JP5617199B2 - 画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、像担持体の表面に保護剤を塗布又は付着させる工程を有する画像形成方法、該画像形成方法を実施する構成を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置、及び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には、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あるため、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、像担持体を摩耗させるだけでなく、クリーニング部材の寿命も低下させる原因となる。

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。このような流れから、近年では像担持体だけでなく周辺部材の長寿命化も求められてきており、クリーニング工程でのストレス低減は大きな課題となっている。
また、近年では装置の小型化、低コスト化を目的として、接触帯電方式や近接帯電方式がより多く用いられるようになってきた。このうち近接帯電方式は、帯電部材と像担持体表面との微少な接触ムラ、或いは非接触とした場合には帯電部材と像担持体表面とのギャップ変動等により、像担持体表面を均一に帯電させることが困難であるため、近年では直流（ＤＣ）成分に交流（ＡＣ）成分を重畳した、ＡＣ重畳帯電方式が多く用いられるようになった。
ＡＣ成分を重畳した近接帯電方式は、装置の小型化及び高画質化を実現できると同時に、帯電均一性を保ちながら帯電部材と像担持体とを非接触にできることから、帯電部材自身の劣化も抑制することができるため、装置の小型化、高画質化、高耐久化に対しては非常に優位な技術であると言える。

しかしながら、像担持体が有機感光体（ＯＰＣ）である場合には、ＡＣ重畳帯電のエネルギーが像担持体表面の樹脂鎖を切断し、機械的強度を低下させることで、像担持体の摩耗が著しく加速されてしまうことが明らかとなってきた。
また、ＡＣ重畳帯電は像担持体表面を活性化させるため、像担持体表面とトナーとの間の付着力が増加し、クリーニング性に対しても不利な構成である。
更に、近年では高画質の観点からトナーの小径化、球形化が進められており、クリーニング性に対しての余裕度は低くなる一方である。
この課題を解消すべく、像担持体とクリーニング部材間の摩擦力を低減し、像担持体及びクリーニング部材の両方を保護すること、並びにクリーニング性を向上させることを目的として、これまでにも各種潤滑剤（保護剤）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。

特許文献１には、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を用いる点が開示されている。
特許文献２には、潤滑剤の成形体をブラシで掻き取り、且つトナーにも潤滑剤を含有させる点が開示されている。
特許文献３には、保護剤として炭化水素ワックス及び熱可塑性樹脂を用い、且つ現像から無機潤滑剤を供給する点が開示されている。
特許文献４には、トナーに外添剤として窒化ホウ素を使用する点が開示されている。
特許文献５には、像担持体に対して脂肪酸金属塩と固体潤滑剤とを別々の手段で供給する点が開示されている。

特許文献１のように、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛をはじめとする脂肪酸金属塩を使用する提案は数多くなされている。この構成は感光体保護に対して優れた効果が得られるが、難点は脂肪酸金属塩という材料自体が有機物質であるが故に帯電ハザードに対して弱いことであり、特にＡＣ重畳帯電方式との組み合わせにおいては、自身の変質により潤滑性が低下し、次第にクリーニング性能が低下することが明らかになっている。この影響により、経時でクリーニング部材の劣化が加速されたり、帯電部材の汚れが助長されたりする。
特許文献２、３のように、潤滑剤の成形体をブラシで掻き取り、かつ現像からも潤滑剤を供給する構成もいくつかの例がある。この構成は感光体保護効果を様々な条件下でも安定して得られるという面では優れているが、選ぶ材料群によっては現像への悪影響が懸念される。特に脂肪酸金属塩類を成形体またはトナーに添加する潤滑剤として用いた場合には影響が顕著で、経時で現像剤の帯電量が低下し、地肌汚れ（カブリ）が発生してしまうという問題がある。

特許文献４のように、トナーに外添剤として窒化ホウ素をはじめとする無機微粒子を添加する構成も、公知技術としては多数提案されている。但し、この構成の目的はトナーの帯電量を調整することが主である。また、仮に無機微粒子を潤滑剤として用いる場合も、無機微粒子単独では十分な効果が得られない上、現像からの供給のみでは出力原稿の画像面積率によって像担持体表面への供給量が左右されてしまうため、安定した感光体保護効果を得ることが困難である。
特許文献５のように、脂肪酸金属塩と窒化ホウ素をはじめとする二次元層構造体を別々の供給手段で供給する場合は、前述のようなステアリン酸亜鉛の潤滑性の低下を補うことは可能であるが、感光体周りの部品点数自体が増加してしまい、マシンの小型化や低価格化の妨げとなってしまう。また、現像への悪影響についても解決手段を持たない。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、
１．感光体摩耗の抑制
２．クリーニング性の維持
３．帯電部材汚れの抑制
４．現像剤への副作用抑制
の４つの課題を一挙的に解決することによって感光体周り部材全体の長寿命化を実現し、且つ簡便な構成で装置の小型化・低コスト化を実現し、長期に亘って良好な画像を出力可能な画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを、その目的とする。

上記目的を達成するために、本発明者らは種々の保護剤の検討を行ってきた結果、脂肪酸金属塩を像担持体保護剤として供給し、別途窒化ホウ素を潤滑剤として現像装置内から供給することによって、前述の４つの課題を完全に解決できることを発見した。
脂肪酸金属塩を像担持体保護剤として使用した場合の課題である潤滑性の低下に対しては、特許文献５と同様の思想により優れた効果を得ながら、窒化ホウ素を現像装置から供給することで装置の小型化を図ることができる。
更に、窒化ホウ素を現像剤中に添加することによって、脂肪酸金属塩を使用した際の課題であった経時での現像剤の帯電量低下が抑制されるという効果が得られた。この効果は、脂肪酸金属塩と窒化ホウ素を同一の成形部材から、あるいは特許文献５のように別の供給部材から供給した場合には得られず、現像剤中に窒化ホウ素を添加した場合のみに得られた。

理由としては以下のメカニズムが考えられる。なお、ここでは二成分現像剤を例に取って説明するが、一成分現像剤の場合はキャリアを現像ローラに置き換えて考えれば良い。
像担持体上に成膜した脂肪酸金属塩は、現像部で一部が現像剤中のキャリアに掻き取られることにより、キャリア表面に少しずつ移行していく。これが長期に亘ると次第にキャリア表面への付着量が増加し、ひいてはキャリアの帯電能力を阻害するために現像剤の帯電量低下につながる。これに対して、窒化ホウ素が現像剤中に存在している場合には、現像器内でトナーとキャリアが撹拌されている間に、キャリア表面に一部の窒化ホウ素が成膜しているものと考えられる。
窒化ホウ素はキャリア表面に付着しても帯電量を阻害する働きはないため、帯電量低下は起こらない。更に、窒化ホウ素自体が持つ優れた潤滑性により、窒化ホウ素自体の上に脂肪酸金属塩が付着することも抑制できていると考えられる。このため、長期使用時にも現像剤の帯電量低下が発生しないものと推測される。

更に、現像剤中に窒化ホウ素以外の他の無機潤滑剤、例えばタルクやマイカ、二硫化モリブデンといった他の材料群を加えても、このような効果は得られず、窒化ホウ素のみに見られる特有の効果であることも明らかになった。これは、窒化ホウ素は無機潤滑剤の中でも特に像担持体上への成膜性に優れた材料であることから、キャリア表面への成膜性にも優れているための効果と推定される。
従って本発明の効果は、窒化ホウ素を現像器中に添加することでしか得ることができず、他の材料を添加した場合や、現像器以外から添加した場合には得られないという点で特異性を有している。

本発明はこの実験事実に基づくもので、請求項１記載の発明は、像担持体の表面に保護剤を塗布又は付着させる工程と、前記像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置により現像する工程とを有する画像形成方法において、前記保護剤が脂肪酸金属塩からなり、且つ現像剤には粒子状の窒化ホウ素が添加されていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の画像形成方法において、前記保護剤中の脂肪酸金属塩が、ステアリン酸亜鉛を主成分とすることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成方法において、前記脂肪酸金属塩からなる保護剤が、バー状の成形体であることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成方法において、前記窒化ホウ素が予めトナーに添加されていることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、像担持体と、該像担持体の表面に保護剤を塗布又は付着させる保護層形成装置と、前記像担持体に静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像を現像剤により現像する現像装置とを有する画像形成装置において、前記保護剤が脂肪酸金属塩からなり、且つ前記現像剤には粒子状の窒化ホウ素が添加されていることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項５に記載の画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジであって、前記像担持体と、前記保護層形成装置と、前記現像装置とを一体に備えることを特徴とする。

本発明によれば、脂肪酸金属塩が良好な感光体保護性を示すと同時に、窒化ホウ素により潤滑性も維持されているため、感光体摩耗、ブレード摩耗、帯電ローラ汚れのいずれも抑制できる。更に、現像器から窒化ホウ素を供給することで、現像剤の帯電量低下に起因する地肌カブリも抑制できる。
保護剤中の脂肪酸金属塩がステアリン酸亜鉛を主成分とした画像形成方法においては、ステアリン酸亜鉛の良好な感光体保護性が発揮され、特に感光体摩耗を少なくできる。
保護剤がバー状の成形体であり、窒化ホウ素をあらかじめトナーと混合し、トナーと共に現像剤中に供給する画像形成方法においては、部品点数を削減でき、画像形成装置をより小型化することができる。
また、感光体周り部品の長寿命化、及び装置の小型化を実現できる。

本発明の一実施形態に係る保護層形成装置の概要構成図である。 本実施形態に係る保護層形成装置を有するプロセスカートリッジの概要構成図である。 本実施形態に係る画像形成装置の概要構成図である。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
まず、本発明の趣旨を説明する。本発明では、像担持体を先述のような種々のストレスから保護する保護剤の使用を前提としている。
保護剤の材料としては、均一に素早く像担持体表面に延展し、像担持体表面を保護すると同時に、ブレードを保護するために潤滑性を付与する働きを持つ材料が好ましく、具体的には無機潤滑剤、脂肪酸金属塩、ワックス類、オイル類、フッ素樹脂等が挙げられるが、本発明では保護剤として脂肪酸金属塩を用いる。
また、保護剤の形態としては粉体、成形品のどちらでも使用可能であるが、本発明においては供給量の調整が容易であること、装置の小型化が図れること等から、バー状（ブロック状）に成形されていることが望ましい。
成形手段としては、材料を溶融して型に流し込んだ後に冷却固化させる溶融成形、粉体材料をそのまま圧縮して成形品を得る圧縮成形等、公知の方法を用いることができる。

本発明における脂肪酸金属塩の例としては、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレインサン銅、オレイン酸鉛、オレイン酸マンガン、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸コバルト、パルミチン酸鉛、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸アルミニウム、パルミチン酸カルシウム、カプリル酸鉛、カプリン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、リシノール酸亜鉛、リシノール酸カドミウム及びそれらの混合物があるが、これに限るものではない。また、これらを混合して使用してもよい。
本発明においては、中でもステアリン酸亜鉛が特に像担持体への成膜性に優れることから、保護剤の主成分として使用することが好ましい。なお、本発明でいう主成分とは、保護剤全体に占める重量比が５０％よりも多いことを意味する。

但し、ステアリン酸亜鉛は均一成膜性に優れる反面、クリーニング性の課題がある。通常の作像プロセスでは転写後の残トナーを像担持体上から除去する手段としてブレードクリーニング方式が採用されているが、ステアリン酸亜鉛を使用すると、帯電ハザードが加わった際にブレードからトナーがすり抜けやすくなる傾向にある。
クリーニングブレードをトナーがすり抜けると、そのトナーが直接画像に現れたり、帯電部材の汚染をさらに加速したりしてしまう結果となる。このトナーすり抜けは、トナーの粒径が小さいほど、帯電ハザードが強くなるほど顕著に表れる。
同時に、トナーなどのすり抜けが多いとクリーニングブレードを摩耗させてしまい、作像装置が短寿命になってしまう。
本発明では、この課題を解決するために、潤滑剤として窒化ホウ素を使用し現像器（現像装置）から供給する。この効果及び特異性については前述した通りである。

窒化ホウ素は、原子がしっかりと組み合った六角網面が広い間隔で重なり、層間に働く力は弱いファンデルワールス力のみであるため、容易に劈開、潤滑することから成膜性に特に優れた材料である。また、窒化ホウ素は無機物質であるため化学的、熱的にも安定で、帯電ハザードが加わった場合にも、脂肪酸金属塩と異なり潤滑剤が低下しない。
窒化ホウ素の粒径としては、二次粒径が２〜５０μｍの範囲、かつ一次粒径が０．１〜１０μｍの範囲が好ましい。
二次粒径は主に現像剤の流動性に影響を与え、二次粒径が小さすぎると流動性が極端に悪くなる。また、二次粒径が大きすぎると自身が現像スリーブとドクタとの間に挟まり、画像上に白スジとなって現れる場合がある。
一次粒径は窒化ホウ素の潤滑性に影響が現れ、一次粒径が小さすぎると本来窒化ホウ素に期待する潤滑性が不足気味になる。また、大きすぎると潤滑性には問題がないが、像担持体上に窒化ホウ素が固着しやすいことが判っている。更に、キャリアの粒径に対して窒化ホウ素の一次粒径が大きすぎる場合も、キャリア表面に成膜されにくくなるため、キャリアの粒径に対して１／１０以下であることが望ましい。

窒化ホウ素を現像器から供給するにあたり、トナーとは別途窒化ホウ素のみを供給する機構を設けても良いが、簡便なのはあらかじめトナーに添加しておき、トナーと共に現像器内に供給する方法である。
但し、窒化ホウ素は最終的には像担持体表面に供給することが目的であるため、例えばシリカ等の流動性向上剤のように、強固にトナー表面に付着させてはならない。従って、窒化ホウ素をトナーに添加する際に、流動性向上剤を付着させる場合と同一手段を取っても良いが、撹拌強度は弱くする必要がある。この点も特許文献４に記載の従来技術とは異なる。
窒化ホウ素のトナーへの添加量はプロセス条件によって異なるが、目安としてはトナー重量に対してほぼ0.01〜1%の範囲内であれば良い。

以下、図面を用いて具体的に説明する。
図１は本実施形態に係る保護層形成装置２の概略構成図である。像担持体としての感光体ドラム１に対向して配設された保護層形成装置２は、バー状ないしブロック状に形成された像担持体保護剤（以下、単に「保護剤」ともいう）２１、保護剤供給部材としてのブラシローラ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ている。
保護層形成機構２４は、軸２４ｃを中心に回動可能に設けられたブレード支持体２４ｂと、該ブレード支持体２４ｂに一端部（感光体ドラム側と反対側端部）を支持され、感光体ドラム１の表面にトレーリング方向で当接する層形成部材としてのブレード２４ａと、ブレード支持体２４ｂを矢印方向（時計回り方向）に付勢してブレード２４ａを感光体ドラム１の表面に押圧する押圧手段としてのバネ２４ｄを有している。
ここでは、押圧力付与機構２３及び保護層形成機構２４の付勢手段としてコイルバネを例示しているが、これに限定される趣旨ではなく、例えばゴム弾性を有する部材や板バネ、その他の弾性部材でもよい。
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、ブラシローラ２２へ接する。ブラシローラ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、ブラシローラ２２の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（皮膜化）され、像担持体保護層となる。
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、保護層形成装置２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、本実施形態では機能を分離し、図１に示すように、感光体ドラム１の回転方向における後述する転写装置よりも下流で、かつ、保護層形成装置２より上流側に、クリーニング装置４を設けている。
クリーニング装置４は、クリーニング部材としてのクリーニングブレード４１と、クリーニング押圧機構４２などから成る。ここでは、クリーニング押圧機構４２としてコイルバネを例示しているが、これに限定される趣旨ではなく、例えばゴム弾性を有する部材や板バネ、その他の弾性部材でもよい。

保護層形成機構２４に用いるブレード２４ａ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２４ｂ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２４ａの厚みについては、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２４で像担持体を押圧する力は、像担持体保護剤２１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、ブラシローラ２２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ことができる。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２２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１．５×１０^７〜４．５×１０^８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、保護層形成装置２を備えたプロセスカートリッジの構成例の概略を示す断面図である。
プロセスカートリッジ１２には、感光体ドラム１、保護層形成装置２、帯電ローラ３、現像装置５、クリーニング装置４等が一体に収容されている。現像装置５は、現像ローラ５１、現像剤を攪拌・搬送しながら循環させる搬送スクリュー５２、５３、トナーを収容するプリセットケース５４等を有している。
感光体ドラム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、クリーニングブレード４１により表面残存物が清掃され、クリーニングされる。
クリーニングブレード４１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。

クリーニング装置４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感光体ドラム１の表面へは、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。
保護層形成装置２により表面に保護層が形成された感光体ドラム１は、帯電後、レーザーなどの露光光Ｌによって静電潜像を形成される。この潜像は現像装置５によりトナー像として可視像化され、プロセスカートリッジ１２外の転写装置としての転写ローラ６などにより、転写媒体としての中間転写ベルト１０５へ転写される。直接転写方式の場合には、転写媒体はシート状記録媒体である。

図３は、プロセスカートリッジ１２を有する画像形成装置としてのタンデム型中間転写方式のカラー複写機１００の一例を示す断面図である。本実施形態ではプロセスカートリッジ１２を装着することにより保護層形成装置２を有する構成としているが、保護層形成装置２を直接備える構成としてもよい。
カラー複写機１００は、装置本体１０１と、装置本体１０１の上面に設けられたスキャナ１０２と、該スキャナ１０２の上部に設けられた原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）１０３を有している。
装置本体１０１の下部には、複数の給紙カセット１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄを備えた給紙部１０４が設けられている。
装置本体１０１の略中央部には、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト１０５が配置されている。中間転写ベルト１０５は、複数の支持ローラ１０６、１０７、１０８等に掛け回されて支持されており、図示しない駆動源により図中時計回りに方向に回転駆動される。
支持ローラ１０８の近傍には、２次転写後に中間転写ベルト１０５上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１０９が設けられている。
支持ローラ１０６と支持ローラ１０７間に張り渡された中間転写ベルト１０５上には、その搬送方向に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成手段としてのプロセスカートリッジ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋが横に並べられて配置され、タンデム画像形成部１０が構成されている。但し、これら４つの色順は一例であり、これに限定される趣旨ではない。

タンデム画像形成部１０の上方には、露光装置８が配置されている。中間転写ベルト１０５を挟んで支持ローラ１０８と反対の側には、転写装置としての二次転写ローラ１１０が配置されている。二次転写ローラ１１０により中間転写ベルト１０５上の画像が、給紙部１０４から給紙されるシート（用紙）に転写される。
二次転写ローラ１１０の左側には、シート上の転写画像を定着する定着装置１１１が設けられている。定着装置１１１は、無端ベルト状の定着ベルト１１１ａに加圧ローラ１１１ｂを押し当てる構成を有している。
定着装置１１１の下方には、上述したタンデム画像形成部１０と略平行に、シートの両面に画像を記録する場合にシートを反転するシート反転装置１１２が備えられている。

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）に代表される感光体ドラム１は、除電ランプ（図示せず）等で除電され、帯電装置としての帯電ローラ３（図１参照）で均一にマイナスに帯電される。
帯電ローラ３による感光体ドラム１の帯電が行われる際には、図示しない電圧印加装置から帯電ローラ３に、感光体ドラム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。
帯電された感光体ドラム１は、レーザー光学系等の露光装置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）等により感光体ドラム１の表面を、感光体ドラム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の現像ローラ５１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、感光体ドラム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。
各色に対応した感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、転写ローラ６にて中間転写ベルト１０５上に重ねて転写され、給紙部１０４から給紙され、あるいは手差しトレイ１１３から給紙された紙などの転写媒体（シート）上に二次転写ローラ１１０により重ねトナー像（カラー画像）が一括転写される。
転写ローラ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。

感光体ドラム１上に残存するトナー粒子は、クリーニングブレード４１によって清掃され、クリーニング装置４内のトナー回収室へ、回収される。
画像転写後のシートは、定着装置１１１へと送り込まれ、ここで熱と圧力を加えられて転写画像を定着された後、排紙ローラ対１１５により排紙トレイ１１６上にスタックされる。
あるいは、図示しない切換爪で搬送路を切り換えられてシート反転装置１１２に入れられ、そこで反転されて再び転写位置へと導かれ、裏面にも画像を記録された後、排紙ローラ対１１５により排紙トレイ１１６上に排出される。
画像転写後の中間転写ベルト１０５は、中間転写体クリーニング装置１０９により残留トナーを除去され、タンデム画像形成部１０による再度の画像形成に備える。

画像形成装置としては、上述のように、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した後に定着する、「タンデム型中間転写方式」のものに限定される趣旨ではなく、同様に作製された複数のトナー像を順次転写媒体上に重ねて転写した後定着する「タンデム型直接転写方式」等であってもよい。

また、上述の帯電装置は、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、長期間に亘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。

［実施例］
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。なお、実施例中の「部」は全て重量部を表す。
（実施例１〜５）
表１に示す脂肪酸金属塩を溶融成形にて、リコー製カラープリンターＩｐｓｉｏ ＣＸ９０００に搭載可能なサイズに成形した。

次に、Ｉｐｓｉｏ ＣＸ９０００用Ｂｋトナーをカートリッジから抜き出し、窒化ホウ素（平均一次粒径０．３μｍ、平均二次粒径８μｍ）をトナー１００部に対して０．５部添加し、ターブラミキサーにて１０分間撹拌を行った。このトナーを平均粒径５０μｍのフェライトキャリア９５部に対して５部混合し、ターブラミキサーで５分間撹拌して現像剤を作製した。なお、この現像剤の初期Ｑ／Ｍは３５（−μＣ／ｇ）であった。
更に、このトナーをトナーカートリッジに戻したものを準備し、補給用トナーとした。
なお、窒化ホウ素の平均粒径はＳＥＭによる観察画像を解析することにより平均値を求めた。

（評価）
上記のように作成した保護剤及びトナーを、全ステーションがＢｋ色となるよう改造したリコー製複写機Ｉｐｓｉｏ ＣＸ９０００に搭載し、画像面積率５％のチャートを用いて６万枚のラン（通紙）を行い、ラン後の感光体摩耗量、ブレード摩耗量、帯電ローラ汚れ（目視）、画像上地肌カブリ（目視）、現像剤Ｑ／Ｍの５項目について評価した。

（実施例６、７）
表２に示す脂肪酸金属塩を溶融成形にてリコー製複写機Ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ４５００に搭載可能なサイズに成形した。

次に、Ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ４５００用Ｂｋトナーをボトルから抜き出し、窒化ホウ素（平均一次粒径０．３μｍ、平均二次粒径８μｍ）をトナー１００部に対して０．３部添加し、ターブラミキサーにて１０分間撹拌を行った。このトナーを平均粒径３５μｍのフェライトキャリア９３部に対して７部混合し、ターブラミキサーで５分間撹拌して現像剤を作製した。なお、この現像剤の初期Ｑ／Ｍは３２（−μＣ／ｇ）であった。
更に、このトナーをトナーボトルに戻したものを準備し、補給用トナーとした。

（評価）
上記のように作成した保護剤及びトナーを、全ステーションがＢｋ色となるよう改造したリコー製複写機Ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ４５００に搭載し、画像面積率５％のチャートを用いてランを行い、ラン後の感光体摩耗量、ブレード摩耗量、帯電ローラ汚れ（目視）、画像上地肌カブリ（目視）、現像剤Ｑ／Ｍの５項目について評価した。なお、ラン枚数は実施例１〜５と感光体駆動距離が一致するように調整した。

（比較例１）
実施例５において、保護剤の処方を以下のように変更し、かつトナー中に窒化ホウ素を添加しなかった以外は実施例１と同様に評価を行った。
ステアリン酸亜鉛 ８部
窒化ホウ素（平均一次粒径０．３μｍ、平均二次粒径８μｍ） ２部
（比較例２）
実施例５において、トナーに窒化ホウ素を添加せず、ステアリン酸亜鉛からなる保護剤のみを使用した以外は実施例５と同様に評価を行った。
（比較例３）
実施例５において、トナーに添加する潤滑剤として、窒化ホウ素の代わりにマイカ（平均一次粒径０．５μｍ、平均二次粒径８μｍ）を用いた以外は実施例５と同様に評価を行った。
（比較例４）
実施例５において、トナーに添加する潤滑剤として、窒化ホウ素の代わりにフッ素系シラン化合物で表面処理したタルク（平均一次粒径０．３μｍ、平均二次粒径３μｍ）を用いた以外は実施例５と同様に評価を行った。
（比較例５）
実施例５において、トナーに添加する潤滑剤として、窒化ホウ素の代わりに二硫化モリブデン（平均一次粒径０．５μｍ、平均二次粒径１０μｍ）を用いた以外は実施例５と同様に評価を行った。
（比較例６）
実施例５において、保護剤を使用せず、トナーに窒化ホウ素を添加したのみの構成とした以外は実施例５と同様に評価を行った。
（比較例７）
実施例７において、トナーに窒化ホウ素を添加しない代わりに、Ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ４５００の感光体ユニットを改造し、現像器の上流部から同種の窒化ホウ素粉体を供給した以外は、実施例７と同様に評価を行った。なお、このとき窒化ホウ素の供給量は実施例７と一致するように調整した。

実施例１〜７、及び比較例１〜７の結果をまとめて表３に示す。

以上のことからわかるように、実施例１〜７では本発明の効果により、感光体摩耗、ブレード摩耗、帯電ローラ汚れ、地肌カブリのいずれも少なく、長期にわたって良好な品質を維持できる。
また、実施例４〜７では、脂肪酸金属塩としてステアリン酸亜鉛を使用することにより、特に感光体摩耗の抑制に対して効果が大きい。
また、実施例５と比較例１、及び実施例７と比較例７との結果から、窒化ホウ素を保護剤中に含有させた場合、或いは現像剤以外の場所から供給した場合には、地肌カブリに対して効果が得られず、現像剤中に窒化ホウ素を含有させた場合にのみ効果が現れることがわかる。
更に、実施例５と比較例３〜５との結果から、現像剤中に含有させる物質としてタルク、マイカ、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤を選んだ場合には、地肌カブリに対して効果が得られず、窒化ホウ素のみが特異的に効果を示すことがわかる。

１ 像担持体としての感光体ドラム
５ 現像装置
１２ プロセスカートリッジ
２１ 保護剤

特公昭５１−２２３８０号公報 特開２００４−３３３９６１号公報 特開２００９−４８１０７号公報 特開２００７−３０４２４６号公報 特開２００８−１３４４６７号公報

Claims (6)

1. 像担持体の表面に保護剤を塗布又は付着させる工程と、前記像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置により現像する工程とを有する画像形成方法において、
   前記保護剤が脂肪酸金属塩からなり、且つ現像剤には粒子状の窒化ホウ素が添加されていることを特徴とする画像形成方法。
2. 請求項１に記載の画像形成方法において、
   前記保護剤中の脂肪酸金属塩が、ステアリン酸亜鉛を主成分とすることを特徴とする画像形成方法。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成方法において、
   前記脂肪酸金属塩からなる保護剤が、バー状の成形体であることを特徴とする画像形成方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成方法において、
   前記窒化ホウ素が予めトナーに添加されていることを特徴とする画像形成方法。
5. 像担持体と、該像担持体の表面に保護剤を塗布又は付着させる保護層形成装置と、前記像担持体に静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像を現像剤により現像する現像装置とを有する画像形成装置において、
   前記保護剤が脂肪酸金属塩からなり、且つ前記現像剤には粒子状の窒化ホウ素が添加されていることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５に記載の画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
   前記像担持体と、前記保護層形成装置と、前記現像装置とを一体に備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。

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