JP2016009078A - 画像形成装置、およびプロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導電性支持体、感光層、並びに、グアナミン構造およびメラミン構造を有する化合物から選ばれる少なくとも1種と、−OH、−OCH3、−NH2、−SHおよび−COOHから選ばれる少なくとも1つの置換基を有する電荷輸送性材料と、の架橋物を含有する表面保護層をこの順に有し、表面にトナー像が形成され且つ該トナー像を記録媒体上に転写する電子写真感光体31と、少なくとも電子写真感光体31と接触する部分が、ポリウレタンゴムを含有し且つ示差走査熱量測定による吸熱ピークトップ温度を180℃以上220℃以下の範囲に持つ部材で構成されるクリーニングブレードを備えるクリーニング手段34と、を有する画像形成装置。
【選択図】図1
Description
請求項1に係る発明は、
導電性支持体、感光層、並びに、グアナミン構造を有する化合物およびメラミン構造を有する化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種と、−OH、−OCH3、−NH2、−SH、および−COOHからなる群から選ばれる少なくとも1つの置換基を有する電荷輸送性材料と、の架橋物を含有する表面保護層をこの順に有する電子写真感光体と、
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、
少なくとも前記電子写真感光体と接触する部分が、ポリウレタンゴムを含有し且つ示差走査熱量測定による吸熱ピークトップ温度を180℃以上220℃以下の範囲に持つ部材で構成されるクリーニングブレードを備え、該クリーニングブレードを前記転写手段によって前記トナー像が転写された後の前記電子写真感光体の表面に接触させてクリーニングするクリーニング手段と、
を有する画像形成装置である。
前記表面保護層が、フッ素含有粒子を含む請求項1に記載の画像形成装置である。
前記クリーニングブレードにおける前記ポリウレタンゴムがハードセグメントとソフトセグメントとを有し、前記ハードセグメントの凝集体の平均粒子径が5μm以上20μm以下であり、且つ前記ハードセグメントの凝集体の粒度分布(標準偏差σ)が2μm以上である請求項1または請求項2に記載の画像形成装置である。
導電性支持体、感光層、並びに、グアナミン構造を有する化合物およびメラミン構造を有する化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種と、−OH、−OCH3、−NH2、−SH、および−COOHからなる群から選ばれる少なくとも1つの置換基を有する電荷輸送性材料と、の架橋物を含有する表面保護層をこの順に有し、表面にトナー像が形成され且つ該トナー像を記録媒体上に転写する電子写真感光体と、
少なくとも前記電子写真感光体と接触する部分が、ポリウレタンゴムを含有し且つ示差走査熱量測定による吸熱ピークトップ温度を180℃以上220℃以下の範囲に持つ部材で構成されるクリーニングブレードを備え、該クリーニングブレードを前記記録媒体に前記トナー像が転写された後の前記電子写真感光体の表面に接触させてクリーニングするクリーニング手段と、
を備え、画像形成装置に対して脱着自在であるプロセスカートリッジである。
前記表面保護層が、フッ素含有粒子を含む請求項4に記載のプロセスカートリッジである。
前記クリーニングブレードにおける前記ポリウレタンゴムがハードセグメントとソフトセグメントとを有し、前記ハードセグメントの凝集体の平均粒子径が5μm以上20μm以下であり、且つ前記ハードセグメントの凝集体の粒度分布(標準偏差σ)が2μm以上である請求項4または請求項5に記載のプロセスカートリッジである。
また、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、表面にトナー像が形成され且つ該トナー像を記録媒体上に転写する電子写真感光体と、クリーニングブレードを前記記録媒体に前記トナー像が転写された後の前記電子写真感光体の表面に接触させてクリーニングするクリーニング手段と、を備え、画像形成装置に対して脱着自在である。
また、前記クリーニングブレードは、少なくとも前記電子写真感光体と接触する部分が、ポリウレタンゴムを含有し且つ示差走査熱量測定による吸熱ピークトップ温度を180℃以上220℃以下の範囲に持つ部材で構成される。
つまり、上記構成の表面保護層によって感光体の粘性が低下することと、上記構成によってクリーニングブレードが高硬度化されることとが組み合わさり、クリーニングブレードの歪みが低減され、挙動が安定するものと推察される。
本実施形態のクリーニングブレードは、感光体との接触部分を構成する部材の示差走査熱量測定(DSC)による吸熱ピークトップ温度(溶融温度)が180℃以上220℃以下である。更には185℃以上215℃以下であることが望ましく、190℃以上210℃以下であることがより望ましい。
また、本実施形態では、接触部分を構成する部材の吸熱ピークトップ温度が上記範囲のクリーニングブレードと本実施形態の感光体とを組み合わせることで、優れたクリーニング性がより顕著に実現され、長期に亘って繰り返し良好な画像を得られる。
本実施形態のクリーニングブレードは、結晶性を高めつつ且つ適正な範囲に制御し、つまり吸熱ピークトップ温度(溶融温度)を適正な範囲とすることで、感光体との接触の際の挙動の安定を実現し、また欠けを抑制し且つ優れた耐摩耗性をも実現している。
上記制御方法の詳細については、後に詳述する。
本実施形態においては、感光体の表面保護層に、更にフッ素含有粒子を含むことが好ましい。
フッ素含有粒子を含むことで、外添剤がすり抜けて感光体上に残留することがより顕著に抑制され、画像におけるゴーストの発生がより顕著に抑制される。その結果、長期に亘って画質に優れた画像を繰り返し形成し得る。
まず、本実施形態に係る画像形成装置およびプロセスカートリッジの構成について、図面を用い一例を挙げて、詳細に説明する。但し、本実施形態に係る画像形成装置およびプロセスカートリッジの構成は、図1に示す態様に限定されるものではない。
図1中、21は本体ハウジング、22、22a乃至22dは作像ユニット、23はベルトモジュール、24は記録媒体供給カセット、25は記録媒体搬送路、30は各感光体ユニット、31は感光体ドラム(像保持体の一種)、33は各現像ユニット(現像装置の一種)、34はクリーニング装置、35、35a乃至35dはトナーカートリッジ、40は露光ユニット、41はユニットケース、42はポリゴンミラー、51は一次転写装置、52は二次転写装置、53はベルトクリーニング装置、61は送出しロール、62は搬送ロール、63は位置合わせロール、66は定着装置、67は排出ロール、68は排紙部、71は手差し供給装置、72は送出しロール、73は両面記録用ユニット、74は案内ロール、76は搬送路、77は搬送ロール、230は中間転写ベルト、231、232は支持ロール、521は二次転写ロール、531はクリーニングブレードを表す。尚、一次転写装置51と中間転写ベルト230と二次転写装置52とで本実施形態における転写装置を構成する。
また、図1中、符号35(35a乃至35d)は各現像ユニット33に各色成分トナーを補給するためのトナーカートリッジである(トナー補給経路は図示せず)。
更にまた、中間転写ベルト230の最上流作像ユニット22aの上流側にはベルトクリーニング装置53が配設されており、中間転写ベルト230上の残留トナーを除去する。
更にまた、本体ハウジング21には両面記録用ユニット73が付設されており、この両面記録用ユニット73は、記録媒体の両面に画像記録を行う両面モード選択時に、片面記録済みの記録媒体を、排出ロール67を逆転させ且つ入口手前の案内ロール74にて内部に取り込み、搬送ロール77にて内部の記録媒体戻し搬送路76に沿って記録媒体を搬送し、再度位置合わせロール63側へと供給するものである。
次に、図1に示すタンデム型画像形成装置内に配置されたクリーニング装置34について詳述する。
図2は、本実施形態のクリーニング装置の一例を示す模式断面図であり、図1中に示すクリーニング装置34と共に、一体化されてプロセスカートリッジ化されている感光体ドラム31、帯電ロール32、現像ユニット33を示した図である。
図2中、32は帯電ロール(帯電装置)、331はユニットケース、332は現像ロール、333はトナー搬送部材、334は搬送パドル、335はトリミング部材、341はクリーニングケース、342はクリーニングブレード、344はフィルムシール、345は搬送部材を表す。
尚、ここでまず、クリーニングブレードの各部について説明する。以下においては、図3に示すごとく、クリーニングブレードは、駆動する感光体31に接触して感光体31の表面をクリーニングする接触角部3Aと、接触角部3Aが1つの辺を構成し且つ前記駆動の方向(矢印A方向)の上流側を向く先端面3Bと、接触角部3Aが1つの辺を構成し且つ前記駆動の方向(矢印A方向)の下流側を向く腹面3Cと、先端面3Bと1つの辺を共有し且つ腹面3Cに対向する背面3Dと、を有する。
また、接触角部3Aと平行な方向を奥行き方向と、接触角部3Aから先端面3Bが形成されている側の方向を厚み方向と、接触角部3Aから腹面3Cが形成されている側の方向を幅方向と称す。
また、クリーニングブレードが、前記接触部材と該接触部材以外の領域とがそれぞれ異なる材料にて構成されている場合には、接触部材以外の領域を構成する部材を「非接触部材」と称する。非接触部材は、1種の材料で構成されていても材料の異なる2種以上の部材から構成されていてもよい。
尚、図5では接触部材として1/4にカットされた円柱の形状を有する部材の例を示したが、これに限定されるものではない。接触部材としては、例えば楕円状の円柱が1/4にカットされた形状や、正方形の四角柱、長方形の四角柱等の形状であってもよい。
本実施形態のクリーニングブレードにおける接触部材は、ポリウレタンゴムを含有し且つ示差走査熱量測定による吸熱ピークトップ温度を180℃以上220℃以下の範囲に持つ。
結晶性の指標としては、吸熱ピークトップ温度(溶融温度)が挙げられる。本実施形態におけるクリーニングブレードでは、示差走査熱量測定(DSC)による吸熱ピークトップ温度(溶融温度)が180℃以上であり、更には185℃以上であることがより望ましく、190℃以上であることが更に望ましい。尚、上限値としては220℃以下であり、更には215℃以下であることがより望ましく、210℃以下であることが更に望ましい。
また、本実施形態では、ポリウレタンゴムがハードセグメントとソフトセグメントとを有し、前記ハードセグメントの凝集体の平均粒子径が5μm以上20μm以下であることが望ましい。
ハードセグメントの凝集体の平均粒子径が5μm以上であることにより、ブレード表面での結晶面積が増え、摺動性向上の利点がある。一方、20μm以下であることにより、低摩擦化を維持しつつ、靱性(耐欠け性)を失わないとの利点がある。
上記平均粒子径は、更に5μm以上15μm以下であることがより望ましく、5μm以上10μm以下であることが更に望ましい。
ハードセグメントの凝集体の粒度分布(標準偏差σ)が2μm以上であることは、つまり様々な粒子径のものが混在していることを表し、小さい凝集体によって、ソフトセグメントとの接触面積が増えることによる高硬度化の効果が得られ、一方大きい凝集体によって、摺動性向上の効果が得られる。
上記粒度分布は、更に2μm以上5μm以下であることがより望ましく、2μm以上3μm以下であることが更に望ましい。
尚、画像の2値化は、画像処理ソフトOLYMPUS Stream essentials(オリンパス社製)を用い、結晶部を黒、非晶部を白になるよう色相/彩度/輝度の閾値を調整する。
標準偏差σ(μm)=√{(X1−M)2+(X2−M)2+・・・
・・・+(X500−M)2}/500
Xn:測定粒径n(n=1から500)
M:測定粒径の平均値
ここで、「ハードセグメント」および「ソフトセグメント」とは、ポリウレタンゴム材料中で、前者を構成する材料の方が、後者を構成する材料よりも相対的に硬い材料からなり、後者を構成する材料の方が前者を構成する材料よりも相対的に柔らかい材料からなるセグメントを意味する。
まず、ソフトセグメント材料としては、ポリオールとして、ジオールと二塩基酸との脱水縮合で得られるポリエステルポリオール、ジオールとアルキルカーボネートの反応により得られるポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリエーテルポリオール等が挙げられる。なお、ソフトセグメント材料として用いられる上記ポリオールの市販品としては、例えば、ダイセル化学社製のプラクセル205やプラクセル240などが挙げられる。
また、ハードセグメント材料としては、イソシアネート基に対して反応し得る官能基を有する樹脂を用いることが望ましい。また、柔軟性のある樹脂であることが望ましく、柔軟性の点から直鎖構造を有する脂肪族系の樹脂であることがより望ましい。具体例としては、2つ以上のヒドロキシル基を含むアクリル樹脂や、2つ以上のヒドロキシル基を含むポリブタジエン樹脂、2つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂等を用いることが望ましい。
2つ以上のヒドロキシル基を含むポリブタジエン樹脂の市販品としては、例えば、出光興産社製、R−45HT等が挙げられる。
また、物性面では、従来のエポキシ樹脂と比べて、分子量に比して粘度が低いエポキシ樹脂が好適である。具体的には、重量平均分子量が900±100の範囲内であり、25℃における粘度が15000±5000mPa・sの範囲内であることが望ましく、15000±3000mPa・sの範囲内であることがより望ましい。この特性を有するエポキシ樹脂の市販品としては、例えば、DIC製、EPLICON EXA−4850−150等が挙げられる。
ハードセグメント材料比が、10質量%以上であることにより、耐摩耗性が得られ、長期に渡って良好なクリーニング性が維持される。一方、ハードセグメント材料比が30質量%以下であることにより、硬くなり過ぎることがなく、柔軟性や伸張性が得られ、欠けの発生が抑制されて、長期に渡って良好なクリーニング性が維持される。
ポリウレタンゴムの合成に用いられるポリイソシアネートとしては、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,6−トルエンジイソシアネート(TDI)、1,6−ヘキサンジイソシアネート(HDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)および3,3−ジメチルフェニル−4,4−ジイソシアネート(TODI)などが挙げられる。
尚、求められる大きさ(粒子径)のハードセグメント凝集体の形成し易さという点から、ポリイソシアネートとしては、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)がより望ましい。
20質量部以上であることにより、ウレタン結合量が多く確保されてハードセグメント成長し、求められる硬度が得られる。一方40質量部以下であることにより、ハードセグメントが大きくなり過ぎず、伸張性が得られ、クリーニングブレードの欠けの発生が抑制される。
架橋剤としては、ジオール(2官能)、トリオール(3官能)、テトラオール(4官能)等が挙げられ、これらを併用してもよい。また、架橋剤としてアミン系化合物を用いてもよい。尚、3官能以上の架橋剤を用いて架橋されたものであることが望ましい。3官能の架橋剤としては、例えば、トリメチロールプロパン、グリセリン、トリイソプロパノールアミン等が挙げられる。
本実施形態における前記接触部材を構成するポリウレタンゴム部材の製造は、プレポリマー法やワンショット法など、ポリウレタンの一般的な製造方法が用いられる。プレポリマー法は強度、耐摩耗性に優れるポリウレタンが得られるため本実施形態には好適であるが、製法により制限されるものではない。
具体的には、ポリウレタン組成物を調整する際に、ポリオールやプレポリマーの温度を低くしたり、硬化・成形の温度を低くしたりすることにより、架橋の進行が遅くなるよう調整する。これらの温度(ポリオールやプレポリマーの温度、硬化・成形の温度)を低く設定して反応性を下げることにより、ウレタン結合部が凝集し、ハードセグメントの結晶体が得られるので、ハードセグメント凝集体の粒子径が求められる結晶径となるよう温度を調整する。
これにより、ポリウレタン組成物に含まれる分子が並んだ状態となり、DSCを測定した際に、結晶融解エネルギーの吸熱ピークトップ温度が前記範囲の結晶体を含むポリウレタンゴム部材が成形される。
なお、ポリオール、ポリイソシアネート、および架橋剤の量や、架橋剤の比率等は求められる範囲に調整する。
次に、このソフトセグメント材料とハードセグメント材料との混合物に対して、イソシアネート化合物(例えば4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート)を加えて、例えば窒素雰囲気下で反応させる。この際の温度は60℃以上150℃以下であることが望ましく、更には80℃以上130℃以下であることが望ましい。また反応時間は0.1時間以上3時間以下であることが望ましく、更には1時間以上2時間以下であることが望ましい。
次いで、このプレポリマーを昇温し減圧下で脱泡する。この際の温度は60℃以上120℃以下であることが望ましく、更には80℃以上100℃以下であることが望ましい。また反応時間は10分間以上2時間以下であることが望ましく、更には30分間以上1時間以下であることが望ましい。
その後、プレポリマーに対して、架橋剤(例えば1,4−ブタンジオールやトリメチロールプロパン)を加えて混合し、クリーニングブレード形成用の組成物を調製する。
更に架橋反応させ、冷却した後にカットしクリーニングブレードが形成される。この架橋反応の際の熟成加熱の温度は70℃以上130℃以下であることが望ましく、80℃以上130℃以下であることがより望ましく、更には100℃以上120℃以下であることが望ましい。また反応時間は1時間以上48時間以下であることが望ましく、更には10時間以上24時間以下であることが望ましい。
前記特定部材においては、ポリウレタンゴム中における化学架橋(架橋剤による架橋)「1」に対する物理架橋(ハードセグメント同士の水素結合による架橋)の比率が、1:0.8乃至1:2.0であることが望ましく、更には1:1乃至1:1.8であることが望ましい。
化学架橋に対する物理架橋の比率が上記下限値以上であることにより、ハードセグメント凝集体がより成長され結晶由来の低摩擦性の効果が得られる。一方、上記上限値以下であることにより、靱性維持の効果が得られる。
Z=2C1(λ−1/λ2)+2C2(1−1/λ3)
Z:応力、λ:歪、C1:化学架橋密度、C2:物理架橋
尚、引張り試験による応力−歪曲線より10%伸長時のZとλを用いる。
ソフトセグメントに対するハードセグメントの比率が上記下限値以上であることにより、ハードセグメント凝集体量も増えることにより低摩擦性の効果が得られる。一方、上記上限値以下であることにより、靱性維持の効果が得られる。
本実施形態のクリーニングブレードにおける非接触部材は、特に限定されずに公知の如何なる材料をも用い得る。
・反撥弾性
非接触部材は、50℃の反撥弾性が70%以下である材料で構成されることが望ましい。更には、60%以下であることがより望ましく、50%以下であることが更に望ましい。また、その下限値としては、更に30%以上であることが望ましく、40%以上であることがより望ましい。
また、本実施形態のクリーニングブレードにおける非接触部材は、100%永久伸びが1.0%以下である材料で構成されることが望ましく、0.5%以下であることがより望ましく、0.4%以下であることが更に望ましい。また、その下限値としては、更に0.1%以上であることが望ましく、0.2%以上であることがより望ましい。
JIS K6262(1997年)に準拠して、短冊状試験片を用い、100%引張りひずみを与えて24時間放置し、下記式の通り標線間距離より求められる。
Ts=(L2−L0)/(L1−L0)×100
Ts:永久伸び
L0:引張り前の標線間距離
L1:引張り時の標線間距離
L2:引張り後の標線間距離
尚、クリーニングブレードの非接触部材がJIS K6262に規定の短冊状試験片の寸法以上の大きさである場合には、該部材から短冊状試験片の寸法のものを切り出すことで、上記の測定が行われる。一方、非接触部材が短冊状試験片の寸法未満の大きさである場合には、該部材と同じ材料によって短冊状試験片を形成し、この短冊状試験片について上記の測定が行われる。
ポリオールとしては、ポリテトラメチルエーテルグリコール、ポリエチレンアジペート、ポリカプロラクトンなどが挙げられる。
ポリイソシアネートとしては、2,6−トルエンジイソシアネート(TDI)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、パラフェニレンジイソシアネート(PPDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)、3,3−ジメチルジフェニル−4,4’−ジイソシアネート(TODI)などが挙げられる。中でもMDIが望ましい。
更に、ポリウレタンを硬化させる硬化剤として、1,4−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、エチレングリコールやこれらの混合物などの硬化剤が挙げられる。
尚、図4に示す二層構成などの複数層構成の場合には、接触部材としての第一層および非接触部材としての第二層(3層以上の層構成である場合には複数の層)を、相互に貼り合わせることによりクリーニングブレードが作製される。上記貼り合わせる方法としては、両面テープ、各種接着剤等が好適に用いられる。また、成型時に時間差を置いて各層の材料を金型に流し込み、接着層を設けずに材料間で結合させることによって複数の層を接着してもよい。
尚、通常は支持部材3423と背面3Dとの接着面はその全面に接着剤が塗布されて貼り付け合わされる。しかし、接着剤が支持部材3423の先端面3B側端部よりも更に先端面3B側にはみ出た状態で貼り付けられていてもよいし、逆に支持部材3423の先端面3B側端部にまで接着剤が塗布されていない状態、つまり支持部材3423の端部側に接着されない領域を有している状態で貼り付けられていてもよい。但し、上記いずれの場合であっても、ブレード自由長(F)は接着剤が塗布されている領域の端部ではなく支持部材3423の先端面3B側端部を基準とする。
次に、図1に示すタンデム型画像形成装置内に配置された感光体31について詳述する。
本実施形態における感光体としては、例えば、導電性支持体と感光層と表面保護層とを有する。
ここで、本実施形態における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、下引層等のその他の層を設けてもよい。
図7は、本実施形態における感光体の層構成の一例を示す模式断面図であり、図7中、1は支持体、2は感光層、2Aは電荷発生層、2Bは電荷輸送層、4は下引層、5は表面保護層を表す。
図7に示す感光体は、支持体1上に、下引層4、電荷発生層2A、電荷輸送層2B、表面保護層5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、表面保護層5が最外表面を構成する(第1の態様)。
図8に示す感光体は、支持体1上に、下引層4、感光層6、表面保護層5がこの順に積層された層構成を有し、感光層6は、図7に示す電荷発生層2Aおよび電荷輸送層2Bの機能が一体となった層であり、表面保護層5が最外表面を構成する(第2の態様)。
第1の態様に係る感光体は、図7に示す通り、支持体1上に、下引層4、電荷発生層2A、電荷輸送層2B、表面保護層5がこの順に積層された層構成を有する。
支持体1としては、導電性を有する支持体が用いられ、例えば、アルミニウム、銅、亜鉛、ステンレス、クロム、ニッケル、モリブデン、バナジウム、インジウム、金、白金等の金属または合金を用いて構成される金属板、金属ドラム、および金属ベルト、または、導電性ポリマー、酸化インジウム等の導電性化合物やアルミニウム、パラジウム、金等の金属または合金を塗布、蒸着またはラミネートした紙、プラスチックフィルム、ベルト等が挙げられる。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。
リン酸、クロム酸およびフッ酸を含む酸性処理液による処理は以下のようにして実施される。先ず、酸性処理液を調製する。酸性処理液におけるリン酸、クロム酸およびフッ酸の配合割合は、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%以下の範囲が望ましい。処理温度は42℃以上48℃以下が望ましい。被膜の膜厚は、0.3μm以上15μm以下が望ましい。
下引層4は、例えば、結着樹脂に無機粒子を含有した層として構成される。
無機粒子としては、粉体抵抗(体積抵抗率)102Ω・cm以上1011Ω・cm以下のものが望ましく用いられる。
ジルコニウムキレート化合物の例として、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセト酢酸エチル、ジルコニウムトリエタノールアミン、アセチルアセトネートジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムオキサレート、ジルコニウムラクテート、ジルコニウムホスホネート、オクタン酸ジルコニウム、ナフテン酸ジルコニウム、ラウリン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、イソステアリン酸ジルコニウム、メタクリレートジルコニウムブトキシド、ステアレートジルコニウムブトキシド、イソステアレートジルコニウムブトキシド等が挙げられる。
また、下引層4は、ビッカース硬度が35以上とされていることが望ましい。
さらに、下引層4はいかなる厚さに設定してもよいが、厚さが15μm以上が望ましく、さらに望ましくは15μm以上50μm以下とされていることが望ましい。
電荷発生層2Aは、少なくとも電荷発生材料および結着樹脂を含有する層であることが望ましい。
電荷発生材料としては、ビスアゾ、トリスアゾ等のアゾ顔料、ジブロモアントアントロン等の縮環芳香族顔料、ペリレン顔料、ピロロピロール顔料、フタロシアニン顔料、酸化亜鉛、三方晶系セレン等が挙げられる。これらの中でも、近赤外域のレーザー露光に対しては、金属フタロシアニン顔料や無金属フタロシアニン顔料が望ましく、特に、特開平5−263007号公報、特開平5−279591号公報等に開示されたヒドロキシガリウムフタロシアニン、特開平5−98181号公報等に開示されたクロロガリウムフタロシアニン、特開平5−140472号公報、特開平5−140473号公報等に開示されたジクロロスズフタロシアニン、特開平4−189873号公報、特開平5−43823号公報等に開示されたチタニルフタロシアニンがより望ましい。また、近紫外域のレーザー露光に対してはジブロモアントアントロン等の縮環芳香族顔料、チオインジゴ系顔料、ポルフィラジン化合物、酸化亜鉛、三方晶系セレン等がより望ましい。電荷発生材料としては、380nm以上500nmの露光波長の光源を用いる場合には無機顔料が望ましく、700nm以下800nmの露光波長の光源を用いる場合には、金属および無金属フタロシアニン顔料が望ましい。
分散に用いる溶剤としては、メタノール、エタノール、n−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n−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロルベンゼン、トルエン等が挙げられ、これらは1種を単独でまたは2種以上を混合して用いられる。
電荷輸送層は、例えば、電荷輸送材料、結着樹脂等を含んで構成される。
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用いてもよい。
なお、電荷輸送材料と上記結着樹脂との配合比は、例えば10:1乃至1:5が望ましい。
電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層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が用いられる。
表面保護層5は、グアナミン構造を有する化合物およびメラミン構造を有する化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種と、−OH、−OCH3、−NH2、−SH、および−COOHからなる群から選ばれる少なくとも1つの置換基を有する電荷輸送性材料と、の架橋物を含有する。
重合される電荷輸送材料は、−OH、−OCH3、−NH2、−SH、および−COOHからなる群から選ばれる少なくとも1つの置換基(反応性官能基)を有する。これらの反応性官能基を少なくとも2つ持つものが好適に挙げられ、さらには3つ以上持つものが好適に挙げられる。
F−((−R7−X)n1(R8)n3−Y)n2 (I)
一般式(I)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を示し、R7およびR8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鎖状のアルキレン基を示し、n1は0または1を示し、n2は1以上4以下の整数を示し、n3は0または1を示す。Xは酸素、NH、または硫黄原子を示し、Yは−OH、−OCH3、−NH2、−SH、または−COOHを示す。
尚、特にn1が0、n3が1であることが望ましく、その場合のR8はメチレン基、エチレン基、プロピレン基が望ましく、メチレン基がより望ましい。また、Yとしては−OHがより望ましい。
また、反応性電荷輸送材料が重合された重合体は、更にグアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物と架橋された架橋重合体であってもよい。
・フッ素含有粒子
表面保護層5には、フッ素含有粒子を含むことがより好ましい。
フッ素含有粒子としては、4フッ化エチレン樹脂(PTFE)、3フッ化塩化エチレン樹脂、6フッ化プロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、2フッ化2塩化エチレン樹脂およびそれらの共重合体等が挙げられ、これらの中から1種あるいは2種以上を選択して用いる。尚、より望ましくは4フッ化エチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂であり、特に望ましくは4フッ化エチレン樹脂である。
フッ素含有粒子の平均粒子径が上記上限値以下であることにより、クリーニングブレードの摩耗が更に効果的に抑制される。この理由は、必ずしも明確でないものの、以下のように推察される。即ち、平均粒子径が上記範囲であることは表面保護層においてフッ素含有粒子が凝集せずに良好に分散されていることを表しているものと考えられ、そのためフッ素含有粒子の凝集に基づく表面保護層の表面の荒れが効果的に抑制されるものと思われる。その結果、クリーニングブレードが感光体との接触部分で削られることが抑制され、クリーニングブレードの摩耗が更に効果的に抑制されるものと推察される。
フッ素含有粒子の一次粒径は、走査型電子顕微鏡(SEM)の撮影画像から測定される。
表面保護層5には、フェノール樹脂、尿素樹脂、アルキッド樹脂、ベンゾグアナミン樹脂などの熱硬化性樹脂を用いてもよい。また、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)))など、一分子中の官能基のより多い化合物を当該架橋物中の材料に共重合させてもよい。
熱潜在性触媒として、たとえば有機スルホン化合物等をポリマーで粒子状に包んだマイクロカプセル、ゼオライトの如く空孔化合物に酸等を吸着させたもの、プロトン酸やプロトン酸誘導体を塩基でブロックした熱潜在性プロトン酸触媒、プロトン酸やプロトン酸誘導体を一級もしくは二級のアルコールでエステル化したもの、プロトン酸やプロトン酸誘導体をビニルエーテル類やビニルチオエーテル類でブロックしたもの、三フッ化ホウ素のモノエチルアミン錯体、三フッ化ホウ素のピリジン錯体などが挙げられる。
熱潜在性プロトン酸触媒のプロトン酸として、硫酸、塩酸、酢酸、ギ酸、硝酸、リン酸、スルホン酸、モノカルボン酸、ポリカルボン酸類、プロピオン酸、シュウ酸、安息香酸、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フタル酸、マレイン酸、ベンゼンスルホン酸、o、m、p−トルエンスルホン酸、スチレンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸、ジノニルナフタレンジスルホン酸、デシルベンゼンスルホン酸、ウンデシルベンゼンスルホン酸、トリデシルベンゼンスルホン酸、テトラデシルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸等が挙げられる。また、プロトン酸誘導体として、スルホン酸、リン酸等のプロトン酸のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属円などの中和物、プロトン酸骨格が高分子鎖中に導入された高分子化合物(ポリビニルスルホン酸等)等が挙げられる。プロトン酸をブロックする塩基として、アミン類が挙げられる。
これらの熱潜在性触媒は単独または二種類以上組み合わせても使用される。
表面保護層5は、溶媒中に前述の各成分を含む表面保護層形成用の塗布液を準備し、該塗布液を塗布して塗布膜を形成する塗布工程と、前記塗布膜を加熱して少なくとも反応性電荷輸送材料を重合して重合体を形成させ且つ乾燥させて溶媒を除去する加熱工程と、を経て形成される。
単層型の感光層(電荷発生/電荷輸送層)は、例えば、結着樹脂、電荷発生材料、電荷輸送材料を含んで構成される。これら材料については、電荷発生層や電荷輸送層で説明したものが好適に挙げられる。
単層型の感光層において、電荷発生材料の含有量は10質量%以上85質量%以下が望ましく、より望ましくは20質量%以上50質量%以下である。また、電荷輸送材料の含有量は5質量%以上50質量%以下とすることが望ましい。
単層型の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が適用される。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以下とするのがさらに望ましい。
本実施形態に係る電子写真感光体において、感光層や表面保護層には、画像形成装置中で発生するオゾンや酸化性ガス、または光・熱による感光体の劣化を防止する目的で、感光層中に酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤などの添加剤を添加してもよい。
また、感光層や表面保護層には、感度の向上、残留電位の低減、繰り返し使用時の疲労低減等を目的として少なくとも1種の電子受容性物質を添加してもよい。
また、感光層や表面保護層には、各層を形成する塗布液にレベリング剤としてシリコーンオイルを添加し、塗膜の膜厚ムラを抑制してもよい。
以下、現像ユニット(現像装置)に使用される現像剤について説明する。
現像剤は、トナー単独の一成分現像剤であってもよいし、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤であってもよい。
トナーは、体積平均粒径4.0μm以下(望ましくは2.5μm以上3.8μm以下、より望ましくは3.0μm以上3.5μm以下)の小径トナーが好ましく用いられる。体積平均粒径が上記範囲であることにより、階調性が優れ且つ高い解像度の画像が形成される。
また、トナーの平均円形度は、0.900以上0.998以下であることがよく、望ましくは0.950以上0.980以下である。
なお、トナーの体積平均粒径および平均円形度は、トナー粒子の体積平均粒径および平均円形度に相当する。
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以下中に添加する。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。
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、トナー粒子と外添剤とを含んで構成される。
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コーティング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。
本実施形態に係る画像形成装置は、例えば、前記した本実施形態における感光体ドラム(電子写真感光体、像保持体)31とクリーニング装置34とを備えたプロセスカートリッジを着脱させる形態であってもよい。
本実施形態に係るプロセスカートリッジの構成は、少なくとも、前記本実施形態に係る電子写真感光体およびクリーニング装置を備えていればよく、これらのほかに、例えば、帯電手段、静電潜像形成手段、現像手段、および転写手段から選択される少なくとも1つの構成部材を備えていてもよい。
次に、本実施形態に係る画像形成装置の作動を説明する。
図1に示す画像形成装置において、先ず各作像ユニット22(22a乃至22d)が各色に対応した単色トナー像を形成すると、各色の単色トナー像は中間転写ベルト230表面に、元の原稿情報と一致するよう順次重ね合わせて一次転写される。続いて、中間転写ベルト230表面に転写されたカラートナー像は、二次転写装置52にて記録媒体表面に転写され、カラートナー像が転写された記録媒体は定着装置66による定着処理を経た後、排紙部68へと排出される。
一方、各作像ユニット22(22a乃至22d)において、感光体31上の残留トナーはクリーニング装置34にて清掃される。
・下引層
酸化亜鉛(平均粒子径:70nm、テイカ社製、比表面積値:15m2/g)100部をメタノール500部と攪拌混合し、シランカップリング剤として、KBM603(信越化学工業社製)1.25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。
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15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部およびn−ブチルアルコール300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塗布液を得た。この電荷発生層用塗布液を前記下引層上に浸漬塗布し、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’−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4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部を混合してテトラヒドロフラン24部およびトルエン11部を混合溶解し、十分に攪拌して電荷輸送層形成用塗布液を得た。この塗布液を電荷発生層上に塗布して135℃で35分間乾燥し、膜厚が32μmの電荷輸送層を形成した。
以下の方法により表面保護層を形成し、電子写真感光体A1を得た。
メラミン構造を有する化合物として前述の化合物(B)−1を2部、電荷輸送性材料として前述の化合物I−16を70部、酸化防止剤として3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシトルエンを1部、ドデシルベンゼンスルホン酸を0.15部、シクロペンタノン50部およびシクロペンタノール35部に加え混合溶解して調製液(1)を調製した。
次に、フッ素含有粒子としてポリテトラフルオロエチレン(PTFE、平均一次粒径:0.2μm)を6部、フッ素くし型グラフトポリマー(商品名:GF400、東亞合成社製)を0.15部、シクロペンタノン20部およびシクロペンタノール15部に加え20℃の液温に保ち24時間攪拌混合し、微細な流路を持つ貫通式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー(吉田機械興業株式会社製)を用いて、500kgf/cm2まで昇圧しての分散処理を6回繰り返し、調製液(2)を得た。上記調製液(1)と調製液(2)とを混合し、表面保護層用塗布液を得た。
この塗布液を前記電荷輸送層上に浸漬塗布法により塗布し、室温(25℃)で30分風乾した後、150℃で1時間加熱処理して硬化させ、膜厚7μmの表面保護層を形成し、電子写真感光体A1を得た。
電子写真感光体A1の表面保護層において、調製液(1)の調製でシクロペンタノン50部を70部に、シクロペンタノール35部を50部に代え、調製液(2)を用いずに保護層用塗布液を得た以外は、同様にして表面保護層を形成し、電子写真感光体A2を得た。
電子写真感光体A1の表面保護層において、メラミン構造を有する化合物(B)−1をグアナミン構造を有する前述の化合物(A)−1に代えた以外は、同様にして表面保護層を形成し、電子写真感光体A3を得た。
電子写真感光体A3の表面保護層において、電荷輸送性材料としての化合物I−16:70部を、化合物I−16:50部と化合物I−8:50部に代えた以外は、同様にして表面保護層を形成し、電子写真感光体A4を得た。
電子写真感光体A1の表面保護層において、メラミン構造を有する化合物(B)−1をレゾール型フェノール樹脂(フェノライトJ−325、DIC(株)製)に代えた以外は、同様にして表面保護層を形成し、比較用電子写真感光体B1を得た。
比較用電子写真感光体B1の表面保護層において、調製液(1)の調製でシクロペンタノン50部を70部に、シクロペンタノール35部を50部に代え、調製液(2)を用いずに保護層用塗布液を得た以外は、同様にして表面保護層を形成し、比較用電子写真感光体B2を得た。
まず、ポリカプロラクトンポリオール(ダイセル化学工業(株)製、プラクセル205、平均分子量529、水酸基価212KOHmg/g)およびポリカプロラクトンポリオール(ダイセル化学工業(株)製、プラクセル240、平均分子量4155、水酸基価27KOHmg/g)と、をポリオール成分のソフトセグメント材料として用いた。また、2つ以上のヒドロキシル基を含むアクリル樹脂(綜研化学社製、アクトフローUMB−2005B)をハードセグメント材料として用い、上記ソフトセグメント材料およびハードセグメント材料を8:2(質量比)の割合で混合した。
続いて、上記イソシアネート化合物を更に34.3部加え、窒素雰囲気下で70℃で3時間反応させて、プレポリマーを得た。尚、プレポリマーの使用に際して利用したイソシアネート化合物の全量は40.56部であった。
クリーニングブレードA1において、熟成加熱温度を75℃に変更した以外は、クリーニングブレードA1に記載の方法によりクリーニングブレードA2を得た。
クリーニングブレードA1において、熟成加熱温度を85℃に変更した以外は、クリーニングブレードA1に記載の方法によりクリーニングブレードA3を得た。
クリーニングブレードA1において、熟成加熱温度を100℃に変更し、1,4−ブタンジオールとトリメチロールプロパンとの混合物の質量比を50/50に変更した以外は、クリーニングブレードA1に記載の方法によりクリーニングブレードA4を得た。
クリーニングブレードA1において、熟成加熱温度を75℃に、熟成加熱時間を32時間に変更し、1,4−ブタンジオールとトリメチロールプロパンとの混合物の質量比を65/35に変更した以外は、クリーニングブレードA1に記載の方法によりクリーニングブレードA5を得た。
クリーニングブレードA1において、熟成加熱温度を70℃に変更し、1,4−ブタンジオールとトリメチロールプロパンとの混合物の質量比を35/65に変更した以外は、クリーニングブレードA1に記載の方法によりクリーニングブレードA6を得た。
クリーニングブレードA1において、熟成加熱温度を70℃に、熟成加熱時間を32時間に変更し、1,4−ブタンジオールとトリメチロールプロパンとの混合物の質量比を35/65に変更した以外は、クリーニングブレードA1に記載の方法によりクリーニングブレードA7を得た。
クリーニングブレードA1において、熟成加熱温度を150℃に変更した以外は、クリーニングブレードA1に記載の方法によりクリーニングブレードB1を得た。
クリーニングブレードA1において、熟成加熱温度を115℃に変更し、1,4−ブタンジオールとトリメチロールプロパンとの混合物の質量比を45/55に変更した以外は、クリーニングブレードA1に記載の方法によりクリーニングブレードB2を得た。
クリーニングブレードA1において、熟成加熱温度を75℃に、熟成加熱時間を32時間に変更し、1,4−ブタンジオールとトリメチロールプロパンとの混合物の質量比を70/30に変更した以外は、クリーニングブレードA1に記載の方法によりクリーニングブレードB3を得た。
クリーニングブレードA1において、ソフトセグメント材料を1,9−ノナンジオールとアジピン酸とから得た分子量2000の1,9−NDアジペートに変更した以外は、クリーニングブレードA1に記載の方法によりクリーニングブレードB4を得た。
クリーニングブレードの示差走査熱量測定による吸熱ピークトップ温度(溶融温度)は、示差走査熱量測定(DSC)にてASTM D3418−99に準じて行なった。測定には、パーキンエルマー社製Diamond−DSCを使用し、装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の溶融温度を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いた。測定サンプルにはアルミニウム製のパンを用い、対照用に空のパンをセットし測定を行った。このときのDSCでの測定の際の昇温速度は3℃/mimとし、測定温度範囲は20℃から250℃とした。
また、ポリウレタンゴム中における化学架橋(架橋剤による架橋)と物理架橋(ハードセグメント同士の水素結合による架橋)との比率、ポリウレタンゴム中におけるハードセグメントとソフトセグメントとの比率を前述の方法により測定した。
硬度(JIS−A)は、JISK6253(1997)に記載のタイプA デュロメータを用いて測定した硬さであり、ブレードの感光体接触面を軸方向に3点測定し、平均値を求めることによって測定した。
〔画像形成装置の構成〕
前記より得た電子写真感光体およびクリーニングブレードを下記表2乃至表7に記載の組み合わせの通り、それぞれ画像形成装置Docucenter−II C7500(富士ゼロックス社製)に装着した。
・電子写真感光体:φ=30mm
・プロセス速度:220mm/sec
・帯電装置:交流重畳直流の帯電ロール
・現像装置:2成分磁気ブラシ現像装置
・クリーニングブレード:長さ320mm、幅12mm、厚さ2mm、自由長8.0mm、接触角25度、押し付け力NF2.0gf/mm
この画像形成装置によるテストプリント(1色当たりの面積率5%)の画像をプリント枚数5枚の繰り返しで50,000枚分、高温高湿(28℃、85%RH)、低温低湿(10℃、15%RH)、および中温中湿(22℃、55%RH)のそれぞれの環境で行った。
感光体表面のクリーニングブレードとの接触部分での、外添剤のすり抜けについて、以下の方法により評価した。
画像密度100%、幅50mmの帯チャートを採取中に画像形成装置を強制停止し、電子写真感光体を備えるドラムカードリッジを引き抜いた後に、クリーニングブレード通過後、帯電ロール突入前の、感光体ドラム表面を、レーザ顕微鏡(キーエンス社製Vk−9500)にて250μm×250μmの範囲内を撮影した。撮影範囲全体に対する外添剤の存在比率(シリカ被覆率(%))を指標として用いて、以下の基準で評価した。
A:シリカ被覆率2.5%未満
B:シリカ被覆率2.5%以上5.0%未満
C:シリカ被覆率5.0%以上
形成された画像でのゴーストの発生について、以下の方法により評価した。
図9に示すように、Gの文字と黒領域(黒べた部分)を有するパターンのチャートをプリントし、黒べた部分でのGの文字の現れ具合を目視にて観察し、以下の基準で評価した。
A:図9(A)のごとく良好乃至軽微である
B:図9(B)のごとく若干目立つ
C:図9(C)のごとくはっきり確認される
感光体とクリーニングブレードとの接触部分でのトルクを、以下の方法により測定した。
トルクは、ドラムカードリッジ駆動部にシャフトを挿入し、当該駆動シャフトの先端にトルク計(東日製作所製:ATG24CN)を取り付け、回転させた動き出しの荷重読み値を静トルクとした。3回測定した平均値を用いて、以下の基準で評価した。
A:35N・cm未満
B:35N・cm以上45N・cm未満
C:45N・cm以上
感光体とクリーニングブレードとの接触部分での異音の発生について、以下の方法により評価した。
プロセス速度を110mm/sec、55mm/secに変更して更に上記の試験を実施し、感光体とクリーニングブレードのこすれ時に発生する鳴き(異音)の発生の有無を確認し、以下の評価基準により評価した。
A:装置駆動音のみ聞こえる
B:装置駆動音以外わずかにブレードの鳴きが聞こえる程度
C:ブレード鳴きがひどく誰が確認しても耳障りと判断されるレベル
Claims (6)
- 導電性支持体、感光層、並びに、グアナミン構造を有する化合物およびメラミン構造を有する化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種と、−OH、−OCH3、−NH2、−SH、および−COOHからなる群から選ばれる少なくとも1つの置換基を有する電荷輸送性材料と、の架橋物を含有する表面保護層をこの順に有する電子写真感光体と、
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、
少なくとも前記電子写真感光体と接触する部分が、ポリウレタンゴムを含有し且つ示差走査熱量測定による吸熱ピークトップ温度を180℃以上220℃以下の範囲に持つ部材で構成されるクリーニングブレードを備え、該クリーニングブレードを前記転写手段によって前記トナー像が転写された後の前記電子写真感光体の表面に接触させてクリーニングするクリーニング手段と、
を有する画像形成装置。 - 前記表面保護層が、フッ素含有粒子を含む請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記クリーニングブレードにおける前記ポリウレタンゴムがハードセグメントとソフトセグメントとを有し、前記ハードセグメントの凝集体の平均粒子径が5μm以上20μm以下であり、且つ前記ハードセグメントの凝集体の粒度分布(標準偏差σ)が2μm以上である請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
- 導電性支持体、感光層、並びに、グアナミン構造を有する化合物およびメラミン構造を有する化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種と、−OH、−OCH3、−NH2、−SH、および−COOHからなる群から選ばれる少なくとも1つの置換基を有する電荷輸送性材料と、の架橋物を含有する表面保護層をこの順に有し、表面にトナー像が形成され且つ該トナー像を記録媒体上に転写する電子写真感光体と、
少なくとも前記電子写真感光体と接触する部分が、ポリウレタンゴムを含有し且つ示差走査熱量測定による吸熱ピークトップ温度を180℃以上220℃以下の範囲に持つ部材で構成されるクリーニングブレードを備え、該クリーニングブレードを前記記録媒体に前記トナー像が転写された後の前記電子写真感光体の表面に接触させてクリーニングするクリーニング手段と、
を備え、画像形成装置に対して脱着自在であるプロセスカートリッジ。 - 前記表面保護層が、フッ素含有粒子を含む請求項4に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記クリーニングブレードにおける前記ポリウレタンゴムがハードセグメントとソフトセグメントとを有し、前記ハードセグメントの凝集体の平均粒子径が5μm以上20μm以下であり、且つ前記ハードセグメントの凝集体の粒度分布(標準偏差σ)が2μm以上である請求項4または請求項5に記載のプロセスカートリッジ。
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