JP2015068950A - 電子写真感光体、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

電子写真感光体、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】摺動性に優れる電子写真感光体の提供。【解決手段】導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層とを備え、前記感光層の設けられた側の表面に位置する表面層を120℃で0.5時間加熱したときの質量減少率が、0.1質量%以上1.5質量%以下であり、前記表面層の膜厚が、15μm以上50μm以下であり、前記表面層におけるフッ素樹脂粒子の含有率が、0.1質量%以下である電子写真感光体。【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真感光体、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成は、高速且つ高印字品質という利点を有するため、複写機及びレーザービームプリンター等の分野において広く利用されている。画像形成装置に用いられる電子写真感光体(以下、単に「感光体」と称することがある)としては、無機光導電材料を用いた感光体に比べ、安価で製造性及び廃棄性の点で優れた利点を有する有機光導電材料を用いた電子写真感光体が主流を占める様になってきている。中でも、露光により電荷を発生する電荷発生層と電荷を輸送する電荷輸送層とを積層させた機能分離型の有機感光体は、電子写真特性の点で優れており、種々の提案が成され、実用化されている。
ここで、感光体の画像濃度の安定性を向上させる方法が検討されており、印刷枚数を重ねた後の感光体の電荷輸送層の膜べりに対し、変化する感光体の電気特性を予測制御により補正し、調整する方法が一般的である。特にプロセススピードの遅い画像形成装置ほどその傾向が強い。
一方、多種なシステムを付加することが可能な画像形成装置では、感光層の表面に定期的に感光体表面に形成される潜像の濃度確認のためのパッチを形成することにより、そのパッチの濃度を計測し、フィードバック制御することで、初期から印刷を重ねた後においても画像濃度を安定化する方法が検討されてきた。このような制御は、Auto Developability Control(ADC)と称されることがある。
また、機械的強度及び耐ソルベントクラック性に優れ、かつ直接帯電による放電に対する耐電気特性が良好で、フォトメモリーと残留電位が小さい電子写真感光体を提供するため、導電性支持体上に感光層を有する電子写真感光体において、該電子写真感光体の表面層が、構成成分として残留溶剤濃度300mass ppm以下である特定の繰り返し単位を有するポリアリレート樹脂を用いて形成されることを特徴とする電子写真感光体が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平10−171133号公報
本発明は、摺動性に優れる電子写真感光体を提供することを目的とする。
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
即ち、請求項1に係る発明は、
導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層とを備え、
前記感光層の設けられた側の表面に位置する表面層を120℃で0.5時間加熱したときの質量減少率が、0.1質量%以上1.5質量%以下であり、
前記表面層の膜厚が、15μm以上50μm以下であり、
前記表面層におけるフッ素樹脂粒子の含有率が、0.1質量%以下である電子写真感光体。
請求項2に係る発明は、
請求項1に記載の電子写真感光体を備え、画像形成装置に着脱自在なプロセスカートリッジ。
請求項3に係る発明は、
請求項1に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を帯電する帯電手段と、
帯電された前記電子写真感光体に潜像形成光を露光することにより該電子写真感光体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記電子写真感光体に形成された静電潜像を静電潜像現像剤によりトナー画像として現像する現像手段と、
前記電子写真感光体に形成されたトナー画像を被転写体に転写する転写手段と、
前記被転写体に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を有する画像形成装置。
請求項4に係る発明は、
前記電子写真感光体に形成された前記トナー画像の濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
前記トナー濃度検出手段により検出された検出結果に基づいて、前記電子写真感光体に形成されるトナー画像の濃度が目標濃度となるように、前記帯電手段による前記電子写真感光体の帯電電位、前記潜像形成光の露光量、前記現像手段の現像電位及び前記転写手段の転写電位のうちの少なくとも1つを制御する制御手段と、
をさらに有する請求項3に記載の画像形成装置。
請求項1に係る発明によれば、表面層の質量減少率が0.1質量%以上1.5質量%以下の範囲外である場合に比較して、摺動性に優れる電子写真感光体が提供される。
請求項2に係る発明によれば、表面層の質量減少率が0.1質量%以上1.5質量%以下の範囲外である場合に比較して、摺動性に優れる電子写真感光体を備えるプロセスカートリッジが提供される。
請求項3に係る発明によれば、表面層の質量減少率が0.1質量%以上1.5質量%以下の範囲外である場合に比較して、摺動性に優れる電子写真感光体を有する画像形成装置が提供される。
請求項4に係る発明によれば、濃度安定性により優れる画像形成装置が提供される。
本実施形態の感光体の一例を示す模式断面図である。 本実施形態の画像形成装置の一例を示す全体構成図である。 本実施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例を示す模式図である。
以下、本発明の電子写真感光体、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の実施形態について詳細に説明する。
<電子写真感光体>
本実施形態の電子写真感光体(以下、本実施形態の感光体と称することがある。)は、導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層とを備え、前記感光層の設けられた側の表面に位置する表面層を120℃で0.5時間加熱したときの質量減少率が、0.1質量%以上1.5質量%以下であり、前記表面層の膜厚が、15μm以上50μm以下であり、前記表面層におけるフッ素樹脂粒子の含有率が、0.1質量%以下である電子写真感光体である。
なお、本実施形態において導電性とは、体積抵抗率で10Ωcm以下の範囲を意味する。
有機感光体は無機感光体に比べ、一般的に機械的強度が劣っており、現像ブラシ、用紙(被転写体)などの機械的外力による摺擦傷や摩耗が生じやすい。その一方で、感光体と接触する部材、特にクリーニングブレードとの接触により、摩擦トルクが高くなる動作開始の際及び停止の際に異音が発生したり、画像密度が少ない画像においては、クリーニングブレードがめくれてしまうことがあった。
そこで、かかる現象を回避すべく、表面層のすべりを向上させる方法が検討されている。例えば、表面層中にフッ素樹脂粒子を分散することにより、感光体の表面層の表面エネルギーを低減する方法が提案されている。
しかし、フッ素樹脂粒子は分散性が低く凝集性が高いため、フッ素樹脂粒子を電子写真感光体の表面層に含有させると、表面層中のフッ素樹脂粒子が不均一となりやすい。そのため、フッ素樹脂粒子の凝集を原因とし、塗布膜の膜厚不均一が起こりやすく、安定して良好な成膜性を得ることが困難である。また、その傾向は、表面層の膜厚にも影響を受け、厚膜ほど乾燥過程に引き起こされる乾燥速度差がより顕著となり、均一な成膜性を得ることがより難しくなる。
またフッ素樹脂粒子の凝集対策には、フッ素系グラフトポリマーの添加量を多くすることにより改善が見込まれるが、塗布膜中に余剰なフッ素系グラフトポリマーが存在するとトラップサイトとなりサイクルアップなどにつながる懸念がある。
また、フッ素樹脂粒子を含む表面層を持つ感光体をスコロトロン帯電方式と組み合わせた場合、接触帯電方式と比較し、感光体にかかる電気的ストレス、機械的ストレスが少ないため、スコロトロン帯電方式のほうが表面層の摩耗が少ない傾向となる。このため、感光体を長期に使用した場合、スコロトロンから発生する放電生成物が感光体表面に堆積し、良好な画質を維持することが困難である。
したがって、スコロトロン帯電方式には、表面層にフッ素樹脂粒子を含まない感光体を用いることが多い。
表面層にフッ素樹脂粒子を含まない感光体を用いる場合、異音やクリーニングブレードめくれ防止のために、クリーニングブレードの摺動性の向上を目的として、クリーニングブレードのエッジ部分に滑りをよくするための潤滑剤を塗布したり、感光体表面の摺動性を上げるために、感光体の表面に紙の白紙部に目視で判別できないくらいの微量のトナーを被らせるなど、感光体の表面特性を改良する以外の方法にて対応をしているのが現状であった。
また、ADCシステムを搭載する機械においては、感光体上の潜像のパッチを読み取る際に、異音の発生やクリーニングブレードのめくれ防止のために感光体表面に被らせるトナーが邪魔をして、精度よく画像濃度を測定及びコントロールすることができなかった。
これらの課題を改善するため、クリーニングブレード接触時における摺動性を改善し、また、感光体表面の被りトナーを抑え、摺動性と画像濃度との双方を高水準で達成する方法が望まれている。
しかしながら、摺動性の確保や画像濃度の安定性を、フッ素樹脂粒子を含まない感光体を用いて両立させるためには、膜自身の機械的な物性を変化させる必要があるが、現状の樹脂では困難であった。
本発明者らは、電子写真感光体の画質維持性を高水準で達成すべく、表面層における成膜乾燥後の残留溶剤量とその表層(表面層中)での摺動性について検討した。その結果、表面層を120℃で0.5時間加熱したときの質量減少率が0.1質量%以上1.5質量%以下となるように表面層中の残留溶剤量を調整することにより摺動性に優れた電子写真感光体を得られることを見出した。
電子写真感光体を本実施形態の構成とすることで摺動性が向上する理由は明確ではないが、以下のように推察される。
膜中に残留溶剤を存在させることで、乾燥後の樹脂の強度と弾性変形率を変化させることができると推察される。ここで、表面層を120℃で0.5時間加熱したときの質量減少率が0.1質量%以上1.5質量%以下となるように表面層中の残留溶剤量を調整することにより、膜表面の機械的物性変化が生ずるものと推察される。その結果、摺動性が向上するものと推察される。
本実施形態において、表面層の質量減少率は以下のようにして測定された値をいう。
ミクロ熱重量測定装置TGA−50(シマヅ製)を用いて単層塗膜片の乾燥における重量変化を測定した。20℃から1分ごとに10℃づつ昇温させ、既定の120℃になったのちに0.5時間保持させ、初期重量との差分を質量減少率に換算した。
本実施形態において、表面層の膜厚は以下のようにして測定された値をいう。
卓上型膜厚計フィッシャースコープMMS((株)フィッシャー・インストルメンツ製)を用い、サンプル作製時に積層品に加えて同条件にて塗布した表面層のサンプルを作製し、測定することで表面層の膜厚とした。
本実施形態において、表面層の質量減少率は、1.0質量%以上1.5質量%以下が好ましく、更に好ましくは1.3質量%以上1.5質量%以下である。
質量減少率が0.1質量%未満であると、膜がかたくなりすぎ異音が発生し、問題を生ずることがある。一方、質量減少率が1.5質量%を超えると、他部材との接触履歴による画質濃度ムラの問題を生ずることがある。
本実施形態において、表面層の膜厚は15μm以上50μm以下とされるが、30μm以上40μm以下が好ましく、35μm以上40μm以下がさらに好ましい。
表面層の膜厚が15μm未満であると、耐摩耗に必要な膜厚を確保できず濃度ムラの問題を生ずることがある。一方、表面層の膜厚が50μmを超えると、現行の塗布方法では成膜性の問題を生ずることがある。
本実施形態において、表面層におけるフッ素樹脂粒子の含有率が0.1質量%を超えると、良好な画質を維持することが困難になる場合がある。表面層におけるフッ素樹脂粒子の含有率は0.04質量%以下が好ましく、表面層にフッ素樹脂粒子が含有されないことが更に好ましい。
本実施形態の感光体は、導電性支持体上に感光層を少なくとも有し、表面層におけるフッ素樹脂粒子の含有率が、0.1質量%以下であれば、その層構成等に特に限定はない。本実施形態の感光層は電荷輸送能と電荷発生能とを併せ持つ機能一体型の感光層であってもよいし、電荷輸送層と電荷発生層とを含む機能分離型の感光層であってもよい。さらには、下引き層、中間層及び保護層等のその他の層を必要に応じて本実施形態の感光体に設けることもできる。
本実施形態の感光体において、機能一体型の感光層が表面層となる場合には、該機能一体型の感光層におけるフッ素樹脂粒子の含有率が0.1質量%以下で、質量減少率及び膜厚が上記規定の範囲に調整される。電荷輸送層と電荷発生層とを含む機能分離型の感光層のうちのいずれかの層が表面層となる場合には、表面層に該当する層におけるフッ素樹脂粒子の含有率が0.1質量%以下で、質量減少率及び膜厚が上記規定の範囲に調整される。また、感光層上に表面層として保護層が設けられる場合には、該保護層におけるフッ素樹脂粒子の含有率が0.1質量%以下で、質量減少率及び膜厚が上記規定の範囲に調整される。
本実施形態の感光体としては、電荷輸送層と電荷発生層とを含む機能分離型の感光層を備え、該電荷輸送層が表面層を構成する態様であることが、感光体寿命の点から望ましい。
図1は、本実施形態の感光体の一例を示す模式断面図である。図1に係る電子写真感光体101は、導電性基体102上に下引き層104、電荷発生層105及び電荷輸送層106がこの順序で積層された構造を有しており、電荷発生層105及び電荷輸送層106が機能分離型の感光層103を構成している。ここで、電荷輸送層106は電子写真感光体101における表面層(導電性基体102から最も遠い側に配置される層)である。図1に示す電子写真感光体においては、電荷輸送層106におけるフッ素樹脂粒子の含有率が0.1質量%以下で、質量減少率及び膜厚が上記規定の範囲に調整される。
以下、電子写真感光体101の各要素について説明する。
導電性基体102としては、従来から使用されているものであれば、如何なるものを使用してもよい。例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ステンレス鋼等の金属類、およびアルミニウム、チタニウム、ニッケル、クロム、ステンレス鋼、金、バナジウム、酸化錫、酸化インジウム、ITO等の薄膜を設けたプラスチックフィルム等、あるいは導電性付与剤を塗布、または含浸させた紙、およびプラスチックフィルム等が挙げられる。導電性基体102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。
導電性基体102として金属パイプを用いる場合、表面は素管のままであってもよいし、予め鏡面切削、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などの処理が行われていてもよい。
下引き層104は、導電性基体102表面における光反射の防止、導電性基体102から感光層103への不要なキャリアの流入の防止などの目的で、必要に応じて設けられる。下引き層104の材料としては、アルミニウム、銅、ニッケル、銀などの金属粉体や、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛などの導電性金属酸化物や、カーボンファイバ、カーボンブラック、グラファイト粉末などの導電性物質等を結着樹脂に分散し、基体上に塗布したものが挙げられる。また、金属酸化物粒子は2種以上混合して用いることもできる。さらに、金属酸化物粒子へカップリング剤による表面処理を行うことで、粉体抵抗を制御して用いてもよい。
下引き層104に含まれる結着樹脂としては、ポリビニルブチラールなどのアセタール樹脂、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、ウレタン樹脂など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などを用いることができる。中でも上層の塗布溶剤に不溶な樹脂が好ましく用いられ、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、エポキシ樹脂などが好ましく用いられる。
下引き層104中の金属酸化物粒子等と結着樹脂との比率は特に制限されず、所望する電子写真感光体特性を得られる範囲で設定できる。
下引き層104の形成の際には、上記成分を溶媒に加えた塗布液が使用される。かかる溶媒としては、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−プロパノール、iso−プロパノール、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あるいは直鎖状エーテル系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル系溶剤、などの有機溶剤が挙げられる。これらの溶剤は単独又は2種以上混合して用いることができる。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解可能であれば、いかなるものでも使用することが可能である。
また、下引き層形成用塗布液中に金属酸化物粒子等を分散させる方法としては、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、横型サンドミル等のメディア分散機や、攪拌機、超音波分散機、ロールミル、高圧ホモジナイザー等のメディアレス分散機が利用できる。さらに、高圧ホモジナイザーとして、高圧状態で分散液を液−液衝突や液−壁衝突させて分散する衝突方式や、高圧状態で微細な流路を貫通させて分散する貫通方式などが挙げられる。
このようにして得られる下引き層形成用塗布液を導電性基体102上に塗布する方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法等が挙げられる。下引き層104の膜厚は15μm以上が好ましく、20μm以上50μm以下がより好ましい。下引き層104には、表面粗さ調整のために下引き層中に樹脂粒子を添加することもできる。樹脂粒子としては、シリコーン樹脂粒子、架橋型PMMA樹脂粒子等を用いることができる。
また、表面粗さ調整のために下引き層104の表面を研磨することもできる。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、研削処理等を用いることもできる。
また、図示は省略するが、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、下引き層104上に中間層をさらに設けてもよい。中間層に用いられる結着樹脂としては、ポリビニルブチラールなどのアセタール樹脂、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、メラミン樹脂など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、ケイ素原子などを含有する有機金属化合物などがある。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ることができる。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。
中間層の形成に使用される溶媒としては、公知の有機溶剤、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−プロパノール、iso−プロパノール、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あるいは直鎖状エーテル系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル系溶剤等が挙げられる。また、これらの溶剤は単独あるいは2種以上混合して用いることができる。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事ができる溶剤であれば、いかなるものでも使用することが可能である。
中間層を形成する塗布方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法を用いることができる。
中間層は上層の塗布性改善の他に、電気的なブロッ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。したがって、中間層を形成する場合には、0.1μm以上3μm以下の膜厚範囲に設定される。また、この場合の中間層を下引き層104として使用してもよい。
電荷発生層105は、電荷発生材料を適当な結着樹脂中に分散して形成される。かかる電荷発生材料としては、無金属フタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、ジクロロスズフタロシアニン、チタニルフタロシアニン等のフタロシアニン顔料が使用可能であり、特に、CuKα特性X線に対するブラッグ角(2θ±0.2゜)の少なくとも7.4゜、16.6゜、25.5゜及び28.3゜に強い回折ピークを有するクロロガリウムフタロシアニン結晶、CuKα特性X線に対するブラッグ角(2θ±0.2゜)の少なくとも7.7゜、9.3゜、16.9゜、17.5゜、22.4゜及び28.8゜に強い回折ピークを有する無金属フタロシアニン結晶、CuKα特性X線に対するブラッグ角(2θ±0.2゜)の少なくとも7.5゜、9.9゜、12.5゜、16.3゜、18.6゜、25.1゜及び28.3゜に強い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結晶、CuKα特性X線に対するブラッグ角(2θ±0.2゜)の少なくとも9.6゜、24.1゜及び27.2゜に強い回折ピークを有するチタニルフタロシアニン結晶を使用することができる。その他、電荷発生材料としては、キノン顔料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、ビスベンゾイミダゾール顔料、アントロン顔料、キナクリドン顔料等を使用することができる。また、これらの電荷発生材料は、単独または2種以上を混合して使用することができる。
電荷発生層105における結着樹脂としては、例えば、ビスフェノールAタイプあるいはビスフェノールZタイプ等のポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、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、ポリビニルホルマール樹脂、ポリスルホン樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、塩化ビニリデン−アクリルニトリル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、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、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール樹脂等を用いることができる。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ることが可能である。電荷発生材料と結着樹脂の配合比は、10:1乃至1:10の範囲が望ましい。
電荷発生層105の形成の際には、上記成分を溶剤に加えた塗布液が使用される。かかる溶剤としては、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−プロパノール、iso−プロパノール、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あるいは直鎖状エーテル系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル系溶剤、などの有機溶剤が挙げられる。これらの溶剤は単独あるいは2種以上混合して用いることができる。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解可能であれば、いかなるものでも使用することが可能である。
電荷発生材料を樹脂中に分散させるために、塗布液には分散処理が施される。分散方法としては、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、横型サンドミル等のメディア分散機や、攪拌機、超音波分散機、ロールミル、高圧ホモジナイザー等のメディアレス分散機が利用できる。さらに、高圧ホモジナイザーとして、高圧状態で分散液を液−液衝突や液−壁衝突させて分散する衝突方式や、高圧状態で微細な流路を貫通させて分散する貫通方式などが挙げられる。
このようにして得られる塗布液を下引き層104上に塗布する方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法等が挙げられる。電荷発生層105の膜厚は、好ましくは0.01μm以上5μm以下、より好ましくは0.05μm以上2.0μm以下の範囲に設定される。
電荷輸送層106は電子写真感光体101における表面層に相当し、電荷輸送層としての本来的機能を発現させるための電荷輸送材料、さらには結着樹脂を含む。かかる電荷輸送材料としては、例えば、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、N,N′−ビス(3,4−ジメチルフェニル)ビフェニル−4−アミン、トリ(p−メチルフェニル)アミニル−4−アミン、ジベンジルアニリン等の芳香族第3級アミノ化合物、N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−N,N′−ジフェニルベンジジン等の芳香族第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などの正孔輸送物質、クロラニル、ブロモ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、キサントン系化合物、チオフェン化合物等の電子輸送物質、および上記した化合物からなる基を主鎖または側鎖に有する重合体などが挙げられる。これらの電荷輸送材料は、1種または2種以上を組み合わせて使用することができる。
また、電荷輸送層106における結着樹脂としては、例えば、ビスフェノールAタイプあるいはビスフェノールZタイプ等のポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリスルホン樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、塩化ビニリデン−アクリルニトリル共重合体樹脂、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、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリアミド樹脂、塩素ゴム等の絶縁性樹脂、およびポリビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン等の有機光導電性ポリマー等があげられる。これ等の結着樹脂は、単独あるいは2種以上混合して用いることが可能である。
電荷輸送層106は、上記成分を溶剤に加えた塗布液を用いて形成される。電荷輸送層の形成に使用される溶剤としては、公知の有機溶剤、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−プロパノール、iso−プロパノール、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あるいは直鎖状エーテル系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル系溶剤等が挙げられる。また、これらの溶剤は単独あるいは2種以上混合して用いることができる。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解可能であれば、いかなるものでも使用することが可能である。電荷輸送材料と上記結着樹脂との配合比(質量比)は10:1乃至1:5が好ましい。
電子写真感光体は一般的に浸漬塗布方法によって製造されるが、表面層は良好な画像を得るために平滑な表面を得ることが重要である。塗布液には有機溶剤が用いられるが、乾燥時に表面にオレンジピール(ユズ肌)などが発生しやすく、これを防止するためにレベリング剤を用いることが多い。レベリング剤にはジメチルシリコーンオイルを用いることが多い。
本実施形態において、電荷輸送層形成用塗布液の調製方法については特に限定されるものではなく、結着樹脂と電荷輸送材料と溶剤と必要に応じてその他の成分とを混合し、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、横型サンドミル等のメディア分散機や、攪拌機、超音波分散機、ロールミル、高圧ホモジナイザー等のメディアレス分散機を用いて調製してもよい。
このようにして得られる電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層105上に塗布する方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法を用いることができる。
電荷輸送層が表面層の場合、その膜厚は15μm以上50μm以下とされる。
電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層105上に塗布した後、電荷輸送層中の残留溶剤が0.1質量%以上1.5質量%以下となるように塗膜の乾燥条件を調整することで、電荷輸送層106の質量減少率を調整してもよい。該塗膜の乾燥条件としては、用いる溶媒によっても異なるが、例えば、100℃以上140℃以下において25分以上60分以下乾燥させればよい。
画像形成装置中で発生するオゾンや窒素酸化物、あるいは光、熱による感光体の劣化を防止する目的で、感光層103を構成する各層中に酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤などの添加剤を添加することができる。例えば、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、スピロインダノンおよびそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機リン化合物等があげられる。光安定剤の例としては、ベンゾフェノン、ベンゾアゾール、ジチオカルバメート、テトラメチルピペン等の誘導体が挙げられる。
本実施形態の電子写真感光体においては、表面層として保護層を設けることもできる。保護層は、電子写真感光体の帯電時の電荷輸送層の化学的変化を防止したり、感光層の機械的強度をさらに改善する為に用いられる。保護層は、導電性材料を適当な結着樹脂中に含有させた塗布液を感光層上に塗布することにより形成される。
この導電性材料は特に限定されるものではなく、例えば、N,N’−ジメチルフェロセン等のメタロセン化合物、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アミン化合物、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化アンチモン、酸化錫、酸化チタン、酸化インジウム、酸化錫とアンチモン、硫酸バリウムと酸化アンチモンとの固溶体の担体、上記金属酸化物の混合物、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛又は硫酸バリウムの単一粒子中に上記の金属酸化物を混合したもの、或いは、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛、又は硫酸バリウムの単一粒子中に上記の金属酸化物を被覆したもの等が挙げられる。
保護層に使用する結着樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルケトン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の公知の樹脂が用いられる。また、これらは必要に応じて互いに架橋させて使用することもできる。
保護層を形成するための塗布液の塗布方法としては、ブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法を用いることができる。また、保護層を形成するための塗布液に用いる溶剤としては、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、クロロベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤を単独であるいは2種以上を混合して用いることができるが、この塗布液が塗布される感光層を溶解しにくい溶剤を用いることが好ましい。
次に、本実施形態の画像形成装置及びプロセスカートリッジについて説明する。なお、画像形成装置として所謂ADCシステムを搭載する場合について説明する。
図2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2に示すように、画像形成装置10は感光体(像保持体)12を備えている。感光体12は、予め定められた方向(図2中、矢印A方向)に回転可能に設けられている。この感光体12の周囲には、感光体12の回転方向に沿って、帯電装置(帯電手段)14、露光装置(潜像形成手段)18、現像装置(現像手段)20、濃度測定装置(トナー濃度検出手段)22、転写装置(転写手段)24、クリーニング装置26、及び除電器28が順に配置されている。
感光体12には、上述の本実施形態の感光体が適用される。
帯電装置14は、感光体12の表面を予め定められた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感光体12表面を帯電させる。
帯電器14Bとしては、公知の帯電器を使用することができる。接触方式である場合には、ロール、ブラシ、磁気ブラシ、ブレード等が使用でき、非接触の場合には、コロトロン、スコロトロン等が使用できる。
接触帯電方式は、感光体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感光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好ましい。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を設けることができる。
導電性部材を用いて感光体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好ましい。電圧の範囲としては、直流電圧は要求される感光体帯電電位に応じて正または負の50V以上2000V以下が好ましく、特に100V以上1500V以下が好ましい。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以下が好ましい。交流電圧の周波数は50Hz以上20,000Hz以下、望ましくは100Hz以上5,000Hz以下である。
露光装置18は、帯電装置14によって帯電された感光体12へ、この感光体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、感光体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、感光体12における感光層が吸収可能な波長の光を感光体12へ露光することができれば、公知の露光装置を使用することができる。光源としては、感光体12の感光層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、マルチビーム出力の可能な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できる光学系装置等を用いることができる。これらの中でも、非干渉光を露光可能な露光装置18を用いると、感光体12の導電性基体及び感光層間での干渉縞を防止することができる。
現像装置20は、静電潜像をトナーにより現像して、感光体12上に静電潜像に応じたトナー画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感光体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を使用することができる。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全ての現像方法が使用できる。
濃度測定装置22は、感光体12上に形成されたトナー画像の光学濃度を検知する。
この「トナー画像の光学濃度」は、単位面積あたりのトナーの現像量(感光体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、トナー画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2に示すように、現像装置20の設けられている位置より、感光体12の回転方向(図2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感光体12の回転方向上流側に設けられ、感光体12上に形成されたトナー画像の光学濃度を検知可能な位置に設けられている。
図3に、濃度測定装置22が感光体12上のトナー画像の光学濃度を検出している状態を模式的に示す。濃度測定装置22は、図3に示すように、感光体12上に光(検出光)を照射するための発光素子22Aと、発光素子22Aから照射された光の反射光の強度を検出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。
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ことが可能な構成であればよく、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を使用することができる。
演算部22Cは、受光素子22Bに信号授受可能に接続されており、受光素子22Bによって検出された反射光の強度に基づいてトナー画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、感光体12上に形成されたトナー画像40による反射光の強度と、感光体12上のトナー画像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、感光体12上に形成されているトナー画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による感光体12上のトナー画像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、感光体12上にトナー画像が形成されたときに受光素子22Bによって検出された反射光の強度との差に基づいて、トナー画像の光学濃度を演算する。
このトナー画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によって検出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画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によって検出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、トナー画像の光学濃度を求めればよい。なお、トナー画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、に基づいてトナー画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。
転写装置24は、感光体12上のトナー画像を被転写体である記録媒体27に転写するものである。
転写装置24は、感光体12とともに記録媒体27を挟持搬送すると共に、感光体12上のトナー画像を記録媒体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、公知の転写装置を使用することができる。例えば、接触方式である場合は、ロール、ブラシ、ブレード等が使用でき、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できる。また、圧力、若しくは圧力及び熱による転写も可能である。
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、感光体12と転写装置24との向かい合う領域に搬送され、この感光体12と転写装置24とによって挟持搬送されることで、感光体12上のトナー画像は記録媒体27へ転写される。
なお、本実施形態では、感光体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画像を記録媒体27へ転写する場合を説明するが、画像形成装置10は前記形態に限られず、感光体12に形成されたトナー画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画像を記録媒体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を用いることができる。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の混合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、機械的強度に優れる点で、導電剤を分散させたポリイミド樹脂を用いるのが好ましい。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を用いることができる。また、中間転写体は表面層を有していてもよい。
クリーニング装置26は、トナー画像を記録媒体27へ転写した後の感光体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好ましい。
また除電器(イレーズ装置)28は、感光体12の残存電荷を消去するものである。
トナー画像が転写装置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感光体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。
一方、画像形成装置10は、記録媒体27に転写されたトナー画像を記録媒体27上に定着する定着装置(定着手段)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できる。
転写装置24によってトナー画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上のトナー画像が定着されて、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画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。
なお、このシステム制御部38が、本実施形態の画像形成装置の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画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。
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により感光体12の表面が予め定められ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)を感光体12へ照射する。これにより、感光体12上に画像データに応じた静電潜像が形成される。
感光体12の回転によって、感光体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、感光体12上に静電潜像に応じたトナー画像が形成される。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、感光体12の回転によってトナー画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によってトナー画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画像の光学濃度が、露光装置18によって形成した静電潜像の画像の基となる画像データの光学濃度(目標濃度)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(現像電位)、転写装置24の転写バイアス電圧(転写電位)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、感光体12においては、まず帯電装置14によって感光体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感光体12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、感光体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画像の光学濃度が高くなる。
このため、濃度測定装置22で検出されたトナー画像の光学濃度が、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、システム制御部38において、濃度測定装置22で検出されるトナー画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画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画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における濃度変動を抑制することができ、画質劣化を抑制することはできるが、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、前記説明したように、用いられる感光体12はクリーニングブレード接触時における摺動性の改善されたものであり、異音の発生やクリーニングブレードのめくれ防止のために予備的に感光体表面に提供されるトナーが不要とされる。その結果、トナー画像の濃度がより正確に測定されるため、ADCシステムを搭載する画像形成装置においてトナー濃度がより正確に制御される。
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2に示したモノクロの画像を形成する画像形成装置に限定されず、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、必要な現像装置を感光体に対向させ、目的とする色のトナーを感光体上に順次形成する方式の現像装置を意味する。
さらに、本実施形態のプロセスカートリッジについて説明する。本実施形態のプロセスカートリッジは、本実施形態の感光体を備え、画像形成装置に着脱自在に構成されていれば、その構成に特に限定はない。
例えば、感光体と、帯電装置、現像装置、転写装置及びクリーニング装置から選ばれる少なくとも1種とを一体化し、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジとしてもよい。
本実施形態のプロセスカートリッジは、前述の感光体を用いたものである。そして、本実施形態のプロセスカートリッジでは、これに加えてトナー濃度検出手段が備えられていてもよい。すなわちカートリッジの構成としては、図2に示す感光体12及び濃度測定装置22がともに備えられていてもよい。なお、本実施形態の画像形成装置においては、プロセスカートリッジとしてトナー濃度検出手段を備えていないものを用いてもよい。
以下、実施例及び比較例に基づき本実施形態をさらに具体的に説明するが、本実施形態は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
[実施例1]
酸化亜鉛(平均粒子径:70nm、テイカ社製、比表面積値:15m/g)100質量部をメタノール500質量部と攪拌混合し、シランカップリング剤として、KBM603(信越化学工業社製)1.25質量部を添加し、2時間攪拌した。その後、メタノール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表面処理酸化亜鉛粒子を得た。
前記表面処理を施した酸化亜鉛粒子60質量部と、アリザリン0.6質量部と、硬化剤としてブロック化イソシアネート(スミジュール3173、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(エスレックBM−1、積水化学社製)15質量部とを、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、直径1mmのガラスビーズを用いてサンドミルにて4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質量部と、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質量部とを添加し、下引き層塗布用液を得た。この塗布液を、浸漬塗布法にて直径30mmのアルミニウム基材上に塗布し、180℃、40分の乾燥硬化を行い厚さ23.5μmの下引き層を得た。
次に、電荷発生材料として、CuKα特性X線に対するブラッグ角(2θ±0.2゜)の少なくとも7.5゜、9.9゜、12.5゜、16.3゜、18.6゜、25.1゜及び28.3゜に強い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結晶15質量部、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂(VMCH、日本ユニオンカーバイト社製)10質量部およびn−ブチルアルコール300質量部からなる混合物を、直径1mmのガラスビーズを用いてサンドミルにて4時間分散して電荷発生層用の塗布液を得た。この電荷発生層用塗布液を前記下引き層上に浸漬塗布し、乾燥して、厚みが0.2μmの電荷発生層を得た。
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2質量部、N,N′−ビス(3,4−ジメチルフェニル)ビフェニル−4−アミン2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)6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0.1質量部を混合してテトラヒドロフラン24質量部及びトルエン11質量部で混合溶解した。この液に、ジメチルシリコーンオイル(商品名:KP−340 信越化学工業社製)を5ppm添加し、撹拌して電荷輸送層形成用塗布液を得た。
この電荷輸送層形成用塗布液を、浸漬塗布法にて、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(表面層)を形成し、目的の電子写真感光体を得た。
このようにして得られた電子写真感光体を用いて、以下のテストを行なった。併せて、電荷輸送層(表面層)の質量減少率を上述の方法にて測定した。
得られた結果を表1に示す。
(画質評価)
前記感光体を富士ゼロックス社製D110改造機に搭載し、画像密度が3%の低密度のハーフトーン画質の画像を10000枚形成した。1枚目及び10000枚目の画像の濃度ムラを目視で観察し、下記基準に則って評価した。得られた結果を表1に示す。
濃度ムラ(画質)評価の評価基準は、以下の通りである。
G1:濃度ムラ発生なく、画質が良好である
G2:濃度ムラ発生するが、許容範囲の下限であり、規格に対して余裕がある
G3:濃度ムラ発生するが、許容範囲の上限であり、規格に対して余裕がない
G4:濃度ムラ発生するが、規格をわずかに超えている
G5:濃度ムラが顕著に発生し、あきらかに規格外
(摺動性)
前記評価装置(富士ゼロックス社製D110改造機)を、該評価装置の駆動音が聞こえるように外部と遮断された室内に設置し、清掃用ブレードと感光体とが擦れることにより生じる鳴きの音について、官能評価により以下の基準にて評価した。
摺動性の評価基準は、以下の通りである。
G1:装置駆動音のみ聞こえる
G2:装置駆動音以外わずかにブレードの鳴きが聞こえる
G3:ブレードの鳴きがひどく誰が確認しても耳障りと判断される
[実施例2]
実施例1において、電荷輸送層(表面層)の膜厚を50μmにすること以外は、同様の方法で作製し、得られた電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の評価を行なった。得られた結果を表1に示す。
[実施例3]
実施例1において、電荷輸送層(表面層)の膜厚を15μmにすること以外は、同様の方法で作製し、得られた電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の評価を行なった。得られた結果を表1に示す。
[実施例4]
実施例1の電荷輸送層形成用塗布液の調製において、液中のテトラヒドロフラン28質量部及びトルエン7質量部に変更した以外は、同様の方法で作製し、得られた電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の評価を行なった。得られた結果を表1に示す。電荷輸送層(表面層)の膜厚は40μmであった。
[実施例5]
実施例1において、電荷輸送層の乾燥条件を135℃で40分間乾燥に変更した以外は、同様の方法で作製し、得られた電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の評価を行なった。得られた結果を表1に示す。電荷輸送層(表面層)の膜厚は35μmであった。
[比較例1]
実施例1の電荷輸送層形成用塗布液の調製において、液中のテトラヒドロフラン20質量部及びトルエン15質量部に変更した以外は、同様の方法で作製し、得られた電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の評価を行なった。得られた結果を表1に示す。電荷輸送層(表面層)の膜厚は35μmであった。
[比較例2]
実施例1の電荷輸送層形成用塗布液の調製において、液中のテトラヒドロフラン35質量部及びトルエン0質量部に変更した以外は、同様の方法で作製し、得られた電子写真感光体を用いて、実施例1と同様の評価を行なった。得られた結果を表1に示す。電荷輸送層(表面層)の膜厚は40μmであった。
[参考例1]
実施例1で得られた電子写真感光体を、24℃40%RHの環境下において1年放置した。放置後の電子写真感光体の電荷輸送層(表面層)の質量減少率を測定したところ、1.0質量%であり、電子写真感光体作製直後における質量減少率とほぼ同じ値であった。
10 画像形成装置
12 感光体
14 帯電装置
18 露光装置
20 現像装置
22 濃度測定装置
24 転写装置
28 除電器
38 システム制御部
40 トナー画像
101 電子写真感光体
102 導電性基体
103 感光層
104 下引き層
105 電荷発生層
106 電荷輸送層

Claims (4)

  1. 導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層とを備え、
    前記感光層の設けられた側の表面に位置する表面層を120℃で0.5時間加熱したときの質量減少率が、0.1質量%以上1.5質量%以下であり、
    前記表面層の膜厚が、15μm以上50μm以下であり、
    前記表面層におけるフッ素樹脂粒子の含有率が、0.1質量%以下である電子写真感光体。
  2. 請求項1に記載の電子写真感光体を備え、画像形成装置に着脱自在なプロセスカートリッジ。
  3. 請求項1に記載の電子写真感光体と、
    前記電子写真感光体を帯電する帯電手段と、
    帯電された前記電子写真感光体に潜像形成光を露光することにより該電子写真感光体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
    前記電子写真感光体に形成された静電潜像を静電潜像現像剤によりトナー画像として現像する現像手段と、
    前記電子写真感光体に形成されたトナー画像を被転写体に転写する転写手段と、
    前記被転写体に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を有する画像形成装置。
  4. 前記電子写真感光体に形成された前記トナー画像の濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
    前記トナー濃度検出手段により検出された検出結果に基づいて、前記電子写真感光体に形成されるトナー画像の濃度が目標濃度となるように、前記帯電手段による前記電子写真感光体の帯電電位、前記潜像形成光の露光量、前記現像手段の現像電位及び前記転写手段の転写電位のうちの少なくとも1つを制御する制御手段と、
    をさらに有する請求項3に記載の画像形成装置。
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