JP5024862B2 - 保護剤、保護層形成装置、画像形成装置、プロセスカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、像担持体の表面を保護する保護剤、特に、電子写真方式を利用した画像形成に用いる像担持体保護剤、像担持体表面に保護剤による保護層を形成する保護層形成装置、該像担持体保護剤を用いる画像形成方法、該保護層形成装置を有する画像形成装置ならびにプロセスカートリッジに関する。

従来、電子写真方式による画像形成では、光導電性物質等の像担持体上に静電荷による潜像を形成し、この静電潜像に対して、帯電したトナー粒子を付着させて可視像を形成している。トナーにより形成された可視像は、最終的に紙等の転写媒体に転写後、熱，圧力や溶剤気体等によって転写媒体に定着され、出力画像となる。
これら電子写真方式による画像形成装置は、一般的にドラム形状やベルト形状をした像担持体；一般には感光体；を回転させつつ一様に帯電し、レーザー光等により像担持体上に潜像パターンを形成し、これを現像装置により可視像化して、更に転写媒体上に転写を行っている。

また、転写媒体へトナー像を転写した後の像担持体上へは、転写されなかったトナー成分が残存する。これらの残存物が、そのまま帯電工程に搬送されると、像担持体の均等な帯電を阻害することがしばしば有るため、一般的には、転写工程を経た後に、像担持体上に残存するトナー成分等を、クリーニング工程にて除去し、像担持体表面を十分に清浄な状態とした上で、帯電が行われる。

このように、像担持体表面は帯電、現像、転写、クリーニング等の各工程で、さまざまな物理的ストレスや電気的ストレスを受け、使用時間を経るに伴って表面状態が変化する。
これらのストレスのうちクリーニング工程での摩擦によるストレスは、像担持体を磨耗させ、また、擦過傷を発生させることが知られている。この課題を解消すべく、これまでにも像担持体とクリーニング部材間の摩擦力を低減させるために各種潤滑剤や、潤滑成分の供給・膜形成方法について、多くの提案がなされている。

たとえば、特許文献１では、感光体やクリーニングブレードの寿命を延ばすため、感光体表面にステアリン酸亜鉛を主成分とする固体潤滑剤を供給し感光体表面に潤滑皮膜を形成することが提案されている。
また、特許文献２では、炭素数２０以上７０以下の高級アルコールを主成分とする潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置を用いることにより、ブレードニップ部先端に高級アルコールが不定形粒子として滞留し、また、適度な像担持体表面への濡れ性を有することから、潤滑性能の持続性が発現するとしている。
また、特許文献３では、特定のアルキレンビスアルキル酸アミド化合物の粉体を潤滑成分として使用することにより、クリーニングブレードと像担持体が当圧接される界面に粉体微粒子が存在するため、円滑な潤滑作用が長期間にわたって保持できるとしている。

一方で、画像形成装置やこれに使用される部材の長寿命化は、ランニングコストの低減や廃棄物の低減による地球環境保護の観点から、市場での関心が高い。これらに対して、たとえば像担持体の長寿命化において、特許文献４では、架橋構造を有する特定の表面層を像担持体表面に設けることにより、機械的な耐久性を向上させている。

しかしながら、上述のように、像担持体へのストレスは、クリーニング工程から受けるものばかりではなく、特に帯電工程における電気的ストレスは、像担持体表面の状態を大きく変化させる。また、この電気的ストレスは、像担持体表面近傍で放電現象を伴う、接触帯電方式や近接帯電方式で顕著である。これらの帯電方式では、像担持体表面で多くの活性種や反応生成物が発生し、また、放電領域の大気中で発生した活性種や反応生成物の像担持体表面への吸着が多く生じる。

上述特許文献１のようなステアリン酸亜鉛を用いた潤滑剤は、像担持体表面を比較的均等に覆い良好な潤滑性を与えるが、この潤滑層が繰り返し帯電工程を通過すると、ステアリン酸が分解し、遂には酸化亜鉛として像担持体表面や帯電部材表面に残存することがある。残存した酸化亜鉛は吸湿性を持ち、大気中の水分吸着によって抵抗が低下するため、高湿環境下で、像担持体上の静電荷が保持できなくなり、静電潜像が不明瞭化して、画像欠陥が生じる、いわゆるボケ画像が発生することがある。

また、特許文献２の高級アルコールによる潤滑剤では、像担持体表面に濡れやすく潤滑剤としての効果は期待できるが、像担持体上に吸着した高級アルコール分子、一分子当りの占める吸着占有面積が広くなりがちであり、像担持体の単位面積あたりに吸着する分子の密度（単位面積当りの吸着分子重量）が小さいため、上述の電気的ストレスが保護層を容易に貫いてしまい、像担持体を十分に保護する効果が得られにくい。

また、特許文献３のように分子中に窒素原子を含む構成の潤滑剤では、潤滑剤自体が上述の電気的ストレスを受けた場合に、分解生成物として窒素酸化物やアンモニウム含有化合物に類するイオン解離性の化合物を生成し、潤滑層内に取り込まれてしまい、高湿度下で潤滑層が低抵抗化し、画像ボケを発生させることがある。

このように潤滑層中に低抵抗物質が取り込まれると、低抵抗物質を取り除くには、例えばクリーニング機構にて潤滑層ごと掻き落とす必要があるが、潤滑層自身の滑りやすさのために、除去には大きな力が必要となるばかりでなく、除去の際に像担持体に対して大きな機械的ストレスをかけることとなり、たとえ特許文献４記載のような架橋構造を有する特定の表面層を設けた像担持体表面であっても、像担持体をこれまで以上に長寿命化するには至らない。
このように、像担持体表面を帯電工程における電気的ストレスから保護することは、像担持体や帯電部材の長寿命化や画像品質の安定化に対して、極めて重要な課題であるにもかかわらず、これまでに十分な検討がなされることなく、未だ重要な課題として残されていた。

特公昭５１−２２３８０号公報 特開２００５−２７４７３７号公報 特開２００２−９７４８３号公報 特開２００４−３０２４５１号公報

本発明は、上記の様な現状の問題点に鑑み、充分な像担持体表面の保護効果、特に帯電工程ならびにクリーニング工程でのストレスに対する保護効果を発現する、像担持体保護剤を提供することを目的とする。
また本発明は、良好な像担持体保護層を形成する保護層形成装置を提供することを目的とする。
また本発明は、良好な品質の画像を長期間に渡り安定して得ることができる画像形成方法ならびに画像形成装置を提供することを、更なる目的とする。
また本発明は、良好な品質の画像を安定して得ることができるプロセスカートリッジを提供することを目的とする。

（１）少なくとも、像担持体および前記像担持体表面に保護剤を塗布または付着させる工程を有する画像形成方法において用いられる像担持体保護剤であって、少なくとも２種の疎水性有機化合物からなることを特徴とする像担持体保護剤。
（２）前記少なくとも２種の疎水性有機化合物のうち、針入度の最も小さい化合物の針入度が２以下であり、かつ針入度の最も大きい化合物の針入度が８以上であることを特徴とする上記（１）に記載の像担持体保護剤。
（３）前記少なくとも２種の疎水性有機化合物のうち、針入度の最も小さい化合物と針入度の最も大きい化合物との質量比が、９７／３から５０／５０の間にあることを特徴とする上記（２）に記載の像担持体保護剤。
（４）前記疎水性有機化合物の少なくとも１種がノルマルパラフィンであることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の像担持体保護剤。
（５） 前記疎水性有機化合物の少なくとも１種の重量平均分子量Ｍｗが、３５０〜８５０であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の像担持体保護剤。
（６）像担持体表面に像担持体保護剤を塗布または付着させる保護層形成装置において、前記像担持体保護剤が、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の像担持体保護剤であることを特徴とする保護層形成装置。
（７）前記保護層形成装置が、前記像担持体保護剤を、供給部材を介して像担持体表面へ供給することを特徴とする上記（６）に記載の保護層形成装置。
（８）前記保護層形成装置が、前記像担持体表面へ供給された前記像担持体保護剤を押圧し皮膜化する層形成部材を有することを特徴とする上記（６）又は（７）に記載の保護層形成装置。
（９）少なくとも、トナー像を担持する工程を経る像担持体と、前記像担時体上のトナー像を転写媒体に転写する転写手段と、トナー像が転写媒体に転写されたあとの前記像担持体表面に、像担持体保護剤を塗布または付着させる保護層形成手段を有する画像形成方法において、前記像担持体保護剤が上記（１）〜（５）のいずれかに記載の像担持体保護剤であることを特徴とする画像形成方法。
（１０）少なくとも、トナー像を担持する工程を経る像担持体と、前記像担時体上のトナー像を転写媒体に転写する転写装置と、トナー像が転写媒体に転写されたあとの前記像担持体表面に、像担持体保護剤を塗布または付着させる保護層形成装置を配設した画像形成装置において、前記保護層形成装置が上記（６）〜（８）のいずれかに記載の保護層形成装置であることを特徴とする画像形成装置。
（１１）前記画像形成装置が、前記転写装置より下流側かつ前記保護層形成装置より上流側に、前記像担持体の表面に残留したトナーを、該像担持体との摺擦によって該表面から除去するクリーニング装置を備えてなることを特徴とする上記（１０）に記載の画像形成装置。
（１２）前記像担持体が少なくとも最表面に形成された層に熱硬化性樹脂を含むことを特徴とする上記（１０）又は（１１）に記載の画像形成装置。
（１３）前記像担持体が感光体であることを特徴とする上記（１０）〜（１２）のいずれかに記載の画像形成装置。
（１４）前記像担持体表面に接触または近接して配設された帯電装置を備えてなることを特徴とする上記（１０）〜（１３）のいずれかに記載の画像形成装置。
（１５）前記帯電装置に、交流成分を有する電圧を印加する電圧印加装置を備えてなることを特徴とする上記（１４）に記載の画像形成装置。
（１６）少なくとも、トナー像を担持する工程を経る像担持体と、トナー像が転写媒体に転写されたあとの前記像担持体表面に、像担持体保護剤を塗布または付着させる保護層形成装置とを一体に備えるプロセスカートリッジにおいて、前記保護層形成装置が上記（６）〜（８）のいずれかに記載の保護層形成装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
（１７）前記プロセスカートリッジが、前記保護層形成装置より上流側に、前記像担持体の表面に残留したトナーを、該像担持体との摺擦によって該表面から除去するクリーニング装置を備えてなることを特徴とする上記（１６）に記載のプロセスカートリッジ。
（１８）前記像担持体が少なくとも最表面に生成された層に熱硬化性樹脂を含むことを特徴とする上記（１６）又は（１７）に記載のプロセスカートリッジ。
（１９）更に、前記像担持体表面に接触または近接して配設された帯電装置を備えてなることを特徴とする上記（１６）〜（１８）のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
（２０）上記（１６）〜（１９）のいずれかに記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。
（以下では上記（１）〜（２０）を発明（１）〜（２０）という。）

発明（１）、（２）は、像担持体保護剤が少なくとも２種の疎水性有機化合物を含むことから、単独で用いた場合よりも感光体摩耗低減、及び成膜性向上の両立に対して有利である。また、２種の疎水性有機化合物として針入度の異なる炭化水素ワックスを用い、更にその値を規定することで、より良好な耐摩耗性、及び成膜性が得られる。
発明（３）は、針入度の異なる２種の疎水性有機物を適正な配合比で使用することにより、感光体摩耗の低減とフィルミングの抑制に著しい効果を及ぼし、各環境下における画像も特に良好である。
発明（４）は疎水性有機化合物としてノルマルパラフィンを主とする炭化水素ワックスを用いることにより、特に経時で安定した膜を形成し続ける効果が得られる。
発明（５）は、疎水性有機化合物の分子量を規定することで、特に高温高湿下での画像ボケに対する効果が大きくなっている。
発明（６）〜（１５）及び発明（１６）〜（２０）は、上記構成を実現するための装置構成を備えており、長期にわたって安定した画像を提供することが可能となっている。

以下、図面を用いて本発明を更に詳細に説明する。
図１は本発明の保護層形成装置構成の概略図である。
像担持体である感光体ドラム（１）に対向して配設された保護層形成装置（２）は、像担持体保護剤（２１）、保護剤供給部材（２２）、押圧力付与機構（２３）、保護層形成機構（２４）等から主に構成される。

本発明による像担持体保護剤（２１）は、押圧力付与機構（２３）からの押圧力により、例えばブラシ状の保護剤供給部材（２２）へ接する。保護剤供給部材（２２）は像担持体（１）と線速差をもって回転して摺擦し、この際に、保護剤供給部材（２２）表面に保持された像担持体保護剤を、像担持体表面に供給する。
像担持体表面に供給された像担持体保護剤は、物質種の選択によっては供給時に十分な保護層にならない場合があるため、より均一な保護層を形成するために、例えばブレード状の部材を持つ保護層形成機構（２４）により薄層化され像担持体保護層となる。

本発明においては、上記の像担持体保護剤として、 少なくとも２種の疎水性有機化合物を含むことを特徴とする。
疎水性有機化合物の例としては、脂肪族飽和炭化水素、脂肪族不飽和炭化水素、脂環式飽和炭化水素、脂環式不飽和炭化水素や芳香族炭化水素に分類される炭化水素類の他に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリパーフルオロアルキルエーテル（ＰＦＡ）、パーフルオロエチレン−パーフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリビニリデンフルオリド（ＰＶｄＦ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等のフッ素系樹脂やフッ素系ワックス類、ポリメチルシリコーン、ポリメチルフェニルシリコーン等のシリコーン樹脂やシリコーン系ワックス類等が挙げられる。

本発明においては経時安定性の面から、これら少なくとも２種の疎水性有機化合物として、分子内の結合が反応性が低く安定した飽和結合のみからなる脂肪族飽和炭化水素、脂環式飽和炭化水素が特に好ましく用いられ、中でもノルマルパラフィン、イソパラフィンおよびシクロパラフィンが、付加反応が生じ難く化学的に安定であり、実使用の大気中で酸化反応を生じにくいため好ましく用いられる。また、マイクロクリスタリンワックスのように、これらの組成を複数含む化合物も本発明においては好ましく用いられる。更に、これら疎水性有機化合物の少なくとも１種をノルマルパラフィンとすることで、より本発明の効果が長期に渡って維持される。

本発明においては、これら少なくとも２種の疎水性有機化合物の針入度が異なっていることが望ましい。特に、針入度の最も小さい化合物の針入度が２以下であり、かつ針入度の最も大きい化合物の針入度が８以上であることが望ましい。本発明者らの検討によると、針入度の小さい化合物は像担持体表面を帯電工程における電気的ストレスから保護する作用に優れるが、成膜性に課題があり塗布量が増えすぎると像担持体表面にフィルミング状のスジが顕著となる。一方、針入度の大きい化合物は単体では十分な像担持体保護機能が発揮されないものの、成膜性に優れ、塗布量を増加させることが容易であるという長所を持つ。尚、本発明で言う針入度とはＪＩＳ Ｋ ２２３５−５．４に従って測定された値であり、２５℃での測定値である。
また、針入度の最も小さい化合物と針入度の最も大きい化合物との質量比は、９７／３から５０／５０の間、更には９０／１０から７０／３０の間がより好ましく、像担持体表面の保護作用と像担持体上の成膜性が両立される。

また、前述のように像担持体表面に形成された保護剤層は電気的ストレスに曝され劣化するため、疎水性有機化合物の分子量が小さすぎると、十分な保護効果が発現しなくなることがある。
また一方で、疎水性有機化合物の分子量が大きすぎると、保護層形成時に十分な延展性が得られず、像担持体上に保護剤成分が粉粒体となって付着し被覆層を形成しないことがある。このような状態では、疎水性有機化合物の像担持体保護への寄与は小さくなるため、疎水性有機化合物の分子量としては、重量平均分子量Ｍｗ基準で３５０〜８５０であることが好ましく、４００〜８００であることが更に好ましい。

保護層が形成された像担持体は、例えば、図示しない高電圧電源により直流電圧もしくはこれに交流電圧を重畳させた電圧を印加した帯電ローラ（３）を、接触または近接させ、微小空隙での放電による像担持体の帯電が行われる。この際、保護層の一部は電気的ストレスにより分解や酸化が生じ、また、保護層表面への気中放電生成物の付着が生じる。
劣化した像担持体保護剤は、通常のクリーニング機構により、像担持体に残存したトナー等の他成分と共にクリーニング機構により除去される。クリーニング機構は、上述の保護層形成機構と兼用にしても良いが、像担持体表面残存物を除去する機能と、保護層を形成する機能とは、適切な部材の摺擦状態が異なることがあるため、機能を分離し、図１のように像担持体保護剤供給部より上流側に、クリーニング部材（４１）クリーニング押圧機構（４２）などにより成るクリーニング機構（４）を設けることが好ましい。

保護層形成機構に用いるブレードの材料は、特に制限されるものではなく、例えばクリーニングブレード用材料として一般に公知の、ウレタンゴム、ヒドリンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性体を、単独またはブレンドして使用することができる。また、これらのゴムブレードは、像担持体との接点部部分を低摩擦係数材料で、コーティングや含浸処理しても良い。また、弾性体の硬度を調整するために、他の有機フィラーや無機フィラーに代表される充填材を分散しても良い。

これらのブレードは、ブレード支持体に、先端部が像担持体表面へ押圧当接できるように、接着や融着等の任意の方法によって固定される。ブレード厚みについては、押圧で加える力との兼ね合いで一義的に定義できるものではないが、概ね０．５〜５ｍｍ程度であれば好ましく使用でき、１〜３ｍｍ程度であれば更に好ましく使用できる。
また、支持体から突き出し、たわみを持たせることができるクリーニングブレードの長さ、いわゆる自由長についても同様に押圧で加える、力との兼ね合いで一義的に定義できるものではないが、概ね１〜１５ｍｍ程度であれば好ましく使用でき、２〜１０ｍｍ程度であれば更に好ましく使用できる。

保護層形成用ブレード部材の他の構成としては、バネ板等の弾性金属ブレード表面に、必要によりカップリング剤やプライマー成分等を介して、樹脂、ゴム、エラストマー等の層をコーティング、ディッピング等の方法で形成し、必要により熱硬化等を行い、更に必要であれば表面研摩等を施して用いても良い。
弾性金属ブレードの厚みは、０．０５〜３ｍｍ程度であれば好ましく使用でき、０．１〜１ｍｍ程度であればより好ましく使用できる。
また、弾性金属ブレードでは、ブレードのねじれを抑止するために、取り付け後に支軸と略平行となる方向に、曲げ加工等の処理を施しても良い。
表面層を形成する材料としては、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＶｄＦ等のフッ素樹脂や、フッ素系ゴム、メチルフェニルシリコーンエラストマー等のシリコーン系エラストマー等を、必要により充填剤と共に、用いることができるが、これに限定されるものではない。

また、保護層形成機構で像担持体を押圧する力は、像担持体保護剤が延展し保護層や保護膜の状態になる力で十分であり、線圧として５ｇｆ／ｃｍ以上８０ｇｆ／ｃｍ以下であることが好ましく、１０ｇｆ／ｃｍ以上６０ｇｆ／ｃｍ以下であることがより好ましい。

また、ブラシ状の部材は保護剤供給部材として好ましく用いられるが、この場合、像担持体表面への機械的ストレスを抑制するためにはブラシ繊維は可撓性を持つことが好ましい。
可撓性のブラシ繊維の具体的な材料としては、一般的に公知の材料から１種乃至２種以上を選択して使用する事ができる。具体的には、ポリオレフィン系樹脂（例えばポリエチレン、ポリプロピレン）；ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂（例えばポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン）；塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体；スチレン−アクリル酸共重合体；スチレン−ブタジエン樹脂；フッ素樹脂（例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン）；ポリエステル；ナイロン；アクリル；レーヨン；ポリウレタン；ポリカーボネート；フェノール樹脂；アミノ樹脂（例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂）；などの内、可撓性を持つ樹脂を使用することができる。
また、撓みの程度を調整するために、ジエン系ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ヒドリンゴム、ノルボルネンゴム等を複合して用いても良い。

保護剤供給部材の支持体には、固定型と回動可能なロール状のものがある。ロール状の供給部材としては、例えばブラシ繊維をパイル地にしたテープを金属製の芯金にスパイラル状に巻き付けてロールブラシとしたものがある。ブラシ繊維は繊維径１０〜５００μｍ程度、ブラシの繊維の長さは１〜１５ｍｍ、ブラシ密度は１平方インチ当たり１万〜３０万本（１平方メートル当たり１．５×１０^７〜４．５×１０⁸本）のものが好ましく用いられる。

保護剤供給部材は、供給の均一性やその安定性の面から、極カブラシ密度の高い物を使用することが好ましく、１本の繊維を数本〜数百本の微細な繊維から作ることも好ましい。例えば、３３３デシテックス＝６．７デシテックス×５０フィラメント（３００デニール＝６デニール×５０フィラメント）のように６．７デシテックス（６デニール）の微細な繊維を５０本束ねて１本の繊維として植毛することも可能である。

また、ブラシ表面には必要に応じてブラシの表面形状や環境安定性などを安定化することなどを目的として、被覆層を設けても良い。被覆層を構成する成分としては、ブラシ繊維の撓みに応じて変形することが可能な被覆層成分を用いることが好ましく、これらは、可撓性を保持し得る材料であれば、何ら限定される事無く使用でき、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂；ポリスチレン、アクリル（例えばポリメチルメタクリレート）、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビリケトン等のポリビニル及びポリビニリデン系樹脂；塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体；オルガノシロキサン結合からなるシリコーン樹脂またはその変成品（例えばアルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン等による変成品）；パーフルオロアルキルエーテル，ポリフルオロビニル、ポリフルオロビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等の弗素樹脂；ポリアミド；ポリエステル；ポリウレタン；ポリカーボネート；尿素−ホルムアルデヒド樹脂等のアミノ樹脂；エポキシ樹脂や、これらの複合樹脂等が挙げられる。

図２は本発明の保護層形成装置を用いたプロセスカートリッジ構成例の概略を説明するための断面図である。
像担持体である感光体ドラム（１）に対向して配設された保護層形成装置（２）は、像担持体保護剤（２１）、保護剤供給部材（２２）、押圧力付与機構（２３）、保護層形成機構（２４）等から主に構成される。
また、像担持体（１）は、転写工程後に部分的に劣化した像担持体保護剤やトナー成分等が残存した表面となっているが、クリーニング部材（４１）により表面残存物が清掃され、クリーニングされる。

図２では、クリーニング部材は、いわゆるカウンタータイプ（リーディングタイプ）に類する角度で当接されている。
クリーニング機構により、表面の残留トナーや劣化した像担持体保護剤が取り除かれた像担持体表面へは、保護剤供給部材（２２）から、像担持体保護剤（２１）が供給され、保護層形成機構（２４）により皮膜状の保護層が形成される。保護層が形成された像担持体は、帯電後、レーザーなどの露光によって静電線像が形成され、現像装置（５）により現像されて可視像化され、プロセスカートリッジ外の転写ローラ（６）などにより、転写媒体（７）へ転写される。

図３は、本発明の保護層形成装置を具備する画像形成装置（１００）の一例を示す断面図である。
ドラム状の像担持体（１）の周囲に、保護層形成装置（２）、帯電装置（３）、潜像形成装置（８）、現像装置（５）、転写装置（６）、およびクリーニング装置（４）が配置され、以下の動作で画像形成が行なわれる。

画像形成のための一連のプロセスについて、ネガ−ポジプロセスで説明を行う。
有機光導電層を有する感光体（ＯＰＣ）に代表される像担持体（１）は、除電ランプ（図示せず）等で除電され、帯電部材を有する帯電装置（３）で均一にマイナスに帯電される。
帯電装置による像担持体の帯電が行なわれる際には、電圧印加機構（図示せず）から帯電部材に、像担持体（１）を所望の電位に帯電させるに適した、適当な大きさの電圧またはこれに交流電圧を重畳した帯電電圧が印加される。
帯電された像担持体（１）は、レーザー光学系等の潜像形成装置（８）によって照射されるレーザー光で潜像形成（露光部電位の絶対値は、非露光部電位の絶対値より低電位となる）が行なわれる。

レーザー光は半導体レーザーから発せられて、高速で回転する多角柱の多面鏡（ポリゴン）等により像担持体（１）の表面を、像担持体（１）の回転軸方向に走査する。
このようにして形成された潜像が、現像装置（５）にある現像剤担持体である現像スリーブ上に供給されたトナー粒子、またはトナー粒子及びキャリア粒子の混合物からなる現像剤により現像され、トナー可視像が形成される。
潜像の現像時には、電圧印加機構（図示せず）から現像スリーブに、像担持体（１）の露光部と非露光部の間にある、適当な大きさの電圧またはこれに交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。

各色に対応した像担持体（１）上に形成されたトナー像は、転写装置（６）にて中間転写媒体（６０）上に転写され、給紙機構（２００）から給送された、紙などの転写媒体上に、トナー像が転写される。
このとき、転写装置（６）には、転写バイアスとして、トナー帯電の極性と逆極性の電位が印加されることが好ましい。その後、中間転写媒体（６０）は、像担持体（１）から分離され、転写像が得られる。
また、像担持体上に残存するトナー粒子は、クリーニング部材（４１）によって、クリーニング装置（４）内のトナー回収室へ、回収される。

画像形成装置としては、上述の現像装置が複数配置されたものを用い、複数の現像装置によって順次作製された色が異なる複数トナー像を順次転写材上へ転写した後、定着機構へ送り、熱等によってトナーを定着する装置であっても、あるいは同様に作製された複数のトナー像を順次一旦中間転写媒体上に順次転写した後、これを一括して紙のような転写媒体に転写後に、同様に定着する装置であっても良い。

また、上述の帯電装置（３）は、像担持体表面に接触または近接して配設された帯電装置であることが好ましく、これにより、放電ワイヤを用いた、いわゆるコロトロンやスコロトロンと言われるコロナ放電器と比して、帯電時に発生するオゾン量を大幅に抑制することが可能となる。
しかしながら、帯電部材を像担持体表面に接触または近接して帯電を行う帯電装置では、前述のように放電が像担持体表面近傍の領域で行われるため、像担持体への電気的ストレスが大きくなりがちである。本発明の像担持体保護剤を用いた保護層形成装置を用いることにより、長期間に渡り像担持体を劣化させることなく維持できるため、経時的な画像の変動や使用環境による画像の変動を大幅に抑制でき、安定した画像品質の確保が可能となる。

以下、実施例を用いて更に本発明を詳細に説明するが、本発明の構成はこれに限られたものではない。尚、実施例中の「部」は全て重量部を表す。

（像担持体保護剤製造例）
表１に示す保護剤処方１〜１３の組成物を、蓋付きのガラス製容器に入れ、１２０℃に温度制御したホットスターラーにより、攪拌しつつ溶融した。
予め８５℃に加熱した内寸法１２ｍｍ×８ｍｍ×３５０ｍｍのアルミニウム製の金型を満たすように、溶融した各保護剤処方組成物を流し込み、５０℃まで室温雰囲気で放冷後、温度設定をした恒温槽にて６０℃まで再加熱して、その温度で２０分間保持し、その後、室温まで放冷した。
冷却後、保護剤固形物を型から外し、７ｍｍ×８ｍｍ×３１０ｍｍに切削成型して、金属製支持体に両面テープで貼り付け、本発明の規定範囲に合致する保護剤１〜１３、及び本発明の規定範囲外である保護剤１４〜１６を作成した。

［実施例１］
表面に熱硬化性樹脂含む層を有する像担持体（感光体）の周りに、転写工程に引き続き、カウンタータイプのクリーニングブレード、ブラシ状の保護剤供給部材、トレーリングブレードタイプの保護層形成機構を、上流からこの順で設け、保護剤製造例の保護剤１を用いた保護層形成装置を有する、プロセスカートリッジを作成した。尚、帯電部材としては直径１０ｍｍの硬質樹脂ローラを用い、感光体とのギャップを５０μｍに調整した。
これを、上記プロセスカートリッジ搭載可能なように改造したリコー製カラーＭＦＰ ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ Ｃ４５５に搭載し、Ａ４版、画像面積率６％原稿５万枚の連続通紙試験を行なった。帯電条件としては−６００ＶのＤＣ成分に、ＡＣ成分としてＶｐｐ＝３ｋＶ、周波数＝１．５ｋＨｚの正弦波を重畳した交番電界を印加した。試験後の像担持体について摩耗量の測定、及び感光体フィルミングの目視観察を行った。更に試験後の画像品質を、１０℃／２５％ＲＨの低温低湿環境（ＬＬ環境）および３２℃／８０％ＲＨの高温高湿環境（ＨＨ環境）にて確認し、低温低湿環境下でのクリーニング不良、及び高温高湿環境下での画像ボケが発生しないかどうか調べた。

［実施例２］
実施例１において保護剤１の代わりに保護剤２を用いた以外は、実施例１と同様の評価を行った。
［実施例３、４］
針入度の異なる２種の炭化水素ワックスを用いることによる効果（発明（２）に対応）を調べるため、実施例１において保護剤１の代わりに、実施例３、４として保護剤３、４を用いた以外は、実施例１と同様の評価を行った。

［実施例５、６］
針入度の値を規定することによる効果（発明（３）に対応）を調べるため、実施例１において保護剤１の代わりに実施例５、６としてそれぞれ保護剤５、６を用いた以外は、実施例１と同様の評価を行った。

［実施例７〜１０］
針入度の異なる２種の疎水性有機化合物の比を規定することによる効果（発明（４）に対応）を調べるため、実施例１において保護剤１の代わりに実施例７〜１０としてそれぞれ保護剤７〜１０を用いた以外は、実施例１と同様の評価を行った。

［実施例１１］
材料としてノルマルパラフィンが含まれることによる効果（発明（５）に対応）を調べるため、実施例１において保護剤１の代わりに、ノルマルパラフィンを含まない構成の保護剤１１を用いた以外は、実施例１と同様に評価を行った。

［実施例１２、１３］
疎水性有機化合物の重量平均分子量を規定することによる効果（発明（６）に対応）を調べるため、実施例１において保護剤１の代わりに、実施例１２、１３としてそれぞれ保護剤１２、１３を用いた以外は実施例１と同様の評価を行った。

［比較例１〜３］
実施例１において保護剤１の代わりに、比較例１〜３としてそれぞれ本発明の規定範囲外である保護剤１４〜１６を用いた以外は、実施例１と同様の評価を行った。
以上の結果を表２に示す。

［実施例１４］
表面に熱硬化性樹脂含む層を有する像担持体の周りに、転写工程に引き続き、ブラシ状の保護剤供給部材、カウンタータイプのクリーニングブレード兼用となる保護層形成機構を、上流からこの順で設け（発明（９）、（１２）、（１８）に対応）、保護剤製造例で作成した保護剤６を用いた保護層形成装置を有する、プロセスカートリッジを作成した。
これを、上記プロセスカートリッジ搭載可能なように改造したリコー製カラーＭＦＰ ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ Ｃ４５５に搭載し、Ａ４版、画像面積率６％原稿５万枚の連続通紙試験を行ない、実施例６と同様の評価を行った。

［実施例１５］
実施例１３の保護剤供給部材を取り外し、保護剤を直接像担持体へ押圧することにより供給するよう変更した（発明（８）に対応）以外は、実施例６と同様にして評価を行った。

［実施例１６］
像担持体として表面に熱硬化性樹脂を含まない像担持体を用いた（発明（１３）、（１９）に対応）以外は、実施例６と同様にして試験を行った。
以上の結果を表３に示す。

本発明の保護層形成装置の構成例の断面図である。 本発明の保護層形成装置を用いたプロセスカートリッジ構成例の断面図である。 本発明の保護層形成装置を具備する画像形成装置の一例を示す断面図である。

符号の説明

１ 像担持体
２ 保護層形成装置
３ 帯電装置
４ クリーニング機構
５ 現像装置
６ 転写装置
７ 転写媒体
８ 潜像形成装置
２１ 像担持体保護剤
２２ 保護剤供給部材
２３ 押圧力付与機構
２４ 保護層形成機構
４１ クリーニング部材
４２ クリーニング押圧機構
６０ 中間転写媒体
１００ 画像形成装置
２００ 給紙機構

Claims (20)

1. 少なくとも、像担持体および前記像担持体表面に保護剤を塗布または付着させる工程を有する画像形成方法において用いられる像担持体保護剤であって、少なくとも２種の疎水性有機化合物からなり、前記少なくとも２種の疎水性有機化合物が、ノルマルパラフィン、イソパラフィン及びシクロパラフィンのいずれかを含む炭化水素ワックスであり、かつ該炭化水素ワックスが異なる針入度を有することを特徴とする像担持体保護剤。
2. 前記少なくとも２種の疎水性有機化合物のうち、針入度の最も小さい化合物の針入度が２以下であり、かつ針入度の最も大きい化合物の針入度が８以上であることを特徴とする請求項１に記載の像担持体保護剤。
3. 前記少なくとも２種の疎水性有機化合物のうち、針入度の最も小さい化合物と針入度の最も大きい化合物との質量比が、９７／３から５０／５０の間にあることを特徴とする請求項２に記載の像担持体保護剤。
4. 前記疎水性有機化合物の少なくとも１種がノルマルパラフィンであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の像担持体保護剤。
5. 前記疎水性有機化合物の少なくとも１種の重量平均分子量Ｍｗが、３５０〜８５０であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の像担持体保護剤。
6. 像担持体表面に像担持体保護剤を塗布または付着させる保護層形成装置において、前記像担持体保護剤が、請求項１〜５のいずれかに記載の像担持体保護剤であることを特徴とする保護層形成装置。
7. 前記保護層形成装置が、前記像担持体保護剤を、供給部材を介して像担持体表面へ供給することを特徴とする請求項６に記載の保護層形成装置。
8. 前記保護層形成装置が、前記像担持体表面へ供給された前記像担持体保護剤を押圧し皮膜化する層形成部材を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の保護層形成装置。
9. 少なくとも、トナー像を担持する工程を経る像担持体と、前記像担時体上のトナー像を転写媒体に転写する転写手段と、トナー像が転写媒体に転写されたあとの前記像担持体表面に、像担持体保護剤を塗布または付着させる保護層形成手段を有する画像形成方法において、前記像担持体保護剤が請求項１〜５のいずれかに記載の像担持体保護剤であることを特徴とする画像形成方法。
10. 少なくとも、トナー像を担持する工程を経る像担持体と、前記像担時体上のトナー像を転写媒体に転写する転写装置と、トナー像が転写媒体に転写されたあとの前記像担持体表面に、像担持体保護剤を塗布または付着させる保護層形成装置を配設した画像形成装置において、前記保護層形成装置が請求項６〜８のいずれかに記載の保護層形成装置であることを特徴とする画像形成装置。
11. 前記画像形成装置が、前記転写装置より下流側かつ前記保護層形成装置より上流側に、前記像担持体の表面に残留したトナーを、該像担持体との摺擦によって該表面から除去するクリーニング装置を備えてなることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記像担持体が少なくとも最表面に形成された層に熱硬化性樹脂を含むことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の画像形成装置。
13. 前記像担持体が感光体であることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の画像形成装置。
14. 前記像担持体表面に接触または近接して配設された帯電装置を備えてなることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の画像形成装置。
15. 前記帯電装置に、交流成分を有する電圧を印加する電圧印加装置を備えてなることを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
16. 少なくとも、トナー像を担持する工程を経る像担持体と、トナー像が転写媒体に転写されたあとの前記像担持体表面に、像担持体保護剤を塗布または付着させる保護層形成装置とを一体に備えるプロセスカートリッジにおいて、前記保護層形成装置が請求項６〜８のいずれかに記載の保護層形成装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
17. 前記プロセスカートリッジが、前記保護層形成装置より上流側に、前記像担持体の表面に残留したトナーを、該像担持体との摺擦によって該表面から除去するクリーニング装置を備えてなることを特徴とする請求項１６に記載のプロセスカートリッジ。
18. 前記像担持体が少なくとも最表面に生成された層に熱硬化性樹脂を含むことを特徴とする請求項１６又は１７に記載のプロセスカートリッジ。
19. 更に、前記像担持体表面に接触または近接して配設された帯電装置を備えてなることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
20. 請求項１６〜１９のいずれかに記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。

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