JP2020204679A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1実施形態に係る画像形成装置は、像担持体と、像担持体の周面を正極性に帯電させる帯電ローラーとを備える。像担持体は、導電性基体と、単層の感光層とを備え、かつ下記式(1)を満たす。感光層は、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、電子輸送剤と、第1バインダー樹脂とを含有する。帯電ローラーは、導電性シャフトと、導電性シャフトの表面を被覆する基層と、基層の表面を被覆する表層とを備える。表層の体積抵抗率は、温度32.5度、湿度80%RHにおいて、13.0logΩ・cm以上である。帯電ローラーの周面の十点平均粗さRzは6μm以上25μm以下である。帯電ローラーの周面の断面曲線凹凸の平均間隔Smは55μm以上130μm以下である。
以下、図4〜図6を参照して、画像形成装置1が備える感光体50について説明する。図4〜図6は、各々、感光体50の部分断面図の一例を示す。感光体50は、例えば、OPC(有機感光体:Organic Photoconductor)ドラムである。
感光体50は、上述の式(1)を満たす。以下、式(1)のうちの下記式(1’)で表される値を、帯電能比率と記載することがある。下記式(1’)で表される帯電能比率は、帯電ローラー51によって感光体50の周面50aが帯電された場合の、感光体50の理論的な帯電能(理論値)に対する、感光体50の実際の帯電能(実測値)の比率を示している。感光体50の理論的な帯電能に対する感光体50の実際の帯電能の比率の詳細については、図8を参照して後述する。
帯電電荷量Q=電流値E1[A]×帯電時間t[秒]・・・(3)
帯電面積S[m2]=感光体50の線速[m/秒]×帯電幅[m]×帯電時間t[秒]・・・(4)
電荷発生剤は、特に限定されない。電荷発生剤としては、例えば、フタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料、ビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ジチオケトピロロピロール顔料、無金属ナフタロシアニン顔料、金属ナフタロシアニン顔料、スクアライン顔料、インジゴ顔料、アズレニウム顔料、シアニン顔料、無機光導電材料(例えば、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミウム又はアモルファスシリコン)の粉末、ピリリウム顔料、アンサンスロン系顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン系顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料及びキナクリドン系顔料が挙げられる。感光層502は、1種の電荷発生剤のみを含有してもよいし、2種以上の電荷発生剤を含有してもよい。
(A)示差走査熱量分析スペクトルにおいて、吸着水の気化に伴うピーク以外に50℃以上270℃以下の範囲にピークを有するY型チタニルフタロシアニン。
(B)示差走査熱量分析スペクトルにおいて、吸着水の気化に伴うピーク以外に50℃以上400℃以下の範囲にピークを有しないY型チタニルフタロシアニン。
(C)示差走査熱量分析スペクトルにおいて、吸着水の気化に伴うピーク以外に50℃以上270℃以下の範囲にピークを有さず、270℃以上400℃以下の範囲にピークを有するY型チタニルフタロシアニン。
正孔輸送剤は、特に限定されない。正孔輸送剤としては、例えば、含窒素環式化合物及び縮合多環式化合物が挙げられる。含窒素環式化合物及び縮合多環式化合物としては、例えば、トリフェニルアミン誘導体;ジアミン誘導体(より具体的には、N,N,N’,N’−テトラフェニルベンジジン誘導体、N,N,N’,N’−テトラフェニルフェニレンジアミン誘導体、N,N,N’,N’−テトラフェニルナフチレンジアミン誘導体、ジ(アミノフェニルエテニル)ベンゼン誘導体、N,N,N’,N’−テトラフェニルフェナントリレンジアミン誘導体等);オキサジアゾール系化合物(より具体的には、2,5−ジ(4−メチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール等);スチリル系化合物(より具体的には、9−(4−ジエチルアミノスチリル)アントラセン等);カルバゾール系化合物(より具体的には、ポリビニルカルバゾール等);有機ポリシラン化合物;ピラゾリン系化合物(より具体的には、1−フェニル−3−(p−ジメチルアミノフェニル)ピラゾリン等);ヒドラゾン系化合物;インドール系化合物;オキサゾール系化合物;イソオキサゾール系化合物;チアゾール系化合物;チアジアゾール系化合物;イミダゾール系化合物;ピラゾール系化合物;及びトリアゾール系化合物が挙げられる。感光層502は、1種の正孔輸送剤のみを含有してもよく、2種以上の正孔輸送剤を含有してもよい。
第1バインダー樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及び光硬化性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、アクリル酸重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、及びポリエーテル樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、及びメラミン樹脂が挙げられる。光硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ化合物のアクリル酸付加物、及びウレタン化合物のアクリル酸付加物が挙げられる。感光層502は、1種の第1バインダー樹脂のみを含有してもよく、2種以上の第1バインダー樹脂を含有してもよい。
電子輸送剤としては、例えば、キノン系化合物、ジイミド系化合物、ヒドラゾン系化合物、マロノニトリル系化合物、チオピラン系化合物、トリニトロチオキサントン系化合物、3,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン系化合物、ジニトロアントラセン系化合物、ジニトロアクリジン系化合物、テトラシアノエチレン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、ジニトロベンゼン、ジニトロアクリジン、無水コハク酸、無水マレイン酸及びジブロモ無水マレイン酸が挙げられる。キノン系化合物としては、例えば、ジフェノキノン系化合物、アゾキノン系化合物、アントラキノン系化合物、ナフトキノン系化合物、ニトロアントラキノン系化合物、及びジニトロアントラキノン系化合物が挙げられる。感光層502は、1種の電子輸送剤のみを含有してもよく、2種以上の電子輸送剤を含有してもよい。
感光層502は、必要に応じて、下記一般式(40)で表される特定化合物(以下、添加剤(40)と記載することがある)を更に含有してもよい。しかし、帯電能比率を向上させるためには、添加剤(40)を含有しないことが好ましい。必要に応じて添加剤(40)を使用する場合には、感光層502における添加剤(40)の含有割合を0.0質量%超1.0質量%以下とする。添加剤(40)は、例えば、帯電能比率を調整するために使用できる。
ゴースト画像の発生を抑制するためには、下記表1の組み合わせ例No.1〜3に示す種類及び含有割合の材料、下記表2の組み合わせ例No.4〜6に示す種類及び含有割合の材料、又は下記表3の組み合わせ例No.7〜9に示す種類及び含有割合の材料を、感光層502が含有することが好ましい。
中間層503は、例えば、無機粒子、及び中間層503に用いられる樹脂(中間層用樹脂)を含有する。中間層503を介在させると、リークを抑制し得る程度の絶縁状態を維持しつつ、感光体50を露光した時に発生する電流の流れを円滑にして、電気抵抗の上昇を抑えることができる。
感光体50の製造方法の一例では、感光層502を形成するための塗布液(以下、感光層用塗布液と記載することがある)を、導電性基体501の上に塗布する。これにより、感光層502を形成して、感光体50を製造する。感光層用塗布液は、電荷発生剤、正孔輸送剤、電子輸送剤及び第1バインダー樹脂と、必要に応じて添加される任意成分とを、溶剤に溶解又は分散させることにより製造される。
図1に示すカートリッジ60M〜カートリッジ60BKに収容され、感光体50の周面50aに供給されるトナーTについて説明する。トナーTは、トナー粒子を含む。トナーTは、トナー粒子の集合体(粉体)である。トナー粒子は、トナー母粒子と外添剤とを有する。トナー母粒子は、バインダー樹脂、離型剤、着色剤、電荷制御剤、及び磁性粉のうちの少なくとも1つを含む。外添剤は、トナー母粒子の表面に付着している。なお、必要がなければ外添剤を含有しなくてもよい。外添剤を含有しない場合には、トナー母粒子がトナー粒子に相当する。トナーTは、カプセルトナーであってもよく、非カプセルトナーであってもよい。トナー母粒子の表面にシェル層を形成することで、カプセルトナーであるトナーTを製造することができる。
帯電ローラー51は、感光体50の周面50aと接触又は近接するように配置される。画像形成装置1は、直接放電方式又は近接放電方式を採用している。接触又は近接するように配置された帯電ローラー51が備えられる場合、スコロトロン帯電装置が備えられる場合と比較して、帯電時間が短く、感光体50へ供給される帯電電荷量が少ない。このため、接触又は近接するように配置された帯電ローラー51を備える画像形成装置1を用いて画像を形成する場合には、感光体50の周面50aを均一に帯電させることが難しく、ゴースト画像が発生し易い。しかし、既に述べたように、本実施形態に係る画像形成装置1は、ゴースト画像の発生を抑制できる。このため、帯電ローラー51が感光体50の周面50aと接触又は近接するように配置された場合であっても、ゴースト画像の発生を好適に抑制できる。
以下、図9を参照して、定電圧制御される1次転写ローラー53について説明する。図9は、4つの1次転写ローラー53に対する電源系統を示す図である。図9に示すように、画像形成部30は、4つの1次転写ローラー53に接続する電源部56を更に備える。電源部56は、各1次転写ローラー53を帯電させることができる。電源部56は、4つの1次転写ローラー53に接続する1つの定電圧源57を含む。定電圧源57は、1次転写時に、各1次転写ローラー53に対して転写電圧(転写バイアス)を印加して、各1次転写ローラー53を帯電させる。定電圧源57から、一定の転写電圧(例えば、一定のマイナスの転写電圧)が発生する。つまり、1次転写ローラー53は、定電圧制御されている。各感光体50の周面50a上に担持された各トナー像は、各感光体50の周面50aの表面電位と各1次転写ローラー53の表面電位との間の電位差(転写電界)により、回転する転写ベルト33の外周面へ1次転写される。
感光体50の回転方向Rの1次転写ローラー53よりも下流に、除電ランプ54が位置する。感光体50の回転方向Rの除電ランプ54よりも下流に、クリーナー55が位置する。感光体50の回転方向Rのクリーナー55よりも下流に、帯電ローラー51が位置する。1次転写ローラー53とクリーナー55との間に除電ランプ54が位置することで、除電ランプ54が感光体50の周面50aを除電してから、帯電ローラー51が感光体50の周面50aを帯電させるまでの時間(以下、除電−帯電時間と記載することがある)を長くすることができる。これにより、感光層502の内部で発生した励起キャリアを消失させる時間を確保できる。除電−帯電時間は、20m秒以上であることが好ましく、50m秒以上であることが好ましい。
クリーナー55は、クリーニングブレード81及びトナーシール82を含む。クリーニングブレード81は、1次転写ローラー53よりも感光体50の回転方向Rの下流に位置する。クリーニングブレード81は、感光体50の周面50aに圧接され、感光体50の周面50aに残留したトナーTを回収する。残留したトナーTは、1次転写後に、感光体50の周面50aに残留したトナーTである。具体的には、クリーニングブレード81の先端部が感光体50の周面50aに圧接され、クリーニングブレード81の基端部から先端部に向かう方向は、クリーニングブレード81の先端部と感光体50の周面50aとの接触点において、回転方向Rの逆を向いている。クリーニングブレード81は、感光体50の周面50aに、いわゆるカウンター当接されている。これにより、感光体50の回転に伴ってクリーニングブレード81が食い込むように、クリーニングブレード81が感光体50の周面50aに強く圧接される。このように強く圧接されることにより、クリーニング不良の発生を更に抑制できる。クリーニングブレード81は、例えば、板状の弾性体であり、より具体的には板状のゴムである。クリーニングブレード81は、感光体50の周面50aに線接触する。
以下、図10を参照して、スラスト機構を実施する駆動機構90について説明する。図10は、感光体50、クリーニングブレード81、及び駆動機構90を説明する平面図である。感光体50は、感光体50の回転軸方向Dに沿って延びる円筒状である。クリーニングブレード81は、回転軸方向Dに沿って延びる板状である。
本発明の第2実施形態に係る画像形成方法は、像担持体の周面を帯電ローラーによって正極性に帯電させる帯電工程を備える。像担持体は、導電性基体と、単層の感光層とを備え、かつ下記式(1)を満たす。感光層は、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、電子輸送剤と、第1バインダー樹脂とを含有する。帯電ローラーは、導電性シャフトと、導電性シャフトの表面を被覆する基層と、基層の表面を被覆する表層とを備える。表層の体積抵抗率は、温度32.5度、湿度80%RHにおいて、13.0logΩ・cm以上である。帯電ローラーの周面の十点平均粗さRzは、6μm以上25μm以下である。帯電ローラーの周面の断面曲線凹凸の平均間隔Smは、55μm以上130μm以下である。
まず、以下の参考例、実施例、及び比較例の試験で示される物性値の測定方法を説明する。
感光体の周面における除電ランプに対向する位置に、光パワーメーター(日置電機株式会社製「光パワーメータ3664」)を埋め込んだ。除電ランプから波長660nmの除電光を照射しながら、光パワーメーターを用いて、感光体の周面に到達した除電光量を測定した。
ロードセルを用いて、クリーニングブレードの線圧を測定した。詳しくは、評価機の感光体の周面に対するクリーニングブレードの当接位置に、感光体の代わりにロードセルを配置した治具を作製した。ロードセルに対するクリーニングブレードの当接角度を、23度に設定した。ロードセルに対してクリーニングブレードを圧接させた。ロードセルを用いて、圧接開始から10秒後の線圧を測定した。測定された線圧を、クリーニングブレードの線圧とした。
JIS K 6301に準拠する方法により、ゴム硬度計(高分子計器株式会社製「アスカーゴム硬度計JA型」)を用いて、クリーニングブレードの硬度を測定した。
JIS K 6255(ISO 4662に相当)に準拠する方法により、反発弾性試験機(高分子計器株式会社製「RT−90」)を用いて、クリーニングブレードの反発弾性率を測定した。反発弾性率の測定環境は、温度25℃、及び相対湿度50%RHの環境下であった。
次に、以下の参考例、実施例、及び比較例の試験に使用した評価機について説明する。評価機は、複合機(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「TASKalfa356Ci」)の改造機であった。評価機の構成及び設定条件は次の通りであった。
・感光体:正帯電単層型OPCドラム
・感光体の直径:30mm
・感光体の感光層の膜厚:30μm
・感光体の線速:250mm/秒
・感光体のスラスト量:0.8mm
・感光体のスラスト周期:70回転/1往復
・帯電装置:帯電ローラー
・帯電電圧:正極性の直流電圧
・帯電ローラーの材質:イオン導電剤を分散させたエピクロルヒドリンゴム
・帯電ローラーの直径:12mm
・帯電ローラーのゴム含有層の厚さ:3mm
・帯電ローラーの抵抗値:+500Vの帯電電圧を印加した場合に5.8logΩ
・帯電ローラーと感光体の周面との距離:0μm(直接放電方式)
・有効帯電長:226mm
・転写方式:中間転写方式
・転写電圧:負極性の直流電圧
・転写ベルトの材質:ポリイミド
・転写幅:232mm
・除電光量:5μJ/cm2
・除電−帯電時間:125ミリ秒
・クリーナー:カウンター当接のクリーニングブレード
・クリーニングブレードの当接角度:23度
・クリーニングブレードの材質:ポリウレタンゴム
・クリーニンググレードの硬度:73度
・クリーニングブレードの反発弾性率:30%
・クリーニングブレードの厚さ:1.8mm
・クリーニングブレードの圧接方式:感光体に対するクリーニングブレードの食い込み量を固定(定変位)
・感光体に対するクリーニングブレードの食い込み量:0.8mm以上1.5mm以下の範囲内の値(クリーニングブレードの線圧に応じて変動する値)
次に、感光体を作製した。感光体の作製に使用する感光層を形成するための材料、及び感光体の作製方法は、以下の通りであった。
電荷発生剤として、実施形態で述べた化学式(CGM−1)で表されるY型チタニルフタロシアニンを準備した。このY型チタニルフタロシアニンは、示差走査熱量分析スペクトルにおいて、吸着水の気化に伴うピーク以外に50℃以上270℃以下の範囲にピークを有さず、270℃以上400℃以下の範囲にピーク(具体的には、296℃に1つのピーク)を有していた。
正孔輸送剤として、実施形態で述べた正孔輸送剤(HTM−1)を準備した。
電子輸送剤として、実施形態で述べた電子輸送剤(ETM−1)及び(ETM−3)を準備した。
第1バインダー樹脂として、実施形態で述べたポリアリレート樹脂(R−1)を準備した。ポリアリレート樹脂(R−1)の粘度平均分子量は、60,000であった。
添加剤として、実施形態で述べた添加剤(40−1)を準備した。
ボールミルの容器内に、電荷発生剤としてのY型チタニルフタロシアニン1.0質量部、正孔輸送剤(HTM−1)20.0質量部、電子輸送剤(ETM−1)12.0質量部、電子輸送剤(ETM−3)12.0質量部、第1バインダー樹脂としてのポリアリレート樹脂(R−1)55.0質量部、及び溶剤としてのテトラヒドロフランを投入した。容器の内容物を、ボールミルを用いて50時間混合して、溶剤に材料(電荷発生剤、正孔輸送剤、電子輸送剤及び第1バインダー樹脂)を分散させた。これにより、感光層用塗布液を得た。感光層用塗布液を、導電性基体としてのアルミニウム製のドラム状支持体上にディップコート法を用いて塗布し、塗布膜を形成した。塗布膜を100℃で40分間熱風乾燥させた。これにより、導電性基体上に、単層の感光層(膜厚30μm)を形成した。その結果、感光体(P−A1)が得られた。
感光体(P−A2)及び(P−B1)は、それぞれ、電荷発生剤の量と、正孔輸送剤の量と、電子輸送剤の種類及び量と第1バインダー樹脂の量とを下記表4に示す通りに変更したこと以外は感光体(P−A1)の作製と同じ方法で作製した。
感光体(P−A3)及び(P−B2)は、それぞれ、添加剤の種類及び量を下記表4に示す通りに変更した以外は感光体(P−A1)の作製と同じ方法で作製した。なお、添加剤(40−1)は感光体の帯電能を調整するために添加した。
実施形態で述べた帯電能比率の測定方法に従って、感光体(P−A1)〜(P−A3)及び(P−B1)〜(P−B2)の帯電能比率を測定した。帯電能比率の測定結果を、下記表4に示す。
感光体(P−B1)を、評価機に搭載した。評価機の1次転写ローラーの転写電流を−20μAに設定した。評価機のクリーニングブレードの線圧を40N/mに設定した。評価機の帯電ローラーを用いて、感光体の周面の電位が+500Vになるように、感光体の周面を帯電させた。帯電した感光体の周面の電位(+500V)を、表面電位VA[+V]とした。次いで、評価機の1次転写ローラーを用いて、帯電した感光体の周面に、転写電圧を印加した。表面電位計(不図示、トレック社製「表面電位計 MODEL344」)を用いて、転写電圧印加後の感光体の周面の電位を測定し、表面電位VB[+V]とした。測定された表面電位VBから、式「ΔVB-A=表面電位VB−表面電位VA=表面電位VB−500」に従い、転写による表面電位低下量ΔVB-A[V]を算出した。感光体(P−B1)を感光体(P−A1)、(P−A2)、(P−A3)、及び(P−B2)の各々に変更したこと以外は、同じ方法で、各感光体の転写による表面電位低下量ΔVB-Aを測定した。
感光体について、表面摩擦係数、感光層のマルテンス硬度、及び感度特性を測定した。
感光体の周面上に不織布(日本製紙クレシア株式会社製「キムワイプ S−200」)を載せ、不織布上に重り(荷重:200gf)を載せた。不織布を介した重りと感光体の周面との接触面積は、1cm2であった。重りを固定しながら、50mm/秒の速度で、感光体を横滑りさせた。ロードセルを用いて、横滑りさせたときの横方向の摩擦力を測定した。式「表面摩擦係数=測定された横方向の摩擦力/200」から、感光体の周面の表面摩擦係数を算出した。感光体(P−A1)〜(P−A3)の周面の表面摩擦係数は、各々、0.45、0.52、及び0.50であった。一方、感光体(P−B1)及び(P−B2)の周面の表面摩擦係数は、各々、0.55、及び0.53であった。
マルテンス硬度の測定は、ISO14577に準拠したナノインデンテーション法により、硬度計(株式会社フィッシャー・インストルメンツ製「FISCHERSCOPE(登録商標) HM2000XYp」)を用いて行った。測定条件は、温度23℃かつ湿度50%RHの環境下、感光層の周面にダイヤモンド製の四角錐型圧子(対面角135度)を当接させた後、圧子に10mN/5秒の条件で徐々に荷重を加え、10mNに達した後、1秒保持し、保持後5秒で荷重を除荷する条件とした。測定された感光体(P−A1)の感光層のマルテンス硬度は、220N/mm2であった。
感光体(P−A1)〜(P−A3)の各々に対して、感度特性の評価を行った。感度特性の評価は、温度23℃及び相対湿度50%RHの環境下で行った。まず、ドラム感度試験機(ジェンテック株式会社製)を用いて、感光体の周面を+500Vに帯電させた。次いで、バンドパスフィルターを用いて、ハロゲンランプの白色光から単色光(波長780nm、半値幅20nm、光量1.0μJ/cm2)を取り出した。取り出された単色光を、感光体の周面に照射した。照射が終了してから50ミリ秒経過した時の感光体の周面の表面電位を測定した。測定された表面電位を、露光後電位[+V]とした。測定された感光体(P−A1)〜(P−A3)の各々の露光後電位は、各々、+110V、+108V、及び+98Vであった。
次に、表層を備える帯電ローラーを作製した。
導電性シャフト(直径9mm、アルミニウム製)の表面を基層で被覆した。基層は、エピクロルヒドリンゴム及びイオン導電剤を含有していた。基層は、電気抵抗が2.3×104Ω、厚さが3mmであった。これにより、導電性シャフトと、導電性シャフトを被覆する基層とを備える部材を得た。
帯電ローラー(A−2)〜(A−6)及び(a−1)〜(a−6)は、樹脂粒子の種類及び添加量を変更した以外は、帯電ローラー(A−1)の作製と同様の方法により作製した。各帯電ローラーの第2バインダー樹脂の種類、並びに樹脂粒子の種類及び添加量を下記表5に示す。下記表5において、「wt%」は、第2バインダー樹脂の量を100質量%としたときの樹脂粒子の量「質量%」を示す。
導電性シャフト(直径9mm、アルミニウム製)の表面を基層で被覆した。基層は、エピクロルヒドリンゴム及びイオン導電剤を含有していた。基層は、電気抵抗が2.3×104Ω、厚さが3mmであった。これにより、導電性シャフトと、導電性シャフトを被覆する基層とを備える部材を得た。
帯電ローラー(a−7)〜(a−15)は、樹脂粒子の種類及び添加量を変更した以外は、帯電ローラー(A−7)の作製と同様の方法により作製した。各帯電ローラーの第2バインダー樹脂の種類、並びに樹脂フィラーの種類及び添加量を下記表6に示す。下記表6において、「wt%」は、第2バインダー樹脂の量を100質量%としたときの樹脂粒子の量「質量%」を示す。
「JIS B 0601:1994」で規定の方法に従って、帯電ローラー(A−1)〜(A−6)及び(a−1)〜(a−15)の帯電ローラーの周面の十点平均粗さRz及び断面曲線凹凸の平均間隔Smを測定した。測定結果を下記表5及び下記表6に示す。
Asker−C硬度計(高分子計器株式会社製)を用いて、帯電ローラー(A−1)〜(A−6)及び(a−1)〜(a−15)の硬度を測定した。帯電ローラー(A−1)〜(A−6)及び(a−1)〜(a−15)の硬度は、78度であった。
以下の方法により、帯電ローラー(A−1)〜(A−6)及び(a−1)〜(a−15)の表層の体積抵抗率を測定した。なお、表層の体積抵抗率の測定は、温度32.5℃、及び相対湿度80%RHの高温高湿環境下で行った。
体積抵抗率(logΩ・cm)=表層の表面抵抗(logΩ/□)×(膜厚:cm)
以下の方法により、画像形成装置N1〜N21を製造した。まず、上述の評価機に、感光体(PA−1)を搭載した。また、上述の評価機から帯電ローラーを取り外し、代わりに帯電ローラー(A−1)〜(A−6)及び(a−1)〜(a−15)のうち何れかを搭載した。これにより、帯電ムラ評価用の評価機である画像形成装置N1〜N21を準備した。なお、画像形成装置N1〜N21は、転写電流を−20μA、クリーニングブレードの線圧を40N/m、感光体の周面の電位を+500Vに設定した。
以下の方法により、画像形成装置N1〜N21の画像評価を行った。
画像形成装置N1〜N21を用い、温度32.5℃、湿度80%RHにおいて、シートPにハーフトーン画像(濃度25%)を形成した(第1画像形成試験)。第1画像形成試験後、最後に形成したハーフトーン画像を目視で観察し、帯電ムラ(斑点状の白抜け)の有無を確認した。帯電ムラの評価は、以下の基準に基づいて評価した。評価結果を下記表5及び下記表6に示す。
A(良好):帯電ムラが観察されない
B(不良):帯電ムラが観察された
50 :感光体(像担持体)
50a :感光体の周面(像担持体の周面)
51 :帯電ローラー(帯電装置)
55 :クリーナー(クリーニング装置)
81 :クリーニングブレード(クリーニング部材)
501 :導電性基体
502 :感光層
T :トナー
Claims (9)
- 像担持体と、
前記像担持体の周面を正極性に帯電させる帯電ローラーと
を備え、
前記像担持体は、導電性基体と、単層の感光層とを備え、かつ下記式(1)を満たし、
前記感光層は、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、電子輸送剤と、第1バインダー樹脂とを含有し、
前記帯電ローラーは、導電性シャフトと、前記導電性シャフトの表面を被覆する基層と、前記基層の表面を被覆する表層とを備え、
前記表層の体積抵抗率は、温度32.5度、湿度80%RHにおいて、13.0logΩ・cm以上であり、
前記帯電ローラーの周面の十点平均粗さRzは、6μm以上25μm以下であり、
前記帯電ローラーの周面の断面曲線凹凸の平均間隔Smは、55μm以上130μm以下である、画像形成装置。
Qは、前記像担持体の帯電電荷量[C]を表し、
Sは、前記像担持体の帯電面積[m2]を表し、
dは、前記感光層の膜厚[m]を表し、
εrは、前記感光層に含有される前記第1バインダー樹脂の比誘電率を表し、
ε0は、真空の誘電率[F/m]を表し、
Vは、式V=V0−Vrから算出される値であり、
Vrは、前記帯電ローラーによって帯電される前の前記像担持体の前記周面の第1電位[V]を表し、
V0は、前記帯電ローラーによって帯電された後の前記像担持体の前記周面の第2電位[V]を表す。) - 前記帯電ローラーの硬度は、62度以上81度以下である、請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記帯電ローラーの周面の十点平均粗さRzは、18μm以上である、請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記表層の厚さは、10μm以上20μm以下である、請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の画像形成装置。
- 前記帯電ローラーは、直流電圧のみを前記像担持体の前記周面に印加する、請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の画像形成装置。
- 前記表層は、前記導電性フィラーを含有し、
前記導電性フィラーは、リンドープ酸化スズ粒子、酸化スズ粒子又は酸化チタン粒子を含む、請求項1〜5の何れか一項に記載の画像形成装置。 - 前記表層は、第2バインダー樹脂を含有し、
前記第2バインダー樹脂は、ポリアミド樹脂を含む、請求項1〜6の何れか一項に記載の画像形成装置。 - 前記表層は、樹脂粒子を更に含有し、
前記樹脂粒子の含有量は、前記第2バインダー樹脂に対して、3質量%以上18質量%以下である、請求項7に記載の画像形成装置。 - 像担持体の周面を帯電ローラーによって正極性に帯電させる帯電工程を備える画像形成方法であって、
前記像担持体は、導電性基体と、単層の感光層とを備え、かつ下記式(1)を満たし、
前記感光層は、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、電子輸送剤と、第1バインダー樹脂とを含有し、
前記帯電ローラーは、導電性シャフトと、前記導電性シャフトの表面を被覆する基層と、前記基層の表面を被覆する表層とを備え、
前記表層の体積抵抗率は、温度32.5度、湿度80%RHにおいて、13.0logΩ・cm以上であり、
前記帯電ローラーの周面の十点平均粗さRzは、6μm以上25μm以下であり、
前記帯電ローラーの周面の断面曲線凹凸の平均間隔Smは、55μm以上130μm以下である、画像形成方法。
Qは、前記像担持体の帯電電荷量[C]を表し、
Sは、前記像担持体の帯電面積[m2]を表し、
dは、前記感光層の膜厚[m]を表し、
εrは、前記感光層に含有される前記第1バインダー樹脂の比誘電率を表し、
ε0は、真空の誘電率[F/m]を表し、
Vは、式V=V0−Vrから算出される値であり、
Vrは、前記帯電工程において帯電される前の前記像担持体の前記周面の第1電位[V]を表し、
V0は、前記帯電工程において帯電された後の前記像担持体の前記周面の第2電位[V]を表す。)
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