JP2007079244A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ並びに画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】静電潜像担持体に対して接触または近接して設けられた帯電部材に交流成分を含む電圧を印加することによって生じる放電を利用して該静電潜像担持体を帯電させる帯電手段と、現像手段と、ブレードクリーニング手段と、固形潤滑剤をブラシ状ローラで摺擦して掻き取り該静電潜像担持体表面に塗布する潤滑剤塗布手段を少なくとも有する画像形成装置において、静電潜像担持体が、その表面に、電荷輸送性構造を有しないラジカル重合性モノマーと電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化した架橋層からなり、かつ該架橋層表面の十点平均粗さRzが0.4〜1.0(μm)の範囲にある表面層を有する。
【選択図】図3
Description
近年、高画質化、装置の小型化などがますます望まれる中、帯電装置も高画質化と小型化が課題となっている。このような課題に対して、感光体に接触又は近接させた帯電部材を用いる近接放電方式を用いた帯電装置は、大掛かりな帯電装置を必要としないため有効である。
AC成分を重畳した近接帯電方式は、装置の小型化及び高画質化を実現できると同時に、帯電均一性を保ちながら帯電部材と感光体とを非接触にできることから、帯電部材自身の劣化も抑制することができるため、装置の小型化、高画質化、高耐久化に対しては非常に優位な技術であるといえる。
また、最近の検討から、近接放電による帯電方式は感光体表面を近傍に放電が集中するため、感光体表面を劣化させることが分かった。近接放電による感光体表面の劣化は機械的摺擦とは違い、感光体への当接部材がない場合においても発生する。
ここで使用した感光体は、表面の電荷輸送層にバインダー樹脂としてポリカーボネートを含有させた有機感光体であり、感光体に対して当接する部材を全て取り除き、DCバイアスにACバイアスを重畳した電圧が印加された非接触帯電ローラを用いて帯電を行なった。この結果、感光体表面の膜の削れ量が次第に多くなり、感光体の膜厚が次第に減少している事実がわかった。膜厚減少のメカニズムについては現在検討中であり明らかにはなってはいないが、膜厚が減少した感光体を分析したところ、感光体を構成するポリカーボネートが分解されたと考えられるカルボン酸などが検出された。このように、近接放電によって感光体を構成する成分が分解されたと考えられる物質が検出されたことから、感光体の膜厚減少のメカニズムとしては、次のようなことが考えられる。
近接放電を行なうと、感光体表面の放電領域では放電により発生した粒子(オゾン、電子、励起分子、イオン、プラズマなど)のエネルギーが感光体表面の電荷輸送層1aに照射される。このエネルギーが感光体表面を構成する分子の結合エネルギーに共鳴、吸収され、図2(b)に示すように、電荷輸送層1aは、樹脂分子鎖の切断による分子量低下、高分子鎖の絡み合い度の低下、樹脂の蒸発等の化学的劣化を生じる。このような近接放電による感光体の化学的劣化によって、感光体表面の電荷輸送層1aは次第にその膜厚を減少させてしまうと考えられる。このような状況下において、クリーニングブレード等で感光体表面を機械的に摺擦されると、感光体の摩耗がより一層促進されることになる。
このように、AC重畳帯電下ではクリーニング性、感光体摩耗の問題が顕著であり、これらを安定に両立させることが大きな課題となっている。
また、ステアリン酸亜鉛を一定に供給するための構成として、例えば特開2002−55580号公報(特許文献2)、特開2002−244487号公報(特許文献3)、特開2004−334092号公報(特許文献4)等には、感光体表面に固形状潤滑剤を塗布するための手段を設けた構成が開示されている。しかし、主にクリーニング部でのストレスを受けることにより感光体表面形状が経時で変化するため、感光体表面に潤滑剤を安定供給し続けることは難しい。
このように、電子写真プロセスの変化と共にシステム課題は多岐に渡ってきており、これらを簡便な方法で両立させるための構成は未だに提案されていないのが実状である。
即ち、上記課題は本発明の下記(1)〜(14)によって解決される。
(1)「静電潜像担持体と、該静電潜像担持体に対して接触または近接して設けられた帯電部材に交流成分を含む電圧を印加することによって生じる放電を利用して該静電潜像担持体を帯電させる帯電手段と、該静電潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、ブレードを用いてクリーニングを行なうクリーニング手段と、固形潤滑剤をブラシ状ローラで摺擦して掻き取り該静電潜像担持体表面に塗布する潤滑剤塗布手段を少なくとも有する画像形成装置において、該静電潜像担持体が、その表面に、少なくとも電荷輸送性構造を有しないラジカル重合性モノマーと電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化した架橋層からなり、かつ該架橋層表面の十点平均粗さRzが0.4〜1.0(μm)の範囲にある表面層を有することを特徴とする画像形成装置」;
(2)「前記固形潤滑剤が、脂肪酸金属塩からなることを特徴とする前記(1)に記載の画像形成装置」;
(3)「前記脂肪酸金属塩が、ステアリン酸亜鉛であることを特徴とする前記(2)に記載の画像形成装置」;
(4)「前記静電潜像担持体表面層が、フィラーを含有していることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の画像形成装置」;
(5)「前記フィラーが、少なくとも1種の無機フィラーであることを特徴とする前記(4)に記載の画像形成装置」;
(6)「前記電荷輸送性構造を有しないラジカル重合性モノマーが3官能以上であり、前記電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物が1官能であることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれかに記載の画像形成装置」;
(7)「前記電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーにおける官能基数に対する分子量の割合(分子量/官能基数)が、250以下であることを特徴とする前記(6)に記載の画像形成装置」;
(8)「前記電荷輸送性構造を有しないラジカル重合性モノマーの官能基が、アクリロイルオキシ基及び/又はメタクリロイルオキシ基であることを特徴とする前記(1)〜(7)のいずれかに記載の画像形成装置」;
(9)「前記電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物の官能基が、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基であることを特徴とする前記(1)〜(8)のいずれかに記載の画像形成装置」;
(10)「前記最表面層に用いられる電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物の電荷輸送性構造が、トリアリールアミン構造であることを特徴とする前記(1)〜(9)のいずれかに記載の画像形成装置」;
(11)「前記表面層に用いられる1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物が、下記一般式(1)又は(2)で表わされる化合物の少なくとも一種以上であることを特徴とする前記(6)〜(10)のいずれかに記載の画像形成装置。
(式中、R1は水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアラルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、−COOR7(R7は水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアラルキル基、又は置換もしくは無置換のアリール基)、ハロゲン化カルボニル基もしくはCONR8R9(R8及びR9は水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアラルキル基、又は置換もしくは無置換のアリール基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい)を表わし、Ar1、Ar2は置換もしくは無置換のアリーレン基を表わし、同一であっても異なってもよい。Ar3、Ar4は置換もしくは無置換のアリール基を表わし、同一であっても異なってもよい。Xは単結合、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のシクロアルキレン基、置換もしくは無置換のアルキレンエーテル基、酸素原子、硫黄原子、ビニレン基を表わす。Zは置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアラルキレン基、置換もしくは無置換のアルキレンエーテル基、アルキレンオキシカルボニル基を表わす。m、nは0〜3の整数を表わす。)」;
(12)「前記表面層に用いられる1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物が、下記一般式(3)で表わされる化合物の少なくとも一種以上であることを特徴とする前記(11)に記載の画像形成装置。
(式中、o、p、qはそれぞれ0又は1の整数、Raは水素原子又はメチル基を表わし、Rb、Rcは水素原子以外の置換基で炭素数1〜6のアルキル基を表わし、複数の場合は同一又は異なってもよい。s、tは0〜3の整数を表わす。Zaは単結合、メチレン基、エチレン基、
以下、本発明が適用される画像形成装置について実施形態の1例を説明するが、本発明の態様はこれに限られるものではない。図3に、後述する各実施例に共通した構成を有する画像形成装置の一例を示す。この画像形成装置は、有機感光体からなる静電潜像担持体としての感光体1を備えている。
本発明は接触帯電方式にも適用できるが、接触帯電方式においては感光体表面との接触性を向上させ、かつ感光体に機械的ストレスを与えない弾性部材を用いることが好ましい。しかし弾性部材を用いた場合には帯電ニップ幅が広くなり、これによって帯電ローラ側に保護物質が付着しやすくなるためことがある。よって、高耐久化のためには、非接触帯電方式を採用する方が有利である。本実施形態においては、感光体表面における少なくとも画像形成領域に対して所定の帯電ギャップをもって対向するよう帯電ローラ2aを配置した非接触帯電方式を採用した。
帯電ローラ2aは軸部21aとローラ部21bとからなる。ローラ部21bは軸部21aの回転によって回動可能であり、感光体1表面のうち画像が形成される画像形成領域11に対向する部分は感光体1と非接触である。帯電ローラは、その長手方向(軸方向)の寸法が画像形成領域よりも少し長く設定されており、その長手方向の両端部にスペーサ22を設けている。これら2つのスペーサを感光体表面両端部の非画像形成領域12に当接させることによって、感光体1と帯電ローラとの間に微小なギャップ14を形成している。この微小なギャップ14は、帯電ローラと感光体1との最近接部における距離が5〜100[μm]に維持できるよう構成している。このギャップ14のより好ましい範囲は、30〜65[μm]であり、本実施形態1の装置では、50μmに設定した。また、軸部21aをスプリングからなる加圧バネ15によって感光体側に加圧している。これにより、微小なギャップ14を精度よく維持することができる。また、帯電ローラはスペーサ22を介して感光体表面に連れ回って回転する。
帯電ローラ2aは円柱状を呈する導電性支持体としての芯金と、芯金の外周面上に形成された抵抗調整層を有する。帯電ローラ2aの表面は硬質であることが望ましい。ローラ部材としてはゴム部材も使用できるが、ゴム部材が容易に変形しやすい部材であると感光体1との微小ギャップ14の均一な維持が困難となり、作像条件によっては帯電ローラ2aの中央部のみが感光体表面に突発的に接触する可能性がある。帯電ローラ2aが感光体表面に局所的/突発的に接触することによって生じる潤滑性物質の乱れに対応することは困難であるため、非接触帯電方式を使用する場合にはたわみが少ない硬質の部材が望ましい。
本発明における感光体の表面層は、加熱又は光エネルギー照射によって硬化されており、有機溶媒に対し不溶性である。
感光体の表面層は、加熱又は光エネルギー照射によって硬化されることにより、長期繰り返し使用によっても感光体の機械的劣化が少なく、また感光体表面の耐傷性が顕著に向上し、高耐久化と同時に優れたクリーニング性を維持することができる。
本発明に用いられる電荷輸送性を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーとは、例えばトリアリールアミン、ヒドラゾン、ピラゾリン、カルバゾールなどの正孔輸送性構造、例えば縮合多環キノン、ジフェノキノン、シアノ基やニトロ基を有する電子吸引性芳香族環などの電子輸送構造を有しておらず、且つラジカル重合性官能基を3個以上有するモノマーを指す。このラジカル重合性官能基としては、炭素−炭素2重結合を有し、ラジカル重合可能な基であれば何れでもよい。
これらラジカル重合性官能基としては、例えば、下記に示す1−置換エチレン官能基、1,1−置換エチレン官能基が挙げられる。
(1)1−置換エチレン官能基としては、例えば以下の式で表わされる官能基が挙げられる。
1−置換エチレン官能基を具体的に例示すると、ビニル基、スチリル基、2−メチル−1,3−ブタジエニル基、ビニルカルボニル基、アクリロイルオキシ基、アクリロイルアミノ基、ビニルチオエーテル基等が挙げられる。
(2)1,1−置換エチレン官能基としては、例えば以下の式で表わされる官能基が挙げられる。
1,1−置換エチレン官能基を具体的に例示すると、α−塩化アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、α−シアノエチレン基、α−シアノアクリロイルオキシ基、α−シアノフェニレン基、メタクリロイルアミノ基等が挙げられる。
すなわち、本発明において使用する上記ラジカル重合性モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、トリメチロールプロパントリメタクリレート、アルキレン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、アルキレン変性トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)、グリセロールトリアクリレート、ECH(エピクロロヒドリン)変性グリセロールトリアクリレート、EO変性グリセロールトリアクリレート、PO変性グリセロールトリアクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジメチロールプロパンテトラアクリレート(DTMPTA)、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、EO変性リン酸トリアクリレート、2,2,5,5,−テトラヒドロキシメチルシクロペンタノンテトラアクリレートなどが挙げられ、これらは、単独又は2種類以上を併用しても差し支えない。
(式中、R1は水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアラルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、−COOR7(R7は水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアラルキル基、又は置換もしくは無置換のアリール基)、ハロゲン化カルボニル基もしくはCONR8R9(R8及びR9は水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアラルキル基、又は置換もしくは無置換のアリール基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい)を表わし、Ar1、Ar2は置換もしくは未置換のアリーレン基を表わし、同一であっても異なってもよい。Ar3、Ar4は置換もしくは未置換のアリール基を表わし、同一であっても異なってもよい。Xは単結合、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のシクロアルキレン基、置換もしくは無置換のアルキレンエーテル基、酸素原子、硫黄原子、ビニレン基を表わす。Zは置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアラルキレン基、置換もしくは無置換のアルキレンエーテル基、アルキレンオキシカルボニル基を表わす。m、nは0〜3の整数を表わす。)
前記一般式(1)、(2)において、R1の置換基中、アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等、アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等が、アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基が、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等がそれぞれ挙げられ、これらは、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、メチル基、エチル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基等のアリールオキシ基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等により置換されていてもよい。
置換もしくは無置換のAr3、Ar4はアリール基であり、アリール基としては縮合多環式炭化水素基、非縮合環式炭化水素基及び複素環基が挙げられる。
該縮合多環式炭化水素基としては、好ましくは環を形成する炭素数が18個以下のもの、例えば、ペンタニル基、インデニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、as−インダセニル基、s−インダセニル基、フルオレニル基、アセナフチレニル基、プレイアデニル基、アセナフテニル基、フェナレニル基、フェナントリル基、アントリル基、フルオランテニル基、アセフェナントリレニル基、アセアントリレニル基、トリフェニレル基、ピレニル基、クリセニル基、及びナフタセニル基等が挙げられる。
(1)ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基等。
(2)アルキル基、好ましくは、C1〜C12とりわけC1〜C8、さらに好ましくはC1〜C4の直鎖または分岐鎖のアルキル基であり、これらのアルキル基にはさらにフッ素原子、水酸基、シアノ基、C1〜C4のアルコキシ基、フェニル基又はハロゲン原子、C1〜C4のアルキル基もしくはC1〜C4のアルコキシ基で置換されたフェニル基を有していてもよい。具体的にはメチル基、エチル基、n−ブチル基、i−プロピル基、t−ブチル基、s−ブチル基、n−プロピル基、トリフルオロメチル基、2−ヒドロキエチル基、2−エトキシエチル基、2−シアノエチル基、2−メトキシエチル基、ベンジル基、4−クロロベンジル基、4−メチルベンジル基、4−フェニルベンジル基等が挙げられる。
(3)アルコキシ基(−OR2)であり、R2は(2)で定義したアルキル基を表わす。具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、t−ブトキシ基、n−ブトキシ基、s−ブトキシ基、i−ブトキシ基、2−ヒドロキシエトキシ基、ベンジルオキシ基、トリフルオロメトキシ基等が挙げられる。
(4)アリールオキシ基であり、アリール基としてはフェニル基、ナフチル基が挙げられる。これらは、C1〜C4のアルコキシ基、C1〜C4のアルキル基またはハロゲン原子を置換基として含有してもよい。具体的には、フェノキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、4−メトキシフェノキシ基、4−メチルフェノキシ基等が挙げられる。
(5)アルキルメルカプト基またはアリールメルカプト基であり、具体的にはメチルチオ基、エチルチオ基、フェニルチオ基、p−メチルフェニルチオ基等が挙げられる。
(6)下記式で示される基であり、
(式中、R3及びR4は各々独立に水素原子、前記(2)で定義したアルキル基、またはアリール基を表わす。アリール基としては、例えばフェニル基、ビフェニル基又はナフチル基が挙げられ、これらはC1〜C4のアルコキシ基、C1〜C4のアルキル基またはハロゲン原子を置換基として含有してもよい。R3及びR4は共同で環を形成してもよい)
具体的には、アミノ基、ジエチルアミノ基、N−メチル−N−フェニルアミノ基、N,N−ジフェニルアミノ基、N,N−ジ(トリール)アミノ基、ジベンジルアミノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、ピロリジノ基等が挙げられる。
(7)メチレンジオキシ基、又はメチレンジチオ基等のアルキレンジオキシ基又はアルキレンジチオ基等が挙げられる。
(8)置換又は無置換のスチリル基、置換又は無置換のβ−フェニルスチリル基、ジフェニルアミノフェニル基、ジトリルアミノフェニル基等。
置換もしくは無置換のアルキレン基としては、C1〜C12、好ましくはC1〜C8、さらに好ましくはC1〜C4の直鎖または分岐鎖のアルキレン基であり、これらのアルキレン基にはさらにフッ素原子、水酸基、シアノ基、C1〜C4のアルコキシ基、フェニル基又はハロゲン原子、C1〜C4のアルキル基もしくはC1〜C4のアルコキシ基で置換されたフェニル基を有していてもよい。具体的にはメチレン基、エチレン基、n−ブチレン基、i−プロピレン基、t−ブチレン基、s−ブチレン基、n−プロピレン基、トリフルオロメチレン基、2−ヒドロキエチレン基、2−エトキシエチレン基、2−シアノエチレン基、2−メトキシエチレン基、ベンジリデン基、フェニルエチレン基、4−クロロフェニルエチレン基、4−メチルフェニルエチレン基、4−ビフェニルエチレン基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のシクロアルキレン基としては、C5〜C7の環状アルキレン基であり、これらの環状アルキレン基にはフッ素原子、水酸基、C1〜C4のアルキル基、C1〜C4のアルコキシ基を有していてもよい。具体的にはシクロヘキシリデン基、シクロへキシレン基、3,3−ジメチルシクロヘキシリデン基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアルキレンエーテル基としては、エチレンオキシ、プロピレンオキシ、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリプロピレングリコールを表わし、アルキレンエーテル基アルキレン基はヒドロキシル基、メチル基、エチル基等の置換基を有してもよい。
ビニレン基は、
置換もしくは未置換のアルキレン基としは、前記Xのアルキレン基と同様なものが挙げられる。
置換もしくは無置換のアルキレンエーテル基としては、前記Xのアルキレンエーテル基が挙げられる。
アルキレンオキシカルボニル基としては、カプロラクトン変性基が挙げられる。
また、本発明の1官能の電荷輸送構造を有するラジカル重合性化合物として更に好ましくは、下記一般式(3)の構造の化合物が挙げられる。
(式中、o、p、qはそれぞれ0又は1の整数、Raは水素原子又はメチル基を表わし、Rb、Rcは水素原子以外の置換基で炭素数1〜6のアルキル基を表わし、複数の場合は同一でも異なってもよい。s、tは0〜3の整数を表わす。Zaは単結合、メチレン基、エチレン基、
本発明の1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物の具体例を以下に示すが、これらの構造の化合物に限定されるものではない。
ラジカル重合性オリゴマーとしては、例えば、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系オリゴマーが挙げられる。
これらの重合開始剤は1種又は2種以上を混合して用いてもよい。重合開始剤の含有量は、ラジカル重合性を有する総含有物100重量部に対し、0.5〜40重量部、好ましくは1〜20重量部である。
UV照射の場合、メタルハライドランプ等を用いるが、照度は50mW/cm2以上、1000mW/cm2以下が好ましく、例えば200mW/cm2のUV光を照射する場合、多方向から均一に20秒程度照射すればよい。このときドラム温度は50℃を超えないように制御する。熱硬化の場合、加熱温度は100〜170℃が好ましく、例えば加熱手段として送風型オーブンを用い、加熱温度を150℃に設定した場合、加熱時間は20分〜3時間である。硬化終了後は、残留溶媒低減のため100〜150℃で10〜30分加熱して、本発明の感光体を得る。
導電性支持体としては、体積抵抗1010Ω・cm以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板およびそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した管などを使用することができる。また、特開昭52−36016号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体として用いることができる。
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。
電子輸送物質としては、例えばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4−オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイド、ベンゾキノン誘導体等の電子受容性物質が挙げられる。
なお本発明は図3に示したような画像形成装置のみに適用されるものではなく、放電を用いて被帯電体表面を帯電させる装置一般に使用可能である。
一例として、図3の画像形成装置において潤滑剤塗布装置30が、クリーニング装置7の上流に配置されていてもよい。但し、この場合は転写残トナーが潤滑剤塗布装置に混入し潤滑剤32の掻き取りを過剰に行なうため、それを考慮したうえで加圧バネ33の加圧力を設定する必要がある。
(感光体の作製)
φ30mmのアルミニウムシリンダー上に、下記組成の下引き層用塗工液、電荷発生層用塗工液、電荷輸送層用塗工液を順次、塗布、乾燥することにより、3.5μmの下引き層、0.2μmの電荷発生層、18μmの電荷輸送層を形成した。この電荷輸送層上に下記組成の表面層用塗工液をスプレー塗工し、メタルハライドランプ:160W/cm、照射距離:120mm、照射強度:200mW/cm2、照射時間:20秒の条件で光照射を行ない、更に130℃で20分乾燥を加え4μmの表面層を設け、電子写真感光体を作製した。
〔下引き層用塗工液〕
・アルキッド樹脂 6部
(ベッコゾール1307−60−EL、大日本インキ化学工業製)
・メラミン樹脂 4部
(スーパーベッカミン G−821−60、大日本インキ化学工業製)
・酸化チタン 40部
・メチルエチルケトン 50部
〔電荷発生層用塗工液〕
・下記構造式(I)で表わされるビスアゾ顔料 2.5部
・ポリビニルブチラール(XYHL、UCC製) 0.5部
・シクロヘキサノン 200部
・メチルエチルケトン 80部
〔電荷輸送層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート 10部
(パンライトTS−2050、帝人化成製)
・下記構造式(II)で表わされる低分子電荷輸送物質(D−1) 7部
・テトラヒドロフラン 100部
・1%シリコーンオイルのテトラヒドロフラン溶液 1部
(KF50−100CS、信越化学工業製)
〔表面層用塗工液〕
・電荷輸送性構造を有さないラジカル重合性モノマー 10部
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
(KAYARAD DPCA−120、日本化薬製)
分子量:1947、官能基数:6官能、分子量/官能基数=325
・電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物 10部
(例示化合物No.54)
・光重合開始剤 1部
1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン
(イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製)
・テトラヒドロフラン 100部
実施例1において感光体表面を研磨する代わりに、表面層用塗工液にフィラーとしてシリコーン樹脂微粒子(トスパール120、GE東芝シリコーン製)を5部加えたものを用いて表面層を塗布した以外は全て実施例1と同様に感光体を作製した。このときのRz=0.52(μm)であった。
実施例2において表面層用塗工液中に加えるフィラーとして、シリコーン樹脂微粒子の代わりにアルミナ微粒子(AA03:住友化学製)を用いた以外は全て実施例2と同様に感光体を作製した。このときのRz=0.45(μm)であった。
実施例3において、表面層用塗工液中に加えるアルミナ微粒子の量を10部にした以外は全て実施例3と同様に感光体を作製した。このときのRz=0.87(μm)であった。
実施例3の表面層用塗工液を下記構成のものとすること以外は全て実施例3と同じにして電子写真感光体を作製した。
電荷輸送性構造を有さないラジカル重合性モノマー 10部
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
(KAYARAD DPCA−60、日本化薬製)
分子量:1263、官能基数:6官能、分子量/官能基数=211
電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物 10部
(例示化合物No.54)
光重合開始剤 2部
1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン
(イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製)
アルミナ微粒子(AA03:住友化学製) 5部
テトラヒドロフラン 88部
このときのRz=0.45(μm)であった。
実施例5の表面層用塗工液中の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物として、例示化合物No.1を用いたこと以外は全て実施例5と同じにして電子写真感光体を作製した。このときのRz=0.47(μm)であった。
実施例1において、感光体表面の研磨を行なわなかった以外は全て実施例1と同様に感光体を作製した。このときのRz=0.22(μm)であった。
実施例2において、表面層用塗工液にフィラーとしてシリコーン樹脂微粒子(トスパール120、GE東芝シリコーン製)を30部加えた以外は、全て実施例2と同様に感光体を作製した。このときのRz=1.18(μm)であった。
実施例3の架橋表面層塗工液を下記構成表面層塗工液に代える以外は全て実施例3と同じにして電子写真感光体を作製した。
電荷輸送層塗工液に用いた低分子電荷輸送物質 2部
ビスフェノールZ型ポリカーボネート 2部
アルミナ微粒子(AA03:住友化学製) 5部
テトラヒドロフラン 70部
シクロヘキサノン 25部
このときのRz=0.42(μm)であった。
実施例6の架橋表面層用塗工液中に電荷輸送性構造を有さない3官能以上のラジカル重合性モノマーを含有させず、電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物量を18部に変えた以外は全て実施例8と同様に電子写真感光体を作製した。
このときのRz=0.46(μm)であった。
評価装置は(株)リコー製プリンターIpsio color8150の黒ステーションを改造したものを用いた。帯電部材としては直径10mmの硬質樹脂ローラを用い、感光体とのギャップを50μmに調整した。帯電条件としては−600VのDC成分に、AC成分としてVpp=3kV、周波数=1.5kHzの正弦波を重畳した交番電界を印可した。また、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛バーをクリーニングブラシに押圧1500mNで当接し、感光体上にブラシを介してステアリン酸亜鉛を供給する構成とした。
この改造評価機を用い、上記のように作製した感光体を搭載し、図5に示すような縦帯チャートを用いて10000枚のランニングを行なった。このときの対画像部のクリーニング不良有無を目視で観察し、程度の良好なものから5〜1の順に5段階のランク分けを行なって、画像上不具合が発生しない許容範囲をランク4以上とした。また、10000枚でクリーニング不良が未発生のものについてはラン枚数を20000、50000枚まで延長して確認を行ない、50000枚後もクリーニング不良が未発生なものについては、感光体摩耗量を測定した。結果を表2に示す。
これに対して比較例1〜2ではRzが本発明の範囲外であるため、早期にクリーニング不良が発生してしまう。また、比較例3〜4では感光体表面層の強度が不足しているため、クリーニング性が維持できない、或いは摩耗量が多いといった問題が発生している。
1a 電荷輸送層
2 帯電装置(帯電手段)
2a 帯電ローラ(帯電部材)
3 露光装置
4 現像装置(現像手段)
5 転写装置
6 定着装置
7 クリーニング装置(クリーニング手段)
8 クリーニングブレード
9 除電装置
10 転写材搬送経路
11 画像形成領域
12 非画像形成領域
14 帯電ギャップ
15 加圧バネ
16 帯電ローラ駆動装置
21a 軸部
21b ローラ部
22 スペーサ
30 潤滑剤塗布装置(潤滑剤塗布手段)
31 ファーブラシ
32 潤滑剤
33 加圧バネ
Claims (14)
- 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体に対して接触または近接して設けられた帯電部材に交流成分を含む電圧を印加することによって生じる放電を利用して該静電潜像担持体を帯電させる帯電手段と、該静電潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、ブレードを用いてクリーニングを行なうクリーニング手段と、固形潤滑剤をブラシ状ローラで摺擦して掻き取り該静電潜像担持体表面に塗布する潤滑剤塗布手段を少なくとも有する画像形成装置において、該静電潜像担持体が、その表面に、少なくとも電荷輸送性構造を有しないラジカル重合性モノマーと電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化した架橋層からなり、かつ該架橋層表面の十点平均粗さRzが0.4〜1.0(μm)の範囲にある表面層を有することを特徴とする画像形成装置。
- 前記固形潤滑剤が、脂肪酸金属塩からなることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記脂肪酸金属塩が、ステアリン酸亜鉛であることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記静電潜像担持体表面層が、フィラーを含有していることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記フィラーが、少なくとも1種の無機フィラーであることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記電荷輸送性構造を有しないラジカル重合性モノマーが3官能以上であり、前記電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物が1官能であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーにおける官能基数に対する分子量の割合(分子量/官能基数)が、250以下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。
- 前記電荷輸送性構造を有しないラジカル重合性モノマーの官能基が、アクリロイルオキシ基及び/又はメタクリロイルオキシ基であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物の官能基が、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記最表面層に用いられる電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物の電荷輸送性構造が、トリアリールアミン構造であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記表面層に用いられる1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物が、下記一般式(1)又は(2)で表わされる化合物の少なくとも一種以上であることを特徴とする請求項6〜10のいずれかに記載の画像形成装置。
(式中、R1は水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアラルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、−COOR7(R7は水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアラルキル基、又は置換もしくは無置換のアリール基)、ハロゲン化カルボニル基もしくはCONR8R9(R8及びR9は水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアラルキル基、又は置換もしくは無置換のアリール基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい)を表わし、Ar1、Ar2は置換もしくは無置換のアリーレン基を表わし、同一であっても異なってもよい。Ar3、Ar4は置換もしくは無置換のアリール基を表わし、同一であっても異なってもよい。Xは単結合、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のシクロアルキレン基、置換もしくは無置換のアルキレンエーテル基、酸素原子、硫黄原子、ビニレン基を表わす。Zは置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアラルキレン基、置換もしくは無置換のアルキレンエーテル基、アルキレンオキシカルボニル基を表わす。m、nは0〜3の整数を表わす。) - 請求項1〜12のいずれかに記載の画像形成装置における帯電手段、静電潜像担持体、現像手段、クリーニング手段及び潤滑剤塗布手段を一体内に含有し、画像形成装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカ−トリッジ。
- 請求項1〜12のいずれかに記載の画像形成装置を用いて画像形成を行なうことを特徴とする画像形成方法。
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