JP2010160475A - 電子写真装置およびプロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電子写真感光体の表面に、深さRdv、短軸径Lpc、長軸径Rpcおよび角度θに係る特定の条件を満たす各々独立した凹形状部が単位面積1cm2あたり10個以上形成されている。
【選択図】 図6
Description
個数平均粒子径(P[μm])が0.1μm以上1.5μm以下の無機微粒子を外添剤として含有するトナーによって該電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像するための現像手段と、
クリーニングブレードによって該電子写真感光体の表面に残留する転写残トナーを除去するためのクリーニング手段と
を有する電子写真装置において、
該電子写真感光体の表面に、下記条件を満たす各々独立した凹形状部が単位面積1cm2あたり10個以上形成されていることを特徴とする電子写真装置である:
(条件)
凹形状部の深さをRdv[μm]とし、凹形状部の短軸径をLpc[μm]とし、凹形状部の長軸径をRpc[μm]とし、凹形状部の長軸方向と電子写真感光体の表面の移動方向とのなす角度をθ[°]としたとき、以下の関係を満足する:
5[°]≦θ[°]≦85[°]、
0.3×P[μm]≦Rdv[μm]≦0.5×P[μm]、
1.1×P[μm]≦Lpc[μm]≦1.5×P[μm]、
50/Sinθ[μm]≦Rpc[μm]≦1500[μm]。
個数平均粒子径(P[μm])が0.1μm以上1.5μm以下の無機微粒子を外添剤として含有するトナーによって該電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像するための現像手段と、
クリーニングブレードによって該電子写真感光体の表面に残留する転写残トナーを除去するためのクリーニング手段と
を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、
該電子写真感光体の表面に、下記条件を満たす各々独立した凹形状部が単位面積1cm2あたり10個以上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である:
(条件)
凹形状部の深さをRdv[μm]とし、凹形状部の短軸径をLpc[μm]とし、凹形状部の長軸径をRpc[μm]とし、凹形状部の長軸方向と電子写真感光体の表面の移動方向とのなす角度をθ[°]としたとき、以下の関係を満足する:
5[°]≦θ[°]≦85[°]、
0.3×P[μm]≦Rdv[μm]≦0.5×P[μm]、
1.1×P[μm]≦Lpc[μm]≦1.5×P[μm]、
50/Sinθ[μm]≦Rpc[μm]≦1500[μm]。
炭酸ストロンチウム600gと酸化チタン320gを、ボールミルを用いて8時間湿式混合した後、濾過・乾燥し、この混合物を0.49N/mm2の圧力で成形して1100℃で8時間仮焼した。これを、機械粉砕して、個数平均粒子径Pが1.0μmのチタン酸ストロンチウム微粒子(微粉体)を得た。
透過型電子顕微鏡写真(倍率:30000倍)を用い、写真上の無機微粒子を無作為に100個選び、各無機微粒子の最大長を計測し、その相加平均値をもって個数平均粒子径とした。
本発明の電子写真感光体は、支持体および該支持体上に形成された感光層を有する電子写真感光体である。そして、該電子写真感光体の表面には、各々独立した凹形状部が単位面積1cm2あたり10個以上の密度で形成されている。
5[°]≦θ[°]≦85[°]、
0.3×P[μm]≦Rdv[μm]≦0.5×P[μm]
1.1×P[μm]≦Lpc[μm]≦1.5×P[μm]
50/Sinθ[μm]≦Rpc[μm]≦1500[μm]
図1に、本発明の電子写真感光体の表面に形成された凹形状部の表面形状(上から見た形状)および断面形状の例を示す。凹形状部の表面形状は、図1の(a)に示すように、楕円・長方形・六角形などの多角形、多角形のエッジまたは辺の一部あるいは全部に曲線を複合させた形状など、種々の形状が可能である。また、凹形状部の断面形状も、図1の(b)に示すように、四角形などの多角形、連続した曲線からなる波型、多角形のエッジまたは辺の一部あるいは全部に曲線を複合させたものなどの種々の形状が可能である。
図3に、本発明の凹形状部の配列パターン例の拡大図を示す。図3中、gは凹形状部が形成されていない部分であり、hは凹形状部である。
次に、本発明における凹形状部の短軸径Lpc、長軸径Rpc、深さRdvについて説明する。
1.1×P[μm]≦Lpc[μm]≦1.5×P[μm]
凹形状部の短軸径Lpcが無機微粒子の個数平均粒子径Pの1.1倍未満の場合には、無機微粒子が凹形状部に引っかかりにくくなる。よって、クリーニングブレードが無機微粒子を電子写真感光体の回転軸方向(電子写真感光体の表面の移動方向に直交する方向)に向かわせる効果が十分に得られない。そのため、電子写真感光体の表面の特定の部分に無機微粒子が集中したままになり、電子写真感光体の表面に細かい傷が多数発生し、出力画像にはスジ状の画像欠陥(白スジなど)が生じやすくなる。換言すれば、凹形状部の短軸径Lpcが無機微粒子の個数平均粒子径Pの1.1倍以上の場合、電子写真感光体の表面の凹形状部に引っかかっている無機微粒子は、クリーニングブレードが当たったとき、電子写真感光体の回転軸方向に押し流される。すると、無機微粒子の集中が解かれ、上記課題が発生しにくくなる。
0.3×P[μm]≦Rdv[μm]≦0.5×P[μm]
凹形状部の深さRdvが無機微粒子の個数平均粒子径Pの0.3倍未満の場合には、無機微粒子が凹形状部に引っかかりにくくなる。よって、上記と同様、クリーニングブレードが無機微粒子を電子写真感光体の回転軸方向に向かわせる効果が十分に得られない。
50/Sinθ[μm]≦Rpc[μm]≦1500[μm]
クリーニングブレードによって無機微粒子を押し流すためには、凹形状部は細長い形状をしている必要がある。長軸径Rpcが50/SINθ未満の場合、無機微粒子を電子写真感光体の回転軸方向に向かわせる効果が十分に得られない。
加圧および解除を繰り返し行うことができる加圧装置Aに所定のモールドBを取り付けた後、電子写真感光体(被加工物、ワーク)Cに対して所定の圧力でモールドBを当接させて形状転写を行う。その後、加圧を一旦解除し、電子写真感光体Cを回転させた後に、再度加圧そして形状転写を行う。この形状転写工程を繰り返すことにより、電子写真感光体の表面の全域にわたって所定の凹形状部を形成することが可能である。
また、電子写真感光体に対して圧力の均一性を付与する目的で、モールドと加圧装置との間に弾性体を設置することも可能である。
上述のとおり、本発明に用いられる電子写真感光体は、支持体および該支持体上に設けられた感光層を有する。本発明に用いられる電子写真感光体としては、支持体として円筒状支持体を用いた円筒状の電子写真感光体が好ましいが、ベルト状、シート状などの形状であってもよい。
硬化手段としては、熱、光、放射線などの手段が利用できる。
本発明において、表面の凹形状部の測定は、市販のレーザー顕微鏡により可能である。たとえば、以下の機器や機器に付属した解析プログラムが利用可能である。
(株)キーエンス製の超深度形状測定顕微鏡VK−8550、VK−8700、VK−9500
(株)菱化システム製の表面形状測定システムSurface Explorer SX−520DR
オリンパス(株)製の走査型共焦点レーザー顕微鏡OLS3000
レーザーテック(株)製のリアルカラーコンフォーカル顕微鏡オプリテクスC130
これらのレーザー顕微鏡を用いて、所定の倍率により、ある視野における凹形状部の個数および凹形状部各々の短軸径、長軸径、深さを計測することができる。なお、光学顕微鏡、電子顕微鏡、原子間力顕微鏡、走査プローブ顕微鏡などによる観察および測定の利用も可能である。
直径30mm、長さ370mmのアルミニウムシリンダーを支持体(円筒状支持体)とした。
酸化スズの被覆層を有する硫酸バリウム粒子(商品名:パストランPC1、三井金属鉱業(株)製) 60部
酸化チタン(商品名:TITANIX JR、テイカ(株)製) 15部
レゾール型フェノール樹脂(商品名:フェノライト J−325、大日本インキ化学工業(株)製、固形分70%) 43部
シリコーンオイル(商品名:SH28PA、東レシリコーン(株)製) 0.015部
シリコーン樹脂(商品名:トスパール120、東芝シリコーン(株)製) 3.6部
2−メトキシ−1−プロパノール 50部
メタノール 50部
得られた導電層用塗布液を支持体上に浸漬塗布し、これを1時間140℃のオーブンで加熱して硬化させることによって、膜厚が16μmの導電層を形成した。
共重合ナイロン樹脂(商品名:アミランCM8000、東レ(株)製) 10部
メトキシメチル化6ナイロン樹脂(商品名:トレジンEF−30T、帝国化学(株)製) 30部
得られた中間層用塗布液を導電層上に浸漬塗布し、30分間100℃のオーブンで加熱して乾燥させることによって、膜厚が0.45μmの中間層を形成した。
2θ±0.2°(θはCuKαのX線回折におけるブラッグ角)の7.5°および28.3°に強いピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶(電荷発生物質) 20部
下記構造式(1)で示されるカリックスアレーン化合物 0.2部
シクロヘキサノン 600部
得られた電荷発生層用塗布液を中間層上に浸漬塗布し、15分間80℃のオーブンで加熱して乾燥させることによって、膜厚が0.17μmの電荷発生層を形成した。
得られた電荷輸送層用塗布液を電荷発生層上に浸漬塗布し、40分間90℃のオーブンで加熱して乾燥させることによって、膜厚が18μmの電荷輸送層を形成した。
得られた電子写真感光体の表面に対して、図8(B)に示す構成の装置、図9に示すモールドを用い、凹形状部の形成加工を行った。用いたモールドの各々独立した凸形状部は、長軸径が785μm、短軸径が1.3μm、高さが0.8μmの楕円柱状であり、凸形状部の長軸の角度は45°であった。加工時の電子写真感光体の表面の温度が120℃になるように、電子写真感光体およびモールドの温度を制御し、2.94N/mm2の圧力で加圧しながら、電子写真感光体を周方向に回転させ、モールドの形状の転写を行った。
得られた電子写真感光体の表面形状をレーザー顕微鏡((株)キーエンス製のVK−9500)で拡大観察した。その結果、長軸径Rpcが785μm、短軸径Lpcが1.3μm、深さRdvが0.4μm、角度θが45°の楕円柱状の凹形状部が、単位面積1cm2あたり15個形成されていることがわかった。なお、実施例および比較例中、角度θとは、凹形状部の長軸方向と電子写真感光体の表面の移動方向とのなす角度θのことである。
上述のようにして表面に凹形状部を形成した電子写真感光体を、キヤノン(株)製の電子写真装置(複写機、iR4570P)に装着し、以下のようにして耐久試験を行い、評価した。
無機微粒子の個数平均粒子径P、電子写真感光体の表面における単位面積1cm2あたりの凹形状部の個数、ならびに、凹形状部各々の形状、角度θ、深さRdv、短軸径Lpcおよび長軸径Rpcを表1に示すとおりにした以外は、実施例1と同様にして評価した。評価結果を表1に示す。
電子写真感光体の表面に凹部形状を形成しなかった以外は、実施例1と同様にして評価した。評価結果を表2に示す。
無機微粒子の個数平均粒子径P、電子写真感光体の表面における単位面積1cm2あたりの凹形状部の個数、ならびに、凹形状部各々の形状、角度θ、深さRdv、短軸径Lpcおよび長軸径Rpcを表2に示すとおりにした以外は、実施例1と同様にして評価した。評価結果を表2に示す。
2 軸
3 帯電手段
4 露光光
5 現像手段
6 転写手段
7 クリーニング手段
8 定着手段
a レーザー光遮断部
b レーザー光透過部
c エキシマレーザー光照射器
d ワーク回転用モーター
e ワーク移動装置
f 電子写真感光体(被加工物、ワーク)
g 凹形状部が形成されていない部分
h 凹形状部
A 加圧装置
B モールド
C 電子写真感光体
M 転写材
Claims (4)
- 支持体および該支持体上に形成された感光層を有する電子写真感光体と、
個数平均粒子径(P[μm])が0.1μm以上1.5μm以下の無機微粒子を外添剤として含有するトナーによって該電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像するための現像手段と、
クリーニングブレードによって該電子写真感光体の表面に残留する転写残トナーを除去するためのクリーニング手段と
を有する電子写真装置において、
該電子写真感光体の表面に、下記条件を満たす各々独立した凹形状部が単位面積1cm2あたり10個以上形成されていることを特徴とする電子写真装置:
(条件)
凹形状部の深さをRdv[μm]とし、凹形状部の短軸径をLpc[μm]とし、凹形状部の長軸径をRpc[μm]とし、凹形状部の長軸方向と電子写真感光体の表面の移動方向とのなす角度をθ[°]としたとき、以下の関係を満足する:
5[°]≦θ[°]≦85[°]、
0.3×P[μm]≦Rdv[μm]≦0.5×P[μm]、
1.1×P[μm]≦Lpc[μm]≦1.5×P[μm]、
50/Sinθ[μm]≦Rpc[μm]≦1500[μm]。 - 前記電子写真感光体の表面に、前記条件を満たす各々独立した凹形状部が単位面積1cm2あたり20個以上形成されている請求項1に記載の電子写真装置。
- 支持体および該支持体上に形成された感光層を有する電子写真感光体と、
個数平均粒子径(P[μm])が0.1μm以上1.5μm以下の無機微粒子を外添剤として含有するトナーによって該電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像するための現像手段と、
クリーニングブレードによって該電子写真感光体の表面に残留する転写残トナーを除去するためのクリーニング手段と
を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、
該電子写真感光体の表面に、下記条件を満たす各々独立した凹形状部が単位面積1cm2あたり10個以上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:
(条件)
凹形状部の深さをRdv[μm]とし、凹形状部の短軸径をLpc[μm]とし、凹形状部の長軸径をRpc[μm]とし、凹形状部の長軸方向と電子写真感光体の表面の移動方向とのなす角度をθ[°]としたとき、以下の関係を満足する:
5[°]≦θ[°]≦85[°]、
0.3×P[μm]≦Rdv[μm]≦0.5×P[μm]、
1.1×P[μm]≦Lpc[μm]≦1.5×P[μm]、
50/Sinθ[μm]≦Rpc[μm]≦1500[μm]。 - 前記電子写真感光体の表面に、前記条件を満たす各々独立した凹形状部が単位面積1cm2あたり20個以上形成されている請求項3に記載のプロセスカートリッジ。
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