JP2006337633A - 画像形成装置、画像形成方法及び該画像形成装置に用いられる有機感光体、プロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 露光手段は縦横、各々3本以上のレーザビーム発光点を有する面発光レーザアレイを露光光源として備え、前記レーザビームを有機感光体上に走査させて静電潜像を形成させるマルチビーム方式を採用する構成を有しており、有機感光体の導電性支持体から最も離れた位置にある表面層のバインダーがポリシロキサン単位を有するポリカーボネートを含有することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】 図2
Description
しかしながら、該面発光レーザアレイは、キャビティの容量が小さく、各発光点の露光強度にバラツキが出やすく、これらのレーザビームで形成だれた静電潜像は筋状の濃度ムラが発生しやすい。このバラツキから発生して文字太りや筋ムラが出やすい。更に、面発光レーザビームは主走査方向の隣接する境界領域が、露光不足のライン潜像を形成しやすく、その跡に不要なライン画像が発生しやすい。
(請求項1)
導電性支持体上に感光層を有する有機感光体と、前記有機感光体を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段により帯電された有機感光体に露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記有機感光体から中間転写体(中間転写媒体)を介してあるいは介さずして転写材に転写する転写手段とを少なくとも備えている画像形成装置において、前記露光手段は縦横、各々3本以上のレーザビーム発光点を有する面発光レーザアレイを露光光源として備え、前記レーザビーム発光点を前記有機感光体上に走査させて前記静電潜像を形成させるマルチビーム方式を採用する構成を有しており、前記有機感光体の前記導電性支持体から最も離れた位置にある表面層のバインダーがポリシロキサン単位を有するポリカーボネートを含有することを特徴とする画像形成装置。
(請求項2)
前記表面層の水に対する接触角が90°以上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。
(請求項3)
前記表面層の水に対する接触角のバラツキが±3°であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
(請求項4)
前記導電性支持体と感光層の間に、少なくとも無機微粒子とバインダーを含有する中間層を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(請求項5)
前記有機感光体は中間層、電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に設けた積層型感光体であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(請求項6)
前記トナーの体積平均粒径が3〜8μmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(請求項7)
前記トナーが重合法から作られた重合トナーであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(請求項8)
前記面発光レーザアレイは、主走査方向(横)に3行以上、副走査方向(縦)に3列以上のレーザビーム発生源が2次元的に配置された構造を有するものであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(請求項9)
導電性支持体上に感光層を有する有機感光体と、前記有機感光体を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段により帯電された有機感光体に露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記有機感光体から中間転写体(中間転写媒体)を介してあるいは介さずして転写材に転写する転写手段とを少なくとも備えている画像形成方法において、前記露光手段は縦横、各々3本以上のレーザビーム発光点を有する面発光レーザアレイを露光光源として備え、前記レーザビーム発光点を前記有機感光体上に走査させて前記静電潜像を形成させるマルチビーム方式を採用する構成を有しており、前記有機感光体の前記導電性支持体から最も離れた位置にある表面層のバインダーがポリシロキサン単位を有するポリカーボネートを含有することを特徴とする画像形成方法。
(請求項10)
請求項1〜8のいずれか1項に記載の画像形成装置に用いられる有機感光体において、導電性支持体から最も離れた位置にある表面層のバインダーがポリシロキサン単位を有するポリカーボネートを含有することを特徴とする有機感光体。
(請求項11)
請求項1〜8に記載の画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジにおいて、該画像形成装置の帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段の少なくとも何れか1つと、導電性支持体から最も離れた位置にある表面層のバインダーがポリシロキサン単位を有するポリカーボネートを含有する有機感光体を一体化し、画像形成装置本体に対し一体的に出し入れ可能に形成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
又、本発明のシロキサン部分構造を有するポリカーボネートは上記ポリジアルキルシロキサン部分構造を有するカーボネート構造の繰り返し単位と下記一般式(3)で表されるシロキサン部分構造を持たないカーボネート構造の繰り返し単位の共重合体であることが好ましい。
以下、シロキサン部分構造を有するポリカーボネートの具体例を例示する。
感光体の表面の接触角は、純水に対する接触角を全自動接触角計(CA−W型ロール特型:協和界面科学社製)を用いて23℃50%RHの環境下で測定する。水の蒸発による測定値の変化と測定の安定性を両立させる為、水滴滴下後5秒から30秒以内に測定を終了させる。測定はθ/2法による。通常の水滴量範囲内では接触角の値は変化しないが、感光体ドラムの場合軸方向に対して直角の方向からの測定とし、ドラムの曲率に対する偏差を無視するものとする為、滴下量は70μlに設定する。
測定は、感光体の層中に添加の場合は初期の感光体について、また外部より供給塗布の場合、感光体が画像形成になじみ、感光体表面に表面エネルギー低下剤が十分に付与された時点(少なくとも1000枚以上の繰り返し画像形成後)に行う。測定個所は円筒状感光体の中央部、左右端部から5cmの位置の3カ所について、それぞれ円周方向90°づつの4カ所、計12カ所を測定し、この平均値を本発明の接触角とし、この平均値から最も大きく正又は負にずれた値をバラツキの値とする。
本発明の感光体に用いられる導電性支持体としてはシート状、円筒状のどちらを用いても良いが、画像形成装置をコンパクトに設計するためには円筒状導電性支持体の方が好ましい。
本発明においては導電性支持体と感光層の間に、バリヤー機能を備えた中間層を設けることもできる。
本発明の感光体の感光層構成は前記中間層上に電荷発生機能と電荷輸送機能を1つの層に持たせた単層構造の感光層構成でも良いが、より好ましくは感光層の機能を電荷発生層(CGL)と電荷輸送層(CTL)に分離した構成をとるのがよい。機能を分離した構成を取ることにより繰り返し使用に伴う残留電位増加を小さく制御でき、その他の電子写真特性を目的に合わせて制御しやすい。負帯電用の感光体では中間層の上に電荷発生層(CGL)、その上に電荷輸送層(CTL)の構成を取ることが好ましい。正帯電用の感光体では前記層構成の順が負帯電用感光体の場合の逆となる。本発明の最も好ましい感光層構成は前記機能分離構造を有する負帯電感光体構成である。
電荷発生層には電荷発生物質(CGM)を含有する。その他の物質としては必要によりバインダー樹脂、その他添加剤を含有しても良い。
電荷輸送層が有機感光体の表面層となる場合は、電荷輸送層に本発明の表面層を適用することが好ましい。
前記した表面層を有機感光体の表面に形成する。又、該表面層に電荷輸送物質、酸化防止剤、塗布助剤等の添加剤を加えて調製し、表面層を形成してもよい。電子写真特性(帯電性、感度等)を良好に維持する為には、表面層にも電荷輸送層、酸化防止剤等を存在させる方がより好ましい。
感光体1の作製
下記のようにして感光体1を作製した。
ポリアミド樹脂「CM8000」(東レ社製) 10.0部
酸化チタン「SMT500SAS」(テイカ社製) 30.0部
メタノール 100.0部
上記を循環式湿式分散機(デイスパーマットSLC12EX;VMA GETZMANN社製)を用いて分散した。
CGM1:CuKα線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも27.3°の位置に最大回折ピークを有するチタニルフタロシアニン
32質量部
ポリビニルブチラール樹脂「エスレックBL−1」(積水化学社製)
24.0部
酢酸t−ブチル 300.0部
上記を混合しサンドグラインダーにて分散し、電荷発生層塗布液を作製し、前記中間層上に該電荷発生層塗布液を浸漬塗布して、乾燥膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。
CTM1 200.0部
ポリカーボネート「ユーピロンZ300」(三菱瓦斯化学社製)
300.0部
2,6−ジ−t−ブチル−4−フェニルフェノール 5.0部
1,2−ジクロロエタン 2000.0部
〈表面層塗布液〉
(a)溶液
ポリカーボネート(Po−10:粘度平均分子量4万) 100部
1,2−ジクロロエタン 1200部
(b)
CTM1 80部
2,6−ジ−t−ブチル−4−フェニルフェノール 4部
上記(a)溶液を加熱溶解して、表面層の塗布母液を作製し、次に該塗布母液を放冷した後、(b)の電荷輸送物質と酸化防止剤をさらに加えて固形分濃度10質量%になるように調製して、表面層塗布液1とした。
感光体1の作製において、電荷発生層のCGM、電荷輸送層及び表面層のCTM、表面層の(a)溶液のポリカーボネートの種類、量を表1のように代えた表面層塗布液2〜10を作製し、該表面層塗布液2〜10を表面層塗布液1の代わりに用いた以外は感光体1と同様にして感光体2〜10を作製した。
感光体1の作製において、表面層を設けないで、電荷輸送層の乾燥膜厚を25μmとした以外は、感光体1と同様にして感光体11を作製した。
CGM1はCuKα線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも27.3°の位置に最大回折ピークを有するチタニルフタロシアニン
CGM2はCu−Kαの特性X線回折スペクトルのブラッグ角(2θ±0.2°)において、少なくとも7.5°、9.9°、12.5°、16.3°、18.6°、25.1°、28.1°の位置に特徴的な回折ピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料
CGM3はCu−Kαの特性X線回折スペクトルのブラッグ角(2θ±0.2°)において、少なくとも7.4°、16.6°、25.5°、28.3°の位置に特徴的な回折ピークを有するクロルガリウムフタロシアニン顔料
CGM4はCu−Kαの特性X線回折スペクトルのブラッグ角(2θ±0.2°)において、少なくとも6.8°、12.8°、15.8°、26.6°の位置に特徴的な回折ピークを有するガリウムフタロシアニン顔料
表1中、CTM1、CTM2は下記構造の電荷輸送物質を表す。
上記感光体を基本的に図2の構成を有する市販の中間転写媒体を有するフルカラー複合機8050(コニカミノルタビジネステクノロジーズ(株)社製)改造機(露光手段を下記面発光レーザアレイに変更)に搭載し、カラー画像の評価を行った。
プロセススピード:220mm/sec
現像剤:キャリア及びトナーを含有する二成分現像剤(Y、M、C、Bk共、体積平均粒径が6.1〜6.3の範囲の重合トナーを用いた)を用いた。
帯電器;スコロトロン帯電器、初期帯電電位を−750V
露光条件
図4に例示したような面発光レーザアレイを用いた。面発光レーザアレイは、縦(副走査方向)及び横(主走査方向)で、各発光点が重ならないように、配置されている。
文字画像は、3ポイント及び5ポイントの文字をプリントし、文字画像を目視で評価した。
◎:面発光レーザアレイの発光点光量バラツキによる文字太りの発生が全くなく、3ポイント、5ポイントとも明瞭であり、容易に判読可能(良好)
○:面発光レーザアレイの発光点光量バラツキによる文字太りの発生が少なく、3ポイントは一部判読不能、5ポイントは明瞭であり容易に判読可能(実用上問題ないレベル)
×:面発光レーザアレイの発光点光量バラツキによる文字太りの発生が著しく、3ポイントは殆ど判読不能、5ポイントも一部或いは全部が判読不能(実用上問題あり)
ハーフトーン画像の評価
面発光レーザアレイの発光点光量のバラツキによるハーフトーン画像の均一性を評価した。
×:ハーフトーン画像が荒れており、発光点光量のバラツキがそのまま筋ムラとして画像に現れている。(実用上問題あり)
色再現性の評価
1枚目の画像および100枚目の画像のY、M、C各トナーにおける二次色(レッド、ブルー、グリーン)のソリッド画像部(ハーフトーンソリッド画像部:反射濃度0.50)の色を「MacbethColor−Eye7000」により測定し、CMC(2:1)色差式を用いて各ソリッド画像の1枚目と100枚目の色差を算出した。
○:面発光レーザアレイの発光点光量バラツキによる色むらの発生が少なく、ハーフトーンソリット画像の場所による色差の変化が3未満(実用上問題ないレベル)
×:面発光レーザアレイの発光点光量バラツキによる色むらの発生が著しく、ハーフトーンソリット画像の場所による色差の変化が3以上(実用上問題あり)
膜厚減耗量の評価
上記評価において、10万枚プリントのスタート時と終了時の膜厚差を測定した。
感光層の膜厚は均一膜厚部分をランダムに10ケ所測定し、その平均値を感光層の膜厚とする。膜厚測定器は渦電流方式の膜厚測定器EDDY560C(HELMUT FISCHER GMBTE CO社製)を用いて行い、実写試験前後の感光層膜厚の差を膜厚減耗量とする。
21 感光体
22 帯電手段
23 現像手段
24 転写極
25 分離極
26 クリーニング装置
30 露光光学系
45 転写搬送ベルト装置
50 定着手段
250 分離爪ユニット
L 発光点
Claims (11)
- 導電性支持体上に感光層を有する有機感光体と、前記有機感光体を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段により帯電された有機感光体に露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記有機感光体から中間転写体(中間転写媒体)を介してあるいは介さずして転写材に転写する転写手段とを少なくとも備えている画像形成装置において、前記露光手段は縦横、各々3本以上のレーザビーム発光点を有する面発光レーザアレイを露光光源として備え、前記レーザビーム発光点を前記有機感光体上に走査させて前記静電潜像を形成させるマルチビーム方式を採用する構成を有しており、前記有機感光体の前記導電性支持体から最も離れた位置にある表面層のバインダーがポリシロキサン単位を有するポリカーボネートを含有することを特徴とする画像形成装置。
- 前記表面層の水に対する接触角が90°以上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。
- 前記表面層の水に対する接触角のバラツキが±3°であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記導電性支持体と感光層の間に、少なくとも無機微粒子とバインダーを含有する中間層を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記有機感光体は中間層、電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に設けた積層型感光体であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記トナーの体積平均粒径が3〜8μmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記トナーが重合法から作られた重合トナーであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記面発光レーザアレイは、主走査方向(横)に3行以上、副走査方向(縦)に3列以上のレーザビーム発生源が2次元的に配置された構造を有するものであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 導電性支持体上に感光層を有する有機感光体と、前記有機感光体を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段により帯電された有機感光体に露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記有機感光体から中間転写体(中間転写媒体)を介してあるいは介さずして転写材に転写する転写手段とを少なくとも備えている画像形成方法において、前記露光手段は縦横、各々3本以上のレーザビーム発光点を有する面発光レーザアレイを露光光源として備え、前記レーザビーム発光点を前記有機感光体上に走査させて前記静電潜像を形成させるマルチビーム方式を採用する構成を有しており、前記有機感光体の前記導電性支持体から最も離れた位置にある表面層のバインダーがポリシロキサン単位を有するポリカーボネートを含有することを特徴とする画像形成方法。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の画像形成装置に用いられる有機感光体において、導電性支持体から最も離れた位置にある表面層のバインダーがポリシロキサン単位を有するポリカーボネートを含有することを特徴とする有機感光体。
- 請求項1〜8に記載の画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジにおいて、該画像形成装置の帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段の少なくとも何れか1つと、導電性支持体から最も離れた位置にある表面層のバインダーがポリシロキサン単位を有するポリカーボネートを含有する有機感光体を一体化し、画像形成装置本体に対し一体的に出し入れ可能に形成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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