JP2015055758A - Charging apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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尚志 菊地
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Kazuhiko Watanabe
一彦 渡辺
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Takaaki Tawada
高明 多和田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charging apparatus configured to prevent an abnormal image from being formed by setting charging characteristics according to an environmental change even if states on a surface and on the inside are changed differently with respect to the environmental change.SOLUTION: A charging apparatus 40 includes a charging member 41 to be used for uniformly charging a surface of a latent image carrier 10, and is configured to charge the surface of the latent image carrier 10 with a predetermined polarity and a predetermined image forming potential by applying a voltage to the charging member 41 during image formation. The charging apparatus includes detection means 403 for detecting a change of state in the charging member 41 with respect to a use environment of the charging member 41, and controls the voltage to be applied to the charging member 41 according to a detection result of the detection means 403, to charge the surface with a predetermined image forming potential.

Description

本発明は、帯電装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、環境変動に対する帯電特性制御に関する。   The present invention relates to a charging device and an image forming apparatus, and more particularly to charging characteristic control with respect to environmental fluctuations.

電子写真方式を用いる画像形成装置には、単一色画像を対象とした作像部を用いる構成の他に、複数色の画像を形成可能な作像部を用いてフルカラー画像などの多色画像を形成する構成がある。
作像部には、潜像担持体に対する一様帯電を行うための帯電装置が設けられているが、帯電装置に用いられる帯電部材は、潜像担持体表面に接触する構成や近接して非接触な状態を維持される構成が知られている。
In addition to a configuration using an image forming unit for a single color image, an image forming apparatus using an electrophotographic system can receive a multicolor image such as a full color image by using an image forming unit capable of forming a multi-color image. There are configurations to form.
The image forming unit is provided with a charging device for uniformly charging the latent image carrier. However, the charging member used in the charging device is configured so as to be in contact with the surface of the latent image carrier or in close proximity. A configuration that maintains a contact state is known.

潜像担持体の表面に帯電部材を接触させながら帯電を行う接触帯電方式では、芯金上に導電性ゴムからなる弾性層が設けられた帯電ローラを帯電部材として用いる構成が知られている。
上記構成からなる帯電部材による帯電時には、帯電部材である帯電ローラの芯金にバイアス印加することで潜像担持体表面を所定電位に帯電させることができる。
In the contact charging method in which charging is performed while bringing a charging member into contact with the surface of the latent image carrier, a configuration is known in which a charging roller in which an elastic layer made of conductive rubber is provided on a core metal is used as the charging member.
At the time of charging by the charging member having the above configuration, the surface of the latent image carrier can be charged to a predetermined potential by applying a bias to the core of the charging roller as the charging member.

しかし、帯電ローラに用いられる導電性ゴム弾性層は、使用環境の変化に影響を受けてバイアス条件が変化する部材である。
つまり、帯電ローラに用いられ得る材質が使用環境に含まれる温湿度、特に水分の影響を受けてバイアス条件を変化させることがある。
例えば、帯電ローラに用いられる導電性ゴム弾性層に含まれる水分量が変化すると抵抗値や誘電率も変化してしまい、設定されているバイアス条件を維持できずに帯電ムラや異常画像の発生を招く虞がある。
However, the conductive rubber elastic layer used for the charging roller is a member whose bias condition changes under the influence of a change in use environment.
In other words, the bias condition may change due to the influence of the temperature and humidity, particularly moisture, included in the usage environment of the material that can be used for the charging roller.
For example, when the amount of water contained in the conductive rubber elastic layer used in the charging roller changes, the resistance value and dielectric constant also change, and the set bias conditions cannot be maintained and charging irregularities and abnormal images are generated. There is a risk of inviting.

一方、帯電ローラに用いられる導電性ゴム弾性層にくまれる水分量が変化するにはある程度の時間がかかる。このため、使用環境での温湿度変化に対応してバイアス条件を変化させた場合も、そのバイアス条件と実際に導電性ゴム弾性層に含まれる水分量との差により帯電ローラでのバイアス条件が整合しないことがある。これにより、使用環境での温湿度を基に帯電特性の一つである帯電用印加電圧を制御した場合でも、必要とする感光体上での帯電電位との間にずれを生じてしまい、感光体表面での帯電電位を所定値にすることができないことになる。
このように感光体表面での帯電電位が所定値から外れると、地汚れやキャリアの付着さらには帯電不足や帯電過多による異常画像の発生が懸念される。
On the other hand, it takes a certain amount of time for the amount of water contained in the conductive rubber elastic layer used in the charging roller to change. For this reason, even when the bias condition is changed corresponding to the temperature and humidity change in the usage environment, the bias condition on the charging roller is different depending on the difference between the bias condition and the amount of water actually contained in the conductive rubber elastic layer. May not match. As a result, even when the applied voltage for charging, which is one of the charging characteristics, is controlled based on the temperature and humidity in the usage environment, a deviation occurs from the required charging potential on the photoreceptor, and the photosensitive The charged potential on the body surface cannot be set to a predetermined value.
If the charged potential on the surface of the photoconductor deviates from a predetermined value in this way, there is a concern about the occurrence of abnormal images due to background contamination, carrier adhesion, insufficient charging, or excessive charging.

従来、使用環境の変化に応じた帯電条件の制御に関して、帯電ローラ表面の温度を検知し、検知結果を予め設定されている電圧印加条件との対比結果に応じて印加電圧を変更する構成が提案されている(例えば、特許文献1)。
一方、帯電ローラの温度とは別に上述した導電性ゴム層に含まれる水分量の変化を光学検知手段により監視し、光学検知手段による帯電ローラからの光学的変化に応じて印加電圧を変更する構成も提案されている(例えば、特許文献2)。
Conventionally, regarding the control of charging conditions according to changes in the usage environment, a configuration has been proposed in which the temperature of the charging roller surface is detected, and the applied voltage is changed in accordance with the result of comparing the detection result with a preset voltage application condition. (For example, Patent Document 1).
On the other hand, a configuration in which the change in the amount of water contained in the conductive rubber layer described above is monitored by the optical detection means separately from the temperature of the charging roller, and the applied voltage is changed according to the optical change from the charging roller by the optical detection means. Has also been proposed (for example, Patent Document 2).

各特許文献に開示されている構成では、いずれも帯電ローラの表面状態を監視することが前提となっているため、環境変化に即応しにくい帯電ローラ内部での水分量変化を監視してはいない。
このため、帯電ローラに用いられる導電性ゴム弾性層内部での水分量変化による帯電特性の変化を割り出すことがないため、急な環境変化が報じた場合の帯電特性の制御が行われていないことになる。
In each of the configurations disclosed in each patent document, since it is assumed that the surface state of the charging roller is monitored, a change in the amount of water inside the charging roller that does not readily respond to environmental changes is not monitored. .
For this reason, it is not possible to determine a change in charging characteristics due to a change in the amount of water inside the conductive rubber elastic layer used in the charging roller, so that charging characteristics are not controlled when a sudden environmental change is reported. become.

例えば、空調の切れた週末に放置された状態から週明けに空調が再開されると周囲の温湿度は数10分程度で変化する一方、帯電ローラ内部の温度は数時間後、そして水分量に関しては1日以上安定しないことがある。また、使用環境が大きく異なる場所に画像形成装置を移動した場合などにも同様な現象が起こる。
このような使用環境の変化に即応しない帯電ローラが使用環境に直接接触する表面での変化を対象として帯電特性の制御を実行しても、帯電ローラ内部での変化がその帯電特性の制御による帯電特性を満たしていないことがある。
つまり、環境変化に対応した印加電圧を設定した場合でも、帯電ローラ内部での温度や水分量が表面と異なる場合には、帯電ローラ内での抵抗率や誘電率が表面と異なることが原因して、表面での帯電電位を得ることができない場合がある。
For example, when air conditioning is resumed at the end of the week from a state where the air conditioning is left off, the ambient temperature and humidity change in about several tens of minutes, while the temperature inside the charging roller changes after several hours and May not be stable for more than a day. The same phenomenon occurs when the image forming apparatus is moved to a place where the usage environment is greatly different.
Even if a charging roller that does not respond quickly to changes in the usage environment performs control of charging characteristics for changes on the surface that directly contacts the usage environment, changes in the charging roller are charged by controlling the charging characteristics. The characteristics may not be met.
In other words, even when the applied voltage corresponding to the environmental change is set, if the temperature and water content inside the charging roller are different from the surface, the resistivity and dielectric constant inside the charging roller may be different from the surface. In some cases, the charged potential on the surface cannot be obtained.

本発明の目的は、環境変化に対して表面と内部とで状態変化が異なる構成を備えた場合でも、環境変化に即した帯電特性を設定して異常画像の発生を防止できる構成を備えた帯電装置および画像形成装置を提供することにある。   The object of the present invention is to provide a charging device having a configuration capable of preventing the occurrence of abnormal images by setting charging characteristics in accordance with the environmental change even when the state change is different between the surface and the interior with respect to the environmental change. An apparatus and an image forming apparatus are provided.

この目的を達成するため、本発明は、潜像担持体表面を一様帯電するために用いられる帯電部材を備え、画像形成時に前記帯電部材に電圧を印加することで前記潜像担持体表面を所定の極性および所定の画像形成電位に帯電させる構成を備えた帯電装置であって、前記帯電部材の使用環境の変化に対する前記帯電部材内部の状態変化を検知する検知手段を備え、該検知手段の検知結果に応じて前記帯電部材に印加する電圧を制御することにより前記画像形成電位を所定の電位に帯電させることを特徴とする帯電装置にある。   In order to achieve this object, the present invention includes a charging member used for uniformly charging the surface of the latent image carrier, and the surface of the latent image carrier is applied by applying a voltage to the charging member during image formation. A charging device having a configuration for charging to a predetermined polarity and a predetermined image forming potential, comprising: a detecting unit that detects a change in the state of the charging member with respect to a change in the usage environment of the charging member; In the charging device, the image forming potential is charged to a predetermined potential by controlling a voltage applied to the charging member in accordance with a detection result.

本発明によれば、帯電部材の内部での状態変化を検知することができるので、環境変化に即応しない帯電部材内の状態変化を検知した結果に応じて帯電部材に対する帯電特性の一つである印加する電圧を決めることができる。これにより、環境変化に即応しない場合であっても、実際の帯電部材内での状態変化に対応した印加電圧を与えることで潜像担持体側において画像形成のための帯電電位を所定の電位にすることができる。この結果、潜像担持体表面での帯電ムラや異常画像の発生を未然に防止することが可能となる。   According to the present invention, since a change in state inside the charging member can be detected, it is one of charging characteristics for the charging member according to a result of detecting a change in state in the charging member that does not respond immediately to environmental changes. The voltage to be applied can be determined. As a result, even if the environment does not immediately respond to changes in the environment, an applied voltage corresponding to the actual state change in the charging member is applied so that the charging potential for image formation is set to a predetermined potential on the latent image carrier side. be able to. As a result, it is possible to prevent the occurrence of uneven charging and abnormal images on the surface of the latent image carrier.

本発明の実施形態に係る帯電装置を用いる画像形成装置の構成を説明するための模式図である。1 is a schematic diagram for explaining a configuration of an image forming apparatus using a charging device according to an embodiment of the present invention. 図1に示した画像形成装置の作像部に用いられるプロセスカートリッジの構成を説明するための模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a configuration of a process cartridge used in an image forming unit of the image forming apparatus shown in FIG. 1. 図2に示したプロセスカートリッジに装備されている感光体の層構成を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a layer structure of a photoconductor equipped in the process cartridge shown in FIG. 2. 図2に示したプロセスカートリッジに用いられる帯電ローラの構成の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration of a charging roller used in the process cartridge illustrated in FIG. 2. 図4に示した帯電ローラの要部変形例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a modification example of a main part of the charging roller illustrated in FIG. 4. 図2に示したプロセスカートリッジに用いられる帯電装置の特徴部を説明するための図である。FIG. 3 is a view for explaining a characteristic part of a charging device used in the process cartridge shown in FIG. 2. 帯電ローラへの印加電圧と感光体の帯電電位との関係を温湿度の違いにより説明するための線図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the voltage applied to the charging roller and the charging potential of the photosensitive member by the difference in temperature and humidity. 図6に示す特徴部に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the structure of the control part used for the characteristic part shown in FIG.

以下、図示実施例により本発明を実施するための形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る帯電装置を用いる画像形成装置の一つであるプリンタ100の構成を示す図である。
同図に示されたプリンタ100は、複数の色の作像部を備えてフルカラー画像を形成可能な構成が備えられている。つまり、プリンタ100の内部には、複数の作像部からなる画像形成部120、中間転写装置160および給紙部130が主要部として備えられている。
画像形成部120には、後述する中間転写装置160に用いられる中間転写ベルト162の展張方向に沿って複数の作像部を構成するプロセスカートリッジ121が配置されている。なお、同図において数字で示す符号に付けられた添え字Y,C,M,Kは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックを意味しており、各作像部のプロセスカートリッジ121が異なる色の画像形成が可能であることを表している。
プロセスカートリッジ121に関しては、図2において後で詳細を説明する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to illustrated embodiments.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a printer 100 that is one of image forming apparatuses using a charging device according to an embodiment of the present invention.
The printer 100 shown in the figure includes a configuration capable of forming a full-color image by including a plurality of color image forming units. That is, the printer 100 includes an image forming unit 120 including a plurality of image forming units, an intermediate transfer device 160, and a paper feeding unit 130 as main parts.
In the image forming unit 120, process cartridges 121 constituting a plurality of image forming units are arranged along the extending direction of an intermediate transfer belt 162 used in an intermediate transfer device 160 described later. Note that the subscripts Y, C, M, and K attached to the numerals shown in the figure mean yellow, cyan, magenta, and black, and the process cartridge 121 of each image forming unit has a different color image. It shows that it can be formed.
Details of the process cartridge 121 will be described later with reference to FIG.

中間転写装置160は、複数の支持ローラに掛け回されて図示矢印方向に移動可能な中間転写ベルト162が備えられている。
中間転写ベルト162の展張部において各作像部に対向する位置には、各作像部に装備されている感光体10で形成された画像を中間転写ベルト162に順次転写する一次転写ローラ161が配置されている。
中間転写ベルト162の展張方向一方側には、中間転写ベルト162に転写された重畳画像を記録媒体として用いられる転写紙に一括転写するための二次転写ローラ165が配置されている。
中間転写ベルト162は、支持ローラの一つを駆動ローラとして図示矢印方向に移動することができ、各作像部に装備されている感光体10の移動に同期して移動する。
一次転写ローラ161は、中間転写ベルト162を挟んで各作像部に装備されている感光体10に対向して配置されており、感光体10に形成されたトナー像を中間転写ベルト162上に転写する。一次転写ローラ161は、感光体10に対して弱い圧力で中間転写ベルト162を当接させるようになっている。
The intermediate transfer device 160 is provided with an intermediate transfer belt 162 that is wound around a plurality of support rollers and is movable in the direction of the arrow shown in the drawing.
A primary transfer roller 161 that sequentially transfers an image formed on the photoreceptor 10 provided in each image forming unit to the intermediate transfer belt 162 at a position facing each image forming unit in the extended portion of the intermediate transfer belt 162. Has been placed.
A secondary transfer roller 165 is disposed on one side of the intermediate transfer belt 162 in the extending direction to collectively transfer the superimposed image transferred to the intermediate transfer belt 162 onto a transfer sheet used as a recording medium.
The intermediate transfer belt 162 can move in the direction indicated by the arrow using one of the support rollers as a drive roller, and moves in synchronization with the movement of the photoconductor 10 provided in each image forming unit.
The primary transfer roller 161 is disposed to face the photoreceptor 10 provided in each image forming unit with the intermediate transfer belt 162 interposed therebetween, and a toner image formed on the photoreceptor 10 is placed on the intermediate transfer belt 162. Transcript. The primary transfer roller 161 is configured to contact the intermediate transfer belt 162 with a weak pressure against the photoreceptor 10.

中間転写ベルト162は、図示しない接離機構により各作像部のうちで、黒(K)色の画像を形成する作像部以外の感光体10(Y,C,M)に対して接離することができる。これにより、黒(K)色のみの単一色の画像形成時には他の色の画像を形成する作像部の感光体10から離れることができる。
中間転写ベルト162の接離に関しては、一次転写ローラ161を接離する機構あるいは黒(K)色の作像部側の位置する支持ローラを揺動支点として他方の支持ローラ側を揺動させる機構などが用いられる。
The intermediate transfer belt 162 is in contact with or separated from the photoreceptors 10 (Y, C, M) other than the image forming unit that forms a black (K) color image among the image forming units by an unshown contact / separation mechanism. can do. Accordingly, when forming a single color image of only black (K), it is possible to move away from the photoconductor 10 of the image forming unit that forms an image of another color.
Regarding the contact / separation of the intermediate transfer belt 162, a mechanism for contacting / separating the primary transfer roller 161 or a mechanism for swinging the other support roller side with a support roller positioned on the black (K) image forming unit side as a swing fulcrum. Etc. are used.

中間転写装置160はユニット構造等が用いられ、プリンタ100の本体から着脱自在に構成されている。具体的には、プリンタ100の画像形成部120を覆っている図1中の紙面手前側の前カバー(不図示)を開くことで外部への取り出しが行われ、装着時にはこの手順と逆の手順が実行される。   The intermediate transfer device 160 has a unit structure or the like, and is configured to be detachable from the main body of the printer 100. Specifically, the front cover (not shown) on the front side of the paper in FIG. 1 covering the image forming unit 120 of the printer 100 is opened to take out to the outside. Is executed.

図1中、符号167は、二次転写ローラ165による一括転写が終了した中間転写ベルト162に残留する未転写トナーを除去するベルトクリーニング装置を示している。ベルトクリーニング装置167は、中間転写ベルト162と共に装置本体に対して着脱できる構成が用いられている。また、ベルトクリーニング装置167において回収された未転写トナーは、後述するプロセスカートリッジ内の現像装置50に帰還させたり、あるいは図示しない廃棄トナータンクに向け搬送する構成を用いることも可能な装置である。
また、図1中、符号159(Y,C,M,K)は、現像装置60に対する補給トナーを収容したトナーカートリッジを示している。トナーカートリッジ159からは、現像装置60内でのトナー濃度が低下した場合にトナーが補給される。
In FIG. 1, reference numeral 167 denotes a belt cleaning device that removes untransferred toner remaining on the intermediate transfer belt 162 after the batch transfer by the secondary transfer roller 165 is completed. The belt cleaning device 167 is configured to be attachable to and detachable from the apparatus main body together with the intermediate transfer belt 162. Further, the untransferred toner collected by the belt cleaning device 167 can be returned to a developing device 50 in a process cartridge described later, or can be transported toward a waste toner tank (not shown).
In FIG. 1, reference numerals 159 (Y, C, M, and K) indicate toner cartridges that store replenishment toner for the developing device 60. Toner is supplied from the toner cartridge 159 when the toner density in the developing device 60 decreases.

図1において符号140は、作像部毎に書き込み光を感光体10に照射する書き込み装置を示している。書き込み装置140は、図示しない制御部から送信される画像情報に応じた書き込み光を感光体10に照射することで感光体10に静電潜像を形成する。本実施例では、書き込み装置140により書き込み光の照射により、感光体の電位が−700Vから−100V程度下がることにより静電潜像部が形成される。   In FIG. 1, reference numeral 140 denotes a writing apparatus that irradiates the photosensitive member 10 with writing light for each image forming unit. The writing device 140 forms an electrostatic latent image on the photosensitive member 10 by irradiating the photosensitive member 10 with writing light corresponding to image information transmitted from a control unit (not shown). In the present embodiment, the electrostatic latent image portion is formed by reducing the potential of the photosensitive member by about −100 V to −100 V by irradiation of the writing light by the writing device 140.

図1において書き込み装置140の下方には、給紙部130が配置されている。
給紙部130には、複数の給紙カセット131が備えられ、各給紙カセット131からは、繰り出しローラ132により搬送路に向け転写紙が給送される。搬送路に給送された転写紙は、搬送路に配置されているレジストローラ133によりレジストタイミングを設定された上で二次転写ローラ165の位置に向け搬送されて中間転写ベルト162に担持されている重畳画像を一括転写される。
一括転写後の転写紙は、排紙ローラ90を介して排紙トレイに向け排出される。
In FIG. 1, a paper feeding unit 130 is disposed below the writing device 140.
The paper feed unit 130 includes a plurality of paper feed cassettes 131, and transfer paper is fed from each paper feed cassette 131 toward the conveyance path by a feed roller 132. The transfer sheet fed to the transport path is transported toward the position of the secondary transfer roller 165 after the registration timing is set by the registration rollers 133 arranged in the transport path, and is carried on the intermediate transfer belt 162. The superimposed images are transferred at once.
The transfer paper after the batch transfer is discharged toward the paper discharge tray via the paper discharge roller 90.

図2は、各作像部に用いられるプロセスカートリッジ121の構成を示す図である。
プロセスカートリッジ121の構成は、各作像部において同様であるので、以下の説明においては、色の種別を意味する符号Y,C,M,Kを省略して説明する。
同図においてプロセスカートリッジ121内には、潜像担持体としての感光体10が配置され、感光体10の周囲には、感光体10の移動方向に沿って画像形成処理を実行する帯電装置40,現像装置50およびクリーニング装置30がそれぞれ配置されている。クリーニング装置30は、可視像転写後の感光体10をクリーニングするために用いられる。
帯電装置40は、潜像担持体表面、つまり感光体表面を一様帯電するために用いられる装置であり、帯電ローラ41が主要部に用いられている。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the process cartridge 121 used for each image forming unit.
Since the configuration of the process cartridge 121 is the same in each image forming unit, in the following description, the symbols Y, C, M, and K that indicate the type of color are omitted.
In the figure, a photosensitive member 10 as a latent image carrier is disposed in a process cartridge 121, and a charging device 40 that executes image forming processing along the moving direction of the photosensitive member 10 around the photosensitive member 10. A developing device 50 and a cleaning device 30 are arranged. The cleaning device 30 is used for cleaning the photoreceptor 10 after the transfer of the visible image.
The charging device 40 is a device used to uniformly charge the surface of the latent image carrier, that is, the surface of the photosensitive member, and a charging roller 41 is used as a main part.

感光体10は、本実施例の場合、回転可能なドラムが用いられており、導電性支持体上に少なくとも感光層を有し、表面には中に無機微粒子が分散されている。
以下に、感光体10(以下、便宜上、感光体を像担持体と表現する場合もある)の各層構造について説明する。
In the case of this embodiment, the photosensitive drum 10 uses a rotatable drum, has at least a photosensitive layer on a conductive support, and inorganic fine particles are dispersed on the surface thereof.
Hereinafter, each layer structure of the photoconductor 10 (hereinafter, the photoconductor may be expressed as an image carrier for convenience) will be described.

図3(A)は、導電性支持体91上に表面近傍に無機微粒子を含有した感光層92を設けた一例を示している。図3(B)は、導電性支持体91上に感光層92及び無機微粒子を含有した表面層93を設けた一例を示している。また、図3(C)は、導電性支持体91上に電荷発生層921、電荷輸送層922を積層した感光層92及び無機微粒子を含有した表面層93を設けた一例を示している。図3(D)は、導電性支持体91上に下引き層94を設け、電荷発生層921、電荷輸送層922を積層した感光層92及び無機微粒子を含有した表面層93を設けた一例を示している。   FIG. 3A shows an example in which a photosensitive layer 92 containing inorganic fine particles is provided in the vicinity of the surface on a conductive support 91. FIG. 3B shows an example in which a surface layer 93 containing a photosensitive layer 92 and inorganic fine particles is provided on a conductive support 91. FIG. 3C shows an example in which a charge generation layer 921, a photosensitive layer 92 in which a charge transport layer 922 is stacked, and a surface layer 93 containing inorganic fine particles are provided on a conductive support 91. FIG. 3D shows an example in which an undercoat layer 94 is provided on a conductive support 91, a photosensitive layer 92 in which a charge generation layer 921, a charge transport layer 922 are stacked, and a surface layer 93 containing inorganic fine particles are provided. Show.

図3に示す感光体10は、導電性支持体91上に少なくとも、感光層92と表面層93を有する構成のものであればよく、その他の層等が任意に組み合わされていても構わない。
導電性支持体91としては、体積抵抗1010Ω・cm以下の導電性を示すもの、例えば、次の材質が用いられる。
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、感光体10に代えて潜像担持体として、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91として用いることも可能である。
The photoreceptor 10 shown in FIG. 3 only needs to have a structure having at least the photosensitive layer 92 and the surface layer 93 on the conductive support 91, and other layers and the like may be arbitrarily combined.
As the conductive support 91, a material having a volume resistance of 1010 Ω · cm or less, for example, the following material is used.
A metal or metal oxide such as aluminum, nickel, chromium, nichrome, copper, gold, silver or platinum, or metal oxide such as tin oxide or indium oxide coated with film or cylindrical plastic or paper by vapor deposition or sputtering, Alternatively, a plate made of aluminum, an aluminum alloy, nickel, stainless steel, or the like, and a tube subjected to surface treatment such as cutting, superfinishing, polishing, or the like after being formed into a raw pipe by a method such as extrusion or drawing can be used.
Further, an endless nickel belt or an endless stainless belt can be used as the conductive support 91 as a latent image carrier instead of the photosensitive member 10.

この他、導電性支持体91の構成として、表面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を用いることも可能である。この場合に用いられる導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、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挙げられる。
また、同時に用いられる結着樹脂には、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂が挙げられる。
In addition to this, as the configuration of the conductive support 91, it is also possible to use a conductive powder dispersed on an appropriate binder resin and coated on the surface. The conductive powder used in this case is carbon black, acetylene black, metal powder such as aluminum, nickel, iron, nichrome, copper, zinc, silver, or metal oxide powder such as conductive tin oxide, ITO, etc. Examples include the body.
The binder resin used at the same time is polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, polyester, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer. , Polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, polyarylate resin, phenoxy resin, polycarbonate, cellulose acetate resin, ethyl cellulose resin, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl toluene, poly-N-vinylcarbazole, acrylic resin, silicone resin, epoxy resin, Examples thereof include thermoplastic, thermosetting resins, and photocurable resins such as melamine resin, urethane resin, phenol resin, and alkyd resin.

このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。
さらに、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン(登録商標)などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、本発明の導電性支持体91として良好に用いることができる。
Such a conductive layer can be provided by dispersing and coating these conductive powder and binder resin in a suitable solvent such as tetrahydrofuran, dichloromethane, methyl ethyl ketone, and toluene.
Furthermore, it is electrically conductive by a heat-shrinkable tube in which the conductive powder is contained in a material such as polyvinyl chloride, polypropylene, polyester, polystyrene, polyvinylidene chloride, polyethylene, chlorinated rubber, Teflon (registered trademark) on a suitable cylindrical substrate. Those provided with a conductive layer can also be used favorably as the conductive support 91 of the present invention.

次に感光層92について説明する。
感光層92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921と電荷輸送層922とで構成される場合(図3(C)に示す構成)から述べる。
電荷発生層921は、電荷発生物質を主成分とする層である。電荷発生層921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。
Next, the photosensitive layer 92 will be described.
The photosensitive layer 92 may be a single layer or a stacked layer. For convenience of explanation, the photosensitive layer 92 is first described from the case where it is composed of the charge generation layer 921 and the charge transport layer 922 (configuration shown in FIG. 3C).
The charge generation layer 921 is a layer mainly composed of a charge generation material. A known charge generation material can be used for the charge generation layer 921, and representative examples thereof include monoazo pigments, disazo pigments, trisazo pigments, perylene pigments, perinone pigments, quinacridone pigments, and quinone condensed polycycles. Examples thereof include compounds, squalic acid dyes, other phthalocyanine pigments, naphthalocyanine pigments, and azulenium salt dyes. These charge generation materials may be used alone or in combination of two or more.

本実施例では、特に、アゾ顔料および/またはフタロシアニン顔料が有効に用いられる。
特にアゾ顔料、およびチタニルフタロシアニン(特にCuKαの特性X線(波長1.514Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも27.2゜に最大回折ピークを有するチタニルフタロシアニン)が有効に使用できる。
電荷発生層921は、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91上に塗布し、乾燥することにより形成される。
必要に応じて電荷発生層921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。
In this embodiment, in particular, azo pigments and / or phthalocyanine pigments are effectively used.
Especially azo pigments and titanyl phthalocyanine (especially titanyl phthalocyanine having a maximum diffraction peak at 27.2 ° as a diffraction peak (± 0.2 °) with a Bragg angle 2θ with respect to the characteristic X-ray (wavelength 1.514α) of CuKα) Can be used effectively.
The charge generation layer 921 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 the conductive support 91 and dried. It is formed by.
As the binder resin used for the charge generation layer 921 as necessary, polyamide, polyurethane, epoxy resin, polyketone, polycarbonate, silicone resin, acrylic resin, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl ketone, polystyrene, polysulfone, poly-N -Vinylcarbazole, 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. Can be mentioned. 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.

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。
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。
電荷発生層921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。
電荷輸送層922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921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。
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。
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.
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.
The thickness of the charge generation layer 921 is suitably about 0.01 to 5 μm, preferably 0.1 to 2 μm.
The charge transport layer 922 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 921.
Moreover, a plasticizer, a leveling agent, antioxidant, etc. can also be added as needed.
Charge transport materials include hole transport materials and electron transport materials.

電荷輸送物質としては、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。
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 the charge transport material include chloranil, 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.
Examples of the hole transport material 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, etc., bisstilbene derivatives, enamine derivatives, etc. Other known materials may be mentioned. 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、ポリアレート、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。
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922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。
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。
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, polyarate, 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, phenol Examples thereof include thermoplastic or thermosetting resins such as resins and alkyd resins.
The amount of the charge transport material is appropriately 20 to 300 parts by weight, preferably 40 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
The thickness of the charge transport layer 922 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.
As the solvent used here, tetrahydrofuran, dioxane, toluene, dichloromethane, monochlorobenzene, dichloroethane, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, acetone and the like are used.

本実施例での像担持体の場合、その電荷輸送層922中に可塑剤やレベリング剤を添加してもよい。
可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレートなど一般の樹脂の可塑剤として使用されているものがそのまま使用でき、その使用量は、結着樹脂に対して0〜30重量%程度が適当である。
レベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどのシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいは、オリゴマーが使用され、その使用量は結着樹脂に対して、0〜1重量%が適当である。
電荷輸送層922が最表層となる場合は、電荷輸送層922に無機微粒子が含有されている。無機微粒子としては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、酸化珪素、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウム等の金属酸化物、チタン酸カリウムなどの無機材料が挙げられる。特に金属酸化物が良好であり、さらには、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン等が有効に使用できる。
無機微粒子の平均一次粒径は、0.01〜0.5μmであることが表面層93の光透過率や耐摩耗性の点から好ましい。
無機微粒子の平均一次粒径が0.01μm以下の場合は、耐摩耗性の低下、分散性の低下等を引き起こし、0.5μm以上の場合には、分散液中において無機微粒子の沈降性が促進されたり、トナーのフィルミングが発生したりする可能性がある。
無機微粒子の添加量は、高いほど耐摩耗性が高いので良好であるが、高すぎる場合には残留電位の上昇、保護層の書き込み光透過率が低下し、副作用を生じる場合がある。従って、概ね全固形分に対して、30重量%以下、好ましくは20重量%以下である。
その下限値は、通常、3重量%である。
In the case of the image carrier in this embodiment, a plasticizer or a leveling agent may be added to the charge transport layer 922.
As the plasticizer, those used as general plasticizers such as dibutyl phthalate and dioctyl phthalate can be used as they are, and the amount used is suitably about 0 to 30% by weight based on the binder resin.
As the leveling agent, silicone oils such as dimethyl silicone oil and methylphenyl silicone oil, polymers or oligomers having a perfluoroalkyl group in the side chain are used, and the amount used is 0 to 0 with respect to the binder resin. 1% by weight is suitable.
In the case where the charge transport layer 922 is an outermost layer, the charge transport layer 922 contains inorganic fine particles. Inorganic fine particles include metal powders such as copper, tin, aluminum, indium, silicon oxide, silica, tin oxide, zinc oxide, titanium oxide, indium oxide, antimony oxide, bismuth oxide, tin oxide doped with antimony, tin Metal oxides such as indium oxide, and inorganic materials such as potassium titanate. In particular, metal oxides are good, and silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide and the like can be used effectively.
The average primary particle size of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 0.5 μm from the viewpoint of the light transmittance and wear resistance of the surface layer 93.
When the average primary particle size of the inorganic fine particles is 0.01 μm or less, it causes a decrease in wear resistance and a dispersibility. Or toner filming may occur.
The higher the amount of inorganic fine particles added, the better the wear resistance and the better. However, when the amount is too high, the residual potential increases and the write light transmittance of the protective layer decreases, which may cause side effects. Therefore, it is generally 30% by weight or less, preferably 20% by weight or less, based on the total solid content.
The lower limit is usually 3% by weight.

また、これらの無機微粒子は少なくとも一種の表面処理剤で表面処理させることが可能であり、そうすることが無機微粒子の分散性の面から好ましい。
無機微粒子の分散性の低下は残留電位の上昇だけでなく、塗膜の透明性の低下や塗膜欠陥の発生、さらには耐摩耗性の低下をも引き起こすため、高耐久化あるいは高画質化を妨げる大きな問題に発展する可能性がある。
Further, these inorganic fine particles can be surface-treated with at least one kind of surface treatment agent, and it is preferable from the viewpoint of dispersibility of the inorganic fine particles.
A decrease in the dispersibility of inorganic fine particles not only increases the residual potential, but also decreases the transparency of the coating film, the occurrence of coating film defects, and a decrease in wear resistance. It can develop into a big problem to hinder.

次に、感光層92が単層構成の場合について述べる。
上述した電荷発生物質を結着樹脂中に分散した像担持体が使用できる。
単層感光層92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。
また単層の感光層92が表面層93になる場合も、前記無機微粒子が含有されている。さらに、この感光層92には上述した電荷輸送材料を添加した機能分離タイプとしても良く、良好に使用できる。
また、必要により、可塑剤やレベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
結着樹脂としては、先に電荷輸送層922で挙げた結着樹脂をそのまま用いるほかに、電荷発生層で挙げた結着樹脂を混合して用いてもよい。
結着樹脂100重量部に対する電荷発生物質の量は5〜40重量部が好ましく、電荷輸送物質の量は0〜190重量部が好ましくさらに好ましくは50〜150重量部である。
単層感光層92は、電荷発生物質、結着樹脂を必要ならば電荷輸送物質とともにテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロエタン、シクロヘキサン等の溶媒を用いて分散機等で分散した塗工液を、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコートなどで塗工して形成できる。単層感光層92の膜厚は、5〜25μm程度が適当である。
Next, the case where the photosensitive layer 92 has a single layer structure will be described.
An image carrier in which the above-described charge generating material is dispersed in a binder resin can be used.
The single-layer photosensitive layer 92 can be formed by dissolving or dispersing a charge generation material, a charge transport material, and a binder resin in an appropriate solvent, and applying and drying the solution.
Further, when the single photosensitive layer 92 becomes the surface layer 93, the inorganic fine particles are contained. Further, the photosensitive layer 92 may be a function separation type to which the above-described charge transport material is added, and can be used satisfactorily.
Moreover, a plasticizer, a leveling agent, antioxidant, etc. can also be added as needed.
As the binder resin, the binder resin previously mentioned in the charge transport layer 922 may be used as it is, or the binder resin mentioned in the charge generation layer may be mixed and used.
The amount of the charge generating material with respect to 100 parts by weight of the binder resin is preferably 5 to 40 parts by weight, and the amount of the charge transporting material is preferably 0 to 190 parts by weight, and more preferably 50 to 150 parts by weight.
The single-layer photosensitive layer 92 is formed by immersing a coating solution in which a charge generating material and a binder resin are dispersed together with a charge transporting material, if necessary, using a solvent such as tetrahydrofuran, dioxane, dichloroethane, and cyclohexane with a disperser or the like. It can be formed by spray coating or bead coating. The film thickness of the single photosensitive layer 92 is suitably about 5 to 25 μm.

本実施例での像担持体においては、導電性支持体91と感光層92との間に下引き層94を設けることができる。
下引き層94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92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94にはモアレ防止、残留電位の低減等のために、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。
この下引き層94は前述の感光層92の如く適当な溶媒、塗工法を用いて形成することができる。
さらに本実施例では、下引き層94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、下引き層94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SiO、SnO、TiO、ITO、CeO等の無機物を真空薄膜作成法にて設けたものも良好に使用できる。このほかにも公知のものを用いることができる。下引き層94の膜厚は0〜5μmが適当である。
In the image carrier in this embodiment, an undercoat layer 94 can be provided between the conductive support 91 and the photosensitive layer 92.
The undercoat layer 94 generally contains a resin as a main component. However, considering that the photosensitive layer 92 is applied with a solvent thereon, these resins are resins having high solvent resistance with respect to general organic solvents. It is 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, in order to prevent moire and reduce residual potential, the undercoat layer 94 may be added with fine powder pigments of metal oxides exemplified by titanium oxide, silica, alumina, zirconium oxide, tin oxide, indium oxide and the like. Good.
The undercoat layer 94 can be formed using an appropriate solvent and coating method like the photosensitive layer 92 described above.
Further, in this embodiment, a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a chromium coupling agent, or the like can be used as the undercoat layer 94.
In addition, the undercoat layer 94, and those in which a Al2O3 with anodic oxidation, polyparaxylylene (parylene) or the like of the organic substances and SiO 2, SnO 2, TiO 2 , ITO, an inorganic material such as CeO 2 vacuum Those provided by the thin film preparation method can also be used favorably. In addition, known ones can be used. The thickness of the undercoat layer 94 is suitably 0 to 5 μm.

本実施例での像担持体においては、感光層92の最表面に無機微粒子を含有させた表面層93を設けることができる。
表面層93は、少なくとも無機微粒子とバインダー樹脂で構成される。バインダー樹脂は、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂などの架橋樹脂が用いられる。
微粒子としては、有機系微粒子及び無機微粒子が用いられる。有機系微粒子としては、フッ素含有樹脂微粒子、炭素系微粒子などが上げられる。銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、酸化珪素、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウム等の金属酸化物、チタン酸カリウムなどの無機材料が挙げられる。特に金属酸化物が良好であり、さらには、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン等が有効に使用できる。
無機微粒子の平均一次粒径は、0.01〜0.5μmであることが表面層93の光透過率や耐摩耗性の点から好ましい。
無機微粒子の平均一次粒径が0.01μm以下の場合は、耐摩耗性の低下、分散性の低下等を引き起こし、0.5μm以上の場合には、分散液中において無機微粒子の沈降性が促進されたり、トナーのフィルミングが発生したりする可能性がある。
表面層93中の無機微粒子濃度は、高いほど耐摩耗性が高いので良好であるが、高すぎる場合には残留電位の上昇、保護層の書き込み光透過率が低下し、副作用を生じる場合がある。
従って、概ね全固形分に対して、50重量%以下、好ましくは30重量%以下である。
その下限値は、通常、5重量%である。
また、これらの無機微粒子は少なくとも一種の表面処理剤で表面処理させることが可能であり、そうすることが無機微粒子の分散性の面から好ましい。
無機微粒子の分散性の低下は残留電位の上昇だけでなく、塗膜の透明性の低下や塗膜欠陥の発生、さらには耐摩耗性の低下をも引き起こすため、高耐久化あるいは高画質化を妨げる大きな問題に発展する可能性がある。
In the image carrier in this embodiment, a surface layer 93 containing inorganic fine particles can be provided on the outermost surface of the photosensitive layer 92.
The surface layer 93 is composed of at least inorganic fine particles and a binder resin. As the binder resin, a thermoplastic resin such as polyarylate resin or polycarbonate resin, or a crosslinked resin such as urethane resin or phenol resin is used.
As the fine particles, organic fine particles and inorganic fine particles are used. Examples of the organic fine particles include fluorine-containing resin fine particles and carbon-based fine particles. Metal powder such as copper, tin, aluminum, indium, silicon oxide, silica, tin oxide, zinc oxide, titanium oxide, indium oxide, antimony oxide, bismuth oxide, antimony-doped tin oxide, tin-doped indium oxide, etc. Inorganic materials such as metal oxide and potassium titanate can be mentioned. In particular, metal oxides are good, and silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide and the like can be used effectively.
The average primary particle size of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 0.5 μm from the viewpoint of the light transmittance and wear resistance of the surface layer 93.
When the average primary particle size of the inorganic fine particles is 0.01 μm or less, it causes a decrease in wear resistance and a dispersibility. Or toner filming may occur.
The higher the concentration of the inorganic fine particles in the surface layer 93, the higher the wear resistance and the better. .
Therefore, it is approximately 50% by weight or less, preferably 30% by weight or less, based on the total solid content.
The lower limit is usually 5% by weight.
Further, these inorganic fine particles can be surface-treated with at least one kind of surface treatment agent, and it is preferable from the viewpoint of dispersibility of the inorganic fine particles.
A decrease in the dispersibility of inorganic fine particles not only increases the residual potential, but also decreases the transparency of the coating film, the occurrence of coating film defects, and a decrease in wear resistance. It can develop into a big problem to hinder.

表面処理剤としては、従来用いられている表面処理剤を使用することができるが、無機微粒子の絶縁性を維持できる表面処理剤が好ましい。
例えば、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコアルミネート系カップリング剤、高級脂肪酸等、あるいはこれらとシランカップリング剤との混合処理や、Al、TiO、ZrO、シリコーン、ステアリン酸アルミニウム等、あるいはそれらの混合処理が無機微粒子の分散性及び画像ボケの点からより好ましい。
シランカップリング剤による処理は、画像ボケの影響が強くなるが、上記の表面処理剤とシランカップリング剤との混合処理を施すことによりその影響を抑制できる場合がある。
表面処理量については、用いる無機微粒子の平均一次粒径によって異なるが、3〜30wt%が適しており、5〜20wt%がより好ましい。
As the surface treatment agent, a conventionally used surface treatment agent can be used, but a surface treatment agent capable of maintaining the insulating properties of the inorganic fine particles is preferable.
For example, a titanate coupling agent, an aluminum coupling agent, a zircoaluminate coupling agent, a higher fatty acid, etc., or a mixing treatment of these with a silane coupling agent, Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , Silicone, aluminum stearate, or the like, or a mixture thereof is more preferable from the viewpoint of dispersibility of inorganic fine particles and image blur.
The treatment with the silane coupling agent is strongly influenced by image blur, but the influence may be suppressed by performing a mixing treatment of the surface treatment agent and the silane coupling agent.
The surface treatment amount varies depending on the average primary particle size of the inorganic fine particles used, but is preferably 3 to 30 wt%, more preferably 5 to 20 wt%.

表面処理量がこれよりも少ないと無機微粒子の分散効果が得られず、また多すぎると残留電位の著しい上昇を引き起こす。
これら無機微粒子(材料)は、単独もしくは2種類以上混合して用いられる。表面層93膜厚は、1.0〜8.0μmの範囲であることが好ましい。
長期的に繰り返し使用される像担持体は、機械的に耐久性が高く、摩耗しにくいものとする。
しかし実機内における、帯電部材などから、オゾン及びNOxガスなどが発生し、像担持体の表面に付着する。これらの付着物が存在すると、画像流れが発生する。
この画像流れを防止するためには、感光層92をある一定速度以上に摩耗する必要がある。
そのためには、長期的な繰り返し使用を考慮した場合、表面層93は少なくとも1.0μm以上の膜厚であることが好ましい。
If the surface treatment amount is less than this, the dispersion effect of the inorganic fine particles cannot be obtained, and if it is too much, the residual potential is significantly increased.
These inorganic fine particles (materials) are used alone or in combination of two or more. The thickness of the surface layer 93 is preferably in the range of 1.0 to 8.0 μm.
An image carrier that is used repeatedly over a long period of time is mechanically durable and hardly wears.
However, ozone, NOx gas, and the like are generated from the charging member or the like in the actual machine and adhere to the surface of the image carrier. If these deposits are present, image flow occurs.
In order to prevent this image flow, it is necessary to wear the photosensitive layer 92 at a certain speed or higher.
For that purpose, it is preferable that the surface layer 93 has a film thickness of at least 1.0 μm or more in consideration of long-term repeated use.

また表面層93の膜厚が8.0μmよりも大きい場合は、残留電位上昇や微細ドット再現性の低下が考えられる。
これら無機微粒子(材料)は、適当な分散機を用いることによりバインダー樹脂との分散液中に分散できる。
また、分散液中での無機微粒子の平均粒径は、1μm以下、好ましくは0.5μm以下にあること表面層93の透過率の点から好ましい。
感光層92上に表面層93を設ける方法としては、浸漬塗工方法、リングコート法、スプレー塗工方法など用いられる。
このうち一般的な表面層93の製膜方法としては、微小開口部を有するノズルより塗料を吐出し、霧化することにより生成した微小液滴を感光層92上に付着させて塗膜を形成するスプレー塗工方法が用いられる。
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。
表面層93は、残留電位低減、応答性改良のため、電荷輸送物質を含有しても良い。電荷輸送物質は、電荷輸送層の説明のところに記載した材料を用いることができる。
電荷輸送物質として、低分子電荷輸送物質を用いる場合には、表面層93中における濃度傾斜を有しても構わない。
また、表面層93には電荷輸送物質としての機能とバインダー樹脂の機能を持った高分子電荷輸送物質も良好に使用される。
Further, when the thickness of the surface layer 93 is larger than 8.0 μm, it is considered that the residual potential is increased and the fine dot reproducibility is decreased.
These inorganic fine particles (materials) can be dispersed in a dispersion with a binder resin by using an appropriate disperser.
The average particle size of the inorganic fine particles in the dispersion is preferably 1 μm or less, and preferably 0.5 μm or less from the viewpoint of the transmittance of the surface layer 93.
As a method of providing the surface layer 93 on the photosensitive layer 92, a dip coating method, a ring coating method, a spray coating method, or the like is used.
Among these, a general method for forming the surface layer 93 is to form a coating film by ejecting paint from a nozzle having a minute opening and depositing fine droplets generated by atomization on the photosensitive layer 92. A spray coating method is used.
As the solvent used here, tetrahydrofuran, dioxane, toluene, dichloromethane, monochlorobenzene, dichloroethane, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, acetone and the like are used.
The surface layer 93 may contain a charge transport material for reducing residual potential and improving responsiveness. As the charge transport material, the materials described in the description of the charge transport layer can be used.
When a low molecular charge transport material is used as the charge transport material, it may have a concentration gradient in the surface layer 93.
For the surface layer 93, a polymer charge transport material having a function as a charge transport material and a function of a binder resin is also preferably used.

これら高分子電荷輸送物質から構成される表面層93は耐摩耗性に優れたものである。
高分子電荷輸送物質としては、公知の材料が使用できるが、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテルの中から選ばれる少なくとも一つの重合体であることが好ましい。特に、トリアリールアミン構造を主鎖および/または側鎖に含むポリカーボネートが好ましい。
像担持体表面層93の硬度は、マルテンス硬さ190N/mm2以上であり、且つ弾性仕事率(We/Wt値)が37.0%以上であることが好ましい。ここで上げているマルテンス硬さ、弾性仕事率は以下の条件で測定される。
評価装置 : Fisherscope H−100
試験方法 : 負荷除荷繰り返し(1回)試験
圧子 : マイクロビッカース圧子
最大荷重 : 9.8mN
負荷(除荷)時間 : 30秒
保持時間 : 5sec
The surface layer 93 composed of these polymer charge transport materials is excellent in wear resistance.
A known material can be used as the polymer charge transport material, but at least one polymer selected from polycarbonate, polyurethane, polyester, and polyether is preferable. In particular, a polycarbonate containing a triarylamine structure in the main chain and / or side chain is preferable.
It is preferable that the image carrier surface layer 93 has a Martens hardness of 190 N / mm 2 or more and an elastic work rate (We / Wt value) of 37.0% or more. The Martens hardness and the elastic power increased here are measured under the following conditions.
Evaluation device: Fisherscope H-100
Test method: Load unloading repetition (one time) test Indenter: Micro Vickers indenter Maximum load: 9.8 mN
Load (unloading) time: 30 seconds Holding time: 5 seconds

マルテンス硬さ190N/mm2未満の場合は、トナーが感光体表面に固着する不具合が生じる。また弾性仕事率(We/Wt値)が37.0%未満の場合は、感光体軸方向で、画像面積率が変化した場合など、感光体摩耗スピードが変化し、摩耗ムラが発生する不具合が生じる。
このため、無機微粒子の添加量や樹脂種により、硬度及び弾性仕事率を制御する。ポリカーボネート、ポリアリレートなどの樹脂は、樹脂骨格中に剛直な構造を取り込むことにより、硬度及び弾性仕事率が向上する。また前記高分子電荷輸送物質を採用することにより、硬度及び弾性仕事率が向上する。
感光体の表面は無機微粒子の添加により微小な凹凸が形成される。このため感光体への付着力が低減され、トナー母体、外添剤の感光体へのフィルミングが発生しにくくなる。感光体の表面粗さはRz=0.3〜1.0μm程度が好ましい。表面粗さの測定にはサーフコム1400D(東京精密製)で測定する。
When the Martens hardness is less than 190 N / mm 2, there is a problem that the toner adheres to the surface of the photoreceptor. Also, when the elastic power (We / Wt value) is less than 37.0%, there is a problem that the wear speed of the photoconductor changes and wear unevenness occurs, for example, when the image area ratio changes in the photoconductor axis direction. Arise.
For this reason, hardness and elastic work rate are controlled by the addition amount of inorganic fine particles and the resin type. Resins such as polycarbonate and polyarylate are improved in hardness and elastic power by incorporating a rigid structure into the resin skeleton. Further, by adopting the polymer charge transport material, the hardness and elastic power are improved.
Fine irregularities are formed on the surface of the photoreceptor by the addition of inorganic fine particles. For this reason, the adhesion force to the photosensitive member is reduced, and filming of the toner base material and the external additive to the photosensitive member is less likely to occur. The surface roughness of the photoreceptor is preferably about Rz = 0.3 to 1.0 μm. The surface roughness is measured with Surfcom 1400D (manufactured by Tokyo Seimitsu).

図2に戻って、現像装置50は、感光体10の表面にトナーを供給することにより感光体10上の静電潜像を可視像処理することができる。
現像装置50には、現像剤を収容可能な現像槽が備えられており、現像槽内部には現像剤を担持可能な現像ローラ51が感光体と対峙させて配置されている。
現像槽内には、現像ローラ51に向け現像剤を撹拌搬送しながら供給する供給スクリュー52および現像槽内の現像剤を撹拌搬送するとともに補給されたトナーを現像剤内に混合撹拌するための撹拌スクリュー53が配置されている。
現像装置50では、供給ローラ52から現像ローラ51に供給された現像剤が図示しないドクターブレードにより層厚を規定されたうえで感光体10に向け供給される。現像剤は、静電潜像からの静電吸引力および現像ローラ50に印加される現像バイアスにより静電潜像にトナーを吸着されて静電潜像を可視像化する。
本実施例では、感光体10上に担持されている静電潜像に対して、現像バイアスが−550Vに設定されることにより、感光体との間の電位差が−550〜−100Vに設定され、マイナスに帯電したトナーが静電移動して静電潜像の可視像処理が行われる。
Returning to FIG. 2, the developing device 50 can perform visible image processing on the electrostatic latent image on the photoconductor 10 by supplying toner to the surface of the photoconductor 10.
The developing device 50 is provided with a developing tank capable of containing a developer, and a developing roller 51 capable of carrying the developer is disposed inside the developing tank so as to face the photoreceptor.
In the developing tank, the supply screw 52 supplied while stirring and conveying the developer toward the developing roller 51 and the developer in the developing tank are stirred and conveyed, and the replenished toner is mixed and stirred in the developer. A screw 53 is arranged.
In the developing device 50, the developer supplied from the supply roller 52 to the developing roller 51 is supplied toward the photoconductor 10 after the layer thickness is regulated by a doctor blade (not shown). The developer causes toner to be attracted to the electrostatic latent image by the electrostatic attraction force from the electrostatic latent image and the developing bias applied to the developing roller 50 to make the electrostatic latent image visible.
In this embodiment, the developing bias is set to −550 V for the electrostatic latent image carried on the photoconductor 10, so that the potential difference with respect to the photoconductor is set to −550 to −100 V. Then, the negatively charged toner is electrostatically moved to perform visible image processing of the electrostatic latent image.

感光体10から未転写トナーを除去するクリーニング装置30には、転写後の感光体10を除電する除電装置60および感光体10の表面に当接するクリーニングブレード5が設けられている。
転写後の感光体10は、除電装置60により残留電荷を除電されたうえで、クリーニングブレード5による未転写トナーなどの異物を掻き取られる。クリーニングブレード5には、ウレタンゴム材料が用いられている。
The cleaning device 30 that removes untransferred toner from the photoconductor 10 is provided with a charge eliminating device 60 that neutralizes the transferred photoconductor 10 and a cleaning blade 5 that contacts the surface of the photoconductor 10.
After the transfer, the photoreceptor 10 is charged with residual charges by the static eliminator 60 and then scraped off foreign matters such as untransferred toner by the cleaning blade 5. A urethane rubber material is used for the cleaning blade 5.

一方、現像装置50に用いられるトナーは、次に説明する方法により得られる。なお、以下の説明で使用する「部」との用語は「質量部」を示している。
<[トナー1]の件製>
[エステルワックス1]の合成
脂肪酸成分とアルコール成分とを、触媒(有効量)とともに反応容器内に入れ、窒素気流下、240℃でエステル化反応させ、[エステルワックス1]を合成する。
On the other hand, the toner used in the developing device 50 is obtained by the method described below. The term “parts” used in the following description indicates “parts by mass”.
<Product of [Toner 1]>
Synthesis of [Ester Wax 1] A fatty acid component and an alcohol component are put together with a catalyst (effective amount) in a reaction vessel and subjected to esterification reaction at 240 ° C. under a nitrogen stream to synthesize [Ester Wax 1].

[結晶性ポリエステル樹脂1]の合成
窒素導入管、脱水管、撹拌器及び熱電対を装備した5リットルの4つ口フラスコに、1,10−デカンニ酸2120g、1、8−オクタンジオール1520g、1,6−ヘキサンジオール1200g、ハイドロキノン4.9gを入れる。そして、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、さらに8.3kPaで2時間反応させて[結晶性ポリエステル樹脂1]を得る。
Synthesis of [Crystalline Polyester Resin 1] In a 5-liter four-necked flask equipped with a nitrogen introduction tube, a dehydration tube, a stirrer, and a thermocouple, 2,120 g of 1,10-decanoic acid, 1520 g of 1,8-octanediol, , 6-hexanediol 1200g, hydroquinone 4.9g. Then, after reacting at 180 ° C. for 10 hours, the temperature is raised to 200 ° C. and reacted for 3 hours, and further reacted at 8.3 kPa for 2 hours to obtain [Crystalline Polyester Resin 1].

[非結晶性ポリエステル樹脂1]の合成
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物67部、ビスフェノールAプロピオンオキサイド3モル付加物84部、テレフタル酸274部、及びジブチルチンオキサイド2部を投入する。そして、常圧下、230℃で8時間反応させる。次いで、この反応液を10〜15mmHgの減圧下で5時間反応させて、[非結晶性ポリエステル樹脂1]を合成する。
このようにして得られた[非結晶性ポリエステル樹脂1]は、数平均分子量(Mn)が2100、質量平均分子量(Mw)が5600、ガラス転移温度(Tg)が55℃であった。
Synthesis of [Amorphous Polyester Resin 1] In a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introduction tube, 67 parts of bisphenol A ethylene oxide 2 mol adduct, 84 parts of bisphenol A propion oxide 3 mol adduct, terephthalate 274 parts of acid and 2 parts of dibutyltin oxide are added. And it is made to react at 230 degreeC under a normal pressure for 8 hours. Next, this reaction solution is reacted for 5 hours under a reduced pressure of 10 to 15 mmHg to synthesize [Amorphous Polyester Resin 1].
[Non-crystalline polyester resin 1] thus obtained had a number average molecular weight (Mn) of 2100, a mass average molecular weight (Mw) of 5600, and a glass transition temperature (Tg) of 55 ° C.

[マスターバッチ](MB)の調製
水1000部、カーボンブラック(Printex35;デグサ社製、DBP吸油量=42mL/100g、PH=9.5)540部、及び前記未変性ポリエステル樹脂1200部を、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)を用いて混合する。この混合物を、2本ロールにより150℃で30分混練した後、圧延冷却し、パルベライザー(ホソカワミクロン社製)で粉砕して、[マスターバッチ]を調製する。
Preparation of [Masterbatch] (MB) 1000 parts of water, 540 parts of carbon black (Printex 35; manufactured by Degussa, DBP oil absorption = 42 mL / 100 g, PH = 9.5), and 1200 parts of the unmodified polyester resin were added to Henschel. Mix using a mixer (Mitsui Mining Co., Ltd.). This mixture is kneaded for 30 minutes at 150 ° C. with two rolls, rolled and cooled, and pulverized with a pulverizer (manufactured by Hosokawa Micron) to prepare a [masterbatch].

[結晶性ポリエステル樹脂分散液]の作製
金属製2L容器に、[結晶性ポリエステル樹脂1]を100g、酢酸エチルを400g入れ、70℃で加熱溶解させた後、氷水浴中で20℃/分の速度で急冷する。冷却後、分散液に[結晶性ポリエステル樹脂1]を100g溶解させ、これにガラスビーズ(3mmφ)500mLを加え、バッチ式サンドミル装置(カンペハピオ社製)で平均液温24℃に保ちながら10時間粉砕を行う。そして、体積平均粒径が0.3μmの[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]を得る。
Preparation of [Crystalline Polyester Resin Dispersion] 100 g of [Crystalline Polyester Resin 1] and 400 g of ethyl acetate are placed in a 2 L container made of metal, dissolved by heating at 70 ° C., and then 20 ° C./min in an ice-water bath. Quench quickly at speed. After cooling, 100 g of [Crystalline Polyester Resin 1] is dissolved in the dispersion, 500 mL of glass beads (3 mmφ) are added thereto, and pulverized for 10 hours while maintaining the average liquid temperature at 24 ° C. with a batch type sand mill device (Kampehapio). I do. Then, [Crystalline polyester resin dispersion 1] having a volume average particle size of 0.3 μm is obtained.

[ポリエステルプレポリマー1]の合成
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、次の材料を入れて、常圧下、230℃で8時間反応させ、更に10〜15mmHgの減圧下、5時間反応させて[中間体ポリエステル1]を得る。ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部、及びジブチルチンオキサイド2部である。
このようにして得た[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2100、質量平均分子量9500、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価51であった。
Synthesis of [Polyester Prepolymer 1] The following materials were placed in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introduction tube, reacted at 230 ° C. for 8 hours under normal pressure, and further under reduced pressure of 10 to 15 mmHg. Reaction is performed for 5 hours to obtain [Intermediate polyester 1]. Bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct 682 parts, bisphenol A propylene oxide 2-mole adduct 81 parts, terephthalic acid 283 parts, trimellitic anhydride 22 parts, and dibutyltin oxide 2 parts.
[Intermediate polyester 1] thus obtained had a number average molecular weight of 2100, a mass average molecular weight of 9500, Tg of 55 ° C., an acid value of 0.5 and a hydroxyl value of 51.

次に、冷却管、撹拝機及び窒素導入管の付いた反応容器中に[中間体ポリエステル1]410部、イソホロンジイソシアネート89部、酢酸エチル500部を入れ、100℃で5時間反応させて、[ポリエステルプレポリマー1]を得る。
このようにして得た[ポリエステルプレポリマー1]の遊離イソシアネート量は、1.53質量%であった。
Next, 410 parts of [Intermediate Polyester 1], 89 parts of isophorone diisocyanate, and 500 parts of ethyl acetate are placed in a reaction vessel equipped with a cooling pipe, a stirrer, and a nitrogen introduction pipe, and reacted at 100 ° C. for 5 hours. [Polyester prepolymer 1] is obtained.
The amount of free isocyanate of [Polyester Prepolymer 1] thus obtained was 1.53% by mass.

[顔料・WAX分散液1](油相)の作成
撹拝棒及び温度計をセットした容器に、[非結晶性ポリエステル樹脂1]378部、[エステルワックス1]110部、酢酸エチル947部を仕込み、撹押下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間かけて30℃に冷却した。次いで、容器に[マスターバッチ]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合して[原料溶解液1]を得た。
次いで[原料溶解液1]1324部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、次の条件で3パス、カーボンブラック及びワックスの分散を行った。送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/s、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填の条件である。
Preparation of [Pigment / WAX Dispersion 1] (Oil Phase) In a container equipped with a stirring rod and a thermometer, 378 parts of [Amorphous Polyester Resin 1], 110 parts of [Ester Wax 1] and 947 parts of ethyl acetate were added. The temperature was raised to 80 ° C. and stirred and held at 80 ° C. for 5 hours, and then cooled to 30 ° C. over 1 hour. Next, 500 parts of [Masterbatch] and 500 parts of ethyl acetate were charged in a container and mixed for 1 hour to obtain [Material solution 1].
Next, 1324 parts of [Raw Material Solution 1] was transferred to a container, and 3 passes, carbon black and wax were dispersed under the following conditions using a bead mill (Ultra Visco Mill, manufactured by Imex Corporation). The conditions are a liquid feed speed of 1 kg / hr, a disk peripheral speed of 6 m / s, and 80% by volume of 0.5 mm zirconia beads.

次いで、[非結晶性ポリエステル樹脂1]の65%酢酸エチル溶液1042.3部を加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液1]を得た。
このようにして得た[顔料・WAX分散液1]の固形分濃度(130℃、30分)は50%であった。
Next, 1042.3 parts of a 65% ethyl acetate solution of [Amorphous Polyester Resin 1] was added, followed by one pass with a bead mill under the above conditions to obtain [Pigment / WAX Dispersion 1].
The thus obtained [Pigment / WAX Dispersion 1] had a solid content concentration (130 ° C., 30 minutes) of 50%.

[微粒子分散液1](有機微粒子エマルション)の合成
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30=三洋化成工業社製)11部、スチレン138部、メタクリル酸138部、過硫酸アンモニウム1部を仕込む。
そして、400回転/分で15分間撹拌して白色の乳濁液を得た後、系内温度75℃まで昇温し、5時間反応させる。
Synthesis of [Fine Particle Dispersion 1] (Organic Fine Particle Emulsion) In a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer, 683 parts of water, sodium salt of ethylene oxide methacrylate adduct sulfate (Eleminol RS-30 = Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 11 parts), 138 parts of styrene, 138 parts of methacrylic acid, and 1 part of ammonium persulfate are charged.
And after stirring for 15 minutes at 400 rotation / min and obtaining a white emulsion, it heats up to 75 degreeC inside system temperature, and is made to react for 5 hours.

さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部を加え、75℃で5時間熟成し、ビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液1]を得る。
このようにして得た[微粒子分散液1]の体積平均粒径(LA−920で測定)は0.14μmであった。
そして、[微粒子分散液1]の−部を乾燥して樹脂分を単離する。
Further, 30 parts of 1% ammonium persulfate aqueous solution was added, and the mixture was aged at 75 ° C. for 5 hours, and an aqueous dispersion of vinyl resin (styrene salt copolymer of styrene-methacrylic acid-methacrylic acid ethylene oxide adduct sulfate) [ A fine particle dispersion 1] is obtained.
The [fine particle dispersion 1] thus obtained had a volume average particle size (measured with LA-920) of 0.14 μm.
Then, the -part of [fine particle dispersion 1] is dried to isolate the resin component.

[水相1]の調製
水990部、[微粒子分散液1]83部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(エレミノールMON−7=三洋化成工業社製)37部、酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得る。これを[水相1]とする。
Preparation of [Aqueous Phase 1] 990 parts of water, 83 parts of [fine particle dispersion 1], 37 parts of 48.5% aqueous solution of sodium dodecyl diphenyl ether disulfonate (Eleminol MON-7 = manufactured by Sanyo Chemical Industries), 90 parts of ethyl acetate Are mixed and stirred to obtain a milky white liquid. This is designated as [Aqueous Phase 1].

[分散スラリー1]の作成(乳化)
[顔料・WAX分散液1]664部、[プレポリマー1]109.4部、[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]73.9部、[ケチミン化合物1]4.6部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化社製)を用いて5000rpmで1分間混合する。その後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数11000rpmで5分間)し、[乳化スラリー1]を得る。
次いで、撹拌機及び温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で4時間熟成を行い、[分散スラリー1]を得る。
Preparation of [dispersion slurry 1] (emulsification)
[Pigment / WAX Dispersion 1] 664 parts, [Prepolymer 1] 109.4 parts, [Crystalline Polyester Resin Dispersion 1] 73.9 parts, [Ketimine Compound 1] 4.6 parts are put in a container, and TK is added. Mix for 1 minute at 5000 rpm using a homomixer (manufactured by Tokushu Kika). Thereafter, 1200 parts of [Aqueous phase 1] is added to the container, and mixed with a TK homomixer (5 minutes at a rotational speed of 11000 rpm) to obtain [Emulsified slurry 1].
Next, [Emulsion slurry 1] is charged into a container equipped with a stirrer and a thermometer, and after removing the solvent at 30 ° C. for 8 hours, aging is performed at 45 ° C. for 4 hours to obtain [dispersed slurry 1].

[トナー母体粒子B]の件成(洗浄・乾燥)
上記[分散スラリー1]100部を減圧濾過して得た濾過ケーキに対し、以下の(1)〜(4)の操作を行う。
[Toner base particle B] (cleaning and drying)
The following operations (1) to (4) are performed on the filter cake obtained by subjecting 100 parts of [Dispersion Slurry 1] to filtration under reduced pressure.

(1)濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12000rpmで10分間)した後、濾過する。
(2)次いで、10%水酎ヒナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12000rpmで30分間)した後、減圧漉過する。
(3)次いで、10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12000rpmで10分間)した後、漉過する。
(4)次いで、イオン交換水300部を加え、温風乾燥機により45℃で48時間乾燥し、[トナー母体粒子B]を得る。
(1) Add 100 parts of ion-exchanged water to the filter cake, mix with a TK homomixer (rotation speed 12000 rpm for 10 minutes), and then filter.
(2) Next, 100 parts of a 10% aqueous solution of sodium arsenate is added and mixed with a TK homomixer (30 minutes at a rotational speed of 12000 rpm), and then filtered under reduced pressure.
(3) Next, 100 parts of 10% hydrochloric acid is added, mixed with a TK homomixer (rotation speed: 12000 rpm for 10 minutes), and then filtered.
(4) Next, 300 parts of ion-exchanged water is added and dried at 45 ° C. for 48 hours with a hot air dryer to obtain [Mother toner particles B].

[トナー1]の製造(外添処理)
上記「トナー母体粒子B」100部に対し、シリカA(UFP−35、日本電気化学工業社製)1.5部を添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)により周速13m/sで1分間混合し、次いで、周速40m/sで10分間混合する。これに体積平均粒径20nmの酸化チタン0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで、周速40m/sで10分間混合する。これにシリカB(H1303、クラリアントジャパン社製)2.0部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで、周速40m/sで10分間混合する。これに脂肪酸金属塩粒子(ステアリン酸亜鉛1)0.2部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで、周速40m/sで10分間混合する。
Production of [Toner 1] (external treatment)
To 100 parts of the above “toner base particle B”, 1.5 parts of silica A (UFP-35, manufactured by Nippon Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) is added, and 1 at a peripheral speed of 13 m / s by a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.). Mix for 1 minute, then mix for 10 minutes at a peripheral speed of 40 m / s. To this, 0.5 part of titanium oxide having a volume average particle size of 20 nm is added, mixed for 1 minute at a peripheral speed of 13 m / s by a Henschel mixer, and then mixed for 10 minutes at a peripheral speed of 40 m / s. To this, 2.0 parts of silica B (H1303, manufactured by Clariant Japan) is added, mixed for 1 minute at a peripheral speed of 13 m / s by a Henschel mixer, and then mixed for 10 minutes at a peripheral speed of 40 m / s. To this, 0.2 part of fatty acid metal salt particles (zinc stearate 1) is added, mixed for 1 minute at a peripheral speed of 13 m / s by a Henschel mixer, and then mixed for 10 minutes at a peripheral speed of 40 m / s.

混合後の粉体を目開き500μmのメッシュに通過させ、粗大粉を取り除き、脂肪酸金属塩及び無機微粒子を外添した[トナー1]を製造する。
上述のようにして得られた[トナー1]のトナーの流出開始温度(Tfb:フローテスターで測定)、ワックス融点(Tm1:DSCで測定)、結晶性ポリエステルの融点(Tm2:DSCで測定)を測定した。[トナー1]の測定結果は、Tfb=80.2℃、Tm1=67.9℃、Tm2=64.3℃であった。
The powder after mixing is passed through a mesh having an opening of 500 μm, coarse powder is removed, and [toner 1] is prepared by externally adding a fatty acid metal salt and inorganic fine particles.
The toner outflow start temperature (Tfb: measured with a flow tester), wax melting point (Tm1: measured with DSC), and crystalline polyester melting point (Tm2: measured with DSC) obtained as described above. It was measured. The measurement results of [Toner 1] were Tfb = 80.2 ° C., Tm1 = 67.9 ° C., and Tm2 = 64.3 ° C.

<[キャリア]の作製>
トルエン100部に、シリコーン樹脂オルガノストレートシリコ⊥ン100部、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン5部及びカーボンブラック10部を添加し、ホモミキサーで20分間分散させて、樹脂層塗布液を調製する。
次いで、流動床型コーティング装置を用いて、体積平均粒径50μmの球状マグネタイト1000部の表面に樹脂層塗布液を塗布して、[キャリア]を作製する。
<[現像剤1]の製造>
ボールミルを用いて、上記[トナー1]5部と上記[キャリア]95部を混合し、[現像剤1]を作製する。
<Production of [Carrier]>
To 100 parts of toluene, 100 parts of silicone resin organostraight silicone, 5 parts of γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane and 10 parts of carbon black are added and dispersed with a homomixer for 20 minutes. A coating solution is prepared.
Next, using a fluidized bed type coating apparatus, the resin layer coating solution is applied to the surface of 1000 parts of spherical magnetite having a volume average particle size of 50 μm to produce [Carrier].
<Production of [Developer 1]>
Using a ball mill, 5 parts of [Toner 1] and 95 parts of [Carrier] are mixed to produce [Developer 1].

以上の構成からなる画像形成装置を対象として、本実施例の特徴について以下に説明する。
本実施例では、帯電ローラへの印加電圧を使用環境の変化に応じて調整する場合、帯電ローラに用いられる弾性層を対象とした状態変化に基づき制御する点を特徴としている。
これにより、帯電ローラの表層での状態変化に対してタイムラグが存在するローラ内部での状態変化に応じた画像形成電位の設定により帯電ローラでの帯電ムラや異常画像の発生を防止できる。
The characteristics of this embodiment will be described below for the image forming apparatus having the above configuration.
The present embodiment is characterized in that when the voltage applied to the charging roller is adjusted according to the change in the usage environment, the voltage is controlled based on the state change for the elastic layer used in the charging roller.
Thereby, it is possible to prevent the occurrence of uneven charging and abnormal images on the charging roller by setting the image forming potential according to the state change in the roller where a time lag exists with respect to the state change on the surface layer of the charging roller.

以下、帯電装置40およびクリーニング部の構成について説明する。
帯電装置40は、図2に示すように帯電部材としての帯電ローラ41と帯電ローラ41の近傍に配置されて帯電ローラ41と同様な構成を備えた疑似帯電部材としての疑似帯電ローラ400とを主要部として備えている。
なお、図示しないが、帯電ローラ41には、これの表面に接触して連れ動くことにより帯電ローラ41の表面に付着した異物を除去するクリーニングローラが備えられている。
クリーニングローラは、芯金上にポリウレタンやメラミン樹脂のスポンジ層や導電性あるいは絶縁性のポリアミド(ナイロン)、アクリル酸樹脂、ポリエステル樹脂などの繊維を用いたブラシを備えているブラシローラが用いられる。クリーニングローラは、帯電ローラ41に連動する場合あるいは回転駆動される場合を選択されることにより、帯電ローラ41の表面に付着した異物を機械的な力を作用させて除去することができる。
Hereinafter, configurations of the charging device 40 and the cleaning unit will be described.
As shown in FIG. 2, the charging device 40 mainly includes a charging roller 41 as a charging member and a pseudo charging roller 400 as a pseudo charging member that is disposed in the vicinity of the charging roller 41 and has the same configuration as the charging roller 41. As a part.
Although not shown, the charging roller 41 is provided with a cleaning roller that removes foreign matter adhering to the surface of the charging roller 41 by moving in contact with the surface of the charging roller 41.
As the cleaning roller, a brush roller having a brush using a sponge layer of polyurethane or melamine resin or a fiber such as conductive or insulating polyamide (nylon), acrylic acid resin, or polyester resin on a core metal is used. The cleaning roller can be removed by applying a mechanical force to the surface of the charging roller 41 by selecting a case where the cleaning roller is interlocked with the charging roller 41 or a case where the cleaning roller is rotationally driven.

帯電ローラ41は、直流の一定電圧を帯電バイアスとして印加される部材であり、図5に示すように、芯金上に導電性ゴム層を有する導電性弾性層が設けられて構成されている。
帯電ローラ41に直流の一定電圧を帯電バイアスとして印加することにより、感光体への負荷を低減することができ、放電時での感光体の摩耗量が少なくなり、感光体の長寿命化が図れる。
The charging roller 41 is a member to which a constant DC voltage is applied as a charging bias, and as shown in FIG. 5, a conductive elastic layer having a conductive rubber layer is provided on a cored bar.
By applying a constant DC voltage as a charging bias to the charging roller 41, the load on the photoconductor can be reduced, the amount of wear of the photoconductor during discharge is reduced, and the life of the photoconductor can be extended. .

導電性弾性層は、凹凸からなる表面粗さRzが15μm程度に調整されている。
凹凸を用いた表面粗さRzは、多数分散された粒子により得られるようになっており、粒子径は、10μm以上、好ましくは15μm程度に設定されている。
表面粗さが10μm以下で凹凸が小さくなる場合には、横スジなどが生じる異常画像が得られ易くなり、また、凹凸が小さくなることで帯電ローラ表面に沿って電流が流れやすく、電流のリーク現象により横スジが発生しやすくなる原因となる虞がある。これとは逆に表面粗さRzが大きすぎると、凹凸ムラがハーフトーンでの画像にそのまま反映されて濃度ムラとなって現れる虞がある。このため、表面粗さの上限としては、20μm程度に抑えることが望ましい。
The conductive elastic layer has a surface roughness Rz made of irregularities adjusted to about 15 μm.
The surface roughness Rz using unevenness is obtained by a large number of dispersed particles, and the particle diameter is set to 10 μm or more, preferably about 15 μm.
When the surface roughness is 10 μm or less and the unevenness becomes small, it becomes easy to obtain an abnormal image in which horizontal streaks or the like occur, and since the unevenness becomes small, current flows easily along the surface of the charging roller, and current leakage occurs. There is a possibility that a horizontal streak is likely to occur due to the phenomenon. On the contrary, if the surface roughness Rz is too large, unevenness unevenness may be reflected in the halftone image as it is and appear as density unevenness. For this reason, as an upper limit of surface roughness, it is desirable to suppress to about 20 micrometers.

図4は、帯電ローラ41の一例を示す図であり、同図に示す帯電ローラ41は、導電性弾性層に基層および表層に相当する表面層の2層を備えている。図4に示す構成では、基層にゴム弾性層の一つであるヒドリンゴム層が用いられ、これにナイロン樹脂からなる表面層が設けられている。
表面層には粒径15μ程度を有する多数の粒子41A’が分散されている。この粒子41A’により表面に凹凸部が形成される。なお、表面粗さRzは、サーフコム1400D(東京精密製)によって測定した。
粒子を用いて凹凸部が形成された表面層を有する帯電ローラ41では、表層により基層からの染み出し成分、つまりゴム成分の染み出しを防止して帯電ローラ41が接触する感光体への汚染を防止すると共に感光体10との接触面積を小さくしている。
感光体への接触面積を小さくすることにより、接触部と非接触部(ギャップ部)とが適度に分布し、放電機会を増やして帯電を安定化させることができる。特に、線速が早い場合には、帯電安定性の効果がたかくなり、また、基層からのゴム成分の染み出しによる感光体10の汚染あるいは感光体10から帯電ローラ41に向けたトナーによる汚染を抑止することができる。
FIG. 4 is a view showing an example of the charging roller 41. The charging roller 41 shown in FIG. 4 includes a conductive elastic layer and a base layer and a surface layer corresponding to the surface layer. In the configuration shown in FIG. 4, a hydrin rubber layer, which is one of rubber elastic layers, is used as a base layer, and a surface layer made of nylon resin is provided on the hydrin rubber layer.
A large number of particles 41A ′ having a particle size of about 15 μ are dispersed in the surface layer. An uneven portion is formed on the surface by the particles 41A ′. The surface roughness Rz was measured with Surfcom 1400D (manufactured by Tokyo Seimitsu).
In the charging roller 41 having a surface layer on which uneven portions are formed using particles, the surface layer prevents the exudation component from the base layer, that is, the rubber component, from contaminating the photoreceptor to which the charging roller 41 contacts. In addition to preventing this, the contact area with the photoreceptor 10 is reduced.
By reducing the contact area with the photoconductor, the contact portion and the non-contact portion (gap portion) are appropriately distributed, and the discharge opportunity can be increased to stabilize the charging. In particular, when the linear velocity is high, the effect of charging stability is increased, and contamination of the photosensitive member 10 due to bleeding of the rubber component from the base layer or toner contamination from the photosensitive member 10 toward the charging roller 41 is caused. Can be deterred.

図5は、図4に示した凹凸部が粒子を用いないで構成されている例を示している。
同図に示す帯電ローラ41は、単一のゴム層表面に、研磨ペーパなどで周方向に沿って形成された凹凸状の研磨部41Aがランダムに設けられている。研磨部41Aは、帯電ローラ41を回転させながら研磨ペーパを当接させることで得られる。
この場合、単一のヒドリンゴム層表面に表面処理液を浸漬させるあるいは塗布するなどにより表面処理液を乾燥硬化させて表面処理層を形成するようにないっている。これにより表面処理層によりゴム層からのゴム成分の染み出しを防止している。
FIG. 5 shows an example in which the uneven portion shown in FIG. 4 is configured without using particles.
The charging roller 41 shown in the figure is randomly provided with uneven polishing portions 41A formed along the circumferential direction with polishing paper or the like on the surface of a single rubber layer. The polishing unit 41A is obtained by bringing the polishing paper into contact with the charging roller 41 while rotating.
In this case, the surface treatment liquid is dried and cured by immersing or coating the surface treatment liquid on the surface of a single hydrin rubber layer to form the surface treatment layer. Thus, the surface treatment layer prevents the rubber component from exuding from the rubber layer.

ところで、帯電ローラ41の表面層は、ゴム成分の染み出しを抑えて感光体10の汚染を防止できるが、使用環境の変化に即応して含水分量などの状態変化が起こることが少なく、むしろ、状態変化が遅れる傾向にある。
従って、帯電ローラ41の表面での状態変化を対象として画像形成電位に相当する帯電バイアス電位を調整した場合には、帯電ローラ41の内部での状態変化に対応していない場合がある。
By the way, the surface layer of the charging roller 41 can prevent the rubber component from seeping out and prevent the photoreceptor 10 from being contaminated. However, there is little change in the state of moisture content or the like in response to changes in the use environment. State change tends to be delayed.
Accordingly, when the charging bias potential corresponding to the image forming potential is adjusted for the state change on the surface of the charging roller 41, the state change inside the charging roller 41 may not be supported.

そこで、本実施例では、帯電ローラの表層での状態変化を検知するのではなく、帯電部材内部、つまり、帯電ローラ41の内部での状態変化に基づき帯電ローラ41に印加する電圧を調整する。これにより、感光体10での画像形成電位が所定の電位となるように帯電ローラ41側での印加電圧を用いた帯電条件を変更可能にするようになっている。
このための構成として、本実施例では、図2に示すように、帯電ローラ41の近傍に帯電ローラ41と同様な構成を備えた疑似帯電部材としての疑似帯電ローラ42が設けられている。
疑似帯電ローラ42の構成は、図6に示されている。
図6において疑似帯電ローラ42は、帯電ローラ41と同様に芯金400上に基層401が、そしてその表面に表層402が積層されており、帯電ローラ41と違って、回転しない状態に維持されている。
基層401に用いられるヒドリンゴム層内には、状態変化検知部材403の一つである温度検知部材としての温度センサS1が埋め込まれている。
Thus, in this embodiment, the voltage applied to the charging roller 41 is adjusted based on the state change inside the charging member, that is, inside the charging roller 41, instead of detecting the state change on the surface layer of the charging roller. As a result, the charging condition using the applied voltage on the charging roller 41 side can be changed so that the image forming potential on the photoconductor 10 becomes a predetermined potential.
As a configuration for this purpose, in this embodiment, as shown in FIG. 2, a pseudo charging roller 42 as a pseudo charging member having a configuration similar to that of the charging roller 41 is provided in the vicinity of the charging roller 41.
The configuration of the pseudo charging roller 42 is shown in FIG.
In FIG. 6, the pseudo charging roller 42 has a base layer 401 and a surface layer 402 laminated on the core metal 400 in the same manner as the charging roller 41, and is maintained in a non-rotating state unlike the charging roller 41. Yes.
In the hydrin rubber layer used for the base layer 401, a temperature sensor S1 as a temperature detection member, which is one of the state change detection members 403, is embedded.

一方、疑似帯電ローラ42の基層401内には、弾性層で囲まれた空洞404が設けられており、空洞404内には、状態変化検知部材の今ひとつとして、空洞内での湿度を検知可能な湿度検知部材としての湿度センサS2が配置されている。
疑似帯電ローラ42は、環境変化が生じた場合に帯電ローラ41の内部で起こる変化を割り出すことができればよい部材であるので、帯電ローラ41と同様な軸方向長さ、あるいは芯金を必ずしも必要とするものではなく、基層および表層の材料だけであってもよい。
On the other hand, a cavity 404 surrounded by an elastic layer is provided in the base layer 401 of the pseudo-charging roller 42, and the humidity in the cavity can be detected in the cavity 404 as another state change detection member. A humidity sensor S2 is disposed as a humidity detection member.
Since the pseudo charging roller 42 is a member that can determine the change that occurs inside the charging roller 41 when an environmental change occurs, the pseudo charging roller 42 does not necessarily require an axial length similar to that of the charging roller 41 or a cored bar. However, only the material of the base layer and the surface layer may be used.

帯電ローラ41の内部での状態変化を検知する理由は、上述したように、表層での状態変化と内部での状態変化においてタイムラグが存在することによる実際の帯電ローラ41での状態変化に対応した印加電圧の設定を可能にする点にある。
図7は、帯電ローラ41の印加電圧と感光体10での帯電電位との関係を環境変化に対応させて実験した結果を示す線図である。
同図に示す結果は、各環境変化時で2日間以上帯電ローラ41を放置した場合の結果である。この放置期間により帯電ローラ41の内部では、使用環境変化の影響が充分行き届いた状態を得られることになる。
図7において、温湿度が23℃50%の時には、帯電ロータ41に対して負極性の直流電圧−1350Vを印加すると、感光体表面では約−700Vの帯電電位が得られる。
これに対して、温湿度が10℃15%に変化した場合には、感光体を同じ−700Vに帯電させるためには、−1390Vが必要となる結果が得られた。
The reason for detecting the state change in the charging roller 41 corresponds to the actual state change in the charging roller 41 due to the presence of a time lag in the state change in the surface layer and the state change in the inside as described above. The application voltage can be set.
FIG. 7 is a diagram showing the results of experiments in which the relationship between the voltage applied to the charging roller 41 and the charging potential on the photoconductor 10 is matched to the environmental change.
The result shown in the figure is a result when the charging roller 41 is left for two days or more when each environment changes. Due to this standing period, a state in which the influence of the change in use environment is sufficiently achieved can be obtained inside the charging roller 41.
In FIG. 7, when the temperature and humidity are 23 ° C. and 50%, when a negative DC voltage of −1350 V is applied to the charging rotor 41, a charging potential of about −700 V is obtained on the surface of the photoreceptor.
On the other hand, when the temperature / humidity was changed to 10 ° C. and 15%, in order to charge the photoconductor to the same −700 V, a result of −1390 V was obtained.

このことから、例えば、冬場の週末に室内環境において温湿度10℃15%まで下がり、週明け空調を入れ日中は温湿度が23℃50%まで上昇した場合を想定すると次の通りである。
帯電ローラでは、未だ週末の状態の影響が残っており(極端な例でまだ帯電ローラは10℃15%の状態のままとすると)、室内の環境に基づいて−700Vに帯電させようとして−1350Vを印加する。このときの帯電電位は−660V程度となり帯電不足となる。このため、狙いと画像濃度がずれてしまうことや、地汚れ等の異常画像が発生する可能性がある。帯電ローラの環境による変化は安定するまでに2日以上かかる場合もある。
From this, for example, assuming that the temperature and humidity drop to 15 ° C. and 15% in the indoor environment on the weekend in winter, and the temperature and humidity rises to 23 ° C. and 50% during the day by turning on air conditioning at the beginning of the week, the following is assumed.
In the charging roller, the influence of the weekend state still remains (in the extreme example, if the charging roller is still at a temperature of 10 ° C. and 15%), the charging roller tries to be charged to −700 V based on the indoor environment to be −1350 V. Apply. The charging potential at this time is about −660 V, and charging is insufficient. For this reason, the image density may deviate from the aim, and an abnormal image such as background stains may occur. Changes due to the environment of the charging roller may take more than two days to stabilize.

このように周囲環境と帯電ローラの状態の変化にはタイムラグがあるが、本実施例では、帯電ローラ内部の温度・湿度を検知することで急激な環境変化についても帯電電位を画像濃度が適正になるように、また異常画像が発生しないように調整することができる。   As described above, there is a time lag between the change in the surrounding environment and the state of the charging roller, but in this embodiment, the image density is appropriately adjusted to the charging potential even for a sudden environmental change by detecting the temperature and humidity inside the charging roller. It can be adjusted so that an abnormal image does not occur.

図8は、上記状態変化に応じた帯電ローラ41に対する印加電圧の調整を行うための制御部の構成を示すブロック図である。
同図において制御部1000は、画像形成シーケンスプログラムを実行する制御部が用いられており、本実施例に関係する構成として、入力側に状態変化検知部材樽温度センサS1,湿度センサS2が接続されている。
一方、制御部1000の出力側には、帯電ローラ41への印加電圧を設定する印加電圧駆動部1001が接続されている。
制御部1000では、予め設定されている帯電ローラ41への印加電圧を、環境変化に基づく帯電ローラ41内の温度センサS1,湿度センサS2を用いて検知結果に基づき補正する。
補正に際しては、図7に示した結果から、帯電ローラ41に印加する電圧が不足しないあるいは過多とならない傾向に印加電圧が調整される。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a control unit for adjusting the voltage applied to the charging roller 41 in accordance with the state change.
In the figure, the control unit 1000 uses a control unit that executes an image forming sequence program. As a configuration related to the present embodiment, a state change detection member barrel temperature sensor S1 and a humidity sensor S2 are connected to the input side. ing.
On the other hand, an applied voltage driving unit 1001 for setting an applied voltage to the charging roller 41 is connected to the output side of the control unit 1000.
The control unit 1000 corrects a preset applied voltage to the charging roller 41 based on the detection result using the temperature sensor S1 and the humidity sensor S2 in the charging roller 41 based on environmental changes.
In the correction, the applied voltage is adjusted so that the voltage applied to the charging roller 41 does not become insufficient or excessive from the result shown in FIG.

以上の実施例においては、帯電ローラ41の使用環境が変化し、帯電ローラ41の内部に影響する状態変化にタイムラグが存在している場合でも、帯電ローラ内部の状態変化に基づいて印加電圧を調整するので、帯電電位を所定電位に維持することが可能となる。
特に帯電ローラ内部での状態変化を割り出すために、帯電ローラと同様な構成を備えた疑似帯電ローラ42を用いることにより、実際の帯電ローラ内部での状態変化を正確に割り出すことができる。
これにより、環境変化に応じた帯電ローラでの印加電圧の不足などにより感光体表面への帯電ムラや地肌汚れなどの異常画像の発生を長期間に亘って防止することが可能となる。
In the above embodiment, even when the usage environment of the charging roller 41 changes and there is a time lag in the state change that affects the inside of the charging roller 41, the applied voltage is adjusted based on the state change inside the charging roller. As a result, the charging potential can be maintained at a predetermined potential.
In particular, in order to determine the state change inside the charging roller, the actual state change inside the charging roller can be accurately determined by using the pseudo charging roller 42 having the same configuration as the charging roller.
As a result, it is possible to prevent the occurrence of abnormal images such as uneven charging on the surface of the photosensitive member and background stains due to insufficient voltage applied to the charging roller according to environmental changes over a long period of time.

10 感光体
40 帯電装置
41 帯電ローラ
42 疑似帯電ローラ
400 芯金
401 基層
402 表層
403 状態変化検知部材
1000 制御部
1001 印加電圧駆動部
S1 温度センサ
S2 湿度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Photoconductor 40 Charging device 41 Charging roller 42 Pseudo charging roller 400 Core metal 401 Base layer 402 Surface layer 403 State change detection member 1000 Control unit 1001 Applied voltage drive unit S1 Temperature sensor S2 Humidity sensor

特開平04−186381号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-186381 特開平09−114200号公報JP 09-114200 A

Claims (10)

潜像担持体表面を一様帯電するために用いられる帯電部材を備え、画像形成時に前記帯電部材に電圧を印加することで前記潜像担持体表面を所定の極性および所定の画像形成電位に帯電させる構成を備えた帯電装置であって、
前記帯電部材の使用環境の変化に対する前記帯電部材内部の状態変化を検知する検知手段を備え、該検知手段の検知結果に応じて前記帯電部材に印加する電圧を制御することにより前記画像形成電位を所定の電位に帯電させることを特徴とする帯電装置。
A charging member used to uniformly charge the surface of the latent image carrier is provided, and the surface of the latent image carrier is charged to a predetermined polarity and a predetermined image forming potential by applying a voltage to the charging member during image formation. A charging device having a configuration of
Detection means for detecting a change in the internal state of the charging member with respect to a change in the usage environment of the charging member, and controlling the voltage applied to the charging member according to the detection result of the detection means, thereby controlling the image forming potential. A charging device that is charged to a predetermined potential.
前記帯電部材には、芯金に導電性弾性層を設けた帯電ローラが用いられ、前記検知手段は、前記帯電部材の近傍において該帯電部材と同様な構成を備えた疑似帯電部材および環境変化に基づく前記疑似帯電部材内の導電性弾性層での状態変化を検知可能な状態変化検知部材を備え、該疑似帯電部材内の状態変化に応じて前記帯電部材に印加する電圧を制御することにより前記画像形成電位を所定の電位に帯電させることを特徴とする請求項1記載の帯電装置。   As the charging member, a charging roller having a conductive elastic layer provided on a core metal is used, and the detecting means is a pseudo-charging member having the same configuration as the charging member in the vicinity of the charging member and an environmental change. A state change detecting member capable of detecting a state change in the conductive elastic layer in the pseudo-charging member based on, and controlling the voltage applied to the charging member according to the state change in the pseudo-charging member The charging device according to claim 1, wherein the image forming potential is charged to a predetermined potential. 前記状態変化検知部材は、前記疑似帯電部材に備えられている導電性弾性層の温度を対象とした状態変化を検知可能な温度検知部材が用いられることを特徴とする請求項1または2に記載の帯電装置。   3. The temperature detection member capable of detecting a state change targeting a temperature of a conductive elastic layer provided in the pseudo-charging member is used as the state change detection member. Charging device. 前記状態変化検知部材は、前記疑似帯電部材内に設けられた空洞内の湿度を対象とした状態変化を検知可能な湿度検知部材が用いられることを特徴とする請求項1乃至3のうちのいずれか一つに記載の帯電装置。   4. The humidity detection member capable of detecting a state change targeting humidity in a cavity provided in the pseudo-charging member is used as the state change detection member. 5. The charging device according to claim 1. 前記状態変化検知部材は、前記帯電部材に印加する電圧を決める制御部に接続され、該制御部は、前記状態変化検知部材からの検知結果に応じて前記帯電部材に印加する電圧を決めることを特徴とする請求項1または2に記載の帯電装置。   The state change detection member is connected to a control unit that determines a voltage to be applied to the charging member, and the control unit determines a voltage to be applied to the charging member according to a detection result from the state change detection member. The charging device according to claim 1 or 2, characterized in that 前記帯電部材に印加される電圧は直流電圧であることを特徴とする請求項1乃至5のうちのいずれか一つに記載の帯電装置。   The charging device according to claim 1, wherein the voltage applied to the charging member is a DC voltage. 前記帯電部材は、芯金上に設けられている弾性層に基層および表層の2層を備え、表層により基層からの染み出し成分による汚染を防止する構成であることを特徴とする請求項1乃至6のうちのいずれか一つに記載の帯電装置。   The charging member includes a base layer and a surface layer in an elastic layer provided on a cored bar, and the surface layer prevents the contamination due to a component exuding from the base layer. 6. The charging device according to claim 1. 前記基層にはゴム弾性層が用いられ、前記表層には樹脂層が用いられることを特徴とする請求項7記載の帯電装置。   8. The charging device according to claim 7, wherein a rubber elastic layer is used for the base layer, and a resin layer is used for the surface layer. 前記帯電部材は、芯金上に配置された単一のゴム層で構成され、該ゴム層は表面処理されて表面層が形成されていることを特徴とする請求項1乃至6のうちのいずれか一つに記載の帯電装置。   7. The charging member according to claim 1, wherein the charging member includes a single rubber layer disposed on a metal core, and the rubber layer is surface-treated to form a surface layer. The charging device according to claim 1. 前記帯電装置およびこれにより表面を一様帯電される潜像担持体、潜像担持体に形成された潜像の可視像処理を行う現像装置、可視像転写後の潜像担持体をクリーニングするクリーニング装置の少なくとも一つが含まれているプロセスカートリッジを作像部に備えていることを特徴とする画像形成装置。   The charging device, a latent image carrier whose surface is uniformly charged by the charging device, a developing device for performing visible image processing of the latent image formed on the latent image carrier, and cleaning the latent image carrier after visible image transfer. An image forming apparatus comprising: a process cartridge including at least one of cleaning devices to be included in an image forming unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017107147A (en) * 2015-12-03 2017-06-15 住友ゴム工業株式会社 Semiconductor roller and method for manufacturing the roller

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