CN115933341A - 图像形成装置及处理墨盒 - Google Patents
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Abstract
一种图像形成装置及处理墨盒,所述图像形成装置具备:电子照相感光体,表面的摩擦系数为0.8以下;带电装置,具有与所述电子照相感光体的表面接触而带电的带电部件,所述带电部件具有导电性基材、设置于所述导电性基材上且100Hz下的储存弹性模量G为5.0MPa以下的弹性层及设置于所述弹性层上的表面层;静电潜像形成装置,在已带电的所述电子照相感光体的表面形成静电潜像;显影装置,通过包含色调剂的显影剂来显影形成于所述电子照相感光体表面的静电潜像而形成色调剂像;及转印装置,将所述色调剂像转印到记录媒体的表面。
Description
技术领域
本发明涉及一种图像形成装置及处理墨盒。
背景技术
专利文献1中公开有“一种处理墨盒,其特征在于,至少具备:图像承载体,形成基于球形色调剂的色调剂像;清洁刮板,与该图像承载体接触;及充电辊,与该图像承载体接触且叠加施加直流电压与交流电压,当将所述清洁刮板遵照JIS K7198的损耗角正切tanδ设为A,将所述充电辊的ASKER C硬度设为B时,满足0.1<A×B<30的关系。”。
专利文献1:日本特开2004-109242号公报
发明内容
本发明的课题在于提供一种图像形成装置,其具备:电子照相感光体,表面的摩擦系数为0.8以下;带电装置,其为与电子照相感光体的表面接触而带电的带电部件,且具有导电性基材、设置于导电性基材上的弹性层及设置于所述弹性层上的表面层,所述图像形成装置中,与带电部件的弹性层的100Hz下的储存弹性模量G超过5.0MPa的情况相比,抑制条纹状的图像缺陷。
用于解决所述课题的具体单元中包含下述方式。
<1>一种图像形成装置,其具备:
电子照相感光体,表面的摩擦系数为0.8以下;
带电装置,具有与所述电子照相感光体的表面接触而带电的带电部件,所述带电部件具有导电性基材、设置于所述导电性基材上且100Hz下的储存弹性模量G为5.0MPa以下的弹性层及设置于所述弹性层上的表面层;
静电潜像形成装置,在已带电的所述电子照相感光体的表面形成静电潜像;
显影装置,通过包含色调剂的显影剂来显影形成于所述电子照相感光体表面的静电潜像而形成色调剂像;及
转印装置,将所述色调剂像转印到记录媒体的表面。
<2>根据<1>所述的图像形成装置,其中,
在通过由交流阻抗法在从1MHz至0.1Hz的范围内测定所述带电部件而获得的Cole-Cole图中,包含2.5kHz的容量半圆的电阻成分Ra为6.3×104Ω以下。
<3>根据<1>或<2>所述的图像形成装置,其中,
所述带电部件的外周面上的十点平均粗糙度Rz1为8μm以下,凹凸的平均间隔Sm为100μm以上。
<4>根据<3>所述的图像形成装置,其中,
所述十点平均粗糙度Rz1为2μm以上,所述凹凸的平均间隔Sm为400μm以下。
<5>根据<3>所述的图像形成装置,其中,
所述凹凸的平均间隔Sm相对于所述十点平均粗糙度Rz1之比Sm/Rz1为15以上。
<6>根据<3>所述的图像形成装置,其中,
所述凹凸的平均间隔Sm相对于所述十点平均粗糙度Rz1之比Sm/Rz1为50以下。
<7>根据<1>所述的图像形成装置,其中,
所述带电部件的弹性层的100Hz下的储存弹性模量G为3.0MPa以下。
<8>根据<1>所述的图像形成装置,其中,
所述电子照相感光体具有导电性基体、设置于所述导电性基体上的感光层及设置于所述感光层上的保护层。
<9>根据<8>所述的图像形成装置,其中,
所述保护层为无机保护层。
<10>根据<1>所述的图像形成装置,其中,
所述电子照相感光体表面的十点平均粗糙度Rz2为2μm以下。
<11>一种处理墨盒,其装卸于图像形成装置,所述图像形成装置具备:
电子照相感光体,表面的摩擦系数为0.8以下;及
带电装置,具备与所述电子照相感光体的表面接触而带电的带电部件,所述带电部件具有导电性基材、设置于所述导电性基材上且100Hz下的储存弹性模量G为5.0MPa以下的弹性层及设置于所述弹性层上的表面层。
<12>根据<11>所述的处理墨盒,其中,
在通过由交流阻抗法在从1MHz至0.1Hz的范围内测定所述带电部件而获得的Cole-Cole图中,包含2.5kHz的容量半圆的电阻成分Ra为6.3×104Ω以下。
<13>根据<11>所述的处理墨盒,其中,
所述带电部件的外周面上的十点平均粗糙度Rz1为8μm以下,凹凸的平均间隔Sm为100μm以上。
<14>根据<13>所述的处理墨盒,其中,
所述十点平均粗糙度Rz1为2μm以上,所述凹凸的平均间隔Sm为400μm以下。
<15>根据<13>所述的处理墨盒,其中,
所述凹凸的平均间隔Sm相对于所述十点平均粗糙度Rz1之比Sm/Rz1为15以上。
<16>根据<13>所述的处理墨盒,其中,
所述凹凸的平均间隔Sm相对于所述十点平均粗糙度Rzl之比Sm/Rz1为50以下。
<17>根据<11>所述的处理墨盒,其中,
所述带电部件的弹性层的100Hz下的储存弹性模量G为3.0MPa以下。
<18>根据<11>所述的处理墨盒,其中,
所述电子照相感光体具有导电性基体、设置于所述导电性基体上的感光层及设置于所述感光层上的保护层。
<19>根据<18>所述的处理墨盒,其中,
所述保护层为无机保护层。
<20>根据<11>所述的处理墨盒,其中,
所述电子照相感光体表面的十点平均粗糙度Rz2为2μm以下。
发明效果
根据<1>所涉及的发明,提供一种图像形成装置,其与带电部件的弹性层的100Hz下的储存弹性模量G超过5.0MPa的情况相比,抑制条纹状的图像缺陷,所述图像形成装置具备:电子照相感光体,表面的摩擦系数为0.8以下;带电装置,其为与电子照相感光体的表面接触而带电的带电部件,且具有导电性基材、设置于导电性基材上的弹性层及设置于所述弹性层上的表面层。
根据<2>所涉及的发明,提供一种图像形成装置,其与电阻成分Ra超过6.3×104Ω的情况相比,抑制条纹状的图像缺陷。
根据<3>所涉及的发明,提供一种图像形成装置,其与带电部件的外周面上的十点平均粗糙度Rz1超过8μm或凹凸的平均间隔Sm小于100μm的情况相比,抑制条纹状的图像缺陷。
根据<4>所涉及的发明,提供一种图像形成装置,其与带电部件的外周面上的十点平均粗糙度Rz1小于2μm或凹凸的平均间隔Sm超过400μm的情况相比,抑制条纹状的图像缺陷。
根据<5>所涉及的发明,提供一种图像形成装置,其与所述凹凸的平均间隔Sm相对于十点平均粗糙度Rz1之比Sm/Rz1小于15的情况相比,抑制条纹状的图像缺陷。
根据<6>所涉及的发明,提供一种图像形成装置,其与带电部件的弹性层的100Hz下的储存弹性模量G超过3.0MPa的情况相比,抑制条纹状的图像缺陷。
根据<7>所涉及的发明,提供一种图像形成装置,其与带电部件的弹性层的100Hz下的储存弹性模量G超过5.0MPa的情况相比,即便具备具有导电性基体、设置于导电性基体上的感光层及设置于感光层上的保护层的电子照相感光体,也抑制条纹状的图像缺陷,所述图像形成装置具备:电子照相感光体,表面的摩擦系数为0.8以下;及带电装置,其为与电子照相感光体的表面接触而带电的带电部件,且具有导电性基材、设置于导电性基材上的弹性层及设置于所述弹性层上的表面层。
根据<8>所涉及的发明,提供一种图像形成装置,其与带电部件的弹性层的100Hz下的储存弹性模量G超过5.0MPa的情况相比,作为保护层即便具备具有无机保护层的电子照相感光体,也抑制条纹状的图像缺陷,所述图像形成装置具备:电子照相感光体,表面的摩擦系数为0.8以下;及带电装置,其为与电子照相感光体的表面接触而带电的带电部件,且具有导电性基材、设置于导电性基材上的弹性层及设置于所述弹性层上的表面层。
根据<9>所涉及的发明,提供一种图像形成装置,其与电子照相感光体表面的十点平均粗糙度Rz2超过2μm的情况相比,抑制条纹状的图像缺陷。
根据<10>所涉及的发明,提供一种处理墨盒,其与带电部件的弹性层的100Hz下的储存弹性模量G超过5.0MPa的情况相比,抑制条纹状的图像缺陷,所述处理墨盒具备:电子照相感光体,表面的摩擦系数为0.8以下;带电装置,其为与电子照相感光体的表面接触而带电的带电部件,且具有导电性基材、设置于导电性基材上的弹性层及设置于所述弹性层上的表面层。
附图说明
根据以下附图,对本发明的实施方式进行详细叙述。
图1是表示本实施方式所涉及的图像形成装置的一例的概略结构图;
图2是表示本实施方式所涉及的图像形成装置的另一例的概略结构图;
图3是表示本实施方式所涉及的处理墨盒的一例的概略结构图。
符号说明
200、210、220-图像形成装置,206-曝光装置,207-电子照相感光体(感光体),208-带电部件,209-电源,211-显影装置,212-转印装置,212a-一次转印部件,212b-二次转印部件,213-清洁装置,214-除电装置,215-定影装置,218-带电部件清洁部件,500-记录媒体。
300-处理墨盒,301-壳体,302-安装导轨,303-用于曝光的开口部,304-用于除电曝光的开口部。
具体实施方式
以下,对本发明的一例即实施方式进行说明。这些说明及实施例是例示实施方式的,并不限制发明的范围。
在本说明书中阶段性地记载的数值范围内,以1个数值范围来记载的上限值或下限值也可以替换为其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。并且,在本说明书中所记载的数值范围内,其数值范围的上限值或下限值也可以替换为实施例中示出的值。
在本说明书中,在提及组合物中的各成分的量的情况下,当在组合物中存在复数种与各成分相应的物质时,若无特别说明,则表示组合物中所存在的该复数种物质的合计量。
在本说明书中,将“电子照相感光体”也简称为“感光体”。
在本说明书中,带电部件的“轴向”表示带电部件的旋转轴延伸的方向。“周向”表示带电部件的旋转方向。
并且,在本说明书中,“导电性”表示20℃下的体积电阻率为1×1014Ω·cm以下。
<图像形成装置>
本实施方式所涉及的图像形成装置具备:
电子照相感光体;
带电装置,具有与电子照相感光体的表面接触而带电的带电部件;
静电潜像形成装置,在已带电的所述电子照相感光体的表面形成静电潜像;
显影装置,通过包含色调剂的显影剂来显影形成于所述电子照相感光体表面的静电潜像而形成色调剂像;及
转印装置,将所述色调剂像转印到记录媒体的表面。
电子照相感光体适用表面的摩擦系数为0.8以下的电子照相感光体。
而且,带电部件适用具有导电性基材、设置于导电性基材上且100Hz下的储存弹性模量G为5.0MPa以下的弹性层及设置于弹性层上的表面层的带电部件。
根据上述结构,本实施方式所涉及的图像形成装置抑制条纹状的图像缺陷。如下推测其理由。
与感光体的表面接触而带电的带电部件伴随感光体的旋转而进行从动旋转。但是,若作为感光体适用表面的摩擦系数为0.8以下及低摩擦系数的感光体(例如,设置有用于在感光层上赋予耐磨性的保护层的感光体),则可能会因带电部件滑动而产生从动不良。若产生带电部件的从动不良,则因带电部件与感光体之间的滑动摩擦而向带电部件的表面的色调剂及外添剂的附着量增加。而且,带电部件中的色调剂及外添剂的附着部的体积电阻上升,造成带电不良,从而会产生条纹状的图像缺陷。
相对于此,若适用具有100Hz下的储存弹性模量G为5.0MPa以下的弹性层的带电部件,则带电部件的从动不良得到抑制。
在此,储存弹性模量G为100Hz下的弹性层的储存弹性模量。在图像形成装置中,带电部件通常以100Hz以上的高转速来进行动作。即,储存弹性模量G低表示以100Hz以上的高转速来进行动作的带电部件中的弹性层的储存弹性模量低。而且,若储存弹性模量G低,则在带电部件与电子照相感光体之间的接触部中,电子照相感光体陷入带电部件,从而接触宽度变长。
因此,带电部件容易与感光体进行从动,因此带电部件的从动不良得到抑制,向带电部件表面的色调剂及外添剂的附着量的增加也得到抑制。
综上所述,推测为本实施方式所涉及的图像形成装置抑制条纹状的图像缺陷。
本实施方式所涉及的图像形成装置采用还具备选自由将色调剂像定影于记录媒体的定影装置;在转印色调剂像之后,清洁带电前的感光体的表面的清洁装置;在转印色调剂像之后,在带电之前对感光体的表面照射光而进行除电的除电装置组成的组中的至少一个的周知的图像形成装置。
本实施方式所涉及的图像形成装置可以是将形成于电子照相感光体的表面的色调剂像直接转印到记录媒体的直接转印方式的装置及将形成于电子照相感光体的表面的色调剂像一次转印到中间转印体的表面并将转印到中间转印体的表面的色调剂像二次转印到记录媒体的表面的中间转印方式的装置中的任一个。
在此,在本实施方式所涉及的图像形成装置中,带电装置可以是还具有清洁带电部件的外周面的带电部件清洁部件的带电装置。
带电装置可以是仅施加直流电压的方式(DC带电方式)、仅将交流电压施加于带电部件的方式(AC带电方式)及将在直流电压上叠加了交流电压的电压施加于带电部件的方式(AC/DC带电方式)中的任一种。
带电装置可以是还具有仅将直流电压施加于带电部件的施加部的带电装置,也可以是还具有仅将交流电压施加于带电部件的施加部的带电装置,还可以是还具有将叠加有直流电压及交流电压的叠加电压施加于带电部件的施加部的带电装置。
以下,参考附图对本实施方式所涉及的图像形成装置的结构进行说明。
图1是表示本实施方式所涉及的图像形成装置的一例的概略结构图。图1是表示直接转印方式的图像形成装置的示意图。图2是表示本实施方式所涉及的图像形成装置的另一例的概略结构图。图2是表示中间转印方式的图像形成装置的示意图。
图1所示的图像形成装置200具备电子照相感光体(也简称为“感光体”。)207、使感光体207表面带电的带电部件208、与带电部件208连接的电源209(施加部的一例)、清洁带电部件208的外周面的带电部件清洁部件218、曝光感光体207表面而形成潜像的曝光装置206(静电潜像形成装置的一例)、通过包含色调剂的显影剂来显影感光体207上的潜像的显影装置211、将感光体207上的色调剂像转印到记录媒体500的转印装置212、将色调剂像定影到记录媒体500的定影装置215、去除感光体207上所残留的色调剂的清洁装置213及对感光体207表面进行除电的除电装置214。可以不具备除电装置214。
在此,在图像形成装置200中,由带电部件208、电源209及带电部件清洁部件218构成带电装置。
图2所示的图像形成装置210具备感光体207、带电部件208、电源209、带电部件清洁部件218、曝光装置206、显影装置211、将感光体207上的色调剂像转印到记录媒体500的一次转印部件212a及二次转印部件212b、定影装置215以及清洁装置213。与图像形成装置200同样地,图像形成装置210可以具备除电装置。
在此,在图像形成装置210中,由带电部件208、电源209及带电部件清洁部件218构成带电装置。
感光体207通过带电、露光而形成静电潜像,通过显影形成色调剂像。另外,关于感光体207的详细内容,将在后面叙述。
带电部件208为由辊状的带电部件构成,且与感光体207的表面接触而使感光体207的表面带电的接触带电方式的带电部件。从电源209对带电部件208仅施加直流电压、仅施加交流电压或施加在直流电压上叠加了交流电压的电压。另外,关于带电部件208的详细内容,将在后面叙述。
作为曝光装置206,可举出具备半导体激光器及LED(light emitting diode:发光二极管)等光源的光学系统装置。
显影装置211为将色调剂供给至感光体207的装置。显影装置211例如使辊状的显影剂保持体接触或接近感光体207而在感光体207上的潜像上附着色调剂来形成色调剂像。
作为转印装置212,例如可举出电晕放电发生器及经由记录媒体500挤压感光体207的导电性辊。
作为一次转印部件212a,例如可举出与感光体207接触而进行旋转的导电性辊。作为二次转印部件212b,例如可举出经由记录媒体500挤压一次转印部件212a的导电性辊。
作为定影装置215,例如可举出具备加热辊及挤压该加热辊的加压辊的加热定影装置。
作为清洁装置213,可举出作为清洁部件具备刮板、刷子及辊等的装置。作为清洁刮板的材质,可举出聚氨酯橡胶、氯丁橡胶及硅酮橡胶等。
除电装置214例如为对转印后的感光体207表面照射光而对感光体207的残留电位进行除电的装置。可以不具备除电装置214。
图3是表示本实施方式所涉及的处理墨盒的一例的示意图。图3所示的处理墨盒300例如装卸于具备曝光装置、转印装置及定影装置的图像形成装置主体。
处理墨盒300通过壳体301而感光体207、带电部件208、带电部件清洁部件218、显影装置211及清洁装置213成为一体。在壳体301中设置有用于装卸于图像形成装置的安装导轨302、用于曝光的开口部303及用于除电曝光的开口部304。
[感光体]
以下,对感光体207的详细内容进行说明。另外,省略符号来进行说明。
感光体适用表面的摩擦系数为0.8以下的感光体。
感光体表面的摩擦系数例如优选为0.8以下。但是,从带电部件的从动性的观点出发,感光体表面的摩擦系数的下限例如为0.2以上。
如下测定感光体表面的摩擦系数。
对感光体的表面,通过下述测定条件的HEIDON电阻力测定法连续测定摩擦系数30次,计算从第10次至第20次测定值的平均。另外,摩擦系数测量针的动态摩擦系数。摩擦系数的测定使用Shinto Scientific Co.,Ltd.制TRIBOGEAR(超重变动型摩擦磨损测试系统)及TYPEHHS2000(使用标准分析软件)。
·测定条件
针的材质:金刚石,针的前端形状:R=0.2mm,超重:20g,针的接触角度:90°(相对于感光体表面垂直的方向),针的移动距离:在单方向上以10mm来往复,往复次数:30次
表面的摩擦系数为0.8以下的感光体例如可举出具有导电性基体、设置于导电性基体上的感光层及设置于感光层上的保护层的感光体。具有用于赋予耐磨性的保护层的感光体的表面的摩擦系数容易变低。
感光层可以是层叠有电荷产生层及电荷传输层的层叠型感光层,也可以是单层型感光层。
在导电性基体与感光层之间可以设置有下涂层。在下涂层与感光层之间可以设置中间层。
在此,感光体表面的十点平均粗糙度Rz2例如优选为2μm以下。通过将感光层的表面性状设为上述范围,带电部件的从动不良进一步得到抑制,从而容易抑制条纹状的图像缺陷。
感光体表面的十点平均粗糙度Rz2例如更优选为1.8μm以下,进一步优选为1.5μm以下。
但是,感光体表面的十点平均粗糙度Rz2的下限例如优选为0.3μm以上,更优选为0.5μm以上。这是因为,抑制由与带电部件的接触面积的过度增加引起的向带电部件的色调剂及外添剂的固着,从而条纹状的图像缺陷的产生得到抑制。
感光层的表面的十点平均粗糙度Rz2能够通过成膜条件或抛光来调整。
感光层的表面的十点平均粗糙度Rz2能够通过与后述的带电部件的十点平均粗糙度Rz1相同的方法来测定。
以下,对各层的详细内容进行说明。
(导电性基体)
作为导电性基体,例如可举出包含金属(铝、铜、锌、铬、镍、钼、钒、铟、金、铂等)或合金(不锈钢等)的金属板、金属鼓及金属带等。并且,作为导电性基体,例如还可举出导电性化合物(例如导电性聚合物、氧化铟等);涂布、蒸镀或层压了金属(例如铝、钯、金等)或合金的纸张;树脂薄膜;带等。
作为导电性基体适用周知的导电性基体即可。
(下涂层)
下涂层例如可举出包含无机粒子及粘结树脂的层。
作为无机粒子,例如可举出粉体电阻(体积电阻率)102Ω·cm以上且1011Ω·cm以下的无机粒子。
其中,作为具有上述电阻值的无机粒子,例如为氧化锡粒子、氧化钛粒子、氧化锌粒子、氧化锆粒子等金属氧化物粒子即可,尤其优选为氧化锌粒子。
无机粒子可以实施有表面处理。无机粒子可以混合使用两种以上表面处理不同的粒子或粒径不同的粒子。
作为表面处理剂,例如可举出硅烷偶联剂、钛酸酯系偶联剂、铝系偶联剂、表面活性剂等。例如,尤其优选为硅烷偶联剂,更优选为具有氨基的硅烷偶联剂。
在此,从提高电特性的长期稳定性、载流子阻挡性的观点出发,下涂层例如优选与无机粒子一同含有电子接收性化合物(受体化合物)。
作为电子接收性化合物,例如优选为具有蒽醌结构的化合物。作为具有蒽醌结构的化合物,例如优选为羟基蒽醌化合物、氨基蒽醌化合物、氨基羟基蒽醌化合物等,具体而言,例如优选为蒽醌、茜素、醌茜、蒽绛酚、红紫素等。
电子接收性化合物可以与无机粒子一同分散包含于下涂层中,也可以以附着于无机粒子的表面的状态来包含于下涂层中。
电子接收性化合物的含量相对于无机粒子例如为0.01质量%以上且20质量%以下即可,优选为0.01质量%以上且10质量%以下。
作为下涂层中所使用的粘结树脂,例如优选为上层不溶于涂布溶剂的树脂,尤其优选为通过选自由尿素树脂、酚醛树脂、酚醛-甲醛树脂、三聚氰胺树脂、氨基甲酸酯树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、环氧树脂等热固性树脂;聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚醚树脂、甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯醇树脂及聚乙烯醇缩醛树脂组成的组中的至少一种树脂与固化剂之间的反应而获得的树脂。
当组合两种以上来使用这些粘结树脂时,根据需要设定其混合比例。
为了提高电特性、提高环境稳定性及提高画质,在下涂层中可以包含各种添加剂。
作为添加剂,可举出多环缩合系、偶氮系等电子传输性颜料、锆螯合物化合物、钛螯合物化合物、铝螯合物化合物、钛醇盐化合物、有机钛化合物、硅烷偶联剂等公知的材料。如前述,硅烷偶联剂用于无机粒子的表面处理,但作为添加剂还可以添加于下涂层。
下涂层的膜厚例如优选为15μm以上,更优选设定在20μm以上且50μm以下的范围内。
(中间层)
中间层例如为包含树脂的层。作为中间层中所使用的树脂,例如可举出缩醛树脂(例如聚乙烯醇缩丁醛等)、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、酪蛋白树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、明胶、聚氨酯树脂、聚酯树脂、甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚氯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、氯乙烯-乙酸乙烯-马来酸酐树脂、硅酮树脂、硅酮-醇酸树脂、酚醛-甲醛树脂、三聚氰胺树脂等高分子化合物。
中间层可以是包含有机金属化合物的层。作为中间层中所使用的有机金属化合物,可举出含有锆、钛、铝、锰、硅等金属原子的有机金属化合物等。
这些中间层中所使用的化合物可以单独使用,也可以用作复数种化合物的混合物或缩聚物。
其中,中间层例如优选为包含含有锆原子或硅原子的有机金属化合物的层。
中间层的膜厚例如优选设定在0.1μm以上且3μm以下的范围。另外,可以将中间层用作下涂层。
(电荷产生层)
电荷产生层例如为包含电荷产生材料及粘结树脂的层。并且,电荷产生层可以是电荷产生材料的蒸镀层。电荷产生材料的蒸镀层例如适合于使用LED(Light EmittingDiode:发光二极管)、有机EL(Electro-Luminescence:电致发光)图像阵列等非相干性光源的情况。
作为电荷产生材料,可举出双偶氮、三偶氮等偶氮颜料;二溴蒽嵌蒽醌等稠环芳香族颜料;苝颜料;吡咯并吡咯颜料;酞菁颜料;氧化锌;三方晶系硒等。
作为电荷产生层中所使用的粘结树脂,从广范围的绝缘性树脂中选择,并且,作为粘结树脂,可以从聚-N-乙烯基咔唑、聚乙烯蒽、聚乙烯芘、聚硅烷等有机光导电性聚合物中选择。
另外,电荷产生材料与粘结树脂的配合比例如以质量比计优选在10∶1至1∶10的范围内。
在电荷产生层中可以包含其他周知的添加剂。
电荷产生层的膜厚例如优选设定在0.1μm以上且5.0μm以下的范围内,更优选设定在0.2μm以上且2.0μm以下的范围内。
(电荷传输层)
电荷传输层例如为包含电荷传输材料及粘结树脂的层。电荷传输层可以是包含高分子电荷传输材料的层。
作为电荷传输材料,可举出对苯醌、氯醌、四溴代苯醌、蒽醌等醌系化合物;四氰基对苯二甲烷系化合物;2,4,7-三硝基芴酮等芴酮化合物;蒽酮系化合物;二苯甲酮系化合物;氰基乙烯系化合物;乙烯系化合物等电子传输性化合物。作为电荷传输材料,还可举出三烯丙基胺系化合物、联苯胺系化合物、芳基烷系化合物、芳基取代乙烯系化合物、茋系化合物、蒽系化合物、腙系化合物等空穴传输性化合物。这些电荷传输材料可以单独使用一种或使用两种以上,但并不限定于此。
电荷传输层中所使用的粘结树脂可举出聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚芳酯树脂、甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏二氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯-马来酸酐共聚物、硅酮树脂、硅酮醇酸树脂树脂、酚醛-甲醛树脂、苯乙烯-醇酸树脂、聚-N-乙烯基咔唑、聚硅烷等。其中,作为粘结树脂,例如优选为聚碳酸酯树脂或聚芳酯树脂。这些粘结树脂单独使用一种或使用两种以上。
另外,电荷传输材料与粘结树脂的配合比例如以质量比计优选为10∶1至1∶5。
在电荷传输层中可以包含其他周知的添加剂。
电荷传输层的膜厚例如优选设定在5μm以上且50μm以下的范围内,更优选为设定在10μm以上且30μm以下的范围内。
(单层型感光层)
单层型感光层(电荷产生/电荷传输层)例如为包含电荷产生材料、电荷传输材料及根据需要包含粘结树脂及其他周知的添加剂的层。另外,这些材料与在电荷产生层及电荷传输层中所说明的材料相同。
而且,在单层型感光层中,电荷产生材料的含量相对于总固体成份例如为0.1质量%以上且10质量%以下即可,优选为0.8质量%以上且5质量%以下。并且,在单层型感光层中,电荷传输材料的含量相对于总固体成份例如为5质量%以上且50质量%以下即可。
单层型感光层的形成方法与电荷产生层或电荷传输层的形成方法相同。
单层型感光层的膜厚例如为5μm以上且50μm以下即可,优选为10μm以上且40μm以下。
(保护层)
保护层例如以防止带电时的感光层的化学变化或进一步改善感光层的机械强度为目的设置。
保护层可以是有机保护层及无机保护层中的任一个。但是,具有无机保护层的感光体,表面的摩擦系数容易变低,因带电部件的从动不良而容易产生条纹状的图像缺陷。但是,通过适用具有100Hz下的储存弹性模量G为5.0MPa以下的弹性层的带电部件,即便是具有无机保护层的感光体,带电部件的从动不良也得到抑制,条纹状的图像缺陷的产生得到抑制。
-有机保护层-
有机保护层例如适用由固化膜(交联膜)构成的层即可。作为有机保护层,例如可举出下述1)或2)所示的层。
1)由包含在同一分子内具有反应性基团及电荷传输性骨架的含有反应性基团的电荷传输材料的组合物的固化膜构成的层(即,包含该含有反应性基团的电荷传输材料的聚合物或交联体的层)
2)由包含非反应性的电荷传输材料及不具有电荷传输性骨架而具有反应性基团的含有反应性基团的非电荷传输材料的组合物的固化膜构成的层(即,包含非反应性的电荷传输材料及该含有反应性基团的非电荷传输材料的聚合物或交联体的层)
作为含有反应性基团的电荷传输材料的反应性基团,可举出连锁聚合基、环氧基、-OH、-OR[其中,R表示烷基]、-NH2、-SH、-COOH、-SiRQ1 3-Qn(ORQ2)Qn[其中,RQ1表示氢原子、烷基或者取代或未取代的烷基,RQ2表示氢原子、烷基、烷基甲硅烷基。Qn表示1~3的整数]等周知的反应性基团。
作为连锁聚合基团,只要是能够自由基聚合的官能团,则并无特别限定,例如为具有至少含有碳双键的基团的官能团。具体而言,可举出含有选自乙烯基、乙烯基醚基、乙烯基硫醚基、苯乙烯基(乙烯基苯基)、丙烯酰基、甲基丙烯酰基及它们的衍生物中的至少一个的基团等。其中,由于其反应性优异,因此作为连锁聚合基团,例如优选为含有选自乙烯基、苯乙烯基(乙烯基苯基)、丙烯酰基、甲基丙烯酰基及它们的衍生物中的至少一个的基团。
作为含有反应性基团的电荷传输材料的电荷传输性骨架,只要是电子照相感光体中的公知的结构,则并无特别限定,例如可举出三烯丙基胺系化合物、联苯胺系化合物、腙系化合物等来源于含氮的空穴传输性化合物的骨架且与氮原子共轭的结构。其中,例如优选为三芳基胺骨架。
具有这些反应性基团及电荷传输性骨架的含有反应性基团的电荷传输材料、非反应性的电荷传输材料以及含有反应性基团的非电荷传输材料从周知的材料中选择即可。
在保护层中可以包含其他周知的添加剂。
保护层的形成并无特别限制,可利用周知的形成方法,但例如通过形成将上述成分添加于溶剂的保护层形成用涂布液的涂膜,干燥该涂膜,并根据需要进行加热等固化处理来进行。
作为用于制备保护层形成用涂布液的溶剂,可举出甲苯、二甲苯等芳香族系溶剂;甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮系溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯系溶剂;四氢呋喃、二噁烷等醚系溶剂;乙二醇单甲醚等溶纤系溶剂;异丙醇、丁醇等醇系溶剂等。这些溶剂单独或混合混合两种以上来使用。
另外,保护层形成用涂布液可以是无溶剂的涂布液。
作为将保护层形成用涂布液涂布于感光层(例如电荷传输层)上的方法,可举出浸渍涂布法、顶推涂布法、线棒涂布法、喷雾涂布法、刮板涂布法、气刀涂布法、帘式涂布法等通常的方法。
保护层的膜厚例如优选设定在1μm以上且20μm以下的范围内,更优选设定在2μm以上且10μm以下的范围内。
-无机保护层-
无机保护层为包含无机材料而构成的层。
作为无机材料,从作为保护层的具有机械强度、透光性这一观点出发,例如可举出氧化物系、氮化物系、碳系、硅系的无机材料。
作为氧化物系的无机材料,例如可举出氧化镓、氧化铝、氧化锌、氧化钛、氧化铟、氧化锡、氧化硼等金属氧化物或它们的混晶。
作为氮化物系的无机材料,例如可举出氮化镓、氮化铝、氮化锌、氮化钛、氮化铟、氮化锡、氮化硼等金属氮化物或它们的混晶。
作为碳系及硅系的无机材料,例如可举出类金刚石碳(DLC)、非晶质碳(a-C)、氢化非晶质碳(a-C:H)、氢·氟化非晶质碳(a-C:H)、非晶质碳化硅(a-SiC)、氢化非晶质碳化硅(a-SiC:H)非晶质硅(a-Si)、氢化非晶质硅(a-Si:H)等。
另外,无机材料可以是氧化物系及氮化物系的无机材料的混晶。
其中,作为无机材料,从机械强度、透光性优异,尤其具有n型导电性且其导电控制性优异这一观点出发,例如优选为金属氧化物,尤其优选为第13族元素的氧化物(优选为氧化镓)。
无机保护层包含第13族元素(例如优选为镓)及氧,由此疏水性提高。因该疏水性高而基于清洁刮板的清洁性变得良好。
综上所述,无机保护层例如至少包含第13族元素(尤其为镓)及氧而构成即可,根据需要,可以包含氢而构成。通过包含氢,容易轻松地控制至少包含第13族元素(尤其镓)及氧而构成的无机保护层的各物理性能。例如,在包含镓、氧及氢的无机保护层(例如,由包含氢的氧化镓构成的无机保护层)中,通过将组成比[O]/[Ga]从1.0改变为1.5,在109Ω·cm以上且1014Ω·cm的范围内容易实现体积电阻率的控制。
在无机保护层中,除了上述无机材料以外,为了导电型的控制,例如,在n型的情况下,可以包含选自C、Si、Ge、Sn中的一个以上的元素。并且,例如,在p型的情况下,可以包含选自N、Be、Mg、Ca、Sr中的一个以上的元素。
在此,当无机保护层由包含镓、氧及根据需要包含氢而构成时,从机械强度、透光性、柔软性尤其其导电控制性优异这一观点出发,元素构成比率如下。
镓的元素构成比率相对于无机保护层的总构成元素例如为15原子%以上且50原子%以下即可,优选为20原子%以上且40原子%以下,更优选为20原子%以上且30原子%以下。
氧的元素构成比率相对于无机保护层的总构成元素例如为30原子%以上且70原子%以下即可,优选为40原子%以上且60原子%以下,更优选为45原子%以上且55原子%以下。
氢的元素构成比率相对于无机保护层的总构成元素例如为10原子%以上且40原子%以下即可,优选为15原子%以上且35原子%以下,更优选为20原子%以上且30原子%以下。
另一方面,原子数比〔氧/镓〕例如为超过1.50且2.20以下即可,优选为1.6以上且2.0以下。
在此,无机保护层中的各元素的元素构成比率、原子数比等也包括厚度方向的分布在内通过拉塞福散射光谱(以下,称为“RBS”)求出。另外,RBS中,作为加速器使用NEC公司3SDH Pelletron,作为终端站使用CE&A公司RBS-400,作为系统使用3S-R10。分析中使用CE&A公司的HYPRA程序等。
另外,RBS的测定条件设为,He++离子束能量为2.275eV,检测角度160°,GrazingAngle(入射余角)相对于入射束为约109°。
具体而言,如下进行RBS测定。首先,对试样垂直入射He++离子束,相对于离子束将检测器设置成160°,测定所背散射的He的信号。根据检测到的He的能量及强度确定组成比及膜厚。为了提高求出组成比及膜厚的精度,可以以两个检测角度来测定光谱。通过以深度方向分辨率或背散射力学不同的两个检测角度来测定并进行交叉检查,提高精度。
通过靶原子而背散射的He原子的数量仅根据1)靶原子的原子编号、2)散射前的He原子的能量及3)散射角度这三个要素来确定。
根据测定出的组成通过计算假定密度,并使用其来计算厚度。密度的误差在20%以内。
另外,氢的元素构成比率通过氢前向散射(以下,称为“HFS”)求出。
在HFS测定中,作为加速器使用NEC公司3SDH Pelletron,作为终端站使用CE&A公司RBS-400,作为系统使用3S-R10。分析中使用CE&A公司的HYPRA程序。而且,HFS的测定条件如下。
·He++离子束能量:2.275eV
·检测角度:相对于160°入射束,Grazing Angle为30°
HFS测定中,以相对于He++离子束使检测器成为30°,且试样从法线成为75°的方式进行设置,由此检测向试样的前方散射的氢的信号。例如,此时,用铝箔覆盖检测器,以去除与氢一同散射的He原子。定量如下进行,即,通过将参考用试样与被测定试样的氢的计数以阻止本领来标准化之后进行比较。作为参考用试样使用在Si中离子注入了H的试样及白云母。
已知白云母的氢浓度为6.5原子%。
吸附于最表面的H例如通过减去吸附于洁净的Si表面的H量来进行校正。
-无机保护层的特性-
无机保护层可以根据目的而在厚度方向上具有组成比分布,也可以由多层结构构成。
无机保护层例如优选为微晶膜、多晶膜、非晶膜等非单晶膜。其中,在表面的平滑性上,例如尤其优选非晶质,但在硬度点上,更优选微晶膜。
无机保护层的生长剖面可以取柱状结构,但从光滑性的观点出发,例如优选为平坦性高的结构,且优选为非晶质。
另外,结晶性、非晶质性根据通过RHEED(反射高能电子衍射)测定而获得的衍射像的点或线的有无来判别。
无机保护层的体积电阻率例如为106Ω·cm以上即可,优选为108Ω·cm以上。
若将该体积电阻率设为上述范围,则电荷流向面内方向得到抑制,从而容易实现良好的静电潜像形成。
该体积电阻率如下求出,即,使用nF公司制LCR计ZM2371,根据电极面积、试样厚度,由在频率1kHz、电压1V的条件下测定出的电阻值计算。
另外,测定试样可以是在与成为测定对象的无机保护层的成膜时相同的条件下在铝基体上成膜并且在该成膜物上通过真空蒸镀形成金电极而获得的试样,或也可以是从制作后的电子照相感光体剥离无机保护层,进行局部蚀刻,并且用一对电极来夹持其的试样。
无机保护层的弹性模量例如为30GPa以上且80GPa以下即可,优选为40GPa以上且65GPa以下。
若将该弹性模量设为上述范围,则容易抑制无机保护层中的凹部的产生及剥离或破裂。
该弹性模量使用MTS Systems制Nano Indenter SA2并通过连续刚度法(CSM)(美国专利4848141)获得深度分布,由其压入深度30nm至100nm的测定值获得的平均值。
下述为测定条件。
·测定环境:23℃,55%RH
·使用压头:金刚石制正三角锥压头(Berkovic压头)三角锥压头
·试验模式:CSM模式
另外,测定试样可以是在与成为测定对象的无机保护层的成膜时相同条件下在基体上成膜的试样,或也可以是从制作后的电子照相感光体剥离无机保护层并进行局部蚀刻的试样。
无机保护层的膜厚例如为0.2μm以上且10.0μm以下即可,优选为0.4μm以上且5.0μm以下。
若将该膜厚设为上述范围,则容易抑制无机保护层中的凹部的产生及剥离或破裂。
-无机保护层的形成-
在保护层的形成中,例如利用等离子CVD(Chemical Vapor Deposition:化学气相沉积)法、有机金属气相生长法、分子束外延法、蒸镀、溅射等公知的气相沉积法。
[带电装置]
以下,对带电装置进行说明。另外,省略符号来进行说明。
带电装置例如具有使感光体表面带电的带电部件、与带电部件连接的电源(施加部的一例)及清洁带电部件的外周面的带电部件清洁部件。
带电部件具有导电性基材、设置于导电性基材上且100Hz下的储存弹性模量G为5.0MPa以下的弹性层及设置于弹性层上的表面层。
弹性层中的100Hz的储存弹性模量G为5.0MPa以下,但从抑制由带电部件的从动不良引起的条纹状的图像缺陷的观点出发,例如优选为4.0MPa以下,进一步优选为3.0MPa以下。
另一方面,从抑制点状的图像缺失(例如白点)的观点出发,储存弹性模量G例如优选为1.0MPa以上,更优选为1.5MPa以上,进一步优选为2.0MPa以上。
储存弹性模量G例如优选为1.0MPa以上且5.0MPa以下,更优选为1.5MPa以上且4.0MPa以下,进一步优选为2.0MPa以上且3.0MPa以下。
如下测定弹性层的储存弹性模量G。
从测定对象即带电部件以长度24mm×宽度2mm×厚度0.5mm来切出弹性层,使用动态粘弹性测定机RHEOVIBRON(ORIENTEC CORPORATION制),在温度24℃、夹头间距20mm、荷载10gf、振幅80μm、频率0.1Hz至100Hz自动扫描的条件下,测定100Hz下的储存弹性模量。
在带电部件中,在通过交流阻抗法在从1MHz至0.1Hz的范围内测定带电部件而获得的Cole-Cole图中,包含2.5kHz的容量半圆的电阻成分Ra例如优选为6.3×104Ω以下。
在此,在使用了接触带电方式的带电装置的图像形成装置中,通过在电子照相感光体与带电部件的接触部周边中的微小的间隙(也被称为“微小间隙”)中进行放电,使电子照相感光体的表面带电。若上述放电的负荷大,则放电产物的附着量变多,从而容易产生条纹状的图像缺陷。
另一方面,若降低施加于带电部件的电压,则由放电引起的负荷变小,但施加于放电区域的电压弱且变得不均,由此由带电不均引起的点状的图像缺失可能会产生于图像。因此,例如,优选将抑制产生点状的图像缺失所需的电压施加于带电部件。
相对于此,若弹性层中的所述储存弹性模量G为5.0MPa以下,且电阻成分Ra为6.3×104Ω以下,则放电产物的附着量减少,从而容易抑制条纹状的图像缺陷。如下推测其理由。
在此,在通过由交流阻抗法在从1MHz至0.1Hz的范围内测定所述带电部件而获得的Cole-Cole图中,所述电阻成分Ra为包含2.5kHz的容量半圆的电阻成分。认为在测定具有导电性基材、弹性层及表面层的带电部件而获得的Cole-Cole图中,包含2.5kHz的容量半圆来源于弹性层。而且,通过降低来源于弹性层的容量半圆的电阻成分Ra,施加于带电部件的电压中带电部件的弹性层中所消耗的比例变低,因此即便减小施加于带电部件的交流电压也不易产生点状的图像缺失。即,抑制产生点状的图像缺失所需的交流电压变低。因此,通过将低的交流电压施加于带电部件而进行图像形成,施加于电子照相感光体的放电的负荷变小。
并且,所述储存弹性模量G为100Hz下的弹性层的储存弹性模量。在图像形成装置中,带电部件通常以100Hz以上的高转速来进行动作。即,储存弹性模量G低表示以100Hz以上的高转速来进行动作的带电部件中的弹性层的储存弹性模量低。而且,认为,若储存弹性模量G低,则在带电部件与电子照相感光体的接触部中,电子照相感光体陷入带电部件,接触宽度变长,并且带电部件的表面从电子照相感光体分离的角度变陡,成为微小间隙的宽度变窄。即,放电宽度变窄。因此,施加于电子照相感光体的放电的负荷变小。
如上所述,推测为储存弹性模量G为5.0MPa以下,且电阻成分Ra为6.3×104Ω以下,由此向电子照相感光体的放电的负荷变小,因此放电产物的附着量减少,从而容易抑制条纹状的图像缺陷。
通过交流阻抗法测定带电部件而获得的Cole-Cole图中的包含2.5kHz的容量半圆的电阻成分Ra为6.3×104Ω以下,但从抑制条纹状的图像缺陷的观点出发,例如优选为5.0×104Ω以下,更优选为4.0×104Ω以下。
从抑制电流在带电部件与感光体的接触部中流动且带电性降低的观点出发,电阻成分Ra例如优选为1.0×104Ω以上,更优选为1.5×104Ω以上,进一步优选为2.0×104Ω以上。
如下测定电阻成分Ra。
在基于交流阻抗法的测定中,作为电源及电流计使用SI 1260 inpedance/gainphase analyzer(TOYO Corporation制),作为电流放大器使用1296 dielectricinterface(TOYO Corporation制)。
将阻抗测定对象即带电部件的导电性基材设为阴极,将在带电部件的外周面上卷绕一圈宽度1.5cm的铝板的部件设为阳极,以从频率1MHz至0.1Hz的范围来从高频侧施加1Vp-p的交流电压,测定测定对象即带电部件的交流阻抗。通过该测定获得的Cole-Cole图的曲线图中,将包含2.5kHz的容量半圆拟合于RC并联的等效电路,由此求出电阻成分Ra(单位:Ω)及静电电容成分Ca(单位:F)。
另外,作为将电阻成分Ra及储存弹性模量G控制在上述范围内的方法,例如可举出通过调整弹性层中所包含的成分的配合比例来进行控制的方法、通过改变弹性层的制造条件(例如交联条件等)来进行控制的方法等。
具体而言,例如,当弹性层含有碳酸钙等无机填充剂时,可以通过调整无机填充剂的含量来控制电阻成分Ra及储存弹性模量G。通过减少无机填充剂的含量,具有电阻成分Ra的值下降且储存弹性模量G的值也下降的倾向。
并且,例如,当弹性层含有炭黑时,可以通过调整炭黑的含量来控制电阻成分Ra及储存弹性模量G。通过减少炭黑的含量,具有电阻成分Ra的值下降且储存弹性模量G的值也下降的倾向。
并且,例如,当弹性层含有环氧氯丙烷-环氧烷共聚物橡胶时,可以通过调整上述共聚物橡胶的聚合比来控制电阻成分Ra。通过提高上述共聚物橡胶中的环氧烷成分的聚合比,具有电阻成分Ra的值下降的倾向。
并且,例如,当通过经交联反应获得弹性层时,可以通过减少交联剂量、降低交联时的加热温度、缩短交联时的加热时间等来控制电阻成分Ra。
以下,对带电部件的详细内容进行说明。
带电部件只要具有导电性基材、形成于导电性基材上的弹性层及设置于弹性层上的表面层,则其层结构并无特别限定,还可以具有其他层。作为其他层,例如可举出设置于导电性基材与弹性层之间的一层以上的粘结层及设置于弹性层与表面层之间的一层以上的中间层等。作为本实施方式所涉及的带电部件的形状,并无特别限定,但优选采用辊状带电部件,即所谓的充电辊的方式。
以下,主要对带电部件的各结构进行说明。
(导电性基材)
导电性基材作为带电部件的电极及支承体而发挥作用。
作为导电性基材,例如可使用由铝、铜合金、不锈钢等金属或合金;以铬、镍等来实施了镀金处理的铁;导电性树脂等导电性材质构成的基材。本实施方式中的导电性基材作为充电辊的电极及支承部件而发挥作用,例如作为其材质,可举出铁(易切钢等)、铜、黄铜、不锈钢、铝及镍等金属。在本实施方式中,所述导电性基材为导电性的棒状部件,作为所述导电性基材,还可举出对外周面实施了电镀处理的部件(例如树脂或陶瓷部件)、分散有导电剂的部件(例如树脂或陶瓷部件)等。所述导电性基材可以是中空状的部件(筒状部件),也可以是非中空状的部件。
(弹性层)
作为弹性层,例如可举出包含弹性材料及导电剂的导电性层。根据需要,弹性层可以包含无机填充剂及其他添加剂。
弹性层可以是单层,也可以是层叠有多个层的层叠体。弹性层可以是导电性的发泡弹性层,也可以是导电性的非发泡弹性层,还可以导电性的发泡弹性层与导电性的非发泡弹性层层叠。
-弹性材料-
作为弹性材料,例如可举出环氧氯丙烷类橡胶、聚氨酯、丁腈橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、氯丁橡胶、氯化聚异戊二烯、氢化聚丁二烯、丁基橡胶、硅酮橡胶、氟橡胶、天然橡胶及混合了它们的弹性材料。这些弹性材料中,例如优选为环氧氯丙烷类橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、氯丁橡胶、聚氨酯、硅酮橡胶、丁腈橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶及混合了它们的弹性材料。
在这些弹性材料中,从电阻均匀性的观点出发,弹性层例如优选至少含有环氧氯丙烷类橡胶。
环氧氯丙烷类橡胶至少包含来源于环氧氯丙烷的结构单元(以下也称为“环氧氯丙烷成分”)的聚合物橡胶。作为环氧氯丙烷类橡胶,可举出环氧氯丙烷的均聚物及多元共聚物(二元共聚物、三元共聚物等)。作为多元共聚物,例如可举出环氧氯丙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶、环氧氯丙烷-环氧烷(环氧乙烷、环氧丙烷或这两者)共聚物橡胶等。
弹性层例如优选含有包含环氧氯丙烷成分的多元共聚物,从容易控制电阻成分Ra的观点出发,更优选含有环氧氯丙烷-环氧烷共聚物橡胶。
另外,环氧氯丙烷-环氧烷共聚物橡胶只要包含环氧氯丙烷成分及来源于环氧烷的结构单元(以下也称为“环氧烷成分”)即可,还可以包含来源于其他聚合成分的结构单元。作为其他聚合成分,例如可举出烯丙基缩水甘油醚等。环氧氯丙烷-环氧烷共聚物橡胶可以是由环氧氯丙烷成分及环氧烷成分组成的环氧氯丙烷-环氧烷橡胶,也可以是包含环氧氯丙烷成分、环氧烷成分及来源于烯丙基缩水甘油醚的结构单元的环氧氯丙烷-环氧烷-烯丙基缩水甘油醚橡胶。
当弹性层含有环氧氯丙烷-环氧烷共聚物橡胶时,环氧烷成分的含量相对于环氧氯丙烷-环氧烷共聚物橡胶总量例如优选为45质量%以上,更优选为50质量%以上且70质量%以下,进一步优选为55质量%以上且65质量%以下。通过所述环氧烷成分的含量在上述范围内,与少于上述范围的情况相比,容易将电阻成分Ra控制为低的值。并且,通过所述环氧烷成分的含量在上述范围内,与多于上述范围的情况相比,具有容易将电阻成分Ra控制为低的值且由环境(温湿度)引起的电阻变动小这一优点。
另外,从电阻均匀性的观点出发,环氧氯丙烷类橡胶相对于弹性层中所含有的弹性材料总量的比例例如优选为80质量%以上,更优选为90质量%以上,进一步优选为95质量%以上。
-导电剂-
作为导电剂,可举出电子导电剂及离子导电剂。
作为电子导电剂,可举出炉法炭黑、热炭黑、槽法炭黑、科琴黑、乙炔黑、着色用炭黑等炭黑;热分解碳;石墨;铝、铜、镍、不锈钢等金属或合金;氧化锡、氧化铟、氧化钛、氧化锡-氧化锑固溶体、氧化锡-氧化铟固溶体等金属氧化物;对绝缘物质的表面进行了导电化处理的物质等粉末。
作为离子导电剂,可举出四乙基铵、月桂基三甲基铵、苄基三烷基铵等高氯酸盐或氯酸盐;锂、镁等碱金属或碱土类金属的高氯酸盐或氯酸盐等。
导电剂可以单独使用一种,也可以组合两种以上使用。
从成型性的观点出发,在这些导电剂中,弹性层例如优选至少含有炭黑,控制电阻成分Ra及储存弹性模量G并且抑制由环境(温湿度)引起的电阻变动的观点出发,例如优选含有炭黑及离子导电剂。
从电阻控制性及混炼性的观点出发,炭黑的算数平均粒径例如优选为1nm以上且200nm以下,更优选为10nm以上且200nm以下,进一步优选为10nm以上且100nm以下,尤其优选为30nm以上且70nm以下。
上述炭黑的算数平均粒径为通过使用激光衍射式粒度分布测定装置(例如,BECKMAN COULTER制,LS13 320)来测定粒度分布而获得的数均粒径。在所获得的粒度分布中,相对于所分割的粒度范围(通道),关于个数从各峰值的小粒径侧减去累积分布,将相对于各峰值的所有粒子成为累积50%的粒径设为所对应的粒子的算数平均粒径。
另外,可以使用切出了弹性层的试样并通过电子显微镜进行观察来测定导电剂的100个直径(最大直径),并对它们进行平均来计算炭黑的算数平均粒径。并且,算数平均粒径例如也可以使用Sysmex Corporation制Zetasizer Nano ZS来测定。
当弹性层含有炭黑时,从将电阻成分Ra及储存弹性模量G控制在所述范围内的观点出发,炭黑的含量相对于弹性材料100质量份例如优选为10质量份以下,更优选为5质量份以下,进一步优选为3质量份以下。并且,从成型性的观点出发,炭黑的含量相对于弹性材料100质量份例如优选为1质量份以上。
炭黑的含量相对于弹性材料100质量份例如优选为10质量份以下,更优选为1质量份以上且5质量份以下,进一步优选为1质量份以上且3质量份以下。
作为弹性层中所含有的离子导电剂,从不依赖于环境而经长时间的画质维持性的观点出发,例如优选为选自由季铵盐化合物、高氯酸的碱金属或碱土类金属盐及氯酸的碱金属或碱土类金属盐组成的组中的至少一种化合物,更优选为季铵盐化合物。
当弹性层含有离子导电剂时,从电阻控制性及渗出抑制的观点出发,离子导电剂的含量相对于弹性材料100质量份例如优选为0.1质量份以上且5质量份以下,更优选为0.5质量份以上且3质量份以下,进一步优选为1质量份以上且2质量份以下。
当弹性层含有炭黑及离子导电剂时,炭黑的含量例如优选为离子导电剂的含量的0.1倍以上且10倍以下,更优选为0.3倍以上且5倍以下,进一步优选为0.5倍以上且2倍以下。
-无机填充剂-
根据需要,弹性层可以含有无机填充剂。弹性层含有无机填充剂,由此具有提高成型性这一优点。
作为无机填充剂,例如可举出碳酸钙、二氧化硅及粘土矿物等,其中,从成型性及混炼性的观点出发,优选为碳酸钙。
从将电阻成分Ra及储存弹性模量G控制在所述范围内的观点出发,无机填充剂的含量相对于弹性材料100质量份例如优选为40质量份以下,更优选为35质量份以下,进一步优选为30质量份以下。另外,从成型性的观点出发,无机填充剂的含量相对于弹性材料100质量份例如优选为5质量份以上,更优选为10质量份以上,进一步优选为15质量份以上。
无机填充剂的含量相对于弹性材料100质量份例如优选为5质量份以上且40质量份以下,更优选为10质量份以上且35质量份以下,进一步优选为15质量份以上且30质量份以下。
-其他添加剂-
根据需要,弹性层可以含有其他添加剂。
作为弹性层中所配合的其他添加剂,例如可举出软化剂、增塑剂、固化剂、硫化剂、硫化促进剂、硫化促进助剂、抗氧化剂、表面活性剂及偶联剂等。
-弹性层的特性-
弹性层的厚度例如优选为1mm以上且10mm以下,更优选为2mm以上且5mm以下。
弹性层的体积电阻率例如优选为1×103Ω·cm以上且1×1014Ω·cm以下。
另外,弹性层的体积电阻率为通过如下所示的方法来测定的值。
从弹性层中提取片状的测定试样,对其测定试样,按照JIS K 6911(1995),使用测定夹具(R12702A/B电阻率测试盒:ADVANTEST CORPORATION制)及高电阻测定器(R8340A数字高阻计/微电流计:ADVANTEST CORPORATION制),在施加30秒钟以使电场(施加电压/组合物片厚度)成为1000V/cm的方式调节的电压之后,根据该流动的电流值并使用下述式进行计算。
体积电阻率(Ω·cm)=(19.63×施加电压(V))/(电流值(A)×测定试样厚度(cm))
-弹性层的形成-
作为将弹性层形成于导电性基材上的方法,例如可举出从挤出成型机一同挤出混合了弹性材料、导电剂以及根据需要而使用的无机填充剂及其他添加剂的弹性层形成用组合物和圆筒状的导电性基材而在导电性基材的外周面上形成弹性层形成用组合物层,接着加热弹性层形成用组合物层而使其进行交联反应并设为弹性层的方法;从挤出成型机在环形带状的导电性基材的外周面上挤出混合了弹性材料、导电剂以及根据需要而使用的无机填充剂及其他添加剂的弹性层形成用组合物,在导电性基材的外周面上形成弹性层形成用组合物层,接着加热弹性层形成用组合物层而使其进行交联反应并设为弹性层的方法等。导电性基材可以在其外周面上具有粘结层。
另外,当在弹性层的形成中进行交联反应时,除了弹性材料、导电剂以及根据需要而使用的无机填充剂及其他添加剂以外,还可以使用交联剂、交联促进剂及硫化促进助剂等。
通常,作为基于交联剂的交联的种类,可举出硫黄交联、过氧化物交联、醌型交联、酚醛树脂交联、胺交联及金属氧化物交联等,但从与具有双键的材料的交联的容易度、交联橡胶的柔软性的观点出发,例如优选为基于硫黄的交联。
交联促进剂中可举出噻唑类、秋兰姆类、磺酰胺类、硫脲类、二硫代氨基甲酸盐类、胍类、醛-氨类及它们的混合物等。
作为交联促进助剂,可举出氧化锌等的配合。
并且,当在弹性层的形成中进行交联反应时,从将电阻成分Ra控制所述范围内的观点出发,可以在减少交联剂量、降低交联时的加热温度、缩短交联时的加热时间等的交联条件下进行调整。
(表面层)
作为表面层,例如可举出含有粘结树脂的层。根据需要,表面层可以含有控制表面层的电阻率的导电性粒子、控制外周面的凹凸的凹凸形成用粒子及其他添加剂。
-粘结树脂-
作为粘结树脂,例如可举出丙烯酸树脂、氟改性丙烯酸树脂、硅酮改性丙烯酸树脂、纤维素树脂、聚酰胺树脂、共聚物尼龙、聚氨酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、硅酮树脂、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、乙烯-四氟乙烯树脂、三聚氰胺树脂、聚乙烯(polyethylene)树脂、聚乙烯(polyvinyl)树脂、聚芳酯树脂、聚噻吩树脂、聚对苯二甲酸乙二酯树脂(PET)、氟树脂(聚偏氟乙烯树脂、四氟化乙烯树脂、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)及四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)等)。并且,粘结树脂还可举出通过固化剂或催化剂来使固化性树脂固化或交联的粘结树脂。并且,粘结树脂可以是弹性材料。
粘结树脂可以单独使用,也可以混合或共聚两种以上来使用。在交联性的树脂的情况下,可以交联后使用。
在此,共聚物尼龙为将610尼龙、11尼龙及12尼龙中的任一种或复数种作为聚合单位来包含的共聚物。另外,在共聚物尼龙中可以包含6尼龙、66尼龙等其他聚合单位。
其中,从耐久性的观点出发,作为粘结树脂,例如优选为聚偏氟乙烯树脂、四氟乙烯树脂及聚酰胺树脂,更优选为聚酰胺树脂。聚酰胺树脂不易引起因与被带电体(例如像保持体)的接触而产生的摩擦带电,且容易抑制色调剂或外添剂的附着。
作为聚酰胺树脂,可举出聚酰胺树脂手册(福本修,NIKKAN KOGYO SHIMBUN,LTD.)中所记载的聚酰胺树脂。其中,尤其作为聚酰胺树脂,从抑制表面层的污染并且抑制带电不均的点上,例如优选为醇可溶性聚酰胺,更优选为烷氧基甲基化聚酰胺(烷氧基甲基化尼龙),进一步优选为甲氧基甲基化聚酰胺(甲氧基甲基化尼龙)。
粘结树脂(高分子材料)的数均分子量例如优选为1,000以上且100,000以下的范围,更优选为10,000以上且50,000以下的范围。
-导电性粒子-
作为表面层中所含有的导电性粒子,可举出粒径为3μm以下且体积电阻率为109Ω·cm以下的粒子,具体而言,可举出氧化锡、氧化钛、氧化锌等金属氧化物或由它们的合金组成的粒子或炭黑等。其中,从电阻控制性的观点出发,导电性粒子例如优选为炭黑。导电性粒子可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
当表面层含有导电性粒子时,导电性粒子的含量可举出相对于粘结树脂100质量份例如为3质量份以上且25质量份以下的范围,从控制后述的“通过由直流法测定带电部件而获得的电阻值Rd”的观点出发,例如优选为5质量份以上且20质量份以下,更优选为10质量份以上且15质量份以下。
-凹凸形成用粒子-
作为表面层中所包含的凹凸形成用粒子的材质,并无特别限制,可以是无机粒子,也可以是有机粒子。
作为表面层中所包含的所述凹凸形成用粒子,具体而言可举出二氧化硅粒子、氧化铝粒子、锆石(ZrSiO4)粒子等无机粒子及聚酰胺粒子、氟树脂粒子、硅酮树脂粒子等树脂粒子。
其中,从分散性及耐久性的观点出发,表面层中所包含的所述凹凸形成用粒子例如更优选为树脂粒子,进一步优选为聚酰胺粒子。
在表面层中,所述凹凸形成用粒子可以单独包含一种,也可以包含两种以上。
当表面层含有凹凸形成用粒子时,从控制后述的“带电部件的外周面上的十点平均粗糙度Rzl”及“带电部件的外周面上的凹凸的平均间隔Sm”的观点出发,作为凹凸形成用粒子,相对于粘结树脂100质量份例如优选以5质量份以上且30质量份以下来含有体积平均粒径为5μm以上且20μm以下的凹凸形成用粒子。并且,例如,相对于粘结树脂100质量份更优选以8质量份以上且20质量份以下来含有体积平均粒径为5μm以上且10μm以下的凹凸形成用粒子。
凹凸形成用粒子的体积平均粒径的测定方法使用剪切了层的试样,通过电子显微镜进行观察,测定粒子的100个直径(最大直径),并对它们进行体积平均来计算。并且,平均粒径例如可以使用Sysmex Corporation制Zetasizer Nano ZS来测定。
-其他添加剂-
表面层可以包含其他添加剂。作为其他添加剂,例如可举出固化剂、硫化剂、硫化促进剂、抗氧化剂、分散剂、表面活性剂、偶联剂等周知的添加剂。
-表面层的特性-
表面层的厚度例如优选为1μm以上且20μm以下,更优选为3μm以上且15μm以下,进一步优选为5μm以上且13μm以下。
另外,当表面层的厚度不均时(例如,表面层的外周面具有凹凸时等),上述厚度表示凹凸的凹部即不包含凹凸形成粒子的粘结树脂部分的厚度。
表面层的体积电阻率例如优选为1×105Ω·cm以上且1×108Ω·cm以下。
-表面层的形成-
将上述成分分散或溶解于溶剂来制备涂布液,在预先制作出的弹性层上赋予该涂布液并进行干燥来形成表面层。作为涂布液的赋予方法,例如可举出辊涂法、刮板涂布法、线棒涂布法、喷涂法、浸渍涂布法、熔融涂布法、气刀涂布法、帘式涂布法等。
作为涂布液中所使用的溶剂,并无特别限定,可使用常规的溶剂,例如可以使用甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇类;丙酮、甲基乙基酮等酮类;四氢呋喃;乙醚、二噁烷等醚类等溶剂。
另外,当表面层含有导电性粒子时,从控制后述的“通过由直流法测定带电部件而获得的电阻值Rd”的观点出发,例如优选作为涂布液的赋予方法使用浸渍法,根据刚涂布后的风干时的露点、风速设定等改变溶剂挥发速度,由此调整导电性粒子的分散状态。
(粘结层)
带电部件可以在导电性基材与弹性层之间具有粘结层。
作为介于弹性层与导电性基材之间的粘结层,可举出树脂层,具体而言可举出聚烯烃、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯、丁腈橡胶、氯橡胶、氯乙烯树脂、乙酸乙烯酯树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、硅酮树脂等树脂层。粘结层可以含有导电剂(例如,前述的电子导电剂或离子导电剂)。
从粘附性的观点出发,粘结层的厚度例如优选为1μm以上且100μm以下,更优选为2μm以上且50μm以下,尤其优选为5μm以上且20μm以下。
(带电部件的特性)
例如,带电部件的外周面上的十点平均粗糙度Rz1为8μm以下,凹凸的平均间隔Sm优选为100μm以上。
通过将带电部件的表面性状设为上述范围,进一步抑制带电部件的从动不良。并且,色调剂及外添剂等异物不易附着于带电部件的外周面,从而带电部件的污染得到抑制。因此,容易抑制条纹状的图像缺陷。
但是,从抑制与感光体的接触面积的过度增加而引起的向带电部件的色调剂及外添剂的固着并且抑制条纹状的图像缺陷的产生的观点出发,例如,带电部件的外周面上的十点平均粗糙度Rz1为2μm以上,凹凸的平均间隔Sm优选为400μm以下。
带电部件的外周面上的十点平均粗糙度Rz1的下限例如优选为2μm以上,更优选为4μm。
带电部件的外周面上的十点平均粗糙度Rz1的上限例如更优选为7.5μm以下,进一步优选为5μm以下。
带电部件的外周面上的凹凸的平均间隔Sm的下限例如更优选为105μm以上,进一步优选为110μm。
带电部件的外周面上的凹凸的平均间隔Sm的上限例如优选为200μm以下,更优选为150μm以下。
带电部件的外周面上的凹凸的平均间隔Sm相对于十点平均粗糙度Rz1之比Sm/Rz1例如优选为15以上。通过将比Sm/Rz1设为上述范围,进一步抑制带电部件的从动不良。并且,色调剂及外添剂等异物不易附着于带电部件的外周面,从而带电部件的污染得到抑制。因此,容易抑制条纹状的图像缺陷。
比Sm/Rz1例如优选为20以上,更优选为25以上。但是,从抑制由带电部件的污染引起的条纹状的图像缺陷的观点出发,比Sm/Rz1的上限例如优选为50以下,更优选为35以下。
在此,十点平均粗糙度Rz1遵照JIS B 0601:1994来测定。在23℃、55%RH的环境下使用接触式表面粗糙度测定装置(SURFCOM570A,TOKYO SEIMITSU CO.,LTD.制)来测定十点平均粗糙度Rz1。将评价长度设为4.0mm,将基准长度设为0.8μm,将截止值设为0.8mm,作为接触针使用其前端为金刚石(5μmR,90°圆锥)的接触针进行测定,并计算其平均值。将沿带电部件的轴向测定从带电部件的弹性层两端分别为20mm的内侧及中央部分的值的平均值设为十点平均粗糙度Rz1。
并且,凹凸的平均间隔Sm遵照JIS B 0601:1994来测定。凹凸的平均间隔Sm是指,从粗糙度曲线沿其平均线的方向仅截取基准长度,在该截取部分中求出和一个峰及与其相邻的一个谷对应的平均线的长度之和,并将该多个凹凸的间隔的算数平均值以微米(μm)来表示。凹凸的平均间隔Sm的测定在23℃、55%RH的环境下,使用接触式表面粗糙度测定装置(SURFCOM570A,TOKYO SEIMITSU CO.,LTD.制)来测定。将评价长度设为4.0mm,将基准长度设为0.8μm,将截止值设为0.8mm,作为接触针使用其前端为金刚石(5μmR,90°圆锥)的接触针进行测定,并计算其平均值。将沿带电部件的轴向测定了从带电部件的弹性层两端分别为20mm的内侧及中央部分的值的平均值设为凹凸的平均间隔Sm。
作为将十点平均粗糙度Rz1、凹凸的平均间隔Sm及比Sm/Rz1控制在上述范围内的方法,例如可举出使表面层含有所述凹凸形成用粒子并通过调整凹凸形成用粒子的种类、体积平均粒径及含量来进行控制的方法等。
实施例
以下,根据实施例对发明的实施方式进行详细说明,但发明的实施方式并不受这些实施例的任何限定。在以下说明中,若无特别说明,则“份”为质量基准。
<感光体的制作>
(感光体A1)
-下涂层的形成-
将氧化锌(平均粒径70nm:TAYCA CORPORATION制:比表面积值15m2/g)100质量份与甲苯500质量份进行搅拌混合,添加硅烷偶联剂(KBM503:Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制)1.3质量份,搅拌了2个小时。然后,通过减压蒸馏去除甲苯,在120℃下烧结3个小时,获得通过硅烷偶联剂实施了表面处理的氧化锌。将实施了表面处理的氧化锌110质量份与500质量份的四氢呋喃进行搅拌混合,添加将茜素0.6质量份溶解于50质量份的四氢呋喃的溶液,在50℃下搅拌了5个小时。然后,通过减压过滤滤出赋予了茜素的氧化锌,进而在60℃下经减压干燥,获得了赋予了茜素的氧化锌。
混合将赋予了该茜素的氧化锌:60质量份、固化剂(封端异氰酸酯smodur3175,Sumika Covestro Urethane Co.,Ltd.制):13.5质量份、缩丁醛树脂(S-LEC BM-1,SEKISUICHEMICAL CO.,LTD.制):15质量份混合于85质量份甲基乙基酮中的液38质量份和甲基乙基酮:25质量份,使用直径的玻璃珠,通过混砂机进行2个小时的分散,获得了分散液。在所获得的分散液中作为催化剂添加二月桂酸二辛基锡:0.005质量份及硅酮树脂粒子(Tospearl145,Momentive performance Materials Inc.制):40质量份,获得了下涂层形成用涂布液。通过浸渍涂布法将该下涂层形成用涂布液涂布于铝基材上,在170℃下进行40分钟的干燥固化,获得了厚度20μm的下涂层。
-电荷产生层的形成-
将由作为电荷产生材料的使用了Cukα特性X射线的X射线衍射光谱的布拉格角(20±0.2°)至少为7.3°、16.0°、24.9°、28.0°的位置上具有衍射峰的羟基镓酞菁(CGM-1)15质量份、作为粘结树脂的氯乙烯·乙酸乙烯共聚物树脂(VMCH,UNIKA CO.,LTD.制)10质量份及乙酸正丁酯200质量份组成的混合物使用直径的玻璃珠并通过混砂机进行了4个小时分散。在所获得的分散液中添加乙酸正丁酯175质量份及甲基乙基酮180质量份,进行搅拌而获得了电荷产生层形成用涂布液。将该电荷产生层形成用涂布液浸渍涂布于下涂层上,在室温(25℃)下进行干燥,形成了厚度为0.2μm的电荷产生层。
-电荷传输层的形成-
接着,将N,N′-二苯基-N,N′-双(3-甲基苯基)-[1,1’]联苯-4,4’-二胺(TPD)45质量份及作为粘结树脂的双酚Z聚碳酸酯树脂(粘度平均分子量:5万):55质量份添加溶解于四氢呋喃(THF)/甲苯混合溶剂(质量比70/30):800质量份中,获得了电荷传输层形成用涂布液。将该电荷传输层形成用涂布液涂布于电荷产生层上,在130℃下进行45分钟的干燥,形成了膜厚为20μm的电荷传输层。
-有机保护层的形成-
添加下述反应性电荷传输材料(RCTM)30质量份、胶体二氧化硅(商品名称:PL-1,FUSO CHEMICAL Co.,Ltd.制)0.2质量份、甲苯30质量份、3,5-二-叔丁基-4-羟基甲苯(BHT)0.1质量份、偶氮异丁腈(10小时半衰期温度:65℃)0.1质量份及V-30(Wako Pure ChemicalIndustries,Ltd.制,10个小时半衰期温度:104℃)来制备了表面保护层形成用涂布液。通过喷雾涂布法将该涂布液涂布于电荷传输层上,在室温下风干30分钟之后,在氮气流下,以氧浓度110ppm来从室温经30分钟加热至150℃,进而在150℃下进行30分钟加热处理而使其固化,形成了膜厚为10μm的表面保护层。
以如上方式,获得了感光体A1。
[化学式1]
(感光体A2)
对感光体的表面进行抛光,以使十点平均粗糙度Rz2成为表1所示的值的方式进行调整,除此以外,以与感光体A1相同的方式,获得了感光体A2。
(感光体B1)
以与感光体A1相同的方式,形成至电荷传输层。
-无机保护层的形成-
接着,将形成至电荷传输层的感光体载置于成膜装置的成膜室内的基体支承部件,经由排气口对成膜室内进行真空排气,直至压力成为0.1Pa。另外,在含有上述高浓度氧气体的取代结束后,在5分钟以内进行了该真空排气。
接着,将He稀释40%氧气(流量1.6sccm)及氢气(流量50sccm)从气体导入管导入于设置有直径85mm的平板电极的高频放电管部内,通过高频电力供给部及匹配电路,将13.56MHz的无线电波设置为输出150W,通过调谐器进行匹配,从平板电极219进行了放电。此时的反射波为0W。
接着,将三甲基镓气体(流量1.9sccm)经由气体导入管从淋浴喷头导入于成膜室内的等离子扩散部。此时,通过Baratron真空计测定出的成膜室内的反应压力为5.3Pa。
在该状态下,以500rpm的速度使形成至电荷传输层的感光体旋转的同时,成膜120分钟,在电荷传输层表面形成了膜厚5μm的无机保护层。
经过以上工序,获得了感光体B1。
(感光体C1)
以与感光体A1相同的方式,形成至电荷传输层。其中,电荷传输层的厚度设为30μm。
将形成至电荷传输层的感光体设为感光体C1。
<带电部件(以下充电辊)的制作>
(充电辊1)
-导电性基材的准备-
在SUM23L制的基材上进行5μm厚度的无电解镀镍之后,实施六价铬酸,获得了直径8mm的导电性基材。
-粘结层的形成-
接着,通过球磨机将下述混合物混合1个时间之后,通过刷涂在所述导电性基材表面形成了膜厚10μm的粘结层。
·氯化聚丙烯树脂(马来酸酐氯化聚丙烯树脂,SUPERCLONE930,NIPPON PAPERChemicals CO.,LTD.制):100质量份
·环氧树脂(EP4000,ADEKA CORPORATION制):10质量份
·导电剂(炭黑、科琴黑EC,Ketjenblack International Co.制):2.5质量份
另外,在粘度调整中使用了甲苯或二甲苯。
-弹性层的形成-
·环氧氯丙烷-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶(EPION301,OSAKA SODACO.,LTD.制,环氧乙烷成分的含量59质量%):100质量份
·炭黑(3030B,Mitsubishi Chemical Corporation制,算数平均粒径55nm):1质量份
·碳酸钙(Viscoexcel30,Shiraishi Group制):30质量份
·离子导电剂(BTEAC,Lion Corporation制):1.4质量份
·硫化促进剂(交联促进剂):硬脂酸(NOF CORPORATION制):1质量份
·硫化剂(交联剂):硫黄(Pamock R,OUCHI SHINKO CHEMICAL INDUSTRIAL CO.,LTD.制):1质量份
·硫化促进剂(交联促进助剂):氧化锌:1.5质量份
使用切线式加压捏合机来对上述所示组成的混合物进行混炼并使其通过过滤器来制备了橡胶组合物。通过开放式辊轧机对所获得的橡胶组合物进行混炼,在已准备的导电性基材的表面经由粘结层使用挤出成型机形成直径12mm的辊之后,在165℃下加热50分钟,获得了辊状的弹性层。所获得的弹性层的厚度为2mm,体积电阻率为4×106Ω·cm。
-表面层的形成-
·粘结树脂:N-甲氧基甲基化尼龙1(商品名称:Fine Resin FR101,NAMARIICHI制):100质量份
·导电剂:炭黑(体积平均粒径:43nm,商品名称:MONAHRCH1000,CabotCorporation制):5质量份
·凹凸形成用粒子:聚酰胺粒子(体积平均粒径5μm,商品名称:Orgasol2001UDNat1,Arkema制):25质量份
用甲醇稀释上述组成的混合物,并且在下述条件下通过珠磨机进行了分散。
·珠子材质:玻璃
·珠子直径:1.3mm
·螺旋桨转速:2,000rpm
·分散时间:60分钟
通过浸渍法将上述获得的分散液涂布于所述弹性层的表面之后,在150℃下加热干燥30分钟,形成膜厚10μm的表面层,获得了充电辊1。
(充电辊2)
在弹性层的形成中,将炭黑配合量设为3质量份,将硫化条件设为165℃且70分钟,除此以外,以与充电辊1相同的方式,获得了充电辊2。
(充电辊3)
在弹性层的形成中,将炭黑配合量设为3质量份,将硫化条件设为165℃且70分钟,在表面层的形成中,将凹凸形成用粒子(聚酰胺粒子)的配合量设为27质量份,除此以外,以与充电辊1相同的方式,获得了充电辊3。
(充电辊4)
在弹性层的形成中,将炭黑配合量设为3质量份,将硫化条件设为165℃且70分钟,在表面层的形成中,将凹凸形成用粒子(聚酰胺粒子)的配合量设为40质量份,除此以外,以与充电辊1相同的方式,获得了充电辊4。
(充电辊5)
在弹性层的形成中,作为弹性材料,使用50质量份环氧氯丙烷-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶(EPION301,OSAKA SODA CO.,LTD.制)与50质量份环氧氯丙烷-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶(CG102,OSAKA SODA CO.,LTD.制,环氧乙烷成分的含量37质量%)的混合物,将炭黑的配合量设为6质量份,将碳酸钙的配合量设为40质量份,将硫化条件设为165℃且60分钟,在表面层的形成中,将凹凸形成用粒子(聚酰胺粒子)的配合量设为12质量份,除此以外,以与充电辊1相同的方式,获得了充电辊5。
(充电辊6)
在弹性层的形成中,将炭黑的配合量设为3质量份,将离子导电剂的配合量设为1.6质量份,在表面层的形成中,将凹凸形成用粒子(聚酰胺粒子)的配合量设为20质量份,除此以外,以与充电辊1相同的方式,获得了充电辊6。
(充电辊7)
在弹性层的形成中,将炭黑配合量设为3质量份,将硫化条件设为165℃且70分钟,在表面层的形成中,将凹凸形成用粒子(聚酰胺粒子)的配合量设为5质量份,除此以外,以与充电辊1相同的方式,获得了充电辊7。
(充电辊C1)
将弹性层的炭黑配合量设为6质量份,将碳酸钙的配合量设为40质量份,将硫化条件设为165℃且70分钟,将表面层的凹凸形成用粒子(聚酰胺粒子)的配合量设为10质量份,除此以外,以与充电辊1相同的方式,获得了充电辊C1。
<实施例1~9,比较例1~2>
以表1所示的组合来将感光体及充电辊安装于FUJIFILM Business InnovationCorp.制的图像形成装置“DocuCentre-VI C7771”。
将该装置设为各例子的图像形成装置,实施了下述评价。
<感光体的磨损率>
通过各例子的图像形成装置,以A4尺寸J纸来进行了1,000张的走纸。另外,对充电辊施加叠加有直流电压及交流电压的叠加电压来进行走纸。
而且,测定感光体的初始膜厚(即,进行走纸之前的膜厚)及行进后膜厚(即,进行1,000张走纸之后的膜厚),计算出减少的膜厚(单位标记为nm/kcyc)。
<由充电辊污染引起的条纹状的画质缺陷评价(表中,标记为污染条纹)>
通过各例子的图像形成装置,以A4纸来输出了100,000张中间色调图像。而且,观察所输出的第100,000张图像,并且以下述评价基准进行了评价。
G1:未观察到纵条纹状的画质缺陷。
G1.5:观察到一部分条纹状的画质缺陷,但与背景之间的浓度差小且轻微。
G2:小于图像部范围面积1%中观察到条纹状的画质缺陷。
G2.5:图像部范围面积的1%以上且小于2%中观察到条纹状的画质缺陷。
G3:图像部范围面积的2%以上且小于5%中观察到条纹状的画质缺陷。
G4:图像部范围面积的5%以上中观察到条纹状的画质缺陷。
由上述结果可知,在本实施例中,与比较例1相比,条纹状的图像缺陷的产生得到抑制。
另外,比较例2的条纹状的图像缺陷的产生得到了抑制,但由于适用了不具有保护层的感光体,因此感光体的磨损率变差。
上述本发明的实施方式是以例示及说明为目的而提供的。另外,本发明的实施方式并不全面详尽地包括本发明,并且并不将本发明限定于所公开的方式。很显然,对本发明所属的领域中的技术人员而言,各种变形及变更是自知之明的。本实施方式是为了最容易理解地说明本发明的原理及其应用而选择并说明的。由此,本技术领域中的其他技术人员能够通过对假定为各种实施方式的特定使用最优化的各种变形例来理解本发明。本发明的范围由以上的权利要求书及其等同物来定义。
Claims (20)
1.一种图像形成装置,其具备:
电子照相感光体,表面的摩擦系数为0.8以下;
带电装置,具有与所述电子照相感光体的表面接触而带电的带电部件,所述带电部件具有导电性基材、设置于所述导电性基材上且100Hz下的储存弹性模量G为5.0MPa以下的弹性层及设置于所述弹性层上的表面层;
静电潜像形成装置,在已带电的所述电子照相感光体的表面形成静电潜像;
显影装置,通过包含色调剂的显影剂来显影形成于所述电子照相感光体表面的静电潜像而形成色调剂像;及
转印装置,将所述色调剂像转印到记录媒体的表面。
2.根据权利要求1所述的图像形成装置,其中,
在通过由交流阻抗法在从1MHz至0.1Hz的范围内测定所述带电部件而获得的Cole-Cole图中,包含2.5kHz的容量半圆的电阻成分Ra为6.3×104Ω以下。
3.根据权利要求1或2所述的图像形成装置,其中,
所述带电部件的外周面上的十点平均粗糙度Rz1为8μm以下,凹凸的平均间隔Sm为100μm以上。
4.根据权利要求3所述的图像形成装置,其中,
所述十点平均粗糙度Rz1为2μm以上,所述凹凸的平均间隔Sm为400μm以下。
5.根据权利要求3所述的图像形成装置,其中,
所述凹凸的平均间隔Sm相对于所述十点平均粗糙度Rz1之比Sm/Rz1为15以上。
6.根据权利要求3所述的图像形成装置,其中,
所述凹凸的平均间隔Sm相对于所述十点平均粗糙度Rz1之比Sm/Rz1为50以下。
7.根据权利要求1所述的图像形成装置,其中,
所述带电部件的弹性层的100Hz下的储存弹性模量G为3.0MPa以下。
8.根据权利要求1所述的图像形成装置,其中,
所述电子照相感光体具有导电性基体、设置于所述导电性基体上的感光层及设置于所述感光层上的保护层。
9.根据权利要求8所述的图像形成装置,其中,
所述保护层为无机保护层。
10.根据权利要求1所述的图像形成装置,其中,
所述电子照相感光体表面的十点平均粗糙度Rz2为2μm以下。
11.一种处理墨盒,其装卸于图像形成装置,所述图像形成装置具备:
电子照相感光体,表面的摩擦系数为0.8以下;及
带电装置,具备与所述电子照相感光体的表面接触而带电的带电部件,所述带电部件具有导电性基材、设置于所述导电性基材上且100Hz下的储存弹性模量G为5.0MPa以下的弹性层及设置于所述弹性层上的表面层。
12.根据权利要求11所述的处理墨盒,其中,
在通过由交流阻抗法在从1MHz至0.1Hz的范围内测定所述带电部件而获得的Cole-Cole图中,包含2.5kHz的容量半圆的电阻成分Ra为6.3×104Ω以下。
13.根据权利要求11所述的处理墨盒,其中,
所述带电部件的外周面上的十点平均粗糙度Rz1为8μm以下,凹凸的平均间隔Sm为100μm以上。
14.根据权利要求13所述的处理墨盒,其中,
所述十点平均粗糙度Rz1为2μm以上,所述凹凸的平均间隔Sm为400μm以下。
15.根据权利要求13所述的处理墨盒,其中,
所述凹凸的平均间隔Sm相对于所述十点平均粗糙度Rz1之比Sm/Rz1为15以上。
16.根据权利要求13所述的处理墨盒,其中,
所述凹凸的平均间隔Sm相对于所述十点平均粗糙度Rz1之比Sm/Rz1为50以下。
17.根据权利要求11所述的处理墨盒,其中,
所述带电部件的弹性层的100Hz下的储存弹性模量G为3.0MPa以下。
18.根据权利要求11所述的处理墨盒,其中,
所述电子照相感光体具有导电性基体、设置于所述导电性基体上的感光层及设置于所述感光层上的保护层。
19.根据权利要求18所述的处理墨盒,其中,
所述保护层为无机保护层。
20.根据权利要求11所述的处理墨盒,其中,
所述电子照相感光体表面的十点平均粗糙度Rz2为2μm以下。
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