JP2005107471A - 電子写真感光体、それを用いた電子写真方法、電子写真装置、及び電子写真用プロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導電性支持体上に形成された感光層の最表面層として、固体潤滑剤としてフッ素樹脂微粒子を含有する保護層を形成した電子写真感光体において、該電子写真感光体の保護層に少なくとも体積分率で20%以上60%以下のフッ素樹脂微粒子、及び特定の一般式で表されるアミン化合物から選ばれる少なくとも一種を含有することを特徴とする電子写真感光体、それを具備する電子写真装置。
【選択図】なし
Description
(1) 導電性支持体上に形成された感光層の最表面層として、固体潤滑剤としてフッ素樹脂微粒子を含有する保護層を形成した電子写真感光体において、該電子写真感光体の保護層に少なくとも体積分率で20%以上60%以下のフッ素樹脂微粒子、及び下記一般式(1)〜(22)で表されるアミン化合物から選ばれる少なくとも一種を含有することを特徴とする電子写真感光体。
(3) 電子写真感光体に、少なくとも帯電、画像露光、現像、転写を繰り返し行い、感光体上に静電潜像の書き込みが行われる、所謂デジタル方式の電子写真方法において、該電子写真感光体が前記(1)記載の電子写真感光体であることを特徴とする電子写真方法。
(5) 少なくとも帯電手段、画像露光手段、現像手段、転写手段および電子写真感光体を具備してなる電子写真装置であって、該電子写真感光体が前記(1)記載の電子写真感光体であることを特徴とする電子写真装置。
(7)当接部材が、帯電ローラー、クリーニングブレード、クリーニングブラシ、中間転写ベルト及び感光体表面のフッ素樹脂微粒子を変形及び伸張することのみを目的とする当接部材から少なくとも1つ以上選ばれたものであることを特徴とする前記(6)記載の電子写真装置。
(10) 帯電手段、露光手段、現像手段、クリーニング手段、転写手段の少なくとも一つと前記(1)記載の電子写真感光体とを具備してなる画像形成装置用プロセスカートリッジ。
その理由については、現時点では明らかになっていないが、不均一な粒子構造内部に蓄積されやすいラジカル物質の効果的な生成抑制を行っているものと推測される。一方、酸化性ガスに対しては、構造内に含まれる置換アミノ基が有効なラジカル物質生成抑制を行っているものと推測される。また、上記で表される化合物は、電荷輸送能力も有していることから、フッ素樹脂粒子による二次凝集粒子内部での電荷トラップを抑制しているのではないかと考えられる。
図1は、導電性支持体31上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分とする感光層33が設けられ、更に感光層表面に保護層39が設けられてなる。この場合、保護層39にはフッ素樹脂微粒子が含有されてなる。
電荷発生層35は、電荷発生物質を主成分とする層である。電荷発生層35には、公知の電荷発生物質を用いることが可能であり、その代表として、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、他のフタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料等が挙げられ用いられる。これら電荷発生物質は単独でも、2種以上混合してもかまわない。
塗布液の塗工法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の方法を用いることができる。
電荷発生層35の膜厚は、0.01〜5μm程度が適当であり、好ましくは0.1〜2μmである。
電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。
ここで用いられる溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトンなどが用いられる。これらは単独で使用しても2種以上混合して使用しても良い。
に用いられる。これらを以下に例示し、具体例を示す。
また、保護層に電荷輸送層37で挙げた低分子電荷輸送物質あるいは高分子電荷輸送物質を添加することは、残留電位の低減及び画質向上に対して有効かつ有用である。
また、フッ素樹脂微粒子の分散性を制御する目的で分散剤を樹脂に添加してもよい。このような分散剤としては、フッ素系の界面活性剤、グラフトポリマー、ブロックポリマー及びカップリング剤等が使用できる。
以下に一般式(1)〜(22)の好ましい例を挙げる。但し、本発明は、これらの化合物に限定されるものではない。
図4は、本発明の電子写真プロセス及び電子写真装置を説明するための概略図であり、下記のような例も本発明の範疇に属するものである。
図4において、感光体1は少なくとも感光層が設けられ、最表面層に少なくともフッ素樹脂微粒子、及び上記一般式(1)〜(22)で表されるアミン化合物を含有してなる。感光体1はドラム状の形状を示しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであっても良い。帯電チャージャー3、転写前チャージャー7、転写チャージャー10、分離チャージャー11、クリーニング前チャージャー13には、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器(ソリッド・ステート・チャージャー)、帯電ローラ等が用いられ、公知の手段がすべて使用可能である。
また、画像露光部5、除電ランプ2等の光源には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザー(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)などの発光物全般を用いることができる。そして、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
さて、現像ユニット6により感光体1上に現像されたトナーは、転写紙9に転写されるが、全部が転写されるわけではなく、感光体1上に残存するトナーも生ずる。このようなトナーは、ファーブラシ14およびブレード15により、感光体より除去される。クリーニングは、クリーニングブラシだけで行なわれることもあり、クリーニングブラシにはファーブラシ、マグファーブラシを始めとする公知のものが用いられる。
かかる現像手段には、公知の方法が適用されるし、また、除電手段にも公知の方法が用いられる。
一方、光照射工程は、像露光、クリーニング前露光、除電露光が図示されているが、他に転写前露光、像露光のプレ露光、およびその他公知の光照射工程を設けて、感光体に光照射を行うこともできる。
これによって、低摩擦係数化の効果が飛躍的に上がり、クリーニング性、耐摩耗性が著しく上昇する。この効果について、明確には分かっていないが、次のようなメカニズムが考えられる。
クリーニングブレードによってフッ素樹脂を被覆させる場合、クリーニングブレードの各種条件として、ブレード当接角10〜30度、当接圧力0.3〜4g/mm、ブレードとして用いるウレタンゴムのゴム硬度60〜70度、反発弾性、30〜70%、ヤング率30〜60kgf/cm2、厚さ1.5〜3.0mm、自由長7〜12mm、ブレードエッジの感光体への食い込み量0.2〜2mmの範囲が好適である。
実施例1
アルミニウムシリンダー上に下記組成の下引き層塗工液、電荷発生層塗工液、および電荷輸送層塗工液を、浸漬塗工によって順次塗布、乾燥し、3.5μmの下引き層、0.2μmの電荷発生層、22μmの電荷輸送層を形成した。
二酸化チタン粉末: 400部
メラミン樹脂: 65部
アルキッド樹脂: 120部
2−ブタノン: 400部
◎電荷発生層塗工液
下記構造のビスアゾ顔料: 12部
ポリビニルブチラール: 5部
2−ブタノン: 200部
シクロヘキサノン: 400部
パーフロロアルコキシ樹脂粒子
(MPE−056、三井フロロケミカル製): 5.5部
分散助剤(モディパーF210 日本油脂製): 1.0部
例示化合物3−4: 0.4部
ポリカーボネート(Zポリカ、帝人化成製): 4部
テトラヒドロフラン: 200部
シクロヘキサノン: 60部
実施例1において、保護層塗工液を下記組成に変更した以外は同様にして、電子写真感光体2を作製した。
◎保護層塗工液
パーフロロアルコキシ樹脂粒子
(MPE−056、三井フロロケミカル製): 3.3部
分散助剤(モディパーF210 日本油脂製): 1.0部
例示化合物3−4: 0.4部
ポリカーボネート(Zポリカ、帝人化成製): 6.4部
テトラヒドロフラン: 200部
シクロヘキサノン: 60部
実施例1において、保護層塗工液を下記組成に変更した以外は同様にして、電子写真感光体3を作製した。
◎保護層塗工液
パーフロロアルコキシ樹脂粒子
(MPE−056、三井フロロケミカル製): 7.4部
分散助剤(モディパーF210 日本油脂製): 1.0部
例示化合物3−4: 0.4部
ポリカーボネート(Zポリカ、帝人化成製): 2.3部
テトラヒドロフラン: 200部
シクロヘキサノン: 60部
実施例1において、保護層塗工液を下記組成に変更した以外は同様にして、比較用電子写真感光体1を作製した。
◎保護層塗工液
パーフロロアルコキシ樹脂粒子
(MPE−056、三井フロロケミカル製): 3.0部
分散助剤(モディパーF210 日本油脂製): 1.0部
例示化合物3−4: 0.4部
ポリカーボネート(Zポリカ、帝人化成製): 6.7部
テトラヒドロフラン: 200部
シクロヘキサノン: 60部
実施例1において、保護層塗工液を下記組成に変更した以外は同様にして、比較用電子写真感光体2を作製した。
◎保護層塗工液
パーフロロアルコキシ樹脂粒子
(MPE−056、三井フロロケミカル製): 7.8部
分散助剤(モディパーF210 日本油脂製): 1.0部
例示化合物3−4: 0.4部
ポリカーボネート(Zポリカ、帝人化成製): 1.9部
テトラヒドロフラン: 200部
シクロヘキサノン: 60部
実施例1において、保護層塗工液を下記組成に変更した以外は同様にして、比較用電子写真感光体3を作製した。
◎保護層塗工液
パーフロロアルコキシ樹脂粒子
(MPE−056、三井フロロケミカル製): 5.5部
分散助剤(モディパーF210 日本油脂製): 1.0部
ポリカーボネート(Zポリカ、帝人化成製): 4.2部
テトラヒドロフラン: 200部
シクロヘキサノン: 60部
実施例1において、パーフロロアルコキシ樹脂粒子をテトラフロロエチレン樹脂粒子(ルブロンL−2 ダイキン製)に変更した以外は同様にして、電子写真感光体4を作製した。
実施例1において、例示化合物を表に示した化合物に変更した以外は同様にして、電子写真感光体5〜61を作製した。
1)単量体組成物の作製
スチレンモノマー 70部
n−ブチルメタクリレート 30部
ポリスチレン 5部
3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸亜鉛塩 2部
カーボンブラック 6部
上記の重合性単量体混合物をボールミルを用いて24時間分散混合して単量体組成物を調製した。
攪拌機、温度計、不活性ガス導入管及び細孔径110,000Å、細孔容積0.42cc/g、10φ×50mmの多孔質ガラス管を備えたフラスコに2%ポリビニルアルコール水溶液400mlを取り、窒素ガスを送りながら室温で攪拌を行い、反応容器中の酸素を窒素置換した。
ついで1)の単量体組成物113gにアゾビスイソブチルニトリル1.56gを加え攪拌溶解し、ポンプを用いて多孔質ガラス管を通過させて、ポリビニルアルコール水溶液中へ加え、加え終った後ポリビニルアルコールと単量体組成物の混合物を、前記ポンプと多孔質ガラス管を用いて約120ml/minの割合で2時間循環させた後、内温を70℃とし8時間重合させた。
その後室温まで冷却し一晩静置後、上澄液を除き水を加えて1時間攪拌後濾過、乾燥しトナーを得た。このトナーをコールターカウンターで粒子径を測定したところ、平均粒子径8.5μmで5〜0μm径の範囲にある粒子は全体の95%であり極めて狭い粒度分布であった。
トナー製造例1で得られたトナー粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知し、得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である平均円形度を評価した。この値はフロー式粒子像分析装置FPIA−2000により平均円形度として計測することができ、具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加え、試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、分散液濃度を3000〜1万個/μlとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。これまでの検討の結果、0.960以上のトナーが適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに有効であることがわかっており、より好ましくは、平均円形度が0.980〜1.000である。トナー製造例1で作製したトナーの円形度は0.98であった。
得られた電子写真感光体1〜61及び比較用電子写真感光体1〜3の表面の任意の観察点10点について、サンプリングした塗膜表面をFE−SEMにより4000倍で表面を撮影し、得られたSEM写真を画像処理ソフト(IMAGE Pro Plus)を用いて、フッ素樹脂微粒子の個数、各粒子の平均直径、面積、面積比を解析した。
得られた電子写真感光体1〜61及び比較用電子写真感光体1〜3について、特開平9−166919号公報等にて開示されているオイラー・ベルト方式を用い表面摩擦係数を評価した。ここでいうベルトとは、中厚の上質紙で、紙すきが長手方向になるようにして、図7に示すように、感光体の円周1/4に張架し、ベルトの一方にW=100gの荷重を掛け、他方にフォースゲージ(バネ秤)を設置し、フォースゲージを徐々に引っ張りながらベルトの移動を観察し、移動が開始した時点での荷重を読み取って以下の式にて計算する。なお、図7では、荷重:100g分銅と、ベルト:Type6200/T目/A4用紙/30mm幅(すき目方向にカット)と、ダブルクリップ2個が使用される。また、式におけるμは摩擦係数を、Fは引っ張り力を、Wは荷重を表す。
μ=2/π×ln(F/W) W=100g
得られた電子写真感光体1〜61及び比較用電子写真感光体1〜3を、リコー製imagio Color 5100改造機(画像露光光源を655nmの半導体レーザーに交換し潤滑剤塗布手段を除去したもの)に搭載し、トナーは評価機で採用されている粉砕トナー(imagio ColorトナータイプS、円形度0.91)を用い、連続してトータル10万枚の印刷を行い、その際初期画像及び10万枚印刷後の画像について評価を行った。また、初期及び10万枚印刷後の明部電位を測定した。さらに、初期及び10万枚印刷後での膜厚差より摩耗量の評価を行った。
得られた電子写真感光体1〜61及び比較用電子写真感光体1〜3を、リコー製imagio Color 5100改造機(トナーを製造例1で作成したものに変更し画像露光光源を655nmの半導体レーザーに交換、更に潤滑剤塗布手段を除去したもの)に搭載し、連続してトータル10万枚の印刷を行い、その際初期画像及び10万枚印刷後の画像について評価を行った。また、初期及び10万枚印刷後の明部電位を測定した。さらに、初期及び10万枚印刷後での膜厚差より摩耗量の評価を行った。
得られた電子写真感光体1〜61及び比較用電子写真感光体1〜3を、リコー製imagio Color 8100改造機(トナーを製造例1で作成したものに変更)に搭載し、連続してトータル5万枚の印刷を行い、その際初期画像及び5万枚印刷後の画像について評価を行った。また、初期及び5万枚印刷後の明部電位を測定した。さらに、初期及び5万枚印刷後での膜厚差より摩耗量の評価を行った。
結果を表に示す。
33 感光層
35 電荷発生層
37 電荷輸送層
39 保護層
Claims (10)
- 導電性支持体上に形成された感光層の最表面層として、固体潤滑剤としてフッ素樹脂微粒子を含有する保護層を形成した電子写真感光体において、該電子写真感光体の保護層に少なくとも体積分率で20%以上60%以下のフッ素樹脂微粒子、及び下記一般式(1)〜(22)で表されるアミン化合物から選ばれる少なくとも一種を含有することを特徴とする電子写真感光体。
- 電子写真感光体に、少なくとも帯電、画像露光、現像、転写が繰り返し行われる電子写真方法において、該電子写真感光体が請求項1記載の電子写真感光体であることを特徴とする電子写真方法。
- 電子写真感光体に、少なくとも帯電、画像露光、現像、転写を繰り返し行い、感光体上に静電潜像の書き込みが行われる、所謂デジタル方式の電子写真方法において、該電子写真感光体が請求項1記載の電子写真感光体であることを特徴とする電子写真方法。
- 電子写真感光体上に現像されたトナー画像を中間転写体上に一次転写したのち、該中間転写体上のトナー画像を記録材上に二次転写する電子写真方法であって、複数色のトナー画像を中間転写体上に順次重ね合わせてカラー画像を形成し、該カラー画像を記録材上に一括で二次転写する電子写真方法において、該電子写真感光体が請求項1記載の電子写真感光体であることを特徴とする電子写真方法。
- 少なくとも帯電手段、画像露光手段、現像手段、転写手段および電子写真感光体を具備してなる電子写真装置であって、該電子写真感光体が請求項1記載の電子写真感光体であることを特徴とする電子写真装置。
- 電子写真感光体表面に接触する当接部材を有する請求項5記載の電子写真装置。
- 当接部材が、帯電ローラー、クリーニングブレード、クリーニングブラシ、中間転写ベルト及び感光体表面のフッ素樹脂微粒子を変形及び伸張することのみを目的とする当接部材から少なくとも1つ以上選ばれたものであることを特徴とする請求項6記載の電子写真装置。
- 少なくとも帯電手段、画像露光手段、現像手段、転写手段および電子写真感光体を具備してなる電子写真装置において、感光体上に静電潜像の書き込みが行われる、所謂デジタル方式の電子写真装置であって、該電子写真感光体が請求項1記載の電子写真感光体であることを特徴とする電子写真装置。
- 電子写真装置が複数の電子写真感光体、帯電手段、現像手段、転写手段を有するタンデム型であることを特徴とする請求項5〜8のいずれか1項に記載の電子写真装置。
- 帯電手段、露光手段、現像手段、クリーニング手段、転写手段の少なくとも一つと請求項1記載の電子写真感光体とを具備してなる画像形成装置用プロセスカートリッジ。
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