(57)【要約】【課題】像担持体の表面に良好な保護層を形成する。【解決手段】少なくとも、像担持体１および像担持体表面１Ａに像担持体保護剤２１，５１を塗布または付着させる工程を有し、像担持体保護剤として疎水性有機化合物を塗布又は付着させる工程と、像担持体保護剤として両親媒性の有機化合物を塗布又は付着させる工程を少なくとも１回ずつ行う。【選択図】図１
2008090003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、像担持体および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工程を有する像担持体保護剤提供方法において、
前記像担持体保護剤として疎水性有機化合物（Ａ）を塗布又は付着させる工程と、
前記像担持体保護剤として両親媒性の有機化合物（Ｂ）を塗布又は付着させる工程を少なくとも１回ずつ行なうことを特徴とする像担持体保護剤提供方法。
【請求項２】
前記疎水性有機化合物（Ａ）が、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の少なくとも１種を含む炭化水素ワックス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提供方法。
【請求項３】
前記疎水性有機化合物（Ａ）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または２記載の像担持体保護剤提供方法。
【請求項４】
前記両親媒性の有機化合物（Ｂ）のＨＬＢ値が１．０〜６．５であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の像担持体保護剤提供方法。
【請求項５】
前記両親媒性の有機化合物（Ｂ）が、非イオン系界面活性剤であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の像担持体保護剤提供方法。
【請求項６】
前記非イオン系界面活性剤が、ＣｎＨ２ｎ＋１ＣＯＯＨで示す化学式１（ただし、ｎは１５〜３５の整数）で表すアルキルカルボン酸と多価アルコール類とのエステル化物であることを特徴とする請求項５記載の像担持体保護剤提供方法。
【請求項７】
前記化学式１のアルキルカルボン酸が直鎖アルキルカルボン酸であることを特徴とする請求項６記載の像担持体保護剤提供方法。
【請求項８】
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２または３記載の疎水性有機化合物（Ａ）と、請求項４乃至７の何れかに記載の両親媒性の有機化合物（Ｂ）であることを特徴とする保護層形成装置。
【請求項９】
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供給部を有することを特徴とする請求項８記載の保護層形成装置。
【請求項１０】
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８または９記載の保護層形成装置。
【請求項１１】
前記供給部が、前記像担持体を帯電させる帯電部材よりも上流側で、前記像担持体上に形成されたトナー像を転写媒体に転写する転写手段よりも下流側に配置されていることを特徴とする請求項８乃至１０の何れかに記載の保護層形成装置。
【請求項１２】
請求項４乃至７の何れかに記載の両親媒性の有機化合物（Ｂ）を塗布又は付着させた後に、請求項２または３記載の疎水性有機化合物（Ａ）を塗布又は付着させることを特徴とする請求項８乃至１１の何れかに記載の保護層形成装置。
【請求項１３】
少なくとも、トナー像を担持する工程を経る像担持体と、前記像担持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下流かつ、帯電部材の上流で、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とを有し、
前記像担持体保護剤が請求項１乃至７の何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。
【請求項１４】
少なくとも、帯電部材で像担持体を帯電させ、トナー像を担持する工程を経る像担持体と、前記像担持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下流かつ帯電部材の上流で、前記像担持体表面に像担持体保護剤を塗布又は付着させる保護層形成装置を有する画像形成装置において、
前記保護層形成装置が請求項８乃至１２の何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。
【請求項１５】
前記転写手段より下流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いることを特徴とする請求項１４記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記保護層形成装置より下流側に、この保護層形成装置によって塗布又は付着された像担持体保護剤を、該像担持体との摺擦によって薄層化する装置を備えていることを特徴とする請求項１４または１５記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記転写手段より下流に、請求項４乃至７の何れかに記載の両親媒性の有機化合物（Ｂ）を塗布又は付着させ、その下流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、その下流に、請求項２または３記載の疎水性有機化合物（Ａ）を塗布又は付着させ、その下流に像担持体保護剤を該像担持体との摺擦によって薄層化する装置を備えていることを特徴とする請求項１４ないし１６の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項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１４乃至１７の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項１９】
前記像担持体が感光体であることを特徴とする請求項１４乃至１８の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項２０】
前記像担持体の表面に接触または近接して配設された帯電部材を備えていることを特徴とする請求項１４乃至１９の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項２１】
前記帯電部材に、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いることを特徴とする請求項２０に記載の画像形成装置。
【請求項２２】
前記像担持体が中間転写媒体であることを特徴とする請求項１４乃至１９の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項２３】
前記トナーの、式１で表される円形度ＳＲが、０．９３〜１．００であることを特徴とする請求項１４乃至２２の何れかに記載の画像形成装置。
円形度ＳＲ＝
粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長／粒子投影像の周囲長    式１
【請求項２４】
前記トナーの重量平均径（Ｄ４）と個数平均径（Ｄ１）の比（Ｄ４／Ｄ１）が１．００〜１．４０であることを特徴とする請求項１４乃至２３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項２５】
少なくとも、帯電部材で像担持体を帯電させ、トナー像を担持する工程を経る像担持体と、前記像担持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下流かつ帯電部材の上流で、前記像担持体表面に像担持体保護剤を塗布又は付着させる保護層形成装置を有す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８乃至１２の何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。
【請求項２６】
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いることを特徴とする請求項２５記載のプロセスカートリッジ。
【請求項２７】
前記保護層形成装置より下流側に、この保護層形成装置によって塗布又は付着された像担持体保護剤を、前記像担持体との摺擦によって薄層化する装置を備えていることを特徴とする請求項２５または２６記載のプロセスカートリッジ。
【請求項２８】
前記転写手段より下流に、請求項４乃至７の何れかに記載の両親媒性の有機化合物（Ｂ）を塗布又は付着させ、その下流に、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、その下流に、請求項２または３記載の疎水性有機化合物（Ａ）を塗布又は付着させ、その下流に、像担持体保護剤を該像担持体との摺擦によって薄層化する装置を備えていることを特徴とする請求項２５乃至２７の何れかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項２９】
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２５乃至２８の何れかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項３０】
前記像担持体の表面に接触または近接して配設された帯電部材を備えていることを特徴とする請求項２５乃至２９の何れかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項３１】
トナーを収容する容器を備え、前記トナーの、式１で表される円形度ＳＲが、０．９３〜１．００であることを特徴とする請求項２５乃至３０の何れかに記載のプロセスカートリッジ。
円形度ＳＲ＝
粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長／粒子投影像の周囲長    式１
【請求項３２】
前記トナーの重量平均径（Ｄ４）と個数平均径（Ｄ１）の比（Ｄ４／Ｄ１）が１．００〜１．４０であることを特徴とする請求項２５乃至３１の何れかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項３３】
請求項２５乃至３２の何れかに記載のプロセスカートリッジを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式における像担持体の保護剤の提供方法、像担持体表面に保護像を形成する保護層形成装置、保護層形成装置を有するプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
これらの画像形成の方式は、可視像化のためのトナー粒子を帯電させる方法により、トナー粒子とキャリア粒子の攪拌・混合による摩擦帯電を用いる、いわゆる二成分現像方式と、キャリア粒子を用いずにトナー粒子への電荷付与を行う、いわゆる一成分現像方式とに大別される。また、一成分現像方式では、現像ローラへのトナー粒子の保持に磁気力を使用するか否かにより、磁性一成分現像方式、非磁性一成分現像方式に分類される。
【０００４】
これまで、高速性、画像再現性を要求される複写機やこれをベースとした複合機等では、トナー粒子帯電の安定性、立上がり性、画像品質の長期的安定性等の要求から、二成分現像方式が多く採用され、省スペース性，低コスト化等の要求が大きい、小型のプリンターやファクシミリ等には一成分現像方式が多く採用されてきていた。
【０００５】
また、昨今、出力画像のカラー化が進み、画像の高画質化や画像品質の安定化に対する要求は、これまでにも増して強くなっている。高画質化のためには、トナーの平均粒径は小さくなり、またその粒子形状は角張った部分がなくなり、より丸い形状になってきている。
【０００６】
これら電子写真方式による画像形成装置は、現像方式の違いによらず、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。
【０００７】
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。
【０００８】
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、様々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。
【０００９】
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。
【００１０】
例えば、特許文献１には、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。
【００１１】
特許文献２には、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得られることが記載されている。
【００１２】
特許文献３には、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性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ことが記載されている。
【００１３】
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には、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ることが記載されている。
【００１４】
昨今、画像品質の向上や製造エネルギーの削減のために、重合法を用いたトナーが市販されている。これら重合トナーは、粉砕法で製造されたトナーと比較して、角張った部分が少なく、また平均粒子径が小さく揃っているという、優れた特徴を有している。しかしながら、これらの特徴は、ゴムブレードクリーニングに代表されるクリーニング部材のエッジ部を像担持体表面に圧接して、像担持体表面のクリーニングを行う方式に対しては、その形状と粒径の影響により、エッジ部分で堰き止められ難くなり、残存トナー成分のクリーニング不良を引き起こし易い。
【００１５】
このようなトナーのクリーニング不良に対応した、クリーニング装置としても、これまでにいくつかの提案がされている。例えば、特許文献５には、トナーの平均体積径Ｄと平均円形度Ｓを用いて、所定の条件を満たす圧接力を設定する画像形成装置が開示されている。そして、特許文献５によれば、カウンタータイプのブレードクリーニングにて、圧接力ｆを大きくした場合、クリーニングブレードの鳴きやメクレ等の不具合が生じるため、経験的な値として、上限値を設定する必要があるとされている。
【００１６】
よりトナー平均粒子径が小さく、より球形に近いトナーをクリーニングするために、特許文献６には、トナーと像担持体間の摩擦係数と、トナーとブレード間の摩擦係数、トナーと像担持体の付着力、トナーがブレードから受ける力および、ブレードと像担持体間で形成する角度（クリーニング角度）の関係を規定したクリーニング装置が開示されている。
【００１７】
【特許文献１】特公昭５１−２２３８０号公報
【特許文献２】特開２００５−２７４７３７号公報
【特許文献３】特開２００２−９７４８３号公報
【特許文献４】特開２００４−３０２４５１号公報
【特許文献５】特開２０００−３３０４４１号公報
【特許文献６】特開２００５−９９１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
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。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性生物の像担持体表面への吸着が多く生じる。
【００１９】
上述の特許文献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。
【００２０】
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。
【００２１】
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し、画像ボケを発生させることがある。
【００２２】
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のような架橋構造を有する特定の表面層を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。
【００２３】
また、特許文献５、６のような重合トナーに代表される球形トナーのクリーニングにおいても、クリーニング機構での像担持体へのストレスを低減しつつ、トナークリーニングを改善するための提案がなされているが、像担持体への電気的ストレスを考慮した長寿命化については、なんら改善されるものではなかった。
【００２４】
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。
【００２５】
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得られる、像担持体保護剤を提供することを目的とする。  
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。  
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。  
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。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記目的を達成するため、請求項１に係る、少なくとも、像担持体および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工程を有する像担持体保護剤提供方法では、前記像担持体保護剤として疎水性有機化合物（Ａ）を塗布又は付着させる工程と、前記像担持体保護剤として両親媒性の有機化合物（Ｂ）を塗布又は付着させる工程を、少なくとも１回ずつ行なうことを特徴としている。
【００２７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の像担持体保護剤提供方法において、疎水性有機化合物（Ａ）が、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の少なくとも１種を含む炭化水素ワックスであることを特徴としている。
【００２８】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の像担持体保護剤提供方法において、疎水性有機化合物（Ａ）の重量平均分子量Ｍｗが、３５０〜８５０であることを特徴としている。
【００２９】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の像担持体保護剤提供方法において、両親媒性の有機化合物（Ｂ）のＨＬＢ値が１．０〜６．５であることを特徴としている。
【００３０】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の像担持体保護剤提供方法において、両親媒性の有機化合物（Ｂ）が、非イオン系界面活性剤であることを特徴としている。
【００３１】
請求項６に係る発明は、請求項５記載の像担持体保護剤提供方法において、非イオン系界面活性剤が、ＣｎＨ２ｎ＋１ＣＯＯＨで示す化学式１（ただし、ｎは１５〜３５の整数）で表すアルキルカルボン酸と多価アルコール類とのエステル化物であることを特徴としている。
【００３２】
請求項７に係る発明は、請求項６記載の像担持体保護剤提供方法において、化学式１のアルキルカルボン酸が直鎖アルキルカルボン酸であることを特徴としている。
【００３３】
請求項８の発明は、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であって、像担持体保護剤が、請求項２または３記載の疎水性有機化合物（Ａ）と、請求項４乃至７の何れかに記載の両親媒性の有機化合物（Ｂ）であることを特徴としている。
【００３４】
請求項９の発明は、請求項８記載の保護層形成装置において、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供給部を有することを特徴としている。
【００３５】
請求項１０の発明は、請求項８または９記載の保護層形成装置において、像担持体表面へ供給された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している。
【００３６】
請求項１１の発明は、請求項８乃至１０の何れかに記載の保護層形成装置において、供給部が、像担持体を帯電させる帯電部材よりも上流側で、像担持体上に形成されたトナー像を転写媒体に転写する転写手段よりも下流側に配置されていることを特徴としている。
【００３７】
請求項１２の発明は、請求項８乃至１１の何れかに記載の保護層形成装置において、請求項４乃至７の何れかに記載の両親媒性の有機化合物（Ｂ）を塗布又は付着させた後に、請求項２または３記載の疎水性有機化合物（Ａ）を塗布又は付着させることを特徴としている。
【００３８】
請求項１３の発明は、少なくとも、トナー像を担持する工程を経る像担持体と、像担持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下流かつ、帯電部材の上流で、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、像担持体保護剤が請求項１乃至７の何れかに記載の像担持体保護剤であることを特徴としている。
【００３９】
請求項１４の発明は、少なくとも、帯電部材で像担持体を帯電させ、トナー像を担持する工程を経る像担持体と、像担持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下流かつ帯電部材の上流で、像担持体表面に像担持体保護剤を塗布又は付着させる保護層形成装置を有する画像形成装置において、保護層形成装置が請求項８乃至１２の何れかに記載の保護層形成装置であることを特徴としている。
【００４０】
請求項１５の発明は、請求項１４記載の画像形成装置において、転写手段より下流かつ保護層形成装置より上流側に、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いることを特徴としている。
【００４１】
請求項１６の発明は、請求項１４または１５記載の画像形成装置において、保護層形成装置より下流側に、この保護層形成装置によって塗布又は付着された像担持体保護剤を、該像担持体との摺擦によって薄層化する装置を備えていることを特徴としている。
【００４２】
請求項１７の発明は、請求項１４ないし１６の何れかに記載の画像形成装置において、転写手段より下流に、請求項４乃至７の何れかに記載の両親媒性の有機化合物（Ｂ）を塗布又は付着させ、その下流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、その下流に、請求項２または３記載の疎水性有機化合物（Ａ）を塗布又は付着させ、その下流に像担持体保護剤を該像担持体との摺擦によって薄層化する装置を備えていることを特徴としている。
【００４３】
請求項１８の発明は、請求項１４乃至１７の何れかに記載の画像形成装置において、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している。
【００４４】
請求項１９の発明は、請求項１４乃至１８の何れかに記載の画像形成装置において、像担持体が感光体であることを特徴としている。
【００４５】
請求項２０の発明は、請求項１４乃至１９の何れかに記載の画像形成装置において、像担持体の表面に接触または近接して配設された帯電部材を備えていることを特徴としている。
【００４６】
請求項２１の発明は、請求項２０に記載の画像形成装置において、帯電部材に、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いることを特徴としている。
【００４７】
請求項２２の発明は、請求項１４乃至１９の何れかに記載の画像形成装置において、像担持体が中間転写媒体であることを特徴としている。
【００４８】
請求項２３の発明は、請求項１４乃至２２の何れかに記載の画像形成装置において、トナーの、円形度ＳＲ＝粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長／粒子投影像の周囲長である式１で表される円形度ＳＲが、０．９３〜１．００であることを特徴としている。
【００４９】
請求項２４の発明は、請求項１４乃至２３の何れかに記載の画像形成装置において、トナーの重量平均径（Ｄ４）と個数平均径（Ｄ１）の比（Ｄ４／Ｄ１）が１．００〜１．４０であることを特徴としている。
【００５０】
請求項２５の発明は、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、保護層形成装置が請求８乃至１２の何れかに記載の保護層形成装置であることを特徴としている。
【００５１】
請求項２６の発明は、請求項２５記載のプロセスカートリッジにおいて、保護層形成装置より上流側に、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いることを特徴としている。
【００５２】
請求項２７の発明は、請求項２５または２６記載のプロセスカートリッジにおいて、保護層形成装置より下流側に、この保護層形成装置によって塗布又は付着された像担持体保護剤を、像担持体との摺擦によって薄層化する装置を備えていることを特徴としている。
【００５３】
請求項２８の発明は、請求項２５乃至２７の何れかに記載のプロセスカートリッジにおいて、転写手段より下流に、請求項４乃至７の何れかに記載の両親媒性の有機化合物（Ｂ）を塗布又は付着させ、その下流に、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、その下流に、請求項２または３記載の疎水性有機化合物（Ａ）を塗布又は付着させ、その下流に、像担持体保護剤を該像担持体との摺擦によって薄層化する装置を備えていることを特徴としている。
【００５４】
請求項２９の発明は、請求項２５乃至２８の何れかに記載のプロセスカートリッジにおいて、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している。
【００５５】
請求項３０の発明は、請求項２５乃至２９の何れかに記載のプロセスカートリッジにおいて、像担持体の表面に接触または近接して配設された帯電部材を備えていることを特徴としている。
【００５６】
請求項３１の発明は、請求項２５乃至３０の何れかに記載のプロセスカートリッジにおいて、トナーを収容する容器を備え、前記トナーの、円形度ＳＲ＝
粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長／粒子投影像の周囲長となる式１で表される円形度ＳＲが、０．９３〜１．００であることを特徴としている。
【００５７】
請求項３２の発明は、請求項２５乃至３１の何れかに記載のプロセスカートリッジにおいて、トナーの重量平均径（Ｄ４）と個数平均径（Ｄ１）の比（Ｄ４／Ｄ１）が１．００〜１．４０であることを特徴としている。
【００５８】
請求項３３の発明は、請求項２５乃至３２の何れかに記載のプロセスカートリッジを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００５９】
請求項１記載の発明によれば、疎水性有機化合物（Ａ）と両親媒性の有機化合物（Ｂ）を前記像担持体保護剤として像担持体表面への塗付または付着工程を、少なくとも１回ずつ行なうことで、分子内の親水性部位で像担持体表面の親水部に吸着し、かつ吸着後に当該箇所を疎水化させ、更に、この吸着した両親媒性の有機化合物（Ｂ）の疎水性構造部分と、疎水性有機化合物（Ａ）が、分子間力等に起因する分子間相互作用により複合化しつつ均質な保護剤層が像担持体表面に形成されるため、像担持体表面に保護層を形成することができ、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感光体表面の保護効果を得ることができる。
【００６０】
請求項２記載の発明によれば、疎水性有機化合物（Ａ）は、両親媒性の有機化合物（Ｂ）と親和しやすいことが好ましいため、疎水性有機化合物（Ａ）を、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の少なくとも１種を含む炭化水素ワックスとすると、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、保護層自体の耐久性が向上する。
【００６１】
請求項３記載の発明によれば、疎水性有機化合物（Ａ）の分子量を、重量平均分子量Ｍｗ基準で３５０〜８５０としたので、十分な保護効果が発現しつつも、保護層形成時に十分な延展性が得られ、像担持体上に保護剤成分が良好に付着して被覆層を形成することができる。
【００６２】
請求項４記載の発明によれば、両親媒性の有機化合物（Ｂ）が逆ミセルに類する形態をとるには、そのＨＬＢ値の設定が重要であり、この値を１．０〜６．５の範囲としたので、湿度に対してより良好に保護層を安定状態にすることができる。
【００６３】
請求項５記載の発明によれば、保護層を構成する両親媒性の有機化合物（Ｂ）を非イオン系界面活性剤としたので、界面活性剤自身がイオン解離することがなくなるため、使用環境、特に湿度が大幅に変動した場合にも、気中放電などによる電荷のリークを抑制することができ、画像品質を高度に維持することができる。
【００６４】
請求項６記載の発明によれば、両親媒性の有機化合物（Ｂ）として非イオン系界面活性剤を用いることにより、疎水性有機化合物（Ａ）との溶融状態での相溶状態、固化した後の分散や部分固溶の状態を、安定して形成することができるため、製造品質を容易に均等にすることが可能となる。
【００６５】
請求項７記載の発明によれば、化学式１のアルキルカルボン酸として直鎖アルキルカルボン酸を用いることにより、両親媒性の有機化合物（Ｂ）が吸着した像担持体表面で、両親媒性の有機化合物（Ｂ）の疎水性部分が配列し易くなり、担持体表面への吸着密度が特に高くなるため保護層が好ましい様態となる。
【００６６】
請求項８乃至１２記載の保護層形成装置によれば、像担持体保護剤を、良好な保護層を像担持体に形成することができる。特に、像担持体保護剤と像担持体の間に供給部材を介させることにより、軟質な像担持体保護剤を用いた場合でも、像担持体表面へ均等に像担持体保護剤を供給することができる。特に両親媒性の有機化合物（Ｂ）の後に疎水性の有機化合物（Ａ）を塗布することで、像担持体表面により両親媒性の有機化合物（Ｂ）が付着し易くなり、その上に疎水性の有機化合物（Ａ）が付着し易くなる。
【００６７】
請求項１３記載の画像形成方法によれば、良好に形成された保護層を備えた像担持体による画像形成を行えるので、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。
【００６８】
請求項１４乃至２４記載の発明によれば、像担持体保護剤を有する保護層形成装置を供えた画像形成装置を構成することにより、像担持体は極めて長期間、交換することなく使用し続けることができる。特に、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場合には、電気的ストレスによる像担持体の劣化を像担持体保護剤で防止することにより、熱硬化性樹脂を含む像担持体の機械的ストレスに対する耐久性を長期間に渉り持続的に発現させることが可能となる。これにより、像担持体は実質無交換で使用できるレベルまで耐久性を引き上げることが可能となる。また、像担持体表面に接触または近接して配設された帯電部材では、放電領域が像担持体のごく近傍に存在するため電気的ストレスが大きくなりがちであるが、像担持体保護層を形成した本発明の画像形成装置であれば、像担持体を電気的ストレスに曝すことなく使用できる。
【００６９】
更に、本発明の像担持体保護成分は粉になりにくい性質のため、接触または近接して配設された帯電部材を、一般に使用される金属石鹸等の粉で汚染する事無く、帯電部材の耐久性をも向上させることができる。また、像担持体の表面は形成された保護層の効果により、表面状態の変化を極めて小さくできるため、クリーニングの良否が像担持体の状態変化に対して敏感に変動してしまうような、円形度が大きなトナーや平均粒径が小さなトナーであっても、長期間に渉り安定したクリーニングを行うことができる。
【００７０】
請求項２５乃至３３記載の発明によれば、像担持体保護剤を有する保護層形成装置を用いてプロセスカートリッジを構成することにより、プロセスカートリッジの交換間隔を極めて長く設定することが可能となるため、ランニングコストが低減され、また廃棄物量も大幅に削減できる。
【００７１】
特に、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場合には、電気的ストレスによる像担持体の劣化を像担持体保護剤で防止することにより、熱硬化性樹脂を含む像担持体の機械的ストレスに対する耐久性を長期間に渉り持続的に発現させることが可能となる。また、本発明の像担持体保護成分は金属成分を実質的に含んでいないため、接触または近接して配設された帯電部材を、金属酸化物等で汚染することなく、帯電部材の経時変化を小さくできる。このため、像担持体や帯電部材等のプロセスカートリッジ構成部品の再使用も容易となり、更なる廃棄物量削減も可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７２】
本発明は、疎水性有機化合物（Ａ）を塗布又は付着させる工程と、両親媒性の有機化合物（Ｂ）を塗布又は付着させる工程を行なうことを必須としている。疎水性有機化合物（Ａ）の例としては、前述のような、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が、これに限るものではない。
【００７３】
他方、両親媒性の有機化合物（Ｂ）としては、前述のように陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤等が挙げられる。
【００７４】
陰イオン系界面活性剤の例としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、硫酸アルキル塩、硫酸アルキルポリオキシエチレン塩、リン酸アルキル塩、長鎖脂肪酸塩、α−スルホ脂肪酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩等の、疎水性部位の末端に陰イオン（アニオン）を有し、これと、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属イオン、マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属イオン、アルミニウム、亜鉛等の金属イオン、アンモニウムイオン等が結合した化合物が挙げられる。
【００７５】
陽イオン系界面活性剤の例としては、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩等の、疎水性部位の末端に陽イオン（カチオン）を有し、これと、塩素、フッ素、臭素等や、リン酸イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、チオ硫酸イオン、炭酸イオン、水酸イオン等が結合した化合物が挙げられる。両イオン系界面活性剤の例としては、ジメチルアルキルアミンオキシド、Ｎ−アルキルベタイン、イミダゾリン誘導体、アルキルアミノ酸等が挙げられる。
【００７６】
非イオン系界面活性剤の例としては、長鎖アルキルアルコール、アルキルポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、脂肪酸ジエタノールアミド、アルキルポリグルコキシド、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等の、アルコール化合物、エーテル化合物、アミド化合物等が挙げられる。また、ラウリン酸、パルチミン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸等の長鎖アルキルカルボン酸と、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、エリスリトール、ヘキシトール等の多価アルコールやこれらの部分無水物とのエステル化合物も好ましい形態として挙げられる。
【００７７】
エステル化合物のより具体的な例としては、モノステアリン酸グリセリル、ジステアリン酸グリセリル、モノパルチミン酸グリセリル、ジラウリン酸グリセリル、トリラウリン酸グリセリル、ジパルチミン酸グリセリル、トリパルチミン酸グリセリル、ジミリスチン酸グリセリル、トリミスチン酸グリセリル、パルチミン酸ステアリン酸グリセリル、モノアラキジン酸グリセリル、ジアラキジン酸グリセリル、モノベヘン酸グリセリル、ステアリン酸ベヘン酸グリセリル、セロチン酸ステアリン酸グリセリル、モノモンタン酸グリセリル、モノメリシン酸グリセリル等のアルキルカルボン酸グリセリルやこの置換物、モノステアリン酸ソルビタン、トリステアリン酸ソルビタン、モノパルチミン酸ソルビタン、ジパルチミン酸ソルビタン、トリパルチミン酸ソルビタン、ジミリスチン酸ソルビタン、トリミスチン酸ソルビタン、パルチミン酸ステアリン酸ソルビタン、モノアラキジン酸ソルビタン、ジアラキジン酸ソルビタン、モノベヘン酸ソルビタン、ステアリン酸ベヘン酸ソルビタン、セロチン酸ステアリン酸ソルビタン、モノモンタン酸ソルビタン、モノメリシン酸ソルビタン等のアルキルカルボン酸ソルビタンやこの置換物等が挙げられるが、これに限るものではない。また、これらの両親媒性有機化合物は複数種類を併用しても良い。
【００７８】
本発明の像担持体保護剤を、一定の形状、例えば角柱状や円柱状に成型するための方法としては、固体物質の成型方法として公知の方法を、用いることができる。
【００７９】
例としては、溶融成型方法、粉末成型法、熱プレス成型法、冷間等方圧プレス法（ＣＩＰ）、熱間等方圧プレス法（ＨＩＰ）などが挙げられるが、これに限られるものではない。
【００８０】
溶融成型方法を例に、具体的な像担持体保護剤の成型方法としては、予め像担持体保護剤の溶融温度以上に加熱した、所定形状の型枠中に、加熱溶融したアルキルカルボン酸グリセリルの所定量を注ぎ込み、必要に応じて融点以上の温度で一定時間維持後、放冷もしくは除冷により冷却し、成型体を得ることができる。また、成型体の内部歪みを除去するために、冷却の途中で、像担持体保護剤成分の相転移温度を下回る温度まで冷却が進んだ後に、再度、相転移温度以上の温度まで緩やかに再加熱しても良い。
【００８１】
室温近傍の温度まで冷却後、成型体を型枠から外し、像担持体保護剤の成型体を得る。また、この後、更に切削加工などにより、像担持体保護剤の形状を整えても良い。
【００８２】
上述の型枠としては、熱伝導性のよさ、寸法精度の良さから鋼材、ステンレス、アルミニウムなどの金属製型枠が好ましい。また、型枠内壁面には、離型性を良くするために、フッ素樹脂、シリコーン樹脂などの離型剤をコーティングすることが好ましい。
【００８３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に係る保護層形成装置１００の概略構成を示す。本形態において、保護層形成装置１００は、像担持体である感光体ドラム１の表面１Ａに対向して配設された第一の供給部２と第二の供給部５を備えている。第一の供給部２は、疎水性有機化合物２１、供給部材となる保護剤供給部材２２、押圧力付与機構２３、薄層化する装置となる保護層形成機構２４を備えている。第二の供給部５は、両親媒性の有機化合物５１、供給部材となる保護剤供給部材５２、押圧力付与機構５３を備えている。第一の供給部２と第二の供給部の間には保護層形成機構４が配置されている。本形態において、保護層形成機構４は、クリーニング機構を兼ねているので、第二の供給部５とは別構成としたが、第一の供給部２同様に、その構成を第二の供給部５に含めても良い。
【００８４】
疎水性有機化合物２１及び両親媒性の有機化合物５１の処方・配置はあくまで一例であり、これに限る物ではない。例えば、疎水性有機化合物２１は、疎水性有機化合物を複数混ぜてもよく、また両親媒性の有機化合物を混ぜてもよい。同様に両親媒性の有機化合物５１は両親媒性の有機化合物を複数混ぜてもよく、疎水性有機化合物を混ぜてもよい。
【００８５】
本形態において、両親媒性の有機化合物５１は、押圧力付与機構５３からの押圧力により、例えばブラシ状の保護剤供給部材５２へ接する。保護剤供給部材５２は、感光体ドラム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５２の表面に保持された像担持体保護剤を、感光体ドラム１の表面１Ａに供給する。
【００８６】
感光体ドラム１の表面１Ａに供給された像担持体保護剤（両親媒性の有機化合物５１）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により薄層化され像担持体保護層となる。ここでは保護層形成機構４により薄層化される。
【００８７】
疎水性の有機化合物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は感光体ドラム１と線速差をもって回転して摺擦し、この際に、保護剤供給部材表面に保持された像担持体保護剤（疎水性の有機化合物２１）を、像担持体表面に供給する。またこの供給された像担持体保護剤は保護層形成機構２４により薄層化される。このような、感光体ドラム１の表面１Ａには、両親媒性の有機化合物５１と疎水性の有機化合物２１が保護剤として供給されて薄層化されることで保護層１Ｂが形成される。
【００８８】
保護層１Ｂが形成された感光体ドラム１は、例えば、高電圧電源などで構成された電圧印加装置３０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が印加された帯電部材となる帯電ローラ３を、接触または近接させ、微小空隙での放電による感光体ドラム１の帯電が行われる。この際、保護層１Ｂ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１Ｂの表面への気中放電生成物の付着が生じる。上述の分解生成物や酸化物、気中放電生成物は、一般に親水性であるか、もしくは親水性基を含んでいる。
【００８９】
本形態の像担持体保護剤は、一分子内に親水性の部分と疎水性の部分を有する両親媒性の有機化合物（Ｂ）と、疎水性有機化合物（Ａ）を併せて塗布されることで保護層１Ｂを形成する。よって、電気的ストレスにより像担持体の表面１Ａの親水性となった部分には、両親媒性の有機化合物（Ｂ）が吸着することにより、表面を疎水化させると共に、周辺の疎水性有機化合物（Ａ）の存在により、電気的ストレスによる像担持体表面へ直接的な負荷を防止することができる。
【００９０】
代わりに、像担持体保護剤の一部は、電気的ストレスで劣化し、部分的に親水性となるが、余剰に存在する、適度なＨＬＢ値を持つ両親媒性の有機化合物（Ｂ）と共に逆ミセルに類する形態となって、疎水性有機化合物（Ａ）中に分散するため、保護層１Ｂによる像担持体保護効果と、劣化した像担持体保護剤の除去性を両立させることが可能となる。
【００９１】
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、感光体ドラム１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４と兼用にしても良いが、感光体ドラム１の表面残存物を除去する機能と、保護層１Ｂ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Ｐより感光体ドラム１の回転方向に対して上流側に、層形成部材ともなるクリーニング部材４１（ブレード部材４１とも記す）、クリーニング押圧機構４２などで構成されたクリーニング機構４を設けるのが好ましい。
【００９２】
保護層形成機構４，２４に用いる層形成部材となるブレード部材２４，２４０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、感光体ドラム１との接点部部分４１ａ，２４０ａ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。
【００９３】
これらのブレード部材４１，２４０は、ブレード支持体４３，２４１に、先端部が感光体ドラム１の表面１Ａ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。各ブレード部材の厚みt１，t２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。
【００９４】
また、ブレード支持体４３，２４１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（突出量）Ｌ１，Ｌ２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。
【００９５】
保護層形成用のブレード部材４１，２４０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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
また、保護層形成機構４，２４で感光体ドラム１を押圧する力は、像担持体保護剤が延展し保護層１Ｂ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。
【００９９】
保護剤供給部材２２，５２としてはブラシ状の部材が好ましく用いられるが、この場合、像担持体の表面１Ａ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より好ましい。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。
【０１００】
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。
【０１０１】
保護剤供給部材２２，５２の支持体２２ａ、５２ａ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１．５×１０７〜４．５×１０8本）のものが好ましく用いられる。
【０１０２】
保護剤供給部材２２，５２は、供給の均一性やその安定性の面から、極力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。
【０１０３】
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等を目的として、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。
【０１０４】
本形態の像担持体保護剤２１，５１を、一定の形状、例えば角柱状や円柱状に成型するための方法としては、固体物質の成型方法として公知の方法を、用いることができる。例としては、溶融成型方法、粉末成型法、熱プレス成型法、冷間等方圧プレス法（ＣＩＰ）、熱間等方圧プレス法（ＨＩＰ）などが挙げられるが、これに限られるものではない。
【０１０５】
溶融成型方法を例に、具体的な像担持体保護剤の成型方法としては、予め像担持体保護剤の溶融温度以上に加熱した、所定形状の型枠中に、加熱溶融したアルキルカルボン酸グリセリルの所定量を注ぎ込み、必要に応じて融点以上の温度で一定時間維持後、放冷もしくは除冷により冷却し、成型体を得ることができる。また、成型体の内部歪みを除去するために、冷却の途中で、像担持体保護剤成分の相転移温度を下回る温度まで冷却が進んだ後に、再度、相転移温度以上の温度まで緩やかに再加熱しても良い。そして、室温近傍の温度まで冷却後、成型体を型枠から外し、像担持体保護剤の成型体を得る。また、この後、更に切削加工などにより、像担持体保護剤の形状を整えても良い。
【０１０６】
上述の型枠としては、熱伝導性のよさ、寸法精度の良さから鋼材、ステンレス、アルミニウムなどの金属製型枠が好ましい。また、型枠内壁面には、離型性を良くするために、フッ素樹脂、シリコーン樹脂などの離型剤をコーティングすることがなお好ましい。
【０１０７】
ここでは像担持体保護剤の実施例として、自己潤滑性を持つ有機化合物（Ａ）、および疎水性有機化合物（Ｂ）を、加熱・混合し、アルミ製の型に流し込んで冷却整形したものについて評価した。その際、試料を融解させるための加熱温度は、融点の＋２０℃まで加熱し、型は融点と同じ温度に設定した。
【０１０８】
評価を行った材料を図２に示す。図２の保護剤１と保護剤２は疎水性有機化合物（Ｂ）の一種（ＦＴ１１５は日本精鑞  合成パラフィンワックス）。保護剤３と保護剤４が両親媒性の有機化合物（Ａ）の一種。保護剤５のステアリン酸亜鉛はリコーｉｍａｇｉｏＭＰＣ３０００等多くの電子写真に使用されているものである。
【０１０９】
図２に記載の保護剤を図１の疎水性有機化合物２１及び両親媒性の有機化合物５１に幾つかの組み合わせで配置した。画像形成装置としては、リコー製カラーＭＦＰ  ｉｍａｇｉｏＭＰＣ３０００の周知の電子写真方式の画像形成装置を改造し、図１の保護層形成装置１００に相当する保護層形成装置を装着し、画像面積率６％、原稿１０万枚の連続通紙試験を行ない、帯電部材の汚れ、クリーニング性、帯電からの感光体ドラムの保護性（どれだけ削れたか）の評価を行なった。その結果を図３に示す。図３に示す結果から、帯電部材汚れとクリーニング性を考慮すると、概ねナンバー２からナンバー１３までの組み合わせが好ましく、保護性も考慮するとナンバー２〜４及びナンバー６〜１３までの組み合わせがよい。これらの中でも、特にナンバー８，１１の組み合わせは、帯電部材汚れとクリーニング性、保護性の全ての点で殆ど汚れがなく、好ましい組み合わせである。
【０１１０】
感光体ドラム１の表面１Ａでは、上記の像担持体保護剤は、以下のような機構で、良好な保護層１Ｂを形成しているものと考えられる。すなわち、画像形成装置中の画像形成過程で、像担持体の表面１Ａは、帯電工程や転写工程での電気的ストレスにより、分子鎖の切断や加えて大気中の酸素による酸化並びに水蒸気の付着を受け親水化が促進される。
【０１１１】
このように部分的に親水化した像担持体の表面１Ａに対して、像担持体保護剤２４，５１が接触して塗布されて供給されると、その成分である両親媒性の有機化合物（Ｂ）は、一分子中に親水性を示す構造と親油性（疎水性）を示す構造の両方を有しているため、分子内の親水性部位で像担持体表面の親水部に吸着し、かつ吸着後に当該箇所を疎水化させる。さらに、この吸着した両親媒性の有機化合物（Ｂ）の疎水性構造部分と疎水性有機化合物（Ａ）が、分子間力等に起因する分子間相互作用により複合化しつつ均質な保護剤に保護層１Ｂが形成されると考えられる。
【０１１２】
像担持体の表面１Ａに形成された保護層１Ｂは、疎水性の部位を最表面近傍に向けているため、像担持体表面近傍の大気中に多くの親水性の物質が含まれていても、これらを吸着しにくく、例えば湿度が高い使用状態でも、像担持体の表面１Ａの抵抗を低下させることがなく、静電潜像電荷の散逸を防ぐことができる。また、像担持体の表面１Ａに保護層１Ｂが形成された後には、帯電工程や転写工程の電気的ストレスは、保護層１Ｂを形成している像担持体保護剤に対して加えられるため、保護剤の分子鎖が切断、酸化、親水化といった作用を受けることとなる。これにより、保護剤は部分的に分解されるが、像担持体への電気的ストレスは激減し、上述の像担持体の劣化が抑制されるため、極めて長期間に渉る感光体ドラム１の使用を可能にするものである。
【０１１３】
また、電気的ストレスにより劣化した保護剤成分は、親水性を示すようになるが、保護剤層中に余剰に存在する両親媒性の有機化合物（Ｂ）の親水性部分に取り囲まれ、像担持体の表面１Ａに形成された保護層中で逆ミセル状態を形成して、やはり周辺の湿度による影響を受けなくなる。更に、これらの逆ミセルは、疎水性有機化合物（Ａ）との分子間相互作用によって、像担持体保護剤層中に存在し、親水性となった劣化物が他の部材に対して強固に吸着することを阻害する。従って、これらの劣化物を取り込んだ保護剤成分は、例えばクリーニング機構によって、容易に画像形成過程の系外へ排出させることができ、感光体ドラム１の表面１Ａの保護層１Ｂを常にリフレッシュされた状態で維持することができる。
【０１１４】
疎水性有機化合物（Ａ）と両親媒性の有機化合物（Ｂ）を少なくとも１回ずつ行なうと、分子内の親水性部位で像担持体表面の親水部に吸着し、かつ吸着後に当該箇所を疎水化させ、更に、この吸着した両親媒性の有機化合物（Ｂ）の疎水性構造部分と、疎水性有機化合物（Ａ）が、分子間力等に起因する分子間相互作用により複合化しつつ均質な保護層１Ｂが形成されると考えられる。よって像担持体表面に保護層１Ｂを形成することができる。
【０１１５】
図３のＮｏ２，５のように、疎水性有機化合物（Ａ）のみを使用した場合は感光体ドラムを保護できなかった。これは感光体ドラム表面に付着しにくいためと思われる。逆に、図３に示すＮｏ１０，１３のように、両親媒性の有機化合物（Ｂ）のみを使用した場合はクリーニング性が低下した。
【０１１６】
疎水性有機化合物（Ａ）は、両親媒性の有機化合物（Ｂ）と親和しやすいことが好ましいため、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が例として挙げられる。特に、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好ましく、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、経時安定性の面で好ましく用いられる。
【０１１７】
前述のように像担持体の表面１Ａに形成された保護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（Ａ）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（Ａ）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（Ａ）の像担持体保護への寄与は小さく、像担持体の保護は、表面に吸着した両親媒性の有機化合物（Ｂ）負うところとなる。
【０１１８】
トナーの円形度は、式１で表される円形度ＳＲが、０．９３〜１．００であるのが好ましい。
【０１１９】
円形度ＳＲ＝粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長／粒子投影像の周囲長・・（式１）
また、トナーの重量平均径（Ｄ４）と個数平均径（Ｄ１）の比（Ｄ４／Ｄ１）は１．００〜１．４０であるのがよい。
【０１２０】
疎水性有機化合物（Ａ）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。両親媒性の有機化合物（Ｂ）は、像担持体の表面１Ａへの吸着と保護剤劣化成分の取り込みによる表面疎水化機能を併せ持つことが重要である。電気的ストレスを受けて劣化した像担持体保護剤と共に、周辺の両親媒性の有機化合物（Ｂ）が逆ミセルに類する形態をとるには、そのＨＬＢ値の設定が重要であり、この値を１．０〜６．５の範囲とすることにより、湿度に対してより良好な安定状態にすることができるため好ましい。ＨＬＢ値は、界面活性剤の水と油（水に不溶性の有機化合物）への親和性の程度を表す値であり、値が大きいほど水への親和性が高くなる。なお、本発明のＨＬＢ値は、下記式（２）のいわゆる川上式により算出した。
【０１２１】
ＨＬＢ＝７＋１１．７ｌｏｇ（Ｍｗ／Ｍｏ）・・（式２）
ただし、Ｍｗは親水性部分の分子量、Ｍｏは親油基の分子量、ｌｏｇは常用対数を示す。
【０１２２】
両親媒性の有機化合物は、陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤やこれらの複合物等に類別されるが、本形態の像担持体保護剤は、上述のように像担持体上に保護剤層を形成し、像形成工程を経るため、像担持体の電気的な特性に対して悪影響を与えないようにする必要がある。両親媒性の有機化合物として非イオン系界面活性剤を用いることにより、界面活性剤自身がイオン解離することがなくなるため、使用環境、特に湿度が、大幅に変動した場合にも、気中放電などによる電荷のリークを抑制することができ、画像品質を高度に維持することができる。
【０１２３】
両親媒性の有機化合物（Ｂ）として上記の非イオン系界面活性剤を用いることにより、疎水性有機化合物（Ａ）との溶融状態での相溶状態、固化した後の分散や部分固溶の状態を、安定して形成することができるため、製造品質を容易に均等にすることが可能となる。
【０１２４】
非イオン系界面活性剤は、下記化学式（１）のアルキルカルボン酸として直鎖アルキルカルボン酸を用いることにより、両親媒性の有機化合物（Ｂ）が吸着した像担持体表面で、両親媒性の有機化合物（Ｂ）の疎水性部分が配列しやすくなり、担持体表面への吸着密度が特に高くなるため、好ましい様態である。
【０１２５】
ＣｎＨ２ｎ＋１ＣＯＯＨ（ただし、ｎは１５〜３５の整数）・・（化学式１）
像担持体保護剤は、像担持体表面に付着し膜化することにより保護効果を得られるものであるため、比較的塑性変形し易いものである。従って、塊状の像担持体保護剤成分を直接像担持体の表面１Ａへ押し付け保護層１Ｂを形成させようとした場合、供給が過剰になり保護層形成効率が良くないばかりでなく、保護層１Ｂが多層化し静電潜像を形成する際等の露光工程で光の透過を阻害する要因となることがあり、使用できる像担持体保護剤の種類が制限されることとなる。これに対して保護層形成装置を上記のように構成し、像担持体保護剤２１，５１と感光体ドラム１の間に保護剤供給部材２２，５２を介させているので、軟質な像担持体保護剤を用いた場合にでも、像担持体の表面１Ａへ均等に供給することができる。
【０１２６】
また、保護層形成装置１００に像担持体保護剤２１，５１を押圧し皮膜化する層形成部材となるブレード部材４１，２４０を設ける場合、このうちの一方のブレード部材４１はクリーニング部材を兼ねても良いが、より確実に保護層１Ｂを形成するには、予めクリーニング部材にて像担持体上のトナーを主成分とする残存物を除去し、残存物が保護層内に混入しないようにした方が好ましい。
【０１２７】
また、両親媒性の有機化合物（Ｂ）の後に疎水性の有機化合物（Ａ）を塗布することで、像担持体の表面１Ａにより両親媒性の有機化合物（Ｂ）が付着し易くなり、その上に疎水性の有機化合物（Ａ）が付着し易くなる。
【０１２８】
像担持体保護剤を有する保護層形成装置１００を用いて画像形成装置２００を構成することにより、感光体ドラム１は極めて長期間、交換することなく使用し続けることができる。
【０１２９】
画像形成装置２００の形態としては、図１に示すように、感光体ドラム１と、感光体ドラム１を帯電させる帯電ローラ３と、感光体ドラム１の表面１Ａに形成された潜像を現像剤となるトナーで可視像化する現像手段となる現像ローラ６０と、感光体ドラム１上のトナー像を転写媒体となる用紙８０に転写する転写手段となる転写ローラ７０とが、帯電ローラ３を起点として感光体ドラム１の回転方向に順に配置された周知の画像形成装置の構成が挙げられる。このような画像形成装置２００に保護層形成装置１００を適用する場合、保護層形成装置１００は、転写ローラ７０よりも感光体ドラム１の回転方向下流側で帯電ローラ３よりも上流側に配置することで、感光体ドラム１に対する帯電やトナーが転写される前に保護層１Ｂを形成できるので、感光体ドラムの表面１Ａを保護することができる。
【０１３０】
特に、感光体ドラム１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場合には、電気的ストレスによる感光体ドラム１の劣化を像担持体保護剤２１，５１で防止することにより、熱硬化性樹脂を含む感光体ドラム１の機械的ストレスに対する耐久性を長期間に渉り持続的に発現させることが可能となる。これにより、感光体ドラム１は実質無交換で使用できるレベルまで耐久性を引き上げることが可能となる。
【０１３１】
また、感光体ドラム１の表面１Ａに接触または近接して配設された帯電部材となる帯電ローラ３では、放電領域が感光体ドラム１のごく近傍に存在するため電気的ストレスが大きくなりがちであるが、保護層１Ｂを形成する機能を備えた画像形成装置２００であれば、感光体ドラム１を電気的ストレスに曝すことなく使用できる。
【０１３２】
本形態の像担持体保護剤２１，５１の成分は粉になりにくい性質のため、接触または近接して配設された帯電ローラ３を、一般に使用される金属石鹸等の粉で汚染する事無く、帯電ローラ３の耐久性をも向上させることができる。また、感光体ドラム１の表面１Ａは形成された保護層１Ｂの効果により、表面状態の変化を極めて小さくできるため、クリーニングの良否が感光体ドラム１の状態変化に対して敏感に変動してしまうような、円形度が大きなトナーや平均粒径が小さなトナーであっても、長期間に渉り安定したクリーニングを行うことができる。
【０１３３】
上記形態では、像担持体保護剤２１，５１を有する保護層形成装置１００を画像形成装置２００に設けた例としたが、図４に示すように、保護層形成装置１００を有するプロセスカートリッジ３００を構成してもよい。この場合、プロセスカートリッジ３００の構成は、感光体ドラム１と、感光体ドラム１を帯電させる帯電ローラ３と、感光体ドラム１の表面１Ａに形成された潜像を現像剤となるトナーで可視像化する現像手段となる現像ローラ６０と、感光体ドラム１上のトナー像を転写媒体となる用紙８０に転写する転写手段となる転写ローラ７０とが、帯電ローラ３を起点として感光体ドラム１の回転方向に順に配置された周知の構成が挙げられる。
【０１３４】
画像形成装置としては、このようなプロセスカートリッジ３００を備えた、好ましくは着脱可能とした画像形成装置４００であっても良い。この場合、プロセスカートリッジ３００の交換間隔を極めて長く設定することが可能となるため、ランニングコストが低減され、また廃棄物量も大幅に削減できる。
【０１３５】
なお、像担持体としては感光体ドラム１に限定されるものではなく、感光体ドラム１に対向配置され、同ドラムに転写されたトナー像が転写される中間転写媒体となる周知の中間転写ベルトであってもよい。
【０１３６】
感光体ドラム１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場合には、電気的ストレスによる感光体ドラム１の劣化を像担持体保護剤２１、５１で防止することにより、熱硬化性樹脂を含む感光体ドラム１の機械的ストレスに対する耐久性を長期間に渉り持続的に発現させることが可能となる。また、前述のように、本形態の像担持体保護成分２１，５１は金属成分を実質的に含んでいないため、接触または近接して配設された帯電ローラ３を、金属酸化物等で汚染することなく、帯電ローラ３の経時変化を小さくすることができる。このため、感光体ドラム１や帯電ローラ３等のプロセスカートリッジ３００の構成部品の再使用も容易となり、更なる廃棄物量削減も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明にかかる保護層形成装置の概略構成と、この装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】像担持体に供給される保護剤の種類の特性を示す図である。
【図３】図２に示した保護剤の組み合わせによる試験結果を示す図である。
【図４】保護層形成装置を備えたプロセスカートリッジと画像形成装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１    像担持体
１Ａ    表面
３    帯電部材
４    クリーニング装置
２１，５１    像担持体保護剤
２２，５２    供給部材
２４    薄層化する装置
３０    電圧印加装置
４１，２４０    層形成部材
７０    転写手段
８０    転写媒体
１００    保護層形成装置
２００    画像形成装置
３００    プロセスカートリッジ
４００    画像形成装置
【図１】
2008090003.tif 000003
【図２】
2008090003.tif 000004
【図３】
2008090003.tif 000005
【図４】
2008090003.tif 000006