JP2011191699A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

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Abstract

【課題】トナー濃度が高い精度で測定される画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置10は、基材7、該基材上に配置された下引層2、及び該下引層上に配置された感光層3を有し、最表面層に少なくとも1種の粒子を含み、表面に形成されたトナー像の濃度を検知するために表面に照射された入射光に対して5度の角度で反射する反射光の強度が、前記入射光の強度の15%以下であり、前記基材が前記入射光に対する前記反射光の強度が、前記入射光の強度の30%以上である像保持体12を有する。
【選択図】図3

Description

本発明は、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。
カラーや白黒の画像を形成する複写機やプリンタなどの画像形成装置として、電子写真方式を用いた画像形成装置(電子写真装置)が知られている。
電子写真方式を用いた画像形成装置においては、画像データに基づいて像保持体の表面に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像剤により現像してトナー像を形成するが、トナーや像保持体の環境変化、経時間変化、使用履歴変化による影響により、画像濃度が微妙に変動したり、装置によって画像濃度に差異が生じることが多い。
所望の濃度及び階調性で画像を形成するため、像保持体の表面に予め定めた濃度階調の、予め定めた数のトナー像を形成させ、それらの濃度を光学濃度検知手段で検知し、その結果に従って、画像形成パラメータやトナー供給パラメータ等の画像形成条件を調整し、予め定めた濃度、階調性を制御する方法が提案されている(例えば特許文献1〜5参照)。
特開平8−44122号公報 特開2003−322985号公報 特開2005−315995号公報 特開2006−267885号公報 特開2009−069771号公報
本発明は、最表面層に粒子を含み、表面に照射された検知用の入射光に対して5度の角度で反射する反射光の強度が、入射光の強度の15%以下であり、基材が前記入射光に対する前記反射光の強度が、前記入射光の強度の30%以上である像保持体を備えていない場合に比べ、トナー濃度が高い精度で測定される画像形成装置を提供することを目的とする。
請求項1の発明は、基材、該基材上に配置された下引層、及び該下引層上に配置された感光層を有し、最表面層に少なくとも1種の粒子を含み、表面に形成されたトナー像の濃度を検知するために表面に照射された入射光に対して5度の角度で反射する反射光の強度が、前記入射光の強度の15%以下であり、前記基材が前記入射光に対する前記反射光の強度が、前記入射光の強度の30%以上である像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電された前記像保持体に静電潜像を形成するために露光する露光手段と、
前記像保持体に形成された静電潜像をトナーによって現像し、トナー像を形成する現像手段と、
前記像保持体に形成されたトナー像を被転写体に転写させる転写手段と、
前記トナー像が形成された前記像保持体に対して前記入射光を照射し、該像保持体からの反射光に基づいて前記トナー像の光学濃度を検知する光学濃度検知手段と、
前記光学濃度の検知結果に基づいて、前記像保持体上に形成されるトナー像の光学濃度が目標濃度となるように、前記帯電手段による前記像保持体の帯電電位、前記像保持体に対する前記露光手段による露光量、前記現像手段の現像電位、及び、前記転写手段による転写電圧のうちの少なくとも1つを制御する画像濃度制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
請求項2の発明は、
前記像保持体の最表面層は、前記入射光の透過率が20%以上80%以下である請求項1に記載の画像形成装置。
請求項3の発明は、
前記像保持体の基材による前記反射光の強度が、前記入射光の強度の30%以上98%以下である請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
請求項4の発明は、
前記像保持体の基材及び下引層による前記反射光の強度が、前記入射光の強度の15%以上60%以下である請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
請求項5の発明は、
前記最表面層に含まれる粒子が、フッ素系樹脂、シリカ、及びアルミナから選ばれる1種以上の粒子である請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
請求項6の発明は、
基材、該基材上に配置された下引層、及び該下引層上に配置された感光層を有し、最表面層に少なくとも1種の粒子を含み、表面に形成されたトナー像の濃度を検知するために表面に照射された入射光に対して5度の角度で反射する反射光の強度が、前記入射光の強度の15%以下であり、前記基材が前記入射光に対する前記反射光の強度が、前記入射光の強度の30%以上である像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段、帯電した前記像保持体に静電潜像を形成するために露光する露光手段、前記像保持体に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤によりトナー像として現像する現像手段、像保持体上に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写手段、及び、前記トナー像を被転写体上に転写した後、前記像保持体に残存したトナーを除去するトナー除去手段からなる群より選ばれる少なくとも一種の手段と、を備え、
前記トナー像が形成された前記像保持体に対して前記入射光を照射し、該像保持体からの反射光に基づいて前記トナー像の光学濃度を検知する光学濃度検知手段と、前記光学濃度の検知結果に基づいて、前記像保持体上に形成されるトナー像の光学濃度が目標濃度となるように、前記帯電手段による前記像保持体の帯電電位、前記像保持体に対する前記露光手段による露光量、前記現像手段の現像電位、及び、前記転写手段による転写電圧のうちの少なくとも1つを制御する画像濃度制御手段とを有する画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
請求項7の発明は、
前記像保持体の最表面層は、前記入射光の透過率が20%以上80%以下である請求項6に記載のプロセスカートリッジ。
請求項8の発明は、
前記像保持体の基材による前記反射光の強度が、前記入射光の強度の30%以上98%以下である請求項6又は請求項7に記載のプロセスカートリッジ。
請求項9の発明は、
前記像保持体の基材及び下引層による前記反射光の強度が、前記入射光の強度の15%以上60%以下である請求項6〜請求項8のいずれか一項に記載のプロセスカートリッジ。
請求項10の発明は、
前記最表面層に含まれる粒子が、フッ素系樹脂、シリカ、及びアルミナから選ばれる1種以上の粒子である請求項6〜請求項9のいずれか一項に記載のプロセスカートリッジ。
請求項1の発明によれば、最表面層に粒子を含み、表面に照射された検知用の入射光に対して5度の角度で反射する反射光の強度が、入射光の強度の15%以下であり、前記基材が前記入射光に対する前記反射光の強度が、前記入射光の強度の30%以上である像保持体を備えていない場合に比べ、トナー濃度が高い精度で測定される画像形成装置が提供される。
請求項2の発明によれば、前記像保持体の最表面層が、前記入射光の透過率が20%以上80%以下でない場合に比べ、トナー濃度が高い精度で測定される画像形成装置が提供される。
請求項3の発明によれば、前記像保持体の基材による前記反射光の強度が、前記入射光の強度の30%以上98%以下でない場合に比べ、トナー濃度が高い精度で測定される画像形成装置が提供される。
請求項4の発明によれば、像保持体の基材及び下引層による前記反射光の強度が、前記入射光の強度の15%未満である場合に比べ、トナー濃度が高い精度で測定される画像形成装置が提供される。
請求項5の発明によれば、前記像保持体の最表面層に、フッ素系樹脂、シリカ、及びアルミナから選ばれる1種以上の粒子を含まない場合に比べ、最表面層に磨耗や傷が生じにくく、長期にわたってトナー濃度が高い精度で測定される画像形成装置が提供される。
請求項6の発明によれば、最表面層に粒子を含み、表面に照射された検知用の入射光に対して5度の角度で反射する反射光の強度が、入射光の強度の15%以下であり、前記基材が前記入射光に対する前記反射光の強度が、前記入射光の強度の30%以上である像保持体を備えていない場合に比べ、トナー濃度が高い精度で測定されるプロセスカートリッジが提供される。
請求項7の発明によれば、前記像保持体の最表面層が、前記入射光の透過率が20%以上80%以下でない場合に比べ、トナー濃度が高い精度で測定されるプロセスカートリッジが提供される。
請求項8の発明によれば、前記像保持体の基材による前記反射光の強度が、前記入射光の強度の30%以上98%以下でない場合に比べ、トナー濃度が高い精度で測定されるプロセスカートリッジが提供される。
請求項9の発明によれば、像保持体の基材及び下引層による前記反射光の強度が、前記入射光の強度の15%未満である場合に比べ、トナー濃度が高い精度で測定されるプロセスカートリッジが提供される。
請求項10の発明によれば、前記像保持体の最表面層に、フッ素系樹脂、シリカ、及びアルミナから選ばれる1種以上の粒子を含まない場合に比べ、最表面層に磨耗や傷が生じにくく、長期にわたってトナー濃度が高い精度で測定されるプロセスカートリッジが提供される。
本実施の形態の画像形成装置に係る一実施形態を示す概略構成図である。 本実施の形態の画像形成装置に設けられている濃度測定装置の一形態を示す模式図である。 本実施の形態の画像形成装置における像保持体の一例を示す概略断面図である。 像保持体における帯電電位、露光電位、及び現像電位を示す模式図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記像保持体に光を照射して静電潜像を形成するために露光する露光手段と、前記像保持体に形成された静電潜像をトナーによって現像し、トナー像を形成する現像手段と、前記像保持体に形成されたトナー像を被転写体に転写させる転写手段と、前記トナー像が形成された前記像保持体に対して前記入射光を照射し、該像保持体からの反射光に基づいて前記トナー像の光学濃度を検知する光学濃度検知手段と、前記光学濃度の検知結果に基づいて、前記像保持体上に形成されるトナー像の光学濃度が目標濃度となるように、前記帯電手段による前記像保持体の帯電電位、前記像保持体に対する前記露光手段による露光量、前記現像手段の現像電位、及び、前記転写手段による転写電圧のうちの少なくとも1つを制御する画像濃度制御手段と、を有する。像保持体は、基材、該基材上に配置された下引層、及び該下引層上に配置された感光層を有し、最表面層に少なくとも1種の粒子を含み、表面に形成されたトナー像の濃度を検知するために表面に照射された入射光に対して5度の角度で反射する反射光の強度が、前記入射光の強度の15%以下となり、前記基材が前記入射光に対する前記反射光の強度が、前記入射光の強度の30%以上となるように構成されている。
画像形成装置において画像の高精度な濃度制御を行う為には、像保持体上に形成されたトナー像の濃度を高精度に検知することが重要となる。像保持体上に形成されたトナー像の濃度は、光学濃度検知手段によって検知されるものであり、この光学濃度検知手段としてはトナー像が形成された像保持体からの反射光成分を検知するか、または、トナー像が形成された像保持体からの散乱光成分を検知することによって、トナー像の濃度を検知する。
そして、かかる光学濃度検知手段を用いてトナー像の濃度に制度良く対応した検知結果を得るためには、トナー像の濃度、つまりは像保持体上に付着したトナー像を構成するトナーの量に応じて変化する像保持体からの反射光成分や散乱光成分をいかに精度良く検知できるかということが重要となる。
しかしながら、像保持体は特定の波長に感度を有している為、光学濃度検知手段の波長によっては像保持体による吸収の影響を大きく受け、像保持体上に付着したトナー像を構成するトナーの量に応じて変化する像保持体からの反射光成分や散乱光成分を精度良く検知し難い場合がある。
また、光学濃度検知手段の光を像保持体(感光層)が感度を有さない波長光としても、像保持体の感光層を透過した光が下引層の表面状態や分光吸収特性等によって、さらに基材の表面状態によっては、像保持体からの反射光成分や散乱光成分の検知精度を向上させることは難しい。
一方、近年、像保持体の最表面層にシリカ粒子やフッ素系樹脂粒子などの粒子を含有させることにより表面エネルギーを低減させることにより最表面層の磨耗率を低下させ、像保持体の長寿命化を図る技術の検討が行われている。最表面層が粒子を含有する場合、下層(下引層、基材等)の反射や散乱に加え、さらに最表面層中での反射や散乱が加わることで像保持体からの反射光成分や散乱光成分を精度良く検知することが困難である。
そこで、本発明者らは研究を重ねたところ、像保持体の最表面層が粒子を含有する場合であっても、像保持体の表面に検知用の光を照射したときの正反射成分が小さくなるように像保持体を構成すれば、像保持体自体による反射光による影響が抑えられ、トナー像の濃度が高精度に検知されることを見出した。ここで、最表面層に含まれる粒子とは、最表面層を磨耗しにくくしたり、傷がつきにくくするため、あるいは、像保持体の表面に付着した現像剤を除去し易くするために添加される有機粒子又は無機粒子を意味する。
本発明者らはさらに研究を重ねたところ、(表面に形成されたトナー像の濃度を検知するために表面に照射された入射光に対して5度の角度で反射する反射光の強度/入射光の強度)×100(適宜「特定反射率」と記す)が15%を超え、基材が上記入射光に対する上記反射光の強度が、上記入射光の強度の30%未満となると、感光体表面から光学濃度検知手段へ濃度検知不可能な程度の強い強度の反射光が入射されるため、トナー濃度の測定精度が著しく低下し、基材上に設けられた層を経て濃度測定装置の受光素子まで到達する光量が少なすぎるものとなる。一方、像保持体の上記特定反射率が15%以下となり、基材が上記入射光に対する上記反射光の強度が、上記入射光の強度の30%以上となるように構成されていれば、光学濃度検知手段には、トナー像による反射光成分が高い精度で測定されることを見出した。
なお、本実施形態において、入射光に対して5度の角度で反射する反射光とは、入射光に対して5度の角度で設置したセンサーに入力される光を意味する。
(画像形成装置)
図1は、本実施形態の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。図1に示すように、画像形成装置10は像保持体(像保持体)12を備え、像保持体12の周囲には、像保持体12の回転方向に沿って、帯電装置(帯電手段)14、露光装置(露光手段)18、現像装置(現像手段)20、濃度測定装置(光学濃度検知手段)22、転写装置(転写手段)24、クリーニング装置(トナー除去手段)26、及び除電器28が順に配置されている。像保持体12は、一方向(図1中、矢印A方向)に回転するように設けられている。図2は、光学濃度検知手段22の構成の一例を示している。
ここで、光学濃度検知手段22を用いた画像濃度制御方法の1例について説明する。光学濃度検知手段22には発光素子22Aとして例えばLEDが付設されており、このLEDが像保持体12の表面に向けて光を照射する。光学濃度検知手段22の受光素子22Bが、像保持体12の表面からの反射光に基づいて、トナー像40からの反射光すなわち画像濃度制御用トナー像の濃度に応じた濃度信号Vpと、像保持体上のトナー像のない領域からの反射光に応じた濃度信号Vcとを出力する。これらの濃度信号は増幅器を通じて増幅されてもよい。これらの濃度信号はコントローラ(システム制御部38、取得部42)に送信され、コントローラでは前記濃度信号VpおよびVcを比較演算手段によって濃度信号VpおよびVcの比を算出し、濃度制御用測定値Vとして出力する。
画像濃度制御手段は濃度制御用測定値Vに基づいて、高圧電源および搬送用モータを制御する。これにより帯電器14、現像ロール20Bおよび転写装置24に与えられるバイアス電圧と、現像器20のトナー供給量が調整され、トナー像の濃度が調整される。
<像保持体>
まず、本実施形態に係る像保持体(感光体)12についてより詳細に説明する。
像保持体12は、図3の模式的断面図に示すように、導電性の基材7上に、下引層2及び感光層3が順次積層された構造を有している。なお、本実施形態において「導電性」とは、20℃における体積抵抗率が1×10−6Ωcm以下であることをいう。
感光層3は、図3に示されるように、電荷発生層31と電荷輸送層32とから構成されている積層型でも、単層型でもよい。また、図3に示されるように、下引層2と感光層3の間に中間層4を有している構成でも、感光層3上に保護層5を有する構成でもよい。
いずれの層構成であっても、像保持体12が、検知用の入射光(検知光)の入射角に対して5度の反射光が入射光の15%以下となり、基材7が上記入射光に対する上記反射光の強度が、上記入射光の強度の30%以上となるように構成することで、光学濃度検知手段22により、トナー像による反射光成分が高い精度で測定される。像保持体12による特定反射率は、3%以上15%以下であることがより望ましい。本実施形態では、検知光は任意の波長のものが用いられる。
次に、像保持体12の各構成について具体的に説明する。
‐基材‐
基材7としては、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス、亜鉛、ニッケル等の金属ドラム;シート、紙、プラスチック、ガラス等の基材上にアルミニウム、銅、金、銀、白金、パラジウム、チタン、ニッケルークロム、ステンレス鋼、銅、インジウム等の金属を蒸着したものや酸化インジウム、酸化錫などの導電性金属化合物を蒸着したもの;上記基材に金属箔をラミネートしたもの又はカーボンブラック、酸化インジウム、酸化錫、酸化アンチモン粉、金属粉、沃化銅等を結着樹脂に分散し、それを塗布することによって導電処理したもの等が用いられる。基材7の形状はドラム状に限られず、シート状、プレート状としてもよい。
本実施形態に用いられる基材7は表面処理を施してもよい。表面処理には鏡面切削、エッチング、陽極酸化、粗切削、センタレス研削、サンドブラスト、ウエットホーニング等の公知の技術が用いられる。
なお、基材7は検知光の入射角に対して5度の反射光の強度(特定反射率)が入射光の強度の30%以上であり、上記反射光の強度(特定反射率)が30%以上98%以下の表面を有することが望ましく35%以上65%以下であることがより望ましい。基材7の表面における上記特定反射率が30%以上であれば、基材7上に設けられた下引層2、感光層3、保護層5を経て濃度測定装置22の受光素子22Bまで到達する光量が少なすぎることが抑制され、トナー濃度の測定精度の低下が抑制される。また、基材7の表面における上記特定反射率が98%以下であればセンサー能力に対して過大な光量がセンサーに入ることがないため、トナー濃度の測定精度の低下が抑制されることとなる。
基材7の表面における上記特定反射率は、基材7の材質及び表面処理によって調整すればよい。なお、基材7の特定反射率は、基材7の表面に下引層2を形成する前、あるいは、像保持体12における基材7の表面に形成されている各層を溶剤によって溶かしたり、機械的に剥離した後に測定される。
‐下引層‐
基材7上に配置される下引層は2少なくとも樹脂を含有して構成される。下引層2に含有される樹脂としては、例えばポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、カゼイン、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の公知の高分子樹脂化合物、また電荷輸送性基を有する電荷輸送性樹脂やポリアニリン等の導電性樹脂等が用いられる。中でも上層(例えば、電荷発生層31)の塗布溶剤に不溶な樹脂が望ましく、特にフェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が望ましく用いられる。
さらに下引層2には粒子を含有させてもよい。粒子としては所望の特性が得られるものであれば、公知のいかなる材料を用いてもよいが、下引層2の抵抗制御から金属酸化物が望ましく用いられる。
本実施形態に望ましく用いられる金属酸化物粒子としては、10Ω・cm以上1011Ω・cm以下程度の粉体抵抗が必要である。下引層はリーク耐性獲得のために適切な抵抗を得ることが必要であるためである。中でも上記抵抗値を有する酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物粒子を用いるのが望ましい。特に酸化亜鉛は望ましく用いられる。尚、上記範囲の下限よりも金属酸化物粒子の抵抗値が低いと十分なリーク耐性が得られず、この範囲の上限よりも高いと残留電位の上昇を引き起こしてしまう懸念がある。
また、金属酸化物粒子は表面処理の異なるものあるいは粒子径の異なるものなど2種以上混合して用いてもよい。また、金属酸化物粒子としては、比表面積が10m/g以上のものが望ましく用いられる。比表面積値が10m/g以下のものは帯電性低下を招きやすく、良好な電子写真特性を得にくい。
金属酸化物粒子は表面処理を施したものでもよい。表面処理剤としてはシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、界面活性剤など所望の特性が得られるものであれば公知の材料から選択される。特にシランカップリング剤は良好な電子写真特性を与えるため望ましく用いられる。さらにアミノ基を有するシランカップリング剤は下引層に良好なブロッキング性を与えるため望ましく用いられる。
アミノ基を有するシランカップリング剤としては所望の像保持体特性を得られるものであればいかなる物を用いてもよいが、具体的例としてはγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルメトキシシラン、N,N−ビス(β−ヒドロキシエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、シランカップリング剤は2種以上混合して使用してもよい。前記アミノ基を有するシランカップリング剤と併用してもよいシランカップリング剤の例としてはビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピル−トリス(β−メトキシエトキシ)シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチ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、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプト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、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルメトキシシラン、N,N−ビス(β−ヒドロキシエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−クロルプロピルトリメトキシシランなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
表面処理方法は公知の方法であればいかなる方法を使用してもよいが、乾式法あるいは湿式法が用いられる。
乾式法にて表面処理を施す場合には金属酸化物粒子をせん断力の大きなミキサ等で攪拌しながら、直接あるいは有機溶媒に溶解させたシランカップリング剤を滴下、あるいは、乾燥空気や窒素ガスとともに噴霧させることによって処理される。添加あるいは噴霧する際には溶剤の沸点以下の温度で行われることが望ましい。溶剤の沸点を超える温度で噴霧すると、十分に攪拌される前に溶剤が蒸発し、シランカップリング剤が局部的にかたまってしまう恐れがあり、望ましくない。
金属酸化物粒子にシランカップリング剤を添加あるいは噴霧した後、さらに100℃以上で焼き付けが行われる。焼き付けは所望の電子写真特性が得られる温度、時間であれば任意の範囲で実施される。
湿式法としては、金属酸化物粒子を溶剤中で攪拌、超音波、サンドミルやアトライター、ボールミルなどを用いて分散し、シランカップリング剤溶液を添加、攪拌、あるいは分散させたのち、溶剤を除去することで処理される。溶剤除去方法は、ろ過あるいは蒸留により留去される。溶剤除去後にはさらに100℃以上で焼き付けが行われる。焼き付けは所望の電子写真特性が得られる温度、時間であれば任意の範囲で実施される。湿式法においては表面処理剤を添加する前に金属酸化物粒子から含有水分を除去してもよく、その例として表面処理に用いる溶剤中で攪拌加熱しながら除去する方法、あるいは溶剤と共沸させて除去する方法が用いられる。
下引層2中の金属酸化物粒子に対するシランカップリング剤の量は所望の特性が得られる量であれば任意に設定してよい。
さらに、下引層2には前記金属酸化物粒子と反応する基を有するアクセプター性化合物を含有させてもよい。
アクセプター性化合物としては所望の特性が得られる金属酸化物粒子と反応する基を有するものならばいかなるものを使用してもよいが、特に水酸基を有する化合物が望ましく用いられる。さらに水酸基を有するアントラキノン構造を有しするアクセプター性化合物が望ましく用いられる。水酸基を有するアントラキノン構造を有する化合物としては、ヒドロキシアントラキノン系化合物、アミノヒドロキシアントラキノン系化合物などがあげられ、いずれも望ましく用いられる。さらに具体的にはアリザリン、キニザリン、アントラルフィン、プルプリンなどが特に望ましく用いられる。
本実施形態に用いられるアクセプター性化合物の付与量は所望の特性が得られる範囲であれば任意に設定してよいが、望ましくは金属酸化物粒子に対して0.01質量%以上20質量%以下の範囲で用いられる。さらに望ましくは金属酸化物に対して0.05質量%以上10質量%以下の範囲で用いられる。0.01質量%未満では下引層内の電荷蓄積改善に寄与するだけの十分なアクセプター性が付与されないため、繰り返し使用時に残留電位の上昇など維持性の悪化を招きやすい。また20質量%を超えると金属酸化物同士の凝集を引き起こしやすく、その為下引層形成時に下引層内で金属酸化物が良好な導電路が形成されず、繰り返し使用時に残留電位の上昇など維持性の悪化を招きやすくなるだけでなく、黒点などの画質欠陥も引き起こしやすくなる。
下引層形成用塗布液中のアクセプター性化合物を付与した金属酸化物粒子と結着樹脂との比率は所望する像保持体の特性が得られる範囲で任意に設定される。
下引層形成用塗布液には電気特性向上、環境安定性向上、画質向上のために種々の添加物が用いられる。
添加物としては、クロラニル、ブロモアニル等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、2,4,7−トリニトロフルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン等のフルオレノン化合物、2−(4−ビフェニル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾールや2,5−ビス(4−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)1,3,4オキサジアゾール等のオキサジアゾール系化合物、キサントン系化合物、チオフェン化合物、3,3’,5,5’テトラ−t−ブチルジフェノキノン等のジフェノキノン化合物等の電子輸送性物質、多環縮合系、アゾ系等の電子輸送性顔料、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニウムアルコキシド化合物、有機チタニウム化合物、シランカップリング剤等の公知の材料が用いられる。シランカップリング剤は酸化亜鉛の表面処理に用いられるが、添加剤としてさらに塗布液に添加して用いてもよい。
これらの化合物は単独にあるいは複数の化合物の混合物あるいは重縮合物として用いられる。
下引層形成用塗布液を調製するための溶媒としては公知の有機溶剤、例えばアルコール系、芳香族系、ハロゲン化炭化水素系、ケトン系、ケトンアルコール系、エーテル系、エステル系等から選択される。例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロルベンゼン、トルエン等の一般的な有機溶剤が用いられる。
これらの溶剤は単独あるいは2種以上混合して用いられる。混合する際、使用される溶剤としては、混合溶剤として結着樹脂を溶かす溶剤であれば、いかなるものを使用してもよい。
金属酸化物粒子を分散させる方法としては、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、コロイドミル、ペイントシェーカー等の公知の方法が用いられる。さらにこの下引層を設けるときに用いる塗布方法としては、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法が用いられる。
このようにして得られた下引層形成用塗布液を用い、基材7上に下引層2が成膜される。
下引層2は、ビッカース強度が35以上とされていることが望ましい。
さらに、下引層2は、厚さが15μm以上が望ましく、さらに望ましくは20μm以上50μm以下とされていることが望ましい。下引層2の厚さが15μm以下であるときには、充分な耐リーク性能が得られ、50μm以下であれば長期使用時でも残留電位が残り難くなるため画像濃度異常の発生が抑制される。
下引層2の表面粗さはモアレ像防止のために、使用される露光用レーザー波長λの1/4n(nは上層の屈折率)以上1/2λ以下に調整されることが望ましい。下引層2の表面粗さの調整のために下引層2中に樹脂等の粒子を添加してもよい。樹脂粒子としてはシリコーン樹脂粒子、架橋型PMMA樹脂粒子等が用いられる。
表面粗さ調整のために下引層2を研磨してもよい。研磨方法としては、バフ研磨、サンドブラスト処理、ウエットホーニング、研削処理等を用いてもよい。
なお、基材7と該基材7上に設けた下引層2は、検知光の入射角に対して5度の反射光の強度(特定反射率)が入射光の強度の15%以上60%以下であることが望ましく、15%以上45%以下であることがより望ましい。基材7と該基材7上に設けた下引層2の上記特定反射率が15%以上であれば、基材7上に設けられた下引層2、感光層3、及び保護層5を経て濃度測定装置22の受光素子22Bまで到達する光量が少なすぎることによるトナー濃度の測定精度が低下することが抑制される。
基材7と基材7上に設けた下引層2による上記特定反射率は、基材7及び下引層2の材質、表面粗さ、下引層2に含まれる粒子(材質、粒径、含有量など)などによって調整すればよい。
なお、像保持体12の基材7と下引層2による上記特定反射率は、基材7の表面に下引層2を形成した後、あるいは、像保持体12における下引層2の上に形成されている各層を溶剤によって溶かした後に測定すればよい。
‐中間層‐
下引層2と感光層3との間に、電気特性向上、画質向上、画質維持性向上、感光層接着性向上などのために中間層4を設けてもよい。
中間層4を構成する材料としては、ポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、カゼイン、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂等の高分子樹脂化合物のほかに、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、マンガン、シリコン原子等を含有する有機金属化合物等がある。これらの化合物は単独にあるいは複数の化合物の混合物あるいは重縮合物として用いられる。中でも、ジルコニウムもしくはシリコンを含有する有機金属化合物は残留電位が低く環境による電位変化が少なく、また繰り返し使用による電位の変化が少ないなど性能上優れている。
シリコン化合物の例としてはビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピル−トリス(β−メトキシエトキシ)シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチ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、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプト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、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルメトキシシラン、N,N−ビス(β−ヒドロキシエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−クロルプロピルトリメトキシシラン等である。これらのなかでも特に望ましく用いられるシリコン化合物はビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシシラン)、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤が挙げられる。
有機ジルコニウム化合物の例として、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセト酢酸エチル、ジルコニウムトリエタノールアミン、アセチルアセトネートジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムオキサレート、ジルコニウムラクテート、ジルコニウムホスホネート、オクタン酸ジルコニウム、ナフテン酸ジルコニウム、ラウリン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、イソステアリン酸ジルコニウム、メタクリレートジルコニウムブトキシド、ステアレートジルコニウムブトキシド、イソステアレートジルコニウムブトキシド等が挙げられる。
有機チタン化合物の例としてはテトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレート等が挙げられる。
有機アルミニウム化合物の例としてはアルミニウムイソプロピレート、モノブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムブチレート、ジエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)等が挙げられる。
中間層4は上層の塗布性改善の他に、電気的なブロキング層の役割も果たすが、膜厚が大きすぎる場合には電気的な障壁が強くなりすぎて減感や繰り返しによる電位の上昇を引き起こすおそれがある。したがって、中間層4を形成する場合には、0.1μm以上5μm以下の膜厚範囲に設定されることが望ましい。
‐電荷発生層‐
感光層3を構成する電荷発生層31、電荷発生物質を真空蒸着により形成するか、有機溶剤及び結着樹脂とともに分散して塗布することにより形成される。
分散塗布により電荷発生層31を形成する場合、電荷発生物質を有機溶剤及び結着樹脂、添加剤等とともに分散し、得られた分散液を塗布することにより電荷発生層31が形成される。
電荷発生層31に含まれる電荷発生物質としては公知のものが使用される。赤外光用ではフタロシアニン系顔料、スクアリリウム、ビスアゾ、トリスアゾ、ペリレン、ジチオケトピロロピロール、可視光用としては縮合多環顔料、ビスアゾ、ペリレン、トリゴナルセレン、色素増感した酸化亜鉛粒子等を用いる。これらの中で、特に優れた性能が得られ、望ましく使用される電荷発生物質として、フタロシアニン系顔料が用いられる。フタロシアニン系顔料を用いることにより、特に高感度で、繰り返し安定性の優れる像保持体12が得られる。
フタロシアニン系顔料は一般に数種の結晶型を有しており、目的にあった感度が得られる結晶型であるならば、これらのいずれの結晶型を用いても良い。特に望ましく用いられるフタロシアニン系顔料としては、クロロガリウムフタロシアニン、ジクロロススフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、無金属フタロシアニン、オキシチタニルフタロシアニン、クロロインジウムフタロシアニン等が挙げられる。
フタロシアニン顔料結晶は、公知の方法で製造されるフタロシアニン顔料を、自動乳鉢、遊星ミル、振動ミル、CFミル、ローラーミル、サンドミル、ニーダー等で機械的に乾式粉砕するか、乾式粉砕後、溶剤と共にボールミル、乳鉢、サンドミル、ニーダー等を用いて湿式粉砕処理を行うことによって製造される。
上記の処理において使用される溶剤は、芳香族類(トルエン、クロロベンゼン等)、アミド類(ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等)、脂肪族アルコール類(メタノール、エタノール、ブタノール等)、脂肪族多価アルコール類(エチレングリコール、グリセリン、ポリエチレングリコール等)、芳香族アルコール類(ベンジルアルコール、フェネチルアルコール等)、エステル類(酢酸エステル、酢酸ブチル等)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン等)、ジメチルスルホキシド、エーテル類(ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等)、さらには数種の混合系、水とこれら有機溶剤の混合系があげられる。
使用される溶剤は、顔料結晶に対して、1質量部以上200質量部以下、望ましくは10質量部以上100質量部以下の範囲で用いる。処理温度は、−20℃以上溶剤の沸点以下、望ましくは−10℃以上60℃以下の範囲で行う。また、粉砕の際に食塩、ぼう硝等の磨砕助剤が用いられる。磨砕助剤は顔料に対し0.5倍以上20倍以下、望ましくは1倍以上10倍以下で用いればよい。
また、公知の方法で製造されるフタロシアニン系顔料結晶は、アシッドペースティングあるいはアシッドペースティングと前述したような乾式粉砕あるいは湿式粉砕を組み合わせることにより、結晶制御してもよい。アシッドペースティングに用いる酸としては、硫酸が望ましく、濃度70%以上100%以下、望ましくは95%以上100%以下のものが使用され、溶解温度は、−20℃以上100℃以下、望ましくは−10℃以上60℃以下の範囲に設定される。
濃硫酸の量は、フタロシアニン顔料結晶の重量に対して、1倍以上100倍以下、望ましくは3倍以上50倍以下の範囲に設定される。析出させる溶剤としては、水あるいは、水と有機溶剤の混合溶剤が任意の量で用いられる。析出させる温度については特に制限はないが、発熱を防ぐために、氷等で冷却することが望ましい。
なかでも望ましく用いられるヒドロキシガリウムフタロシアニンは、CuKα特性X線に対するブラッグ角度(2θ±0.2°)の7.5°、9.9°、12.5°、16.3°、18.6°、25.1°、及び28.3°に回折ピークを有するものである。本実施形態のヒドロキシガリウムフタロシアニンの製造方法において、原料として使用されるI型ヒドロキシガリウムフタロシアニンは、公知の方法によって得られる。以下にその一例を示す。
先ず、o−フタロジニトリルまたは1,3−ジイミノイソインドリンと三塩化ガリウムとを所定の溶媒中で反応させる方法(I型クロロガリウムフタロシアニン法);o−フタロジニトリル、アルコキシガリウムおよびエチレングリコールを所定の溶媒中で加熱し反応させてフタロシアニン二量体(フタロシアニン・ダイマー)を合成する方法(フタロシアニン・ダイマー法)、等により粗ガリウムフタロシアニンを製造する。上記の反応における溶媒としては、α−クロロナフタレン、β−クロロナフタレン、α−メチルナフタレン、メトキシナフタレン、ジメチルアミノエタノール、ジフェニルエタン、エチレングリコール、ジアルキルエーテル、キノリン、スルホラン、ジクロロベンゼン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホアミドなどの不活性且つ高沸点の溶剤を用いることが望ましい。
次に、上記の工程で得られた粗ガリウムフタロシアニンについてアシッドペースティング処理を行うことによって、粗ガリウムフタロシアニンを粒子化するとともにI型ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料に変換する。ここで、アシッドペースティング処理とは、具体的には、粗ガリウムフタロシアニンを硫酸などの酸に溶解させたものあるいは硫酸塩などの酸塩としたものを、アルカリ水溶液、水または氷水中に注ぎ、再結晶させることをいう。前記アシッドペースティング処理に用いる酸としては硫酸が望ましく、中でも濃度70%以上100%以下(特に望ましくは95%以上100%以下)の硫酸がより望ましい。
本実施形態で用いるヒドロキシガリウムフタロシアニンは、上記のアシッドペースティング処理によって得られたI型ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料を溶剤とともに湿式粉砕処理して結晶変換することによって得られるが、本実施形態に係るヒドロキシガリウムフタロシアニンの製造方法では、該湿式粉砕処理が、外径0.1mm以上3.0mm以下の球形状メディアを使用した粉砕装置が望ましく、外径0.2mm以上2.5mm以下の球形状メディアを用いることが特に望ましい。メディアの外径が3.0mmより大きい場合、粉砕効率が低下するため粒子径が小さくならずに凝集体が生成し易い。また、0.1mmより小さい場合、メディアとヒドロキシガリウムフタロシアニンを分離し難くなる。さらに、メディアが球形状でなく、円柱状や不定形状等、他の形状の場合、粉砕効率が低下するとともに、粉砕によってメディアが磨耗し易く、磨耗粉が不純物となりヒドロキシガリウムフタロシアニンの特性を劣化させ易くなる。
メディアの材質は、いかなるものでも使用されるが、顔料中に混入した場合にも画質欠陥を発生しにくいものが望ましく、ガラス、ジルコニア、アルミナ、メノーなどが望ましく使用される。
容器の材質は、顔料中に混入した場合にも画質欠陥を発生しにくいものが望ましく、ガラス、ジルコニア、アルミナ、メノー、ポリプロピレン、テフロン(登録商標)、ポリフェニレンサルファイドなどが望ましく使用される。また、鉄、ステンレスなどの金属容器の内面にガラス、ポリプロピレン、テフロン(登録商標)、ポリフェニレンサルファイドなどをライニングしても良い。
メディアの使用量は、使用する装置によっても異なるが、I型ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料1質量部に対して50質量部以上、望ましくは55質量部以上100質量部以下が選択される。また、メディアの外径が小さくなると同じ重量でも装置内に占めるメディアの密度が高まり、混合溶液の粘度が上昇して粉砕効率が変化するため、メディアの外径を小さくするに従い、適宜メディア使用量と溶剤使用量を制御することによって最適な混合比で湿式処理を行うことが望ましい。
また、該湿式粉砕処理の温度は、0℃以上100℃以下、望ましくは、5℃以上80℃以下、より望ましくは10℃以上50℃以下の範囲で行う。温度が低い場合には、結晶転移の速度が遅くなり、また、温度が高すぎる場合にはヒドロキシガリウムフタロシアニンの溶解性が高くなり結晶成長しやすく微粒化が困難となってしまう。
本実施形態にかかる湿式粉砕処理に使用される溶剤としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどのアミド類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸iso−アミルなどのエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルiso−ブチルケトンなどのケトン類の他に、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。これらの溶剤の使用量はヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料1質量部に対して通常1質量部以上200質量部以下、望ましくは1質量部以上100質量部以下が選択される。
湿式粉砕処理に用いられる装置としては、振動ミル、自動乳鉢、サンドミル、ダイノーミル、コボールミル、アトライター、遊星ボールミル、ボールミルなどのメデイアを分散媒体として使用する装置が用いられる。
結晶変換の進行スピードは、湿式粉砕処理工程のスケール、攪拌スピード、メディア材質などによって大きく影響されるが、ヒドロキシガリウムフタロシアニンの分光吸収スペクトルの600nm以上900nm以下の範囲における最大ピークが810nm以上839nm以下の範囲内に吸収を有するように、結晶変換状態を湿式粉砕処理液の吸収波長測定によりモニターしながら、本実施形態のヒドロキシガリウムフタロシアニンに変換されるまで継続する。
一般的には、湿式粉砕処理の処理時間は5時間以上500時間以下の範囲、望ましくは7時間以上300時間以下の範囲で行われる。処理時間が5時間より少ないと、結晶変換が完結せず、電子写真特性の低下、特に感度不足の問題が生じやすい。また、処理時間が500時間より増えると、粉砕ストレスの影響により感度低下を生じたり、生産性低下、メディアの摩滅粉の混入などの問題が生じる。湿式粉砕処理時間をこのように決定することにより、ヒドロキシガリウムフタロシアニン粒子が均一に粒子化した状態で湿式粉砕処理を完了する。
電荷発生層31に用いる結着樹脂としては、広範な絶縁性樹脂から選択される。また、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン、ポリシラン等の有機光導電性ポリマーから選択してもよい。望ましい結着樹脂としては、ポリビニルアセタール樹脂、ポリアリレート樹脂(ビスフェノールAとフタル酸の重縮合体等)、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂等の絶縁性樹脂が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの結着樹脂は単独あるいは2種以上混合して用いられる。これらの中で特にポリビニルアセタール樹脂が望ましく用いられる。
電荷発生層形成用塗布液において、電荷発生物質と結着樹脂との配合比(重量比)は、10:1〜1:10の範囲が望ましい。塗布液を調製するための溶媒としては公知の有機溶剤、例えばアルコール系、芳香族系、ハロゲン化炭化水素系、ケトン系、ケトンアルコール系、エーテル系、エステル系等から任意で選択される。例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロルベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤が用いられる。
また、これらの分散に用いる溶剤は単独あるいは2種以上混合して用いられる。混合する際、使用される溶剤としては、混合溶剤として結着樹脂を溶かす溶剤であれば、いかなるものを使用してもよい。
分散させる方法としては、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、コロイドミル、ペイントシェーカー等の方法が用いられる。さらにこの電荷発生層31を設けるときに用いる塗布方法としては、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法が用いられる。
さらにこの分散の際、粒子を0.5μm以下、望ましくは0.3μm以下、さらに望ましくは0.15μm以下の粒子サイズにすることは高感度・高安定性に対して有効である。
さらに、電荷発生材料は電気特性の安定性向上、画質欠陥防止などのために表面処理を施してもよい。かかる表面処理によって電荷発生材料の分散性や電荷発生層形成用塗布液の塗布性が向上し、平滑で分散均一性の高い電荷発生層31が容易に且つ確実に成膜される。その結果、カブリやゴースト等の画質欠陥が防止され、画質維持性が向上する。また、電荷発生層形成用塗布液の保存性も著しく向上するので、ポットライフの延長の点でも効果的であり、像保持体の製造費用の低減にも繋がる。
表面処理剤としては加水分解性基を有する有機金属化合物又はシランカップリング剤が用いられる。加水分解性基を有する有機金属化合物又はシランカップリング剤としては、下記一般式(A)で表される化合物を用いることが望ましい。
Rp−M−Yq (A)
(式(A)中、Rは有機基を表し、Mはアルカリ金属以外の金属原子又はケイ素原子を表し、Yは加水分解性基を表し、p及びqはそれぞれ1以上4以下の整数であり、pとqの和はMの原子価に相当する。)
一般式(A)中、Rで表される有機基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基、トリル基等のアルカリール基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアリールアルキル基、スチリル基等のアリールアルケニル基、フリル基、チエニル基、ピロリジニル基、ピリジル基、イミダゾリル基等の複素環残基等が挙げられる。これらの有機基は1または2種以上の各種の置換基を有していてもよい。
一般式(A)中、Yで表される加水分解性基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、シクロヘキシルオキシ基、フェノキシ基、ベンジロキシ基等のエーテル基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、ベンゾイルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基、ベンジロキシカルボニル基等のエステル基、塩素原子等のハロゲン原子等が挙げられる。
一般式(A)中、Mはアルカリ金属以外であれば特に制限されるものではないが、望ましくはチタン原子、アルミニウム原子、ジルコニウム原子又はケイ素原子である。すなわち、本実施形態においては、上記の有機基や加水分解性の官能基を置換した有機チタン化合物、有機アルミニウム化合物、有機ジルコニウム化合物、さらにはシランカップリング剤が望ましく用いられる。
シランカップリング剤の例としてはビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピル−トリス(β−メトキシエトキシ)シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチ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、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプト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、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルメトキシシラン、N,N−ビス(β−ヒドロキシエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−クロルプロピルトリメトキシシラン等である。これらの中でも、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシシラン)、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシランがより望ましい。
また、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセト酢酸エチル、ジルコニウムトリエタノールアミン、アセチルアセトネートジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムオキサレート、ジルコニウムラクテート、ジルコニウムホスホネート、オクタン酸ジルコニウム、ナフテン酸ジルコニウム、ラウリン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、イソステアリン酸ジルコニウム、メタクリレートジルコニウムブトキシド、ステアレートジルコニウムブトキシド、イソステアレートジルコニウムブトキシド等の有機ジルコニウム化合物を用いてもよい。
また、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレート等の有機チタン化合物、アルミニウムイソプロピレート、モノブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムブチレート、ジエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)等の有機アルミニウム化合物も用いられる。
また、上記の有機金属化合物及びシランカップリング剤の加水分解生成物も使用される。この加水分解生成物としては、前記一般式で示される有機金属化合物のM(アルカリ金属以外の金属原子又はケイ素原子)に結合するY(加水分解性基)やR(有機基)に置換する加水分解性基が加水分解したものが挙げられる。なお。有機金属化合物及びシランカップリング剤が加水分解基を複数含有する場合は、必ずしも全ての官能基を加水分解する必要はなく部分的に加水分解された生成物であってもよい。また、これらの有機金属化合物及びシランカップリング剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上混合して使用してもよい。
加水分解性基を有する有機金属化合物及び/又はシランカップリング剤(以下、単に「有機金属化合物」という)を用いてフタロシアニン顔料を被覆処理する方法としては、フタロシアニン顔料の結晶を整える過程で該フタロシアニン顔料を被覆処理する方法、フタロシアニン顔料を結着樹脂に分散する前に被覆処理する方法、フタロシアニン顔料の結着樹脂への分散時に有機金属化合物を混合処理する方法、フタロシアニン顔料の結着樹脂への分散後に有機金属化合物で更に分散処理する方法等が挙げられる。
より具体的には、顔料の結晶を整える過程で予め被覆処理する方法としては、有機金属化合物と結晶が整う前のフタロシアニン顔料とを混合した後加熱する方法、有機金属化合物を結晶が整う前のフタロシアニン顔料に混合し機械的に乾式粉砕する方法、有機金属化合物の水または有機溶剤中の混合液を結晶が整う前のフタロシアニン顔料に混合する湿式粉砕処理方法等が挙げられる。
また、フタロシアニン顔料を結着樹脂に分散する前に被覆処理する方法としては、有機金属化合物、水又は水と有機溶剤との混合液、並びにフタロシアニン顔料を混合して加熱する方法、有機金属化合物をフタロシアニン顔料に直接噴霧する方法、有機金属化合物をフタロシアニン顔料と混合しミリングする方法等がある。
また、分散時に混合処理する方法としては、分散溶剤に有機金属化合物、フタロシアニン顔料、結着樹脂を順次添加しながら混合する方法、これらの電荷発生層形成成分を同時に添加し混合する方法等が挙げられる。
さらに、この電荷発生層形成用塗布液には電気特性向上、画質向上などのために種々の添加剤を添加してもよい。添加物としては、クロラニル、ブロモアニル、アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、2,4,7−トリニトロフルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン等のフルオレノン化合物、2−(4−ビフェニル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾールや2,5−ビス(4−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)1,3,4オキサジアゾール等のオキサジアゾール系化合物、キサントン系化合物、チオフェン化合物、3,3’,5,5’テトラ−t−ブチルジフェノキノン等のジフェノキノン化合物等の電子輸送性物質、多環縮合系、アゾ系等の電子輸送性顔料、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニウムアルコキシド化合物、有機チタニウム化合物、シランカップリング剤等の公知の材料が用いられる。
シランカップリング剤の例としてはビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピル−トリス(β−メトキシエトキシ)シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチ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、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプト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、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルメトキシシラン、N,N−ビス(β−ヒドロキシエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−クロルプロピルトリメトキシシラン等である。
ジルコニウムキレート化合物の例として、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセト酢酸エチル、ジルコニウムトリエタノールアミン、アセチルアセトネートジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムオキサレート、ジルコニウムラクテート、ジルコニウムホスホネート、オクタン酸ジルコニウム、ナフテン酸ジルコニウム、ラウリン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、イソステアリン酸ジルコニウム、メタクリレートジルコニウムブトキシド、ステアレートジルコニウムブトキシド、イソステアレートジルコニウムブトキシド等が挙げられる。
チタニウムキレート化合物の例としてはテトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレート等が挙げられる。
アルミニウムキレート化合物の例としてはアルミニウムイソプロピレート、モノブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムブチレート、ジエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)等が挙げられる。
これらの化合物は単独にあるいは複数の化合物の混合物あるいは重縮合物として用いられる。
電荷発生層31を設けるときに用いる塗布方法としては、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法が用いられる。
また、塗布液には塗膜の平滑性向上のためのレベリング剤としてシリコーンオイルを微量添加してもよい。このようにして得られる電荷発生層31の膜厚は、望ましくは0.05μm以上5μm以下、より望ましくは0.1μm以上2.0μm以下である。
‐電荷輸送層‐
電荷輸送層32としては、公知の技術によって形成されるものが使用される。電荷輸送層は、電荷輸送材料と結着樹脂を含有して形成されるか、あるいは高分子電荷輸送材を含有して形成される。
電荷輸送層32に含有される電荷輸送物質としては、公知のものならいかなるものを使用してもよいが、下記に示すものが例示される。2,5−ビス(p−ジエチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール等のオキサジアゾール誘導体、1,3,5−トリフェニル−ピラゾリン、1−[ピリジル−(2)]−3−(p−ジエチルアミノスチリル)−5−(p−ジエチルアミノスチリル)ピラゾリン等のピラゾリン誘導体、トリフェニルアミン、トリ(P−メチル)フェニルアミン、N,N’−ビス(3,4−ジメチルフェニル)ビフェニル−4−アミン、ジベンジルアニリン、9,9−ジメチル−N,N’−ジ(p−トリル)フルオレノン−2−アミン等の芳香族第3級アミノ化合物、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−[1,1−ビフェニル]−4,4’−ジアミン等の芳香族第3級ジアミノ化合物、3−(4’ジメチルアミノフェニル)−5,6−ジ−(4’−メトキシフェニル)−1,2,4−トリアジン等の1,2,4−トリアジン誘導体、4−ジエチルアミノベンズアルデヒド−1,1−ジフェニルヒドラゾン、4−ジフェニルアミノベンズアルデヒド−1,1−ジフェニルヒドラゾン、[p−(ジエチルアミノ)フェニル](1−ナフチル)フェニルヒドラゾン等のヒドラゾン誘導体、2−フェニル−4−スチリル−キナゾリン等のキナゾリン誘導体、6−ヒドロキシ−2,3−ジ(p−メトキシフェニル)−ベンゾフラン等のベンゾフラン誘導体、p−(2,2−ジフェニルビニル)−N,N’−ジフェニルアニリン等のα−スチルベン誘導体、エナミン誘導体、N−エチルカルバゾール等のカルバゾール誘導体、ポリ−N−ビニルカルバゾールおよびその誘導体等の正孔輸送物質。クロラニル、ブロモアニル、アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、2,4,7−トリニトロフルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン等のフルオレノン化合物、2−(4−ビフェニル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾールや2,5−ビス(4−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)1,3,4オキサジアゾール等のオキサジアゾール系化合物、キサントン系化合物、チオフェン化合物、3,3’,5,5’テトラ−t−ブチルジフェノキノン等のジフェノキノン化合物等の電子輸送物質、あるいは以上に示した化合物からなる基を主鎖又は側鎖に有する重合体等があげられる。これらの電荷輸送材料は、1種又は2種以上を組み合せて使用される。
なかでも、モビリティーの観点から、以下の式(B−1)〜(B−3)のものが望ましい。

構造式(B−1)中、RB1は水素原子またはメチル基を表し、n’は1または2を表す。また、ArB1及びArB2は置換又は未置換のアリール基を表し、置換基としてはハロゲン原子、炭素数が1乃至5のアルキル基、炭素数が1乃至5のアルコキシ基、又は炭素数が1乃至3のアルキル基で置換された置換アミノ基を表す。

構造式(B−2)中RB2、RB2' は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1乃至5のアルキル基、炭素数1乃至5のアルコキシ基を表わす。RB3、RB3’、RB4、RB4’は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1乃至5のアルキル基、炭素数1乃至5のアルコキシ基、炭素数1乃至2のアルキル基で置換されたアミノ基、置換又は未置換のアリール基、あるいは、−C(RB5)=C(RB6)(RB7)を表わし、RB5、RB6、RB7は水素原子、置換又は未置換のアルキル基、置換又は未置換のアリール基を表す。またm’及びn”は0乃至2の整数である。
構造式(B−3)中、RB8は水素原子、炭素数1乃至5のアルキル基、炭素数1乃至5のアルコキシ基、置換あるいは未置換のアリール基、または、−CH=CH−CH=C(ArB3)2を表す。ArB3は、置換又は未置換のアリール基を表す。RB9、RB10は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1乃至5のアルキル基、炭素数1乃至5のアルコキシ基、炭素数1乃至2のアルキル基で置換されたアミノ基、置換又は未置換のアリール基を表す。
電荷輸送層32の結着樹脂は公知のものであればいかなるものを使用してよいが、電気絶縁性のフィルムが形成される樹脂が望ましい。例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリビニルアセテート樹脂、スチレンーブタジエン共重合体、塩化ビニリデンーアクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコン樹脂。シリコン−アルキッド樹脂、フェノールーホルムアルデヒド樹脂、スチレンーアルキッド樹脂、ポリーN―カルバゾール、ポリビニルブチラール、ポリビニルフォルマール、ポリスルホン、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、エチルセルロース、フェノール樹脂、ポリアミド、ポリアクリルアミド、カルボキシーメチルセルロース、塩化ビニリデン系ポリマーワックス、ポリウレタン等の絶縁性樹脂、及びポリビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン、ポリシラン、特開平8−176293号公報や特開平8−208820号公報に示されているポリエステル系高分子電荷輸送材等の有機光導電性ポリマー等があげられるが、これらに限定されるものではない。これらの結着樹脂は、単独又は2種類以上混合して用いられるが、特に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、アクリル樹脂が電荷輸送材との相溶性、溶剤への溶解性、強度の点で優れ望ましく用いられる。
結着樹脂と電荷輸送物質との配合比(重量比)はいずれの場合も任意に設定されるが、電気特性低下、膜強度低下に配慮する必要はある。
有機光導電性ポリマーを単独で用いてもよい。有機光導電性ポリマーとしては、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシランなどの電荷輸送性を有する公知のものが用いられる。特に、特開平8−176293号公報や特開平8−208820号公報に示されているポリエステル系高分子電荷輸送材は、高い電荷輸送性を有しており、とくに望ましいものである。高分子電荷輸送材はそれだけでも電荷輸送層として使用されるが、上記結着樹脂と混合して成膜してもよい。
また、電荷輸送層32が像保持体12の最表面層(感光層の基材7から最も遠い側に配置される層)である場合、潤滑性を付与させ、最表面層を磨耗しにくくしたり、傷がつきにくくするため、また、像保持体12の表面に付着した現像剤を除去し易くするために、粒子として潤滑性粒子(例えば、シリカ粒子、アルミナ粒子やポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子)を含有させる。これらの潤滑性粒子は2種以上を混合して用いてもよい。
特に、フッ素系樹脂粒子は望ましく用いられる。フッ素系樹脂粒子としては、4フッ化エチレン樹脂、3フッ化塩化エチレン樹脂、6フッ化プロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、2フッ化2塩化エチレン樹脂およびそれらの共重合体の中から1種あるいは2種以上を適宜選択するのが望ましいが、特に、4フッ化エチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂が望ましい。
前記フッ素系樹脂の一次粒径は0.05μm以上1μm以下が望ましく、更に望ましくは0.1μm以上0.5μm以下が望ましい。一次粒径が0.05μmを下回ると分散時の凝集が進みやすくなる。一方、1μmを上回ると画質欠陥が発生し易くなる。
フッ素系樹脂を含有する電荷輸送層32におけるフッ素系樹脂の電荷輸送層32中の含量は、電荷輸送層全量に対し、0.1質量%以上40質量%以下が適当であり、特に1質量%以上30質量%以下が望ましい。含量が1質量%未満ではフッ素系樹脂粒子の分散による改質効果が十分でなく、一方、40質量%を越えると光透過性が低下し、かつ、繰返し使用による残留電位の上昇が生じてくる。
電荷輸送層32は、電荷輸送物質及び結着樹脂、並びにその他の材料を適当な溶媒に溶解させた電荷輸送層形成用塗布液を塗布して乾燥することによって形成してもよい。
電荷輸送層32の形成に使用される溶媒としては、例えば、トルエン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤、メタノール、エタノール、n―ブタノール等の脂肪族アルコール系溶剤、アセトン、シクロヘキサノン、2−ブタノン等のケトン系溶剤、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコール、ジエチルエーテル等の環状或いは直鎖状エーテル系溶剤、或いはこれらの混合溶剤等が用いられる。なお、電荷輸送物質と上記結着樹脂との配合比は10:1〜1:5が望ましい。
また、電荷輸送層形成用塗布液には塗膜の平滑性向上のためのレベリング剤としてシリコーンオイルを微量添加してもよい。
電荷輸送層32中に潤滑性粒子を分散させる方法としては、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、高圧ホモジナイザー、超音波分散機、コロイドミル、衝突式メディアレス分散機、貫通式メディアレス分散機等の方法が用いられる。
電荷輸送層32を形成する塗布液の分散例としては、溶媒に溶解した結着樹脂、電荷輸送材料などの溶液中に潤滑性粒子を分散する方法が挙げられる。
塗工液製造工程での塗工液の温度を0℃以上50℃以下に制御する方法として、水で冷やす、風で冷やす、冷媒で冷やす、製造工程の室温を調節する、温水で暖める、熱風で温める、ヒーターで暖める、発熱しにくい材料で塗工液製造設備を作る、放熱しやすい材料で塗工液製造設備を作る、蓄熱しやすい材料で塗工液製造設備を作るなどの方法が利用される。
塗工液の混合方法として、スターラー、攪拌羽による攪拌、ロールミル、サンドミル、アトライター、ボールミル、高圧ホモジナイザー、超音波分散機、等の方法が利用される。分散方法として、サンドミル、アトライター、ボールミル、高圧ホモジナイザー、超音波分散機、ロールミル等の方法が利用される。
分散液の分散安定性を向上させるため、及び塗膜形成時の凝集を防止するために分散助剤を少量添加することも有効である。分散助剤として、界面活性剤、フッ素系ポリマー、シリコーン系ポリマー、シリコーンオイル等が挙げられる。
電荷輸送層32を設けるときに用いられる塗布方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、スプレー塗布法、ロールコータ塗布法、ワイヤーバーコーティング法、グラビアコータ塗布法、ビードコーティング法、カーテンコーティング法、ブレードコーティング法、エアーナイフコーティング法等が用いられる。
電荷輸送層32の膜厚は、5μm以上50μm以下が望ましく、10μm以上40μm以下がより望ましい。
さらに、本実施形態の像保持体12には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・熱による像保持体12の劣化を防止する目的で、感光層3中に酸化防止剤・光安定剤などの添加剤を添加してもよい。
たとえば、酸化防止剤としてはヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマン、スピロインダノン及びそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物等が挙げられる。
酸化防止剤の具体的な化合物例として、フェノール系酸化防止剤では2,6−ジ−t−ブチル−4−メチル フェノール、スチレン化フェノール、n−オクタデシル−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル 4’−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチル フェノール)、2−t−ブチル−6−(3’−t−ブチル−5’−メチル−2’−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェニル アクリレート、4,4’−ブチリデン−ビス−(3−メチル−6−t−ブチル−フェノール)、4,4’−チオ−ビス−(3−メチル 6−t−ブチル フェノール)、1,3,5−トリス(4−t−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチル ベンジル)イソシアヌレート、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシ−フェニル)プロピオネート]−メタン、3,9−ビス[2−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチル フェニル)プロピオニルオキシ]−1,1−ジメチル エチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン等が挙げられる。
ヒンダードアミン系化合物ではビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、1−[2−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]−4−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、8−ベンジル−7,7,9,9−テトラメチル−3−オクチル−1,3,8−トリアザスピロ[4,5]ウンデカン−2,4−ジオン、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、コハク酸ジメチル−1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物、ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)イミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイミル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,3,6,6,−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]、2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン−2,4−ビス[N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4ピペリジル)アミノ]−6−クロロ−1,3,5−トリアジン縮合物等が挙げられる。
有機イオウ系酸化防止剤としてジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス−(β−ラウリル−チオプロピオネート)、ジトリデシル−3,3’−チオジプロピオネート、2−メルカプト ベンズイミダゾール等が挙げられる。
有機燐系酸化防止剤としてトリスノニルフェニル フォスフィート、トリフェニル フォスフィート、トリス(2,4−ジ−t−ブチル フェニル)−フォスフィート等が挙げられる。
有機硫黄系および有機燐系酸化防止剤は2次酸化防止剤と言われフェノール系あるいはアミン系などの1次酸化防止剤と併用することにより相乗効果が得られる。
光安定剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ジチオカルバメート系、テトラメチルピペリジン系などの誘導体が挙げられる。
ベンゾフェノン系光安定剤として2−ヒドロキシ−4−メトキシ ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシ ベンゾフェノン、2,2’−ジ−ヒドロキシ−4−メトキシ ベンゾフェノン等が挙げられる。ベンゾトリアゾール系系光安定剤として2−(2’−ヒドロキシ−5’メチル フェニル−)−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’−(3’’,4’’,5’’,6’’−テトラ−ヒドロフタルイミド−メチル)−5’−メチルフェニル]−ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル5’−メチルフェニル−)−5−クロロ ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル 5’−メチルフェニル−)−5−クロロ ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−t−ブチルフェニル−)−ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−t−オクチル フェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ 3’,5’−ジ−t−アミル フェニル−)−ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
その他の化合物として2,4−ジ−t−ブチルフェニル 3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシベンゾエート、ニッケル ジブチル−ジチオカルバメート等がある。
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少なくとも1種の電子受容性物質が含有される。
電子受容性物質としては、例えば無水琥珀酸、無水マレイン酸、ジブロム無水マレイン酸、無水フタル酸、テトラブロム無水フタル酸、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、o−ジニトロベンゼン、m−ジニトロベンゼン、クロラニル、ジニトロアントラキノン、トリニトロフルオレノン、ピクリン酸、o−ニトロ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、フタル酸等があげられる。これらのうち、フルオレノン系、キノン系や、Cl,CN,NO等の電子吸引性置換基を有するベンゼン誘導体が特によい。
‐保護層‐
保護層5は、積層構造からなる像保持体12では帯電時の電荷輸送層32の化学的変化を防止したり、感光層3の機械的強度をさらに改善する為に必要に応じて用いられる。
保護層5は、結着樹脂(硬化性樹脂を含む)、電荷輸送性化合物を含んで構成される。さらに、潤滑性粒子(フィラー)を含んでもよい。保護層5の形態としては硬化性樹脂や電荷輸送性化合物を含む樹脂硬化膜、電荷輸送性材料を適当な結着樹脂中に含有させて形成された膜等がある。硬化性樹脂としては公知の樹脂が使用されるが、例えばフェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シロキサン樹脂等が挙げられる。
最表面層となる保護層5に上記潤滑性粒子を含有させることで、表面エネルギーを低減させることにより最表面層の磨耗率を低下させ、像保持体の長寿命化が図られる。潤滑性粒子としては、例えば、シリカ粒子、アルミナ粒子やポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子が挙げられる。潤滑性粒子は2種以上を混合して用いてもよい。特に、フッ素系樹脂粒子が望ましく用いられる。
フッ素系樹脂粒子としては、4フッ化エチレン樹脂、3フッ化塩化エチレン樹脂、6フッ化プロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、2フッ化2塩化エチレン樹脂およびそれらの共重合体の中から1種あるいは2種以上を適宜選択するのが望ましいが、特に、4フッ化エチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂が望ましい。
前記潤滑性粒子の一次粒径は0.05μm以上1μm以下が望ましく、更に望ましくは0.1μm以上0.5μm以下が望ましい。一次粒径が0.05μm以上であれば、分散時の凝集が進み難く、1μm以下であれば画質欠陥が発生し難くなる。
保護層5における潤滑性粒子の含量は、保護層全量に対し、0.1質量%以上60質量%以下が適当であり、特に1質量%30質量%以下が望ましい。当該含量が1質量%以上では潤滑性粒子による表面エネルギーの低下効果が得られ、一方、60質量%以下であれば、光通過性の低下が抑制され、かつ、繰返し使用による残留電位の上昇が抑制される。
保護層5は、電荷輸送物質及び結着樹脂、並びにその他の材料を適当な溶媒に溶解させ、かつ潤滑性粒子を分散させた保護層形成用塗布液を塗布して乾燥することによって形成される。
保護層5の形成に使用される溶媒としては、保護層形成時に下層を侵食しない溶剤であることが望ましく、メタノール、エタノール、n―ブタノール等の脂肪族アルコール系溶剤、アセトン、シクロヘキサノン、2−ブタノン等のケトン系溶剤、エチレングリコール、ジエチルエーテル等の環状或いは直鎖状エーテル系溶剤、或いはこれらの混合溶剤等が用いられる。
また、保護層形成用塗布液には塗膜の平滑性向上のためのレベリング剤としてシリコーンオイルを微量添加してもよい。
また、保護層の成膜性やはがれを防止するために、ハジキ防止剤や接着増強剤を添加してもよい。ハジキ防止剤としては所望の特性がえられる界面活性剤など公知の材料を用いることができる。接着増強剤としては所望の特性が得られる界面活性剤やカップリング剤など公知の材料を用いることができる。
保護層5中に潤滑性粒子を分散させる方法としては、前記電荷輸送層32に潤滑性粒子を分散させる方法と同様の方法が用いられる。
また、潤滑性粒子の分散安定性を向上させるため、及び塗膜形成時の凝集を防止するために分散助剤を少量添加することも有効である。分散助剤として、界面活性剤、フッ素系ポリマー、シリコーン系ポリマー、シリコーンオイル等が挙げられる。
前記保護層5の形成において、塗布方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法が用いられる。
保護層5の膜厚は0.5μm以上20μm以下、特に2μm以上10μm以下であることが望ましい。
また、像保持体の最表面層(本実施形態では保護層5)における検知光の透過率(特定透過率)は20%以上80%以下であることが望ましい。最表面層における検知光の透過率が20%以上であれば、最表面層内での光の乱反射が小さく、特にトナー濃度が薄い場合に濃度測定精度の低下が抑制される。一方、最表面層における検知光の透過率が80%以下であれば、下層にある電荷輸送層32、電荷発生層31、下引層2、基材7の各層表面からの反射光や、電荷発生層31、下引層2内での乱反射光が小さく抑えられ、特にトナー濃度が薄い場合に濃度測定精度の低下が効果的に抑制される。
使用する検知光の波長にもよるが、最表面層を構成する結着樹脂の種類、粒子その他の添加剤の種類や含有量、最表面層の厚み、表面粗さ等を調整することで、最表面層における上記特定透過率を調整すればよい。
なお、像保持体12の最表面層の特定透過率は、最表面層を形成する材料を用いて最表面層に相当する厚さを有する膜を形成して測定するか、あるいは、像保持体12における最表面層のみを溶剤によって溶かし、得られた溶液を用いて最表面層に相当する厚さを有する膜を形成して測定するか、最表面層のみを機械的に剥がして測定すればよい。
また、本実施形態に係る像保持体12は、高解像度を得るための電荷発生層31より上層の機能層(図3では、電荷輸送層32及び保護層5)の膜厚は50μm以下が望ましく用いられる。これらの機能層が薄膜の場合は本実施形態の粒子分散型の下引き層2と高強度な保護層5の組み合わせが特に有効に用いられる。
本実施形態の像保持体12の構成は、少なくとも基材7、下引層2及び感光層3を有し、最表面層に1種以上の粒子が含まれていればよく、図3に示す構成に限定されるものではない。
像保持体は、例えば、中間層4及び保護層5の少なくとも一方が存在しない構成のものでもよい。すなわち、基材7上に下引層2及び感光層3が形成された構成のもの、基材7上に下引層2、中間層4及び感光層3が順次形成された構成のもの、基材7上に下引層2、感光層3及び保護層5が順次形成された構成のものでもよい。
また、電荷発生層31と電荷輸送層32とは、その積層順序が逆であってもよい。また、感光層3が単層構造であってもよい。その場合、感光層3上に保護層5を備えるものであってもよく、下引層2と保護層5を共に有するものであってもよい。さらに、下引層2上には、上述したように中間層4を設けてもよい。
次に、画像形成装置において、像保持体以外の構成について説明する。
<帯電手段>
帯電装置14は、像保持体12の表面を所定の帯電電位に帯電させる。帯電装置14は、帯電器14B及び電源14Aを含んで構成されている。帯電器14Bは、電源14Aに電気的に接続されており、電源14Aから供給された電力に応じた帯電電位に像保持体12表面を帯電させる。
帯電器14Bとしては、公知の帯電器が使用される。接触方式である場合には、ロール、ブラシ、磁気ブラシ、ブレード等が使用され、非接触の場合には、コロトロン、スコロトロン等が使用される。
接触帯電方式は、像保持体12表面に接触させた導電性部材に電圧を印加することにより像保持体表面を帯電させるものである。導電性部材の形状はブラシ状、ブレード状、ピン電極状、あるいはローラー状等何れでもよいが、特にローラー状部材が望ましい。通常、ローラー状部材は外側から抵抗層とそれらを支持する弾性層と芯材から構成される。さらに必要に応じて抵抗層の外側に保護層が設けられる。
導電性部材を用いて像保持体12を帯電させる方法としては、導電性部材に電圧を印加するが、印加電圧は直流電圧、あるいは直流電圧に交流電圧を重畳したものが望ましい。電圧の範囲としては、直流電圧は要求される像保持体帯電電位に応じて正または負の50V以上2000V以下が望ましく、特に100V以上1500V以下が望ましい。交流電圧を重畳する場合は、ピーク間電圧が400V以上1800V以下、望ましくは800V以上1600V以下、さらに望ましくは1200V以上1600V以下が望ましい。交流電圧の周波数は50Hz以上20,000Hz以下、望ましくは100Hz以上5000Hz以下である。
<露光手段>
露光装置18は、帯電装置14によって帯電された像保持体12へ、この像保持体12の感光層が吸収を有する波長の光(潜像形成光)を露光する。これによって、像保持体12上に、画像形成装置10で形成する対象となる画像の画像データに応じた静電潜像が形成される。
露光装置18としては、像保持体12における感光層3が吸収する波長の光を像保持体12へ露光する公知の露光装置が使用される。光源としては、像保持体12の感光層3の構成等によって選択されるが、例えば、半導体レーザーや、マルチビーム出力をする面発光型のレーザー光源、LED(light emitting diode)、液晶シャッター等の光源を所望の像様に露光する光学系装置等が用いられる。これらの中でも、非干渉光を露光する露光装置18を用いると、像保持体12の基材7及び感光層3間での干渉縞が防止される。
<現像手段>
現像装置20は、静電潜像をトナー(詳細後述)により現像して、像保持体12上に静電潜像に応じたトナー像を形成するものである。
この現像装置20は、貯留されたトナーを保持すると共に、該保持したトナーを像保持体12表面へ供給するための現像ロール20Bと、この現像ロール20Bに現像バイアス電圧を印加するための現像バイアス電圧印加部20Aと、を含んで構成されている。
現像装置20としては、公知の現像装置20が使用される。現像法としては、キャリアとトナーからなる二成分現像法、またはトナーのみからなる一成分現像法、またこれらの現像法においてさらに現像その他の特性改善のために別の構成物質が添加される場合もある現像方法が使用される。
使用され得るトナーとしては、トナーの形状は特に限定される物ではないが、高画質化、エコロジーの観点から球形トナーが望ましい。球形トナーとは、高転写効率を達成するために、平均形状係数(ML/A)100〜150、望ましくは100〜140の範囲で表される球形状を有するトナーである。球形トナーは、特に製造方法により限定されるものではなく、公知の方法により得られる。具体的には、例えば混練粉砕法、混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力または熱エネルギーにて形状を変化させる方法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法等が挙げられる。また上記方法で得られた球形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を行ってもよい。外添剤を添加する場合、球形トナー及び外添剤をヘンシェルミキサーあるいはVブレンダー等で混合することによって製造される。また、球形トナーを湿式にて製造する場合は、湿式にて外添してもよい。
<光学濃度測定手段>
濃度測定装置22は、像保持体12上に形成されたトナー像の光学濃度を検知する。
この「トナー像の光学濃度」は、単位面積あたりのトナーの現像量(像保持体12上に形成されている単位面積あたりのトナーの量)に対応している。すなわち、単位面積あたりのトナー量が多くなるほど、トナー像の光学濃度は高い値として検知される。
この濃度測定装置22は、図1に示すように、現像装置20の設けられている位置より、像保持体12の回転方向(図1中、矢印A方向)下流側で、且つ転写装置24の設けられている位置より像保持体12の回転方向上流側に設けられ、像保持体12上に形成されたトナー像の光学濃度を検知する位置に設けられている。
濃度測定装置22は、図2に示すように、像保持体12上に光(検知光)を照射するための発光素子22Aと、発光素子22Aから照射された入射光に対して5度の角度で反射する反射光の強度を検知するための受光素子22Bと、演算部22Cと、を含んで構成されている。
発光素子22Aは、公知の光源や、該光源に指向性をあげるためのレンズを組み合わせたもの等が使用される。本実施形態に係る像保持体12は、表面に照射された検知用の入射光に対して5度の角度で反射する反射光の強度が、前記入射光の強度の15%以下となるように構成されているため、像保持体12へと照射する光は像保持体12の感光層3が吸収を有さない波長の光とする必要はなく、任意の波長のものが用いられる。なお、上記「吸収を有さない」とは、特定の波長の光が照射された時の吸光度が最大吸収波長の吸光度の1/10未満であることを意味する。
本実施形態における発光素子22Aの検知光の波長は、像保持体12の表面に形成された画像濃度制御用のトナー像の濃度が測定されれば特に限定されないが、感光体構成層が吸収を持つ波長であると反射光が減少しトナー濃度の検知精度が低下する観点から、600nm以上1000nm以下の波長光が望ましい。
また、像保持体の表面に対する入射光の角度は、反射光によりトナー像の濃度を確実に検知する観点から5度以下が望ましい。
受光素子22Bとしては、前記発光素子22Aから照射される波長の光に吸収を有し、かつ十分な光電流を発生させる構成であればよく、公知の光電素子、例えば、フォトダイオードあるいはフォトトランジスタ等が使用される。
演算部22Cは、受光素子22Bに信号授受するように接続されており、受光素子22Bによって検知された反射光の強度に基づいてトナー像の光学濃度を演算する。
ここで、発光素子22Aから照射された光の、像保持体12上に形成されたトナー像40による反射光の強度と、像保持体12上のトナー像40が形成されていない領域による反射光の強度とは異なる値を示す。また、像保持体12上に形成されているトナー像の単位面積あたりのトナー量が異なると、この保持されている単位面積あたりのトナー量に応じて、発光素子22Aから照射された光の反射光の強度は異なる値を示す。
このため、演算部22Cでは、受光素子22Bによる像保持体12上のトナー像40の形成されていない領域における反射光強度の測定結果を、基準反射強度として予め記憶しておき、この基準反射強度と、像保持体12上にトナー像が形成されたときに受光素子22Bによって検知された反射光の強度との差に基づいて、トナー像の光学濃度を演算する。
また、帯電手段14による像保持体12の帯電電位、前記潜像形成光の露光量及び前記現像手段20の現像電位のうち少なくとも1つを変化させて、2つ以上の条件で像保持体12上に形成されたトナー像の反射光強度の測定結果を用いてもトナー像の光学濃度が演算される。
このトナー像の光学濃度の演算は、例えば、予め記憶した基準反射強度と、受光素子22Bによって検知された反射光の強度の単位面積あたりの強度と、の差を示す差分情報に対応づけてトナー像の光学濃度を示す濃度情報を予め記憶しておいて、受光素子22Bによって検知された反射光の強度の単位面積あたりの強度と基準反射強度との差の差分情報に対応する濃度情報を読み取ることによって、トナー像の光学濃度を求めればよい。なお、トナー像の光学濃度の演算方法はこのようは方法に限られず、予め基準反射強度と、基準反射強度との差分情報と、に基づいてトナー像の光学濃度を算出するための算出式を記憶しておいて、この算出式に基づいて演算するようにしてもよい。
<転写手段>
転写装置24は、像保持体12上のトナー像を被転写体としての記録媒体27に転写する。転写装置24は、像保持体12とともに記録媒体27を挟持搬送すると共に、像保持体12上のトナー像を記録媒体27側へ移行(転写)させるための電界を形成する転写ロール24Bと、該転写ロール24Bに転写バイアス電圧を印加するための転写バイアス電圧印加部24Aと、を含んで構成されている。
転写装置24としては、公知の転写装置が使用される。例えば、接触方式である場合は、ロール、ブラシ、ブレード等が使用され、非接触方式の場合は、コロトロン、スコロトロン、ピンコロトロン等が使用される。また、圧力、若しくは圧力及び熱による転写を行ってもよい。
この工程では、図示を省略する記録媒体供給部に貯留された記録媒体27が、図示を省略する搬送ロール等によって搬送されることで、像保持体12と転写装置24との向かい合う領域に搬送され、この像保持体12と転写装置24とによって挟持搬送されることで、像保持体12上のトナー像は記録媒体27へ転写される。
なお、本実施形態では、像保持体12及び転写装置24間に記録媒体27を挟持搬送することによってトナー像を記録媒体27へ転写するが、画像形成装置10はこの形態に限られず、像保持体12に形成されたトナー像を中間転写ベルト等の中間転写体(図示省略)へ転写した後に、この中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体27に転写するようにしてもよい。
この中間転写体としては、従来公知の半導電性樹脂を用いたベルトやドラムが用いられる。半導電性樹脂としては、例えば、導電剤含有のポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂(PC)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリアルキレンテレフタレート(PAT)、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)/PC、ETFE/PAT、PC/PATのブレンド材料等の半導電性熱可塑性樹脂が挙げられる。この中でも、機械強度に優れる点で、導電剤を分散させたポリイミド樹脂を用いるのが望ましい。導電剤としては、カーボンブラック、金属酸化物、ポリアニリン等の導電性ポリマーが用いられる。また、中間転写体は表面層を有していても良い。
<トナー除去手段>
クリーニング装置26は、トナー像を記録媒体27へ転写した後の像保持体12上に残存するトナーや紙粉等の異物を除去するものである。クリーニング装置26は、クリーニング部材として磁気ブラシ、導電性ファイバーブラシ、ブレードなどを有することが望ましい。これらの中でもクリーニングブレードを用いることが望ましい。クリーニングブレードの材質としてはウレタンゴム、ネオプレンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。
<除電手段>
また除電器(イレーズ装置)28は、像保持体12の残存電荷を消去するものである。これにより、像保持体12が繰り返し使用される場合に、像保持体12の残留電位が次のサイクルに持ち込まれる現象が防止されるので、画像品質をより高められる。
トナー像が転写装置24によって記録媒体27へ転写され、さらにクリーニング装置26によって表面の異物を除去された像保持体12は、矢印A方向の回転によって除電器28により残存電荷を消去された後に、再び、帯電装置14によって帯電される。
<定着手段>
また、画像形成装置10は、記録媒体27に転写されたトナー像を記録媒体27上に定着する定着装置30を備えている。この定着装置30としては公知の定着手段が使用される。
転写装置24によってトナー像を転写された記録媒体27は、図示を省略する搬送ロール等によって定着装置30まで搬送されると、定着装置30によって記録媒体27上のトナー像を定着されて、記録媒体27上に画像の形成された状態となる。この画像の形成された記録媒体27は、図示を省略する搬送ロール等によって画像形成装置10の外部へと搬送される。
<画像濃度制御手段>
画像形成装置10には、さらに、画像形成装置10全体を制御するためのシステム制御部38と、画像形成装置10で記録する画像の画像データを取得する取得部42が設けられている。
システム制御部38は、上記帯電装置14の電源14A、露光装置18、現像装置20の現像バイアス電圧印加部20A、濃度測定装置22の上記発光素子22A、濃度測定装置22の演算部22C、転写バイアス電圧印加部24A、及び取得部42にデータや信号授受可能に接続されると共に、画像形成装置10に設けられた図示を省略する各種機器に信号授受可能に接続されている。
取得部42は、無線通信網や有線通信網等を介して画像形成装置10の外部装置(パーソナルコンピュータ等)からデータを受信する。
システム制御部38は、図示を省略するCPU、ROM、及びRAMを含むマイクロコンピュータとして構成されており、画像形成装置10に含まれる装置各部を制御するとともに、濃度測定装置22によって測定されたトナー像の光学濃度の測定結果に基づいて、画像形成条件を制御する。
このシステム制御部38が、本実施形態の画像形成装置の画像濃度制御手段に相当する。
システム制御部38は、画像形成装置10に含まれる装置各部を制御し、濃度測定装置22によって測定されたトナー像の光学濃度の測定結果に基づいて、画像形成条件(帯電手段による像保持体の帯電電位、像保持体に対する露光手段による露光量、現像手段の現像電位、及び、転写手段による転写電圧のうちの少なくとも1つ)を制御する。
上記画像形成装置10においては、システム制御部38による電源14Aの制御によって、帯電装置14により像保持体12表面が予め定めた帯電電位に帯電される。また、システム制御部38の露光装置18の制御によって、露光装置18は、画像形成装置10で形成する対象となる画像データに基づいて変調した露光光(潜像形成光)を像保持体12へ照射する。これにより、像保持体12上に画像データに応じた静電潜像が形成される。
像保持体12の回転によって、像保持体12上の静電潜像の形成された領域が、現像装置20の設けられている領域に達すると、この静電潜像がトナーによって現像されて、像保持体12上に静電潜像に応じたトナー像が形成される。この現像装置20による現像は、システム制御部38の制御に応じた現像バイアス電圧が現像バイアス電圧印加部20Aから現像ロール20Bへ印加されることによって行われる。
さらに、像保持体12の回転によってトナー像の形成された領域が、濃度測定装置22の設置された領域に到ると、濃度測定装置22によってトナー像の光学濃度が測定される。
システム制御部38では、濃度測定装置22によって測定されたトナー像の光学濃度が、露光装置18によって形成した静電潜像の画像の該画像データの光学濃度(目的濃度)と一致するか否かを判別し、不一致である場合には、画像形成条件を制御する。
この画像形成条件とは、帯電装置14の帯電電位、露光装置18による露光量、現像装置20の現像バイアス電圧、転写装置24の転写バイアス電圧の内の少なくとも1つである。すなわち、システム制御部38では、画像形成条件として、帯電装置14の帯電電位、露光装置18による露光量、現像装置20の現像バイアス電圧、転写装置24の転写バイアス電圧の内の少なくとも1つを調整するように、帯電装置14、露光装置18、現像装置20、及び転写装置24の少なくとも1つを制御する。
ここで、電子写真方式の画像形成装置10では、図4に示すように、像保持体12においては、まず帯電装置14によって像保持体12が帯電電位Vhとなるように帯電され、露光装置18によって露光されると、この露光された露光領域が露光電位V1となる。そして、この露光領域の露光電位V1と、現像装置20による現像バイアス電圧Vdeveとの電位差に応じて、電位差が大きくなるほど多くのトナーが像保持体12の表面に保持される。すなわち、露光電位V1と現像バイアス電圧Vdeveとの差が大きくなるほど、像保持体12上に保持されるトナー量が増え、形成されたときのトナー像の光学濃度が高くなる。
このため、濃度測定装置22で検知されたトナー像の光学濃度が形成する対象となる画像データの画像の光学濃度より高い場合には、システム制御部38における、濃度測定装置22で検知されるトナー像の光学濃度が画像データの画像の光学濃度となるように制御する処理では、例えば、この露光電位V1と現像バイアス電圧Vdeveとの電位差が、該高光学濃度のトナー像を形成したときの露光電位V1と現像バイアス電圧Vdeveとの電位差(以下、基準電位差と称する)より小さくなるように、露光装置18による露光量を調整すればよい。
ここで、上述のように、濃度測定装置22により測定されたトナー像の光学濃度に基づいて、画像形成条件を調整すれば、画像形成装置10における濃度変動が抑制され、画質劣化が抑制されるが、濃度測定装置22による測定結果の精度が低下すると、結果的に得られる画像の画質劣化につながることが懸念される。
しかしながら、本実施形態の画像形成装置10では、像保持体12が、表面に照射された検知用の入射光に対して5度の角度で反射する反射光の強度が、前記入射光の強度の15%以下であり、基材7は、前記入射光に対する前記反射光の強度が、前記入射光の強度の30%以上となるように構成されている。このため、濃度測定装置22により、像保持体12上に形成されトナー像の濃度が精度良く測定される。従って、画像形成装置10において、濃度変動の少ない画像が形成される。
以上、本実施形態の画像形成装置について説明したが、本実施形態の画像形成装置は、図1に示したモノクロの画像を形成する画像形成装置にかぎられず、例えば、タンデム型のカラー画像形成装置等の複数の画像形成ユニットを備えた装置、あるいはロータリー型現像装置(回転現像機ともいう)であってもよい。ここで、ロータリー型現像装置とは、複数の現像装置を回転移動させ、必要な現像装置のみを像保持体に対向させ、目的とする色のトナーを像保持体上に順次形成する方式の現像装置を意味する。
<プロセスカートリッジ>
本実施形態では、基材、該基材上に配置された下引層、及び該下引層上に配置された感光層を有し、最表面層に少なくとも1種の粒子を含み、表面に形成されたトナー像の濃度を検知するために表面に照射された入射光に対して5度の角度で反射する反射光の強度が、前記入射光の強度の15%以下であり、前記基材が前記入射光に対する前記反射光の強度が、前記入射光の強度の30%以上である像保持体と、前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段、帯電した前記像保持体に静電潜像を形成するために露光する露光手段、前記像保持体に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤によりトナー像として現像する現像手段、像保持体上に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写手段、及び、前記トナー像を被転写体上に転写した後、前記像保持体に残存したトナーを除去するトナー除去手段からなる群より選ばれる少なくとも一種の手段と、を備えたプロセスカートリッジとしてもよい。このプロセスカートリッジを、前記トナー像が形成された前記像保持体に対して前記入射光を照射し、該像保持体からの反射光に基づいて前記トナー像の光学濃度を検知する光学濃度検知手段と、前記光学濃度の検知結果に基づいて、前記像保持体上に形成されるトナー像の光学濃度が目標濃度となるように、前記帯電手段による前記像保持体の帯電電位、前記像保持体に対する前記露光手段による露光量、前記現像手段の現像電位、及び、前記転写手段による転写電圧のうちの少なくとも1つを制御する画像濃度制御手段とを有する画像形成装置に着脱されるように構成ればよい。
以下、本実施形態を実施例によって具体的に説明するが、本実施形態はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」はすべて「質量部」を意味する。
〔実施例1〕
像保持体用基材としてΦ84mmの鏡面切削アルミニウムパイプを準備した。このアルミニウムパイプの検知光に対する5度の反射光は入射光の98%であった。
次に、酸化亜鉛:(平均粒子径70nm:テイカ社製:比表面積値15m/g)100質量部をトルエン500質量部と攪拌混合し、シランカップリング剤(KBM603:信越化学社製)1.25質量部を添加し、2時間攪拌した。その後トルエンを減圧蒸留にて留去し、120℃で3時間焼き付けを行い、シランカップリング剤で表面処理した酸化亜鉛顔料を得た。
前記表面処理を施した酸化亜鉛顔料60質量部と、アリザリン0.6質量部と、硬化剤(ブロック化イソシアネート スミジュール3175(住友バイエルンウレタン社製))13.5質量部と、ブチラール樹脂(エレックス BM−1 (積水化学社製))15質量部をメチルエチルケトン85質量部に溶解した溶液38質量部と、メチルエチルケトン25質量部とを混合し、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて2時間の分散を行い分散液を得た。
得られた分散液に触媒としてジオクチルスズジラウレート:0.005質量部、シリコーン樹脂粒子トスパール145(GE東芝シリコーン社製):4.0質量部を添加し、下引層形成用塗布液を得た。この下引層形成用塗布液を前記アルミニウム基材上に浸漬塗布方法にて乾燥後の膜厚が23μmとなるように塗布速度を調節して塗布し、170℃、40分間の乾燥によって硬化させ、厚さ23μmの下引層を得た。このアルミニウムパイプ上に形成した下引層の検知光に対する5度の反射光は入射光の60%であった。
次に、下引層上に感光層を形成した。まず、電荷発生物質としての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7.3゜、16.0゜、24.9゜及び28.0゜の位置に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15部、結着樹脂としての塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体樹脂(VMCH、ダウケミカル社製)10部とn−酢酸ブチル200部からなる混合物を、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて4時間分散した。
得られた分散液にn−酢酸ブチル175部及びメチルエチルケトン180部を添加し、攪拌して電荷発生層形成用の塗布液を得た。この電荷発生層形成用塗布液を下引層上に浸漬塗布し、常温で乾燥して、厚みが0.2μmの電荷発生層を形成した。
次に、以下の工程により電荷輸送層形成用塗布液を調製した。
トルエン4.3質量部にフッ素系グラフトポリマーGF400(東亜合成株式会社製)を0.06質量部溶解させた液に、4フッ化エチレン樹脂粒子1.8質量部(平均粒径:0.2μm)を入れ、20℃の液温に保ちながら48時間攪拌混合し、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液(A液)を得た。
次に、電荷輸送物質としてN,N′−ビス(3−メチルフェニル)−N,N′−ジフェニルベンジジン9.8質量部、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:40,000)13.0質量部、酸化防止剤として2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.2質量部を混合してテトラヒドロフラン48.3質量部及びトルエン18.2質量部を混合溶解し、B液を得た。
このB液に前記A液を加えて攪拌混合した後、微細な流路を持つ貫通式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー(吉田機械興行株式会社製)を用いて、500kgf/cmまで昇圧しての分散処理を6回繰り返した液に、シリコーンオイル(商品名:KP340 信越シリコーン社製)を5ppm添加し、十分に撹拌して電荷輸送層形成用塗布液を得た。得られた電荷輸送層形成用塗布液の粒度分布をLA920(堀場製作所製)で測定したところ、0.3μm以上の粒子の含有割合が94%であった。
この電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの電荷輸送層を形成し、目的の像保持体を得た。
得られた像保持体の表面における波長950nmの検知光に対する5度の反射光は入射光の10%であった。
また、上記電荷輸送層形成用塗布液をガラスプレート上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの膜を得、膜の波長950nmの検知光の透過率を測定したところ、透過率は65%であった。
得られた像保持体を富士ゼロックス社製レーザープリンターDocu Centre f1100の改造機を用いてプリント試験を行い、入力画像A:画像密度100%、B:画像密度70%、C:画像密度50%、D:画像密度20%に対する出力画像濃度の再現性を評価した。その結果、それぞれ入力画像密度に対する再現率はA:97%、B:95%、C:95%、D:93%であった。
〔実施例2〕
実施例1と同様にして下引層、電荷発生層を実施例1と同様のアルミニウムパイプ上に形成した。
次に、以下の工程により電荷輸送層形成用塗布液を調製した。
トルエン4.3質量部にフッ素系グラフトポリマーGF400(東亜合成株式会社製)を0.05質量部溶解させた液に、4フッ化エチレン樹脂粒子1.8質量部(平均粒径:0.2μm)を入れ、20℃の液温に保ちながら48時間攪拌混合し、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液(A液)を得た。
次に、電荷輸送物質としてN,N′−ビス(3−メチルフェニル)−N,N′−ジフェニルベンジジン9.8質量部、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:40,000)13.0質量部、酸化防止剤として2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.2質量部を混合してテトラヒドロフラン48.3質量部及びトルエン18.2質量部を混合溶解し、B液を得た。
このB液に前記A液を加えて攪拌混合した後、微細な流路を持つ貫通式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー(吉田機械興行株式会社製)を用いて、500kgf/cmまで昇圧しての分散処理を6回繰り返した液に、シリコーンオイル(商品名:KP340 信越シリコーン社製)を5ppm添加し、十分に撹拌して電荷輸送層形成用塗布液を得た。得られた電荷輸送層形成用塗布液の粒度分布をLA920(堀場製作所製)で測定したところ、0.3μm以上の粒子の含有割合が85%であった。
この電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が40μmの電荷輸送層を形成し、目的の像保持体を得た。
得られた像保持体の表面における波長950nmの検知光に対する5度の反射光は入射光の12%であった。
また、上記電荷輸送層形成用塗布液をガラスプレート上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が40μmの膜を得、膜の波長950nmの検知光に対する透過率を測定したところ、透過率は55%であった。
得られた像保持体を用いて実施例1と同様にしてプリント試験を行った。その結果、それぞれ入力画像密度に対する再現率はA:95%、B:93%、C:90%、D:87%であった。
〔実施例3〕
実施例1と同様にして下引層、電荷発生層を実施例1と同様のアルミニウムパイプ上に形成した。
次に、以下の工程により電荷輸送層形成用塗布液を調製した。
トルエン4.3 質量部にフッ素系グラフトポリマーGF400(東亜合成株式会社製)を0.04質量部溶解させた液に、4フッ化エチレン樹脂粒子1.8質量部(平均粒径:0.2μm)を入れ、20℃の液温に保ちながら48時間攪拌混合し、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液(A液)を得た。
次に、電荷輸送物質としてN,N′−ビス(3−メチルフェニル)−N,N′−ジフェニルベンジジン9.8質量部、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:40,000)13.0質量部、酸化防止剤として2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.2質量部を混合してテトラヒドロフラン48.3質量部及びトルエン18.2質量部を混合溶解し、B液を得た。
このB液に前記A液を加えて攪拌混合した後、微細な流路を持つ貫通式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー(吉田機械興行株式会社製)を用いて、500kgf/cmまで昇圧しての分散処理を6回繰り返した液に、シリコーンオイル(商品名:KP340 信越シリコーン社製)を5ppm添加し、十分に撹拌して電荷輸送層形成用塗布液を得た。得られた電荷輸送層形成用塗布液の粒度分布をLA920(堀場製作所製)で測定したところ、0.3μm以上の粒子の含有割合が70%であった。
この電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの電荷輸送層を形成し、目的の像保持体を得た。
得られた像保持体の表面における波長660nmの検知光に対する5度の反射光は入射光の14%であった。
また、上記電荷輸送層形成用塗布液をガラスプレート上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの膜を得、膜の波長660nmの検知光に対する透過率を測定したところ、透過率は45%であった。
得られた像保持体を用いて実施例1と同様にしてプリント試験を行った結果、入力画像密度に対する再現率はA:90%、B:90%、C:85%、D:85%であった。
〔実施例4〕
実施例1と同様にして下引層、電荷発生層を実施例1と同様のアルミニウムパイプ上に形成した。
次に、以下の工程により電荷輸送層形成用塗布液を調製した。
トルエン6.2質量部にフッ素系グラフトポリマーGF400(東亜合成株式会社製)を0.08質量部溶解させた液に、4フッ化エチレン樹脂粒子2.7質量部(平均粒径:0.2μm)を入れ、20℃の液温に保ちながら48時間攪拌混合し、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液(A液)を得た。次に、電荷輸送物質としてN,N′−ビス(3−メチルフェニル)−N,N′−ジフェニルベンジジン9.4質量部、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:40,000)12.5質量部、酸化防止剤として2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.2質量部を混合してテトラヒドロフラン46.4質量部及びトルエン16.4質量部を混合溶解し、B液を得た。
このB液に前記A液を加えて攪拌混合した後、微細な流路を持つ貫通式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー(吉田機械興行株式会社製)を用いて、500kgf/cmまで昇圧しての分散処理を6回繰り返した液に、シリコーンオイル(商品名:KP340 信越シリコーン社製)を5ppm添加し、十分に撹拌して電荷輸送層形成用塗布液を得た。得られた電荷輸送層形成用塗布液の粒度分布をLA920(堀場製作所製)で測定したところ、0.3μm以上の粒子の含有割合が65%であった。
この電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの電荷輸送層を形成し、目的の像保持体を得た。
得られた像保持体の表面における波長660nmの検知光に対する5度の反射光は入射光の13%であった。
また、上記電荷輸送層形成用塗布液をガラスプレート上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの膜を得、膜の波長660nmの検知光の透過率を測定したところ、透過率は20%であった。
得られた像保持体を用いて実施例1と同様にしてプリント試験を行った結果、入力画像密度に対する再現率はA:80%、B:80%、C:75%、D:75%であった。
〔実施例5〕
実施例1と同様にして下引層、電荷発生層を実施例1と同様のアルミニウムパイプ上に形成した。
次に、以下の工程により電荷輸送層形成用塗布液を調製した。
トルエン6.2質量部にフッ素系グラフトポリマーGF400(東亜合成株式会社製)を0.13質量部溶解させた液に、4フッ化エチレン樹脂粒子2.7質量部(平均粒径:0.2μm)を入れ、20℃の液温に保ちながら48時間攪拌混合し、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液(A液)を得た。
次に、電荷輸送物質としてN,N′−ビス(3−メチルフェニル)−N,N′−ジフェニルベンジジン9.4質量部、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:40,000)12.5質量部、酸化防止剤として2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.2質量部を混合してテトラヒドロフラン46.4質量部及びトルエン16.4質量部を混合溶解し、B液を得た。
このB液に前記A液を加えて攪拌混合した後、微細な流路を持つ貫通式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー(吉田機械興行株式会社製)を用いて、500kgf/cmまで昇圧しての分散処理を6回繰り返した液に、シリコーンオイル(商品名:KP340 信越シリコーン社製)を5ppm添加し、十分に撹拌して電荷輸送層形成用塗布液を得た。得られた電荷輸送層形成用塗布液の粒度分布をLA920(堀場製作所製)で測定したところ、0.3μm以上の粒子の含有割合が99%であった。
この電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの電荷輸送層を形成し、目的の像保持体を得た。
得られた像保持体の表面における波長660nmの検知光に対する5度の反射光は入射光の13%であった。
また、上記電荷輸送層形成用塗布液をガラスプレート上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの膜を得、膜の波長660nmの検知光の透過率を測定したところ、透過率は80%であった。
得られた像保持体を用いて実施例1と同様にしてプリント試験を行った結果、入力画像密度に対する再現率はA:95%、B:95%、C:90%、D:85%であった。
〔実施例6〕
像保持体用基材としてΦ84mmのアルミニウムパイプに鏡面切削を施し、これに水に分散させた酸化アルミニウム粒子を吹き付けてホーニング処理し、波長660nmの検知光に対する5度の反射光が入射光の30%となるように調整した。このアルミニウムパイプ上に、実施例1と同様にして下引層、電荷発生層を形成した。
次に、電荷輸送層形成用塗布液を実施例3と同様にして調製し、電荷発生層上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの電荷輸送層を形成し、目的の像保持体を得た。
得られた像保持体の表面における波長660nmの検知光に対する5度の反射光は入射光の10%であった。
得られた像保持体を用いて実施例1と同様にしてプリント試験を行った結果、入力画像密度に対する再現率はA:85%、B:85%、C:80%、D:80%であった。
〔実施例7〕
実施例1と同様のアルミニウムパイプを準備した。
次に酸化亜鉛:(平均粒子径70nm:テイカ社製:比表面積値15m/g)100質量部をトルエン500質量部と攪拌混合し、シランカップリング剤(KBM603:信越化学社製)1.25質量部を添加し、2時間攪拌した。その後トルエンを減圧蒸留にて留去し、120℃で3時間焼き付けを行い、シランカップリング剤で表面処理した酸化亜鉛顔料を得た。
前記表面処理を施した酸化亜鉛顔料60質量部と、アリザリン0.6質量部と硬化剤(ブロック化イソシアネート スミジュール3175(住友バイエルンウレタン社製))13.5質量部と、ブチラール樹脂(BM−1(積水化学社製))15質量部をメチルエチルケトン85質量部に溶解した溶液38質量部と、メチルエチルケトン25質量部とを混合し、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて0.8時間の分散を行い分散液を得た。
得られた分散液に触媒としてジオクチルスズジラウレート:0.005質量部、シリコーン樹脂粒子トスパール145(GE東芝シリコーン社製):4.0質量部を添加し、下引層塗布用液を得た。この下引層形成用塗布液を前記アルミニウム基材上に浸漬塗布方法にて乾燥後の膜厚が23μmとなるように塗布速度を調節して塗布し、170℃、40分間の乾燥硬化を行い、厚さ23μmの下引層を得た。このアルミニウムパイプ上に形成した下引層の波長660nmの検知光に対する5度の反射光は入射光の15%であった。
次に、下引層上に実施例1と同様にして電荷発生層を形成した。
次に、電荷輸送層形成用塗布液を実施例3と同様にして調製し、電荷発生層上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの電荷輸送層を形成し、目的の像保持体を得た。
得られた像保持体の表面における波長660nmの検知光に対する5度の反射光は入射光の8%であった。
得られた像保持体を用いて実施例1と同様にしてプリント試験を行った結果、入力画像密度に対する再現率はA:85%、B:85%、C:80%、D:75%であった。
〔実施例8〕
実施例6と同様のアルミニウムパイプを準備し、このアルミニウムパイプ上に、実施例6と同様にして下引層、電荷発生層を形成した。 次に、下引層上に実施例1と同様にして電荷発生層を形成した。
次に、以下の工程により電荷輸送層形成用塗布液を調製した。
トルエン8.6質量部にフッ素系グラフトポリマーGF400(東亜合成株式会社製)を0.09質量部溶解させた液に、4フッ化エチレン樹脂粒子3.1質量部(平均粒径:0.2μm)を入れ、20℃の液温に保ちながら48時間攪拌混合し、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液(A液)を得た。
次に、電荷輸送物質としてN,N′−ビス(3−メチルフェニル)−N,N′−ジフェニルベンジジン9.8質量部、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:40,000)13.0質量部、酸化防止剤として2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.2質量部を混合してテトラヒドロフラン48.3質量部及びトルエン18.2質量部を混合溶解し、B液を得た。
このB液に前記A液を加えて攪拌混合した後、微細な流路を持つ貫通式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー(吉田機械興行株式会社製)を用いて、500kgf/cm2まで昇圧しての分散処理を6回繰り返した液に、シリコーンオイル(商品名:KP340 信越シリコーン社製)を5ppm添加し、十分に撹拌して電荷輸送層形成用塗布液を得た。得られた電荷輸送層形成用塗布液の粒度分布をLA920(堀場製作所製)で測定したところ、0.3μm以上の粒子の含有割合が94%であった。
この電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの電荷輸送層を形成し、目的の像保持体を得た。
得られた像保持体の表面における波長950nmの検知光に対する5度の反射光は入射光の5%であった。
また、上記電荷輸送層形成用塗布液をガラスプレート上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの膜を得、膜の波長950nmの検知光の透過率を測定したところ、透過率は15%であった。
得られた像保持体を富士ゼロックス社製レーザープリンターDocu Centre f1100の改造機を用いてプリント試験を行い、入力画像A:画像密度100%、B:画像密度70%、C:画像密度50%、D:画像密度20%に対する出力画像濃度の再現性を評価した。その結果、それぞれ入力画像密度に対する再現率はA:80%、B:80%、C:75%、D:75%であった。
〔実施例9〕
実施例7と同様のアルミニウムパイプを準備し、このアルミニウムパイプ上に、実施例7と同様にして下引層、電荷発生層を形成した。 次に、下引層上に実施例1と同様にして電荷発生層を形成した。
次に、以下の工程により電荷輸送層形成用塗布液を調製した。
トルエン10.3質量部にフッ素系グラフトポリマーGF400(東亜合成株式会社製)を0.17質量部溶解させた液に、4フッ化エチレン樹脂粒子5.8質量部(平均粒径:0.2μm)を入れ、20℃の液温に保ちながら48時間攪拌混合し、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液(A液)を得た。
次に、電荷輸送物質としてN,N′−ビス(3−メチルフェニル)−N,N′−ジフェニルベンジジン9.8質量部、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:40,000)13.0質量部、酸化防止剤として2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.2質量部を混合してテトラヒドロフラン48.3質量部及びトルエン18.2質量部を混合溶解し、B液を得た。
このB液に前記A液を加えて攪拌混合した後、微細な流路を持つ貫通式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー(吉田機械興行株式会社製)を用いて、500kgf/cmまで昇圧しての分散処理を6回繰り返した液に、シリコーンオイル(商品名:KP340 信越シリコーン社製)を5ppm添加し、十分に撹拌して電荷輸送層形成用塗布液を得た。得られた電荷輸送層形成用塗布液の粒度分布をLA920(堀場製作所製)で測定したところ、0.3μm以上の粒子の含有割合が94%であった。
この電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの電荷輸送層を形成し、目的の像保持体を得た。
得られた像保持体の表面における波長950nmの検知光に対する5度の反射光は入射光の3%であった。
また、上記電荷輸送層形成用塗布液をガラスプレート上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの膜を得、膜の波長950nmの検知光の透過率を測定したところ、透過率は15%であった。
得られた像保持体を富士ゼロックス社製レーザープリンターDocu Centre f1100の改造機を用いてプリント試験を行い、入力画像A:画像密度100%、B:画像密度70%、C: 画像密度50%、D:画像密度20%に対する出力画像濃度の再現性を評価した。その結果、それぞれ入力画像密度に対する再現率はA:80%、B:80%、C:75%、D:70%であった。
〔実施例10〕
実施例6と同様のアルミニウムパイプを準備し、このアルミニウムパイプ上に、実施例6と同様にして下引層、電荷発生層を形成した。 次に、下引層上に実施例1と同様にして電荷発生層を形成した。
次に、以下の工程により電荷輸送層形成用塗布液を調製した。
トルエン8.6質量部にフッ素系グラフトポリマーGF400(東亜合成株式会社製)を0.03質量部溶解させた液に、4フッ化エチレン樹脂粒子0.6質量部(平均粒径:0.2μm)を入れ、20℃の液温に保ちながら48時間攪拌混合し、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液(A液)を得た。
次に、電荷輸送物質としてN,N′−ビス(3−メチルフェニル)−N,N′−ジフェニルベンジジン9.8質量部、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:40,000)13.0質量部、酸化防止剤として2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.2質量部を混合してテトラヒドロフラン48.3質量部及びトルエン18.2質量部を混合溶解し、B液を得た。
このB液に前記A液を加えて攪拌混合した後、微細な流路を持つ貫通式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー(吉田機械興行株式会社製)を用いて、500kgf/cmまで昇圧しての分散処理を6回繰り返した液に、シリコーンオイル(商品名:KP340 信越シリコーン社製)を5ppm添加し、十分に撹拌して電荷輸送層形成用塗布液を得た。得られた電荷輸送層形成用塗布液の粒度分布をLA920(堀場製作所製)で測定したところ、0.3μm以上の粒子の含有割合が94%であった。
この電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの電荷輸送層を形成し、目的の像保持体を得た。
得られた像保持体の表面における波長950nmの検知光に対する5度の反射光は入射光の12%であった。
また、上記電荷輸送層形成用塗布液をガラスプレート上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの膜を得、膜の波長950nmの検知光の透過率を測定したところ、透過率は85%であった。
得られた像保持体を富士ゼロックス社製レーザープリンターDocu Centre f1100の改造機を用いてプリント試験を行い、入力画像A:画像密度100%、B:画像密度70%、C: 画像密度50%、D:画像密度20%に対する出力画像濃度の再現性を評価した。その結果、それぞれ入力画像密度に対する再現率はA:85%、B:85%、C:80%、D:80%であった。
〔実施例11〕
実施例7と同様のアルミニウムパイプを準備し、このアルミニウムパイプ上に、実施例7と同様にして下引層、電荷発生層を形成した。 次に、下引層上に実施例1と同様にして電荷発生層を形成した。
次に、以下の工程により電荷輸送層形成用塗布液を調製した。
トルエン8.6質量部にフッ素系グラフトポリマーGF400(東亜合成株式会社製)を0.03質量部溶解させた液に、4フッ化エチレン樹脂粒子0.6質量部(平均粒径:0.2μm)を入れ、20℃の液温に保ちながら48時間攪拌混合し、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液(A液)を得た。
次に、電荷輸送物質としてN,N′−ビス(3−メチルフェニル)−N,N′−ジフェニルベンジジン9.8質量部、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:40,000)13.0質量部、酸化防止剤として2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.2質量部を混合してテトラヒドロフラン48.3質量部及びトルエン18.2質量部を混合溶解し、B液を得た。
このB液に前記A液を加えて攪拌混合した後、微細な流路を持つ貫通式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー(吉田機械興行株式会社製)を用いて、500kgf/cmまで昇圧しての分散処理を6回繰り返した液に、シリコーンオイル(商品名:KP340 信越シリコーン社製)を5ppm添加し、十分に撹拌して電荷輸送層形成用塗布液を得た。得られた電荷輸送層形成用塗布液の粒度分布をLA920(堀場製作所製)で測定したところ、0.3μm以上の粒子の含有割合が94%であった。
この電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの電荷輸送層を形成し、目的の像保持体を得た。
得られた像保持体の表面における波長950nmの検知光に対する5度の反射光は入射光の10%であった。
また、上記電荷輸送層形成用塗布液をガラスプレート上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの膜を得、膜の波長950nmの検知光の透過率を測定したところ、透過率は85%であった。
得られた像保持体を富士ゼロックス社製レーザープリンターDocu Centre f1100の改造機を用いてプリント試験を行い、入力画像A:画像密度100%、B:画像密度70%、C: 画像密度50%、D:画像密度20%に対する出力画像濃度の再現性を評価した。その結果、それぞれ入力画像密度に対する再現率はA:90%、B:90%、C:85%、D:80%であった。
〔比較例1〕
実施例1と同様にして下引層、電荷発生層を前記アルミニウムパイプ上に形成した。
次に、以下の工程により電荷輸送層形成用塗布液を調製した。
トルエン7.5質量部にフッ素系グラフトポリマーGF400(東亜合成株式会社製)を0.06質量部溶解させた液に、4フッ化エチレン樹脂粒子3.2質量部(平均粒径:0.2μm)を入れ、20℃の液温に保ちながら48時間攪拌混合し、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液(A液)を得た。
次に、電荷輸送物質としてN,N′−ビス(3−メチルフェニル)−N,N′−ジフェニルベンジジン9.1質量部、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:40,000)12.1質量部、酸化防止剤として2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.2質量部を混合してテトラヒドロフラン45.1質量部及びトルエン15.0質量部を混合溶解し、B液を得た。
このB液に前記A液を加えて攪拌混合した後、微細な流路を持つ貫通式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー(吉田機械興行株式会社製)を用いて、500kgf/cmまで昇圧しての分散処理を6回繰り返した液に、シリコーンオイル(商品名:KP340 信越シリコーン社製)を5ppm添加し、十分に撹拌して電荷輸送層形成用塗布液を得た。得られた電荷輸送層形成用塗布液の粒度分布をLA920(堀場製作所製)で測定したところ、0.3μm以上の粒子の含有割合が50%であった。
この電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの電荷輸送層を形成し、目的の像保持体を得た。
得られた像保持体の表面における波長950nmの検知光に対する5度の反射光は入射光の20%であった。
また、上記電荷輸送層形成用塗布液をガラスプレート上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの膜を得、膜の波長950nmの検知光の透過率を測定したところ、透過率は10%であった。
得られた像保持体を用いて実施例1と同様にしてプリント試験を行った結果、入力画像密度に対する再現率はA:65%、B:60%、C:55%、D:50%であった。
〔比較例2〕
実施例1と同様にして下引層、電荷発生層を前記アルミニウムパイプ上に形成した。
次に、以下の工程により電荷輸送層形成用塗布液を調製した。
トルエン11.5質量部にフッ素系グラフトポリマーGF400(東亜合成株式会社製)を0.15質量部溶解させた液に、4フッ化エチレン樹脂粒子4.9質量部(平均粒径:0.2μm)を入れ、20℃の液温に保ちながら48時間攪拌混合し、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液(A液)を得た。
次に、電荷輸送物質としてN,N′−ビス(3−メチルフェニル)−N,N′−ジフェニルベンジジン8.4質量部、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:40,000)11.1質量部、酸化防止剤として2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.2質量部を混合してテトラヒドロフラン41.3質量部及びトルエン11.1質量部を混合溶解し、B液を得た。
このB液に前記A液を加えて攪拌混合した後、微細な流路を持つ貫通式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー(吉田機械興行株式会社製)を用いて、500kgf/cmまで昇圧しての分散処理を6回繰り返した液に、シリコーンオイル(商品名:KP340 信越シリコーン社製)を5ppm添加し、十分に撹拌して電荷輸送層形成用塗布液を得た。得られた電荷輸送層形成用塗布液の粒度分布をLA920(堀場製作所製)で測定したところ、0.3μm以上の粒子の含有割合が80%であった。
この電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの電荷輸送層を形成し、目的の像保持体を得た。
得られた像保持体の表面における波長950nmの検知光に対する5度の反射光は入射光の20%であった。
また、上記電荷輸送層形成用塗布液をガラスプレート上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの膜を得、膜の波長950nmの検知光の透過率を測定したところ、透過率は85%であった。
得られた像保持体を用いて実施例1と同様にしてプリント試験を行った結果、入力画像密度に対する再現率はA:75%、B:75%、C:70%、D:65%であった。
〔比較例3〕
像保持体用基材としてΦ84mmのアルミニウムパイプに鏡面切削を施し、表面に水に分散させた酸化アルミニウム粒子を吹き付けてホーニング処理し、波長660nmの検知光に対する5度の反射光は入射光の20%となるように調整した。
次に酸化亜鉛:(平均粒子径70nm:テイカ社製:比表面積値15m/g)100質量部をトルエン500質量部と攪拌混合し、シランカップリング剤(KBM603:信越化学社製)1.25質量部を添加し、2時間攪拌した。その後トルエンを減圧蒸留にて留去し、120℃で3時間)焼き付けを行い、シランカップリング剤で表面処理した酸化亜鉛顔料を得た。
前記表面処理を施した酸化亜鉛顔料60質量部と、アリザリン0.6質量部と、硬化剤 ブロック化イソシアネート(スミジュール3175(住友バイエルンウレタン社製))13.5質量部と、ブチラール樹脂(BM−1(積水化学社製))15質量部をメチルエチルケトン85質量部に溶解した溶液38質量部と、メチルエチルケトン25質量部とを混合し、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて0.5時間の分散を行い分散液を得た。得られた分散液に触媒としてジオクチルスズジラウレート:0.005質量部、シリコーン樹脂粒子トスパール145(GE東芝シリコーン社製):4.0質量部を添加し、下引層塗布用液を得た。
この下引層形成用塗布液を前記アルミニウム基材上に浸漬塗布方法にて乾燥後の膜厚が23μmとなるように塗布速度を調節して塗布し、170℃、40分間の乾燥硬化を行い厚さ23μmの下引層を得た。このアルミニウムパイプ上に形成した下引層の波長660nmの検知光に対する5度の反射光は入射光の10%であった。
下引層上に実施例1と同様にして電荷発生層を形成した。
次に、以下の工程により電荷輸送層形成用塗布液を調製した。
トルエン2.8質量部にフッ素系グラフトポリマーGF400(東亜合成株式会社製)を0.04質量部溶解させた液に、4フッ化エチレン樹脂粒子1.2質量部(平均粒径:0.2μm)を入れ、20℃の液温に保ちながら48時間攪拌混合し、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液(A液)を得た。
次に、電荷輸送物質としてN,N′−ビス(3−メチルフェニル)−N,N′−ジフェニルベンジジン10.1質量部、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:40,000)13.4質量部、酸化防止剤として2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.2質量部を混合してテトラヒドロフラン49.8質量部及びトルエン19.81質量部を混合溶解し、B液を得た。
このB液に前記A液を加えて攪拌混合した後、微細な流路を持つ貫通式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー(吉田機械興行株式会社製)を用いて、500kgf/cmまで昇圧しての分散処理を6回繰り返した液に、シリコーンオイル(商品名:KP340 信越シリコーン社製)を5ppm添加し、十分に撹拌して電荷輸送層形成用塗布液を得た。得られた電荷輸送層形成用塗布液の粒度分布をLA920(堀場製作所製)で測定したところ、0.3μm以上の粒子の含有割合が95%であった。
この電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの電荷輸送層を形成し、目的の像保持体を得た。
得られた像保持体の表面における波長660nmの検知光に対する5度の反射光は入射光の13%であった。
また、上記電荷輸送層形成用塗布液をガラスプレート上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの膜を得、膜の波長660nmの検知光の透過率を測定したところ、透過率は85%であった。
得られた像保持体を用いて実施例1と同様にしてプリント試験を行った結果、入力画像密度に対する再現率はA:65%、B:60%、C:50%、D:40%であった。
〔比較例4〕
比較例3と同様にして下引層、電荷発生層を前記アルミニウムパイプ上に形成した。
次に、電荷輸送層形成用塗布液を比較例1と同様にして調製し、電荷発生層上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの電荷輸送層を形成し、目的の像保持体を得た。
得られた像保持体の表面における波長660nmの検知光に対する5度の反射光は入射光の5%であった。
得られた像保持体を実施例1と同様にしてプリント試験を行った結果、入力画像密度に対する再現率はA:40%、B:40%、C:30%、D:30%であった。
結果を表1に示す。
2 下引層
3 感光層
4 中間層
5 保護層
7 基材
10 画像形成装置
12 像保持体
14 帯電装置
18 露光装置
20 現像装置
22C 演算部
22B 受光素子
22A 発光素子
22 濃度測定装置
24 転写装置
28 除電器
31 電荷発生層
32 電荷輸送層
38 システム制御部

Claims (10)

  1. 基材、該基材上に配置された下引層、及び該下引層上に配置された感光層を有し、最表面層に少なくとも1種の粒子を含み、表面に形成されたトナー像の濃度を検知するために表面に照射された入射光に対して5度の角度で反射する反射光の強度が、前記入射光の強度の上15%以下であり、前記基材が前記入射光に対する前記反射光の強度が、前記入射光の強度の30%以上である像保持体と、
    前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、
    帯電された前記像保持体に静電潜像を形成するために露光する露光手段と、
    前記像保持体に形成された静電潜像をトナーによって現像し、トナー像を形成する現像手段と、
    前記像保持体に形成されたトナー像を被転写体に転写させる転写手段と、
    前記トナー像が形成された前記像保持体に対して前記入射光を照射し、該像保持体からの反射光に基づいて前記トナー像の光学濃度を検知する光学濃度検知手段と、
    前記光学濃度の検知結果に基づいて、前記像保持体上に形成されるトナー像の光学濃度が目標濃度となるように、前記帯電手段による前記像保持体の帯電電位、前記像保持体に対する前記露光手段による露光量、前記現像手段の現像電位、及び、前記転写手段による転写電圧のうちの少なくとも1つを制御する画像濃度制御手段と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記像保持体の最表面層は、前記入射光の透過率が20%以上80%以下である請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記像保持体の基材による前記反射光の強度が、前記入射光の強度の30%以上98%以下である請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記像保持体の基材及び下引層による前記反射光の強度が、前記入射光の強度の15%以上60%以下である請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  5. 前記最表面層に含まれる粒子が、フッ素系樹脂、シリカ、及びアルミナから選ばれる1種以上の粒子である請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  6. 基材、該基材上に配置された下引層、及び該下引層上に配置された感光層を有し、最表面層に少なくとも1種の粒子を含み、表面に形成されたトナー像の濃度を検知するために表面に照射された入射光に対して5度の角度で反射する反射光の強度が、前記入射光の強度の15%以下であり、前記基材が前記入射光に対する前記反射光の強度が、前記入射光の強度の30%以上である像保持体と、
    前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段、帯電した前記像保持体に静電潜像を形成するために露光する露光手段、前記像保持体に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤によりトナー像として現像する現像手段、像保持体上に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写手段、及び、前記トナー像を被転写体上に転写した後、前記像保持体に残存したトナーを除去するトナー除去手段からなる群より選ばれる少なくとも一種の手段と、を備え、
    前記トナー像が形成された前記像保持体に対して前記入射光を照射し、該像保持体からの反射光に基づいて前記トナー像の光学濃度を検知する光学濃度検知手段と、前記光学濃度の検知結果に基づいて、前記像保持体上に形成されるトナー像の光学濃度が目標濃度となるように、前記帯電手段による前記像保持体の帯電電位、前記像保持体に対する前記露光手段による露光量、前記現像手段の現像電位、及び、前記転写手段による転写電圧のうちの少なくとも1つを制御する画像濃度制御手段とを有する画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
  7. 前記像保持体の最表面層は、前記入射光の透過率が20%以上80%以下である請求項6に記載のプロセスカートリッジ。
  8. 前記像保持体の基材による前記反射光の強度が、前記入射光の強度の30%以上98%以下である請求項6又は請求項7に記載のプロセスカートリッジ。
  9. 前記像保持体の基材及び下引層による前記反射光の強度が、前記入射光の強度の15%以上60%以下である請求項6〜請求項8のいずれか一項に記載のプロセスカートリッジ。
  10. 前記最表面層に含まれる粒子が、フッ素系樹脂、シリカ、及びアルミナから選ばれる1種以上の粒子である請求項6〜請求項9のいずれか一項に記載のプロセスカートリッジ。
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