JP2011112919A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】負帯電型の電子写真感光体と、該電子写真感光体の駆動終了時から次の駆動開始時まで該電子写真感光体の表面に当接する当接部材を有する画像形成装置において、該電子写真感光体は支持体上または導電層上に中間層を設けてなる電子写真感光体であり、該中間層が誘電率3以下の樹脂を用いて形成された層であり、かつ該電子写真感光体の駆動終了時の表面電位を-300V以下にする手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図6
Description
試験規格:ASTM D150,IEC 250
試験片:大きさ:60mm×60mm 厚さ:3mm(標準)
周波数:100Hz〜1MHz
測定法:電極非接触法(間隙法)
電極:横河HP製 誘電体測定用電極 HP16451B
主電極外径:φ38mm
ガード電極内径:φ38.4mm,外径:φ56mm
対電極外径:φ56mm
試験機器:LCRメータ 4284A (ヒューレッドパッカード社製)
温度:25℃
繰り返し画像形成プロセスによって感光体の中間層中に残留キャリアが発生した状態となる。一方、帯電部材やクリーニング部材のような当接部材と感光体とが画像形成プロセスにおいて機械的に摺擦すると、その接触部において電荷が発生する。この電荷が発生した状態で感光体駆動が停止すると、停止した位置の層方向内に、中間層中の残留キャリアと逆極性の電荷が励起され、逆極性の電荷は感光体内に注入、保持される。
この逆極性の電荷量は部材当接時間と共に増幅していく傾向がある。これによって、画像形成終了後から感光体と帯電部材やクリーニング部材のような当接部材とが当接したまま長時間放置すると、当接部材が停止した感光体位置では、当接されていない位置と比較して露光感度が異なるようになる。この状態で画像形成を行うと、感光体表面には均一な電位が形成されずにスジ状の画像不良が発生すると考えている。
誘電率は、外部から電界を与えたとき物質中の分子がどのように応答するかの指標を表す数値である。感光体駆動終了時に-300V以下の電界を付与して基体側にプラス電荷を誘起させることと、かつ中間層に誘電率3以下の結着樹脂を用いることで、中間層中の残留キャリアの緩和が起こり、部材当接部からの逆極性の電荷の注入速度を抑えることができるので、スジ状の画像不良を抑制できると予想している。
図1に示すように、本発明の電子写真感光体は、円筒状支持体101上に中間層103、感光層104をこの順に有する電子写真感光体である。
必要に応じて、図2に示すように、円筒状支持体101と中間層103の間に導電性粒子を樹脂中に分散して体積抵抗を小さくした導電層102を設け、該導電層102の膜厚を厚くして、導電性の円筒状支持体101や非導電性の円筒状支持体101(例えば樹脂製の円筒状支持体)の表面の欠陥を被覆する層とすることも可能である。
感光層は、電荷輸送物質と電荷発生物質を同一の層に含有する単層型感光層104であっても(図1参照)、電荷発生物質を含有する電荷発生層1041と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層1042とに分離した積層型(機能分離型)感光層であってもよい。電子写真特性の観点からは積層型感光層が好ましい。単層型感光層の場合は、電子写真感光体の最表面層は感光層104である。また、積層型感光層には、図3に示すように、円筒状支持体101側から電荷発生層1041、電荷輸送層1042の順に積層した順層型感光層と、図4に示すように、円筒状支持体101側から電荷輸送層1042、電荷発生層1041の順に積層した逆層型感光層がある。電子写真特性の観点からは順層型感光層が好ましい。積層型感光体の中でも順層型感光層の場合には、電子写真感光体の最表面層は電荷輸送層であり、逆層型感光層の場合には、電子写真感光体の最表面層は電荷発生層である。
また、図5に示すように、感光層104を構成する電荷発生層1041および電荷輸送層1042上に、保護層105を設けてもよい。保護層105を有する場合には、電子写真感光体の最表面層は、保護層105である。
なお、本発明では導電層を設けても設けなくてもその作用効果を発揮するが、導電層を設けたほうがより好ましい。
中間層には前述したように誘電率が3以下の結着樹脂を用いることが本発明の特徴である。中間層は、硬化性樹脂を塗布後硬化させて樹脂層を形成する、あるいは、結着樹脂を適当な溶媒に溶解させた中間層用塗布液を導電層上に塗布し、乾燥することによって形成することができる。
中間層の平均膜厚は0.1μm以上5.0μm以下であることが好ましい。
また、中間層において電荷(キャリア)の流れが滞らないようにするために、中間層中に、半導電性粒子を分散させる、あるいは、電子輸送物質(アクセプターのような電子受容性物質)を含有させてもよい。
中間層の上には感光層が設けられる。
図6において、1はドラム状の電子写真感光体であり、軸2を中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。
温度23℃、湿度60%RHの環境下で熱間押し出しすることにより得られた、長さ260.5mm、直径30mmのアルミニウムシリンダー(JIS−A3003、アルミニウム合金のED管、昭和アルミニウム(株)製)を導電性円筒状支持体とした。
<出力画像のスジ状画像不良部の評価>
画像評価には、画像形成プロセス終了時に感光体に所定の表面電位を付与して感光体が停止するように改造したヒューレットパッカード社製カラーレーザージェット 4700改造機(毎分40枚機)を使用した。具体的には、感光体表面に-300Vの表面電位が付与されてから感光体の駆動が終了するようにプログラムを変更した(別途、表面電位計を用いて感光体の表面電位を観測する)。なお、本装置に用いられるクリ−ニング部材はポリウレタン樹脂からなり、帯電部材の表層はスチレンアクリル樹脂を主成分としている。本装置を用いて、温度15℃/湿度10%RHの環境下にて、A4サイズ、印字1%の条件で25000枚連続印刷後、帯電部材とクリーニング部材を感光体に当接した状態で24時間放置した。その後、ハーフトーン画像(ベタ黒画像を出力中に現像バイアスを調整してハーフトーン濃度になるよう設定した)を1枚出力し、このハーフトーン画像で帯電部材とクリーニング部材の当接していた位置に発生したスジ状画像不良を、目視確認により、以下の基準に従って評価した。
ランクA:スジ状画像不良は見当たらない
ランクB:スジ状画像不良がうっすらと見える
ランクC:スジ状画像不良が見られる
ランクD:スジ状画像不良がはっきりと見られる
なお、この評価においてランクB以上が実用上弊害とならないレベルである。
結果を表1に示す。
実施例1において感光体の駆動終了時に感光体表面に-600Vの電位が付与されてから感光体の駆動が終了するようにプログラムを変更した以外は実施例1と同様の方法で行った。
結果を表1に示す。
実施例1において感光体の駆動終了時に感光体表面に-800Vの電位が付与されてから感光体の駆動が終了するようにプログラムを変更した以外は実施例1と同様の方法で行った。
中間層に用いる結着樹脂をポリカーボネート樹脂(ユーピロンZ−400、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製)[粘度平均分子量(Mv)40,000]4部に変更した以外は実施例1と同様に行った。
別途、ポリカーボネート樹脂の誘電率を前述の方法で測定した。誘電率は3.0であった。
結果を表1に示す。
実施例4において、感光体の駆動終了時に感光体表面に-600Vの電位が付与されてから感光体の駆動が終了するようにプログラムを変更した以外は実施例4と同様に行った。
結果を表1に示す。
実施例4において、感光体の駆動終了時に感光体表面に-800Vの電位が付与されてから感光体の駆動が終了するようにプログラムを変更した以外は実施例4と同様に行った。
結果を表1に示す。
中間層用塗布液を以下のように製造し、浸漬塗布法で塗布し、温度120℃で10分間乾燥し0.8μmの中間層を形成した以外は実施例1と同様に行った。
結果を表1に示す。
ヒーター付きの密閉できる耐圧1リットル容ガラス容器を備えた撹拌機を用いて、75.0gのポリオレフィン樹脂(ボンダインHX-8290、住友化学工業株式会社製)、60.0gの2プロパノール(以下、IPAと記す)、5.1gのトリエチルアミン(以下、TEAと記す)および159.9gの蒸留水をガラス容器内に仕込み、撹拌翼の回転速度を300rpmとして撹拌したところ、容器底部には樹脂粒状物の沈澱は認められず、浮遊状態となっていることが確認された。そこでこの状態を保ちつつ、10分後にヒーターの電源を入れ加熱した。そして系内温度を140〜145℃に保ってさらに20分間撹拌した。その後、水浴につけて、回転速度300rpmのまま攪拌しつつ室温(約25℃)まで冷却した後、300メッシュのステンレス製フィルター(線径0.035mm、平織)で加圧濾過(空気圧0.2MPa)し、乳白色の均一なポリオレフィン樹脂粒子分散液を得た。
実施例7において、感光体の駆動終了時に感光体表面に-600Vの電位が付与されてから感光体の駆動が終了するようにプログラムを変更した以外は実施例7と同様に行った。
結果を表1に示す。
実施例7において、感光体の駆動終了時に感光体表面に-800Vの電位が付与されてから感光体の駆動が終了するようにプログラムを変更した以外は実施例7と同様に行った。
結果を表1に示す。
実施例1において、感光体の駆動終了時に感光体表面に-250Vの電位が付与されてから感光体の駆動が終了するようにプログラムを変更した以外は実施例1と同様の方法で行った。
結果を表1に示す。
実施例4において、感光体の駆動終了時に感光体表面に-250Vの電位が付与されてから感光体の駆動が終了するようにプログラムを変更した以外は実施例4と同様の方法で行った。
結果を表1に示す。
実施例1の中間層用塗布液を以下の構成に変え、浸漬コーティングし、温度130℃で20分間乾燥して、円筒状支持体上端から130mm位置の平均膜厚が0.8μmの中間層を形成し、感光体の駆動終了時に感光体表面に-250Vの電位が付与されてから感光体の駆動が終了するようにプログラムを変更した以外は実施例1と同様に行った。
2−ブタノン 100質量部
別途、アルキッド樹脂の誘電率を前述の方法で測定した。誘電率は5.3であった。
比較例3において、感光体の駆動終了時に感光体表面に-600Vの電位が付与されてから感光体の駆動が終了するようにプログラムを変更した以外は比較例3と同様の方法で行った。
結果を表1に示す。
実施例1の中間層用塗布液を以下の構成に変え、浸漬コーティングし、温度130℃で20分間乾燥して、円筒状支持体上端から130mm位置の平均膜厚が0.8μmの中間層を形成し、感光体の駆動終了時に感光体表面に-250Vの電位が付与されてから感光体の駆動が終了するようにプログラムを変更した以外は実施例1と同様に行った。
メラミン樹脂(スーパーベッカミンL−121−60、固形分60質量%、大日本インキ化学工業株式会社製) 8質量部
2−ブタノン 100質量部
別途、メラミン樹脂の誘電率を前述の方法で測定した。誘電率は10.0であった。
結果を表1に示す。
比較例5において、感光体の駆動終了時にドラム表面に-600Vの電位が付与されてから感光体の駆動が終了するようにプログラムを変更した以外は比較例5と同様の方法で行った。
結果を表1に示す。
実施例1の中間層用塗布液を以下の構成に変え、浸漬コーティングし、円筒状支持体上端から130mm位置の平均膜厚が0.8μmの中間層を形成し、感光体の駆動終了時に感光体表面に-250Vの電位が付与されてから感光体の駆動が終了するようにプログラムを変更した以外は実施例1と同様に行った。
メトキシメチル化ナイロン樹脂(商品名:アミラン(登録商標)CM8000、東レ(株)製) 8質量部
メタノール 70質量部
1−ブタノール 30重量部
結果を表1に示す。
比較例7において、ドラム駆動終了時にドラム表面に-600Vの電位が付与されてから駆動が終了するようにプログラムを変更した以外は比較例7と同様の方法で行った。
別途、メトキシメチル化ナイロン樹脂の誘電率を前述の方法で測定した。誘電率は4.1であった。
結果を表1に示す。
実施例1において、以下の製造例でシリンダーをホーニングし、かつ導電層を塗工しなかった以外は実施例1と同様に行った。
結果を表1に示す。
熱間押し出しにより得たA3003の外径30.5mm、内径28.5mm、長さ260.5mmアルミニウム素管(ED管)を準備した。液体(湿式)ホーニング装置(不二精機製造所製)を用いて、アルミニウム素管(ED管)に対して下記条件にて液体ホーニング処理を行った。
液体ホーニング条件:
研磨材砥粒=球状アルミナビーズ 平均粒径30μm (商品名:CB−A30S 昭和電工株式会社製)
懸濁媒体=水
研磨材/懸濁媒体=1/9(体積比)
アルミニウム管の回転数=1.67S−1
エアー吹き付け圧力=0.165MPa
ガン移動速度=13.3mm/sec
ガンノズルとアルミニウム管の距離=180mm
ホーニング砥粒吐出角度=45°
研磨液投射回数=1回
102‥‥導電層
103‥‥中間層
104‥‥感光層
1041‥‥電荷発生層
1042‥‥電荷輸送層
105‥‥保護層
1 ‥‥電子写真感光体
2 ‥‥ 軸
3 ‥‥帯電手段
4 ‥‥露光光
5 ‥‥現像手段
6 ‥‥転写手段
7 ‥‥転写材
8 ‥‥定着手段
9 ‥‥クリーニング手段
10 ‥‥前露光光
11 ‥‥プロセスカートリッジ
12 ‥‥案内手段
P ‥‥ 転写材(紙等)
Claims (6)
- 負帯電型の電子写真感光体と、該電子写真感光体の駆動終了時から次の駆動開始時まで該電子写真感光体の表面に当接する当接部材を有する画像形成装置において、該電子写真感光体は支持体上または導電層上に中間層を設けてなる電子写真感光体であり、該中間層が誘電率3以下の樹脂を用いて形成された層であり、かつ該電子写真感光体の駆動終了時の表面電位を-300V以下にする手段を有することを特徴とする画像形成装置。
- 該電子写真感光体の駆動終了時の表面電位を-600V以上-300V以下にする手段を有することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 該当接部材がクリーニング部材および/または帯電部材であることを特徴とする請求項1または2記載の画像形成装置。
- 負帯電型の電子写真感光体と、該電子写真感光体の駆動終了時から次の駆動開始時まで該電子写真感光体の表面に当接する当接部材を有する画像形成装置を用いる画像形成方法において、該電子写真感光体は支持体上または導電層上に中間層を設けてなる電子写真感光体であり、該中間層が誘電率3以下の樹脂を用いて形成された層であり、かつ該電子写真感光体の駆動終了時の表面電位を-300V以下にする工程を有することを特徴とする画像形成方法。
- 該電子写真感光体の駆動終了時の表面電位を-600V以上-300V以下にする工程を有することを特徴とする請求項4記載の画像形成方法。
- 該当接部材がクリーニング部材および/または帯電部材であることを特徴とする請求項4または5記載の画像形成方法。
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