JP2013020228A - 感光体ドラム、画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】中空円筒形スリーブ部材と感光層と保護層とフランジ部材とを有し、前記保護層がフィラーを含有し、前記保護層の表面がλc輪郭曲線フィルタ0.25mmで粗さ成分を遮断しλf輪郭曲線フィルタ2.5mmでうねりより長い波長成分を遮断したうねり曲線から得られる算術平均うねりが0.050μm〜0.400μmでありかつ輪郭曲線要素の平均長さが0.500mm〜1.500mmであり、前記フランジ部材が装着部と軸穴部と連結部とを有し、前記連結部が前記連結部を含みかつ前記スリーブ部材の軸方向に直交する仮想平面に対して前記装着部の外周面を前記軸方向に沿って投影させた仮想投影円の円周上から前記軸穴部まで引いた任意の仮想線分上に少なくとも1つの衝撃吸収穴を備える感光体ドラムである。
【選択図】図1
Description
更に最近では、電子写真プロセスにおいても、商業印刷、企業内での大量印刷などのプロダクションプリンティングへの展開が進んでおり、オフセット印刷と同等な高品質の画像を、画像形成装置の高速度化、小型化と共に高耐久性を達成する必要が求められるようになってきている。
加えて、高画質化の要求からトナー粒子の小粒径化に伴いクリーニング性を上げる目的でクリーニングブレードのゴム硬度の上昇と当接圧力の上昇が余儀なくされ、このことも感光体の磨耗を促進する要因となっている。
このような感光体の磨耗は、感度の劣化、帯電性の低下等の電気的特性を劣化させ、画像濃度低下、地肌汚れ等の異常画像の原因となる。また磨耗及び局所的に発生した傷は、クリーニング不良によるスジ状汚れ画像をもたらす。現状では感光体の寿命は、この磨耗及び傷が律速となり、交換に至っている。
しかし、これら(1)、(2)、及び(3)の技術では、有機感光体に求められる電気的な耐久性、機械的な耐久性をも含めた総合的な耐久性を十二分に満足するには至っていない。
しかし、この提案の技術は、相溶性に問題があり、これにより、低分子電荷輸送物質の析出、クラックの発生が起こり、機械強度も低下してしまうことがある。また、相溶性向上のためにポリカーボネート樹脂を含有させる記載もあるが、充分な耐磨耗性を達成できていない。また、保護層に電荷輸送物質を含まない感光体については、露光部電位を低下させるために保護層を薄膜とする記載があるが、膜が薄いために感光体の寿命が短い。また、帯電電位及び露光部電位の環境安定性が悪く、温湿度環境の影響によりその値は大きく変動し、充分な値を維持するには至っていない。
この感光体は、耐磨耗性と良好な電気的特性を両立させており注目されるが、炭素−炭素二重結合を有するモノマー及び炭素−炭素二重結合を有する電荷輸送物質の反応により生成した硬化物と、バインダー樹脂との相溶性が悪く、層分離により架橋時に表面凹凸が生じ、クリーニング不良を引き起こす傾向が見られる。また、バインダー樹脂がモノマーの硬化を妨げる他、この感光体において使用される炭素−炭素二重結合を有するモノマーとして具体的に記載されているものは2官能性のものであり、この2官能性モノマーでは官能基数が少なく充分な架橋密度が得られず、耐磨耗性の点では未だ満足するには至らない。また、反応性を有するバインダーを使用した場合においても、炭素−炭素二重結合を有するモノマー及び上記バインダー樹脂に含有される官能基数の低さから、炭素−炭素二重結合を有する電荷輸送物質の結合量と架橋密度との両立は難しく、電気特性及び耐磨耗性も充分とは言えないものであった。
しかし、この感光層は、嵩高い正孔輸送性化合物が二つ以上の連鎖重合性官能基を有するため硬化物中に歪みが発生し内部応力が高くなり、保護層の荒れ、及び経時におけるクラックが発生しやすい場合があり、充分な耐久性を有していない。
また、感光体の保護層にラジカル重合性化合物とフィラーを用いて硬化させた架橋型保護層が提案されている(特許文献10参照)。この提案の技術では、架橋樹脂膜と高硬度のフィラーにより、より耐磨耗性の高い感光体を形成している。
しかし、これらの粗面化技術は初期的には良好なクリーニング性を示すが、長期の使用により感光体が磨耗し、粗面化によるクリーニング効果が低下する問題がある。
しかし、この提案の技術では、意図的にクリーニング部を感光体表面で微振動をさせていることで、感光体ドラム自体も振動してしまう。また、表面層の微細凹凸とうねりが感光体全体として完全には均一に形成できないために、部分的に感光体ドラムの振動がばらついたり、大きくなったりする。これらのことは、現在までの電子写真においては問題無いレベルであるが、今後大きく展開されるプロダクションプリンティング分野で要求される、オフセット印刷と同等な高品質の画像に対しては、感光体ドラムの振動による画像濃度ムラとして、影響してしまうことが問題となる。
本発明の感光体ドラムは、中空円筒形スリーブ部材と、
前記中空円筒形スリーブ部材の外周面上に順次積層された感光層及び保護層と、
前記中空円筒形スリーブ部材の軸方向の端部の端部開口部に装着されたフランジ部材とを有し、
前記保護層が、フィラーを含有し、
前記保護層の表面が、λc輪郭曲線フィルタ0.25mmで粗さ成分を遮断し、λf輪郭曲線フィルタ2.5mmでうねりより長い波長成分を遮断したうねり曲線から得られる算術平均うねりWa(μm)が0.050μm〜0.400μmであり、かつ、輪郭曲線要素の平均長さWSm(mm)が0.500mm〜1.500mmであり、
前記フランジ部材が、前記中空円筒形スリーブ部材の軸方向の端部の端部開口部に装着可能な装着部と、前記装着部が前記端部開口部に装着された状態で前記中空円筒形スリーブ部材の中心軸となる位置に軸部材が挿入される軸穴が設けられた軸穴部と、前記中空円筒形スリーブ部材の円形断面に平行な方向に延在し、前記装着部に前記軸穴部を連結する連結部とを有し、
前記連結部が、前記連結部を含みかつ前記軸方向に直交する仮想平面に対して前記装着部の外周面を前記軸方向に沿って投影させた仮想投影円の円周上から前記軸穴部まで引いた任意の仮想線分上に、少なくとも1つの衝撃吸収穴を備えることを特徴とする。
本発明の感光体ドラムは、中空円筒形スリーブ部材と感光層と保護層とフランジ部材とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の層、部材を有する。
前記保護層は、フィラーを含有する。
前記保護層の表面は、λc輪郭曲線フィルタ0.25mmで粗さ成分を遮断し、λf輪郭曲線フィルタ2.5mmでうねりより長い波長成分を遮断したうねり曲線から得られる算術平均うねりWa(μm)が0.050μm〜0.400μmであり、かつ、輪郭曲線要素の平均長さWSm(mm)が0.500mm〜1.500mmである。
前記フランジ部材は、前記中空円筒形スリーブ部材の軸方向の端部の端部開口部に装着されている。
前記フランジ部材は、前記中空円筒形スリーブ部材の軸方向の端部の端部開口部に装着可能な装着部と、前記装着部が前記端部開口部に装着された状態で前記中空円筒形スリーブ部材の中心軸となる位置に軸部材が挿入される軸穴が設けられた軸穴部と、前記中空円筒形スリーブ部材の円形断面に平行な方向に延在し、前記装着部に前記軸穴部を連結する連結部とを有する。
前記連結部は、前記連結部を含みかつ前記軸方向に直交する仮想平面に対して前記装着部の外周面を前記軸方向に沿って投影させた仮想投影円の円周上から前記軸穴部まで引いた任意の仮想線分上に、少なくとも1つの衝撃吸収穴を備える。
本発明者らの詳細な解析の結果、偏磨耗の原因は、感光体ドラムに対する繰返しの画像形成において、保護層表面のフィラーに起因して微細に繰り返される衝撃(振動等のショック)が発生し、その衝撃(振動等のショック)の為に、感光体ドラムに軸方向の振れが大きい部分と小さい部分とが発生してしまい、その結果として、画像形成における感光体ドラムとの接触部位(クリ−ニングブレード等との接触部位)のハザードに違いが起こり、感光体ドラム表面の削れ量に差が生じることであると、推測できた。
そこで、本発明では、前記フランジ部材を採用した。前記フランジ部材は、当初感光体ドラム作製におけるフランジ部材圧入時に生じる振れに効果があると考えられていたが、前記保護層に起因する画像形成時の衝撃(振動等のショック)も吸収できることが本発明者らの検討により確認された。
前記フランジ部材が画像形成時の衝撃(振動等のショック)を吸収できる詳細なメカニズムは、明確になっていないが、本発明の前記感光体ドラムと、既存のフランジ部材を用いた以外は本発明の前記感光体ドラムと同じ構造の感光体ドラムとについて耐久性評価を行った結果、前記フランジ部材を用いた本発明の前記感光体ドラムでは、偏磨耗の発生がほとんど無いのに対して、既存のフランジ部材を用いた感光体ドラムでは、偏磨耗が発生してしまう結果が確認できた。
フランジ部材の圧入部(装着部)がスリーブ部材の端部開口部に圧入されたときには、スリーブ部材の端部開口部における内周面に接触する圧入部の外周面が、スリーブ部材の内周面から応力を受ける。この応力が連結部を介して圧入部から軸穴部に伝わり、軸穴部に設けられた軸穴が変形したり移動したりしてしまう。軸穴が変形したり移動したりしてしまうと、スリーブ部材の中心軸に対するフランジ部材の軸穴の位置がずれ、その結果、振れ精度が低下する。
図2は、感光体スリーブ30からフランジ部材35を取外した状態の説明図である。図2中の矢印Cに示すように、感光体スリーブ30の軸方向の端部の端部開口部34にフランジ部材35の装着部が圧入されることで、図1に示す感光体ドラム1となる。
前記中空円筒形スリーブ部材としては、軸方向の端部に端部開口部を有する中空円筒形スリーブ部材であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記中空円筒形スリーブ部材としては、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金等の金属、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を、蒸着又はスパッタリングにより、フィルム、円筒状のプラスチック、又は紙に被覆したもの、或いはアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の板及びそれらを、押し出し、引き抜き等の工法でドラム状に素管化後、切削、超仕上げ、研摩等の表面処理した管などが挙げられる。
前記感光層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、電荷発生物質と電荷輸送物質とを混在させた単層型感光層、電荷発生層と電荷輸送層とを積層した積層型感光層が挙げられる。
前記積層型感光層としては、例えば、前記中空円筒形スリーブ部材側から電荷発生層と電荷輸送層とをこの順に有する積層型感光層、前記中空円筒形スリーブ部材側から電荷輸送層と電荷発生層とをこの順に有する積層型感光層が挙げられる。これらの中でも、前記中空円筒形スリーブ部材側から電荷発生層と電荷輸送層とをこの順に有する積層型感光層が、耐久性の点から好ましい。
前記電荷発生層は、電荷発生物質を少なくとも含有し、更に必要に応じて、樹脂などのその他の成分を含有する。
前記電荷発生物質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、非対称ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料(特開昭53−95033号公報に記載)、ジスチリルベンゼン骨格を有するアゾ顔料(特開昭53−133445号公報に記載)、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料(特開昭53−132347号公報に記載)、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料(特開昭54−21728号公報に記載)、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料(特開昭54−22834号公報に記載)、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料(特開昭54−12742号公報に記載)、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料(特開昭54−17733号公報に記載)、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料(特開昭54−2129号公報に記載)、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料(特開昭54−14967号公報に記載)等のアゾ系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系顔料、多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン系顔料、トリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料、下記一般式(11)で表される金属フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン系顔料などが挙げられる。
前記Mにおける金属としては、例えば、Li、Be、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Ba、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、TI、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Th、Pa、U、Np、Amなどが挙げられる。
前記Cp1、及びCp2としては、例えば、下記一般式(10a)で表されるカップラー残基などが挙げられる。
前記電荷発生層に必要に応じて用いられる樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリフェニレンオキシド、ポリビニルピリジン、セルロース樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記電荷発生層における前記樹脂の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記電荷発生物質100質量部に対して、500質量部以下が好ましく、10質量部〜300質量部がより好ましい。
前記真空薄膜作製法としては、例えば、真空蒸着法、グロー放電分解法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、CVD(化学気相成長)法などが挙げられる。
前記キャスティング法としては、例えば、浸漬塗工法、スプレーコート法、ビードコート法などが挙げられる。
前記キャスティング法においては、通常、塗工液が用いられる。
前記塗工液としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記電荷発生物質を必要に応じて前記樹脂と共に、ボールミル、アトライター、サンドミル、超音波等の公知の分散方法を用いて溶媒中に分散した塗工液が挙げられる。なお、前記樹脂の添加は、前記電荷発生物質の分散前及び分散後のどちらでも構わない。前記塗工液は、電荷発生物質、溶媒及び樹脂を主成分とするが、増感剤、分散剤、界面活性剤、シリコーンオイル等の添加剤が含まれていてもよい。場合によっては、電荷発生層に後述の電荷輸送物質を添加することも可能である。
前記電荷輸送層は、電荷輸送物質を少なくとも含有し、更に必要に応じて、樹脂などのその他の成分を含有する。
前記電荷輸送物質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、電子輸送物質、正孔輸送物質などが挙げられる。
前記電荷輸送層に必要に応じて用いられる樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリカーボネート樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂、塩素化ポリエーテル、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、フラン樹脂、ニトリル樹脂、アルキッド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート樹脂、ジアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアリルスルホン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂、フェノール樹脂、EVA(エチレン・酢酸ビニル・共重合体)樹脂、ACS(アクリロニトリル・塩素化ポリエチレン・スチレン)樹脂、ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン)樹脂、エポキシアクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂が好ましい。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルキルアミノ基を有する化合物、酸化防止剤、レベリング剤などが挙げられる。
前記アルキルアミノ基を有する化合物は、オゾンやNOxの高濃度雰囲気下で発生する画像流れや帯電低下等を抑制する効果を有しており、前記一般式(1)、(2)及び(3)で表される電荷輸送物質を前記電荷輸送層に用いた場合には、特に有効である。これらの電荷輸送物質とアルキルアミノ基を有する化合物とを混合することにより、酸化性ガス雰囲気下においても画像流れ及び解像度の低下を抑制し、帯電低下等の静電劣化をも抑制し、その結果、高画質化を実現することができる。また、前記アルキルアミノ基を有する化合物は、電荷輸送構造を有しているため、残留電位に及ぼす影響が少なく、比較的多量の添加も可能である。
前記酸化防止剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フェノール系化合物、パラフェニレンジアミン類、ハイドロキノン類、有機硫黄化合物類、有機燐化合物類、ヒンダードアミン類などが挙げられる。
前記酸化防止剤は、繰り返し使用に対する静電特性の安定化に有効である。前記酸化防止剤の中でも、下記構造式(6)〜(9)で表される酸化防止剤が、特に好ましい。
前記レベリング剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類;側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー、オリゴマーなどが挙げられる。
前記電荷輸送層における前記レベリング剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記樹脂100質量部に対して、1質量部以下が好ましく、0.01質量部〜0.5質量部がより好ましい。前記含有量が、前記より好ましい範囲内であると、感光層又は電荷輸送層の塗膜欠陥を防止することができ、平滑な膜を形成することができる。
本発明においては、感光層が単層構成であっても使用可能である。前記単層感光層は、電荷発生物質、電荷輸送物質、樹脂等を適当な溶媒に溶解乃至分散し、これを前記中空円筒形スリーブ部材上又は下引き層上に塗工及び乾燥することによって形成される。前記電荷発生物質及び前記電荷輸送物質(電子輸送物質及び正孔輸送物質)は、前記電荷発生層及び前記電荷輸送層で挙げた材料を使用することが可能である。また、前記樹脂としては、前記電荷輸送層で挙げた前記樹脂の他に、前記電荷発生層で挙げた前記樹脂を混合して用いてもよい。また、前記樹脂として高分子電荷輸送物質も良好に使用できる。
前記単層感光層における前記電荷輸送物質の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記樹脂100質量部に対して、190質量部以下が好ましく、50質量部〜150質量部がより好ましい。
前記保護層は、少なくともフィラーを含有し、好ましくは硬化樹脂を含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。
前記保護層は、前記感光体ドラムの最表面に形成される。
前記保護層の表面は、λc輪郭曲線フィルタ0.25mmで粗さ成分を遮断し、λf輪郭曲線フィルタ2.5mmでうねりより長い波長成分を遮断したうねり曲線から得られる算術平均うねりWa(μm)が0.050μm〜0.400μmであり、かつ、輪郭曲線要素の平均長さWSm(mm)が0.500mm〜1.500mmである。
ここで、λc輪郭曲線フィルタ、λf輪郭曲線フィルタ、算術平均うねりWa、及び輪郭曲線要素の平均長さWSmは、JIS B 0601:2001年規格において定義又は記載の用語と同じ意味である。
なお、λc輪郭曲線フィルタ0.25mmで粗さ成分を遮断するのは、保護層の粗さを把握するためであり、λf輪郭曲線フィルタ2.5mmでうねりより長い波長成分を遮断するのは、保護層のうねりを把握するためである。これらの設定値が最も保護層の粗さとうねりとの関係を明確にできることを確認した。
前記算術平均うねりWaが、0.050μm未満であると、保護層のうねりが小さいため、クリーニング手段の振動が少なく、良好なクリーニング性は得られない。前記輪郭曲線要素の平均長さWSmが、1.500mmを超えると、振幅の大きなうねりとなるためブレードの微振動が少なくなり、クリーニング性の効果が低減される。前記輪郭曲線要素の平均長さWSmが、0.500mm未満であると、クリーニング手段の振動が起こらずクリーニング性は低下し、またクリーニング手段のめくれが発生しやすくなる。保護層のうねり形状は、前記算術平均うねりWa(μm)が、0.100μm〜0.300μm、かつ、前記輪郭曲線要素の平均長さWSm(μm)が、0.600mm〜1.300mmが好ましく、前記Waが、0.130μm〜0.270μm、かつ、前記WSmが、0.700mm〜1.200mmがより好ましい。
測定位置、及び測定数については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、測定誤差を少なくするため複数点測定するのが好ましい。例えば、円筒状の感光体では、長手方向の上端、中央、下端の3点、周方向90°おきに4点の計12点の測定を行い、12点の平均値を求めることで、測定誤差の少ない値を得ることができる。
なお、測定方向は、前記感光体ドラムの軸方向である。
スプレー塗工法により前記保護層を形成し、うねり形状を制御する場合、スプレー塗工時のスプレーガンはいかなるものでもよいが、塗工液の吐出量、霧化エア流量、霧化エア圧などを制御できるものが好ましい。
前記スプレーガンとしては、例えば、エアスプレー、エアレススプレー、静電スプレーなどが挙げられる。また、スプレーは、縦型でも横型でもよい。
前記スプレーガンの市販品としては、例えば、明治機械製作所製のエアスプレーA100などが挙げられる。
前記フィラーが、前記保護層に含有されることによって、前述の通り、うねり形状を長期的に持続させ、長期に渡り良好なクリーニング性を得ることができる。また、前記感光体ドラムの耐磨耗性及び耐傷性が顕著に高まるとともに、如何なる画像面積率を有する画像を出力しても、また、長期にわたって画像出力を繰り返しても、画質安定性に優れる感光体ドラムを得ることができる。
前記無機フィラーとしては、例えば、銅、スズ、アルミニウム、インジウム等の金属;シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、ジルコニア、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化カルシウム、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウム等の金属酸化物;フッ化錫、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウム等の金属フッ化物、チタン酸カリウム、窒化硼素などの無機材料の粉末が挙げられる。
そのため、前記フィラーとしては、前記無機フィラーが好ましく、金属酸化物がより好ましく、アルミナが特に好ましい。
更に、前記金属酸化物の使用は、保護層の層としての品質に対しても有利となる場合が多い。保護層の品質は、画像品質や耐磨耗性に大きく影響するため、良好な保護層を得ることは、高耐久化及び高画質化に対し有効となる。
電気絶縁性又は比抵抗が低い金属酸化物としては、例えば、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウムなどが挙げられる。
一方、電気絶縁性又は比抵抗が高い金属酸化物としては、例えば、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、シリカなどが挙げられる。これらは、電気絶縁性又は比抵抗が低い金属酸化物よりも、解像度低下及び画像流れの発生が起こりにくいため好ましい。ただし、保護層における含有量の増加に伴い残留電位上昇の問題が顕在化されることがある。そのため、電気絶縁性又は比抵抗が高い金属酸化物は、前記保護層の樹脂が、電荷輸送性構造を有さない重合性化合物と電荷輸送性構造を有する重合性化合物とを硬化させて得られる硬化樹脂である場合に、フィラーとして特に有効に使用することができる。
前記分散剤及び前記分散助剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、用いるフィラーに適したものを選択することが好ましい。
例えば、前記フィラーとして前記金属酸化物を用いた場合には、前記分散剤としては、ポリカルボン酸化合物が好ましく、ポリカルボン酸系湿潤分散剤がより好ましい。前記ポリカルボン酸化合物は、親水性基と疎水性基を併せ持っているため、親水性の表面を有する金属酸化物と疎水性の有機バインダー樹脂及び有機溶媒との親和性を保ち、またフィラーの濡れ性が高まるために、分散性及び分散安定性の向上に非常に大きな効果が発揮される。前記ポリカルボン酸化合物の最も大きな特徴は、カルボン酸が複数有するポリカルボン酸構造を有していることである。
前記ポリカルボン酸化合物の中でも、ポリカルボン酸系湿潤分散剤が有効である。前記ポリカルボン酸系湿潤分散剤としては、市販品を用いることができる。前記市販品としては、BYKケミー社製の「BYK−P104」、「BYK−P105」が好ましい。
前記ポリカルボン酸系湿潤分散剤は、カルボキシル基を有するために高い酸価を有している。この高い酸価に起因して、前記ポリカルボン酸系湿潤分散剤が、親水性で電荷のトラップサイトになる金属酸化物表面に吸着することで、残留電位上昇を引き起こすトラップサイトを埋める働きが期待できる。これにより、残留電位の影響が大きい親水性のフィラーを含有させても、残留電位を大幅に低減でき、かつフィラーの分散性も向上できる相乗効果を得ることができる。これらの技術は、特許第3802787号公報に開示されているが、上記公報には硬化樹脂を用いた場合については詳しくは記載されていない。なお、酸価とは、樹脂1g中に含まれるカルボキシル基を中和するのに必要な水酸化カリウムのミリグラム数で定義される。
これらの分散溶媒の中でも、分散性並びに分散安定性を向上させるためには、シクロヘキサノン、シクロペンタノンが特に好ましい。これらの溶媒は、比較的層内に残留しやすい傾向があるため、分散溶媒として大量に使用することは好ましくない。また、これらの分散溶媒と、前記ポリカルボン酸系湿潤分散剤とを組み合わせることによって、顕著な分散安定化効果を得ることができ、本発明においては非常に有効である。
前記表面処理剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記保護層が前記硬化樹脂を含有することで、磨耗量が少なく耐久性に優れた感光体ドラムを得ることができる。
前記硬化樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、電荷輸送性構造を有さない重合性官能基数3以上の重合性化合物を硬化させてなることが好ましく、電荷輸送性構造を有する重合性化合物と電荷輸送性構造を有さない重合性官能基数3以上の重合性化合物とを硬化させてなることがより好ましい。前記硬化樹脂は、3次元の網目構造を有する架橋樹脂である。
前記電荷輸送性構造を有さない重合性官能基数3以上の重合性化合物を硬化した場合、3次元の網目構造が発達し、架橋密度が非常に高い高硬度且つ高弾性な層が得られ、高い耐磨耗性及び耐傷性が達成される。ただし、硬化条件及び用いる材料によっては、硬化反応において瞬時に多数の結合を形成させるため、体積収縮による内部応力が発生し、クラックや膜剥がれが発生しやすくなる場合がある。その場合には、1官能又は2官能の重合性化合物を併用することで改善できる場合がある。
前記電荷輸送性構造を有さず3個以上のアクリロイルオキシ基を有する化合物は、例えば、水酸基がその分子中に3個以上ある化合物とアクリル酸(塩)、アクリル酸ハライド、アクリル酸エステルを用い、エステル反応又はエステル交換反応させることにより得ることができる。また、前記電荷輸送性構造を有さず3個以上のメタクリロイルオキシ基を有する化合物も同様にして得ることができる。また、化合物中の重合性官能基を3個以上有する単量体中の重合性官能基は、同一でもよいし、異なってもいてもよい。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、前記電荷輸送性構造を有さない重合性官能基数3以上の重合性化合物の前記保護層における成分割合としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記保護層全量に対して20質量%以上80質量%未満が好ましく、30質量%以上70質量%以下がより好ましい。前記成分割合が、20重量%未満であると、前記保護層の3次元架橋結合密度が少なく、従来の熱可塑性バインダー樹脂を用いた場合に比べ飛躍的な耐磨耗性向上が達成されない。前記成分割合が、80重量%以上であると、電荷輸送性構造を有する重合化合物の含有量が低下し、残留電位が顕著に上昇する恐れがある。使用されるプロセスによって要求される静電特性及び耐磨耗性が異なり、それに伴い保護層の厚みも異なるため一概には言えないが、両特性のバランスを考慮すると30重量%以上70重量%以下の範囲がより好ましい。
前記電荷輸送性構造を有する重合性化合物としては、例えば、トリアリールアミン、ヒドラゾン、ピラゾリン、カルバゾール等のホール輸送性構造;縮合多環キノン、ジフェノキノン、シアノ基を有する電子吸引性芳香族環、ニトロ基を有する電子吸引性芳香族環等の電子輸送性構造;これらの両方の構造を有しており、かつ重合性官能基を1つ以上有する化合物などが挙げられる。
そのため、前記電荷輸送性構造を有する重合性化合物としては、電荷輸送性構造を有する重合性官能基1の重合性化合物が好ましい。
前記電荷輸送性構造を有する重合性官能基数1の重合性化合物としては、下記一般式(12)で表される化合物、下記一般式(13)で表される化合物が、感度、残留電位、帯電性等の静電特性が改善される点で好ましい。
前記一般式(14)で表される基としては、例えば、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、ピロリジノ基などが挙げられる。
前記置換若しくは無置換のアルキレン基としては、例えば、前記Xのアルキレン基と同様のものなどが挙げられる。
前記置換若しくは無置換のアルキレンエーテル2価基としては、例えば、前記Xのアルキレンエーテル基の2価基と同様のものなど挙げられる。
前記アルキレンオキシカルボニル2価基としては、カプロラクトン変性2価基などが挙げられる。
Zaは、単結合、メチレン基、エチレン基、及び下記構造式(17)で表される基のいずれかを表す。
B1−Ar5−CH=CH−Ar6−B2 一般式(20)
ただし、前記一般式(20)中、Ar5は、置換又は無置換の芳香族炭化水素骨格からなる一価基、又は二価基を表す。前記芳香族炭化水素骨格としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、ビフェニルなどが挙げられる。置換基としては、例えば、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、ベンジル基、ハロゲン原子などが挙げられる。また、上記アルキル基、アルコキシ基は、更にハロゲン原子、フェニル基を置換基として有していてもよい。
前記R13、及び前記R14の置換若しくは無置換のアルキル基は、Ar5の置換基で述べたアルキル基と同様である。
前記R13、及び前記R14の置換若しくは無置換のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ピレニル基、フルオレニル基、9,9−ジメチル−2−フルオレニル基、アズレニル基、アントリル基、トリフェニレニル基、クリセニル基に加えて下記一般式(22)で表される基などが挙げられる。
前記R21のハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。
前記R21のアミノ基としては、例えば、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ジベンジルアミノ基、4−メチルベンジル基などが挙げられる。
前記Ar7のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ピレニル基、フルオレニル基、9,9−ジメチル−2−フルオレニル基、アズレニル基、アントリル基、トリフェニレニル基、クリセニル基などが挙げられる。
前記その他の成分としては、例えば、硬化樹脂とは異なる樹脂などが挙げられる。
前記樹脂としては、硬化樹脂とは異なる樹脂であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。
前記保護層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記電荷輸送性構造を有さない重合性官能基数3以上の重合性化合物と、前記電荷輸送性構造を有する重合性官能基数1の重合性化合物と、前記フィラーとを少なくとも含有し、更に必要に応じて、重合開始剤、溶媒などのその他の成分を含有する保護層用塗工液を前記感光層上に塗布し、乾燥及び硬化(架橋)させる方法などが挙げられる。
前記重合開始剤としては、例えば、熱重合開始剤、光重合開始剤などが挙げられる。
前記熱重合開始剤としては、例えば、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(パーオキシベンゾイル)ヘキシン−3,ジ−t−ブチルベルオキサイド、t−ブチルヒドロベルオキサイド、クメンヒドロベルオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシ)プロパン等の過酸化物系開始剤;アゾビスイソブチルニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、アゾビスイソ酪酸メチル、アゾビスイソブチルアミジン塩酸塩、4,4’−アゾビス−4−シアノ吉草酸等のアゾ系開始剤などが挙げられる。
また、光重合促進効果を有する化合物を単独又は前記光重合開始剤と併用して用いることもできる。前記光重合促進効果を有する化合物としては、例えば、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸(2−ジメチルアミノ)エチル、4,4’−ジメチルアミノベンゾフェノンなどが挙げられる。
前記溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサン、プロピルエーテル等のエーテル系溶媒;ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、クロロベンゼンなどのハロゲン系、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、セロソルブアセテート等のセロソルブ系溶媒などが挙げられる。
これらの溶媒は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記その他の成分としては、可塑剤、レベリング剤、アルキルアミノ基を有する化合物、酸化防止剤、ラジカル反応性を有しない低分子電荷輸送物質などが挙げられる。
前記可塑剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記保護層用塗工液の総固形分に対して、20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましい。
前記レベリング剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記保護層用塗工液の総固形分に対して、1質量%以下が好ましい。前記含有量が、1質量%を超えると、感光体ドラム表面の摩擦係数が低減しすぎて、潤滑性物質の供給量が不安定になる恐れがある。
前記アルキルアミノ基を有する化合物の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記保護層用塗工液の総固形分に対して、3質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましい。
前記酸化防止剤は、前記保護層に含有させることによって高い効果が得られる場合があるが、多量添加は硬化阻害を引き起こしたり、顕著な残留電位上昇を引き起こす恐れがある。
前記酸化防止剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記保護層用塗工液の総固形分に対して、3質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましい。
前記保護層用塗工液の処方、及び塗工条件を適切に制御することにより前記保護層を形成することができる。前記スプレー塗工法では、スプレー塗工時の霧化エア圧、及び吐出量、スプレーガン−スリーブ間距離、塗工回数などのスプレー塗布条件で塗膜状態、及び表面の形状を制御することができる。詳細は前述のとおりである。
前記エネルギーとしては、例えば、熱、光、放射線などが挙げられる。
前記加熱温度としては、100℃〜170℃が好ましい。前記加熱温度が、100℃未満であると、反応速度が遅く、硬化樹脂を形成する場合に完全に硬化反応が終了しないことがある。前記加熱温度が、170℃を超えると、硬化樹脂を形成する場合に硬化反応が不均一に進行し保護層中に大きな歪みや多数の未反応残基、反応停止末端が発生することがある。硬化樹脂を形成する場合の硬化反応を均一に進めるために、100℃未満の比較的低温で加熱後、更に100℃以上に加温し反応を完結させる方法も有効である。
前記光エネルギー又は前記放射線エネルギーにより保護層を硬化した場合は、硬化後に残留溶媒を除去するため、乾燥を行うことが好ましい。乾燥の温度及び時間は、保護層の塗工液に用いられた溶媒の沸点により任意に選択できるが、概ね100℃〜150℃、10分間〜30分間程度が好ましい。
前記その他の層としては、例えば、下引き層、中間層などが挙げられる。
本発明の感光体ドラムにおいては、前記中空円筒形スリーブ部材と前記感光層との間に下引き層を設けることができる。
前記下引き層は、一般には樹脂を主成分とするが、この樹脂は、その上に感光層を溶媒で塗布することを考えると、一般の有機溶媒に対して耐溶剤性の高い樹脂であるものを使用することが好ましい。このような樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂;共重合ポリアミド(共重合ナイロン)、メトキシメチル化ポリアミド(ナイロン)等のアルコール可溶性樹脂;ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂などが挙げられる。
使用される溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メタノール、エタノール、ブタノール、シクロヘキサノン、ジオキサン、及びこれらの混合溶媒などが挙げられる。
前記無機顔料は、前記溶媒及び前記樹脂と共に従来公知の方法、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライラーなどにより分散することができる。
前記樹脂は、分散前に前記下引き層用塗工液に添加してもよいし、分散後に樹脂溶液として前記下引き層用塗工液に添加してもよい。
また、必要に応じて、硬化(架橋)に必要な薬剤、添加剤、硬化促進剤等、及び無機顔料の分散性を高める目的での分散剤を加えることも可能である。
前記下引き層は、前記下引き層用塗工液を用い、従来公知の方法、例えば、浸漬塗工法、スプレーコート、リングコート、ビートコート、ノズルコート法などを用いて前記中空円筒形スリーブ部材上に形成される。
前記下引き層の平均厚みとしては、含有させる無機顔料の種類によって異なるが、20μm以下が好ましく、2μm〜10μmがより好ましい。
前記感光体ドラムは、前記中空円筒形スリーブ部材と前記下引き層の間、又は前記下引き層と前記感光層との間に、更に中間層を設けることも可能である。
前記中間層は、前記中空円筒形スリーブ部材からのホールの注入を抑制するために加えられるもので、主目的は地汚れの抑制にある。
前記中間層は、樹脂を主成分とする。前記樹脂としては、例えば、ポリアミド、アルコール可溶性ポリアミド(可溶性ナイロン)、水溶性ポリビニルブチラール、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。
前記中間層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記中間層の平均厚みとしては、0.05μm〜2μmが好ましい。
前記中間層と前記下引き層の2層構成とすることにより、地汚れ抑制効果は飛躍的に高まるが、残留電位上昇の影響が増加する傾向にある。また、前記中間層と前記下引き層の積層によって一周目帯電低下の影響が増加する場合もあるため、前記中間層及び前記下引き層の組成や厚みを充分考慮して決める必要がある。
(a)フェノール系化合物
2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、n−オクタデシル−3−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノ−ル)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−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)、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、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、ビス[3,3’−ビス(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコールエステル、トコフェロール類など。
(b)パラフェニレンジアミン類
N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジメチル−N,N’−ジ−t−ブチル−p−フェニレンジアミンなど。
(c)ハイドロキノン類
2,5−ジ−t−オクチルハイドロキノン、2,6−ジドデシルハイドロキノン、2−ドデシルハイドロキノン、2−ドデシル−5−クロロハイドロキノン、2−t−オクチル−5−メチルハイドロキノン、2−(2−オクタデセニル)−5−メチルハイドロキノンなど。
(d)有機硫黄化合物類
ジラウリル−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、ジテトラデシル−3,3’−チオジプロピオネートなど。
(e)有機燐化合物類
トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ(2,4−ジブチルフェノキシ)ホスフィンなど。
(a)リン酸エステル系可塑剤
リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、リン酸オクチルジフェニル、リン酸トリクロルエチル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸トリブチル、リン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリフェニルなど。
(b)フタル酸エステル系可塑剤
フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル、フタル酸ジイソオクチル、フタル酸ジ−n−オクチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ブチルラウリル、フタル酸メチルオレイル、フタル酸オクチルデシル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジオクチルなど。
(c)芳香族カルボン酸エステル系可塑剤
トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリ−n−オクチル、オキシ安息香酸オクチルなど。
(d)脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤
アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ−n−ヘキシル、アジピン酸ジ−2−エチルヘキシル、アジピン酸ジ−n−オクチル、アジピン酸−n−オクチル−n−デシル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジカプリル、アゼライン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ−n−オクチル、セバシン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジ−2−エトキシエチル、コハク酸ジオクチル、コハク酸ジイソデシル、テトラヒドロフタル酸ジオクチル、テトラヒドロフタル酸ジ−n−オクチルなど。
(e)脂肪酸エステル誘導体
オレイン酸ブチル、グリセリンモノオレイン酸エステル、アセチルリシノール酸メチル、ペンタエリスリトールエステル、ジペンタエリスリトールヘキサエステル、トリアセチン、トリブチリンなど。
(f)オキシ酸エステル系可塑剤
アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチル、ブチルフタリルブチルグリコレート、アセチルクエン酸トリブチルなど。
(g)エポキシ可塑剤
エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸デシル、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシステアリン酸ベンジル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジデシルなど。
(h)二価アルコールエステル系可塑剤
ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ−2−エチルブチラートなど。
(i)含塩素可塑剤
塩素化パラフィン、塩素化ジフェニル、塩素化脂肪酸メチル、メトキシ塩素化脂肪酸メチルなど。
(j)ポリエステル系可塑剤
ポリプロピレンアジペート、ポリプロピレンセバケート、ポリエステル、アセチル化ポリエステルなど。
(k)スルホン酸誘導体
p−トルエンスルホンアミド、o−トルエンスルホンアミド、p−トルエンスルホンエチルアミド、o−トルエンスルホンエチルアミド、トルエンスルホン−N−エチルアミド、p−トルエンスルホン−N−シクロヘキシルアミドなど。
(l)クエン酸誘導体
クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリ−2−エチルヘキシル、アセチルクエン酸−n−オクチルデシルなど。
(m)その他
ターフェニル、部分水添ターフェニル、ショウノウ、2−ニトロジフェニル、ジノニルナフタリン、アビエチン酸メチルなど。
(a)炭化水素系化合物
流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワックス、低重合ポリエチレンなど。
(b)脂肪酸系化合物
ラウリン酸、ミリスチン酸、パルチミン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸など。
(c)脂肪酸アミド系化合物
ステアリルアミド、パルミチルアミド、オレインアミド、メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステアロアミドなど。
(d)エステル系化合物
脂肪酸の低級アルコールエステル、脂肪酸の多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエステルなど。
(e)アルコール系化合物
セチルアルコール、ステアリルアルコール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリグリセロールなど。
(f)金属石けん
ステアリン酸鉛、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなど。
(g)天然ワックス
カルナウバロウ、カンデリラロウ、蜜ロウ、鯨ロウ、イボタロウ、モンタンロウなど。
(h)その他
シリコーン化合物、フッ素化合物など。
(a)ベンゾフェノン系
2−ヒドロキシベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロ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など。
(b)サルシレート系
フェニルサルシレート、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など。
(c)ベンゾトリアゾール系
(2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、(2’−ヒドロキシ−3’−ターシャリブチル−5’−メチルフェニル)5−クロロベンゾトリアゾールなど。
(d)シアノアクリレート系
エチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、メチル2−カルボメトキシ3(パラメトキシ)アクリレートなど。
(e)クエンチャー(金属錯塩系)
ニッケル(2,2’チオビス(4−t−オクチル)フェノレート)ノルマルブチルアミン、ニッケルジブチルジチオカルバメート、ニッケルジブチルジチオカルバメート、コバルトジシクロヘキシルジチオホスフェートなど。
(f)HALS(ヒンダードアミン)
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など。
前記フランジ部材は、前記中空円筒形スリーブ部材の軸方向の端部の端部開口部に装着可能な装着部と、前記装着部が前記端部開口部に装着された状態で前記中空円筒形スリーブ部材の中心軸となる位置に軸部材が挿入される軸穴が設けられた軸穴部と、前記中空円筒形スリーブ部材の円形断面に平行な方向に延在し、前記装着部に前記軸穴部を連結する連結部とを有する。
前記連結部は、前記連結部を含みかつ前記軸方向に直交する仮想平面に対して前記装着部の外周面を前記軸方向に沿って投影させた仮想投影円の円周上から前記軸穴部まで引いた任意の仮想線分上に、少なくとも1つの衝撃吸収穴を備える。
図7A及び図7Bは、フランジ部材35の説明図である。図7Aは、図2に示すフランジ部材35のA−A断面図であり、図7Bは、図2に示すフランジ部材35のB−B断面図である。
フランジ部材35は、装着部312、軸穴部314、連結部315及び外縁部319を備える。装着部312は、感光体スリーブ30の端部開口部34に圧入することで、装着部312の外周面である圧入外周面312fが感光体スリーブ30の中空円筒形スリーブ部材32の内周面と接触する。軸穴部314は、不図示の軸部材が挿入される軸穴313が設けられ、軸穴313を形成する部分である。外縁部319は、フランジ部材35の半径方向の最外周部である外縁319fを形成する。連結部315は、軸穴部314と装着部312及び外縁部319とを連結する部分である。
図8Aは、フランジ部材35の側面図であり、図8Bは、フランジ部材35の断面図である。図8Aに示すように、フランジ部材35の外縁部319の外縁319fには、外縁ギヤ319gが設けられており、軸穴部314の軸穴313には、駆動入力ギヤ319hが設けられている。なお、図8Aにおける符号11は、ギヤ部である。
このような構成により、画像形成装置本体側に設けられた駆動モータからの回転駆動が、駆動入力ギヤ319hからフランジ部材35に入力され、感光体ドラム1が回転駆動する。更に、感光体ドラム1が回転することで、外縁ギヤ319gから作像部ギヤ列に駆動が伝達され、現像手段等の作像手段を構成する他のユニットに回転駆動が伝達される。
このような駆動を繰り返していると、保護層中にフィラーがあることで発生する衝撃(振動等のショック)が発生するが、フランジ部材35は、衝撃吸収穴316を有することによって、その衝撃を抑制できる。
また、フランジ部材35により、感光体の振動を抑制できる。その理由は、クリーニング手段の微振動に起因する感光体の振動を、衝撃吸収穴316を有する連結部315が吸収するためと考えられる。そのため、感光体の振動を低減させ画像濃度ムラを減少させることができる。
前記衝撃吸収穴の円周方向の最大数は2以上であれば、更に前記軸穴の変形及び移動が小さくなる。ここで円周とは、言い換えれば、前記軸穴の中心から距離が等しい点の集合でできる円の線上をいい、図(例えば、図7B)中では仮想円327として示している。
また、前記連結部は、前記仮想平面において前記軸穴の中心位置から前記仮想投影円の円周上に引いた任意の仮想線分上に衝撃吸収穴を2以上有することが好ましい。
従来、前記硬化樹脂を含有する前記保護層は、削れがほとんど無く、高耐久性を達成できると考えられていた。しかし、詳細の解析の結果、前記硬化樹脂を含有する前記保護層のみでは、偏磨耗が発生してしまい、その為に予想よりも高耐久性を達成できていないことが確認された。
ところが、前記感光体ドラムに、前記フランジ部材と、前記硬化樹脂を含有する前記保護層とを併用することにより、更なる高耐久性が達成できることを、本発明者らは見出した。
更なる高耐久性を達成できる理由として、偏磨耗の低減が大きく寄与している。本発明者らの詳細な解析の結果、前記保護層の偏磨耗の原因は、感光体ドラムに対する繰返しの画像形成において、保護層表面のフィラーに起因して微細に繰り返される衝撃(振動等のショック)の発生であると推測できた。そして、衝撃(振動等のショック)が発生すると、感光体ドラムの軸方向の振れが大きい部分と小さい部分とが発生してしまい、その結果、画像形成における感光体ドラムとの接触部位(クリ−ニングブレード等との接触部位)のハザードに違いが起こり膜の削れ量に差が生じて、結果として偏磨耗が発生すると推測できた。この課題を解決するために、前記フランジ部材を用いることにより、繰返しの画像形成における感光体ドラムの振れを吸収して偏磨耗を低減することができた。
本発明の画像形成装置は、感光体ドラムと、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、クリーニング手段とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の手段を有する。
本発明の画像形成方法は、帯電工程と、露光工程と、現像工程と、転写工程と、クリーニング工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
前記感光体ドラムは、本発明の前記感光体ドラムである。
前記帯電手段としては、前記感光体ドラム表面を帯電させる手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器などが挙げられる。
前記帯電工程としては、前記感光体ドラム表面を帯電させる工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記帯電手段により行うことができる。
前記感光体ドラムの帯電方式は、接触帯電方式であってもよいし、近接帯電方式であってもよい。前記近接帯電方式としては、例えば、前記近接配置型ローラ帯電方式が挙げられる。
図31に示す近接配置型ローラ帯電方式では、感光体ドラム1と対向して配置する帯電ローラ223の回転軸である金属シャフト221の軸方向についての帯電ローラ223の両端に、ギャップ形成部材222が設けられている。このギャップ形成部材222が、感光体ドラム1の軸方向両端の非画像形成領域225と接触することで、感光体ドラム1の画像形成領域224と帯電ローラ223の表面との距離を一定に保ことができる。
前記露光手段としては、帯電された前記感光体ドラム表面を露光して前記感光体ドラムに静電潜像を形成する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系等の各種露光器などが挙げられる。
前記露光工程としては、帯電された前記感光体ドラム表面を露光して前記感光体ドラムに静電潜像を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記露光手段により行うことができる。
なお、前記感光体ドラムの裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記現像手段としては、前記感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記トナー乃至現像剤を収容し、前記静電潜像に該トナー乃至該現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものなどが挙げられる。
前記現像工程としては、前記感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記現像手段により行うことができる。
前記トナーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記トナーの製法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、粉砕分級法、懸濁重合法、乳化重合法、ポリマー懸濁法などが挙げられる。
前記トナーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱可塑性樹脂を主成分とするバインダー樹脂と、着色剤と、微粒子とを少なくとも含有し、更に必要に応じて、帯電制御剤、離型剤などのその他の成分を含有するトナーなどが挙げられる。このトナーは、重合法、造粒法などの各種のトナー製法によって作製された不定形又は球形のトナーである。
前記トナーとしては、磁性トナーであってもよいし、非磁性トナーであってもよい。
前記体積平均粒径は、例えば、ベックマン・コールター社製の粒度測定器「マルチサイザーII」を用いて測定することができる。
前記転写手段としては、前記トナー像を記録媒体(転写媒体)に転写する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トナー像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する転写手段などが挙げられる。
前記転写工程としては、前記トナー像を記録媒体に転写する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、中間転写体を用い、該中間転写体上にトナー像を一次転写した後、該トナー像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、トナー像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記クリーニング手段としては、前記感光体ドラム上に残留する前記トナーを除去する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナなどが挙げられる。
前記クリーニング手段は、転写手段より前記感光体ドラムの回転方向の下流側かつ保護膜形成手段より上流側に設けられることが好ましい。
前記クリーニングブレードとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、硬度(JIS−A硬度/JIS K6253硬さ試験で規定)が70°〜80°が好ましく、72°〜76°がより好ましい。前記硬度が、70°未満であると、軟らかくクリーニングブレード自体が磨耗しやすいために、磨耗により生じる隙間のためにトナーすり抜けが発生し経時でクリーニング性能が劣化することがある。前記硬度が、硬度が80°を超えると、硬いためクリーニングブレードの欠けが生じやすく、経時でクリーニング性能が劣化することがある。
前記その他の手段としては、例えば、保護膜形成手段、除電手段などが挙げられる。
前記その他の工程としては、例えば、保護膜形成工程、除電工程などが挙げられる。
前記保護膜形成手段は、前記感光体ドラム表面に保護剤を付与して保護膜を形成する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、保護剤塗布用ブレードなどが挙げられる。
前記保護膜形成工程は、前記感光体ドラム表面に保護剤を付与して保護膜を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記保護膜形成手段により行うことができる。
前記金属石鹸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ステアリン酸亜鉛などが挙げられる。
前記その他の成分としては、例えば、窒化ホウ素などが挙げられる。
保護剤21は、バー状に成形し固形化したものであり、加圧バネ(押圧力付与機構)23に所定の圧力で押圧され、ファーブラシ22が回転することによって保護剤21が掻き取られ、感光体ドラム1の表面に塗布される。加圧バネ23は、保護剤21が経時で減少しても、ファーブラシ22によって常に同じ量の保護剤21が掻き取られ、感光体ドラム1の表面に供給する点で有利である。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記感光体ドラムに対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
前記除電工程は、前記感光体ドラムに対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であり、除電手段により好適に行うことができる。
タンデム方式の画像形成装置は、複数色のトナーを各々独立して保持する現像部に対応してそれと同じ本数の感光体ドラムを具備し、それによって各色の現像を各々独立に平行して処理し、その後各色のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成する装置である。具体的には、フルカラー印刷に必要とされるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の少なくとも4色の現像部及び感光体ドラムが具備されており、4回のプロセスを繰り返して出力される従来のシングルドラム方式に比べて、極めて高速なフルカラー印刷を実現している。
本発明のプロセスカートリッジは、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から選択される少なくとも1つの手段と、感光体ドラムとを有し、画像形成装置に着脱可能なものである。
前記感光体ドラムは、本発明の前記感光体ドラムである。
ここで、図34に示すプロセスカートリッジによる画像形成プロセスについて示すと、感光体ドラム101は、回転しながら、帯電手段102による帯電、露光手段(不図示)による像露光103により、その表面に露光像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段104でトナー現像され、該トナー現像は転写手段106により、記録媒体105に転写され、プリントアウトされる。次いで、像転写後の感光体表面は、クリーニング手段107によりクリーニングされ、更に除電手段(不図示)により除電されて、再び、以上の操作を繰り返すものである。
<感光体ドラムA−1の作製>
直径60mm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、平均厚み3.0μmの下引き層、平均厚み0.2μmの電荷発生層、平均厚み20μmの電荷輸送層を形成した。
アルキッド樹脂 6部
(ベッコゾール1307−60−EL、DIC社製)
メラミン樹脂 4部
(スーパーベッカミン G−821−60、DIC社製)
酸化チタン(CR−EL、石原産業社製) 40部
メチルエチルケトン 50部
下記構造式(I)のチタニルフタロシアニン顔料 1.5部
ポリビニルブチラール(XYHL、UCC社製) 1.0部
メチルエチルケトン 80部
<X線回折スペクトル測定条件>
X線管球:Cu
電圧 :50kV
電流 :30mA
走査速度:2°/分間
走査範囲:3°〜40°
時定数 :2秒間
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、帝人化成社製)
下記構造式(II)の低分子電荷輸送物質 10部
テトラヒドロフラン 100部
1質量%シリコーンオイルのテトラヒドロフラン溶液 0.2部
(KF50−100CS、信越化学工業社製)
ビスフェノールZ型ポリカーボネート 4部
(パンライトTS2050、帝人化成社製)
アルミナ 3部
(スミコランダムAA03、平均一次粒径:0.3μm、住友化学工業社製)
テトラヒドロフラン 170部
シクロヘキサノン 50部
上記の処方で調製した保護層用塗工液をスプレーにて電荷輸送層上に塗工した。スプレーガンには明治機械製作所製A100を用いて塗工した。下記にスプレー塗布の条件を示す。
ノズル−スリーブ間距離:50mm
霧化エア圧 :1.0kg/cm2
エアー流量 :17.0L/min
吐出量 :0.06mL/s
スプレーガンの移動速度:3.5mm/s
ドラム回転数 :180rpm
指触乾燥時間 :3分間
なお、本明細書において、1kg/cm2は、98.07kPaである。
保護層用塗工液を塗工後、130℃20分間の乾燥を加え、平均厚み3μmの保護層を設けた。
<感光体ドラムA−2の作製>
実施例A−1において、保護層形成時のスプレーの霧化エア圧を0.9kg/cm2に変えた以外は、実施例A−1と同様にして、感光体ドラムA−2を作製した。
<感光体ドラムA−3の作製>
実施例A−1において、保護層形成時のスプレーの霧化エア圧を0.8kg/cm2に変えた以外は、実施例A−1と同様にして、感光体ドラムA−3を作製した。
<感光体ドラムA−4の作製>
実施例A−1において、保護層形成時のスプレーの霧化エア圧を0.7kg/cm2に変えた以外は、実施例A−1と同様にして、感光体ドラムA−4を作製した。
<感光体ドラムA−5の作製>
実施例A−1において、保護層形成時のスプレーの霧化エア圧を0.6kg/cm2に変えた以外は、実施例A−1と同様にして、感光体ドラムA−5を作製した。
<感光体ドラムA−6の作製>
実施例A−1において、保護層用塗工液の溶媒量を54部(テトラヒドロフラン36部、シクロヘキサノン18部)とし、保護層用塗工液をスプレー塗工する時のオシレート速度(スプレーガンの移動速度)を7.0mm/sとした以外は、実施例A−1と同様にして、感光体ドラムA−6を作製した。
<感光体ドラムA−7の作製>
実施例A−6において、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を0.9kg/cm2に変えた以外は、実施例A−6と同様にして、感光体ドラムA−7を作製した。
<感光体ドラムA−8の作製>
実施例A−6において、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を0.8kg/cm2に変えた以外は、実施例A−6と同様にして、感光体ドラムA−8を作製した。
<感光体ドラムA−9の作製>
実施例A−3において、保護層用塗工液のフィラーをシリカ微粒子(KMPX−100、平均一次粒径:0.1μm、信越化学工業社製)に代えた以外は、実施例A−3と同様にして、感光体ドラムA−9を作製した。
<感光体ドラムA−10の作製>
実施例A−3において、保護層用塗工液に下記材料を添加した以外は、実施例A−3と同様にして、感光体ドラムA−10を作製した。
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: 10部
ジペンタエリスリトールカプロラクトン変性ヘキサアクリレート
(KAYARAD DPCA−120、日本化薬製、分子量:1,947、官能基数:6官能)
<感光体ドラムA−11の作製>
実施例A−3において、保護層用塗工液のフィラーをアルミナ微粒子(スミコランダムAA07、平均一次粒径:0.7μm、住友化学社製)に代えた以外は、実施例A−3と同様にして、感光体ドラムA−11を作製した。
<感光体ドラムA−12の作製>
実施例A−3において、保護層用塗工液のフィラーをエポスターS6(メラミン・ホルムアルデヒド縮合有機微粒子、平均一次粒径:0.6μm、日本触媒社製)に代えた以外は、実施例A−3と同様にして、感光体ドラムA−12を作製した。
<感光体ドラムA−13の作製>
実施例A−3において、保護層用塗工液の光重合開始剤を以下の熱重合開始剤に代え、保護層用塗工液の溶媒量を34部(テトラヒドロフラン20部、シクロペンタノン14部)とし、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を1.0kg/cm2、霧化エア流量を15.0L/minに変え、スプレー塗工後は紫外線照射を行わずに130℃30分の乾燥を行った以外は、実施例A−3と同様にして、感光体ドラムA−13を作製した。
熱重合開始剤
2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシ)プロパン
(パーカドックス 12−EB20、化薬アクゾ社製)
<感光体ドラムA−14の作製>
実施例A−3において、保護層用塗工液の溶媒の量をそれぞれ半分にし、代わりにアセトンを混合した以外は、実施例A−3と同様にして、感光体ドラムA−14を作製した。
<感光体ドラムA−15の作製>
実施例A−1において、保護層用塗工液の溶媒量を54部(テトラヒドロフラン36部、シクロヘキサノン18部)とし、保護層用塗工液をスプレー塗工する時のオシレート速度(スプレーガンの移動速度)を10.0mm/sとした以外は、実施例A−1と同様にして、感光体ドラムA−15を作製した。
<感光体ドラムA−16の作製>
実施例A−1において、フランジ部材を、図9で示されるフランジ部材に代えた以外は、実施例A−1と同様にして、感光体ドラムA−16を作製した。
<感光体ドラムA−17の作製>
実施例A−1において、フランジ部材を、図10で示されるフランジ部材に代えた以外は、実施例A−1と同様にして、感光体ドラムA−17を作製した。
<感光体ドラムA−18の作製>
実施例A−1において、フランジ部材を、図16で示されるフランジ部材に代えた以外は、実施例A−1と同様にして、感光体ドラムA−18を作製した。
<感光体ドラムA−19の作製>
実施例A−1において、フランジ部材を、図14で示されるフランジ部材に代えた以外は、実施例A−1と同様にして、感光体ドラムA−19を作製した。
<感光体ドラムA−20の作製>
実施例A−1において、フランジ部材を、図18で示されるフランジ部材に代えた以外は、実施例A−1と同様にして、感光体ドラムA−20を作製した。
<感光体ドラムB−1の作製>
実施例A−1において、保護層の形成の際に下記保護層用塗工液を下記塗工条件で塗工した以外は、実施例A−1と同様にして、感光体ドラムB−1を作製した。
[保護層用塗工液]
70ccのガラスポットに直径5mmのアルミナボールを入れ、更に下記のフィラー、ポリカルボン酸化合物及びシクロペンタノンを入れ、ボールミルにより24時間分散(150rpm)してフィラーを分散させた。その後、テトラヒドロフランを添加して撹拌することによって得られたミルベース(下記配合)と、その他の材料を予め混合した溶液とを混合することによって保護層用塗工液を作製した。
(ミルベース)
アルミナ 8部
(スミコランダムAA03、平均一次粒径:0.3μm、住友化学工業社製)
ポリカルボン酸化合物 0.2部
(低分子量不飽和ポリカルボン酸ポリマー溶液、
BYK−P104、不揮発分 50質量%、BYKケミー社製)
シクロペンタノン 8部
テトラヒドロフラン 12部
(保護層用塗工液)
ミルベース 6.5部
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 10部
トリメチロールプロパントリアクリレート
(KAYARAD TMPTA、日本化薬社製、分子量:296、官能基数:3官能)
光重合開始剤 1部
(イルガキュア184、日本化薬社製、分子量:204)
レベリング剤 0.2部
(BYK−UV3570、ビックケミー社製)
テトラヒドロフラン 115部
上記の処方で調製した保護層用塗工液をスプレーにて電荷輸送層上に塗工した。スプレーガンには明治機械製作所製A100を用いて塗工した。下記にスプレー塗布の条件を示す。
ノズル−スリーブ間距離:50mm
霧化エア圧 :1.0kg/cm2
エアー流量 :17.0L/min
吐出量 :0.06mL/s
スプレーガンの移動速度:3.5mm/s
ドラム回転数 :180rpm
指触乾燥時間 :3分間
保護層用塗工液を塗工後、紫外線照射装置(Fusion社製、UVランプシステム)を用い、スリーブを30rpmで回転させながら紫外線照射を行い、硬化させた。紫外線照射のランプにはVバルブを使用し、紫外線ランプと感光体表面の距離を53mm、照射強度を500mW/cm2とし、60秒間の紫外線照射を行い、塗布膜を硬化させた。紫外線照射後は、130℃20分間の乾燥を加え、平均厚み3μmの保護層を設けた。
<感光体ドラムB−2の作製>
実施例B−1において、保護層形成時のスプレーの霧化エア圧を0.9kg/cm2に変えた以外は、実施例B−1と同様にして、感光体ドラムB−2を作製した。
<感光体ドラムB−3の作製>
実施例B−1において、保護層形成時のスプレーの霧化エア圧を0.8kg/cm2に変えた以外は、実施例B−1と同様にして、感光体ドラムB−3を作製した。
<感光体ドラムB−4の作製>
実施例B−1において、保護層形成時のスプレーの霧化エア圧を0.7kg/cm2に変えた以外は、実施例B−1と同様にして、感光体ドラムB−4を作製した。
<感光体ドラムB−5の作製>
実施例B−1において、保護層形成時のスプレーの霧化エア圧を0.6kg/cm2に変えた以外は、実施例B−1と同様にして、感光体ドラムB−5を作製した。
<感光体ドラムB−6の作製>
実施例B−1において、保護層用塗工液の溶媒量を54部(テトラヒドロフラン36部、シクロペンタノン18部)とし、保護層用塗工液をスプレー塗工する時のオシレート速度(スプレーガンの移動速度)を7.0mm/sとした以外は、実施例B−1と同様にして、感光体ドラムB−6を作製した。
<感光体ドラムB−7の作製>
実施例B−6において、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を0.9kg/cm2に変えた以外は、実施例B−6と同様にして、感光体ドラムB−7を作製した。
<感光体ドラムB−8の作製>
実施例B−6において、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を0.8kg/cm2に変えた以外は、実施例B−6と同様にして、感光体ドラムB−8を作製した。
<感光体ドラムB−9の作製>
実施例B−3において、保護層用塗工液のフィラーをシリカ微粒子(KMPX−100、平均一次粒径:0.1μm、信越化学工業社製)に代えた以外は、実施例B−3と同様にして、感光体ドラムB−9を作製した。
<感光体ドラムB−10の作製>
実施例B−3において、保護層用塗工液の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下記材料に代えた以外は、実施例B−3と同様にして、感光体ドラムB−10を作製した。
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
ジペンタエリスリトールカプロラクトン変性ヘキサアクリレート
(KAYARAD DPCA−120、日本化薬社製、分子量:1,947、官能基数:6官能)
<感光体ドラムB−11の作製>
実施例B−3において、保護層用塗工液のフィラーをアルミナ微粒子(スミコランダムAA07、平均一次粒径:0.7μm、住友化学社製)に代えた以外は、実施例B−3と同様にして、感光体ドラムB−11を作製した。
<感光体ドラムB−12の作製>
実施例B−3において、保護層用塗工液のフィラーをエポスターS6(メラミン・ホルムアルデヒド縮合有機微粒子、平均一次粒径:0.6μm、日本触媒社製)に代えた以外は、実施例B−3と同様にして、感光体ドラムB−12を作製した。
<感光体ドラムB−13の作製>
実施例B−3において、保護層用塗工液の光重合開始剤を以下の熱重合開始剤に代え、保護層用塗工液の溶媒量を34部(テトラヒドロフラン20部、シクロペンタノン14部)とし、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を1.0kg/cm2、霧化エア流量を15.0L/minに変え、スプレー塗工後は紫外線照射を行わずに130℃30分間の乾燥を行った以外は、実施例B−3と同様にして、感光体ドラムB−13を作製した。
熱重合開始剤
2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシ)プロパン
(パーカドックス 12−EB20、化薬アクゾ社製)
<感光体ドラムB−14の作製>
実施例B−3において、保護層用塗工液の溶媒の量をそれぞれ半分にし、代わりにアセトンを混合した以外は、実施例B−3と同様にして、感光体ドラムB−14を作製した。
<感光体ドラムB−15の作製>
実施例B−1において、保護層用塗工液の溶媒量を54部(テトラヒドロフラン36部、シクロペンタノン18部)とし、保護層用塗工液をスプレー塗工する時のオシレート速度(スプレーガンの移動速度)を10.0mm/sとした以外は、実施例B−1と同様にして、感光体ドラムB−15を作製した。
<感光体ドラムB−16の作製>
実施例B−1において、フランジ部材を、図9で示されるフランジ部材に代えた以外は、実施例B−1と同様にして、感光体ドラムB−16を作製した。
<感光体ドラムB−17の作製>
実施例B−1において、フランジ部材を、図10で示されるフランジ部材に代えた以外は、実施例B−1と同様にして、感光体ドラムB−17を作製した。
<感光体ドラムB−18の作製>
実施例B−1において、フランジ部材を、図16で示されるフランジ部材に代えた以外は、実施例B−1と同様にして、感光体ドラムB−18を作製した。
<感光体ドラムB−19の作製>
実施例B−1において、フランジ部材を、図14で示されるフランジ部材に代えた以外は、実施例B−1と同様にして、感光体ドラムB−19を作製した。
<感光体ドラムB−20の作製>
実施例B−1において、フランジ部材を、図18で示されるフランジ部材に代えた以外は、実施例B−1と同様にして、感光体ドラムB−20を作製した。
<感光体ドラムC−1の作製>
実施例A−1において、保護層の形成の際に下記保護層用塗工液を下記塗工条件で塗工した以外は、実施例A−1と同様にして、感光体ドラムC−1を作製した。
[保護層用塗工液]
70ccのガラスポットに直径5mmのアルミナボールを入れ、更に下記のフィラー、ポリカルボン酸化合物及びシクロペンタノンを入れ、ボールミルにより24時間分散(150rpm)してフィラーを分散させた。その後、テトラヒドロフランを添加して撹拌することによって得られたミルベース(下記配合)と、その他の材料を予め混合した溶液とを混合することによって保護層用塗工液を作製した。
(ミルベース)
アルミナ 8部
(スミコランダムAA03、平均一次粒径:0.3μm、住友化学工業社製)
ポリカルボン酸化合物 0.2部
(低分子量不飽和ポリカルボン酸ポリマー溶液、
BYK−P104、不揮発分 50質量%、BYKケミー社製)
シクロペンタノン 8部
テトラヒドロフラン 12部
(保護層用塗工液)
ミルベース 6.5部
下記構造式の、電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物 10部
トリメチロールプロパントリアクリレート
(KAYARAD TMPTA、日本化薬社製、分子量:296、官能基数:3官能)
光重合開始剤 1部
(イルガキュア184、日本化薬社製、分子量:204)
レベリング剤 0.2部
(BYK−UV3570、ビックケミー社製)
テトラヒドロフラン 115部
上記の処方で調製した保護層用塗工液をスプレーにて電荷輸送層上に塗工した。スプレーガンには明治機械製作所製A100を用いて塗工した。下記にスプレー塗布の条件を示す。
ノズル−スリーブ間距離:50mm
霧化エア圧 :1.0kg/cm2
エアー流量 :17.0L/min
吐出量 :0.06mL/s
スプレーガンの移動速度:3.5mm/s
ドラム回転数 :180rpm
指触乾燥時間 :3分間
保護層用塗工液を塗工後、紫外線照射装置(Fusion社製、UVランプシステム)を用い、スリーブを30rpmで回転させながら紫外線照射を行い、硬化させた。紫外線照射のランプにはVバルブを使用し、紫外線ランプと感光体表面の距離を53mm、照射強度を500mW/cm2とし、60秒間の紫外線照射を行い、塗布膜を硬化させた。紫外線照射後は、130℃20分間の乾燥を加え、平均厚み3μmの保護層を設けた。
(実施例C−2)
<感光体ドラムC−2の作製>
実施例C−1において、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を0.9kg/cm2に変えた以外は、実施例C−1と同様にして、感光体ドラムC−2を作製した。
<感光体ドラムC−3の作製>
実施例C−1において、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を0.8kg/cm2に変えた以外は、実施例C−1と同様にして、感光体ドラムC−3を作製した。
<感光体ドラムC−4の作製>
実施例C−1において、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を0.7kg/cm2に変えた以外は、実施例C−1と同様にして、感光体ドラムC−4を作製した。
<感光体ドラムC−5の作製>
実施例C−1において、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を0.6kg/cm2に変えた以外は、実施例C−1と同様にして、感光体ドラムC−5を作製した。
<感光体ドラムC−6の作製>
実施例C−1において、保護層用塗工液の溶媒量を54部(テトラヒドロフラン36部、シクロペンタノン18部)とし、保護層用塗工液をスプレー塗工する時のオシレート速度(スプレーガンの移動速度)を7.0mm/sとした以外は、実施例C−1と同様にして、感光体ドラムC−6を作製した。
<感光体ドラムC−7の作製>
実施例C−6において、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を0.9kg/cm2に変えた以外は、実施例C−6と同様にして、感光体ドラムC−7を作製した。
<感光体ドラムC−8の作製>
実施例C−6において、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を0.8kg/cm2に変えた以外は、実施例C−6と同様にして、感光体ドラムC−8を作製した。
<感光体ドラムC−9の作製>
実施例C−3において、保護層用塗工液のフィラーをシリカ微粒子(KMPX−100、平均一次粒径:0.1μm、信越化学工業社製)に代えた以外は、実施例C−3と同様にして、感光体ドラムC−9を作製した。
<感光体ドラムC−10の作製>
実施例C−3において、保護層用塗工液の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下記材料に代えた以外は、実施例C−3と同様にして、感光体ドラムC−10を作製した。
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
ジペンタエリスリトールカプロラクトン変性ヘキサアクリレート
(KAYARAD DPCA−120、日本化薬社製、分子量:1,947、官能基数:6官能)
<感光体ドラムC−11の作製>
実施例C−3において、保護層用塗工液のフィラーをアルミナ微粒子(スミコランダムAA07、平均一次粒径:0.7μm、住友化学社製)に代えた以外は、実施例C−3と同様にして、感光体ドラムC−11を作製した。
<感光体ドラムC−12の作製>
実施例C−3において、保護層用塗工液のフィラーをエポスターS6(メラミン・ホルムアルデヒド縮合有機微粒子、平均一次粒径:0.6μm、日本触媒社製)に代えた以外は、実施例C−3と同様にして、感光体ドラムC−12を作製した。
<感光体ドラムC−13の作製>
実施例C−3において、保護層用塗工液の光重合開始剤を以下の熱重合開始剤に代え、保護層用塗工液の溶媒を34部(テトラヒドロフラン20部、シクロペンタノン14部)とし、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を1.0kg/cm2、霧化エア流量を15.0L/minに変え、スプレー塗工後は紫外線照射を行わずに130℃30分間の乾燥を行った以外は、実施例C−3と同様にして、感光体ドラムC−13を作製した。
熱重合開始剤
2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシ)プロパン
(パーカドックス 12−EB20、化薬アクゾ社製)
<感光体ドラムC−14の作製>
実施例C−3において、保護層用塗工液の溶媒の量をそれぞれ半分にし、代わりにアセトンを混合した以外は、実施例C−3と同様にして、感光体ドラムC−14を作製した。
<感光体ドラムC−15の作製>
実施例C−1において、保護層用塗工液の溶媒量を54部(テトラヒドロフラン36部、シクロペンタノン18部)とし、保護層用塗工液をスプレー塗工する時のオシレート速度(スプレーガンの移動速度)を10.0mm/sとした以外は、実施例C−1と同様にして、感光体ドラムC−15を作製した。
<感光体ドラムC−16の作製>
実施例C−1において、フランジ部材を、図9で示されるフランジ部材に代えた以外は、実施例C−1と同様にして、感光体ドラムC−16を作製した。
<感光体ドラムC−17の作製>
実施例C−1において、フランジ部材を、図10で示されるフランジ部材に代えた以外は、実施例C−1と同様にして、感光体ドラムC−17を作製した。
<感光体ドラムC−18の作製>
実施例C−1において、フランジ部材を、図16で示されるフランジ部材に代えた以外は、実施例C−1と同様にして、感光体ドラムC−18を作製した。
<感光体ドラムC−19の作製>
実施例C−1において、フランジ部材を、図14で示されるフランジ部材に代えた以外は、実施例C−1と同様にして、感光体ドラムC−19を作製した。
<感光体ドラムC−20の作製>
実施例C−1において、フランジ部材を、図18で示されるフランジ部材に代えた以外は、実施例C−1と同様にして、感光体ドラムC−20を作製した。
<感光体ドラムD−1〜D−14の作製>
実施例A−1〜A−14において、フランジ部材を図30A及び図30B(以下「図30」と称することがある)のフランジ部材に代えた以外は、実施例A−1〜A−14とそれぞれ同様にして、感光体ドラムD−1〜D−14を作製した。
<感光体ドラムD−15の作製>
実施例A−1において、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を1.1kg/cm2に変えた以外は、実施例A−1と同様にして、感光体ドラムD−15を作製した。
<感光体ドラムD−16の作製>
実施例A−1において、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を1.3kg/cm2に変えた以外は、実施例A−1と同様にして、感光体ドラムD−16を作製した。
<感光体ドラムD−17の作製>
実施例A−1において、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を0.5kg/cm2に変えた以外は、実施例A−1と同様にして、感光体ドラムD−17を作製した。
<感光体ドラムD−18の作製>
実施例A−1において、保護層用塗工液の溶媒量を54部(テトラヒドロフラン36部、シクロヘキサノン18部)とし、保護層用塗工液をスプレー塗工する時のオシレート速度(スプレーガンの移動速度)を7.0mm/s、霧化エア圧を0.6kg/cm2とした以外は、実施例A−1と同様にして、感光体ドラムD−18を作製した。
<感光体ドラムD−19の作製>
実施例A−1において、保護層用塗工液の溶媒量を208部(テトラヒドロフラン120部、シクロヘキサノン88部)とし、保護層用塗工液をスプレー塗工する時のオシレート速度(スプレーガンの移動速度)を2.3mm/s、霧化エア圧を0.5kg/cm2とした以外は、実施例A−1と同様にして、感光体ドラムD−19を作製した。
<感光体ドラムD−20の作製>
実施例A−1において、保護層用塗工液の溶媒量を208部(テトラヒドロフラン120部、シクロヘキサノン88部)とし、保護層用塗工液をスプレー塗工する時のオシレート速度(スプレーガンの移動速度)を2.3mm/s、霧化エア圧を1.3kg/cm2とした以外は、実施例A−1と同様にして、感光体ドラムD−20を作製した。
<感光体ドラムD−21の作製>
実施例A−1において、保護層用塗工液にフィラーを配合しなかった以外は、実施例A−1と同様にして、感光体ドラムD−21を作製した。
<感光体ドラムD−22の作製>
実施例A−2において、保護層用塗工液にフィラーを配合しなかった以外は、実施例A−2と同様にして、感光体ドラムD−22を作製した。
<感光体ドラムE−1〜E−14の作製>
実施例B−1〜B−14において、フランジ部材を図30A及び図30Bのフランジ部材に代えた以外は、実施例B−1〜B−14とそれぞれ同様にして、感光体ドラムE−1〜E−14を作製した。
<感光体ドラムE−15の作製>
実施例B−1において、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を1.1kg/cm2に変えた以外は、実施例B−1と同様にして、感光体ドラムE−15を作製した。
<感光体ドラムE−16の作製>
実施例B−1において、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を1.3kg/cm2に変えた以外は、実施例B−1と同様にして、感光体ドラムE−16を作製した。
<感光体ドラムE−17の作製>
実施例B−1において、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を0.5kg/cm2に変えた以外は、実施例B−1と同様にして、感光体ドラムE−17を作製した。
<感光体ドラムE−18の作製>
実施例B−1において、保護層用塗工液の溶媒量を54部(テトラヒドロフラン36部、シクロペンタノン18部)とし、保護層用塗工液をスプレー塗工する時のオシレート速度(スプレーガンの移動速度)を7.0mm/s、霧化エア圧を0.6kg/cm2とした以外は、実施例B−1と同様にして、感光体ドラムE−18を作製した。
<感光体ドラムE−19の作製>
実施例B−1において、保護層用塗工液の溶媒量を208部(テトラヒドロフラン120部、シクロペンタノン88部)とし、保護層用塗工液をスプレー塗工する時のオシレート速度(スプレーガンの移動速度)を2.3mm/s、霧化エア圧を0.5kg/cm2とした以外は、実施例B−1と同様にして、感光体ドラムE−19を作製した。
<感光体ドラムE−20の作製>
実施例B−1において、保護層用塗工液の溶媒量を208部(テトラヒドロフラン120部、シクロペンタノン88部)とし、保護層用塗工液をスプレー塗工する時のオシレート速度(スプレーガンの移動速度)を2.3mm/s、霧化エア圧を1.3kg/cm2とした以外は、実施例B−1と同様にして、感光体ドラムE−20を作製した。
<感光体ドラムE−21の作製>
実施例B−1において、保護層用塗工液にフィラーを配合しなかった以外は、実施例B−1と同様にして、感光体ドラムE−21を作製した。
<感光体ドラムE−22の作製>
実施例B−2において、保護層用塗工液にフィラーを配合しなかった以外は、実施例B−2と同様にして、感光体ドラムE−22を作製した。
<感光体ドラムF−1〜F−14の作製>
実施例C−1〜C−14において、フランジ部材を図30A及び図30Bのフランジ部材に代えた以外は、実施例C−1〜C−14とそれぞれ同様にして、感光体ドラムF−1〜F−14を作製した。
<感光体ドラムF−15の作製>
実施例C−1において、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を1.1kg/cm2に変えた以外は、実施例C−1と同様にして、感光体ドラムF−15を作製した。
<感光体ドラムF−16の作製>
実施例C−1において、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を1.3kg/cm2に変えた以外は、実施例C−1と同様にして、感光体ドラムF−16を作製した。
<感光体ドラムF−17の作製>
実施例C−1において、保護層用塗工液をスプレー塗工する時の霧化エア圧を0.5kg/cm2に変えた以外は、実施例C−1と同様にして、感光体ドラムF−17を作製した。
<感光体ドラムF−18の作製>
実施例C−1において、保護層用塗工液の溶媒量を54部(テトラヒドロフラン36部、シクロペンタノン18部)とし、保護層用塗工液をスプレー塗工する時のオシレート速度(スプレーガンの移動速度)を7.0mm/s、霧化エア圧を0.6kg/cm2とした以外は、実施例C−1と同様にして、感光体ドラムF−18を作製した。
<感光体ドラムF−19の作製>
実施例C−1において、保護層用塗工液の溶媒量を208部(テトラヒドロフラン120部、シクロペンタノン88部)とし、保護層用塗工液をスプレー塗工する時のオシレート速度(スプレーガンの移動速度)を2.3mm/s、霧化エア圧を0.5kg/cm2とした以外は、実施例C−1と同様にして、感光体ドラムF−19を作製した。
<感光体ドラムF−20の作製>
実施例C−1において、保護層用塗工液の溶媒量を208部(テトラヒドロフラン120部、シクロペンタノン88部)とし、保護層用塗工液をスプレー塗工する時のオシレート速度(スプレーガンの移動速度)を2.3mm/s、霧化エア圧を1.3kg/cm2とした以外は、実施例C−1と同様にして、感光体ドラムF−20を作製した。
<感光体ドラムF−21の作製>
実施例C−1において、保護層用塗工液にフィラーを配合しなかった以外は、実施例C−1と同様にして、感光体ドラムF−21を作製した。
<感光体ドラムF−22の作製>
実施例C−2において、保護層用塗工液にフィラーを配合しなかった以外は、実施例C−2と同様にして、感光体ドラムF−22を作製した。
作製した感光体ドラムについて、以下の評価を行った。
保護層の算術平均うねりWa及び輪郭曲線要素の平均長さWSmは、東京精密社製の表面粗さ計サーフコム1400Dを用い、ろ波中心線うねり測定、測定長さ12.5mm、カットオフ波長0.25mm〜2.5mm、測定速度0.6mm/sで断面曲線を測定し、カットオフ種別は、ガウシアン補正、傾斜補正は最小二乗法直線近似を選択した。測定点は感光体の長手方向の上端、中央、下端の3点、周方向90°おきに4点の計12点の測定を行い、12点の平均値を値とした。なお、測定方向は、前記感光体ドラムの軸方向である。
結果を表1−1〜表1−3に示す。
感光体ドラムの振れを評価した。
感光体ドラムの振れとは、感光体ドラムの回転軸を中心に感光体ドラムを回転させたときの、感光体ドラムの表面に対向する固定された基準位置から感光体ドラム表面までの距離の変位幅であり、感光体ドラムが一回転する間の前記基準位置から感光体ドラム表面までの距離の最大値から最小値を引いた値である。
この「振れ」の値は、感光体ドラムの両端部の軸中心を合わせ、把持し、回転させる機構を備えた設備と、レーザー測定器(KEYENCE社製、型番:LS−7030)とを使用して測定した。具体的には、図36A及び図36Bに示す装置を用いて測定した。図36A及び図36Bは、感光体ドラムの振れの測定に用いた装置の概略説明図であり、図36Aは上面図、図36Bは側面図である。
図36Bに示すように、レーザー測定器は、感光体ドラムの下端と基準位置との間の隙間に対して上下方向の幅が充分に広い照射光Laを投光側から照射する。この照射光Laのうち、感光体ドラムの下端と基準位置との間の隙間を通過した通過光Lbが受光側で受光され、この通過光Lbの上下方向の幅(以下、上下幅Gと呼ぶ)を測定することで感光体ドラム表面までの距離の値を検出することができる。更に、上下幅Gの感光体ドラム一周分の値を、感光体ドラムの軸方向に等間隔(約50mm間隔)で配置した7台のレーザー測定器でそれぞれ測定し、全ての上下幅Gの値のうちの最大値と最小値との差を「振れ」の値とした。結果を表2−1〜表2−3に示す。
なお、振れの測定は、ランニング試験による初期、及び100万枚印刷後の感光体ドラムについて行った。ランニング試験は、以下の画像評価の試験で行ったランニング試験である。
感光体ドラムについて、磨耗量の評価、及び画像評価を行った。
画像評価及び通紙ランニングは、上記感光体ドラムをプロセスカートリッジに装着した、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、定着手段、クリーニング手段、潤滑性物質塗布手段、及び除電手段を搭載した株式会社リコー製デジタルフルカラー複写機(タンデム方式、imagio MP C7501)の改造機を用いた。
帯電手段は、ブラックステーションにスコロトロンチャージャーを用い、マゼンダ、シアン、イエローの各ステーションには、近接配置型の帯電ローラーを用いた。帯電ローラーには直径10mmの硬質樹脂ローラーを用い、感光体ドラムとのギャップを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が3kV、周波数が1.5kHzの正弦波を重畳した交番電界を印加した。
露光手段には波長が655nmの半導体レーザーを用いた。
現像手段に充填されるトナーには、株式会社リコー製のimagio MP PトナーC7501を用いた。
転写手段には中間転写ベルトを用いた。
クリーニング手段にはブレードを用い、かつブレードは感光体ドラムの回転方向に対してカウンター方向に当接した。
潤滑性物質としては、ステアリン酸亜鉛をバー状に固化したものを用い、図32の如く加圧バネ及びファーブラシを取り付け、ステアリン酸亜鉛がファーブラシで掻き取られ、感光体ドラム表面に供給する構成とした。更に、ステアリン酸亜鉛が感光体ドラム表面に付着した後、ステアリン酸亜鉛が過剰に付着しないように、また感光体ドラム表面に均一に塗布されるように塗布ブレードを設けた。塗布ブレードは、感光体ドラムの回転方向に対してトレーリング方向に当接した。
また、50万枚印刷後、及び100万枚印刷後に磨耗量と偏磨耗を評価した。
5:濃度ムラ無し
4:濃度ムラはあるが、特に画像として影響無し
3:画像ムラが全ての画像で許容できる限界
2:濃度ムラが許容できる場合とできない場合が画像によって分かれる
1:濃度ムラが全ての画像で許容できない
ただし、今回の評価は、オフセット印刷画像を基準としている。そのため、通常の電子写真画像の評価よりも厳しい評価となっている。
クリーニング不良の起こりやすい10℃15%RH環境下において画像濃度100%の画像で100万枚の通紙を行い、画像形成を行った。画像形成装置には、前記画像評価において用いた画像形成装置を用い、転写紙は、NBSリコー製MyPaperA4を使用し、トナー及びクリーニングブレードは純正のものを使用した。また、プロセスカートリッジからクリーニングブレードを取り出し、ブレードのエッジ部分を顕微鏡で観察し、エッジ部分の傷の評価を行い、下記の評価基準で評価した。結果を表2−1〜表2−3に示す。
◎:傷なし
○:小さな傷あり(画像に影響なし)
△:傷あり(画像に影響あり)
×:大きな傷あり(画像に影響あり)
また、フィラーを含有していないものでは、画像濃度ムラが初期から発生しており、また通紙後においてクリーニングブレードの劣化が見られた。
また、フィラーの種類による効果も明確になった。
<1> 中空円筒形スリーブ部材と、
前記中空円筒形スリーブ部材の外周面上に順次積層された感光層及び保護層と、
前記中空円筒形スリーブ部材の軸方向の端部の端部開口部に装着されたフランジ部材とを有し、
前記保護層が、フィラーを含有し、
前記保護層の表面が、λc輪郭曲線フィルタ0.25mmで粗さ成分を遮断し、λf輪郭曲線フィルタ2.5mmでうねりより長い波長成分を遮断したうねり曲線から得られる算術平均うねりWa(μm)が0.050μm〜0.400μmであり、かつ、輪郭曲線要素の平均長さWSm(mm)が0.500mm〜1.500mmであり、
前記フランジ部材が、前記中空円筒形スリーブ部材の軸方向の端部の端部開口部に装着可能な装着部と、前記装着部が前記端部開口部に装着された状態で前記中空円筒形スリーブ部材の中心軸となる位置に軸部材が挿入される軸穴が設けられた軸穴部と、前記中空円筒形スリーブ部材の円形断面に平行な方向に延在し、前記装着部に前記軸穴部を連結する連結部とを有し、
前記連結部が、前記連結部を含みかつ前記軸方向に直交する仮想平面に対して前記装着部の外周面を前記軸方向に沿って投影させた仮想投影円の円周上から前記軸穴部まで引いた任意の仮想線分上に、少なくとも1つの衝撃吸収穴を備えることを特徴とする感光体ドラムである。
<2> 保護層が、硬化樹脂を含有する前記<1>に記載の感光体ドラムである。
<3> 硬化樹脂が、電荷輸送性構造を有する重合性化合物と、電荷輸送性構造を有さない重合性官能基数3以上の重合性化合物とを硬化させてなる前記<2>に記載の感光体ドラム。
<4> フィラーが、無機フィラーである前記<1>から<3>のいずれかに記載の感光体ドラム。
<5> 無機フィラーが、アルミナである前記<4>に記載の感光体ドラムである。
<6> 連結部が、仮想平面において軸穴の中心位置からの距離が同じ位置となる同一円周上に配置された衝撃吸収穴を4以上有する前記<1>から<5>のいずれかに記載の感光体ドラムである。
<7> 連結部が、仮想平面において軸穴の中心位置から仮想投影円の円周上に引いた任意の仮想線分上に衝撃吸収穴を2以上有する前記<1>から<6>のいずれかに記載の感光体ドラムである。
<8> 感光体ドラムと、前記感光体ドラム表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記感光体ドラム表面を露光して前記感光体ドラムに静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体ドラムに形成された前記静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記感光体ドラム表面に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを有し、
前記感光体ドラムが、前記<1>から<7>のいずれかに記載の感光体ドラムであることを特徴とする画像形成装置である。
<9> 感光体ドラム表面を帯電させる帯電工程と、帯電された前記感光体ドラム表面を露光して前記感光体ドラムに静電潜像を形成する露光工程と、前記感光体ドラムに形成された前記静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、前記感光体ドラム表面に残留するトナーを除去するクリーニング工程とを含み、
前記感光体ドラムが、前記<1>から<7>のいずれかに記載の感光体ドラムであることを特徴とする画像形成方法である。
<10> 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から選択される少なくとも1つの手段と、感光体ドラムとを有し、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
前記感光体ドラムが、前記<1>から<7>のいずれかに記載の感光体ドラムであることを特徴とするプロセスカートリッジである。
1C、1M、1Y、1K 感光体ドラム
2C、2M、2Y、2K 帯電手段
4C、4M、4Y、4K 現像手段
5C、5M、5Y、5K クリーニング手段
2 帯電手段
3 露光手段
4 現像手段
5 転写手段
8 クリーニング手段
31 保護層
32 中空円筒形スリーブ部材
35 フランジ部材
101 感光体ドラム
102 帯電手段
104 現像手段
106 転写手段
107 クリーニング手段
312 装着部
312c 仮想投影円
313 軸穴
314 軸穴部
315 連結部
315f 仮想平面
316a、b、c 衝撃吸収穴
318a、b、c 仮想線分
327 仮想円
1001 中空円筒形スリーブ部材
1002 感光層
1003 最表面層(保護層)
1011 中空円筒形スリーブ部材
1013 最表面層(保護層)
1021 中空円筒形スリーブ部材
1022 感光層
1023 最表面層(保護層)
1031 中空円筒形スリーブ部材
1033 最表面層(保護層)
Claims (10)
- 中空円筒形スリーブ部材と、
前記中空円筒形スリーブ部材の外周面上に順次積層された感光層及び保護層と、
前記中空円筒形スリーブ部材の軸方向の端部の端部開口部に装着されたフランジ部材とを有し、
前記保護層が、フィラーを含有し、
前記保護層の表面が、λc輪郭曲線フィルタ0.25mmで粗さ成分を遮断し、λf輪郭曲線フィルタ2.5mmでうねりより長い波長成分を遮断したうねり曲線から得られる算術平均うねりWa(μm)が0.050μm〜0.400μmであり、かつ、輪郭曲線要素の平均長さWSm(mm)が0.500mm〜1.500mmであり、
前記フランジ部材が、前記中空円筒形スリーブ部材の軸方向の端部の端部開口部に装着可能な装着部と、前記装着部が前記端部開口部に装着された状態で前記中空円筒形スリーブ部材の中心軸となる位置に軸部材が挿入される軸穴が設けられた軸穴部と、前記中空円筒形スリーブ部材の円形断面に平行な方向に延在し、前記装着部に前記軸穴部を連結する連結部とを有し、
前記連結部が、前記連結部を含みかつ前記軸方向に直交する仮想平面に対して前記装着部の外周面を前記軸方向に沿って投影させた仮想投影円の円周上から前記軸穴部まで引いた任意の仮想線分上に、少なくとも1つの衝撃吸収穴を備えることを特徴とする感光体ドラム。 - 保護層が、硬化樹脂を含有する請求項1に記載の感光体ドラム。
- 硬化樹脂が、電荷輸送性構造を有する重合性化合物と、電荷輸送性構造を有さない重合性官能基数3以上の重合性化合物とを硬化させてなる請求項2に記載の感光体ドラム。
- フィラーが、無機フィラーである請求項1から3のいずれかに記載の感光体ドラム。
- 無機フィラーが、アルミナである請求項4に記載の感光体ドラム。
- 連結部が、仮想平面において軸穴の中心位置からの距離が同じ位置となる同一円周上に配置された衝撃吸収穴を4以上有する請求項1から5のいずれかに記載の感光体ドラム。
- 連結部が、仮想平面において軸穴の中心位置から仮想投影円の円周上に引いた任意の仮想線分上に衝撃吸収穴を2以上有する請求項1から6のいずれかに記載の感光体ドラム。
- 感光体ドラムと、前記感光体ドラム表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記感光体ドラム表面を露光して前記感光体ドラムに静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体ドラムに形成された前記静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記感光体ドラム表面に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを有し、
前記感光体ドラムが、請求項1から7のいずれかに記載の感光体ドラムであることを特徴とする画像形成装置。 - 感光体ドラム表面を帯電させる帯電工程と、帯電された前記感光体ドラム表面を露光して前記感光体ドラムに静電潜像を形成する露光工程と、前記感光体ドラムに形成された前記静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、前記感光体ドラム表面に残留するトナーを除去するクリーニング工程とを含み、
前記感光体ドラムが、請求項1から7のいずれかに記載の感光体ドラムであることを特徴とする画像形成方法。 - 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から選択される少なくとも1つの手段と、感光体ドラムとを有し、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
前記感光体ドラムが、請求項1から7のいずれかに記載の感光体ドラムであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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