the element ratio of the protective substance detected by XPS is 41 times the element ratio of Zn.

表2の結果からXとZnの関係をプロットして白濁の有無の境界を表す直線を求めると、放電による感光表面の劣化(白濁)を防止するために必要なステアリン酸亜鉛の量は元素割合で
1.52×10-4×{Vpp−2×Vth}×f/v [%]
以上であることが分かる。ここでVpp[V]は帯電部材に印加するAC電圧のピークツーピーク電圧(AC電圧の最高値と最低値との差)、f[Hz]は帯電部材に印加するAC電圧の周波数、v[mm/s]は感光体表面の移動速度である。さらに表2の結果からXとZnの関係をプロットして膜厚減少の有無の境界を表す直線を求めると、ステアリン酸亜鉛の量が元素割合で
2.22×10-4×{Vpp−2×Vth}×f/v [%]
以上であると、膜厚の減少がほとんど発生しないことが分かる。
When the relationship between X and Zn is plotted from the results in Table 2 to obtain a straight line representing the boundary of the presence or absence of cloudiness, the amount of zinc stearate necessary to prevent deterioration (white cloudiness) of the photosensitive surface due to discharge is the element ratio. 1.52 × 10 −4 × {Vpp-2 × Vth} × f / v [%]
It turns out that it is above. Here, Vpp [V] is the peak-to-peak voltage of the AC voltage applied to the charging member (difference between the maximum value and the minimum value of the AC voltage), f [Hz] is the frequency of the AC voltage applied to the charging member, and v [ mm / s] is the moving speed of the photoreceptor surface. Further, when the relationship between X and Zn is plotted from the results shown in Table 2 to obtain a straight line representing the boundary of whether or not the film thickness is reduced, the amount of zinc stearate is 2.22 × 10 −4 × {Vpp-2 × Vth} × f / v [%]
It can be seen that the film thickness hardly decreases when the above is true.

以上に説明したXとZnの関係を図10に示す。   The relationship between X and Zn described above is shown in FIG.

こうして得られた亜鉛元素の含有割合に基づいてXPSで測定される保護物質全体の元素割合を計算すると、元素割合で
6.23×10−3×{Vpp−2×Vth}×f/v [%]
であれば感光体の劣化(白濁)が防止でき、
9.10×10−3×{Vpp−2×Vth}×f/v [%]
以上であると、膜厚の減少もほとんど発生しないことが分かる。
When the element ratio of the whole protective substance measured by XPS is calculated based on the zinc element content thus obtained, the element ratio is 6.23 × 10 −3 × {Vpp−2 × Vth} × f / v [ %]
Can prevent deterioration (white turbidity) of the photoreceptor,
9.10 × 10 −3 × {Vpp-2 × Vth} × f / v [%]
From the above, it can be seen that the film thickness hardly decreases.

なぜステアリン酸亜鉛の塗布量によって、感光体表面を近接放電による劣化から保護できたりできなかったりするのか、その理由については、次のように考えられる。近接放電による感光体1の帯電を行う場合、感光体表面の放電領域では放電により発生した粒子(電子、励起分子、イオン、プラズマなど)のエネルギーが感光体表面層に照射される。このエネルギーが感光体表面を構成する分子の結合エネルギーに共鳴、吸収され、電荷輸送層は樹脂分子鎖の切断による分子量低下、高分子鎖の絡み合い度の低下などの化学的劣化を生じて膜厚を減少させてしまうと考えられる。   The reason why the surface of the photoreceptor cannot be protected from deterioration due to proximity discharge depending on the coating amount of zinc stearate can be considered as follows. When charging the photoreceptor 1 by proximity discharge, the energy of particles (electrons, excited molecules, ions, plasma, etc.) generated by the discharge is irradiated to the photoreceptor surface layer in the discharge region of the photoreceptor surface. This energy resonates and is absorbed by the binding energy of the molecules that make up the surface of the photoconductor, and the charge transport layer undergoes chemical degradation such as a decrease in molecular weight due to breakage of the resin molecular chain and a decrease in the degree of entanglement of the polymer chain. It is thought that it will decrease.

一方、感光体表面に保護物質が存在すると、放電によって発生した粒子のエネルギーが直接照射されるのは保護物質であるため、感光体自身は放電によって発生した粒子の直接照射を免れることになる。従って、保護物質自身が放電により発生した粒子のエネルギーを吸収し、感光体表面の化学的劣化を緩和すると考えられる。図4に示した実験においても、感光体1の保護物質がない領域Bの感光体表面は感光体を構成する分子の残骸が分析から検出されているのに対して、保護物質のある領域Aでは感光体を構成する分子の残骸が検出されておらず、保護物質の下の感光体表面は劣化していなかった。そしてこの領域Aでは、保護物質として供給したステアリン酸亜鉛が化学的に変化、分解した物質が検出されていた。   On the other hand, if a protective substance is present on the surface of the photoreceptor, it is the protective substance that is directly irradiated with the energy of the particles generated by the discharge, so that the photoreceptor itself is free from direct irradiation of the particles generated by the discharge. Therefore, it is considered that the protective substance itself absorbs the energy of the particles generated by the discharge and alleviates chemical deterioration of the surface of the photoreceptor. In the experiment shown in FIG. 4 as well, the surface of the photoreceptor B in the region B where no protective substance is present on the photoreceptor 1 is detected from the analysis of the molecular debris constituting the photoreceptor, whereas the region A where the protective substance is present. However, molecular debris constituting the photoconductor was not detected, and the photoconductor surface under the protective material was not deteriorated. And in this area | region A, the substance which the zinc stearate supplied as a protective substance changed chemically and decomposed | disassembled was detected.

このような検討によれば、上記保護物質32としては種々の物質を用いることが可能である。本実施形態の画像形成装置においてはステアリン酸亜鉛を保護物質32として用いているが、ステアリン酸亜鉛は保護物質32の一例であり、各種の脂肪酸塩、ワックス、シリコンオイル等他の物質を保護物質32として用いることも可能である。   According to such examination, various substances can be used as the protective substance 32. In the image forming apparatus of the present embodiment, zinc stearate is used as the protective substance 32. However, zinc stearate is an example of the protective substance 32, and other substances such as various fatty acid salts, waxes, silicone oils and the like are used as the protective substance. 32 can also be used.

脂肪酸塩のうちでも脂肪酸金属塩は、金属元素がXPSによって測定される特徴的な元素となりやすく、塗布量などの条件を設定する上で測定が行いやすい。したがって本実施形態のように帯電条件に応じて最適な量の保護物質を感光体表面に供給する装置を設計する上で好適である。   Among the fatty acid salts, the fatty acid metal salt is easily a characteristic element in which the metal element is measured by XPS, and is easy to measure in setting conditions such as the coating amount. Therefore, it is suitable for designing an apparatus for supplying an optimal amount of a protective substance to the surface of the photosensitive member according to the charging conditions as in this embodiment.

脂肪酸としてはウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ペンダデシル酸、ステアリン酸、ヘプタデシル酸、アラキン酸、モンタン酸、オレイン酸、アラキドン酸、カプリル酸、カプリン酸、カプロン酸などが挙げられ、その金属塩としては亜鉛、鉄、銅、マグネシウム、アルミニウム、カルシウムなどの金属との塩が挙げられる。   Examples of fatty acids include undecyl acid, lauric acid, tridecyl acid, myristic acid, palmitic acid, pendadecyl acid, stearic acid, heptadecyl acid, arachidic acid, montanic acid, oleic acid, arachidonic acid, caprylic acid, capric acid, caproic acid, etc. Examples of the metal salt include salts with metals such as zinc, iron, copper, magnesium, aluminum, and calcium.

保護物質としてはステアリン酸亜鉛のようなラメラ結晶紛体を使用すると好適である。ラメラ結晶は両親媒性分子が自己組織化した層状構造を有しており、せん断力が加わると層間にそって結晶が割れて滑りやすい。この作用が低摩擦係数化に効果があるのであるが、放電からの感光体表面保護の観点から見た場合にも、せん断力を受けて均一に感光体表面を覆っていくラメラ結晶の特性は少量の保護物質によって効果的に感光体表面を覆うことが出来るので保護物質として望ましい。   It is preferable to use a lamellar crystal powder such as zinc stearate as the protective substance. A lamellar crystal has a layered structure in which amphiphilic molecules are self-organized, and when a shearing force is applied, the crystal breaks along the layers and is slippery. This action is effective for lowering the coefficient of friction, but when viewed from the viewpoint of protecting the photoreceptor surface from electric discharge, the characteristics of lamellar crystals that uniformly cover the photoreceptor surface under shearing force are as follows: Since the surface of the photoreceptor can be effectively covered with a small amount of protective material, it is desirable as a protective material.

ラメラ結晶の性質を充分に利用して放電から感光体表面を保護するためには、保護物質塗布装置30は感光体表面との間で線速差を有し、せん断力を作用させつつ保護物質を塗布する事が望ましい。   In order to fully protect the surface of the photoreceptor from electric discharge by fully utilizing the properties of the lamellar crystals, the protective material coating device 30 has a linear velocity difference from the surface of the photoreceptor, and the protective material while acting a shearing force. It is desirable to apply.

また本発明のように放電による劣化から感光体表面を保護する事を目的とした時には、保護物質塗布装置30はクリーニング装置と帯電装置との中間に設ける事が望ましい。放電領域に到達する前にクリーニング装置によって保護物質が除去されてしまうことを防止するためである。   In addition, when the object is to protect the surface of the photoreceptor from deterioration due to discharge as in the present invention, it is desirable to provide the protective substance coating device 30 between the cleaning device and the charging device. This is to prevent the protective material from being removed by the cleaning device before reaching the discharge region.

尚、例えば感光体上に塗付された保護物質がステアリン酸亜鉛である場合には、近接放電を受けて劣化すると粘性を発生する。他の種々の保護物質を使用する場合においても劣化した保護物質は速やかに感光体上から除去することが一般に望ましいと考えられる。かかる観点からは、感光体表面から劣化した保護物質32を除去する除去部材を設けることが望ましい。また劣化した保護部材は現像領域において現像装置内に混入することがある。このような保護物質の混入はトナー帯電量の変動を引き起こす可能性があるので、変動に強い2成分磁気ブラシ現像を用いる事が望ましい。   For example, when the protective material applied on the photoreceptor is zinc stearate, viscosity is generated when the protective material is deteriorated due to proximity discharge. Even when other various protective substances are used, it is generally considered desirable to quickly remove the deteriorated protective substance from the photoreceptor. From such a viewpoint, it is desirable to provide a removing member for removing the deteriorated protective substance 32 from the surface of the photoreceptor. In addition, the deteriorated protective member may be mixed in the developing device in the developing region. Since mixing of such protective substances may cause fluctuations in the toner charge amount, it is desirable to use a two-component magnetic brush development that is resistant to fluctuations.

ここで本実施形態の画像形成装置では、帯電ローラ周囲の環境を検出するための温湿度検出器を有している。さらに本実施形態の画像形成装置は、図示せぬコントローラ中に、ファーブラシの回転速度と感光体表面に供給される保護物質の量とを対応させた第一のテーブルと、温湿度検出器によって検出された帯電ローラ周囲の環境と帯電条件とを対応させた第二のテーブルと、ファーブラシの回転速度を制御する塗布制御部と、帯電条件を制御する帯電制御部と、帯電条件に応じて必要な保護部材の量を算出するコンピュータを有している。   Here, the image forming apparatus of the present embodiment includes a temperature / humidity detector for detecting the environment around the charging roller. Further, the image forming apparatus according to the present embodiment includes a first table that associates the rotation speed of the fur brush with the amount of the protective substance supplied to the surface of the photoreceptor, and a temperature / humidity detector in a controller (not shown). According to the charging condition, the second table that matches the detected environment around the charging roller and the charging condition, the application control unit that controls the rotation speed of the fur brush, the charging control unit that controls the charging condition, A computer for calculating the amount of the protective member required is included.

より具体的には、第一のテーブルとして、ファーブラシの回転速度と、上記XPSによる測定の結果得られるZnの元素割合とが対応させられたテーブルを有している。また第二のテーブルは、帯電ローラ周囲の環境が変化する事によって放電開始電圧が変化した場合でも確実にAC電圧による放電を発生させるために、温湿度値と放電に必要なVppの値とを対応させたテーブルとなっている。   More specifically, the first table has a table in which the rotation speed of the fur brush is associated with the Zn element ratio obtained as a result of the measurement by XPS. Also, the second table shows the temperature and humidity values and the Vpp value necessary for the discharge in order to reliably generate an AC voltage discharge even when the discharge start voltage changes due to changes in the environment around the charging roller. It is a corresponding table.

さらに帯電条件に応じて必要な保護部材の量を算出するために、コンピュータは、帯電条件から1.52×10-4×{Vpp−2×Vth}×f/v [%]、または2.22×10-4×{Vpp−2×Vth}×f/v [%]の式に従って必要なステアリン酸亜鉛の元素割合を算出する。   Further, in order to calculate the amount of the protective member required according to the charging condition, the computer calculates 1.52 × 10 −4 × {Vpp−2 × Vth} × f / v [%] from the charging condition, or 2. The element ratio of zinc stearate required is calculated according to the formula of 22 × 10 −4 × {Vpp−2 × Vth} × f / v [%].

かかる構成において、本実施形態の画像形成装置は、画像形成開始指令が入力されるとまず温湿度検出器によって温度および湿度(環境条件)を検出し、検出された温度および湿度から第二のテーブルによって帯電条件(Vpp値)を求め、帯電条件に基づいてコンピュータを用いて必要なZnの元素割合を算出し、算出されたZnの元素割合に基づいて第一のテーブルからファーブラシの回転速度を求める。こうして得られた帯電条件(Vpp値)に応じて塗布制御部が最適な回転速度でファーブラシを回転させ、また帯電制御部は帯電部材に印加する電圧を制御しつつ帯電を開始させる。   In such a configuration, when an image formation start command is input, the image forming apparatus of the present embodiment first detects the temperature and humidity (environmental conditions) by the temperature / humidity detector, and then detects the second table from the detected temperature and humidity. To obtain the charging condition (Vpp value), calculate the necessary Zn element ratio using a computer based on the charging condition, and calculate the rotation speed of the fur brush from the first table based on the calculated Zn element ratio. Ask. In accordance with the charging condition (Vpp value) thus obtained, the application control unit rotates the fur brush at an optimum rotation speed, and the charging control unit starts charging while controlling the voltage applied to the charging member.

このような制御によって、環境に応じて帯電条件が変化した場合においても、最適な保護物質を感光体表面に供給して感光体の劣化を防止させる事が可能となる。   By such control, even when the charging condition changes according to the environment, it is possible to prevent the photoconductor from being deteriorated by supplying an optimal protective substance to the photoconductor surface.

なお1.52×10-4×{Vpp−2×Vth}×f/v [%]の式に従って必要なステアリン酸亜鉛の元素割合を算出する場合には、感光体の膜厚が減少していることを加味してVthを算出する必要がある。そこでコントローラはさらに、累積放電時間を記憶するための記憶手段と累積放電時間から感光体の膜厚を導くための第3のテーブルを持ち、第3のテーブルによって累積放電時間に対応した感光体膜厚を導き出してVthを計算する。   When the element ratio of zinc stearate required according to the formula of 1.52 × 10 −4 × {Vpp−2 × Vth} × f / v [%] is calculated, the film thickness of the photoreceptor decreases. It is necessary to calculate Vth in consideration of the fact. Therefore, the controller further has storage means for storing the accumulated discharge time and a third table for deriving the film thickness of the photoreceptor from the accumulated discharge time, and the photoreceptor film corresponding to the accumulated discharge time by the third table. The thickness is derived and Vth is calculated.

[実施形態2]
なお本発明は図3に示したような画像形成装置のみに適用されるものではなく、放電を用いて被帯電体表面を帯電させる装置一般に使用可能である。
[Embodiment 2]
Note that the present invention is not applied only to the image forming apparatus as shown in FIG. 3, but can be used in general for an apparatus for charging the surface of an object to be charged using discharge.

一例として、図3の画像形成装置において専用のクリーニング装置7を取り除き、転写残トナーを現像装置4で回収させるクリーナレス方式の画像形成装置においても本発明は適用できる。このクリーナレス方式の画像形成装置においては、帯電ローラ2aはゴム材料から構成され、感光体1に接触させられた接触帯電ローラ(Gp=0[μm])であるものとする。   As an example, the present invention can also be applied to a cleanerless image forming apparatus in which the dedicated cleaning device 7 is removed from the image forming apparatus of FIG. In this cleanerless image forming apparatus, the charging roller 2a is made of a rubber material, and is a contact charging roller (Gp = 0 [μm]) that is brought into contact with the photosensitive member 1.

このような画像形成装置においては塗布装置30による保護物質塗布の際に感光体上に転写残トナーが多く存在し、このため転写残トナーが存在する場所は感光体表面に保護物質を塗布することができない。しかし放電から感光体表面を保護するためには何らかの物質が感光体表面に存在すればよいので、保護物質の代わりにトナーが感光体表面に存在したとしても本発明の効果は発揮できる。すなわち転写残トナーの影響を考慮せずに、ステアリン酸亜鉛の元素割合[%]を
1.52×10-4×{Vpp−2×Vth}×f/v [%]
以上とすれば感光体の劣化(白濁)が防止でき、
2.22×10-4×{Vpp−2×Vth}×f/v [%]
以上とすれば感光体の膜厚減少が防止できる。
In such an image forming apparatus, a large amount of transfer residual toner exists on the photosensitive member when the protective material is applied by the coating device 30, and therefore, a protective substance is applied to the surface of the photosensitive member where the transfer residual toner exists. I can't. However, in order to protect the surface of the photoreceptor from electric discharge, it is sufficient that some substance exists on the surface of the photoreceptor. Therefore, even if toner exists on the surface of the photoreceptor instead of the protective substance, the effect of the present invention can be exhibited. That is, the element ratio [%] of zinc stearate is 1.52 × 10 −4 × {Vpp−2 × Vth} × f / v [%] without considering the influence of the residual toner.
If it is above, deterioration (white turbidity) of the photoreceptor can be prevented,
2.22 × 10 −4 × {Vpp−2 × Vth} × f / v [%]
If it is set as the above, the film thickness reduction of a photoreceptor can be prevented.

ただし転写残トナーが存在すると、塗布装置30や接触帯電ローラと感光体とが速度差(意図的に設けられた速度差または感光体の偏芯などによって生じる意図的でない速度差)を有して接触した時に転写残トナーが移動する事がある。トナーが移動してしまうと、それまでトナーが存在した領域には保護物質32もトナーも存在しないことになり、このような領域が多くなる事によって本発明に既定する条件が満たされなくなると放電による劣化が悪化してしまう。そこで本実施形態では塗布装置30に負の電圧を印加する。例えば塗布装置30に−1000{V}程度の電圧を印加させると感光体上のトナーは強く負帯電して感光体への付着力(鏡像力)が強まる。これによって、接触帯電方式においてもトナーの位置が移動しづらくなり、放電から感光体表面を保護する事が容易となる。   However, if there is a transfer residual toner, the coating device 30 or the contact charging roller and the photosensitive member have a speed difference (an intentional speed difference or an unintentional speed difference caused by eccentricity of the photosensitive member). When the toner comes in contact, the untransferred toner may move. When the toner moves, the protective material 32 and the toner do not exist in the area where the toner has existed until then, and the discharge is performed when the conditions defined in the present invention are not satisfied due to the increase of such areas. Deterioration due to will worsen. Therefore, in this embodiment, a negative voltage is applied to the coating apparatus 30. For example, when a voltage of about −1000 {V} is applied to the coating device 30, the toner on the photoconductor is strongly negatively charged and the adhesion force (mirror image force) to the photoconductor is increased. This makes it difficult for the toner position to move even in the contact charging method, and it is easy to protect the surface of the photoreceptor from electric discharge.

[実施形態3]
本実施形態の画像形成装置には、図3に示すように粉体状の保護物質14を感光体表面に供給するための保護物質塗布手段10を設けている。この保護物質塗布手段10は、塗布部材としてのプレ塗布手段12と塗布手段11及び規制手段13からなり、保護物質塗布手段10の中にある粉体状の保護物質を、2つの塗布手段を介して感光体に粉体状の保護物質を塗布(一旦、プレ塗布手段にて保護物質の均一塗布状態を形成し、これを塗布手段に少なくともその一部を移動させるので、「転移」ということもある)するものである。
[Embodiment 3]
As shown in FIG. 3, the image forming apparatus according to the present embodiment is provided with a protective substance applying unit 10 for supplying a powdery protective substance 14 to the surface of the photoreceptor. This protective substance applying means 10 comprises a pre-applying means 12 as an applying member, an applying means 11 and a restricting means 13, and a powdery protective substance in the protective substance applying means 10 is passed through two applying means. Apply a powdery protective substance to the photoreceptor (once a uniform application state of the protective substance is formed by the pre-coating means, and at least a part of it is moved to the applying means. There is something to do.

即ち、粉体状の保護物質はその粒径の分布が大きい場合、又は塊になっている場合があるので、プレ塗布手段上に一旦塗布したこれらの粉体状の保護物質にもう1つの塗布手段11によりせん断力が与えられ、より均一に微細粒子に粉砕され、感光体へ塗布されることになる。このとき粉体規制手段13はプレ塗布手段12の長さ方向に塗布量が疎密にならない様にするとともに、余分な粉体状の保護物質を掻き落す役割も持っている。   That is, since the powdery protective substance may have a large particle size distribution or may be agglomerated, another application may be applied to these powdery protective substances once applied on the pre-coating means. A shearing force is applied by the means 11, and the fine particles are more uniformly pulverized and applied to the photoreceptor. At this time, the powder regulating means 13 prevents the coating amount from becoming sparse in the length direction of the pre-coating means 12 and also has a role of scraping off excess powdery protective substance.

前述の様に、本発明の表面保護物質は代表的なものとして、例えば微粒子状のラメラ結晶が上げられるが、この物質は結晶中にラメラと呼ばれる幾重にも重なった層状構造を有している。具体的化合物にはステアリン酸亜鉛が上げられる。   As described above, a typical example of the surface protective material of the present invention is a fine lamella crystal. This material has a layered structure called a lamellar layered layered structure. . Specific compounds include zinc stearate.

この結晶にせん断力が加わると層間に沿って結晶が割れ易い性質がある。その為に滑り摩擦に対して潤滑効果を有していることが知られている。また、極めて微細に割れた結晶が表面の凹凸を隠蔽する効果を有していることも知られている。しかもステアリン酸亜鉛の結晶は透明性が高いので、本発明に好都合であることも知られている。   When a shearing force is applied to the crystal, the crystal tends to break along the interlayer. Therefore, it is known to have a lubricating effect against sliding friction. It is also known that extremely finely divided crystals have the effect of concealing surface irregularities. In addition, it is also known that the zinc stearate crystals are highly transparent, which is advantageous for the present invention.

即ち、例えば、感光体の表面粗さを山と谷で表現すると、潤滑効果については、少なくとも山の部分にステアリン酸亜鉛があれば接触する部材表面との間に該ステアリン酸亜鉛が存在するので、その効果が発現する。一方、表面の保護効果については、山にも谷にもステアリン酸亜鉛があって初めて所期の効果が出てくることになる。この違いは重要である。更に、感光体が長期の使用により表面粗さが大きくなるとこの違いが一層明確になる。大きくなった山にも谷にも同時に適切にステアリン酸亜鉛を適切量供給する本発明の手段が必須なものになる。   That is, for example, if the surface roughness of the photoreceptor is expressed by peaks and valleys, the lubrication effect is that, if there is zinc stearate at least at the peaks, the zinc stearate is present between the contacting member surfaces. The effect is manifested. On the other hand, with regard to the protective effect of the surface, the desired effect will be realized only when there is zinc stearate in both the mountain and the valley. This difference is important. Furthermore, this difference becomes clearer when the surface roughness of the photoreceptor increases with long-term use. The means of the present invention for supplying an appropriate amount of zinc stearate to both the enlarged peaks and valleys at the same time becomes essential.

本発明ではステアリン酸亜鉛微粉末の供給により、主に後者の凹凸隠蔽に対する効果に特徴があるものである。帯電される感光体の全表面に微粉化容易なラメラ結晶の極薄い均一な塗布状態(塗布膜といってもよい)を形成することにより効果的に表面を隠蔽するので、本発明の課題に対して優れた保護効果が現れるものである。   The present invention is characterized mainly by the latter effect on concavity and convexity by supplying zinc stearate fine powder. Since the surface is effectively concealed by forming a very thin and uniform coating state (may be called a coating film) of lamellar crystals that are easily pulverized on the entire surface of the charged photoreceptor, the object of the present invention On the other hand, an excellent protective effect appears.

市販品のステアリン酸亜鉛の場合、前述の様に粒径分布があることが知られている。一般的に粒径が数〜数十μmあり製造法や原材料の純度、熱履歴によって性状、粒度、形状が変化するといわれている。本発明の塗布手段10を使用すれば余計な加工をせずに使用できるという効果もある。   In the case of commercially available zinc stearate, it is known that there is a particle size distribution as described above. In general, the particle size is several to several tens of μm, and it is said that the properties, particle size, and shape change depending on the production method, purity of raw materials, and thermal history. If the coating means 10 of this invention is used, there also exists an effect that it can be used without extra processing.

本発明において、感光体の表面に薄く且つ均一にこの保護物質を塗布するが、粉体状の保護物質を使用するのが好ましい実施形態である。プレ塗布手段とこれに続く塗布手段を組み合せて、長期にわたる使用においても感光体の全面に保護物質を必要最小限且つ均一に供給することができる。棒状に固形化された形状であっても、像担持体の表面に塗布できるが、従来の方法ではもっぱら前記の潤滑作用を目的としている為、ある場所では必要以上に過多の塗布箇所があったり、逆に少なかったり、又表面に凹凸があって谷の部分に保護物質が供給されなかったりするが、これでも十分であった。しかし、本発明の目的では極めて不十分であったので、塗布手段に種々の工夫がなされた。   In the present invention, this protective material is applied thinly and uniformly on the surface of the photoreceptor, but it is a preferred embodiment to use a powdery protective material. By combining the pre-coating means and the subsequent coating means, it is possible to supply the protective material to the entire surface of the photoreceptor in a minimum and uniform manner even for long-term use. Even if it is in the shape of a solid bar, it can be applied to the surface of the image carrier, but the conventional method is exclusively for the purpose of the above-mentioned lubrication action, so there are excessive application locations in some places than necessary. On the contrary, there are few or there are irregularities on the surface, and the protective material is not supplied to the valley part, but this was sufficient. However, since the object of the present invention was extremely insufficient, various devices were applied to the coating means.

プレ塗布手段12は、通常ゴム等の弾性体が好ましい。プラスチック、金属等の固いものでも構わない。ファーブラシの様に芯に繊維を植毛した棒状体であってもよい。ただし、プレ塗布手段12にファーブラシを使用する場合、転移手段11に保護物質を供給することが主な役割になり、せん断力は転移手段11と感光体の間で与えられる。   The pre-coating means 12 is usually preferably an elastic body such as rubber. Hard materials such as plastic and metal may be used. It may be a rod-like body in which fibers are implanted in the core like a fur brush. However, when a fur brush is used as the pre-coating means 12, the main role is to supply a protective substance to the transferring means 11, and the shearing force is applied between the transferring means 11 and the photosensitive member.

塗布手段11は、通常ローラ状のゴム等の弾性体を使用する。プラスチック等の固いものでも使用できるが、弾性体の様に感光体との接触においてニップ部が生じるものが良い。適切な食い込み量があるとよい。感光体に接して、表面の微細な凹凸に対応して、或いは僅かなうねりがある場合においても、粉体状の保護物質を微量に供給できる弾性体が好ましい。   The applying means 11 usually uses an elastic body such as a roller-like rubber. A hard material such as plastic can be used, but an elastic material such as a nip portion in contact with the photosensitive member is preferable. There should be an appropriate amount of bite. An elastic body that is capable of supplying a small amount of a powdery protective substance in contact with the photoreceptor, corresponding to fine irregularities on the surface, or even when there is slight undulation is preferable.

塗布手段11に使用される素材は耐久性からウレタンゴムが好ましい。後述するように電圧印加して使用することがある場合、イオン導電性材料等の導電性制御材を含有してもよい。   The material used for the coating means 11 is preferably urethane rubber because of durability. As described later, when a voltage is applied for use, a conductive control material such as an ion conductive material may be contained.

この塗布手段11は感光体の表面形状による凹凸があった場合、或いは僅かなうねりがある場合においても、これらの山のみならす谷にも保護物質を塗布できるように適度の弾性的変形がある素材が好ましい。硬度40°〜90°(アスカーC硬度計、荷重1kg)である。   The application means 11 is a material having an appropriate elastic deformation so that a protective substance can be applied to a valley formed by these peaks even when there are irregularities due to the surface shape of the photoreceptor or when there is a slight undulation. Is preferred. The hardness is 40 ° to 90 ° (Asker C hardness meter, load 1 kg).

また、塗布手段11は粉体状の保護物質を擦り付ける動作をすることが好ましい。その為に塗布手段11の表面に適度な面粗さがあることが好ましい。面粗さはRz表示で示すと、5μm以下、通常0.01μm〜4μmである。好ましくは、0.1〜3μmである。Rzが5μm以上では、感光体にキズが付く。Rzが0.01μm以下では、保護物質の塗布が困難になる。   Moreover, it is preferable that the application means 11 operates to rub a powdery protective substance. Therefore, it is preferable that the surface of the coating means 11 has an appropriate surface roughness. The surface roughness is 5 μm or less, usually 0.01 μm to 4 μm, in terms of Rz. Preferably, it is 0.1-3 micrometers. When Rz is 5 μm or more, the photoreceptor is scratched. When Rz is 0.01 μm or less, it is difficult to apply a protective substance.

さらにまた、塗布手段11の表面に溝状構造があってもよい。溝の深さは0.01〜1mm、幅は0.01〜1mmである。例えば、深さ0.5mm幅0.5mmのスパイラル状の周期的な溝が設けられていると、塗布手段11の材質によるが、塗布手段11が感光体表面に接した場合、押圧力でスパイラル状構造が弾性変形し、その表面を適度に擦り同時に溝に保持した保護物質を供給或いは余剰の保護物質を持ち去る効果があるので、好ましい。又、例えば、発泡構造を有する弾性体であってもよい。表面に個々の泡が現れている構造では、この泡に保護物質が保持されて、都合が良い。   Furthermore, there may be a groove-like structure on the surface of the coating means 11. The depth of the groove is 0.01 to 1 mm, and the width is 0.01 to 1 mm. For example, when a spiral periodic groove having a depth of 0.5 mm and a width of 0.5 mm is provided, depending on the material of the coating unit 11, when the coating unit 11 is in contact with the surface of the photosensitive member, the spiral is caused by the pressing force. This is preferable because the structure is elastically deformed and has an effect of supplying the protective substance held in the groove at the same time by rubbing the surface or removing excess protective substance. Further, for example, an elastic body having a foam structure may be used. In a structure in which individual bubbles appear on the surface, a protective substance is retained in the bubbles, which is convenient.

これらの表面構造は、プレ塗布手段にも適用可能である。   These surface structures can also be applied to pre-coating means.

また、塗布手段11は感光体に食込みがあってもよい。食込み量は塗布手段11と感光体の材質で異なるが、適切な食込み量があると表面保護物質を効果的に擦り付けることができる。食込み量は1mm以下、好ましくは0.1〜0.5mmである。要は弾性体が変形し、または戻りの動作で保護物質を擦り付ける動作があればよい。   Further, the coating means 11 may have a bite on the photoreceptor. The amount of biting differs depending on the material of the coating means 11 and the photosensitive member, but if there is an appropriate amount of biting, the surface protective substance can be effectively rubbed. The amount of biting is 1 mm or less, preferably 0.1 to 0.5 mm. In short, it is sufficient that the elastic body is deformed or has an operation of rubbing the protective substance in the returning operation.

そして、表面保護物質を擦り付ける動作について、塗布手段11、プレ塗布手段12、感光体の表面の移動に速度差があってもよい。速度差がない場合よりも効果的に表面保護物質を擦り付けることができる。塗布手段11の表面の速度は感光体線速の0.1倍〜10倍である。塗布手段12の表面の速度は塗布手段11の表面の0.1倍〜10倍である。但し、感光体の摩耗量が大きい場合、速度差がない連れまわりが良い。連れまわりでは速度差が殆どない。   And about the operation | movement which rubs a surface protection substance, there may be a speed difference in the movement of the application means 11, the pre-application means 12, and the surface of a photoreceptor. The surface protective substance can be rubbed more effectively than when there is no speed difference. The speed of the surface of the coating means 11 is 0.1 to 10 times the photosensitive member linear velocity. The speed of the surface of the coating unit 12 is 0.1 to 10 times that of the surface of the coating unit 11. However, when the amount of wear of the photoconductor is large, it is preferable to carry around with no speed difference. There is almost no difference in speed when traveling around.

図11にプレ塗布手段12のローラと塗布手段11のローラが反対方向に回転し且つローラ径を同じにし、プレ塗布手段12の回転速度を大きくすることにより、ニップで両ローラの線速度に差をつけた場合を示した。保護物質の紛体は主に両方のローラから圧力を受けると同時に、擦り付ける動作が大きくなり、細かく粉砕された保護物質を少量塗布する効果が大きくなる。その結果、感光体の表面により微細な粉末が供給されると同時に薄い塗布状態が層状に形成される効果が大きくなると考えられ、好ましい。更に、塗布手段11と感光体の線速度に差をつけると、保護物質を擦り付ける動作ができ効果的に少量の保護物質を感光体の表面に転移できる。   In FIG. 11, the roller of the pre-coating means 12 and the roller of the coating means 11 rotate in opposite directions and have the same roller diameter, and the rotational speed of the pre-coating means 12 is increased, so that the linear velocity of both rollers at the nip is different. The case where is attached is shown. The powder of the protective substance mainly receives pressure from both rollers, and at the same time, the action of rubbing increases, and the effect of applying a small amount of finely pulverized protective substance increases. As a result, it is considered that the fine powder is supplied to the surface of the photoreceptor, and at the same time, the effect of forming a thin coating state in a layer shape is increased, which is preferable. Further, if the linear velocity of the coating means 11 and the photosensitive member is made different, the operation of rubbing the protective substance can be performed, and a small amount of protective substance can be effectively transferred to the surface of the photosensitive member.

図12には、プレ塗布手段12のローラと塗布手段11のローラが同じ方向に回転し且つローラ径を同じにすることで、ニップで線速度に差をつける場合を示した。保護物質の紛体は主に両方のローラから圧力を受けると同時に、擦り付ける動作が大きくなり、細かく粉砕された保護物質を少量塗布する効果が大きくなる。その結果、より微細な粉末が感光体の表面に供給されると同時に薄い塗布状態が層状に形成され転移される効果が大きくなると考えられる。これも好ましい。更に、塗布手段11の表面と感光体表面の移動方向を同じ向きに回転させ、速度差をつけると、保護物質を擦り付ける動作ができ効果的に少量の保護物質を感光体の表面に転移できる。   FIG. 12 shows a case where the roller of the pre-coating unit 12 and the roller of the coating unit 11 rotate in the same direction and have the same roller diameter, thereby making a difference in linear velocity at the nip. The powder of the protective substance mainly receives pressure from both rollers, and at the same time, the action of rubbing increases, and the effect of applying a small amount of finely pulverized protective substance increases. As a result, it is considered that a finer powder is supplied to the surface of the photoreceptor, and at the same time, the effect of forming and transferring the thin coating state in layers is increased. This is also preferable. Further, when the moving direction of the surface of the coating means 11 and the surface of the photoconductor is rotated in the same direction and a speed difference is made, an operation of rubbing the protective material can be performed and a small amount of the protective material can be effectively transferred to the surface of the photoconductor.

また、図13にプレ塗布手段12のローラと塗布手段11のローラが反対方向に回転し、両者のニップで速度差が無い場合、保護物質の紛体は主に両方のローラから圧力を受け、保護物質を細かく粉砕する効果が大きくなる。その結果、より微細な粉末が感光体の表面に供給されるので好ましい。そして、塗布手段11と感光体表面を同じ方向に回転すると、塗布手段の回転速度が小さい場合でも、速度差が大きくできて、保護物質を擦り付ける動作が効果的になる。   Further, in FIG. 13, when the roller of the pre-coating means 12 and the roller of the applying means 11 rotate in the opposite directions and there is no speed difference between the nips of the two, the protective substance powder receives pressure mainly from both rollers to protect it. The effect of finely pulverizing the substance is increased. As a result, a finer powder is preferably supplied to the surface of the photoreceptor. When the coating unit 11 and the surface of the photosensitive member are rotated in the same direction, even when the rotation speed of the coating unit is small, the speed difference can be increased and the operation of rubbing the protective substance becomes effective.

例示した様に、速度差をつくることで、表面保護物質が満遍なく感光体の表面に擦り付けられて、好ましい。本発明に使用することができるラメラ結晶は、それだけ微粉化し、余分な付着を防ぐことができる。   As illustrated, it is preferable to create a speed difference so that the surface protective material is evenly rubbed against the surface of the photoreceptor. The lamellar crystal that can be used in the present invention can be micronized to prevent excessive adhesion.

塗布手段11とプレ塗布手段12の組合せでは、両方がゴム等の弾性体が好ましい。また、転写手段11がゴム等の弾性体であり、プレ転写手段12がファーブラシの組合せも使用できるが、ローラに比べて保護物質を均一に満遍なく塗布することが難しい。又、塗布手段11をファーブラシにすることができるが、ブラシの繊維を硬くないと耐久性が不足し、反対の硬くすると感光体の摩耗を促進することが多く、不利である。   In the combination of the application means 11 and the pre-application means 12, both are preferably elastic bodies such as rubber. Further, although the transfer means 11 is an elastic body such as rubber and the pre-transfer means 12 can be a combination of fur brushes, it is difficult to uniformly and uniformly apply the protective substance as compared with the roller. Further, the application means 11 can be a fur brush, but if the brush fibers are not hard, the durability is insufficient, and if it is hard, the abrasion of the photoreceptor is often promoted, which is disadvantageous.

以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。   Examples of the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.

図11の構成からなる以下の条件の塗布手段を用意し、図5(a)にある感光体、帯電手段、塗布手段を揃えて感光体の膜厚変化と表面の白濁の有無を観察した。但し、X=8000にした。その結果を表3、4及び、図14に示す。   A coating means having the configuration shown in FIG. 11 and having the following conditions was prepared, and the photoreceptor, charging means, and coating means shown in FIG. However, X = 8000. The results are shown in Tables 3 and 4 and FIG.

1、ローラ状の塗布手段
・ウレタンゴムローラ(外径20mm、面粗さ3μm以下、アスカーC硬度70(1kg荷重))
・フレ/円筒度:0.05/0.06
・凹み、脹らみ:4μm以下
・線速比(対感光体):1.5
・回転数:90rpm(感光体と同じ方向に回転)
・感光体への食込み量:0.3mm
2、ローラ状のプレ塗布手段
・発泡ポリウレタンローラ(外径20mm、面粗さ3μm以下、アスカーFP硬度70)
・メッシュ数:60個/インチ(泡の直径約200μm)
・線速比(対塗布手段):1.5
・回転数:100rpm(塗布手段と反対方向に回転)
・塗布手段への食込み量:1.0mm
更に、規制手段ウレタンゴム板をプレ塗布手段に設けた。規制量はトレーリング方向で先端腹当てにしたところ、大きなステアリン酸亜鉛粒子の塊を規制十分規制できた。市販のステアリン酸亜鉛(体積平均粒径2.2μm)のものを塗布手段に供給した。プレ塗布手段上の塗布厚は約0.2mg/cmであった。
1. Roller-shaped coating means / urethane rubber roller (outer diameter 20 mm, surface roughness 3 μm or less, Asker C hardness 70 (1 kg load))
・ Freight / cylindricity: 0.05 / 0.06
・ Depression, swelling: 4 μm or less ・ Linear speed ratio (to photoconductor): 1.5
・ Rotation speed: 90rpm (Rotate in the same direction as the photoconductor)
-Amount of biting into the photoconductor: 0.3 mm
2. Roller-shaped pre-coating means / Polyurethane polyurethane roller (outer diameter 20 mm, surface roughness 3 μm or less, Asker FP hardness 70)
-Number of meshes: 60 pieces / inch (foam diameter of about 200 μm)
-Linear speed ratio (vs. coating means): 1.5
・ Rotation speed: 100 rpm (rotates in the opposite direction to the coating means)
-Amount of biting into the application means: 1.0 mm
Further, a regulating means urethane rubber plate was provided in the pre-coating means. When the amount of regulation was applied to the tip of the tail in the trailing direction, a large lump of zinc stearate particles could be regulated. Commercially available zinc stearate (volume average particle size 2.2 μm) was supplied to the coating means. The coating thickness on the pre-coating means was about 0.2 mg / cm 2 .

Figure 2006003614
Figure 2006003614

Figure 2006003614
Figure 2006003614

従来の画像形成装置において、感光体表面に帯電部材のみを非接触状態で近接配置し、連続約150時間の帯電を行った場合の感光体表面の膜厚の変化を測定したグラフを示す図である。In a conventional image forming apparatus, a graph showing changes in film thickness on the surface of a photoconductor when only a charging member is placed in close proximity to the surface of the photoconductor and charging is performed for about 150 hours continuously. is there. 従来の画像形成装置において、近接放電によって感光体表面が劣化する場合の感光体表面の状態を示す図である。In the conventional image forming apparatus, it is a diagram illustrating a state of the photoreceptor surface when the photoreceptor surface deteriorates due to proximity discharge. 本発明の画像形成装置の一例を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an example of an image forming apparatus of the present invention. 本発明の画像形成装置における帯電装置を示す概念図である。1 is a conceptual diagram illustrating a charging device in an image forming apparatus of the present invention. (a)は本発明の画像形成装置において、感光体上に保護物質を存在させることによって、近接放電による感光体劣化の抑制を確認するための実験装置の概略図であり、(b)は本発明の画像形成装置の感光体表面を保護物質存在部と非存在部とに分けた状態を示す図である。(A) is a schematic diagram of an experimental apparatus for confirming suppression of photoreceptor deterioration due to proximity discharge by making a protective substance present on the photoreceptor in the image forming apparatus of the present invention, and (b) It is a figure which shows the state which divided the photoreceptor surface of the image forming apparatus of invention into the protection substance presence part and the non-existence part. 本発明の画像形成装置の感光体表面の劣化状態を実験するために帯電条件を200時間継続して行った結果のグラフを示す図である。It is a figure which shows the graph of the result of having performed charging conditions continuously for 200 hours, in order to test the deterioration state of the photoreceptor surface of the image forming apparatus of this invention. 本発明の画像形成装置の感光体表面に対するステアリン酸亜鉛の塗布量の違いにより、放電による時間経過後の感光体表面の摩擦係数のグラフを示す図である。It is a figure which shows the graph of the friction coefficient of the photoreceptor surface after the time progress by discharge by the difference in the coating amount of the zinc stearate with respect to the photoreceptor surface of the image forming apparatus of this invention. 本発明の画像形成装置の感光体表面の劣化状態を実験するために感光体の膜厚減少量と帯電ローラに印加した電圧との関係のグラフを示す図である。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the amount of decrease in the thickness of the photoconductor and the voltage applied to the charging roller in order to test the deterioration state of the surface of the photoconductor of the image forming apparatus of the present invention. 本発明の画像形成装置の感光体表面の劣化状態を実験するために感光体の膜厚減少量と帯電ローラに印加した電圧の周波数との関係のグラフを示す図である。FIG. 6 is a graph showing a relationship between a decrease in film thickness of a photoconductor and a frequency of a voltage applied to a charging roller in order to test a deterioration state of the surface of the photoconductor of the image forming apparatus of the present invention. 本発明の画像形成装置において放電による感光体表面の劣化を防止するために必要なステアリン酸亜鉛の元素割合のグラフを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a graph of an element ratio of zinc stearate necessary for preventing deterioration of the surface of the photoreceptor due to electric discharge in the image forming apparatus of the present invention. 本発明の画像形成装置におけるプレ塗布手段のローラと塗布手段のローラが反対方向に回転し、両者のニップで速度差をつけた場合の感光体表面に保護物質を塗布する図を示す。FIG. 2 is a diagram illustrating a method in which a protective material is applied to the surface of a photoconductor when a roller of a pre-coating unit and a roller of a coating unit rotate in opposite directions in the image forming apparatus of the present invention and a speed difference is created between the two rollers. 本発明の画像形成装置におけるプレ塗布手段のローラと塗布手段のローラが同じ方向に回転し、両者のニップで速度差をつけた場合の感光体表面に保護物質を塗布する図を示す。FIG. 2 shows a view in which a protective substance is applied to the surface of a photoreceptor when a roller of a pre-coating unit and a roller of a coating unit rotate in the same direction in the image forming apparatus of the present invention, and a speed difference is created between the two nips. 本発明の画像形成装置におけるプレ塗布手段のローラと塗布手段のローラが反対方向に回転し、両者のニップで速度差がない場合の感光体表面に保護物質を塗布する図を示す。FIG. 2 is a diagram illustrating a case in which a protective material is applied to the surface of a photoreceptor when a roller of a pre-coating unit and a roller of a coating unit rotate in opposite directions in the image forming apparatus of the present invention and there is no speed difference between the nips of the two. 本発明の実施例において、感光体の膜厚変化と感光体表面のステアリン酸亜鉛の存在量との関係のグラフを示す図である。In the Example of this invention, it is a figure which shows the graph of the relationship between the film thickness change of a photoreceptor, and the abundance of zinc stearate on the surface of a photoreceptor.

符号の説明Explanation of symbols

1 被帯電体(感光体)
2 帯電手段
2a 帯電ローラ
3 露光手段
4 現像手段
5 転写手段
6 定着手段
7 クリーニング
8 クリーニングブレード
9 徐電手段
10 保護物質塗布手段
11 塗布手段
12 プレ塗布手段
13 規制手段
14 粉末状保護手段
15 加圧バネ
16 電源
17 画像形成領域
18 非画像形成領域
19 微小なギャップ
21a 軸部
21b ローラ部
22 スペーサ
30 保護物質塗布手段
31 ファーブラシ
32 保護物質
50 感光体表面
1 Charged body (photoconductor)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Charging means 2a Charging roller 3 Exposure means 4 Developing means 5 Transfer means 6 Fixing means 7 Cleaning 8 Cleaning blade 9 Gradation means 10 Protective substance application means 11 Application means 12 Pre-application means 13 Regulation means 14 Powdery protection means 15 Pressurization Spring 16 Power supply 17 Image forming area 18 Non-image forming area 19 Minute gap 21a Shaft portion 21b Roller portion 22 Spacer 30 Protective substance application means 31 Fur brush 32 Protective substance 50 Photoreceptor surface

Claims (18)

少なくとも、移動する被帯電体と、
被帯電体に対して接触または接近して設けられた帯電部材に交流成分を含む直流電圧を印加することによって生じる放電を利用して被帯電体を帯電させる帯電手段と、
帯電手段によって帯電した被帯電体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
潜像形成手段によって形成された静電潜像の画像部にトナーを付着して現像させる現像手段と、
被帯電体表面を保護する保護物質を被帯電体表面に塗布する塗布手段と、
を有する画像形成装置において、
該塗布手段がプレ塗布手段と塗布手段からなり、該保護物質が該プレ塗布手段を介して塗布手段に塗布され、且つ
放電領域において被帯電体表面に存在する保護物質の元素割合[%]が、XPSによる測定で、
6.23×10−3×(Vpp − 2×Vth)×f/v [%]
以上であることを特徴とする画像形成装置。
(式中、Vppは帯電部材に印加する交流成分の振幅[V]、fは帯電部材に印加する交流成分の周波数[Hz]、Gpは帯電部材表面と被帯電体表面との最近接距離[μm]、vは帯電部材と対向する被帯電体表面の移動速度[mm/sec]、Vthは放電開始電圧である。またVthの値は、被帯電体の膜厚をd[μm]、被帯電体の比誘電率をεopc、被帯電体と帯電部材の間の空間における比誘電率をεairとしたとき、312+6.2×(d/εopc+Gp/εair)+√(7737.6×d/ε)である)
At least a moving object to be charged;
A charging means for charging the member to be charged using a discharge generated by applying a DC voltage containing an AC component to a charging member provided in contact with or close to the member to be charged;
A latent image forming means for forming a latent image on the surface of the object to be charged charged by the charging means;
Developing means for attaching and developing toner on the image portion of the electrostatic latent image formed by the latent image forming means;
A coating means for applying a protective substance for protecting the surface of the body to be charged to the surface of the body to be charged;
In an image forming apparatus having
The coating means comprises a pre-coating means and a coating means, the protective substance is applied to the coating means via the pre-coating means, and the element ratio [%] of the protective substance present on the surface of the object to be charged in the discharge region is , Measured by XPS,
6.23 × 10 −3 × (Vpp−2 × Vth) × f / v [%]
An image forming apparatus characterized by the above.
(Wherein, Vpp is the amplitude [V] of the alternating current component applied to the charging member, f is the frequency [Hz] of the alternating current component applied to the charging member, and Gp is the closest distance between the surface of the charging member and the surface of the object to be charged [ [mu] m], v is the moving speed [mm / sec] of the surface of the member to be charged facing the charging member, Vth is the discharge start voltage, and the value of Vth is the film thickness of the member to be charged d [[mu] m] When the relative dielectric constant of the charged body is εopc and the relative dielectric constant in the space between the charged body and the charging member is εair, 312 + 6.2 × (d / εopc + Gp / εair) + √ (7737.6 × d / ε )
前記放電領域において被帯電体表面に存在する保護物質の元素割合[%]が、XPSによる測定で、
9.10×10−3×(Vpp − 2×Vth)×f/v [%]
以上であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
The element ratio [%] of the protective substance present on the surface of the charged body in the discharge region is measured by XPS.
9.10 × 10 −3 × (Vpp−2 × Vth) × f / v [%]
The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
前記保護物質はラメラ結晶紛体であることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the protective substance is a lamellar crystal powder. 移動する被帯電体と、
被帯電体に対して接触または近接して設けられた帯電部材に交流成分を含む直流電圧を印加することによって生じる放電を利用して被帯電体を帯電させる帯電器と、
帯電器によって帯電させられた被帯電体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
潜像形成手段によって形成された静電潜像の画像部にトナーを付着させる現像手段と、
被帯電体表面を保護する保護物質を被帯電体表面に塗布する塗布手段と、
を有する画像形成装置において、
該塗布手段がプレ塗布手段と塗布手段からなり、該保護物質が該プレ塗布手段を介して塗布手段に塗布され、
前記保護物質がラメラ結晶体の脂肪酸金属塩であり、
放電領域において被帯電体表面に存在する脂肪酸金属塩に含まれる金属元素の元素割合[%]が、XPSによる測定で、
1.52×10−4×(Vpp − 2×Vth)×f/v [%]
以上であることを特徴とする画像形成装置。
(式中、Vppは帯電部材に印加する交流成分の振幅[V]、fは帯電部材に印加する交流成分の周波数[Hz]、Gpは帯電部材表面と被帯電体表面との最近接距離[μm]、vは帯電部材と対向する被帯電体表面の移動速度[mm/sec]、Vthは放電開始電圧である。またVthの値は、被帯電体の膜厚をd[μm]、被帯電体の比誘電率をεopc、被帯電体と帯電部材の間の空間における比誘電率をεairとしたとき、312+6.2×(d/εopc+Gp/εair)+√(7737.6×d/ε)である)
A moving object to be charged;
A charger that charges the object to be charged using a discharge generated by applying a DC voltage containing an AC component to a charging member provided in contact with or close to the object to be charged;
A latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of an object to be charged charged by a charger;
Developing means for attaching toner to the image portion of the electrostatic latent image formed by the latent image forming means;
A coating means for applying a protective substance for protecting the surface of the body to be charged to the surface of the body to be charged;
In an image forming apparatus having
The application means comprises a pre-application means and an application means, and the protective substance is applied to the application means via the pre-application means,
The protective substance is a fatty acid metal salt of a lamellar crystal,
In the discharge region, the element ratio [%] of the metal element contained in the fatty acid metal salt present on the surface of the charged body is measured by XPS.
1.52 × 10 −4 × (Vpp−2 × Vth) × f / v [%]
An image forming apparatus characterized by the above.
(Wherein, Vpp is the amplitude [V] of the alternating current component applied to the charging member, f is the frequency [Hz] of the alternating current component applied to the charging member, and Gp is the closest distance between the surface of the charging member and the surface of the object to be charged [ [mu] m], v is the moving speed [mm / sec] of the surface of the member to be charged facing the charging member, Vth is the discharge start voltage, and the value of Vth is the film thickness of the member to be charged d [[mu] m] When the relative dielectric constant of the charged body is εopc and the relative dielectric constant in the space between the charged body and the charging member is εair, 312 + 6.2 × (d / εopc + Gp / εair) + √ (7737.6 × d / ε )
前記放電領域において被帯電体表面に存在する脂肪酸金属塩に含まれる金属元素の元素割合[%]が、XPSによる測定で、
2.22×10−4×(Vpp − 2×Vth)×f/v [%]
以上であることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
In the discharge region, the element ratio [%] of the metal element contained in the fatty acid metal salt present on the surface of the member to be charged is measured by XPS.
2.22 × 10 −4 × (Vpp−2 × Vth) × f / v [%]
The image forming apparatus according to claim 4, which is as described above.
前記脂肪酸金属塩がステアリン酸亜鉛であることを特徴とする請求項4または5に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 4, wherein the fatty acid metal salt is zinc stearate. 帯電部材と被帯電体との最近接距離が1〜100[μm]であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the closest distance between the charging member and the member to be charged is 1 to 100 [μm]. 前記帯電部材の表面層が樹脂材料であることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 7, wherein a surface layer of the charging member is a resin material. 前記保護物質を被帯電体表面に塗布するための塗布手段と被帯電体とが接触する部分での塗布手段の速度が被帯電体表面の移動速度とは異なっていることを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。   The moving speed of the surface of the charged body is different from the moving speed of the surface of the charged body, wherein the speed of the coating means at a portion where the coating means for applying the protective substance on the surface of the charged body and the charged body is in contact with each other is different. The image forming apparatus according to any one of 3 to 6. 前記帯電部材周囲の環境状態を検出する検出器と、検出された環境状態に基づいて被帯電体表面への保護物質の供給量を制御する制御部とをさらに有することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の画像形成装置。   2. The apparatus according to claim 1, further comprising: a detector that detects an environmental condition around the charging member; and a control unit that controls a supply amount of a protective substance to the surface of the object to be charged based on the detected environmental condition. 7. The image forming apparatus according to any one of items 1 to 6. 前記現像手段は被帯電体表面に残留した転写残トナーを除去する手段を兼ねており、
前記帯電器は帯電部材と被帯電体との最近接距離Gpが0[μm]である接触帯電方式の帯電器であり、
前記現像手段に対して被帯電体表面の移動方向下流側、かつ、前記帯電器に対して被帯電体表面の移動方向上流側に、前記被帯電体表面に残留した転写残トナーを帯電させるトナー帯電手段を有することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
The developing means also serves as a means for removing transfer residual toner remaining on the surface of the charged body,
The charger is a contact charging type charger in which the closest distance Gp between the charging member and the object to be charged is 0 [μm],
Toner for charging the transfer residual toner remaining on the surface of the charged body on the downstream side in the moving direction of the surface of the charged body with respect to the developing unit and on the upstream side of the surface of the charged body in the moving direction with respect to the charger. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a charging unit.
前記被帯電体に接する塗布手段と該塗布手段に接するプレ塗布手段が弾性を有するローラからなり、更に該プレ塗布手段上の保護物質を規制する規制手段を有することを特徴とする請求項1〜11記載の画像形成装置。   The coating means in contact with the member to be charged and the pre-coating means in contact with the coating means are made of an elastic roller, and further have regulation means for regulating a protective substance on the pre-coating means. 11. The image forming apparatus according to 11. 前記保護物質が、粉体状又はバー状であることを特徴とする請求項12記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 12, wherein the protective substance is powdery or bar-shaped. 前記被帯電体の表面の移動速度と該被帯電体に接する塗布手段の表面の移動速度が同一又は異なっていることを特徴とする請求項13記載の画像形成装置。   14. The image forming apparatus according to claim 13, wherein the moving speed of the surface of the member to be charged is the same as or different from the moving speed of the surface of the coating means in contact with the member to be charged. 前記プレ塗布手段の表面の移動速度と該プレ塗布手段に接する塗布手段の表面の移動速度が同一又は異なっていることを特徴とする請求項14記載の画像形成装置。   15. The image forming apparatus according to claim 14, wherein the moving speed of the surface of the pre-coating means and the moving speed of the surface of the applying means in contact with the pre-coating means are the same or different. 請求項1〜15に記載の画像形成装置を用いて、少なくとも被帯電体表面上への近接帯電方式の帯電、該被帯電体表面上での画像露光による静電潜像形成、該静電潜像のトナーによる現像、該現像によって可視像化されたトナー像の記録媒体への転写、該帯電体表面上の転写残トナーのクリーニング、及び該被帯電体上の残留電荷の除電からなる画像形成工程が繰り返しなされる間に、所定の帯電条件で放電領域において必要量の保護物質が継続して均一に該被帯電体表面に塗布されることを特徴とする画像形成方法。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein at least the surface of a charged body is charged by a proximity charging method, the electrostatic latent image is formed by image exposure on the surface of the charged body, the electrostatic latent An image comprising development of an image with toner, transfer of a toner image visualized by the development to a recording medium, cleaning of transfer residual toner on the surface of the charged body, and charge removal of residual charge on the charged body An image forming method, wherein a required amount of a protective substance is continuously and uniformly applied to a surface of a member to be charged under a predetermined charging condition while a forming process is repeated. 移動する被帯電体と、
被帯電体に対して接触または近接して設けられた帯電部材に交流成分を含む電圧を印加することによって生じる放電を利用して被帯電体を帯電させる帯電器と、
帯電器によって帯電させられた被帯電体表面を画像情報に応じて除電することによって形成された静電潜像の画像部にトナーを付着させる現像手段と、
放電領域において被帯電体表面に存在する保護物質の元素割合[%]が、XPSによる測定で、
6.23×10−3×{Vpp−2×Vth}×f/v [%]
以上となるように被帯電体表面に保護物質を供給させる供給器と、
を一体に構成したプロセスカートリッジ。
(式中、Vppは帯電部材に印加する交流成分の振幅[V]、fは帯電部材に印加する交流成分の周波数[Hz]、Gpは帯電部材表面と被帯電体表面との最近接距離[μm]、vは帯電部材と対向する被帯電体表面の移動速度[mm/sec]、Vthは放電開始電圧である。またVthの値は、被帯電体の膜厚をd[μm]、被帯電体の比誘電率をεopc、被帯電体と帯電部材の間の空間における比誘電率をεairとしたとき、312+6.2×(d/εopc+Gp/εair)+√(7737.6×d/ε)である)
A moving object to be charged;
A charger that charges the object to be charged using a discharge generated by applying a voltage containing an AC component to a charging member provided in contact with or close to the object to be charged;
A developing unit that attaches toner to an image portion of an electrostatic latent image formed by discharging the surface of an object to be charged charged by a charger according to image information;
The element ratio [%] of the protective substance present on the surface of the charged body in the discharge region is measured by XPS.
6.23 * 10 <-3> * {Vpp-2 * Vth} * f / v [%]
A feeder for supplying a protective substance to the surface of the member to be charged,
A process cartridge that is constructed as a unit.
(Wherein, Vpp is the amplitude [V] of the alternating current component applied to the charging member, f is the frequency [Hz] of the alternating current component applied to the charging member, and Gp is the closest distance between the surface of the charging member and the surface of the object to be charged [ [mu] m], v is the moving speed [mm / sec] of the surface of the member to be charged facing the charging member, Vth is the discharge start voltage, and the value of Vth is the film thickness of the member to be charged d [[mu] m] When the relative dielectric constant of the charged body is εopc and the relative dielectric constant in the space between the charged body and the charging member is εair, 312 + 6.2 × (d / εopc + Gp / εair) + √ (7737.6 × d / ε )
前記放電領域において被帯電体表面に存在する保護物質の元素割合[%]が、XPSによる測定で、
9.10×10−3×(Vpp − 2×Vth)×f/v [%]
以上であることを特徴とする請求項17に記載のプロセスカートリッジ。
The element ratio [%] of the protective substance present on the surface of the charged body in the discharge region is measured by XPS.
9.10 × 10 −3 × (Vpp−2 × Vth) × f / v [%]
The process cartridge according to claim 17, which is as described above.
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