JP2006309141A - 画像形成装置及び画像形成カートリッジ - Google Patents
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Abstract
【課題】画像流れによる画像欠陥の発生を防止することができ、更に画質維持性に優れる画像形成装置、及び画像形成カートリッジを提供する。
【解決手段】電子写真感光体と、帯電手段と、露光手段と、該現像手段と、転写手段と、クリーニング手段と、を有する画像形成装置であって、pHが7〜11の範囲にある微粒子を前記電子写真感光体の表面へ供給する微粒子供給手段、前記微粒子及び潤滑剤を前記電子写真感光体の表面へ供給する微粒子及び潤滑剤供給手段、又は前記微粒子を前記中間転写体の表面へ供給する微粒子供給手段有し、かつ、前記電子写真感光体は、1000回転あたりの磨耗量が0.1〜10nmの範囲であることを特徴とする画像形成装置、及び画像形成カートリッジ。
【選択図】なし
【解決手段】電子写真感光体と、帯電手段と、露光手段と、該現像手段と、転写手段と、クリーニング手段と、を有する画像形成装置であって、pHが7〜11の範囲にある微粒子を前記電子写真感光体の表面へ供給する微粒子供給手段、前記微粒子及び潤滑剤を前記電子写真感光体の表面へ供給する微粒子及び潤滑剤供給手段、又は前記微粒子を前記中間転写体の表面へ供給する微粒子供給手段有し、かつ、前記電子写真感光体は、1000回転あたりの磨耗量が0.1〜10nmの範囲であることを特徴とする画像形成装置、及び画像形成カートリッジ。
【選択図】なし
Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置、及び画像形成カートリッジに関するものである。
電子写真方式は、高速で高品質の印字が可能であることから、複写機、レーザービームプリンター等の画像形成装置において利用されている。電子写真方式を用いた画像形成装置においては、電子写真感光体の周囲に帯電装置、転写装置といった放電を伴う装置が設けられている。このような放電を伴う装置は、反応の詳細は不明であるが、放電により空気中の酸素、窒素から、オゾンガスや一酸化窒素、二酸化窒素といった窒素酸化物が発生し、これら窒素酸化物が反応して硝酸化合物を、更にこれら窒素酸化物が水と反応してアンモニアを発生する。このような放電生成物が電子写真感光体表面へ付着すると、高湿下において水分を吸収して感光体の表面抵抗が低下し、電子写真感光体上の潜像が保持することができなくなり、いわゆる画像流れが発生する。
また、画像形成装置の電源停止後、帯電装置等の放電を伴う装置に付着した放電生成物が揮発し、高濃度の放電生成物が装置近傍の感光体表面に付着し、次に電源を入れた際に装置近傍部分のみの画像流れ、いわゆるパーキング画像流れを発生する。
画像流れに関しては、クリーニング工程で比較的多量に表面を削り取るようなクリーニング装置を用いれば画像流れの発生は抑制されるものの、感光体の寿命が短くなるという欠点を有している。
画像流れに関しては、クリーニング工程で比較的多量に表面を削り取るようなクリーニング装置を用いれば画像流れの発生は抑制されるものの、感光体の寿命が短くなるという欠点を有している。
一方、画像形成装置に用いられる感光体としては、近年、光導電性の有機材料を用いた有機感光体が主流となっている。また、感光体の構成も、中間層、電荷発生層、電荷輸送層と3層構造を持つ機能分離型感光体が一般的である。さらに電子写真感光体の長寿命化の観点から電荷輸送層の上に保護層を設けた感光体が提案されている。このような表面保護層を設けた電子写真感光体は一般に磨耗量が小さく、クリーニング工程にて表面を清浄化することが難しく、上記画像流れが発生しやすいという欠点を有している。電子写真感光体の磨耗量と画像流れの関係は、電子写真感光体1000回転あたりの磨耗量が10nm未満の場合に画像流れが発生しやすい。10nm以上の磨耗量の場合には感光体表面を削り取ることにより表面を清浄化しており、画像流れは発生しないが、感光体寿命が短くなるという欠点を有している。
また、近年は中間転写体上にトナーを転写した後、紙等に再び転写する中間転写方式が画像形成装置において多く用いられるようになってきている。中間転写体は電子写真感光体と直接接しており、電子写真感光体上の放電生成物により、中間転写体は汚染され、筋状のムラといった画質欠陥が発生することがある。
このような問題点に対して、感光体の寿命を保ちながら、画像流れの発生を抑制する手段として、従来から各種提案されている。例えば、第1として、水あるいはアルコールで感光体表面を洗浄、放電生成物を除去する方法が提案されている(例えば、特許文献1及び2参照)。この方法では水やアルコールに放電生成物が溶けやすい性質を利用しているが、一般的に感光体表面は疎水性であり、水やアルコールはまばらな水滴になりやすく、まばらな状態でふき取りを行なうために表面の洗浄性が不均一になりやすく、画像欠陥が発生しやすい。また、アルコールを用いる場合、その蒸気が問題になると考えられる。
第2に、感光体表面にブラシ、高吸水性樹脂、繊維クリーナーを接触させて放電生成物を除去する方法が提案されているが(例えば、特許文献3〜5参照)、単純に部材を接触するだけでは放電生成物を十分に除去することが難しい。
第3に、画像形成装置内の放電ガスを画像形成装置外へ排出することにより、放電生成物の量を低減し、画像流れを防止する方法も提案されているが(例えば、特許文献6参照)、近年の画像形成装置は小型化が進み、内部構造が複雑になっているため放電ガスを効率よく排出することが難しく、画像流れを完全に抑制することは難しい。
第4に、放電個所近傍に放電生成物を分解する光触媒物質を含有する方法も提案されているが(例えば、特許文献7参照)、一般的に光触媒は紫外光により放電生成物を分解するために、装置が大掛かりになり、また、紫外光が感光体に照射され、劣化しないように特別な装置が必要になる。
第5に、極性吸着剤に放電生成物を吸着、除去する方法も提案されているが(例えば、特許文献8参照)、放電生成物を吸着するには比較的長い時間が必要で、パーキング画像流れの原因となる放電生成物をすばやく除去することは難しい。
特開平2−293884号公報
特開平2−293885号公報
特開平2004−36783号公報
特開平4−39689号公報
特開平5−181295号公報
特開平8−22225号公報
特開2000−259012号公報
特開2002−244522号公報
本発明の目的は、電子写真感光体から効率よく放電生成物を除去することにより、画像流れによる画像欠陥の発生を防止することができ、更に画質維持性に優れる画像形成装置、及び画像形成カートリッジを提供することにある。
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討の結果、1000回転あたりの磨耗量が0.1〜10nmの範囲である電子写真感光体を用いた画像形成装置において、pHが7〜11の範囲にある微粒子を微粒子供給部材により感光体又は中間転写体表面へ供給することで解決することを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明は、
<1> 電子写真感光体と、該電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、該帯電した電子写真感光体の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段と、該トナー像を前記電子写真感光体表面から転写材又は中間転写体に転写する転写手段と、該トナー像の転写完了後に、前記電子写真感光体の表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段と、を有する画像形成装置であって、前記電子写真感光体は、1000回転あたりの磨耗量が0.1〜10nmの範囲であり、かつ、pHが7〜11の範囲にある微粒子を前記電子写真感光体又は中間転写体の表面へ供給する微粒子供給手段を更に有することを特徴とする画像形成装置である。
即ち、本発明は、
<1> 電子写真感光体と、該電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、該帯電した電子写真感光体の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段と、該トナー像を前記電子写真感光体表面から転写材又は中間転写体に転写する転写手段と、該トナー像の転写完了後に、前記電子写真感光体の表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段と、を有する画像形成装置であって、前記電子写真感光体は、1000回転あたりの磨耗量が0.1〜10nmの範囲であり、かつ、pHが7〜11の範囲にある微粒子を前記電子写真感光体又は中間転写体の表面へ供給する微粒子供給手段を更に有することを特徴とする画像形成装置である。
<2> 前記微粒子供給手段は、電子写真感光体の表面と当接する供給ロールを、該供給ロールの中心軸を中心に回転させることにより、前記電子写真感光体の表面へ前記微粒子を供給する手段であることを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<3> 前記微粒子供給手段は、シャフト外周に繊維を植毛し、該繊維の先端が前記電子写真感光体の表面と当接する供給ブラシを、該シャフトの中心軸を中心に回転させることにより、前記電子写真感光体の表面へ前記微粒子を供給する手段であることを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<3> 前記微粒子供給手段は、シャフト外周に繊維を植毛し、該繊維の先端が前記電子写真感光体の表面と当接する供給ブラシを、該シャフトの中心軸を中心に回転させることにより、前記電子写真感光体の表面へ前記微粒子を供給する手段であることを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<4> 前記微粒子供給手段は、複数の張架ロールにより張架された無端状のシートであり、前記電子写真感光体の表面と当接する供給シートを走行させることにより、前記電子写真感光体の表面へ前記微粒子を供給する手段であることを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<5> 前記微粒子の1次粒子径は、20〜200nmの範囲であることを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<5> 前記微粒子の1次粒子径は、20〜200nmの範囲であることを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<6> 前記微粒子のモース硬度は、3〜6の範囲であることを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<7> 前記微粒子は、炭酸塩であることを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<7> 前記微粒子は、炭酸塩であることを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<8> 前記微粒子は、硫酸塩であることを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<9> 前記微粒子は、金属酸化物であることを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<10> 前記微粒子は、表面処理を施されていることを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<9> 前記微粒子は、金属酸化物であることを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<10> 前記微粒子は、表面処理を施されていることを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<11> 更に、潤滑剤を前記電子写真感光体の表面へ供給する潤滑剤供給手段を有することを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<12> 前記潤滑剤供給手段は、シャフト外周に繊維を植毛し、該繊維の先端が前記電子写真感光体の表面と当接する供給ブラシを、該シャフトの中心軸を中心に回転させることにより、前記電子写真感光体の表面へ前記潤滑剤を供給する手段であることを特徴とする<11>に記載の画像形成装置である。
<12> 前記潤滑剤供給手段は、シャフト外周に繊維を植毛し、該繊維の先端が前記電子写真感光体の表面と当接する供給ブラシを、該シャフトの中心軸を中心に回転させることにより、前記電子写真感光体の表面へ前記潤滑剤を供給する手段であることを特徴とする<11>に記載の画像形成装置である。
<13> 前記潤滑剤は、脂肪酸金属塩であることを特徴とする<11>に記載の画像形成装置である。
<14> 前記潤滑剤は、脂肪酸エステルあることを特徴とする<11>に記載の画像形成装置である。
<14> 前記潤滑剤は、脂肪酸エステルあることを特徴とする<11>に記載の画像形成装置である。
<15> 前記潤滑剤は、フッ素原子含有樹脂またはその粉末であることを特徴とする<11>に記載の画像形成装置である。
<16> 前記潤滑剤は、ワックスであることを特徴とする<11>に記載の画像形成装置である。
<16> 前記潤滑剤は、ワックスであることを特徴とする<11>に記載の画像形成装置である。
<17> 前記トナーは、体積平均粒径が2〜12μmであり、平均形状指数SF1が110〜135であることを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<18> 前記電子写真感光体は、電荷輸送材料及び硬化性樹脂を最表面層に有することを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<18> 前記電子写真感光体は、電荷輸送材料及び硬化性樹脂を最表面層に有することを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<19> 前記硬化性樹脂は、架橋構造を有する硬化性樹脂であることを特徴とする<18>に記載の画像形成装置である。
<20> 前記架橋構造を有する硬化性樹脂は、フェノール樹脂であることを特徴とする<19>に記載の画像形成装置である。
<20> 前記架橋構造を有する硬化性樹脂は、フェノール樹脂であることを特徴とする<19>に記載の画像形成装置である。
<21> 前記架橋構造を有する硬化性樹脂は、けい素原子を有する化合物またはその加水分解物または加水分解縮合物の少なくとも一種以上を含むシロキサン系樹脂であることを特徴とする<19>に記載の画像形成装置である。
<22> 前記電子写真感光体は、電荷輸送性を持つ架橋性樹脂を最表面層に有することを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<22> 前記電子写真感光体は、電荷輸送性を持つ架橋性樹脂を最表面層に有することを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<23> 前記電荷輸送性を持つ架橋性樹脂は、下記一般式(I)〜(V)の何れかで表される化合物から誘導される構造を有する樹脂であることを特徴とする<22>に記載の画像形成装置である。
前記一般式(I)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、X1は酸素原子又は硫黄原子を、R1はアルキレン基を、Yは水酸基、カルボキシル基(−COOH)、チオール基(−SH)又はアミノ基(−NH2)を示し、m1及びm2はそれぞれ独立に0又は1を、m3は1〜4の整数を示す。
前記一般式(II)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、X2は酸素原子又は硫黄原子を、R2はアルキレン基を、Zはアルキレン基、酸素原子、硫黄原子、−NH−又は−COO−を、Gはエポキシ基を、n1、n2及びn3はそれぞれ独立に0又は1を、n4は1〜4の整数を示す。
前記一般式(III)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、Dは可とう性を有する2価の基を、R3は水素原子、置換若しくは未置換のアルキル基又は置換若しくは未置換のアリール基を、Qは加水分解性基を、aは1〜3の整数を、bは1〜4の整数を示す。
前記一般式(IV)中、Fは正孔輸送性を有するn5価の有機基を、T2は2価の基を、Yは酸素原子又は硫黄原子を、R4、R5及びR6はそれぞれ独立に水素原子又は1価の有機基を、R7は1価の有機基を、m6は0又は1を、n5は1〜4の整数を、それぞれ示す。但し、R6とR7は互いに結合してYをヘテロ原子とする複素環を形成してもよい。
前記一般式(V)中、Fは正孔輸送性を有するn6価の有機基を、T2は2価の基を、R8は1価の有機基を、m6は0又は1を、n6は1〜4の整数を、それぞれ示す。
<24> 前記一般式(I)〜(V)におけるFは、下記一般式(VI)で示される基であることを特徴とする<23>に記載の画像形成装置である。
<24> 前記一般式(I)〜(V)におけるFは、下記一般式(VI)で示される基であることを特徴とする<23>に記載の画像形成装置である。
一般式(VI)中、Ar1、Ar2、Ar3及びAr4はそれぞれ独立に置換若しくは未置換のアリール基を示し、Ar5は置換若しくは未置換のアリール基又はアリーレン基を示し、且つAr1〜Ar5のうち1〜4個は、上記式(I)〜(III)で示される化合物における−[(X1)m1−(R1)m2−Y]、−[(X2)n1−(R2)n2−(Z)n3G]、又は、−[D−Si(R3)(3−a)Qa]、で示される構造単位で表される部位と結合するための結合手を有する。kは0又は1を示す。
<25> 前記電子写真感光体は、導電性粒子を最表面層に有することを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<26> 前記導電性粒子は、少なくとも1種類以上の金属酸化物であることを特徴とする<25>に記載の画像形成装置である。
<27> 前記金属酸化物は、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、及び酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種類以上の金属酸化物であるであることを特徴とする<26>に記載の画像形成装置である。
<25> 前記電子写真感光体は、導電性粒子を最表面層に有することを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<26> 前記導電性粒子は、少なくとも1種類以上の金属酸化物であることを特徴とする<25>に記載の画像形成装置である。
<27> 前記金属酸化物は、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、及び酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種類以上の金属酸化物であるであることを特徴とする<26>に記載の画像形成装置である。
<28> 前記電子写真感光体は、フィラーを分散した最表面層を有することを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<29> 前記電子写真感光体は、フィラーを分散した保護層を有することを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<29> 前記電子写真感光体は、フィラーを分散した保護層を有することを特徴とする<1>に記載の画像形成装置である。
<30> 電子写真感光体と、該電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、該帯電した電子写真感光体の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段と、該トナー像を前記電子写真感光体表面から転写材又は中間転写体に転写する転写手段と、該トナー像の転写完了後に、前記電子写真感光体の表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段と、を有する画像形成装置であって、潤滑剤及びpHが7〜11の範囲にある微粒子を前記電子写真感光体の表面へ供給する潤滑剤及び微粒子供給手段を有し、かつ、前記電子写真感光体は、1000回転あたりの磨耗量が0.1〜10nmの範囲であることを特徴とする画像形成装置である。
<31> 前記潤滑剤及び微粒子供給手段は、シャフト外周に繊維を植毛し、該繊維の先端が前記電子写真感光体の表面と当接する供給ブラシを、該シャフトの中心軸を中心に回転させることにより、前記電子写真感光体の表面へ前記潤滑剤を供給する手段であることを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<32> 前記微粒子の1次粒子径は、20〜200nmの範囲であることを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<32> 前記微粒子の1次粒子径は、20〜200nmの範囲であることを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<33> 前記微粒子のモース硬度は、3〜6の範囲であることを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<34> 前記微粒子は、炭酸塩であることを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<34> 前記微粒子は、炭酸塩であることを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<35> 前記微粒子は、硫酸塩であることを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<36> 前記微粒子は、金属酸化物であることを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<37> 前記微粒子は、表面処理を施されていることを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<36> 前記微粒子は、金属酸化物であることを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<37> 前記微粒子は、表面処理を施されていることを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<38> 前記潤滑剤は、脂肪酸金属塩であることを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<39> 前記潤滑剤は、脂肪酸エステルあることを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<39> 前記潤滑剤は、脂肪酸エステルあることを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<40> 前記潤滑剤は、フッ素原子含有樹脂またはその粉末であることを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<41> 前記潤滑剤は、ワックスであることを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<41> 前記潤滑剤は、ワックスであることを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<42> 前記トナーは、体積平均粒径が2〜12μmであり、平均形状指数SF1が110〜135であることを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<43> 前記電子写真感光体は、電荷輸送材料及び硬化性樹脂を最表面層に有することを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<43> 前記電子写真感光体は、電荷輸送材料及び硬化性樹脂を最表面層に有することを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<44> 前記硬化性樹脂は、架橋構造を有する硬化性樹脂であることを特徴とする<43>に記載の画像形成装置である。
<45> 前記架橋構造を有する硬化性樹脂は、フェノール樹脂であることを特徴とする<44>に記載の画像形成装置である。
<45> 前記架橋構造を有する硬化性樹脂は、フェノール樹脂であることを特徴とする<44>に記載の画像形成装置である。
<46> 前記架橋構造を有する硬化性樹脂は、けい素原子を有する化合物またはその加水分解物または加水分解縮合物の少なくとも一種以上を含むシロキサン系樹脂であることを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<47> 前記電子写真感光体は、電荷輸送性を持つ架橋性樹脂を最表面層に有することを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<47> 前記電子写真感光体は、電荷輸送性を持つ架橋性樹脂を最表面層に有することを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<48> 前記電荷輸送性を持つ架橋性樹脂は、下記一般式(I)〜(V)の何れかで表される化合物から誘導される構造を有する樹脂であることを特徴とする<47>に記載の画像形成装置である。
前記一般式(I)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、X1は酸素原子又は硫黄原子を、R1はアルキレン基を、Yは水酸基、カルボキシル基(−COOH)、チオール基(−SH)又はアミノ基(−NH2)を示し、m1及びm2はそれぞれ独立に0又は1を、m3は1〜4の整数を示す。
前記一般式(II)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、X2は酸素原子又は硫黄原子を、R2はアルキレン基を、Zはアルキレン基、酸素原子、硫黄原子、−NH−又は−COO−を、Gはエポキシ基を、n1、n2及びn3はそれぞれ独立に0又は1を、n4は1〜4の整数を示す。
前記一般式(III)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、Dは可とう性を有する2価の基を、R3は水素原子、置換若しくは未置換のアルキル基又は置換若しくは未置換のアリール基を、Qは加水分解性基を、aは1〜3の整数を、bは1〜4の整数を示す。
前記一般式(IV)中、Fは正孔輸送性を有するn5価の有機基を、T2は2価の基を、Yは酸素原子又は硫黄原子を、R4、R5及びR6はそれぞれ独立に水素原子又は1価の有機基を、R7は1価の有機基を、m6は0又は1を、n5は1〜4の整数を、それぞれ示す。但し、R6とR7は互いに結合してYをヘテロ原子とする複素環を形成してもよい。
前記一般式(V)中、前記一般式(V)中、Fは正孔輸送性を有するn6価の有機基を、T2は2価の基を、R8は1価の有機基を、m6は0又は1を、n6は1〜4の整数を、それぞれ示す。
<49> 前記一般式(I)〜(V)におけるFは、下記一般式(VI)で示される基であることを特徴とする<48>に記載の画像形成装置である。
一般式(VI)中、Ar1、Ar2、Ar3及びAr4はそれぞれ独立に置換又は未置換のアリール基を示し、Ar5は置換若しくは未置換のアリール基又はアリーレン基を示し、且つAr1〜Ar5のうち1〜4個は、上記式(I)〜(III)で示される化合物における−[(X1)m1−(R1)m2−Y]、−[(X2)n1−(R2)n2−(Z)n3G]、又は、−[D−Si(R3)(3−a)Qa]、で示される構造単位で表される部位と結合するための結合手を有する。kは0又は1を示す。
<50> 前記電子写真感光体は、導電性粒子を最表面層に有することを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<51> 前記導電性粒子は、少なくとも1種類以上の金属酸化物であることを特徴とする<50>に記載の画像形成装置である。
<52> 前記金属酸化物は、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、及び酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種類以上の金属酸化物であるであることを特徴とする<51>に記載の画像形成装置である。
<50> 前記電子写真感光体は、導電性粒子を最表面層に有することを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<51> 前記導電性粒子は、少なくとも1種類以上の金属酸化物であることを特徴とする<50>に記載の画像形成装置である。
<52> 前記金属酸化物は、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、及び酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種類以上の金属酸化物であるであることを特徴とする<51>に記載の画像形成装置である。
<53> 前記電子写真感光体は、フィラーを分散した最表面層を有することを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<54> 前記電子写真感光体は、フィラーを分散した保護層を有することを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<54> 前記電子写真感光体は、フィラーを分散した保護層を有することを特徴とする<30>に記載の画像形成装置である。
<55> 電子写真感光体と、該電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、該帯電した電子写真感光体の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段と、該トナー像を前記電子写真感光体表面から中間転写体に転写する転写手段と、該トナー像の転写完了後に、前記電子写真感光体の表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段と、を有する画像形成装置であって、pHが7〜11の範囲にある微粒子を前記中間転写体の表面へ供給する微粒子供給手段を有し、かつ、前記電子写真感光体は、1000回転あたりの磨耗量が0.1〜10nmの範囲であることを特徴とする画像形成装置である。
<56> 前記微粒子供給手段は、電子写真感光体の表面と当接する供給ロールを、該供給ロールの中心軸を中心に回転させることにより、前記電子写真感光体の表面へ前記微粒子を供給する手段であることを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<57> 前記微粒子供給手段は、シャフト外周に繊維を植毛し、該繊維の先端が前記電子写真感光体の表面と当接する供給ブラシを、該シャフトの中心軸を中心に回転させることにより、前記電子写真感光体の表面へ前記微粒子を供給する手段であることを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<57> 前記微粒子供給手段は、シャフト外周に繊維を植毛し、該繊維の先端が前記電子写真感光体の表面と当接する供給ブラシを、該シャフトの中心軸を中心に回転させることにより、前記電子写真感光体の表面へ前記微粒子を供給する手段であることを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<58> 前記微粒子供給手段は、複数の張架ロールにより張架された無端状のシートであり、前記電子写真感光体の表面と当接する供給シートを走行させることにより、前記電子写真感光体の表面へ前記微粒子を供給する手段であることを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<59> 前記微粒子の1次粒子径は、20〜200nmの範囲であることを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<59> 前記微粒子の1次粒子径は、20〜200nmの範囲であることを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<60> 前記微粒子のモース硬度は、3〜6の範囲であることを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<61> 前記微粒子は、炭酸塩であることを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<61> 前記微粒子は、炭酸塩であることを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<62> 前記微粒子は、硫酸塩であることを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<63> 前記微粒子は、金属酸化物であることを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<64> 前記微粒子は、表面処理を施されていることを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<63> 前記微粒子は、金属酸化物であることを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<64> 前記微粒子は、表面処理を施されていることを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<65> 前記トナーは、体積平均粒径が2〜12μmであり、平均形状指数SF1が110〜135であることを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<66> 前記電子写真感光体は、電荷輸送材料及び硬化性樹脂を最表面層に有することを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<66> 前記電子写真感光体は、電荷輸送材料及び硬化性樹脂を最表面層に有することを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<67> 前記硬化性樹脂は、架橋構造を有する硬化性樹脂であることを特徴とする<66>に記載の画像形成装置である。
<68> 前記架橋構造を有する硬化性樹脂は、フェノール樹脂であることを特徴とする<67>に記載の画像形成装置である。
<68> 前記架橋構造を有する硬化性樹脂は、フェノール樹脂であることを特徴とする<67>に記載の画像形成装置である。
<69> 前記架橋構造を有する硬化性樹脂は、けい素原子を有する化合物またはその加水分解物または加水分解縮合物の少なくとも一種以上を含むシロキサン系樹脂であることを特徴とする<67>に記載の画像形成装置である。
<70> 前記電子写真感光体は、電荷輸送性を持つ架橋性樹脂を最表面層に有することを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<70> 前記電子写真感光体は、電荷輸送性を持つ架橋性樹脂を最表面層に有することを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<71> 前記電荷輸送性を持つ架橋性樹脂は、下記一般式(I)〜(V)の何れかで表される化合物から誘導される構造を有する樹脂であることを特徴とする<70>に記載の画像形成装置である。
前記一般式(I)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、X1は酸素原子又は硫黄原子を、R1はアルキレン基を、Yは水酸基、カルボキシル基(−COOH)、チオール基(−SH)又はアミノ基(−NH2)を示し、m1及びm2はそれぞれ独立に0又は1を、m3は1〜4の整数を示す。
前記一般式(II)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、X2は酸素原子又は硫黄原子を、R2はアルキレン基を、Zはアルキレン基、酸素原子、硫黄原子、−NH−又は−COO−を、Gはエポキシ基を、n1、n2及びn3はそれぞれ独立に0又は1を、n4は1〜4の整数を示す。
前記一般式(III)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、Dは可とう性を有する2価の基を、R3は水素原子、置換若しくは未置換のアルキル基又は置換若しくは未置換のアリール基を、Qは加水分解性基を、aは1〜3の整数を、bは1〜4の整数を示す。
前記一般式(IV)中、Fは正孔輸送性を有するn5価の有機基を、T2は2価の基を、Yは酸素原子又は硫黄原子を、R4、R5及びR6はそれぞれ独立に水素原子又は1価の有機基を、R7は1価の有機基を、m6は0又は1を、n5は1〜4の整数を、それぞれ示す。但し、R6とR7は互いに結合してYをヘテロ原子とする複素環を形成してもよい。
前記一般式(V)中、Fは正孔輸送性を有するn6価の有機基を、T2は2価の基を、R8は1価の有機基を、m6は0又は1を、n6は1〜4の整数を、それぞれ示す。
<72> 前記一般式(I)〜(V)におけるFは、下記一般式(VI)で示される基であることを特徴とする<71>に記載の画像形成装置である。
<72> 前記一般式(I)〜(V)におけるFは、下記一般式(VI)で示される基であることを特徴とする<71>に記載の画像形成装置である。
一般式(VI)中、Ar1、Ar2、Ar3及びAr4はそれぞれ独立に置換又は未置換のアリール基を示し、Ar5は置換若しくは未置換のアリール基又はアリーレン基を示し、且つAr1〜Ar5のうち1〜4個は、上記式(I)〜(III)で示される化合物における−[(X1)m1−(R1)m2−Y]、−[(X2)n1−(R2)n2−(Z)n3G]、又は、−[D−Si(R3)(3−a)Qa]、で示される構造単位で表される部位と結合するための結合手を有する。kは0又は1を示す。
<73> 前記電子写真感光体は、導電性粒子を最表面層に有することを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<74> 前記導電性粒子は、少なくとも1種類以上の金属酸化物であることを特徴とする<73>に記載の画像形成装置である。
<75> 前記金属酸化物は、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、及び酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種類以上の金属酸化物であるであることを特徴とする<74>に記載の画像形成装置である。
<74> 前記導電性粒子は、少なくとも1種類以上の金属酸化物であることを特徴とする<73>に記載の画像形成装置である。
<75> 前記金属酸化物は、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、及び酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種類以上の金属酸化物であるであることを特徴とする<74>に記載の画像形成装置である。
<76> 前記電子写真感光体は、フィラーを分散した最表面層を有することを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<77> 前記電子写真感光体は、フィラーを分散した保護層を有することを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<77> 前記電子写真感光体は、フィラーを分散した保護層を有することを特徴とする<55>に記載の画像形成装置である。
<78> 電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電する帯電手段、該帯電した電子写真感光体表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段、該トナー像を前記電子写真感光体表面から転写材に転写する転写手段と、該トナー像の転写完了後に、前記電子写真感光体表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段のうちの少なくとも1つと、を有する画像形成装置に脱着可能な画像形成カートリッジであって、前記電子写真感光体は、1000回転あたりの磨耗量が0.1nmから10nmの範囲であり、かつ、pHが7〜11の範囲にある微粒子を前記電子写真感光体の表面へ供給する微粒子供給手段を更に有することを特徴とする画像形成カートリッジである。
<79> 更に、潤滑剤を前記電子写真感光体の表面へ供給する潤滑剤供給手段を有することを特徴とする<78>に記載の画像形成カートリッジである。
<79> 更に、潤滑剤を前記電子写真感光体の表面へ供給する潤滑剤供給手段を有することを特徴とする<78>に記載の画像形成カートリッジである。
<80> 電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電する帯電手段、該帯電した電子写真感光体表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段、該トナー像を前記電子写真感光体表面から転写材に転写する転写手段と、該トナー像の転写完了後に、前記電子写真感光体表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段のうちの少なくとも1つと、を有する画像形成装置に脱着可能な画像形成カートリッジであって、潤滑剤及びpHが7〜11の範囲にある微粒子を前記電子写真感光体の表面へ供給する潤滑剤及び微粒子供給手段を有し、かつ、前記電子写真感光体は、1000回転あたりの磨耗量が0.1〜10nmの範囲であることを特徴とする画像形成カートリッジである。
<81> 電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電する帯電手段、該帯電した電子写真感光体表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段、該トナー像を前記電子写真感光体表面から中間転写体に転写する転写手段と、該トナー像の転写完了後に、前記電子写真感光体表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段のうちの少なくとも1つと、を有する画像形成装置に脱着可能な画像形成カートリッジであって、pHが7〜11の範囲にある微粒子を前記中間転写体の表面へ供給する微粒子供給手段を有し、かつ、前記電子写真感光体は、1000回転あたりの磨耗量が0.1〜10nmの範囲であることを特徴とする画像形成カートリッジである。
本発明は、電子写真感光体から効率よく放電生成物を除去することにより、画像流れによる画像欠陥の発生を防止することができ、更に画質維持性に優れる画像形成装置を提供することができる。
第一の本発明の画像形成装置は、電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電する帯電手段と、該帯電した電子写真感光体表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段と、該トナー像を前記電子写真感光体表面から転写材に転写する転写手段と、該トナー像の転写完了後に、前記電子写真感光体表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段と、を有する画像形成装置であって、前記電子写真感光体は、1000回転あたりの磨耗量が0.1〜10nmの範囲であり、かつ、pHが7〜11の範囲にある微粒子を前記電子写真感光体の表面へ供給する微粒子供給手段を更に有することを特徴とする。
尚、本発明において、前記電子写真感光体の1000回転あたりの磨耗量は、1万枚プリント前と後の膜厚を渦電流膜厚計を用いて測定し、電子写真感光体の回転数と膜厚の減少分から1000回転あたりの摩耗量を求めたものである。
また、前記微粒子のpHは、HORIBA社製pHメーター B−211型を用いて、微粒子0.1gに純水1mLを滴下したものをサンプルとして測定することにより求めたものである。
第一の本発明の画像形成装置は、上述のように、1000回転あたりの磨耗量が0.1〜10nmの範囲である電子写真感光体表面に、pHが7〜11の範囲にある微粒子を微粒子供給手段により供給することにより、画像流れによる画像欠陥の発生を防止することができる。これは微粒子により放電生成物が除去されたためと考えられる。微粒子により放電生成物が除去される理由は、詳細は不明であるが、微粒子による電子写真感光体表面の研磨効果に加えて、pHが7〜11の微粒子を用いることにより硝酸を効率よく除去できるためと考えられる。通常本発明のような微粒子供給器を持たない場合でもトナーの外添剤がトナーから外れて微粒子として存在しているが、外添剤から外れた微粒子の量は供給器により供給される微粒子量よりも少なく、感光体表面の研磨効果と硝酸の除去効果が小さいため画像流れを防止することができないと考えられる。
先ず、第一の本発明の画像形成装置の好適な実施形態について説明する。
図1は、第一の本発明の画像形成装置の基本構成を概略的に示す概略図である。図1に示す画像形成装置は、電子写真感光体19と、電子写真感光体19の表面を均一に帯電する帯電手段11と、帯電した電子写真感光体19の表面に、画像情報に応じて露光することにより静電潜像を形成する露光手段12と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段13と、該トナー像を電子写真感光体19の表面から転写材14に転写する転写手段15と、該トナー像の転写完了後に、電子写真感光体19の表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段16と、除電手段17と、微粒子供給手段18と、を有する。尚、同様の機能を有するものには、全図面を通じて同じ符号を付与し、その説明を省略する場合がある。
図1は、第一の本発明の画像形成装置の基本構成を概略的に示す概略図である。図1に示す画像形成装置は、電子写真感光体19と、電子写真感光体19の表面を均一に帯電する帯電手段11と、帯電した電子写真感光体19の表面に、画像情報に応じて露光することにより静電潜像を形成する露光手段12と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段13と、該トナー像を電子写真感光体19の表面から転写材14に転写する転写手段15と、該トナー像の転写完了後に、電子写真感光体19の表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段16と、除電手段17と、微粒子供給手段18と、を有する。尚、同様の機能を有するものには、全図面を通じて同じ符号を付与し、その説明を省略する場合がある。
尚、図1に示す画像形成装置では、転写手段15により電子写真感光体19表面のトナー像を直接転写材14に転写する他、電子写真感光体19表面のトナー像を中間転写体上へ転写し、該転写されたトナー像を転写材14に転写してもよい。
また、微粒子供給手段18の位置は、後述するように電子写真感光体19の表面に当接していれば特に限定されないが、図1に示す画像形成装置の様に電子写真感光体19の回転方向で転写手段15の下流で、かつクリーニング手段16の上流に位置していることが好ましい。微粒子供給手段18が転写手段15の下流で、かつクリーニング手段16の上流に位置していると、前記微粒子の転写残トナーによる汚染が発生せず好ましい。
また、微粒子供給手段18の位置は、後述するように電子写真感光体19の表面に当接していれば特に限定されないが、図1に示す画像形成装置の様に電子写真感光体19の回転方向で転写手段15の下流で、かつクリーニング手段16の上流に位置していることが好ましい。微粒子供給手段18が転写手段15の下流で、かつクリーニング手段16の上流に位置していると、前記微粒子の転写残トナーによる汚染が発生せず好ましい。
図1に示す画像形成装置による画像形成は、電子写真感光体19の表面を帯電手段11で所望の電位に帯電し、所望の電位に帯電した電子写真感光体19の表面を露光手段12で静電潜像を形成した後、現像手段13により、該静電潜像をトナーによる現像によりトナー像とする。得られたトナー像は転写手段15により、転写材14に転写される。
転写手段15によるトナー像の転写材14に転写の後、クリーニング手段16により、電子写真感光体19の表面に残留したトナーを除去する。更に、微粒子供給手段18により、pHが7〜11の範囲にある微粒子を電子写真感光体19の表面へ供給する。最後に電子写真感光体19の表面の帯電電位を除電手段17により除去する。
転写手段15によるトナー像の転写材14に転写の後、クリーニング手段16により、電子写真感光体19の表面に残留したトナーを除去する。更に、微粒子供給手段18により、pHが7〜11の範囲にある微粒子を電子写真感光体19の表面へ供給する。最後に電子写真感光体19の表面の帯電電位を除電手段17により除去する。
帯電手段11は、公知の非接触型のコロトロン、スコロトロンを用いることができ、また、帯電手段11帯電器は非接触型に限らず公知の帯電ロール、公知の帯電ブラシも用いることができる。
露光手段12は、レーザー光学系(ROS)を示したものが好ましい。光源となるレーザーは公知の発振波長780nmの半導体レーザーや、高画質化の目的で波長380〜450nm程度のレーザーを用いることができる。また、半導体レーザーはレーザーを複数組み合わせたレーザーアレー、主走査方向、および副走査方向に複数のレーザービーム発生源を持つ、面発光レーザーアレー、LEDアレイなどの公知の露光手段を用いることができる。
現像手段13としては、公知の現像装置等を用いることができる。
既述のように本発明の画像形成装置は、中間転写体を用いてもよい。該中間転写体としては、機械的強度の観点から熱硬化ポリイミド樹脂を用いた中間転写体が好ましい。
転写手段15は、ローラー状であるが、本発明においては、ベルト、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等、何れを用いてもよい。接触式の転写手段を用いた場合に大きな効果が発揮される。転写手段15がローラー状である場合、その硬度は適度な硬さが求められる。具体的にはアスカーC硬度で20〜50の範囲にあることが好ましく、さらに好ましくは25〜40の範囲である。また、電子写真感光体19への当接圧は、10〜30N/mの範囲が好ましく、更に好ましくは15〜25N/mの範囲である。硬度あるいは当接圧が適当な範囲から外れると転写の際に適度な空隙が得られず、均一な放電が行なわれず、均一な転写が行なわれないことがある。
転写手段15を用いてトナーを転写材或いは中間転写体に転写する方法としては、転写手段15に定電流を印加するが、印加電流は直流電流が好ましい。電流範囲は10〜50μAが好ましく、15〜30μAがより好ましい。
クリーニング手段16は、ゴムなどの弾性材料からなるクリーニングブレードを用い、その一端のエッジを感光体等の像担持体表面に当接させて、表面に付着したトナー等の現像剤を除去する方法や、導電性プラスチックを用いたブラシ等、公知のクリーニング方法が用いられる。
また、本発明の画像形成装置は、潤滑剤を前記電子写真感光体の表面へ供給する潤滑剤供給手段を有することが好ましい。画像流れによる画像欠陥の発生を防止することができ、更に画質維持性に優れるという本発明の効果がより顕著になる。
潤滑剤供給手段を有する場合の第一の本発明の画像形成装置の基本構成を図2に示す。
図2に示す画像形成装置は、潤滑剤供給手段40が新たに設けられていること以外、上述の示される画像形成装置と同様の構成である。尚、潤滑剤供給手段40の位置は、電子写真感光体19の表面に当接していれば特に限定されないが、図2に示す画像形成装置の様に電子写真感光体19の回転方向で転写手段15の下流で、かつクリーニング手段16の上流に位置していることが好ましい。微粒子供給手段18が転写手段15の下流で、かつクリーニング手段16の上流に位置していると、前記微粒子の転写残トナーによる汚染が発生せず好ましい。また、潤滑剤供給手段40の位置は、微粒子供給手段18の上流、下流何れでもかまわない。
潤滑剤供給手段を有する場合の第一の本発明の画像形成装置の基本構成を図2に示す。
図2に示す画像形成装置は、潤滑剤供給手段40が新たに設けられていること以外、上述の示される画像形成装置と同様の構成である。尚、潤滑剤供給手段40の位置は、電子写真感光体19の表面に当接していれば特に限定されないが、図2に示す画像形成装置の様に電子写真感光体19の回転方向で転写手段15の下流で、かつクリーニング手段16の上流に位置していることが好ましい。微粒子供給手段18が転写手段15の下流で、かつクリーニング手段16の上流に位置していると、前記微粒子の転写残トナーによる汚染が発生せず好ましい。また、潤滑剤供給手段40の位置は、微粒子供給手段18の上流、下流何れでもかまわない。
微粒子供給手段18は、電子写真感光体19の表面へ微粒子を供給することができれば特に限定されないが、電子写真感光体19の表面と当接する供給ロールを、該供給ロールの中心軸を中心に回転させることにより、電子写真感光体19の表面へ前記微粒子を供給する手段(微粒子供給手段18の第一の形態)、シャフト外周に繊維を植毛し、該繊維の先端が電子写真感光体19の表面と当接する供給ブラシを、該シャフトの中心軸を中心に回転させることにより、電子写真感光体19の表面へ前記微粒子を供給する手段(微粒子供給手段18の第二の形態)、又は、複数の張架ロールにより張架された無端状のシートであり、電子写真感光体19の表面と当接する供給シートを走行させることにより、電子写真感光体19の表面へ前記微粒子を供給する手段(微粒子供給手段18の第三の形態)であることが好ましく、前記微粒子供給手段18の第一の形態又は微粒子供給手段18の第二の形態であることがより好ましい。
先ず、微粒子供給手段18の第一の形態から説明する。
図3に微粒子供給手段18の第一の形態の構成図を示す。図3において、微粒子供給手段18は、供給ロール21、シール22、攪拌器23、微粒子ボックス24からなっている。供給ロール21は、微粒子ボックス24内の微粒子20と接触しており、微粒子20は供給ロール21に保持されている。更に供給ロール21をその中心軸を中心に回転させることにより、当接している供給ロール21に電子写真感光体19の表面へ微粒子20が供給される。
図3に微粒子供給手段18の第一の形態の構成図を示す。図3において、微粒子供給手段18は、供給ロール21、シール22、攪拌器23、微粒子ボックス24からなっている。供給ロール21は、微粒子ボックス24内の微粒子20と接触しており、微粒子20は供給ロール21に保持されている。更に供給ロール21をその中心軸を中心に回転させることにより、当接している供給ロール21に電子写真感光体19の表面へ微粒子20が供給される。
攪拌器23は必須ではないが、微粒子ボックス24内を攪拌することで、微粒子20を効率よく供給ロールへ送ることができる。供給ロール21の構成は微粒子20を一時的に保持し、電子写真感光体19の表面へ供給することができればいかなる構成であってもよい。
また、供給ロール21は、電子写真感光体19に当接させることにより特に駆動手段を有しなくとも電子写真感光体19と同じ周速度で回転し供給部材として機能する。しかし、供給ロール21に何らかの駆動手段を取り付け、感光体とは異なる周速度で回転させ、微粒子20を供給させてもよい。供給ロール21は芯材と弾性層からなる場合が挙げられ、芯材の材質としては、一般には鉄、銅、真鍮、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等が用いられる。弾性層の材質としては、一般にはスポンジ、ゴム材を用いることができる。また、弾性層の外周面にさらにスポンジ、ゴム、紙、布、樹脂シートを巻きつけることができる。
次に、微粒子供給手段18の第二の形態を説明する。
図4に微粒子供給手段18の第二の形態の構成図を示す。図4において、微粒子供給手段18は、供給ブラシ25、シール22、攪拌器23、微粒子ボックス24からなっている。供給ブラシ25は、微粒子ボックス24内の微粒子20と接触しており、微粒子は供給ブラシ25に保持されている。更に供給ブラシ25をその中心軸を中心に回転させることにより、当接している電子写真感光体19の表面へ微粒子20が供給される。
図4に微粒子供給手段18の第二の形態の構成図を示す。図4において、微粒子供給手段18は、供給ブラシ25、シール22、攪拌器23、微粒子ボックス24からなっている。供給ブラシ25は、微粒子ボックス24内の微粒子20と接触しており、微粒子は供給ブラシ25に保持されている。更に供給ブラシ25をその中心軸を中心に回転させることにより、当接している電子写真感光体19の表面へ微粒子20が供給される。
攪拌器23は必須ではないが、微粒子ボックス24内を攪拌することで、微粒子20を効率よく供給ブラシ25へ送ることができる。供給ブラシ25の構成は微粒子を一時的に保持し、電子写真感光体19へ供給することができればいかなる構成であってもよい。
また、供給ブラシ25は、電子写真感光体19に当接させることにより特に駆動手段を有しなくとも電子写真感光体19と同じ周速度で回転し供給部材として機能する。しかし、供給ブラシ25に何らかの駆動手段を取り付け、感光体とは異なる周速度で回転させ、微粒子20を供給させてもよい。供給ブラシ25としては、シャフト外周に繊維を植毛し場合が挙げられ、シャフトの材質としては、一般には鉄、銅、真鍮、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等が用いられる。弾性層の材質としては、ナイロン、ポリエステル、アクリル等の公知のブラシを用いることができる。また、ブラシとしては、繊維の太さは30d(デニール)以下、好ましくは20d以下であり、より好ましくは2d〜10d、繊維の密度は2万本/inch2以上、好ましくは3万本/inch2以上であり、より好ましくは6万本/inch2以上である。
最後に、微粒子供給手段18の第三の形態を説明する。
図5に微粒子供給手段18の第三の形態の構成図を示す。図5において、微粒子供給手段18は、張架ロール27,28,29により張架された供給シート26、シール22、攪拌器23、微粒子ボックス24からなっている。供給シート26は、微粒子ボックス24内の微粒子と接触しており、微粒子は供給シート26に保持されている。更に供給シート26を走行させることにより、当接している電子写真感光体19の表面へ前記微粒子が供給される。シートの材質には綿、麻、紙、脱脂綿等の植物性繊維や、あるいはナイロン、ポリエステル、アクリル等の合成樹脂繊維を用いる。
攪拌器23は必須ではないが、微粒子ボックス24内を攪拌することで、微粒子を効率よく供給シート26へ送ることができる。供給シート26の構成は微粒子を一時的に保持し、電子写真感光体19へ供給することができればいかなる構成であってもよい。
また、供給シート26は、電子写真感光体19に当接させることにより特に駆動手段を有しなくとも電子写真感光体19と同じ周速度で走行し供給部材として機能する。しかし、供給シート26に何らかの駆動手段を取り付け、感光体とは異なる速度で走行させ、微粒子を供給させてもよい。供給シート26は、無端状のシートであり、その材質としては、ナイロン、ポリエステル、アクリル、コットン、ウール等の織布、不織布、多孔質材等の公知のシートを用いることができる。
本発明に用いる微粒子は、pHが7〜11の範囲であることを必須とし、7〜9の範囲であることが好ましい。前記微粒子のpHが7未満であると、放電生成物除去能力が低下してしまい、11を超えると、塩基性が強すぎて電子写真感光体表面を劣化させてしまう。
本発明に用いる微粒子の1次粒子径は、20〜200nmの範囲であることが好ましく、40〜100nmの範囲であることがより好ましい。前記微粒子の1次粒子径が20nmより小さいと、粒子の取り扱いが難しくなる場合があり、200nmより大きいと、放電生成物除去効果が小さくなる場合がある。
尚、前記微粒子の1次粒子径は、電子顕微鏡で観察、画像解析装置に取り込み、円相当径を測定することにより求められる。
尚、前記微粒子の1次粒子径は、電子顕微鏡で観察、画像解析装置に取り込み、円相当径を測定することにより求められる。
本発明に用いる微粒子のモース硬度は、3〜6の範囲が好ましく、3〜5の範囲がより好ましい。前記モース硬度が3より小さいと、放電生成物を除去効果が十分でない場合があり、前記モース硬度が6より大きいと、電子写真感光体19の表面にスクラッチが発生する場合がある。
尚、前記微粒子のモース硬度は、天然の鉱物の中から基準となる10種類の標準鉱物を選び、測定物に対し、硬度の小さい鉱物から順番にこすり合わせ、測定物に傷がつくかつかないかを目測することにより求められる。
本発明に用いる微粒子の体積抵抗は、1×1012Ω・cm以上が好ましい。本発明に用いる微粒子の体積抵抗が1×1012Ω・cm未満であると、微粒子がクリーナーをすり抜けた場合、帯電と電子写真感光体間で異常放電、あるいは電荷注入が発生し、帯電が不均一となる場合がある。
本発明に用いる微粒子の体積抵抗は、図12に示す装置を用いて、20℃/50%RHの条件下で測定したものである。具体的には、微粒子に100kg荷重(980N)をかけて面積(円形)5cm2×厚さ1mmのディスク状サンプル60を作製し、加圧機63により枠64内でディスク状サンプル60と同じ面積の1対の電極(上部電極61及び下部電極62)ではさみ、矢印の方向に100Kg加重(980N)した状態で、100Vの電圧を印加してから1分後の電流値を測定し、以下の式をもとに体積抵抗を求めた。
ρv=S/L×V/I
式中、ρvは体積抵抗、Sはサンプルの断面積(=5cm2)、Lはサンプルの厚み(=1mm)、Vは印加電圧値(=100V)、Iは測定電流値を示す。
ρv=S/L×V/I
式中、ρvは体積抵抗、Sはサンプルの断面積(=5cm2)、Lはサンプルの厚み(=1mm)、Vは印加電圧値(=100V)、Iは測定電流値を示す。
一方、本発明において、電子写真感光体19の一回転当たりの前記微粒子の供給量は、
10μg〜10mgが好ましく、20μg〜5mgがより好ましく、50μg〜1mgが更に好ましい。前記微粒子の供給量が10μg未満であると、放電生成物除去能力、表面研磨能力が不足する場合があり、10mgを超えると、感光体表面にスクラッチが発生し、画質欠陥となってしまう場合がある。
また、前記微粒子の供給量は、連続して行ってもよく、断続して行ってもよい。断続してに供給する際の供給タイミングは、例えば、1000枚から10万枚に1回、感光体の回転数にして10回転から100回転供給する。あるいは画像形成装置に内蔵した環境センサーで高温高湿状態になった場合に連続して供給、常温常湿、低温低湿では供給を止める制御を行なってもよい。また、環境センサーによる制御に加え、断続して供給してもよい。
10μg〜10mgが好ましく、20μg〜5mgがより好ましく、50μg〜1mgが更に好ましい。前記微粒子の供給量が10μg未満であると、放電生成物除去能力、表面研磨能力が不足する場合があり、10mgを超えると、感光体表面にスクラッチが発生し、画質欠陥となってしまう場合がある。
また、前記微粒子の供給量は、連続して行ってもよく、断続して行ってもよい。断続してに供給する際の供給タイミングは、例えば、1000枚から10万枚に1回、感光体の回転数にして10回転から100回転供給する。あるいは画像形成装置に内蔵した環境センサーで高温高湿状態になった場合に連続して供給、常温常湿、低温低湿では供給を止める制御を行なってもよい。また、環境センサーによる制御に加え、断続して供給してもよい。
本発明に用いる微粒子の材質としては、公知の炭酸塩、硫酸塩、金属酸化物を用いることができる。例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛等が挙げられ、炭酸カルシウムが特に好ましい。
また、本発明に用いる微粒子は、表面処理を施されている微粒子も好ましく用いることができる。該表面処理としては、公知の表面処理剤を用いることができるが、脂肪酸や脂肪酸金属、脂肪酸エステルは特に好ましい例として挙げられる。
また、本発明に用いる微粒子は、表面処理を施されている微粒子も好ましく用いることができる。該表面処理としては、公知の表面処理剤を用いることができるが、脂肪酸や脂肪酸金属、脂肪酸エステルは特に好ましい例として挙げられる。
潤滑剤供給手段40は、電子写真感光体19の表面へ潤滑剤を供給することができれば特に限定されないが、シャフト外周に繊維を植毛し、該繊維の先端が電子写真感光体19の表面と当接する供給ブラシを、該シャフトの中心軸を中心に回転させることにより、電子写真感光体19の表面へ前記潤滑剤を供給する手段であることが好ましい。図6に潤滑剤供給手段40の一例の構成図を示す。図6において、潤滑剤供給手段40は、供給ブラシ41、潤滑剤供給部42からなっている。供給ブラシ41は、潤滑剤供給部42と接触しており、潤滑剤供給手段40により潤滑剤が供給ブラシ41に保持されている。更に供給ブラシ41をその中心軸を中心に回転させることにより、当接している電子写真感光体19の表面へ潤滑剤が供給される。
また、供給ブラシ41は、図4における供給ブラシ25と同様のブラシが好ましく用いられる。
また、供給ブラシ41は、図4における供給ブラシ25と同様のブラシが好ましく用いられる。
前記潤滑剤としては、脂肪酸金属塩、脂肪酸エステル、フッ素原子含有樹脂、及びワックスから選ばれる少なくとも一種が好ましく用いられる。
前記脂肪酸金属塩としては、炭素原子数8〜35個の飽和又は不飽和脂肪酸金属塩が挙げられる。前記脂肪酸金属塩を構成する金属としては例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、バリウム、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、鉛、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル等があり、その他アンモニウム脂肪酸塩も含まれてよい。また脂肪酸金属塩を構成する脂肪酸としては例えば、ステアリン酸、ラウリン酸、アラキン酸、ウンデカン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸等がある。又これらの脂肪酸の混合物、これらの脂肪酸のアルコール・エステル、アミド等も本発明に含まれる。
前記脂肪酸金属塩としては、炭素原子数8〜35個の飽和又は不飽和脂肪酸金属塩が挙げられる。前記脂肪酸金属塩を構成する金属としては例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、バリウム、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、鉛、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル等があり、その他アンモニウム脂肪酸塩も含まれてよい。また脂肪酸金属塩を構成する脂肪酸としては例えば、ステアリン酸、ラウリン酸、アラキン酸、ウンデカン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸等がある。又これらの脂肪酸の混合物、これらの脂肪酸のアルコール・エステル、アミド等も本発明に含まれる。
前記脂肪酸エステルとしては、炭素原子数8〜35の脂肪酸の一価又は多価アルコールエステルであって、炭素原子数1〜20のアルコールから誘導される固体状のもの又はその粉体であり、例えばステアリン酸メルトリ(1,2−オキシルステアレート)、1,2,4−ブタントリオールトリステアレート等が挙げられる。
前記フッ素原子含有樹脂は、粉末でもよく、例えば四フッ化エチレン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、六フッ化エチレンプロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、フッ化二塩化エチレン樹脂、それらの共重合体樹脂及び前記各樹脂の粉末等が挙げられる。
前記ワックスとしては、例えばポリエチレングリコール、メトキシポリエチレングリコール等の分子量6000迄の固体状ワックスであるカルボワックス等があり、さらに又コレステロール;テクロランすなわちパークロルペンタシクロデカン;約4000以下の分子量をもつポリカプロラクトン;低分子量フルオルカーボン化合物、例えばテトラフルオルエチレンのワックス状短鎖テロマー及び低分子量汚染性ポリテトラフルオルエチレン粉末等が挙げられる。
前記潤滑剤の供給量は、電子写真感光体19の一回転当たり1〜100μgが好ましく、3μg〜20μgがより好ましい。前記潤滑剤の供給量が1μg未満であると、潤滑剤を供給することによる効果が小さく、クリーニング不良が発生する場合があり、100μgを超えると、感光体上に潤滑剤の層ができ、放電生成物を抱き込み、逆に画像流れが発生する場合がある。
電子写真感光体19は、1000回転あたりの磨耗量が0.1〜10nmの範囲であれば特に限定されないが、以下の電子写真感光体であることが好ましい。前記磨耗量は、0.2〜5nmの範囲であることが好ましく、0.5〜3nmの範囲であることがより好ましい。前記磨耗量が0.1nm未満であると、電子写真感光体表面に劣化した部分がいつまでも残留し画質欠陥となってしまう。一方、前記磨耗量が10nmを超えると、電子写真感光体の寿命が短くなってしまう。
図7及び図8は、本発明において好ましい電子写真感光体の断面を示す模式図である。図7及び図8においては、積層型有機電子写真感光体を示しているが、単層型有機電子写真感光体、あるいは無機電子写真感光体であってもよく電子写真感光体の組成、構造に限定はない。ここでは積層型有機電子写真感光体を例にとって説明する。
図7に示す電子写真感光体は、導電性支持体31上に中間層32が設けられ、その上層に電荷発生層33、更にその上層に電荷輸送層34が設けられている。
一方、図8に示す電子写真感光体は、上述の導電性支持体31、中間層32、電荷発生層33、電荷輸送層34上に、更に保護層35が設けられている。一般的に保護層を持たない電子写真感光体の磨耗量は大きく、特に接触帯電器を用いた場合は非接触型に比べて大きく増加する。しかし、帯電の条件、現像剤、クリーニングの条件、微粒子を最適化することで1000回転あたりの磨耗量は10nm以下にすることができる。1000回転あたりの磨耗量が10nm以下の場合には画像流れが発生する可能性が高くなるが、本発明の構成とすることにより画像流れが防止できるので好ましい。
一方、図8に示す電子写真感光体は、上述の導電性支持体31、中間層32、電荷発生層33、電荷輸送層34上に、更に保護層35が設けられている。一般的に保護層を持たない電子写真感光体の磨耗量は大きく、特に接触帯電器を用いた場合は非接触型に比べて大きく増加する。しかし、帯電の条件、現像剤、クリーニングの条件、微粒子を最適化することで1000回転あたりの磨耗量は10nm以下にすることができる。1000回転あたりの磨耗量が10nm以下の場合には画像流れが発生する可能性が高くなるが、本発明の構成とすることにより画像流れが防止できるので好ましい。
本発明に用いる電子写真感光体は、1000回転あたりの磨耗量が0.1〜10nmの範囲である感光体であれば、いかなる構成のものでも使用できるが、好ましい形態を図8を用いて詳しく説明する。
図8に示す電子写真感光体において、導電性支持体31としては、アルミニウムをドラム状、シート状、プレート状等、適宜の形状のものにして使用されるが、これらに限定されるものではない。また、注入阻止、接着性改善、干渉縞防止などの目的で陽極酸化処理や、ベーマイト処理、ホーニング処理などを行ってもよい。
図8に示す電子写真感光体において、導電性支持体31としては、アルミニウムをドラム状、シート状、プレート状等、適宜の形状のものにして使用されるが、これらに限定されるものではない。また、注入阻止、接着性改善、干渉縞防止などの目的で陽極酸化処理や、ベーマイト処理、ホーニング処理などを行ってもよい。
中間層32に用いられる材料としては、有機ジルコニウム化合物、有機チタン化合物、有機アルミニウム化合物のほか、その他有機金属化合物、とくに有機ジルコニウム化合物、有機チタニル化合物、有機アルミニウム化合物は残留電位が低く良好な電子写真特性を示すため、好ましく使用される。また、中間層32には、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリ−N−ビニルイミダゾール、ポリエチレノキシド、エチルセルロース、メチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、ポリアミド、ポリイミド、カゼイン、ゼラチン、ポリエチレン、ポリエステル、フェノール樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エポキシ樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジン、ポリウレタン、ポリグルタミン酸、ポリアクリル酸等の公知の結着樹脂を用いることもできる。
更に、中間層32中には電子輸送性顔料を混合/分散して使用することもできる。電子輸送性顔料としては、ペリレン顔料、ビスベンズイミダゾールペリレン顔料、多環キノン顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔料等の有機顔料、酸化亜鉛、酸化チタン等の無機顔料が上げられる。これらの顔料の中ではペリレン顔料、ビスベンズイミダゾールペリレン顔料と多環キノン顔料、酸化亜鉛、酸化チタンが、電子移動性が高いので好ましく使用される。また、これらの顔料の表面は、分散性、電荷輸送性を制御する目的で上記カップリング剤や、バインダーなどで表面処理してもよい。
電荷発生層33は、既知の電荷発生材料および結着樹脂から構成される。該結着樹脂は、広範な絶縁性樹脂から選択することができ、また有機光導電性ポリマーから選択することもできる。該結着樹脂は単独あるいは2種以上混合して用いることができる。
前記電荷発生材料は、既知のもの全て使用することができるが、とくに金属及び無金属フタロシアニン顔料が好ましい。その中でも、特定の結晶を有するヒドロキシガリウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ジクロロスズフタロシアニン、チタニルフタロシアニンが特に好ましい。
前記電荷発生材料は、既知のもの全て使用することができるが、とくに金属及び無金属フタロシアニン顔料が好ましい。その中でも、特定の結晶を有するヒドロキシガリウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ジクロロスズフタロシアニン、チタニルフタロシアニンが特に好ましい。
電荷輸送層34は、電荷輸送材料及び結着樹脂を含んで構成されるものである。電荷輸送材料は、公知の電荷輸送材料を用いることができる。また、電荷輸送材料は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
電荷輸送層34に用いられる結着樹脂は特に制限されないが、公知のフィルム形成可能な電気絶縁性の樹脂が好ましい。中でもポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂は電荷輸送材料との相溶性、溶剤への溶解性、強度の点で優れており好ましく用いられる。これらの結着樹脂は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
電荷輸送層34に用いられる結着樹脂は特に制限されないが、公知のフィルム形成可能な電気絶縁性の樹脂が好ましい。中でもポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂は電荷輸送材料との相溶性、溶剤への溶解性、強度の点で優れており好ましく用いられる。これらの結着樹脂は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
更に、電子写真装置中で発生するオゾンや酸化性ガス、あるいは光・熱による感光体の劣化を防止する目的で、感光層(電荷発生層33、電荷輸送層34等)中に酸化防止剤・光安定剤・熱安定剤等の添加剤を添加することができる。
また、保護層35がない場合、耐磨耗性向上を目的として公知のフィラーを表面層に分散することができる。フィラーの好ましい例としては、無機フィラーとして、シリカ、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化アンチモン、酸化錫、酸化チタン、酸化インジウム、酸化錫とアンチモンあるいは酸化アンチモンとの固溶体の担体またはこれらの混合物、あるいは単一粒子中にこれらの金属酸化物を混合したもの、あるいは被覆したものがあげられる。また、有機フィラーとしては4フッ化エチレン樹脂に代表されるフッ素含有樹脂、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート等の縮合樹脂や、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、ポリビニルブチラールのようなビニル重合体が挙げられる。
また、感度の向上、残留電位の低減、繰り返し使用時の疲労低減等を目的として、(電荷発生層33、電荷輸送層34等)に少なくとも1種の電子受容性物質を含有することができる。
保護層35は、公知の電荷輸送材料と、バインダー樹脂を用いることができる。該バインダー樹脂としては、強度、電気特性、画質維持性などの観点から、硬化性樹脂が好ましく、架橋構造を有する硬化性樹脂がより好ましい。架橋構造を有する硬化性樹脂としては種々の材料を用いることが出来るが、特性上、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シロキサン系樹脂などが好ましく、けい素原子を有する化合物またはその加水分解物または加水分解縮合物の少なくとも一種以上を含むシロキサン系樹脂、フェノール系樹脂からなるものがより好ましい。
また、保護層35は、電荷輸送性を持つ架橋性樹脂を有することが好ましく、電荷輸送性を持つ架橋性樹脂としては、特に下記一般式(I)〜(V)で表される化合物から誘導される構造を有する樹脂が強度、安定性に優れ特に好ましい。
F−[(X1)m1−(R1)m2−Y]m3 (I)
前記一般式(I)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、X1は酸素原子又は硫黄原子を、R1はアルキレン基(炭素数は1〜15が好ましく、1〜10がより好ましい)を、Yは水酸基、カルボキシル基(−COOH)、チオール基(−SH)又はアミノ基(−NH2)を示し、m1及びm2はそれぞれ独立に0又は1を、m3は1〜4の整数を示す。
前記一般式(I)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、X1は酸素原子又は硫黄原子を、R1はアルキレン基(炭素数は1〜15が好ましく、1〜10がより好ましい)を、Yは水酸基、カルボキシル基(−COOH)、チオール基(−SH)又はアミノ基(−NH2)を示し、m1及びm2はそれぞれ独立に0又は1を、m3は1〜4の整数を示す。
F−[(X2)n1−(R2)n2−(Z)n3G]n4 (II)
前記一般式(II)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、X2は酸素原子又は硫黄原子を、R2はアルキレン基(炭素数は1〜15が好ましく、1〜10がより好ましい)を、Zはアルキレン基、酸素原子、硫黄原子、NH又はCOOを、Gはエポキシ基を、n1、n2及びn3はそれぞれ独立に0又は1を、n4は1〜4の整数を示す。
前記一般式(II)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、X2は酸素原子又は硫黄原子を、R2はアルキレン基(炭素数は1〜15が好ましく、1〜10がより好ましい)を、Zはアルキレン基、酸素原子、硫黄原子、NH又はCOOを、Gはエポキシ基を、n1、n2及びn3はそれぞれ独立に0又は1を、n4は1〜4の整数を示す。
F−[D−Si(R3)(3−a)Qa]b (III)
前記一般式(III)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、Dは可とう性を有する2価の基を、R3は水素原子、置換若しくは未置換のアルキル基(炭素数は1〜15が好ましく、1〜10がより好ましい)又は置換若しくは未置換のアリール基(炭素数は6〜20が好ましく、6〜15がより好ましい)を、Qは加水分解性基を、aは1〜3の整数を、bは1〜4の整数を示す。
前記一般式(III)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、Dは可とう性を有する2価の基を、R3は水素原子、置換若しくは未置換のアルキル基(炭素数は1〜15が好ましく、1〜10がより好ましい)又は置換若しくは未置換のアリール基(炭素数は6〜20が好ましく、6〜15がより好ましい)を、Qは加水分解性基を、aは1〜3の整数を、bは1〜4の整数を示す。
また、上記可とう性を有する2価の基Dとしては、具体的には、光電特性を付与するためのFの部位と、3次元的な無機ガラス質ネットワークの構築に寄与する置換ケイ素基とを結びつける働きを担う2価の基である。また、Dは、堅い反面もろさも有する無機ガラス質ネットワークの部分に適度な可とう性を付与し、膜としての機械的強靱さを向上させる働きを担う有機基構造を表す。Dとして具体的には、−CαH2α−、−CβH2β−2−、−CγH2γ−4−で表わされる2価の炭化水素基(ここで、αは1〜15の整数を表し、βは2〜15の整数を表し、γは3〜15の整数を表す)、−COO−、−S−、−O−、−CH2−C6H4−、−N=CH−、−(C6H4)−(C6H4)−、及び、これらの特性基を任意に組み合わせた構造を有する特性基、更にはこれらの特性基の構成原子を他の置換基と置換したもの等が挙げられる。また、上記加水分解性基Qとしては、アルコキシ基が好ましく、炭素数1〜15のアルコキシ基がより好ましい。
前記一般式(IV)中、Fは正孔輸送性を有するn5価の有機基を、T2は2価の基を、Yは酸素原子又は硫黄原子を、R4、R5及びR6はそれぞれ独立に水素原子又は1価の有機基を、R7は1価の有機基を、m6は0又は1を、n5は1〜4の整数を、それぞれ示す。但し、R6とR7は互いに結合してYをヘテロ原子とする複素環を形成してもよい。
前記一般式(V)中、Fは正孔輸送性を有するn6価の有機基を、T2は2価の基を、R8は1価の有機基を、m6は0又は1を、n6は1〜4の整数を、それぞれ示す。
前記一般式(I)〜(V)で示される化合物における正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基Fとしては、下記一般式(VI)で示される化合物が好ましい。
ここで、前記一般式(VI)中、Ar1、Ar2、Ar3及びAr4はそれぞれ独立に置換又は未置換のアリール基を示し、Ar5は置換若しくは未置換のアリール基又はアリーレン基を示し、且つAr1〜Ar5のうち1〜4個は、前記一般式(I)〜(III)で示される化合物における−[(X1)m1−(R1)m2−Y]、−[(X2)n1−(R2)n2−(Z)n3G]、又は、−[D−Si(R3)(3−a)Qa]、で示される構造単位で表される部位と結合するための結合手を有する。kは0又は1を示す。
前記一般式(VI)で示される化合物におけるAr1〜Ar4で示される置換又は未置換のアリール基としては、具体的には、下記式(VI−1)〜(VI−7)に示されるアリール基が好ましい。
前記式(VI−7)で示されるアリール基におけるArは、下記式(VI−8)又は(VI−9)で示されるアリール基が好ましい。
また、前記式(VI−7)で示されるアリール基におけるZ’としては、下記式(VI−10)又は(VI−17)で示される2価の基が好ましい。
ここで、前記式(VI−1)〜(VI−17)中、R16は水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、それらで置換されたフェニル基若しくは未置換のフェニル基、又は炭素数7〜10のアラルキル基を、R17〜R23はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数1〜4のアルコキシ基、それらで置換されたフェニル基若しくは未置換のフェニル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はハロゲン原子を、m及びsはそれぞれ独立に0又は1を、q及びrはそれぞれ独立に1〜10の整数を、tはそれぞれ独立に1〜3の整数を示す。
また、前記式(VI−1)〜(VI−7)中、Xは前記一般式(I)〜(III)で示される化合物における−[(X1)m1−(R1)m2−Y]、−[(X2)n1−(R2)n2−(Z)n3G]、又は、−[D−Si(R3)(3−a)Qa]、前記式(VI−1)で示される構造単位、又は前記式(VI−1)で示される構造単位で表される部位と結合するための結合手を有する。
また、前記式(VI−16)〜(VI−17)中、Wは下記式(VI−18)〜(VI−26)で示される2価の基を示す。なお、式(VI−25)中、uは0〜3の整数を示す。
また、前記式(VI−16)〜(VI−17)中、Wは下記式(VI−18)〜(VI−26)で示される2価の基を示す。なお、式(VI−25)中、uは0〜3の整数を示す。
また、前記一般式(VI)におけるAr5の具体的構造としては、k=0の時は上記Ar1〜Ar4の具体的構造におけるm=1の構造が、k=1の時は上記Ar1〜Ar4の具体的構造におけるm=0の構造が挙げられる。
前記一般式(III)で示される化合物としては、より具体的には、下記例示化合物(F−1)〜(F−61)が挙げられる。なお、下記例示化合物(F−1)〜(F−61)は、一般式(VI)で示される化合物のAr1〜Ar5及びkを下記の表に示されるように組み合わせ、且つ、アルコキシシリル基(Si(R3)(3−a)Qa)(s)を下記の表に示される特定のもの(表におけるs)としたものである。尚、以下の具体例において、「Me」はメチル基を、「iPr」はプロピル基を示す。
前記一般式(I)で示される化合物の具体例としては、下記例示化合物(I−1)〜(I−38)を挙げることができる。なお、下記表中、Me又は結合手は記載されているが置換基が記載されていないものはメチル基を示す。
前記一般式(II)で示される化合物の具体例としては、下記例示化合物(II−1)〜(II−47)を挙げることができる。なお、下記表中、Me又は結合手は記載されているが置換基が記載されていないものはメチル基を、Etはエチル基を示す。
前記一般式(IV)で示される化合物の具体例としては、下記例示化合物(IV−1)〜(IV−40)を挙げることができる。なお、下記表中、Me又は結合手は記載されているが置換基が記載されていないものはメチル基を、Etはエチル基を示す。
前記一般式(V)で示される化合物の具体例としては、下記例示化合物(V−1)〜(V−55)を挙げることができる。なお、下記表中、Me又は結合手は記載されているが置換基が記載されていないものはメチル基を、Etはエチル基を示す。
また、保護層35には、強度、膜抵抗などの種々の物性をコントロールするために、下記一般式(VII)で表される化合物を添加することもできる。
更に、保護層35には、強度を高めるために、下記式(VII)で表される化合物を添加することも好ましい。
Si(R2)(4−c)Qc 式(VII)
前記一般式(VII)おけるR2、Qは前記一般式(II)及び(III)におけるR2、Qと同義であり、好ましい例も同様である。また、cは1〜4の整数を表す。前記一般式(VII)で表される化合物の具体例としては、以下のようなシランカップリング剤が挙げられる。シランカップリング剤としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等の四官能性アルコキシシラン(c=4);メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)トリエトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシラン、3−(ヘプタフルオロイソプロポキシ)プロピルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2H−パーフルオロアルキルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2H−パーフルオロデシルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクチルトリエトシキシラン等の三官能性アルコキシシラン(c=3);ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン等の二官能性アルコキシシラン(c=2);トリメチルメトキシシラン等の1官能アルコキシシラン(c=1)等を挙げることができる。膜の強度を向上させるためには3及び4官能のアルコキシシランが好ましく、可とう性、成膜性を向上させるためには1及び2官能のアルコキシシランが好ましい。
Si(R2)(4−c)Qc 式(VII)
前記一般式(VII)おけるR2、Qは前記一般式(II)及び(III)におけるR2、Qと同義であり、好ましい例も同様である。また、cは1〜4の整数を表す。前記一般式(VII)で表される化合物の具体例としては、以下のようなシランカップリング剤が挙げられる。シランカップリング剤としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等の四官能性アルコキシシラン(c=4);メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)トリエトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシラン、3−(ヘプタフルオロイソプロポキシ)プロピルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2H−パーフルオロアルキルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2H−パーフルオロデシルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクチルトリエトシキシラン等の三官能性アルコキシシラン(c=3);ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン等の二官能性アルコキシシラン(c=2);トリメチルメトキシシラン等の1官能アルコキシシラン(c=1)等を挙げることができる。膜の強度を向上させるためには3及び4官能のアルコキシシランが好ましく、可とう性、成膜性を向上させるためには1及び2官能のアルコキシシランが好ましい。
また、主に前記一般式(VII)で表される化合物のカップリング材より作製されるシリコーン系ハードコート剤も用いることができる。市販のハードコート剤としては、KP−85、X−40−9740、X−40−2239 (以上、信越シリコーン社製)、およびAY42−440、AY42−441、AY49−208 (以上、東レダウコーニング社製)、などを用いることができる。
更に、保護層35には、強度を高めるために、下記一般式(VIII)で表される化合物を添加することも好ましい。
B−[Si(R2)(3−a)Qa]2 (VIII)
前記一般式(VIII)中、Bは2価の有機基を表す。R2、Q、aは、前記一般式(II)及び(III)におけるR2、Q、aと同義であり、好ましい例も同様である。
前記一般式(VIII)で表される化合物としては、下記例示化合物(VIII−1)〜(VIII−16)が好ましいものとして挙げられる。
B−[Si(R2)(3−a)Qa]2 (VIII)
前記一般式(VIII)中、Bは2価の有機基を表す。R2、Q、aは、前記一般式(II)及び(III)におけるR2、Q、aと同義であり、好ましい例も同様である。
前記一般式(VIII)で表される化合物としては、下記例示化合物(VIII−1)〜(VIII−16)が好ましいものとして挙げられる。
更にまた、保護層35には、放電ガス耐性、機械強度、耐傷性、粒子分散性、粘度コントロール、トルク低減、磨耗量コントロール、ポットライフの延長など調整のために熱可塑性樹脂を添加してもよい。該熱可塑性樹脂としては、アルコール系、ケトン系溶剤に可溶な樹脂として、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ブチラールの一部がホルマールやアセトアセタール等で変性された部分アセタール化ポリビニルアセタール樹脂などのポリビニルアセタール樹脂(たとえば積水化学社製エスレックB、Kなど)、ポリアミド樹脂、セルロ−ス樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などがあげられる。特に、電気特性上ポリビニルアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂が好ましい。
また、保護層35には、ポットライフの延長、膜特性のコントロール、トルク低減、塗布膜表面の均一性向上のため、下記一般式(IX)で示される繰り返し構造単位を持つ環状化合物、若しくはその化合物からの誘導体を含有させることもできる。
前記一般式(IX)中、A1及びA2は、それぞれ独立に一価の有機基を示す。
一般式(IX)で示される繰り返し構造単位を持つ環状化合物としては、市販の環状シロキサンを挙げることができる。具体的には、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン等の環状ジメチルシクロシロキサン類、1,3,5−トリメチル−1,3,5−トリフェニルシクロトリシロキサン、1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラフェニルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7,9−ペンタメチル−1,3,5,7,9−ペンタフェニルシクロペンタシロキサン等の環状メチルフェニルシクロシロキサン類、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン等の環状フェニルシクロシロキサン類、3−(3,3,3−トリフルオロプロピル)メチルシクロトリシロキサン等のフッ素原子含有シクロシロキサン類、メチルヒドロシロキサン混合物、ペンタメチルシクロペンタシロキサン、フェニルヒドロシクロシロキサン等のヒドロシリル基含有シクロシロキサン類、ペンタビニルペンタメチルシクロペンタシロキサン等のビニル基含有シクロシロキサン類等の環状のシロキサン等を挙げることができる。これらの環状シロキサン化合物は1種を単独で用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。
一方、保護層35には、潤滑性、硬度などを制御するために、各種微粒子を添加することもできる。それらは、単独で用いることもできるが、併用してもよい。微粒子の一例として、ケイ素含有微粒子を挙げることができる。ケイ素含有微粒子とは、構成元素にケイ素を含む微粒子であり、具体的には、コロイダルシリカおよびシリコーン微粒子等が挙げられる。
保護層35には、その他の微粒子として、4フッ化エチレン等のフッ素系微粒子や、”第8回ポリマー材料フォーラム講演予稿集 p89”に示される様な、フッ素樹脂と水酸基を有するモノマーを共重合させた樹脂からなる微粒子、ZnO−Al2O3、SnO2−Sb2O3、In2O3−SnO2、ZnO−TiO2、ZnO−TiO2、MgO−Al2O3、FeO−TiO2、TiO2、SnO2、In2O3、ZnO、MgO等の半導電性金属酸化物を添加してもよい。
また、導電性粒子を添加することが好ましく、該導電性粒子は、少なくとも1種類以上の金属酸化物であることがより好ましく、該金属酸化物は、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、及び酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種類以上の金属酸化物であることが更に好ましい。
更に、同様な目的でシリコーンオイル等のオイルを添加することもできる。これらは、塗布溶液に予め添加してもよいし、電子写真感光体19を作製後、減圧、あるいは加圧下などで含浸処理してもよい。
保護層35には、可塑剤、表面改質剤、酸化防止剤、光劣化防止剤等の添加剤を添加してもよい。前記可塑剤としては、例えば、ビフェニル、塩化ビフェニル、ターフェニル、ジブチルフタレート、ジエチレングリコールフタレート、ジオクチルフタレート、トリフェニル燐酸、メチルナフタレン、ベンゾフェノン、塩素化パラフィン、ポリプロピレン、ポリスチレン、各種フルオロ炭化水素等が挙げられる。
本発明中の樹脂層(保護層)にはヒンダートフェノール、ヒンダートアミン、チオエーテル又はホスファイト部分構造を持つ酸化防止剤を添加することができ、環境変動時の電位安定性・画質の向上に効果的である。
保護層35には、より潤滑性を向上させる目的で活性水素を有する基を側鎖に複数有しかつ、フッ素原子もしくはシリコーン結合を有する樹脂を添加こともすることもできる。
前記フッ素原子もしくはシリコーン結合を有する樹脂を添加することで、放電ガス耐性、機械強度、耐傷性、粒子分散性、粘度コントロール、トルク低減、磨耗量コントロール、ポットライフの延長、クリーニングシステムの寿命延長などの効果が得られる。
また、上述のように活性水素を側鎖に複数有するものを用いることで、架橋構造中に化学結合を形成することができるため、膜中にこれらの樹脂が均一に分散しやすくなり、上記効果を長期にわたって持続させることが出来るようになる、塗布時の欠陥が減少するなどの効果が得られる。
更に、これらの樹脂を用いることで、添加量の限られていたフッ素系の材料、シリコーン系の材料も塗布膜の欠陥を生じることなく多量に添加出来るようになるという効果も得られる。
以上、保護層35に添加することが好ましい化合物等について記載したが、図7に示す電子写真感光体のように保護層35を有していない電子写真感光体においては、表面層(図7に示す電子写真感光体の場合、電荷輸送層34)が、これら保護層35に添加することが好ましい化合物が添加されていることが好ましい。
第二の本発明の画像形成装置は、電子写真感光体と、該電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、該帯電した電子写真感光体の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段と、該トナー像を前記電子写真感光体表面から転写材又は中間転写体に転写する転写手段と、該トナー像の転写完了後に、前記電子写真感光体の表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段と、を有する画像形成装置であって、潤滑剤及びpHが7〜11の範囲にある微粒子を前記電子写真感光体の表面へ供給する潤滑剤及び微粒子供給手段を有し、かつ、前記電子写真感光体は、1000回転あたりの磨耗量が0.1〜10nmの範囲であることを特徴とする。
第二の本発明の画像形成装置は、図9に示すように第一の本発明の画像形成装置における、微粒子供給手段18、又は、微粒子供給手段18及び潤滑剤供給手段40の代わりに、潤滑剤及び微粒子供給手段45を設けたものであり、感光体を含めたその他の手段の好ましい態様は、第一の本発明の画像形成装置における好ましい態様と同様である。
潤滑剤及び微粒子供給手段45は、電子写真感光体19の表面へ潤滑剤と微粒子の混合物を供給することができれば特に限定されないが、図4に示す微粒子供給手段18(第二の形態)と同様の構造のものが好ましく挙げられる。この場合、微粒子20の代わりに、潤滑剤と微粒子の混合物を用いる。
第二の本発明の画像形成装置に用いる潤滑剤及び微粒子は、既述の第一の本発明の画像形成装置に用いる潤滑剤及び微粒子と同様のものが好ましく用いられる。
また、微粒子と潤滑剤の混合比率(微粒子:潤滑剤、質量比)は、5:95〜50:50が好ましく、15:85〜30:70がより好ましい。微粒子の潤滑剤に対する混合比率が5:95未満であると、微粒子の研磨効果と硝酸の除去効果が小さくなる場合があり、50:50を超えると、潤滑剤中の微粒子の含有量が多くなりすぎて潤滑剤と微粒子がうまく分散しなくなる場合がある。
一方、潤滑剤と微粒子の混合物の供給量は、電子写真感光体19の一回転当たり10〜100μgが好ましく、15〜30μgがより好ましい。前記潤滑剤と微粒子の混合物の供給量が10μg未満であると、放電生成物除去効果が小さくなり、クリーニング不良が発生しやすなる場合があり、100μgを超えると、放電生成物抱き込みによる画像流れが発生しやすくなる場合がある。
潤滑剤と微粒子の混合物の作製方法は、潤滑剤を攪拌しながら過熱し、潤滑剤が溶解後、微粒子を混合し、さらに攪拌して微粒子を分散させた。その後、5mm×5mm×30mmのアルミニウム製の金型に流し込み、室温まで冷却し微粒子含有潤滑剤を作製した。
第三の本発明の画像形成装置は、電子写真感光体と、該電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、該帯電した電子写真感光体の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段と、該トナー像を前記電子写真感光体表面から中間転写体に転写する転写手段と、該トナー像の転写完了後に、前記電子写真感光体の表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段と、を有する画像形成装置であって、pHが7〜11の範囲にある微粒子を前記中間転写体の表面へ供給する微粒子供給手段を有し、かつ、前記電子写真感光体は、1000回転あたりの磨耗量が0.1〜10nmの範囲であることを特徴とする。
第三の本発明の画像形成装置の好適な実施形態について説明する。
図10は、第三の本発明の画像形成装置の一例の基本構成を概略的に示す概略図である。図10に示す画像形成装置は、電子写真感光体19と、電子写真感光体19の表面を均一に帯電する帯電手段11と、帯電した電子写真感光体19の表面に、画像情報に応じて露光することにより静電潜像を形成する露光手段12と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段13と、該トナー像を電子写真感光体19の表面から中間転写体50に転写する第一転写手段51と、該トナー像の転写完了後に、電子写真感光体19の表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段16と、除電手段17と、微粒子供給手段18と、中間転写体50に転写されたトナー像を転写材14に転写する第二転写手段52及びバックアップロール53を有する。
図10に示す画像形成装置は、電子写真感光体19、露光手段12、現像手段13、第一転写手段51により、中間転写体50にトナー像を転写する。図10に示す画像形成装置では、この工程をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色について行えば、中間転写体50上にフルカラーのトナー像が転写され、該トナー像を第二転写手段52及びバックアップロール53により転写材14に転写することによりフルカラーの画像を形成することができる。
尚、図10に示す画像形成装置は、タンデム型のフルカラー画像形成装置であり、複数の感光体を有するものであり、図10に示す画像形成装置では、感光体毎に微粒子供給手段18が設けられていてもよいが、感光体が複数存在する場合でも1個の微粒子供給手段18が設けられていていればよい。
第三の本発明の画像形成装置は、微粒子供給手段18により中間転写体50に微粒子を供給することにより、中間転写体50と接する電子写真感光体19にも微粒子が供給され、画像流れによる画像欠陥の発生を防止することができる。
第三の本発明の画像形成装置は、微粒子供給手段18が電子写真感光体19ではなく中間転写体50に微粒子を供給しており、感光体、中間転写体を含めたその他の手段の好ましい態様は、第一の本発明の画像形成装置における好ましい態様と同様である。また、微粒子供給手段18は、第一の本発明の画像形成装置における微粒子供給手段18と同様のものが好ましく用いることができる。
一方、第三の本発明の画像形成装置に用いる微粒子は、既述の第一の本発明の画像形成装置に用いる微粒子と同様のものが好ましく用いられる。
また、中間転写体50の一回転当たりの前記微粒子の供給量は、30μg〜20mgが好ましく、60μg〜10mgがより好ましく、150μg〜3mgが更に好ましい。前記微粒子の供給量が10μg未満であると、放電生成物除去能力、表面研磨能力が不足する場合があり、20mgを超えると、感光体表面や中間転写体表面にスクラッチが発生し、画質欠陥となってしまう場合がある。
また、前記微粒子の供給量は、連続して行ってもよく、断続して行ってもよい。断続してに供給する際の供給タイミングは、例えば、1000枚から10万枚に1回、感光体の回転数にして10回転から100回転供給する。あるいは画像形成装置に内蔵した環境センサーで高温高湿状態になった場合に連続して供給、常温常湿、低温低湿では供給を止める制御を行なってもよい。また、環境センサーによる制御に加え、断続して供給してもよい。
既述の第一〜第三の本発明の画像形成装置(以下、併せて「本発明の画像形成装置」という場合がある。)に用いられるトナーは、不定形トナーも用いることができるが、高画質化の観点からは球形トナーが好ましい。球形トナーを得る方法としては、結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化重合凝集法。あるいは結着樹脂を得るための重合性単量体と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法、結着樹脂と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等が使用できる。また上記方法で得られたトナーをコアにして、さらに凝集粒子を付着、加熱融合してコアシェル構造をもたせる製造方法など、公知の方法を使用することができるが、形状制御、粒度分布制御の観点から水系溶媒にて製造する懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法が好ましく、乳化重合凝集法が特に好ましい。
前記球形トナーの体積平均粒径は2〜12μmが好ましく、3〜9μmの範囲内がより好ましい。また、平均形状係数SF1は110〜135の範囲が好ましい。平均形状係数SF1が110よりも小さい場合にはクリーニング性が大きく低下して、クリーニング不良が発生しやすくなる場合がある。逆に平均形状係数SF1が135より大きい場合には、転写性が低下して画質の低下や、転写されない廃棄トナーが増加してしまう場合がある。
トナーの平均形状係数SF1は、スライドグラス上に散布したトナー粒子、またはトナーの光学顕微鏡像を、ビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置(ニレコ社製)に取り込み、50個以上のトナーの最大長と投影面積を求め、下記式(4)によって計算し、その平均値を求めることにより得られるものである。
SF1=(ML2/A)×(π/4)×100 ・・・式(4)
前記式(4)中、MLはトナー粒子の最大長、Aはトナー粒子の投影面積を各々示す。
前記式(4)中、MLはトナー粒子の最大長、Aはトナー粒子の投影面積を各々示す。
また、前記トナーの体積平均粒径については、マルチサイザーを用いて測定し求められる。
本発明の画像形成装置により、電子写真感光体から効率よく放電生成物を除去することにより、画像流れによる画像欠陥の発生を防止することができる。
次に本発明の画像形成カートリッジについて説明する。画像形成カートリッジとは、画像形成装置の消耗部品を適時交換する目的で、画像形成装置の構成部品のいくつかをカートリッジに組み込み、容易に交換作業を行えるようにしたものである。プロセスカートリッジは、画像形成装置の中に装着された状態で取引される他、交換部品あるいは補修部品として、単体でも取引されている。
本発明の画像形成カートリッジは、少なくとも、電子写真感光体と微粒子供給手段とを有する。電子写真感光体、微粒子供給手段、潤滑剤供給手段、潤滑剤及び微粒子供給手段以外の構成部品については、特に制限は無く、従来公知の物が問題無く採用され得る。本発明の画像形成カートリッジにおける写真感光体、微粒子供給手段、潤滑剤供給手段、潤滑剤及び微粒子供給手段は、既述の本発明の画像形成装置における写真感光体、微粒子供給手段、潤滑剤供給手段、潤滑剤及び微粒子供給手段と同様である。
本発明の画像形成カートリッジとしては、具体的に以下の第一〜第三の画像形成カートリッジが挙げられる。
第一の画像形成カートリッジは、電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電する帯電手段、該帯電した電子写真感光体表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段、該トナー像を前記電子写真感光体表面から転写材に転写する転写手段と、該トナー像の転写完了後に、前記電子写真感光体表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段のうちの少なくとも1つと、を有する画像形成装置に脱着可能な画像形成カートリッジであって、前記電子写真感光体は、1000回転あたりの磨耗量が0.1nmから10nmの範囲であり、かつ、pHが7〜11の範囲にある微粒子を前記電子写真感光体の表面へ供給する微粒子供給手段を更に有することを特徴とする。第一の画像形成カートリッジは、潤滑剤を前記電子写真感光体の表面へ供給する潤滑剤供給手段を有することが好ましい。
第二の画像形成カートリッジは、電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電する帯電手段、該帯電した電子写真感光体表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段、該トナー像を前記電子写真感光体表面から転写材に転写する転写手段と、該トナー像の転写完了後に、前記電子写真感光体表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段のうちの少なくとも1つと、を有する画像形成装置に脱着可能な画像形成カートリッジであって、潤滑剤及びpHが7〜11の範囲にある微粒子を前記電子写真感光体の表面へ供給する潤滑剤及び微粒子供給手段を有し、かつ、前記電子写真感光体は、1000回転あたりの磨耗量が0.1〜10nmの範囲であることを特徴とする。
第三の画像形成カートリッジは、電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電する帯電手段、該帯電した電子写真感光体表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段、該トナー像を前記電子写真感光体表面から中間転写体に転写する転写手段と、該トナー像の転写完了後に、前記電子写真感光体表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段のうちの少なくとも1つと、を有する画像形成装置に脱着可能な画像形成カートリッジであって、pHが7〜11の範囲にある微粒子を前記中間転写体の表面へ供給する微粒子供給手段を有し、かつ、前記電子写真感光体は、1000回転あたりの磨耗量が0.1〜10nmの範囲であることを特徴とする。
本発明の画像形成カートリッジにより、電子写真感光体から効率よく放電生成物を除去することにより、画像流れによる画像欠陥の発生を防止することができる。
以下本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明がこれらの実施例によって限定されるものではない。
<実施例1>
(微粒子供給手段)
7mmΦのステンレス心材に厚さ10mmの発泡エピコロヒドリンゴムを用いて弾性層を形成した。このロールを用いて。図3に示すような電子写真感光体の表面と当接する供給ロール21を有する微粒子供給手段を作製した。
<実施例1>
(微粒子供給手段)
7mmΦのステンレス心材に厚さ10mmの発泡エピコロヒドリンゴムを用いて弾性層を形成した。このロールを用いて。図3に示すような電子写真感光体の表面と当接する供給ロール21を有する微粒子供給手段を作製した。
また、微粒子としては、炭酸カルシウム(一次粒子径:80nm、pH:9、モース硬度:3、体積平均抵抗:5×1013Ω・cm)を用いた。
(電子写真感光体)
4質量部のポリビニルブチラール樹脂(積水化学製エスレックBM−S)を溶解したn−ブチルアルコール170質量部、有機ジルコニウム化合物(アセチルアセトンジルコニウムブチレート)30質量部および有機シラン化合物の混合物 (γ−アミノプロピルトリメトキシシラン)3質量部を追加混合撹拌し下引き層の塗布液を得た。この塗布液を浸漬塗布法にて直径84mm、長さ340mm、肉厚1mmのアルミニウム基材上に塗布し、150℃、30分の乾燥硬化を行い厚さ1μmの中間層を得た。
(電子写真感光体)
4質量部のポリビニルブチラール樹脂(積水化学製エスレックBM−S)を溶解したn−ブチルアルコール170質量部、有機ジルコニウム化合物(アセチルアセトンジルコニウムブチレート)30質量部および有機シラン化合物の混合物 (γ−アミノプロピルトリメトキシシラン)3質量部を追加混合撹拌し下引き層の塗布液を得た。この塗布液を浸漬塗布法にて直径84mm、長さ340mm、肉厚1mmのアルミニウム基材上に塗布し、150℃、30分の乾燥硬化を行い厚さ1μmの中間層を得た。
次に、電荷発生材料として、ヒドロキシガリウムフタロシアニンを用い、その15質量部、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂(VMCH、日本ユニオンカーバイト社製)10質量部およびn−ブチルアルコール300質量部からなる混合物をサンドミルにて4時間分散した。得られた分散液を、上記中間層上に浸漬塗布し、乾燥して、膜厚0.2μmの電荷発生層を形成した。
次に、電荷輸送層として、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン40部とビスフェノールZポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:40,000)60質量部とをテトロヒドロフラン280質量部及びトルエン120質量部に十分に溶解混合した塗布液を、電荷発生層まで塗布したアルミニウム支持体上に浸漬塗布し、130℃、40分で乾燥することにより、膜厚25μmの電荷輸送層を形成した。
次に下記に示す構成材料を、イソプロピルアルコール5部、テトラヒドロフラン3部、蒸留水0.3部に溶解させ、イオン交換樹脂(アンバーリスト15E:ローム・アンド・ハース社製)0.5部を加え、室温で攪拌することにより24時間加水分解を行った。
[構成材料]
・下記化合物1:2部
・メチルトリメトキシシラン:2部
・テトラメトキシシラン:0.5部
・コロイダルシリカ:0.3部
・フッ素グラフトポリマー(ZX007C:富士化成製):0.5部
次に下記に示す構成材料を、イソプロピルアルコール5部、テトラヒドロフラン3部、蒸留水0.3部に溶解させ、イオン交換樹脂(アンバーリスト15E:ローム・アンド・ハース社製)0.5部を加え、室温で攪拌することにより24時間加水分解を行った。
[構成材料]
・下記化合物1:2部
・メチルトリメトキシシラン:2部
・テトラメトキシシラン:0.5部
・コロイダルシリカ:0.3部
・フッ素グラフトポリマー(ZX007C:富士化成製):0.5部
加水分解したものからイオン交換樹脂を濾過分離した液に対し、アルミニウムトリスアセチルアセトナート(Al(aqaq)3)を0.1部、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシトルエン(BHT)0.4部を加え、このコーティング液を前記電荷輸送層の上にリング型浸漬塗布法により塗布し、室温で30分風乾した後、170℃で1時間加熱処理して硬化し、膜厚約5umの表面層を形成し、電子写真感光体を得た。
更に、得られた電子写真感光体19及び微粒子供給手段18を図1に示す画像形成装置と同様の構成の富士ゼロックス製DocuCentreColor500改造品に装着した。微粒子供給手段18の装着位置は図1に示すように、転写手段15とクリーニング手段16との間である。この電子写真感光体及び微粒子供給手段を装着した富士ゼロックス製DocuCentreColor500を用いて電子写真感光体一回転当たり1mgの割合で、前記微粒子を電子写真感光体19の表面に供給しながら、30℃、80%RHの高温高湿下で被転写体(富士ゼロックス社製普通紙 P紙)に1万枚の画像を形成して、以下の画質評価を行なった。その結果を表1に示す。尚、このときの電子写真感光体19の1000回転当たりの磨耗量は、(1.5nm/kcyc)であった。この結果も評価結果と同様に表1に示す。
[画像流れ]
画像流れの評価は1万枚画像形成後、電子写真感光体を評価機の中で一晩、高温高湿下に放置し、翌朝ハーフトーン画像をプリントした。
○:発生無し。
×:発生。
画像流れの評価は1万枚画像形成後、電子写真感光体を評価機の中で一晩、高温高湿下に放置し、翌朝ハーフトーン画像をプリントした。
○:発生無し。
×:発生。
[その他欠陥]
その他欠陥はハーフトーン画像内に画像流れ以外の欠陥を評価し、画像評価後電子写真感光体を取り出して目視で表面を観察した。
○:無し。
△:表面スクラッチ発生(画質欠陥未発生)。
×:表面スクラッチ発生(画質欠陥発生)。
その他欠陥はハーフトーン画像内に画像流れ以外の欠陥を評価し、画像評価後電子写真感光体を取り出して目視で表面を観察した。
○:無し。
△:表面スクラッチ発生(画質欠陥未発生)。
×:表面スクラッチ発生(画質欠陥発生)。
<実施例2>
実施例1において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の硫酸バリウム(一次粒子径:100nm、pH:7、モース硬度:3.5、体積平均抵抗:7×1013Ω・cm)に変更したこと以外実施例1と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
実施例1において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の硫酸バリウム(一次粒子径:100nm、pH:7、モース硬度:3.5、体積平均抵抗:7×1013Ω・cm)に変更したこと以外実施例1と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
<実施例3>
実施例1において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の炭酸マグネシウム(一次粒子径:100nm、pH:10、モース硬度:3、体積平均抵抗:1×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例1と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す
実施例1において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の炭酸マグネシウム(一次粒子径:100nm、pH:10、モース硬度:3、体積平均抵抗:1×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例1と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す
<実施例4>
実施例1において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の酸化亜鉛(一次粒子径:70nm、pH:9、モース硬度:4.5、体積平均抵抗:2×1012Ω・cm)に変更したこと以外実施例1と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
実施例1において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の酸化亜鉛(一次粒子径:70nm、pH:9、モース硬度:4.5、体積平均抵抗:2×1012Ω・cm)に変更したこと以外実施例1と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
<実施例5>
実施例1において、電子写真感光体の表面層の形成におけるコーティング液を下記構成材料をブタノール75部に溶解させたものに変更して、膜厚約5μmの表面層を形成したこと以外実施例1と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
[構成材料]
・下記化合物2:13質量部
・フェノール樹脂:13質量部(群栄化学 PL4852)
・ハジキ防止剤:0.1質量部
実施例1において、電子写真感光体の表面層の形成におけるコーティング液を下記構成材料をブタノール75部に溶解させたものに変更して、膜厚約5μmの表面層を形成したこと以外実施例1と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
[構成材料]
・下記化合物2:13質量部
・フェノール樹脂:13質量部(群栄化学 PL4852)
・ハジキ防止剤:0.1質量部
<実施例6>
実施例1において、電子写真感光体の電荷輸送層を形成するための塗布液を、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン40部、ビスフェノールZポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量40,000)60質量部、酸化アルミ(粒径30nm)5質量部をテトロヒドロフラン280質量部及びトルエン120質量部に十分に溶解混合し、ボールミルで10時間分散した塗布液に変更したこと以外実施例1と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
実施例1において、電子写真感光体の電荷輸送層を形成するための塗布液を、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン40部、ビスフェノールZポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量40,000)60質量部、酸化アルミ(粒径30nm)5質量部をテトロヒドロフラン280質量部及びトルエン120質量部に十分に溶解混合し、ボールミルで10時間分散した塗布液に変更したこと以外実施例1と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
<実施例7>
実施例1において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の炭酸カルシウム(一次粒子径:250nm、pH:9、モース硬度:3、体積平均抵抗2×1013Ω・cm)に変更したこと以外実施例1と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
実施例1において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の炭酸カルシウム(一次粒子径:250nm、pH:9、モース硬度:3、体積平均抵抗2×1013Ω・cm)に変更したこと以外実施例1と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
<実施例8〜14>
実施例1〜7において、微粒子供給手段を、用いたロールを富士ゼロックス社製DocuCentreColor500クリーニングブラシを加工したもの(繊維の太さ10デニール、密度5万本/inch2)に変更し、図4に示す構造の微粒子供給手段としたこと以外、それぞれ実施例1〜7と同様にして、実施例8〜14として、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
実施例1〜7において、微粒子供給手段を、用いたロールを富士ゼロックス社製DocuCentreColor500クリーニングブラシを加工したもの(繊維の太さ10デニール、密度5万本/inch2)に変更し、図4に示す構造の微粒子供給手段としたこと以外、それぞれ実施例1〜7と同様にして、実施例8〜14として、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
<実施例15〜21>
実施例1〜7において、微粒子供給手段を、用いたロールをコットン(小津産業製ベンコットを接着し無端状に加工)に変更し、図5に示す構造の微粒子供給手段としたこと以外、それぞれ実施例1〜7と同様にして、実施例15〜21として、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
実施例1〜7において、微粒子供給手段を、用いたロールをコットン(小津産業製ベンコットを接着し無端状に加工)に変更し、図5に示す構造の微粒子供給手段としたこと以外、それぞれ実施例1〜7と同様にして、実施例15〜21として、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
<比較例1>
実施例1において、微粒子供給手段を設置せず、微粒子を電子写真感光体の表面に供給しなかったこと以外実施例1と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
実施例1において、微粒子供給手段を設置せず、微粒子を電子写真感光体の表面に供給しなかったこと以外実施例1と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
<比較例2>
実施例1において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量のシリカ粒子(一次粒子径:100nm、pH:4、モース硬度:6、体積平均抵抗:5×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例1と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
実施例1において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量のシリカ粒子(一次粒子径:100nm、pH:4、モース硬度:6、体積平均抵抗:5×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例1と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
<比較例3>
実施例8において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量のシリカ粒子(一次粒子径:100nm、pH:4、モース硬度:6、体積平均抵抗:5×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例8と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
実施例8において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量のシリカ粒子(一次粒子径:100nm、pH:4、モース硬度:6、体積平均抵抗:5×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例8と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
<比較例4>
実施例15において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量のシリカ粒子(一次粒子径:100nm、pH:4、モース硬度:6、体積平均抵抗:5×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例15と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
実施例15において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量のシリカ粒子(一次粒子径:100nm、pH:4、モース硬度:6、体積平均抵抗:5×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例15と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表1に示す。
表1より、実施例1〜21は、画像流れが発生していないことがわかる。
<実施例22>
(微粒子及び潤滑剤供給手段)
テアリン酸亜鉛75質量部を攪拌しながら150℃まで過熱し、ステアリン酸亜鉛を溶解させ、炭酸カルシウム40質量部を混合、分散させた。その後、5mm×5mm×30mmのアルミニウム製の金型に流し込み、室温まで冷却し微粒子含有潤滑剤を作製した。この微粒子含有潤滑剤を図6に示す構造の微粒子及び潤滑剤供給手段(富士ゼロックス社製DocuCentreColor500クリーニングブラシを加工したもの(繊維の太さ10デニール、密度5万本/inch2)に装填した。
(微粒子及び潤滑剤供給手段)
テアリン酸亜鉛75質量部を攪拌しながら150℃まで過熱し、ステアリン酸亜鉛を溶解させ、炭酸カルシウム40質量部を混合、分散させた。その後、5mm×5mm×30mmのアルミニウム製の金型に流し込み、室温まで冷却し微粒子含有潤滑剤を作製した。この微粒子含有潤滑剤を図6に示す構造の微粒子及び潤滑剤供給手段(富士ゼロックス社製DocuCentreColor500クリーニングブラシを加工したもの(繊維の太さ10デニール、密度5万本/inch2)に装填した。
更に、実施例1で用いた電子写真感光体19、及び得られた微粒子及び潤滑剤供給手段45を図9に示す画像形成装置と同様の構成の富士ゼロックス製DCC500改造品に装着した。微粒子供給手段の装着位置は図9に示すように、転写手段15とクリーニング手段16との間である。この電子写真感光体及び微粒子供給手段を装着した富士ゼロックス製DocuCentreColor500を用いて電子写真感光体一回転当たり30μgの割合で、前記微粒子含有潤滑剤を電子写真感光体19の表面に供給しながら、実施例1と同様に画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表2に示す。
<実施例23>
実施例22において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の硫酸バリウム(一次粒子径:100nm、pH:7、モース硬度:3.5、体積平均抵抗:7×1013Ω・cm)に変更したこと以外実施例22と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表2に示す。
実施例22において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の硫酸バリウム(一次粒子径:100nm、pH:7、モース硬度:3.5、体積平均抵抗:7×1013Ω・cm)に変更したこと以外実施例22と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表2に示す。
<実施例24>
実施例22において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の炭酸マグネシウム(一次粒子径:100nm、pH:10、モース硬度:3、体積平均抵抗:1×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例22と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表2に示す
実施例22において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の炭酸マグネシウム(一次粒子径:100nm、pH:10、モース硬度:3、体積平均抵抗:1×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例22と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表2に示す
<実施例25>
実施例22において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の酸化亜鉛(一次粒子径:70nm、pH:9、モース硬度:4.5、体積平均抵抗:2×1012Ω・cm)に変更したこと以外実施例22と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表2に示す。
実施例22において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の酸化亜鉛(一次粒子径:70nm、pH:9、モース硬度:4.5、体積平均抵抗:2×1012Ω・cm)に変更したこと以外実施例22と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表2に示す。
<実施例26>
実施例22において、用いた電子写真感光体を実施例2で用いた電子写真感光体に変更したこと以外実施例22と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表2に示す。
実施例22において、用いた電子写真感光体を実施例2で用いた電子写真感光体に変更したこと以外実施例22と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表2に示す。
<実施例27>
実施例22において、電子写真感光体の電荷輸送層を形成するための塗布液を、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン40部、ビスフェノールZポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量40,000)60質量部、酸化アルミ(粒径30nm)5質量部をテトロヒドロフラン280質量部及びトルエン120質量部に十分に溶解混合し、ボールミルで10時間分散した塗布液に変更したこと以外実施例と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表2に示す。
実施例22において、電子写真感光体の電荷輸送層を形成するための塗布液を、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン40部、ビスフェノールZポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量40,000)60質量部、酸化アルミ(粒径30nm)5質量部をテトロヒドロフラン280質量部及びトルエン120質量部に十分に溶解混合し、ボールミルで10時間分散した塗布液に変更したこと以外実施例と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表2に示す。
<比較例5>
実施例22において、微粒子及び潤滑剤供給手段を設置せず、微粒子を電子写真感光体の表面に供給しなかったこと以外実施例22と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表2に示す。
実施例22において、微粒子及び潤滑剤供給手段を設置せず、微粒子を電子写真感光体の表面に供給しなかったこと以外実施例22と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表2に示す。
<実施例28>
実施例22において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の炭酸カルシウム(一次粒子径:250nm、pH:9、モース硬度:3、体積平均抵抗:2×1013Ω・cm)に変更したこと以外実施例22と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表2に示す。
実施例22において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の炭酸カルシウム(一次粒子径:250nm、pH:9、モース硬度:3、体積平均抵抗:2×1013Ω・cm)に変更したこと以外実施例22と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表2に示す。
<比較例6>
実施例22において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量のシリカ粒子(一次粒子径:100nm、pH:4、モース硬度:6、体積平均抵抗:2×1013Ω・cm)に変更したこと以外実施例22と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表2に示す。
実施例22において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量のシリカ粒子(一次粒子径:100nm、pH:4、モース硬度:6、体積平均抵抗:2×1013Ω・cm)に変更したこと以外実施例22と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表2に示す。
表2より、実施例22〜28は、画像流れが発生していないことがわかる。
<実施例29>
実施例1で用いた電子写真感光体19、及び得られた微粒子供給手段18を図11に示す構成の富士ゼロックス製DocuCentreColor500改造品(微粒子供給手段18より中間転写体50に微粒子を供給)に装着した。この電子写真感光体及び微粒子供給手段を装着した富士ゼロックス製DocuCentreColor500を用いて中間転写体一回転当たり2.5mgの割合で、前記微粒子を電子写真感光体の表面に供給しながら、前記微粒子を中間転写体50の表面に供給しながら、実施例1と同様に画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3示す。
実施例1で用いた電子写真感光体19、及び得られた微粒子供給手段18を図11に示す構成の富士ゼロックス製DocuCentreColor500改造品(微粒子供給手段18より中間転写体50に微粒子を供給)に装着した。この電子写真感光体及び微粒子供給手段を装着した富士ゼロックス製DocuCentreColor500を用いて中間転写体一回転当たり2.5mgの割合で、前記微粒子を電子写真感光体の表面に供給しながら、前記微粒子を中間転写体50の表面に供給しながら、実施例1と同様に画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3示す。
<実施例30>
実施例29において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の硫酸バリウム(一次粒子径:100nm、pH:7、モース硬度:3.5、体積平均抵抗:7×1013Ω・cm)に変更したこと以外実施例29と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
実施例29において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の硫酸バリウム(一次粒子径:100nm、pH:7、モース硬度:3.5、体積平均抵抗:7×1013Ω・cm)に変更したこと以外実施例29と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
<実施例31>
実施例29において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の炭酸マグネシウム(一次粒子径:100nm、pH:10、モース硬度:3、体積平均抵抗:1×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例29と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す
実施例29において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の炭酸マグネシウム(一次粒子径:100nm、pH:10、モース硬度:3、体積平均抵抗:1×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例29と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す
<実施例32>
実施例29において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の酸化亜鉛(一次粒子径:70nm、pH:9、モース硬度:4.5、体積平均抵抗:2×1012Ω・cm)に変更したこと以外実施例29と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
実施例29において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の酸化亜鉛(一次粒子径:70nm、pH:9、モース硬度:4.5、体積平均抵抗:2×1012Ω・cm)に変更したこと以外実施例29と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
<実施例33>
実施例29において、用いた電子写真感光体を実施例2で用いた電子写真感光体に変更したこと以外実施例29と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
実施例29において、用いた電子写真感光体を実施例2で用いた電子写真感光体に変更したこと以外実施例29と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
<実施例34>
実施例29において、電子写真感光体の電荷輸送層を形成するための塗布液を、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン40部、ビスフェノールZポリカーボネート樹脂(分子量40,000)60質量部、酸化アルミ(粒径30nm)5質量部をテトロヒドロフラン280質量部及びトルエン120質量部に十分に溶解混合し、ボールミルで10時間分散した塗布液に変更したこと以外実施例28と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
実施例29において、電子写真感光体の電荷輸送層を形成するための塗布液を、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン40部、ビスフェノールZポリカーボネート樹脂(分子量40,000)60質量部、酸化アルミ(粒径30nm)5質量部をテトロヒドロフラン280質量部及びトルエン120質量部に十分に溶解混合し、ボールミルで10時間分散した塗布液に変更したこと以外実施例28と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
<実施例35>
実施例29において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の炭酸カルシウム(一次粒子径:250nm、pH:9、モース硬度:3、体積平均抵抗2×1013Ω・cm)に変更したこと以外実施例29と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
実施例29において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の炭酸カルシウム(一次粒子径:250nm、pH:9、モース硬度:3、体積平均抵抗2×1013Ω・cm)に変更したこと以外実施例29と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
<実施例36〜42>
実施例29〜35において、微粒子供給手段を、用いたロールを富士ゼロックス社製DCC500クリーニングブラシを加工したもの(繊維の太さ10デニール、密度5万本/inch2)に変更し、図4に示す構造の微粒子供給手段としたこと以外、それぞれ実施例29〜35と同様にして、実施例36〜42として、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
実施例29〜35において、微粒子供給手段を、用いたロールを富士ゼロックス社製DCC500クリーニングブラシを加工したもの(繊維の太さ10デニール、密度5万本/inch2)に変更し、図4に示す構造の微粒子供給手段としたこと以外、それぞれ実施例29〜35と同様にして、実施例36〜42として、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
<実施例43〜49>
実施例29〜35において、微粒子供給手段を、用いたロールをコットン(小津産業製ベンコットを接着し無端状に加工)に変更し、図5に示す構造の微粒子供給手段としたこと以外、それぞれ実施例29〜35と同様にして、実施例43〜49として、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
実施例29〜35において、微粒子供給手段を、用いたロールをコットン(小津産業製ベンコットを接着し無端状に加工)に変更し、図5に示す構造の微粒子供給手段としたこと以外、それぞれ実施例29〜35と同様にして、実施例43〜49として、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
<比較例7>
実施例29において、微粒子供給手段を設置せず、微粒子を電子写真感光体の表面に供給しなかったこと以外実施例29と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
実施例29において、微粒子供給手段を設置せず、微粒子を電子写真感光体の表面に供給しなかったこと以外実施例29と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
<比較例8>
実施例29において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量のシリカ粒子(一次粒子径:100nm、pH:4、モース硬度:6、体積平均抵抗:5×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例29と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
実施例29において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量のシリカ粒子(一次粒子径:100nm、pH:4、モース硬度:6、体積平均抵抗:5×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例29と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
<比較例9>
実施例36において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量のシリカ粒子(一次粒子径:100nm、pH:4、モース硬度:6、体積平均抵抗:5×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例36と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
実施例36において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量のシリカ粒子(一次粒子径:100nm、pH:4、モース硬度:6、体積平均抵抗:5×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例36と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
<比較例10>
実施例43において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量のシリカ粒子(一次粒子径:100nm、pH:4、モース硬度:6、体積平均抵抗:5×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例43と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
実施例43において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量のシリカ粒子(一次粒子径:100nm、pH:4、モース硬度:6、体積平均抵抗:5×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例43と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表3に示す。
表3より、実施例29〜49は、画像流れが発生していないことがわかる。
<実施例50>
実施例1で用いた電子写真感光体19、及び得られた微粒子供給手段18を図2に示す富士ゼロックス製DocuCentreColor500改造品に装着した。この電子写真感光体及び微粒子供給手段を装着した富士ゼロックス製DocuCentreColor500を用いて中間転写体一回転当たり2.5mgの割合で、前記微粒子を電子写真感光体の表面に供給しながら、前記微粒子を中間転写体50の表面に供給しながら、実施例1と同様に画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表4示す。
実施例1で用いた電子写真感光体19、及び得られた微粒子供給手段18を図2に示す富士ゼロックス製DocuCentreColor500改造品に装着した。この電子写真感光体及び微粒子供給手段を装着した富士ゼロックス製DocuCentreColor500を用いて中間転写体一回転当たり2.5mgの割合で、前記微粒子を電子写真感光体の表面に供給しながら、前記微粒子を中間転写体50の表面に供給しながら、実施例1と同様に画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表4示す。
<実施例51>
実施例50において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の硫酸バリウム(一次粒子径:100nm、pH:7、モース硬度:3.5、体積平均抵抗:7×1013Ω・cm)に変更したこと以外実施例28と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表4に示す。
実施例50において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の硫酸バリウム(一次粒子径:100nm、pH:7、モース硬度:3.5、体積平均抵抗:7×1013Ω・cm)に変更したこと以外実施例28と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表4に示す。
<実施例52>
実施例50において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の炭酸マグネシウム(一次粒子径:100nm、pH:10、モース硬度:3、体積平均抵抗:1×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例50と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表4に示す
実施例50において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の炭酸マグネシウム(一次粒子径:100nm、pH:10、モース硬度:3、体積平均抵抗:1×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例50と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表4に示す
<実施例53>
実施例50において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の酸化亜鉛(一次粒子径:70nm、pH:9、モース硬度:4.5、体積平均抵抗:2×1012Ω・cm)に変更したこと以外実施例50と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表4に示す。
実施例50において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の酸化亜鉛(一次粒子径:70nm、pH:9、モース硬度:4.5、体積平均抵抗:2×1012Ω・cm)に変更したこと以外実施例50と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表4に示す。
<実施例54>
実施例1において、用いた電子写真感光体を実施例2で用いた電子写真感光体に変更したこと以外実施例50と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表4に示す。
実施例1において、用いた電子写真感光体を実施例2で用いた電子写真感光体に変更したこと以外実施例50と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表4に示す。
<実施例55>
実施例50において、電子写真感光体の電荷輸送層を形成するための塗布液を、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン40部、ビスフェノールZポリカーボネート樹脂(分子量40,000)60質量部、酸化アルミ(粒径30nm)5質量部をテトロヒドロフラン280質量部及びトルエン120質量部に十分に溶解混合し、ボールミルで10時間分散した塗布液に変更したこと以外実施例50と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表4に示す。
実施例50において、電子写真感光体の電荷輸送層を形成するための塗布液を、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン40部、ビスフェノールZポリカーボネート樹脂(分子量40,000)60質量部、酸化アルミ(粒径30nm)5質量部をテトロヒドロフラン280質量部及びトルエン120質量部に十分に溶解混合し、ボールミルで10時間分散した塗布液に変更したこと以外実施例50と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表4に示す。
<比較例11>
実施例50において、微粒子供給手段を設置せず、微粒子を電子写真感光体の表面に供給しなかったこと以外実施例50と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表4に示す。
実施例50において、微粒子供給手段を設置せず、微粒子を電子写真感光体の表面に供給しなかったこと以外実施例50と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表4に示す。
<実施例56>
実施例50において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の炭酸カルシウム(一次粒子径:250nm、pH:9、モース硬度:3、体積平均抵抗2×1013Ω・cm)に変更したこと以外実施例50と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表4に示す。
実施例50において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量の炭酸カルシウム(一次粒子径:250nm、pH:9、モース硬度:3、体積平均抵抗2×1013Ω・cm)に変更したこと以外実施例50と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表4に示す。
<比較例12>
実施例50において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量のシリカ粒子(一次粒子径:100nm、pH:4、モース硬度:6、体積平均抵抗:5×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例50と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表4に示す。
実施例50において、微粒子として用いた炭酸カルシウムを同量のシリカ粒子(一次粒子径:100nm、pH:4、モース硬度:6、体積平均抵抗:5×1014Ω・cm)に変更したこと以外実施例50と同様にして、画像を形成して、画質評価を行なった。その結果を表4に示す。
表4より、実施例50〜56は、画像流れが発生していないことがわかる。
11…帯電手段、12…露光手段、13…現像手段、14…転写材、15…転写手段、16…クリーニング手段、17…除電手段、18…微粒子供給手段、19…電子写真感光体、20…微粒子、21…供給ロール、22…シール、23…攪拌器、24…微粒子ボックス、25…供給ブラシ、26…供給シート、27,28,29…張架ロール、31…導電性支持体、32…中間層、33…電荷発生層、34…電荷輸送層、35…保護層、40…潤滑剤供給手段、41…供給ブラシ、42…潤滑剤供給部材、45…潤滑剤微粒子供給手段、50…中間転写体、51…一次転写ロール、52…二次転写ロール、53…バックアップロール、60…ディスク状サンプル、61…上部電極、62…下部電極、63…加圧機、64…枠
Claims (10)
- 電子写真感光体と、該電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、該帯電した電子写真感光体の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段と、該トナー像を前記電子写真感光体表面から転写材又は中間転写体に転写する転写手段と、該トナー像の転写完了後に、前記電子写真感光体の表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段と、を有する画像形成装置であって、
pHが7〜11の範囲にある微粒子を前記電子写真感光体又は中間転写体の表面へ供給する微粒子供給手段を有し、
かつ、前記電子写真感光体は、1000回転あたりの磨耗量が0.1〜10nmの範囲であることを特徴とする画像形成装置。 - 前記微粒子供給手段は、電子写真感光体の表面と当接する供給ロールを、該供給ロールの中心軸を中心に回転させることにより、前記電子写真感光体の表面へ前記微粒子を供給する手段であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記微粒子供給手段は、シャフト外周に繊維を植毛し、該繊維の先端が前記電子写真感光体の表面と当接する供給ブラシを、該シャフトの中心軸を中心に回転させることにより、前記電子写真感光体の表面へ前記微粒子を供給する手段であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記微粒子供給手段は、複数の張架部材により張架された無端状のシートであり、前記電子写真感光体の表面と当接する供給シートを走行させることにより、前記電子写真感光体の表面へ前記微粒子を供給する手段であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 更に、潤滑剤を前記電子写真感光体の表面へ供給する潤滑剤供給手段を有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 電子写真感光体と、該電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、該帯電した電子写真感光体の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段と、該トナー像を前記電子写真感光体表面から転写材又は中間転写体に転写する転写手段と、該トナー像の転写完了後に、前記電子写真感光体の表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段と、を有する画像形成装置であって、
潤滑剤及びpHが7〜11の範囲にある微粒子を前記電子写真感光体の表面へ供給する潤滑剤及び微粒子供給手段を有し、
かつ、前記電子写真感光体は、1000回転あたりの磨耗量が0.1〜10nmの範囲であることを特徴とする画像形成装置。 - 前記潤滑剤及び微粒子供給手段は、シャフト外周に繊維を植毛し、該繊維の先端が前記電子写真感光体の表面と当接する供給ブラシを、該シャフトの中心軸を中心に回転させることにより、前記電子写真感光体の表面へ前記潤滑剤及び微粒子を供給する手段であることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電する帯電手段、該帯電した電子写真感光体表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段、該トナー像を前記電子写真感光体表面から転写材に転写する転写手段と、該トナー像の転写完了後に、前記電子写真感光体表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段のうちの少なくとも1つと、を有する画像形成装置に脱着可能な画像形成カートリッジであって、
前記電子写真感光体は、1000回転あたりの磨耗量が0.1nmから10nmの範囲であり、
かつ、pHが7〜11の範囲にある微粒子を前記電子写真感光体の表面へ供給する微粒子供給手段を更に有することを特徴とする画像形成カートリッジ。 - 更に、潤滑剤を前記電子写真感光体の表面へ供給する潤滑剤供給手段を有することを特徴とする請求項8に記載の画像形成カートリッジ。
- 電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電する帯電手段、該帯電した電子写真感光体表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段、該トナー像を前記電子写真感光体表面から転写材に転写する転写手段と、該トナー像の転写完了後に、前記電子写真感光体表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段のうちの少なくとも1つと、を有する画像形成装置に脱着可能な画像形成カートリッジであって、
潤滑剤及びpHが7〜11の範囲にある微粒子を前記電子写真感光体の表面へ供給する潤滑剤及び微粒子供給手段を有し、
かつ、前記電子写真感光体は、1000回転あたりの磨耗量が0.1〜10nmの範囲であることを特徴とする画像形成カートリッジ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005373627A JP2006309141A (ja) | 2005-03-28 | 2005-12-26 | 画像形成装置及び画像形成カートリッジ |
Applications Claiming Priority (2)
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JP2005373627A JP2006309141A (ja) | 2005-03-28 | 2005-12-26 | 画像形成装置及び画像形成カートリッジ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2006309141A true JP2006309141A (ja) | 2006-11-09 |
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ID=37476048
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JP2005373627A Pending JP2006309141A (ja) | 2005-03-28 | 2005-12-26 | 画像形成装置及び画像形成カートリッジ |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008233241A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Ricoh Co Ltd | 保護剤、保護膜形成装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法 |
JP2009098555A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Ricoh Co Ltd | 潤滑剤供給装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、潤滑剤供給部材、及び、サプライ |
JP2009229687A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Kyocera Mita Corp | 湿式画像形成装置および湿式画像形成方法 |
JP2011203337A (ja) * | 2010-03-24 | 2011-10-13 | Fuji Xerox Co Ltd | 粒子供給装置及びそれを用いた画像形成装置 |
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-
2005
- 2005-12-26 JP JP2005373627A patent/JP2006309141A/ja active Pending
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