JP2015179109A - 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
Description
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下引層と前記下引層上に設けられた感光層とを有し、前記下引層が結着樹脂と金属酸化物粒子と前記金属酸化物粒子の表面に有するアントラキノン誘導体と下記一般式(1)で表される電子輸送材料とを含む電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を周速度500mm/s以上で駆動させる駆動手段と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を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の表面に転写する転写手段と、
を備えた画像形成装置。
前記電子写真感光体の表面に形成する前記静電潜像の形成開始位置が、単一画像に対応する前記静電潜像毎に同期する、請求項1に記載の画像形成装置。
前記電子写真感光体の最表面層は、フッ素含有樹脂粒子とフッ化アルキル基含有共重合体を含む、請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
前記トナーの体積平均粒径は、2.0μm以上5.0μm以下である、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
導電性基体と前記導電性基体上に設けられた下引層と前記下引層上に設けられた感光層とを有し、前記下引層が結着樹脂と金属酸化物粒子と前記金属酸化物粒子の表面に有するアントラキノン誘導体と下記一般式(1)で表される電子輸送材料とを含む電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を周速度500mm/s以上で駆動させる駆動手段と、
を備え、
画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジ。
本実施形態に係る画像形成装置は、導電性基体と前記導電性基体上に設けられた下引層と前記下引層上に設けられた感光層とを有し、前記下引層が結着樹脂と金属酸化物粒子と前記金属酸化物粒子の表面に有するアントラキノン誘導体と前記一般式(1)で表される電子輸送材料とを含む電子写真感光体(以下「感光体」と称する場合がある)と、前記電子写真感光体を周速度500mm/s以上で駆動させる駆動手段と、前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を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の表面に転写する転写手段と、を備える。
すなわち、金属酸化物粒子と前記アントラキノン誘導体とを含む下引層は、優れた電荷ブロッキング性を有するがゆえに、例えば高速で同一画像を繰り返し形成すると、感光体の特定箇所が電気的負荷を受け続ける。そのため、その特定箇所のみにおいて下引層と感光層との界面に電荷が蓄積し、周囲との電位差による電位ムラが生じやすくなると考えられる。
特に高速機においては、一度に多くの枚数の画像を形成することも多いが、静電潜像の形成開始位置を単一画像に対応する静電潜像毎に同期させることで、画像内における濃度ムラが抑制される。一方、上記形態の画像形成装置では、同一の静電潜像を感光体表面の同じ位置に形成するため、同期させない画像形成装置に比べてさらに感光体表面の焼きつきは起こりやすいと考えられる。
しかしながら本実施形態では、下引層が金属酸化物粒子と前記金属酸化物粒子の表面に有するアントラキノン誘導体と前記一般式(1)で表される電子輸送材料とを含む感光体を適用するため、上記形態の画像形成装置であっても、感光体表面の焼きつきは抑制される。
上記形態の感光体を適用することで、感光体の耐摩耗性が向上して寿命が延びる一方、最表面層がフッ素含有樹脂粒子とフッ化アルキル基含有共重合体を有さない場合に比べて電気特性が下がり、感光体表面の焼きつきが起こりやすくなると考えられる。
しかし本実施形態では、下引層が金属酸化物粒子と前記金属酸化物粒子の表面に有するアントラキノン誘導体と前記一般式(1)で表される電子輸送材料とを含む感光体を適用するため、上記形態の感光体を適用しても、感光体表面の焼きつきは抑制される。
高画質化を達成する観点で上記小径トナーを用いる場合、従来の体積平均粒径が5μmを超えるトナーを用いる場合に比べて、トナーの帯電性が低いため、現像電位を大きくする必要がある。そのため、感光体の帯電電位を高く設定する必要があり、感光体に与える電気的負荷も大きくなるため、感光体表面の焼きつきが起こりやすくなると考えられる。
しかし本実施形態では、下引層が金属酸化物粒子と前記金属酸化物粒子の表面に有するアントラキノン誘導体と前記一般式(1)で表される電子輸送材料とを含む感光体を適用するため、上記小径トナーを用い、感光体の帯電電位を高くしても、感光体表面の焼きつきは抑制される。
本実施形態に係る画像形成装置100は、図1に示すように、電子写真感光体7を備えるプロセスカートリッジ300と、露光装置9(静電潜像形成手段の一例)と、転写装置40(一次転写装置)と、中間転写体50とを備える。なお、画像形成装置100において、露光装置9はプロセスカートリッジ300の開口部から電子写真感光体7に露光し得る位置に配置されており、転写装置40は中間転写体50を介して電子写真感光体7に対向する位置に配置されており、中間転写体50はその一部が電子写真感光体7に接触して配置されている。図示しないが、中間転写体50に転写されたトナー像を記録媒体(例えば用紙)に転写する二次転写装置も有している。なお、中間転写体50、転写装置40(一次転写装置)、及び二次転写装置(不図示)が転写手段の一例に相当する。
本実施形態において感光体は、少なくとも導電性基体と下引層と感光層とを有していればよい。また感光体は、感光層として、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を有していてもよいし、電荷輸送層と電荷発生層とを含む機能分離型の感光層を有していてもよい。さらには、保護層等のその他の層を設けてもよい。
図2に示す感光体は、導電性基体1上に、下引層4、電荷発生層2A、電荷輸送層2B、保護層2Cがこの順に積層された層構成を有し、感光層2は電荷発生層2A、電荷輸送層2Bおよび保護層2Cの3層から構成される(第1の態様の感光体)。
尚、図2に示す感光体においては保護層2Cが最外表面を構成する最表面層である。
次に、電子写真感光体の各要素について説明する。なお、符号は省略して説明する場合がある。
導電性基体としては、例えば、金属(アルミニウム、銅、亜鉛、クロム、ニッケル、モリブデン、バナジウム、インジウム、金、白金等)又は合金(ステンレス鋼等)を含む金属板、金属ドラム、及び金属ベルト等が挙げられる。また、導電性基体としては、例えば、導電性化合物(例えば導電性ポリマー、酸化インジウム等)、金属(例えばアルミニウム、パラジウム、金等)又は合金を塗布、蒸着又はラミネートした紙、樹脂フィルム、ベルト等も挙げられる。ここで、「導電性」とは体積抵抗率が1013Ωcm未満であることをいう。
酸性処理液による処理は、例えば、以下のようにして実施される。先ず、リン酸、クロム酸及びフッ酸を含む酸性処理液を調製する。酸性処理液におけるリン酸、クロム酸及びフッ酸の配合割合は、例えば、リン酸が10質量%以上11質量%以下の範囲、クロム酸が3質量%以上5質量%以下の範囲、フッ酸が0.5質量%以上2質量%以下の範囲であって、これらの酸全体の濃度は13.5質量%以上18質量%以下の範囲がよい。処理温度は例えば42℃以上48℃以下が好ましい。被膜の膜厚は、0.3μm以上15μm以下が好ましい。
下引層は、前記の通り、結着樹脂と、金属酸化物粒子と、前記金属酸化物粒子の表面に有するアントラキノン誘導体と、前記一般式(1)で表される電子輸送材料と、を含み、必要に応じてその他の成分を含んでもよい。
下引層に用いる結着樹脂としては、例えば、電荷輸送性基を有する電荷輸送性樹脂、導電性樹脂(例えばポリアニリン等)等も挙げられる。
これら結着樹脂を2種以上組み合わせて使用する場合には、その混合割合は、必要に応じて設定される。
本実施形態では、下引層中に無機粒子として金属酸化物粒子を含む。
金属酸化物粒子としては、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム等の粒子が挙げられる。
これらの中でも、金属酸化物粒子としては、細線再現性、残留電位の上昇抑制の観点から、酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛の粒子がよい。
金属酸化物粒子の粒径が10nm以上であることにより、金属酸化物粒子の表面積が大きくなり過ぎず、分散液におけるムラの発生が抑制される。一方、金属酸化物粒子の粒径が100nm以下であることにより、2次粒子、またはそれ以上の高次粒子が1μm程度の粒径になることが効果的に抑制され、下引層内で金属酸化物粒子の存在する部分と存在しない部分、いわゆる海島構造となることが抑制され、ハーフトーン濃度のムラなどの画質欠陥の発生が抑制される。
また、金属酸化物粒子の体積平均粒径は、例えば、50nm以上2000nm以下(好ましくは60nm以上1000nm以下)がよい。
カップリング剤としては、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、およびアルミネート系カップリング剤から選ばれる少なくとも1種であることがよい。
具体的な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、3−メタクリルオキシプロピル−トリス(2−メトキシエトキシ)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、3−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、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−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、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等のアルミネート系カップリング剤、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、ビス(ジオクチルピロホスフェート)、イソプロピルトリ(N―アミノエチルーアミノエチル)チタネート等のチタネート系カップリング剤等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらのカップリング剤は2種以上を混合して使用してもよい。
FT−IR法、29Si固体NMR法、熱分析、XPSなどの分析法があるが、FT−IR法が最も簡便である。FT−IR法では通常のKBr錠剤法でも、ATR法でもよい。少量の処理済金属酸化物粒子をKBrと混合し、FT−IRを測定することで、カップリング剤の処理量を測定する。
なお金属酸化物粒子は、1種のみ用いてもよく、材料、粒径、表面処理等が異なるものを2種以上併用してもよい。
金属酸化物粒子の表面に有するアントラキノン誘導体としては、例えば、アントラキノン骨格を有し、かつ、金属酸化物粒子の表面と化学反応する材料、またはアントラキノン骨格を有し、かつ、金属酸化物粒子の表面に吸着する材料が挙げられる。
またアントラキノン誘導体の具体例としては、例えば、ヒドロキシアントラキノン化合物、アミノアントラキノン化合物、アミノヒドロキシアントラキノン化合物等が挙げられ、さらに具体的には、例えば、アントラキノン、アリザリン、キニザリン、アントラルフィン、プルプリン等が挙げられる。
尚、下記具体例化合物を以下においては「例示化合物」と称し、例えば下記(1−1)の化合物であれば「例示化合物(1−1)」と称す。
また、下記例示化合物中、「Me」はメチル基を表し、「Et」はエチル基を表し、「Bu」はn−ブチル基を表し、「C8H17」はn−オクチル基を表す。
また、上記アントラキノン誘導体とアントラキノン誘導体以外の電子受容性化合物とを併用してもよい。アントラキノン誘導体以外の電子受容性化合物としては、例えば、酸性基を持つ電子受容性化合物が適用される。この酸性基としては、水酸基(フェノール水酸基)、カルボキシル基、スルホニル基等が挙げられる。
アントラキノン誘導体と併用し得る電子受容性化合物の具体例を下記(1−15)乃至(1−22)に示す。
電子受容性化合物の含有量が0.1質量%以上であることにより、アクセプター物質の効果が効率的に発現される。また、電子受容性化合物の含有量が20質量%以下であることにより、金属酸化物粒子同士の凝集が抑制され、金属酸化物粒子の下引層内での分布のムラが抑制され、良好な導電路が形成される。
前記の通り、下引層は、下記一般式(1)で表される電子輸送材料を含む。
一般式(1)中、R11〜R17が示すアラルキル基としては、例えば、ベンジル基等が挙げられる。
これらの中でも、フェニル基が好ましい。
炭素数5以上10以下の直鎖状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基等が挙げられる。
炭素数5以上10以下の分岐状のアルキル基としては、例えば、イソプロピル基、
イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、イソヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、イソヘプチル基、sec−ヘプチル基、tert−ヘプチル基、イソオクチル基、sec−オクチル基、tert−オクチル基、イソノニル基、sec−ノニル基、tert−ノニル基、イソデシル基、sec−デシル基、tert−デシル基等が挙げられる。
R19が示すアルキレン基としては、直鎖状又は分岐状の炭素数1以上のアルキレン基が挙げられ、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基、sec−ブチレン基、tert−ブチレン基、n−ペンチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基、tert−ペンチレン基等が挙げられる。
Arが示すアリール基としては、フェニル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基等が挙げられる。
・Ph:フェニル基
一般式(1)で表される電子輸送材料の含有量が上記範囲内であることにより、上記範囲よりも少ない場合に比べて感光体表面の焼きつきが抑制され、上記範囲よりも多い場合に比べて電位安定性に優れるという利点がある。
添加剤としては、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挙げられる。シランカップリング剤は前述のように無機粒子の表面処理に用いられるが、添加剤として更に下引層に添加してもよい。
下引層の表面粗さ(十点平均粗さ)は、モアレ像抑制のために、使用される露光用レーザ波長λの1/4n(nは上層の屈折率)から1/2λまでに調整されていることがよい。
表面粗さ調整のために下引層中に樹脂粒子等を添加してもよい。樹脂粒子としてはシリコーン樹脂粒子、架橋型ポリメタクリル酸メチル樹脂粒子等が挙げられる。また、表面粗さ調整のために下引層の表面を研磨してもよい。研磨方法としては、バフ研磨、サンドブラスト処理、湿式ホーニング、研削処理等が挙げられる。
これらの溶剤として具体的には、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、クロロベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤が挙げられる。
図示は省略するが、下引層と感光層との間に中間層をさらに設けてもよい。
中間層は、例えば、樹脂を含む層である。中間層に用いる樹脂としては、例えば、アセタール樹脂(例えばポリビニルブチラール等)、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、カゼイン樹脂、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化合物が挙げられる。
中間層は、有機金属化合物を含む層であってもよい。中間層に用いる有機金属化合物としては、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、マンガン、ケイ素等の金属原子を含有する有機金属化合物等が挙げられる。
これらの中間層に用いる化合物は、単独で又は複数の化合物の混合物若しくは重縮合物として用いてもよい。
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が用いられる。
電荷発生層は、例えば、電荷発生材料と結着樹脂とを含む層である。また、電荷発生層は、電荷発生材料の蒸着層であってもよい。電荷発生材料の蒸着層は、LED(Light Emitting Diode)、有機EL(Electro−Luminescence)イメージアレー等の非干渉性光源を用いる場合に好適である。
なお、n−型の判定は、通常使用されるタイムオブフライト法を用い、流れる光電流の極性によって判定され、正孔よりも電子をキャリアとして流しやすいものをn−型とする。
結着樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂(ビスフェノール類と芳香族2価カルボン酸の重縮合体等)、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が挙げられる。ここで、「絶縁性」とは、体積抵抗率が1013Ωcm以上であることをいう。
これらの結着樹脂は1種を単独で又は2種以上を混合して用いられる。
なお、この分散の際、電荷発生層形成用塗布液中の電荷発生材料の平均粒径を0.5μm以下、好ましくは0.3μm以下、更に好ましくは0.15μm以下にすることが有効である。
電荷輸送層は、例えば、電荷輸送材料と結着樹脂とを含む層である。電荷輸送層は、高分子電荷輸送材料を含む層であってもよい。
上記各基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、炭素数1以上3以下のアルキル基で置換された置換アミノ基も挙げられる。
上記各基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、炭素数1以上3以下のアルキル基で置換された置換アミノ基も挙げられる。
なお、電荷輸送材料と結着樹脂との配合比は、質量比で10:1から1:5までが好ましい。
保護層は、必要に応じて感光層上に設けられる。保護層は、例えば、帯電時の感光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目的で設けられる。
そのため、保護層は、硬化膜(架橋膜)で構成された層を適用することがよい。これら層としては、例えば、下記1)又は2)に示す層が挙げられる。
2)非反応性の電荷輸送材料と、電荷輸送性骨格を有さず、反応性基を有する反応性基含有非電荷輸送材料と、を含む組成物の硬化膜で構成された層(つまり、非反応性の電荷輸送材料と、当該反応性基含有非電荷輸送材料の重合体又は架橋体と、を含む層)
反応性電荷輸送材料は、前記反応性基含有電荷輸送材料の中でも、−OH、−OR10(R10は炭素数1以上12以下のアルキル基を表す)、−NH2、−SH、−COOH、および、炭素二重結合を持つ官能基を有する基から選択される置換基の少なくとも1つを持つ電荷輸送材料の少なくとも1種であることがよい。特に、反応性電荷輸送材料としては、−OH、−OR10、−NH2、−SH、−COOH、および、炭素二重結合を持つ官能基を有する基から選択される置換基を少なくとも2つ(さらには3つ)持つ電荷輸送材料が望ましい。この如く、電荷輸送材料に反応性官能基(当該置換基)が増えることで、架橋密度が上がり、より強度の高い架橋膜が得られやすくなる。
Fr−(D)n3 ……一般式(C)
一般式(C)中、Frは電荷輸送能を有する化合物から誘導される有機基(電荷輸送骨格)を表し、Dは、−(−R11−Z)n1(R12)n2−Y(但し、R11およびR12はそれぞれ独立に炭素数1以上5以下の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基を表し、Zは酸素、NH、または硫黄原子を表し、Yは−OH、−OR10(R10は炭素数1以上12以下のアルキル基を表す)、−NH2、−SHまたは−COOHを表し、n1は0または1を表し、n2は0または1を表す。)、または炭素二重結合を持つ官能基を有する基を表し、n3は1以上4以下の整数を表す。
ArC5は置換若しくは無置換のアリール基、または置換若しくは無置換のアリーレン基を表す。
尚、フッ素含有樹脂粒子およびフッ化アルキル基含有共重合体を除いた最表面層(第一の態様では保護層2C)の全固形分に対する、アルコキシ基を有する反応性電荷輸送材料の添加量が10質量%以上40質量%以下であることが望ましく、更には10質量%以上35質量%以下がより望ましく、10質量%以上30質量%以下が特に望ましい。
フッ素含有樹脂粒子としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE、別名「4フッ化エチレン樹脂」)、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリジクロロジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体などの粒子が挙げられる。
フッ素含有樹脂粒子は、1種を単独でまたは2種以上を併用してもよい。
なお、フッ素含有樹脂粒子の平均一次粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置LA−920(堀場製作所製)を用いて、フッ素含有樹脂粒子が分散された分散液と同じ溶剤に希釈した測定液を屈折率1.35で測定した値をいう。
フッ化アルキル基含有共重合体は、フッ素含有樹脂粒子の分散安定性を保つ。フッ化アルキル基含有共重合体としては、例えば、下記構造式(E)および構造式(F)で表される繰り返し単位を持つフッ化アルキル基含有共重合体が挙げられる。当該フッ化アルキル基含有共重合体は、電子写真感光体の耐摩耗性とクリーニング性を向上させる観点から望ましい。
Y’で表される−(CzH2z−1(OH))−中のzは、1以上10以下の整数が望ましい。
p’、q’、r’およびs’はそれぞれ独立に、0または1以上10以下の整数が望ましい。
フッ化アルキル基含有共重合体は、構造式(G)で表される繰り返し単位をさらに含んでもよい。構造式(G)の含有量は、構造式(E)および構造式(F)の含有量の合計即ちg+hとの比で、g+h:jとして10:0乃至7:3が望ましく、9:1乃至7:3がより望ましい。
フッ化アルキル基含有共重合体の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定される。
また、表面保護層におけるフッ素含有樹脂粒子およびフッ化アルキル基含有共重合体の総含有量は、層全構成成分(固形分全量)に対して、1質量%以上40質量%以下が望ましく、3質量%以上20質量%以下がより望ましい。
保護層の形成用の組成物には、電子写真感光体の耐摩耗性および電気的安定性をより向上させるために、グアナミン構造を有する化合物(以下、「グアナミン化合物」とも称する。)およびメラミン構造を有する化合物(以下、「メラミン化合物」とも称する。)から選択される少なくとも1種を含ませてもよい。つまり、保護層は、反応性電荷輸送材料と、グアナミン化合物およびメラミン化合物から選択される少なくとも1種との架橋体(架橋物)を含んで構成されてもよい。
RH1が置換若しくは無置換の炭素数6以上10以下のフェニル基の場合、望ましくは炭素数が6以上8以下である。フェニル基が置換される場合の置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基などが挙げられる。
RH6で表される炭素数1以上10以下の直鎖状または分岐状のアルキル基は、望ましくは炭素数が1以上8以下であり、より望ましくは炭素数が1以上6以下(例えば、メチル基、エチル基、ブチル基など)である。
一般式(H)で表される化合物は、例えば、グアナミンとホルムアルデヒドとを用いて公知の方法(例えば、「実験化学講座」第4版、28巻、430ページ)で合成される。
以下に一般式(J)で表される化合物の具体例を示すが、これらに限られるわけではない。また、以下の具体例は、単量体を示すが、これらを構造単位とする多量体(オリゴマー)であってもよい。
保護層を上記構成とすることで、保護層がより密な硬化膜となり、電子写真感光体の耐摩耗性と電気特性がより向上する。
保護層には、反応性電荷輸送材料(例えば一般式(C)で表される化合物)と共に、フェノール樹脂、尿素樹脂、アルキッド樹脂などを併用してもよい。また、強度を向上させるために、スピロアセタール系グアナミン樹脂(例えば「CTU−グアナミン」、味の素ファインテクノ(株)製)など、一分子中の官能基の個数がより多い化合物を当該架橋物中の材料に共重合させることも効果的である。
酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、芳香族アミン系酸化防止剤、ヒンダードアミン系酸化防止剤、有機イオウ系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤、ジチオカルバミン酸塩系酸化防止剤、チオウレア系酸化防止剤、ベンズイミダゾール系酸化防止剤、などの公知の酸化防止剤が挙げられる。
ここで、アルコールに溶解する樹脂とは、炭素数5以下のアルコールに1質量%以上溶解する樹脂を意味する。アルコールに溶解する樹脂としては、例えば、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂が挙げられる。
また、保護層には、シリコーンオイル等の潤滑剤を添加してもよい。
図3に示す感光体は、導電性基体1上に、下引層4、電荷発生層2A、電荷輸送層2Bがこの順に積層された層構成を有し、感光層2は電荷発生層2Aおよび電荷輸送層2Bの2層から構成される(第2の態様の感光体)。
尚、図3に示す感光体においては電荷輸送層2Bが最外表面を構成する最表面層である。
単層型感光層の形成方法は、電荷発生層や電荷輸送層の形成方法に準じて行われる。単層型感光層の厚さは5μm以上50μm以下が望ましく、10μm以上40μm以下がより望ましい。
駆動装置16は、感光体を周速度500mm/s以上で駆動させる。
ここで周速度は、感光体の外周面における速度を意味し、駆動装置16によって回転する感光体の角速度と、感光体の回転軸から外周面までの距離と、から求められる。
前記周速度としては、例えば500mm/s以上800mm/s以下が挙げられ、好ましくは500mm/s以上700mm/s以下である。
駆動装置16としては、例えばモータ等が挙げられるが、感光体を駆動させるものであれば特に限定されるものではなく、励磁力、空気圧、油圧等を用いて回転運動、振り子運動、往復運動等、繰り返し動作する構造であればよい。
帯電装置8としては、例えば、導電性又は半導電性の帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電フィルム、帯電ゴムブレード、帯電チューブ等を用いた接触型帯電器が使用される。また、非接触方式のローラ帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器やコロトロン帯電器等のそれ自体公知の帯電器等も使用される。
露光装置9としては、例えば、電子写真感光体7表面に、半導体レーザ光、LED光、液晶シャッタ光等の光を、定められた像様に露光する光学系機器等が挙げられる。光源の波長は電子写真感光体の分光感度領域内とする。半導体レーザの波長としては、780nm付近に発振波長を有する近赤外が主流である。しかし、この波長に限定されず、600nm台の発振波長レーザや青色レーザとして400nm以上450nm以下に発振波長を有するレーザも利用してもよい。また、カラー画像形成のためにはマルチビームを出力し得るタイプの面発光型のレーザ光源も有効である。
現像装置11としては、例えば、現像剤を接触又は非接触させて現像する一般的な現像装置が挙げられる。現像装置11としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて選択される。例えば、一成分系現像剤又は二成分系現像剤をブラシ、ローラ等を用いて電子写真感光体7に付着させる機能を有する公知の現像器等が挙げられる。中でも現像剤を表面に保持した現像ローラを用いるものが好ましい。
以下、現像装置11に使用されるトナーについて説明する。
トナーの体積平均粒径としては、例えば2.0μm以上12μm以下の範囲が挙げられるが、高画質化を実現する観点から2.0μm以上5.0μm以下であることが望ましく、2.0μm以上4.5μm以下がより望ましい。
なお、トナーの体積平均粒径は、例えばトナー粒子と外添剤とを含むトナーの場合、トナー粒子の体積平均粒径に相当する。
まず、分散剤として界面活性剤(望ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム)の5質量%水溶液2ml中に、測定試料を0.5mg以上50mg以下加え、これを電解液100ml以上150ml以下中に添加した。この測定試料を懸濁させた電解液を超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーII型(ベックマン−コールター社製)により、アパーチャー径が100μmのアパーチャーを用いて、粒径が2.0μm以上60μm以下の範囲の粒子の粒度分布を測定する。測定する粒子数は50,000とする。
得られた粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、小粒径側から体積累積分布を引いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとする。
トナー(トナー粒子)の平均円形度は、(円相当周囲長)/(周囲長)[(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)]により求められる。具体的には、測定対象となるトナーを吸引採取し、扁平な流れを形成させ、ストロボ発光させることにより静止画像として粒子像を取り込み、その粒子像を画像解析するフロー式粒子像解析装置(例えばシスメックス社製のFPIA−2100)によって求める。なお、平均円形度を求める際のサンプリング数は3500個である。
トナー(トナー粒子)の形状係数SF1は下記式により求められる。
式:SF1=100π×(ML)2/(4×A)
上記式中、MLは粒子の最大長、Aは粒子の投影面積である。粒子の最大長と投影面積は、スライドガラス上にサンプリングした粒子を光学顕微鏡により観察し、ビデオカメラを通じて画像解析装置(LUZEX III、NIRECO社製)に取り込んで、画像解析を行うことにより求められる。この際のサンプリング数は100個以上で、その平均値を用いて、上記式に示す形状係数を求める。
トナーは、トナー粒子単独で構成されていてもよいし、トナー粒子と外添剤とを含んで構成されていてもよい。
また、代表的な結着樹脂としては、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等も挙げられる。
トナーには、例えば、トナー粒子を得た後、外添剤と混合してもよい。
トナー粒子の製造方法としては、特に製造方法により限定されるものではないが、例えば、結着樹脂や、その他着色剤、離型剤その他内添剤等を加えて混練、粉砕、分級する混練粉砕法;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;結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液や、その他着色剤、離型剤その他内添剤等の分散液と、を混合し、凝集、加熱融着する乳化重合凝集法;結着樹脂を得るための重合性単量体や、その他着色剤、離型剤その他内添剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法;結着樹脂や、その他着色剤、離型剤その他内添剤等の溶液と、を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等が挙げられる。
また、トナー粒子は、上記方法で得られたトナー粒子をコアにして、さらに凝集粒子を付着、加熱融合してコアシェル構造のトナー粒子としてもよい。
なお、トナー粒子の製造方法としては、形状制御、粒度分布制御の観点から水系溶媒にて製造する懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法が望ましく、乳化重合凝集法が特に望ましい。
キャリアとしては、例えば、鉄粉、ガラスビーズ、フェライト粉、ニッケル粉またはそれ等の表面に樹脂被覆を施したものが挙げられる。
なお、トナーとキャリアとの混合比(質量比)は、例えば、トナー:キャリア=1:100から30:100程度の範囲が挙げられる。
クリーニング装置13は、クリーニングブレード131を備えるクリーニングブレード方式の装置が用いられる。
なお、クリーニングブレード方式以外にも、ファーブラシクリーニング方式、現像同時クリーニング方式を採用してもよい。
転写装置40としては、例えば、ベルト、ローラ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等のそれ自体公知の転写帯電器が挙げられる。
中間転写体50としては、半導電性を付与したポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ゴム等を含むベルト状のもの(中間転写ベルト)が使用される。また、中間転写体の形態としては、ベルト状以外にドラム状のものを用いてもよい。
そして、転写装置40によってトナー像が転写された後の電子写真感光体7の外周面は、クリーニング装置13によって清掃された後、前記帯電、静電潜像の形成、現像、転写、及び清掃の工程が繰り返される。
一方、中間転写体50の表面に転写されたトナー像は、例えば、不図示の二次転写装置によって記録媒体に転写され、必要に応じて不図示の定着装置によって前記記録媒体に定着されて、画像が得られる。
ここで「単一画像」とは、例えば繰り返し同一の画像を形成する場合、形成された各画像のことを言う。
制御部は、画像形成装置100全体の制御及び各種演算を行うコンピュータとして構成されている。具体的には、図示しないが、制御部は、例えば、CPU(中央処理装置;Central Processing Unit)、各種プログラムを記憶したROM(Read Only Memory)、プログラムの実行時にワークエリアとして使用されるRAM(Random Access Memory)、各種情報を記憶する不揮発性メモリ、及び入出力インターフェース(I/O)を備えている。CPU、ROM、RAM、不揮発性メモリ、及びI/Oの各々は、例えば、バスを介して接続されている。
なお図5は、単一画像に対応する静電潜像(すなわち、静電潜像G1、静電潜像G2、及び静電潜像G3のそれぞれ)における電子写真感光体7の周方向の長さが、電子写真感光体7の周長Sよりも長い形態を示しているが、周長Sよりも短い場合も同様である。
そして制御部は、例えば、潜像形成開始位置A1と、潜像形成開始位置A2と、潜像形成開始位置A3と、が同期するように、駆動装置16及び露光装置9を制御する。具体的には、例えば、潜像形成開始位置A1と潜像形成開始位置A2との間隔P1、及び潜像形成開始位置A2と潜像形成開始位置A3との間隔P2が、電子写真感光体7における周長Sの整数倍となるように、制御部が駆動装置16及び露光装置9を制御する。それによって、電子写真感光体7の外周面のうち、同じ位置に対応する潜像形成開始位置A1〜A3から、それぞれ静電潜像G1〜G3の形成が開始される。
そのため、例えば、静電潜像G1〜G3が同一の画像である場合、静電潜像G1及び静電潜像G2の履歴が残っても、静電潜像G3を現像して得られた画像内の濃度ムラ等が発生しにくくなる。
以上、潜像開始位置を単一画像に対応する静電潜像毎に同期させる形態について説明したが、本実施形態の画像形成装置は上記形態に限定されるものではない。
図4に示す画像形成装置120は、プロセスカートリッジ300を4つ搭載したタンデム方式の多色画像形成装置である。画像形成装置120では、中間転写体50上に4つのプロセスカートリッジ300がそれぞれ並列に配置されており、1色に付き1つの電子写真感光体が使用される構成となっている。なお、画像形成装置120は、タンデム方式であること以外は、画像形成装置100と同様の構成を有している。
また本実施形態に係るプロセスカートリッジは、電子写真感光体7及び駆動装置16を備えていればよく、帯電装置8、現像装置11、及びクリーニング装置13を備えていない形態でもよいし、必要に応じてさらに転写手段を備えていてもよい。
[感光体1の作製]
−下引層の作製−
酸化亜鉛(平均粒子径:70nm、テイカ社製、比表面積値:15m2/g)100部をトルエン500部と攪拌混合し、シランカップリング剤としてKBM603(信越化学工業製)1.25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を施した酸化亜鉛粒子を得た。
さらにこの分散液を、浸漬塗布法にて、直径84mm、長さ357mm、肉厚1mmのアルミニウム基材上に塗布し、180℃にて40分間の乾燥硬化を行い、厚さ21μmの下引層を得た。
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7.4゜、16.6゜、25.5゜および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1部を、ポリビニルブチラール樹脂(積水化学工業製エスレックBM−S)1部とともに酢酸ブチル100部に加え、直径1mmのガラスビーズを用いてペイントシェーカーで1時間分散処理して電荷発生層形成用塗布液を得た。この電荷発生層形成用塗布液を前記下引層上に浸漬塗布し、100℃にて8分間乾燥して、厚みが0.2μmの電荷発生層を得た。
電荷輸送物質として下記構造式(2B−1)で表される化合物2.1部と、下記構造式(2B−2)で表される繰り返し単位で構成された高分子化合物(粘度平均分子量39000)2.9部と、をテトラヒドロフラン10部及びトルエン5部に溶解させて、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前記電荷発生層上に浸漬塗布し、135℃、35分間乾燥して、厚みが23μmの電荷輸送層を得た。
4フッ化エチレン樹脂粒子としてルブロンL−2(ダイキン工業製)10部と、下記構造式(E)−1で表される繰り返し単位及び下記構造式(F)−1で表される繰り返し単位を含むフッ化アルキル基含有共重合体(重量平均分子量50,000、l:m=1:1、s=1、n=60)0.5部と、をシクロペンタノン40部に加えて攪拌混合し、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を作製した。
この表面保護層形成用塗布液を、前記電荷輸送層の上に浸漬塗布し、159℃で34分間加熱乾燥し、膜厚6μmの表面保護層を得た。
以上のようにして、感光体1を得た。
感光体1における表面保護層の作製において、ベンゾグアナミン樹脂の代わりにメチル化メラミン樹脂(ニカラックMW−30HM、三和ケミカル社製、既述の例示化合物(J)−2)に変更した以外は、感光体1と同様にして、感光体2を得た。
感光体1における下引層の作製において、アントラキノン誘導体として例示化合物(1−8)の代わりに例示化合物(1−2)を用いた以外は、感光体1と同様にして、感光体3を得た。
感光体1における下引層の作製において、アントラキノン誘導体として例示化合物(1−8)の代わりに例示化合物(1−6)を用いた以外は、感光体1と同様にして、感光体4を得た。
感光体1における下引層の作製において、アントラキノン誘導体として例示化合物(1−8)の代わりに例示化合物(1−11)を用いた以外は、感光体1と同様にして、感光体5を得た。
感光体1における表面保護層の作製において、反応性電荷輸送材料の例示化合物(I−8)の添加量を41部、反応性電荷輸送材料の例示化合物(I−26)の添加量を44部に変更した以外は、感光体1と同様にして、感光体6を得た。
感光体1における表面保護層の作製において、反応性電荷輸送材料の例示化合物(I−8)の添加量を50部、反応性電荷輸送材料の例示化合物(I−26)の添加量を19部、ベンゾグアナミン樹脂の添加量を20.4部に変更した以外は、感光体1と同様にして、感光体7を得た。
感光体1における表面保護層の作製において、反応性電荷輸送材料の例示化合物(I−8)の添加量を70.25部、ルブロンL−2の添加量を5部、フッ化アルキル基含有共重合体の添加量を0.25部に変更した以外は、感光体1と同様にして、感光体8を得た。
感光体1における表面保護層の作製において、反応性電荷輸送材料の例示化合物(I−8)の代わりに反応性電荷輸送材料の例示化合物(I−16)を用いた以外は、感光体1と同様にして、感光体9を得た。
感光体1の作製において、表面保護層の作製を下記方法に変更した以外は、感光体1と同様にして、感光体10を得た。
4フッ化エチレン樹脂粒子としてルブロンL−2(ダイキン工業製)10部と、前記構造式(E)−1で表される繰り返し単位及び前記構造式(F)−1で表される繰り返し単位を含むフッ化アルキル基含有共重合体(重量平均分子量50,000、l:m=1:1、s=1、n=60)0.5部と、をシクロペンタノン40部に加えて攪拌混合し、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を作製した。
(構成材料)
・下記構造式で表される化合物(6) 37部
・メチルトリメトキシシラン 37部
・テトラメトキシシラン 8.4部
・コロイダルシリカ 6部
なお、下記構造式中「Me」はメチル基を表し、「iPr」はイソプロピル基を表す。
この表面保護層形成用塗布液を、前記電荷輸送層の上にリング型浸漬塗布法により塗布し、室温(25℃)で30分風乾した後、180℃で1時間加熱処理して硬化させ、膜厚5μmの表面保護層を形成した。
感光体1の作製において、表面保護層の作製を下記方法に変更した以外は、感光体1と同様にして、感光体11を得た。
反応性電荷輸送材料の例示化合物(I−8)75.5部と、反応性電荷輸送材料の例示化合物(I−26)20部と、ベンゾグアナミン樹脂(ニカラックBL−60、三和ケミカル社製)4.4部と、をシクロペンタノン220部に加え、混合して溶解させた後、NACURE5225(キングインダストリー社製)0.1部を加えて、表面保護層形成用塗布液を得た。
この表面保護層形成用塗布液を、前記電荷輸送層の上に浸漬塗布し、159℃にて34分間加熱乾燥し、膜厚6μmの表面保護層を形成した。
感光体1における下引層の作製において、アントラキノン誘導体を用いなかった以外は、感光体1と同様にして、感光体12を得た。
感光体1における下引層の作製において、一般式(1)で表される電子輸送材料を用いなかった以外は、感光体1と同様にして、感光体13を得た。
感光体1における下引層の作製において、アントラキノン誘導体である例示化合物(1−8)の代わりに、アントラキノン誘導体以外の電子受容性化合物である例示化合物(1−15)で表される化合物を用いた以外は、感光体1と同様にして、感光体14を得た。
感光体1における下引層の作製において、一般式(1)で表される電子輸送材料の例示化合物(11−2)の代わりに、下記構造式(4−1)で表される電子輸送材料を用いた以外は、感光体1と同様にして、感光体14を得た。
感光体11における下引層の作製において、一般式(1)で表される電子輸送材料を用いなかった以外は、感光体11と同様にして、感光体16を得た。
感光体1における下引層の作製において、一般式(1)で表される電子輸送材料として、例示化合物(11−2)の代わりに例示化合物(11−14)を用いた以外は、感光体1と同様にして、感光体17を得た。
[現像剤1]
(トナー粒子1の作製)
−樹脂粒子分散液の調製−
スチレン370g、n−ブチルアクリレート30g、アクリル酸8g、ドデカンチオール24g、及び四臭化炭素4gを混合して溶解させたものを、非イオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製)6g及びアニオン性界面活性剤(ネオゲンSC:第一工業製薬(株)製)10gをイオン交換水550gに溶解させた水溶液が入ったフラスコ中に加え、10分間ゆっくり混合しながら乳化重合させ、これに過硫酸アンモニウム4gをイオン交換水50gに溶解させた水溶液を投入した。
窒素置換を行った後、前記フラスコ内の液を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。
その結果、体積平均粒径が150nm、ガラス転移温度Tgが58℃、重量平均分子量Mwが11500の樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液が得られた。この分散液の固形分濃度は40質量%であった。
・カーボンブラック(モーガルL:キャボット製)60g
・ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製)6g
・イオン交換水240g
以上の成分を混合して溶解させ、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて分散処理して体積平均粒径が250nmである着色剤(カーボンブラック)粒子が分散された着色剤分散剤を調製した。
・パラフィンワックス(HNP0190:日本精蝋(株)製、溶融温度85℃)100g
・カチオン性界面活性剤(サニゾールB50:花王(株)製)5g
・イオン交換水240g
以上の成分を、丸型ステンレス鋼製フラスコ中でホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径が550nmである離型剤粒子が分散された離型剤分散液を調製した。
・樹脂粒子分散液234部
・着色剤分散液30部
・離型剤分散液40部
・ポリ水酸化アルミニウム(浅田化学社製、Paho2S)0.5部
・イオン交換水600部
以上の成分を、丸型ステンレス鋼鉄フラスコ中でホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて混合し、分散した後、加熱用オイルバス中でフラスコ内を攪拌しながら30℃まで加熱した。30℃で20分保持した後、体積平均粒径D50が3.0μmの凝集粒子が生成していることを確認した。
・フェライト粒子(平均粒径:50μm)100部
・トルエン14部
・スチレン/メタクリレート共重合体(成分比:90/10)2部
・カーボンブラック(R330:キャボット社製)0.2部
まず、フェライト粒子を除く上記成分を10分間スターラーで撹拌させて、分散した被覆液を調製した。次に、この被覆液とフェライト粒子を真空脱気型ニーダーに入れて、60℃において30分撹拌した後、さらに加温しながら減圧して脱気し、乾燥させることによりキャリア1を得た。このキャリア1は、1000V/cmの印加電界時の体積固有抵抗値が1011Ωcmであった。
上記トナー粒子1を1100部と、ルチル型酸化チタン(粒径20nm,n−デシルトリメトキシシラン処理)1部と、シリカ(粒径40nm,シリコーンオイル処理,気相酸化法)2.0部と、酸化セリウム(平均粒径0.7μm)1部と、高級脂肪酸アルコール(分子量700の高級脂肪酸アルコール)及び4フッ化エチレン樹脂(ルブロンL−2)を質量比で5:1の割合でジェットミルで粉砕して平均粒径8.0μmとしたもの0.3部と、を5Lヘンシェルミキサーで周速30m/sの条件にて15分間混合を行った後、45μmの目開きのシーブを用いて粗大粒子を除去し、トナー1を得た。
また、上記キャリア1を100部と、上記トナー1を5部と、をV−ブレンダーで、40rpmの条件にて20分間攪拌し、212μmの目開きを有するシーブで篩分することにより現像剤1を得た。
(トナー粒子2の作製)
・樹脂粒子分散液234部
・着色剤分散液30部
・離型剤分散液40部
・ポリ水酸化アルミニウム(浅田化学社製、Paho2S)0.5部
・イオン交換水600部
以上の成分を、丸型ステンレス鋼鉄フラスコ中でホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて混合し、分散した後、加熱用オイルバス中でフラスコ内を攪拌しながら40℃まで加熱した。40℃で30分保持した後、体積平均粒径D50が4.5μmの凝集粒子が生成していることを確認した。
トナー粒子1の代わりにトナー粒子2を用いた以外は、トナー1と同様にして、トナー2を得た。
また、上記キャリア1を100部と、上記トナー2を5部と、をV−ブレンダーで、40rpmの条件にて20分間攪拌し、212μmの目開きを有するシーブで篩分することにより現像剤2を得た。
続いて、感光体1及び現像剤1を組み合わせて、画像形成装置(富士ゼロックス社製「Color 1000 Press」)に装填した。上記画像形成装置における感光体の周速度(プロセススピード)は通常440mm/sで1分あたりA4用紙100枚に画像を形成するものであるが、感光体の周速度が528mm/s(120枚/分)又は660mm/s(150枚/分)となるように改造し、下記表に示す周速度で評価を行った。
また、上記画像形成装置に対し、感光体の表面における潜像形成開始位置を単一画像に対応する静電潜像毎に同期させる機能(シンクロ機能)の有効(ON)及び無効(OFF)にする設定が自由になる改造も行い、下記表に示す設定で評価を行った。
尚、特に断りのない限り、評価ごとに未使用の感光体を用いて画像形成を行った。また、評価用の記録媒体として、富士ゼロックス社製J紙(坪量:82g/m2、紙厚:97μm、ISO白色度:89%)を用いた。
室温22℃湿度55%RHの環境下において、以下の設定と測定を実施した。
まず初期の感光体の電気特性評価として、画像形成装置に内蔵されている電位モニターを用いて、感光体表面電位が−700Vになるようスコロトロン(非接触型帯電手段)のグリッド電圧を調整した。次に露光部電位が−250Vになるよう露光光量を設定した。この露光光量を用いて後述する耐摩耗性評価を行った後に、再び露光部電位を測定し、初期との差分をΔVLで表した。評価基準は以下の通りである。ΔVLの値(表中の括弧内の数値)及び評価結果を下記表に示す。
A:ΔVL<10
B:10≦ΔVL<15
C:15≦ΔVL
室温22℃湿度55%RHの環境下において、以下の設定と測定を実施した。
前記電気特性評価に用いた感光体と同一構成且つ同一試作日の感光体において、前記電気特性評価と同様にグリッド電圧と露光光量を調整した。その後感光体を装着し、A3サイズの記録媒体に、画像濃度Cin50%の画像を1000枚形成し、1枚目の画像と1000枚目の画像とについて反射濃度を測定し、その差分ΔDoutを以下の基準に従って評価した。
なお、上記反射濃度は、分光測色計(X−Rite938)を用いて測定された画像濃度(Dout)であり、具体的には、画像の中央と四隅との計5箇所を、1枚目及び1000枚目のそれぞれについて測定し、5箇所の平均の差分を用いて評価を行った。評価基準は以下の通りである。ΔDoutの値(表中の括弧内の数値)及び評価結果を下記表に示す。
A:ΔDout<0.10
B:0.10≦ΔDout<0.15
C:0.15≦ΔDout
前記濃度安定性評価で形成した100枚目の画像について、ドット再現性を下記の基準に従って評価した。なお、図6に示す写真は、前記濃度安定性評価で形成した画像濃度Cin30%の画像を顕微鏡(KEYENCE社製、型番:VHX−900)で100倍に拡大した写真である。評価結果を下記表に示す。
A:図6(A)のごとくドットに乱れがない
B:図6(B)のごとくドットに少しトナーの飛び散りがみられる
C:図6(C)のごとくドットにトナーの飛び散りがみられる
28℃/85%RHの環境下において、前記電気特性評価と同様にグリッド電圧と露光光量を調整した。
その後、図7(a)に示すような格子状のチャート画像を1000枚形成した後、連続して画像濃度Cin20%の画像を出力し、格子状の画像(ゴースト)の現れ具合を目視にて観察し、以下の基準で評価した。なお画像はすべてA3の記録媒体に形成した。評価結果を下記表に示す。
A:図7(A)のごとく、格子状の画像が確認されない。
B:図7(B)のごとく、格子状の画像が若干確認される。問題ないレベル
C:図7(C)のごとく、格子状の画像がはっきり確認される。
前記電気特性評価と同様にグリッド電圧と露光光量を調整した。その後、図8に示す画像を、感光体が10万回転(誤差1%以内)するまで出力した(すなわち、A3サイズの記録媒体5万枚に画像を形成した)。
なお、図8に示す画像は、具体的には、記録媒体の中央部に画像濃度Cin100%の部分(図8中の「画像密度100%」の部分)と、これを挟むように2箇所の画像濃度Cin30%の部分(図8中の「画像密度30%」の部分)と、が存在し、且つ全体の画像濃度Cinが7.5%である画像である。
なお、感光体の膜厚は、周方向に4点(基点を任意に設定し、0°、90°、180°、270°の4点)、軸方向に上端20mm位置から10mmピッチで33点、合計132点測定し、132点の平均値を求めた。測定には、膜厚測定器(例えばフィッシャースコープ社製パーマスコープなど)を用いてもよい。摩耗量(表中の括弧内の数値)及び評価結果を下記表に示す。
A:2.5nm/1000回転未満
B:2.5nm/1000回転以上、3.5nm/1000回転未満
C:3.5nm/1000回転以上
用いた感光体および現像剤を下記表に記載のものに変更し、評価におけるシンクロ機能の設定、感光体の周速度、及び感光体表面電位を下記表に示すようにした以外は、実施例1と同様に評価を行った。評価結果を下記表に示す。
用いた感光体および現像剤を下記表に記載のものに変更し、評価におけるシンクロ機能の設定、感光体の周速度、及び感光体表面電位を下記表に示すようにした以外は、実施例1と同様に評価を行った。結果を下記表に示す。
Claims (5)
- 導電性基体と前記導電性基体上に設けられた下引層と前記下引層上に設けられた感光層とを有し、前記下引層が結着樹脂と金属酸化物粒子と前記金属酸化物粒子の表面に有するアントラキノン誘導体と下記一般式(1)で表される電子輸送材料とを含む電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を周速度500mm/s以上で駆動させる駆動手段と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を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の表面に転写する転写手段と、
を備えた画像形成装置。
(一般式(1)中、R11、R12、R13、R14、R15、R16、及びR17は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、又はアラルキル基を示す。R18は、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を示す。) - 前記電子写真感光体の表面に形成する前記静電潜像の形成開始位置が、単一画像に対応する前記静電潜像毎に同期する、請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記電子写真感光体の最表面層は、フッ素含有樹脂粒子とフッ化アルキル基含有共重合体を含む、請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記トナーの体積平均粒径は、2.0μm以上5.0μm以下である、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 導電性基体と前記導電性基体上に設けられた下引層と前記下引層上に設けられた感光層とを有し、前記下引層が結着樹脂と金属酸化物粒子と前記金属酸化物粒子の表面に有するアントラキノン誘導体と下記一般式(1)で表される電子輸送材料とを含む電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を周速度500mm/s以上で駆動させる駆動手段と、
を備え、
画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジ。
(一般式(1)中、R11、R12、R13、R14、R15、R16、及びR17は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、又はアラルキル基を示す。R18は、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を示す。)
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