JP4138515B2 - Image forming apparatus and process cartridge - Google Patents

Image forming apparatus and process cartridge Download PDF

Info

Publication number
JP4138515B2
JP4138515B2 JP2003021555A JP2003021555A JP4138515B2 JP 4138515 B2 JP4138515 B2 JP 4138515B2 JP 2003021555 A JP2003021555 A JP 2003021555A JP 2003021555 A JP2003021555 A JP 2003021555A JP 4138515 B2 JP4138515 B2 JP 4138515B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
image
charge transport
charging
transport layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003021555A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004233612A (en
Inventor
宏 永目
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2003021555A priority Critical patent/JP4138515B2/en
Publication of JP2004233612A publication Critical patent/JP2004233612A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4138515B2 publication Critical patent/JP4138515B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長期にわたって高品位な作像が可能な画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するもので、詳細には、電荷輸送層にフィラーを分散した機能分離型の感光層を備えた電子写真感光体と、好適な表面抵抗率及び体積抵抗率に調整するための特定のクリーニング装置を装備し、低摩擦係数に維持しながら画像形成を行う画像形成装置及び該画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真感光体(以下感光体と称する)を帯電し、その帯電面を画像露光して静電潜像を形成し、該静電潜像をトナー像として可視像化し、該トナー像をコピー用紙などの被転写体に転写する間接電子写真法を使用した画像形成装置は従来から周知である。
画像形成装置は、例えばファクシミリ、レーザー・プリンタ、複写機などの主要手段として構成される。画像形成は、感光体の周辺部に帯電装置(コロナ帯電、ローラ、ブラシなどによる接触帯電、あるいは30 〜250μmの距離を隔てて配置する非接触帯電などの手段)、画像露光装置(例えば、LD、LEDアレイを光源としてドットパターンを感光体に照射する露光手段)、現像装置(一成分、二成分現像剤によるマグネットブラシあるいは飛翔法などによる現像手段)、転写装置(コロナ、ローラ、ベルトなどによる転写手段)、クリーニング装置(ブレードクリーニング、ブラシクリーニング、前記両クリーニング部材を組み合わせたクリーニング手段)、除電装置(コロナ放電、ブラシ、光などによる除電手段)等が配設された画像形成装置の各装置が順に作動する形で行われる。
【0003】
画像形成を行うに当たって、まず帯電装置により感光体への帯電(電荷付与)が行われる。このような帯電装置としては、グリッドを有し、シールドケース内に感光体の長さ方向に亘って張架された直径40 〜80μm程度のタングステン線あるいはニッケル線などの金属線あるいはSUS製鋸歯状電極板に−4000 〜−6500V程度の直流電圧を印加して帯電を行うコロナ帯電装置、あるいは105 〜1012Ω・cm程度の抵抗を有するローラ、ブラシ等の帯電部材に−800〜−2000Vの直流電圧、もしくは−500〜−2000Vの直流電圧に1000〜2500V/600〜2500Hzの交流電圧を重畳させた直流電圧を印加して帯電を行う接触帯電装置、または帯電部材を感光体から30〜250μm程度離して配置し、直流電圧もしくは交流電圧を重畳した直流電圧を印加して帯電する非接触帯電装置などが用いられている。感光体表面は、これらの帯電装置を用いて画像形成に必要な表面電位、例えば絶対値で400〜1000Vに設定される。なお、一般的に使用されている電荷発生層、電荷輸送層の順に形成された機能分離型の有機感光体ではマイナス帯電である。
【0004】
前記した帯電装置は、いずれも帯電時に放電を伴う帯電方式のため、電荷以外に副産物としてオゾン(O3)や窒素酸化物(NOx)等が生成される(以降、帯電装置から生成されるこれらの物質はコロナ生成物と称する)。
帯電装置で生成されたコロナ生成物の感光体へ与える化学的な影響(画像流れや電子写真特性劣化)については、従来の公知例で知られているが、その影響度については帯電方式によって異なる。画像流れなどによる帯電方式の影響度を見ると、大まかには、非接触帯電方式≧接触帯電方式≧コロナ帯電方式であり、オゾン、窒素酸化物の生成量とは逆の順序である。
【0005】
コロナ帯電方式の場合はその形状、寸法、あるいは使用する放電電極等により帯電効率(入力電圧に対する帯電々位)が大きく左右される。帯電効率の良好なコロナ帯電方式では、オゾンの発生は接触帯電方式に比べて明らかに多いが、化学的、物理的ハザードの影響度は前記順序のように最も少なくすることができる。そのため、コロナ帯電方式による帯電装置を使用した場合には、感光体の耐久性を大きく延ばすことが可能である。
コロナ帯電方式を使用した場合、感光体に対するハザードが低くなる明確な理由は不明であるが感光体から離れているため、感光体に到達する間(途中)に影響を与える物質が消失、減少し、全体として感光体に与えるエネルギーが低く、感光体表面との結合力が弱くなって、現像剤などにより比較的除去され易くなるためと考えられる。
【0006】
接触もしくは非接触帯電装置の場合には、汚染物質の生成量は少ないが感光体との距離が極く近接しているため、エネルギーが大きく、汚染物質の感光体表面への密着力が大きくなって除去されにくくなるものと推測される。
オゾンは、強酸化物質として知られており、感光層表面に作用した場合には、感光体表面を酸化して電気抵抗が低下(低抵抗化)させ、更に感光層の分子構造を切断するため、感光体の帯電特性や感度を低下させる。しかし、オゾンは物体に付着することによって酸素分子と酸素原子に分解する(最終的には酸素になる)ため、オゾンとしての作用時間は比較的短く、窒素酸化物に比べて継続的な影響は低い。
【0007】
一方、窒素酸化物は、感光層表面に付着し感光層内部に浸透することによって感光体全体の電気抵抗を低下させ、窒素酸化物が除去されるまで影響が持続する。
コロナ生成物が感光体表面に付着し、吸湿した後でブレードや現像剤などにより擦られるとコロナ生成物が引き延ばされるため、感光体表面の電気抵抗の低下(低抵抗化)する範囲が広がって解像度が低下し、画像流れの領域が全面に拡大する。
【0008】
また、トナー成分(樹脂やワックス、着色剤など)や紙粉(結着樹脂、タルクなど)が付着すると、感光体表面にはフィルミング現象が生じ、更に解像度低下や画像流れが起こり易くなる。また、地汚れや濃度ムラを起こし、更に感光層の摩耗促進などの要因にもなる。
【0009】
初期段階においては、オゾンや窒素酸化物などのコロナ生成物が付着したとしても、透明の点状あるいは島状の薄層であり、直ちに内部に浸透する訳ではないが、繰り返し使用によって徐々に内部へ浸透するため、表面に付着したコロナ生成物を早期に排除するような的確な処置を行えば、被害を最小限に留めることができる。しかし、コロナ生成物は、感光体表面に強く吸着した状態の非常に薄い膜であり、クリーニング用のブレードのエッジでは削り取ることができずにすり抜けるため、コロナ生成物だけを除去することは容易でない。
【0010】
このような、コロナ生成物の影響を排除して画像品質を保持する対策として、帯電で生じるコロナ生成物を感光体上で分解させ無効化させる方法(例えば、特許文献1参照。)や、水分の影響を緩和して、画像品質の劣化が無いようにする方法がある。しかし、酸化防止剤などによる対策には有効期間が短いなどの限度があり、感光体表面に酸化防止剤を付与する手段では機能が次第に低下し、比較的早い段階で効果停止に陥るという問題がある。また、過剰に付与すると表面抵抗率が低下して、逆に画像劣化を起こしやすいという弊害がある。
【0011】
あるいは、フッ素樹脂を保護層中に含有させる方法(例えば、特許文献2参照。)では、コロナ生成物の吸着抑制を狙たものであるが、コロナ生成物は感光体上に無差別に付着して凹部に入り込んだ場合には、通常のクリーニング装置では排除することが不可に近く、次第に付着が広がり画像流れを抑制しにくいという課題が依然として残る。
【0012】
また、感光体を加熱する方法(例えば、特許文献3参照。)は、画像流れが湿度の影響によって左右され、これが原因で起こることに着目して加熱手段によって水分を排除して改善する方法であるが、効果の継続性はある。しかし、新たに加熱源を追加する必要がある他、やけどの危険や熱対策を講じる必要があるために大幅なコストアップが生じるという難点(デメリット)がある。
【0013】
更に、解像度低下や画像流れの主因はコロナ生成物であるが、前記のようにコロナ生成物以外に紙粉やトナー成分などが感光体に付着することによって起こることが知られている。感光体上に付着した紙粉(タルクや結着樹脂)やトナー成分の除去が行われないと蓄積し、最終的にはフィルミング膜が形成される。したがって、コロナ生成物だけを除去するだけでは十分な高品位画像を保つことはできない。
一般的に、摩耗の多い有機感光体では画像流れが起こりにくいという事実(現象)があり、この理由はコロナ生成物や紙粉、あるいはフィルミング膜等の汚染物質と共に電気抵抗が低下(低抵抗化)した感光層が削り取られるため、解像度低下や画像流れが発生しないと考えられる。ただし、摩耗が多いために感光体の耐久性が低くなるという問題がある。このため、感光層をコロナ生成物や紙粉、あるいはフィルミングなどと共に削る方法に関する対策が提案されている。
【0014】
例えば、転写工程と帯電工程(磁気ブラシを使用した電荷直接注入帯電法)との間でブラシ状、ローラ状、ウェブ状などの摺擦手段を用いて感光体表面の摩耗量を制御(10万枚当たり0.1〜1.0μmに調整)することにより高湿環境でも画像ボケや流れを生じさせない方法が開示されている。(例えば、特許文献4参照。)。
しかし、この方法の場合、感光体表層には、導電性微粒子(フィラー)を添加することによって摩耗性が強化された感光体保護層が形成されているため、電荷輸送層が最表層に形成されている通常の感光体よりも表面粗度が大きい。したがって、摩耗性が強化された保護層を有する感光体の摺擦手段として、前記したナイロン繊維ブラシ(例えば、長さ5mmのナイロン繊維ブラシ)を使用した場合、感光体表層に固着し、しかも極薄膜で不均一なコロナ生成物を研磨することは容易ではない。また、仮に削れたとしても不均一な削れとなり、均一性に乏しい表面状態になる。このため、十分にコロナ生成物が除去できず画像流れを引き起こす危険性がある。ローラ状、ウェブ状の摺擦手段では、削れが少なくなるため、なお一層その傾向が強い。
【0015】
あるいは別の方法として、有機ケイ酸膜を1種以上含有した保護層を備えた電子写真感光体を、帯電時の印加電圧を適宜選択したり、研磨手段としてウレタンゴムやシリコンゴムなどのクリーニングブレードの圧接力を調節したり、あるいは研磨装置(研磨ローラ、研磨パッドなど)を設ける場合に、粒径0.005〜2nmの酸化セリウムやチタン酸ストロンチウムなどを併用することによって、1000回転あたりの摩耗率を調整研磨(5nm以上、30nm以下)し、表面を清浄にする方法が開示されている(例えば、特許文献5参照。)。
しかし、この方法では、帯電装置の印加電圧を操作して高めに設定した場合などでは、コロナ生成物が増加して感光層が化学劣化を起こし、その結果摩耗は促進されるが、感光体の耐久性が無くなるという心配がある。
【0016】
一方、クリーニングブレードで摩耗をコントロールする手段は、摩耗しやすい有機感光体などではある程度有効であるが、感光体の表面を高硬度化した場合などでは、付着したコロナ生成物はクリーニングブレードの当接圧を大きくしても除去されにくく、逆にクリーニングブレードを歪ませたり、破損(感光体に当接した部位のエッジがギザギザに破損する)させる要因となり、また感光体の表面にスクラッチを起こしたりするため、感光体の耐久性劣化につながる。更に、現像手段に無機微粒子などを添加させると、現像剤の帯電特性(Q/M)に異常を来す可能性が高くなる。
【0017】
また、一般的に有機系感光体は硬度が小さく比較的脆いため、摩耗し易く30μm程度の膜厚の感光体の場合では5〜10万枚程度の耐久性しかない。したがって、感光層表面に付着したコロナ生成物などの汚染物質、フィルミング膜を削る場合、理想的にはコロナ生成物のみを除去することが望ましいが、実際には至難の技である。このため、感光層も含めた状態で削ることは避けられないので、研削量を如何にして必要最小限に留めるかが感光体の耐久性維持の鍵となる。
感光層の摩耗が大きいと、電子写真特性の悪化(例えば、帯電々位の低下、感度低下、地汚れなど)を引き起こす。すなわち、感光体の特性を長期的に維持するためには耐久性を向上させる手段を講じる必要がある。
【0018】
このような感光体の高耐久化のための表面硬度向上の対策として、例えば酸化亜鉛、酸化チタン、酸化錫、酸化アンチモン酸化インジウム、酸化ビスマス、錫ドープ酸化インジウム等の導電性微粒子を40重量%以上分散した感光層で構成する方法が開示されている(例えば、特許文献6参照。)。
上記材料の内で酸化亜鉛の耐久化は低いが、その他のフィラーについては、感光層中に分散することによって耐久性の向上が期待できる。しかし、無機フィラーの分散量が40重量%以上と多いために表面粗度が大きくなり易い。そのため、凹みの部分にコロナ生成物や紙粉などが蓄積し易く、除去され難いため、感光体表層の電気抵抗が低下し易い。また、特にワックスが多く添加された低融点のトナーを使用した場合などでは、フィラーの添加量が多いことによる問題と相まって、フィルミングを起こし易くなるという問題が発生するため、この場合も解像度低下、画像流れを起こし易い。
【0019】
更にまた、耐摩耗性を向上するため、平均粒径が0.02〜0.5μmの酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素などの金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物から選ばれる少なくとも1種を分子量4万以上のポリカーボネート樹脂中に分散(表面層の全固形分重量の0.5〜30%)した感光層で構成する方法が開示されている(例えば、特許文献7参照。)。
上記方法は、シリカを除く高電気抵抗の無機化合物粒子を感光層中に分散する場合に耐摩耗性を向上させ、帯電能を確保することに効果がある。感光層中にブタジエン系電荷輸送材料を含有させることによって、電荷輸送層と同じように電荷の移動度を保持できるため、帯電や感度に関しての課題はある程度解決できる。
しかしながら、粒子とバインダー樹脂間にトラップサイトを形成し易いため、単に前記粒子を含有させただけでは繰り返し使用によって残留電位が蓄積し、光減衰の劣化が生じて次第に画像濃度低下や画像ムラを生じることがある。また、大粒径のフィラーを使用すると、ライン画像のシャープ性低下が生じ、一方では、感光体の表面粗度が大きくなり、最大値と最小値の差がトナーの粒径より大きくなってトナーのクリーニング不良へとつながる。また、クリーニングブレードのエッジが変形し易く、トナーやコロナ生成物のクリーニング不良を起こし易いといった問題がある。また、0.1μm以下の小粒径のフィラーを用いた場合には、耐摩耗性向上を図ることはできない。シリカを使用した場合には、耐摩耗性は大きくなるが、オゾンによる酸化作用のため、感光層の急激な低抵抗化を招き、60%RH程度の常湿環境であっても、画像流れを起こすため、感光体を45〜55℃程度に加熱するための熱源が必須となる。すなわち、画像流れを回避するドラムヒーターのような加熱装置を設置する必要が生ずる。
【0020】
更に、0.01μm〜2μmの表面粗さの導電性支持体上に形成された表面粗さが0.1〜0.5μmの感光層に、平均粒径0.05〜0.5μmの無機微粒子(疎水化処理したシリカ)を分散する方法が開示されている(例えば、特許文献8参照。)。
この方法は、無機微粒子の疎水化によって、水滴の弾き効果(接触角が大きい)は発現するが、コロナ生成物の付着までは防止できないため、画像流れは防止できない。また、感光層表面に出た疎水処理を施された無機微粒子は、ブレードなどによる摺擦で被膜が削れること、またシリカはオゾンの作用によって電気抵抗の低下が進行するため画像流れの改善は殆ど不可能である。
【0021】
高品位画像を成立させるためには、感光体にコロナ生成物の膜やフィルミング膜が形成されないようにして、好適な範囲の表面抵抗率及び体積抵抗率を維持することが重要である。そのためには正確な抵抗率を測定する方法と手段が必要である。抵抗率は測定手段及び測定環境によって測定値に違いが生じ易い。したがって、繰り返し安定性が高く、実際の値が得られる適切な測定手段及び測定環境を規定することが必要である。
【0022】
一般的な表面抵抗率及び体積抵抗率の測定法には次に示すようなスタティックな測定方法がある。例えば、(1)真空蒸着法などで金電極の櫛形電極パターン(電極間隔200〜300μm)を、被測定試料である感光体上に形成して比抵抗を測定する方法(例えば、非特許文献1参照。)、あるいは(2)既成の表面/体積抵抗率を測定する装置を用いて、円電極(主電極)、リング電極を試料の上に乗せて、電極間に電圧を印加し、流れる電流を抵抗率に換算する方法(例えば、非特許文献2参照。)などがある。
【0023】
(1)の方法は、簡便性に欠けるが、電極(金電極が一般的である)を試料に直接、蒸着形成するため、試料との密着性が良い。したがって、電流が均一に流れるためロスが少なく、繰り返し測定値も比較的安定している。しかし、電極を真空蒸着によって形成するため、感光体の表面状態が変わってしまい、実際の値とはかけ離れた数値が得られるという問題がある。このため、コロナ生成物などによって生じた表面抵抗率、体積抵抗率を正確に把握することはできない。
【0024】
(2)の測定方法の場合は、簡便に測定が可能である。しかし、金属電極を試料の上に乗せて測定するため、試料の形状に凹凸があった場合や曲率を有するドラム状の試料の場合には、物理的に電極を試料上に完全密着させることができないため正しく測定ができない。また、市販の測定治具(電極間隔が10mm前後と広い)を用いた場合、シールドを十分に行っていても感光体の抵抗値が大きく、電流値が極めて小さくなる(10-13〜10-17A)ため、電流のふらつきが大きくなって正確な測定ができないという問題がある。
【0025】
具体的に表面抵抗率(σs)もしくは体積抵抗率(ρv)を測定する手段として、既成の測定治具(例えば、超高抵抗測定用試料箱、TR42、R12704A:アドバンテスト社製など)を使う以外に、電極用材料として、水銀や液体ガリウムや金箔などを電極材料として使用する方法もある。
しかし、これらの電極材料はいずれも取り扱いが大変で、水銀は劇毒物で危険性があり、曲率を有するドラム状の感光体を測定する場合に準備に相当の時間が費やされ、しかも簡単に測定できないという問題があり、金は高価で加工時に破損しやすく有機感光体への密着が殆ど不可能である。また、液体ガリウムの場合には、25℃程度に加熱してガリウムを液体にする必要があり、測定後に電極材料の一部が感光体上に玉状になって残り、感光体を再度使用する場合に画像欠陥になるという不都合さがある。
【0026】
また、高品位画像を長期にわたって維持するためには、現像が終了するまで、静電潜像の崩れが無いことが必要であり、そのためには感光体の表面抵抗率及び体積抵抗率が好適な数値の範囲に調整されていることが必要である。
表面抵抗率が低いと、感光体表層に形成された電荷が四方八方に広がり、電荷のパターンが崩れる。また、体積抵抗率が低い場合には、静電潜像が形成される過程で感光層中で電荷の広がりが生じ、正しい電荷パターンが形成されない。この現象は抵抗率が低いほどひどくなり、画像は文字太り、シャープ性劣化、コントラスト低下などの現象として現れる。
【0027】
感光体は、紫外線、オゾン、オイルなどによる汚れ、金属などの切粉などに弱いため、保護層(ポリビニルブチラール、ポリエステル、ポリカーボネート、アクリル樹脂などからなる0.05〜20μmの樹脂膜を形成)として表面抵抗率が1011Ω以上の保護層を設ける方法が開示されている。(例えば、特許文献9参照。)。なお、保護層の表面抵抗率が記載されているが、測定法及び体積抵抗率の記載はない。
保護層を形成することによって、オイルや切粉などからの影響を回避することは妥当な手段であるが、画像形成のための静電潜像は感光体表面に形成されるため、感光体表面がダメージを受けたときにはいずれにしろ画像品質の低下は避けられない。測定方法が明記されていないのでどの様な測定手段で表面抵抗率が測定されたのか不明である。しかし、1011Ωでは明らかに低すぎであり、作像1枚目から解像度が甘い画像品質になる可能性がある。安定した画像品質を維持するためには、少なくとも1013Ω以上、好ましくは1014Ωが必要であり、表面抵抗率の範囲としては十分とは云えない。前記の保護層材料は殆ど全ての材料が絶縁体であるため、次第に残留電位の蓄積が大きくなって画像品質の悪化をもたらし、保護層材料としては好ましくない。
【0028】
一方、表面抵抗率並びに体積抵抗率を維持するためには、感光体表面の残留粉体をクリーニングするクリーニング手段が重要である。クリーニング装置にはクリーニングブラシもしくは、クリーニングブレード単独、クリーニングブラシとクリーニングブレード併用型があり、使用される現像剤、感光体、コピー量等に応じて使い分けがされている。
クリーニングブラシは感光体上の転写後の残留粉体をクリーニングするために設置されることを基本としており、一般にはフィルミングのような膜状異物までは除去する機能は付加されていない。しかし、摺擦によって僅かずつ摩耗させることは可能である。クリーニングブラシの材質にはナイロン系、ポリエステル系、アクリル系の繊維や炭素繊維等、化学繊維、無機繊維など耐久性良好な繊維が使用される。
【0029】
例えば、ループ状ブラシに関しては、原糸の太さが250d/25F〜300d/15F、ループ長さ2〜4mm、ループ密度50〜100(ループ/cm)を使用することが開示されている(例えば、特許文献10参照。)。なお、文中、dはデニール、Fはフィラメントを表す。
ループ状ブラシのクリーニング性は、直毛状ブラシに比べ良好であり、繊維の間にトナーが入り込み、目詰まりによってクリーニング性が低下する傾向はあるが、トナーのトナータンクへの排出力、もしくは現像剤へのリサイクル力を高めれば、いくらかの改善は可能である。直毛状ブラシに比べ残留粉体のクリーニング性、フィルミング膜の研削能力はループブラシの方が高いが、画像流れを改善するには不十分である。
【0030】
一方、ブレードクリーニング方式は、画像形成装置の小型化には有利な方法である。ブレードクリーニング方式は、ブレードを感光体の回転方向に対してカウンター方向に設置すると、感光体に対する食い込みが増すため、トナーのクリーニング性能が高まる。
クリーニングブレードには通常、JIS−A硬度が50度〜90度程度、反発弾性率が30〜60%程度のゴム板を幅1.5mm〜3mmの短冊状にカットし、アルミニウムや鉄製の板状支持基体に取り付けて使用される。
クリーニングブレードでは、1体のクリーニングブレードを感光体の回転方向に対して、逆回転方向(カウンター)、もしくは順回転方向(リーディング)に設置させて行う2通りがある。ブレードクリーニング方式は装置がブラシ方式に比べて簡易であり、画像形成装置の小型化には有利な方法である。
【0031】
しかし、ブレードクリーニング方式では、ブレードを感光体の回転方向に対してカウンター方向に設置すると感光体に対する食い込みが増し、トナーのクリーニング性能を高めることができるが、感光体の表面の摩擦係数が小さくないと、クリーニングブレードが感光体に食い込み感光体がロックしてしまい、感光体が傷つくばかりでなく、装置が壊れるという問題がある。また、感光体が回転した場合においても、クリーニングブレードと感光体間の摩擦抵抗が大きいために感光体が異常に削れ傷つくという問題があり、また感光体の回転方向にブレードのエッジが引っ張られ、感光体との間に隙間が生じたら戻るという、スティック・スリップ現象が生じる。この時トナーが抜け出てクリーニング不良を起こすが、これが原因になって、フィルミング膜が形成される。
【0032】
前記のように現在、多くの画像形成装置では、作像するために帯電手段、コピー用紙、現像剤が使用される。これらは作像時に常に感光体に作用し、コピー量に付随して確実に作用量が増加し、コピー量が多いほど影響も拡大される。帯電手段ではオゾンや窒素酸化物(NOx)などのコロナ生成物が、またコピー用紙からはタルクや結着樹脂が、現像剤からは顔料、染料、樹脂、ワックスなどの添加物が感光体表面に付着することによって感光体の表面に低い電気抵抗層を形成し、これによって解像度低下や画像流れなどの画像品質低下を起こす。
これらの形成物の影響を回避して、高品位画像を達成するための手段、高品位画像を維持するための感光体の適正な表面抵抗率、及び/または体積抵抗率、等々について対策が講じられているが、従来技術では初期は効果があっても、長期にわたって使用されると感光体表面は低抵抗化し、表面抵抗率、体積抵抗率が維持できない。このため、対応技術の開発が要望されている。
【0033】
【特許文献1】
特開2000−305291号公報
【特許文献2】
特開2000−206724号公報
【特許文献3】
特開2001−75461号公報
【特許文献4】
特開平10−254291号公報([0017]4〜7行目、[0015]2〜4行目)
【特許文献5】
特開2001−249478号公報([0011]6〜7行目)
【特許文献6】
特開平08−234469号公報([0018]、[0019])
【特許文献7】
特開平08−146641号公報([請求項2]、[請求項3]、[0009]、[0013])
【特許文献8】
特開平08−248663号公報([請求項1]、[請求項2])
【特許文献9】
特許第2562144号明細書
【特許文献10】
特許第2619424号明細書
【非特許文献1】
中谷外、「フタロシアンニン−PVK積層型感光体の電子写真特性」、 電子写真学会誌、第23巻、第1号、P.3−P.4(1984)
【非特許文献2】
「電気工学ハンドブック」、電気学会編、(P.275−P.276、第7章、図76、図77)
【0034】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、電子写真感光体の耐久性を図りつつ、帯電手段により発生するオゾンや窒素酸化物(NOx)などのコロナ生成物あるいはコピー用紙から生ずるタルクや結着樹脂もしくは現像剤から生ずる顔料、染料、樹脂、ワックスなどの感光体表面への付着物質を除去し、感光体の表面抵抗率及び体積抵抗率を正確に測定してこれに基づき常に良好な状態に維持すると共に、摩擦係数を好適に保つことによって、画像ムラがなく良好なシャープ性と高解像度の高品位画像を長期に亘って作像することのできる画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することにある。
【0035】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、鋭意検討した結果、複写サイクル毎に、感光体表面に付着した帯電時に生じる付着力の高いコロナ生成物を逐次、均一に研磨する強化ループブラシを備えた特定のクリーニング手段と、感光層に無機フィラーを添加することによって研磨しても表面の摩耗が必要以上に進行しないように(適切な量にて削り取られる)調節された耐久性を備えた感光体との構成により、常に感光体表層面を新しくして清浄な状態に維持し、表面抵抗率及び体積抵抗率を適正な値に制御すると共に、更に、感光体表面上に潤滑剤を付与して摩擦係数を好適な範囲に調整、維持することによって、現像剤キャリアによる感光体表面異常抑制、研磨による削れ過ぎ抑制、クリーニングブレードの劣化抑制あるいはクリーニング性低下防止などが図られ、長期的に画像ムラがなく良好なシャープ性と高解像度な高品位画像形成が達成されることを見出し本発明に到った。
以下、本発明について具体的に説明する。
【0036】
請求項1の発明は、導電性支持体上に設けられた構成層の最外電荷輸送層にフィラーを分散してなる感光層を備えた電子写真感光体の表面に、順次、接触または近接配置された帯電装置により帯電し、画像露光装置によって静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置でトナー像に顕像化し、該トナー像を転写装置によって電圧印加下に被転写体へ転写し、定着装置で熱定着しハードコピーを作成すると共に、該電子写真感光体表面上の残留粉体及び付着異物をループ状繊維からなるクリーニングブラシとクリーニングブレードとを備えたクリーニング装置によって摺擦してクリーニングする画像形成装置であって、
前記クリーニングブラシのループ状繊維表面は、水系ウレタン樹脂を主剤とし、エポキシ系化合物を硬化剤とした2液性樹脂液体を被覆・硬化して形成された樹脂層で被覆強化され、更に前記感光層の表面抵抗率(σs)は1×1015〜1×1017Ωでかつ体積抵抗率(ρv)は1×1013〜5×1015Ω・cmに調整されると共に、作像中における感光層表面の摩擦係数は0.2〜0.4(オイラーベルト方式で測定)に調整されるようにしたことを特徴とする画像形成装置である。
【0037】
請求項1の構成、すなわち強化ループブラシを備えた特定のクリーニング手段と、無機フィラーを添加することによって研磨しても表面の摩耗が必要以上に進行せず適切な量で削り取られるように耐久性を向上した感光体との構成により、感光体表面のクリーニングが均一にしかも良好に行われ、感光体表面全面が常に清浄化に保たれ、また摩擦係数が好適に調整されることによって、画像ムラがなく良好なシャープ性と高解像度の高品位画像を長期に亘って作像することが可能となる。
請求項2の発明は、前記ループ状繊維は、導電性微粒子を含むアクリル系繊維、導電性微粒子を含むナイロン系繊維、または導電性微粒子を含むポリエステル系繊維であることを特徴とする画像形成装置である。
請求項2の構成によれば、ループ状繊維の表面の被覆材として、水系のウレタン系樹脂(主剤)とエポキシ系化合物(硬化剤)とを使用しているために環境汚染性などの心配が少なく、またこの2液性樹脂液体で被覆・硬化した強化ループブラシは耐久性及び均一な研磨能力とも優れている。そのため、この樹脂被覆処理を施したループグブラシによって感光体表面に付着したトナー等の残留粉体の除去、感光体表面に固着し始めた汚染物質を薄く均一に除去することができ、感光体表面は常に清浄に保たれる。その結果、感光層の偏摩耗が少なく、良好な表面抵抗率及び体積抵抗率を維持(劣化を最小限に抑制)することが可能となり、長期に亘って高品位画像を形成することが可能となる。
【0038】
請求項3の発明は、前記感光層の作像開始時における表面抵抗率(σs)と5万枚作像後の表面抵抗率(σs)との差が、室温22〜23℃、相対湿度65〜67%、印加電圧500500Vの測定条件で1桁以内であり、且つ表面抵抗率(σs)が1×1015〜1×1017Ωであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置である。
【0039】
請求項4の発明は、前記感光層の作像開始時における体積抵抗率(ρv)と5万枚作像後の体積抵抗率(ρv)との差が、室温22〜23℃、相対湿度65〜67%、印加電圧500Vの測定条件で2桁以内であり、且つ体積抵抗率(ρv)が1×1013〜5×1015Ω・cmであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置である。
【0040】
請求項3及び4によれば、作像開始時(初期)と多数枚数の作像後における表面抵抗率あるいは体積抵抗率の値が好適な範囲内に制御され、しかも変動値が適正かつ厳しく規定されるため、高品位画像を長期に亘って作像することが可能となる。また、感光体の表面抵抗率及び体積抵抗率は作像を繰り返すと次第に劣化する傾向があるが、特性の安定した高抵抗率の感光体では変化は少なく、オゾンや窒素酸化物の影響を受けやすい感光体では初期段階で大きな変化を示す傾向があるので、それぞれにおける抵抗率の差を測定することにより画像形成状態の良否の判断が可能となる。
【0046】
請求項5の発明は、前記電子写真感光体は、少なくともドラム状の導電性支持体上に下引き層、感光層が順次形成され、該感光層は電荷発生層と電荷輸送層との2層構成であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置である。
【0047】
請求項5の機能分離型の構成とすることにより、電子写真特性の設計が容易となり、更に良好な帯電特性及び良好な感度が得られる。これによって、電荷輸送層に有機材料を使用し高品位画像を形成することが可能となる。
【0048】
請求項6の発明は、前記電荷輸送層は、更に無機フィラーを分散しない電荷輸送層Aと無機フィラーを分散した電荷輸送層Bとから構成されることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置である。
【0049】
請求項7の発明は、前記電荷輸送層Bに分散される無機フィラーの平均粒径は0.3〜0.7μmであり、該無機フィラーの含有量は電荷輸送層Bの2〜35重量%であることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置である。
【0050】
請求項6及び7の構成によれば、フィラーを分散した電荷輸送層Bを設けることにより、感光体表面研削に対する耐久性を向上して適正な摩耗量となるように調整され、またフィラーを分散しない電荷輸送層Aを電荷発生層と電荷輸送層Bとの間に介在させることによって異常な電荷移動が防止され、安定した高品位画像の形成が可能となる。なお、安定した高品位画像形成及び感光体長寿命化の観点から、コロナ帯電法を用いる場合にはフィラーの含有量を少なくし、接触もしくは非接触帯電装置を用いる場合にはフィラーを多くすることが望ましい。
【0051】
請求項8の発明は、前記摩擦係数は、ステアリン酸亜鉛またはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の内の何れか1種類もしくは2種類を感光体表層に付与することによって調整されるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置である。
【0052】
請求項8の構成によれば、微粒なステアリン酸亜鉛及び/またはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を付与(必要最低限)することによって、作像プロセスにおいて次第に上昇する感光体表面の摩擦係数を好適に低減化させ、作像時の摩擦係数を0.2〜0.4に調整することができるため、感光層の摩耗を抑制し、シャープ性が良好で均一性の高い画像品質を維持した画像形成が可能となる。
【0053】
請求項9の発明は、前記電子写真感光体表面の帯電は、コロナ帯電法、または帯電ローラーを用いた接触帯電法、あるいは前記電子写真感光体に近接配置された帯電装置を用いる非接触帯電法の内の何れか1つの方法により行われることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置である。
【0054】
請求項9の発明によれば、本発明における電荷輸送層Bへのフィラー分散量を調整することにより、帯電での化学的ハザ−ドレベルの違い(大、小)に対処することができ、各種帯電手段に合わせて感光体の耐久性を確保することが可能となる。また、高画像品質を提供するための幅広い画像形成装置の設計を可能とする。
【0055】
請求項10の発明は、前記何れかの方法により行われる帯電は、帯電部材に直流電圧を印加する方法、または交流電圧を重畳した直流電圧を印加する方法の何れか1つの方法によって行われることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置である。
【0056】
請求項10の構成によれば、感光体と帯電装置(帯電部材等)との配置間隔や環境条件(湿度等)に応じて、最適な帯電手段を選択することができる。例えば、画像品質の安定性が要求される場合には、交流電圧を重畳した直流電圧を印加する方法が選ばれるなど、高画像品質を提供するための要求に応じた幅広い画像形成装置の設計を可能とする。
【0057】
請求項11の発明は、導電性支持体上に設けられた構成層の最外電荷輸送層にフィラーを分散してなる感光層を備えた電子写真感光体と、帯電装置、現像装置、及びループ状繊維からなるクリーニングブラシとクリーニングブレードとを備えたクリーニング装置から選ばれる少なくとも1つの装置とを一体に支持した画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジであって、
前記クリーニングブラシのループ状繊維表面は、水系ウレタン樹脂を主剤とし、エポキシ系化合物を硬化剤とした2液性樹脂液体を被覆・硬化して形成された樹脂層で被覆強化され、更に前記感光層の表面抵抗率(σs)は1×1015〜1×1017Ωで且つ体積抵抗率(ρv)は1×1013〜5×1015Ω・cmに調整されると共に、作像中における感光層表面の摩擦係数は0.2〜0.4(オイラーベルト方式で測定)に調整されることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【0060】
請求項12の発明は、前記ループ状繊維は、導電性微粒子を含むアクリル系繊維、導電性微粒子を含むナイロン系繊維、または導電性微粒子を含むポリエステル系繊維であることを特徴とする請求項11に記載のプロセスカートリッジである。
【0061】
請求項13の発明は、前記電子写真感光体表面の帯電は、コロナ帯電法、または帯電ローラーを用いた接触帯電法、あるいは前記電子写真感光体に近接配置された帯電装置を用いる非接触帯電法の内の何れか1つの方法により行われることを特徴とする請求項11に記載のプロセスカートリッジである。
【0062】
請求項11〜13に記載のプロセスカートリッジとすることにより、画像装置をコンパクトに構成することができる他、簡単で且つ着実なメンテナンス作業を行うことを可能とすると共に、更に部品の交換を容易とし、総合的なコストダウンが図れて、しかも画像品質の安定化を実現する(プロセスカートリッジの交換だけで簡単に元の高品位画像に復させることが可能)。
【0063】
【発明の実施の形態】
以下、画像形成装置と複写プロセス、電子写真感光体、クリーニング部材(クリーニングブラシ及びクリーニングブレード)、感光体の摩擦係数とその低減化、帯電、表面抵抗率及び体積抵抗率とその測定方法など本発明に関する、発明の実施の形態について図面を参照しながら順次説明する。
<画像形成装置と複写プロセス>
図1に間接電子写真方法を用いた画像形成装置の概略構成図を示す(基本的な構成例)。図1の画像形成装置は、感光体1の周辺部に、順に帯電装置2、画像露光装置3、現像装置4、転写装置5、分離装置6、クリーニング装置7が配置され、更に定着装置8及び被転写体9(コピー用紙やOHPシートなど)を配置した構成(カールソンプロセスによる方式)となっている。クリーニング装置7には、クリーニングブラシ7−1とクリーニングブレード7−2が備わっている。
【0064】
図1において、クリーニング装置7と帯電装置2との間に、感光体1の表面摩擦係数を低減化するための潤滑剤塗布装置200(201:潤滑剤、202:塗布ブラシ)が配置されているが、この潤滑剤塗布装置200は、感光層1中に潤滑剤を添加したり、現像剤中に添加する方法を用いる場合には必要ではない。
なお、図示していないが、感光体1には帯電装置2に交流電圧を重畳したときに発生する、振動音(高周波音)を抑制するための制振部材を感光体1に内蔵させることができる。また、複写プロセスの帯電工程から転写工程までの間は、少なくとも全て光を遮断した状態での作像処理が必要である。
以下、複写プロセスに従って上記画像形成装置について概要を説明する。
【0065】
本発明に使用される感光体1は、アルミニウムなどの素材のドラム状導電性支持体上に下引き層、次いで感光層が形成された構成である。感光層は、更に電荷発生層と電荷輸送層から構成された機能分離型の感光体である。なお、静電潜像形成時の帯電極性はマイナスである。
電荷輸送層は、フィラーが分散されていない電荷輸送層(これを電荷輸送層Aとする)と、無機フィラーを分散した電荷輸送層(これを電荷輸送層Bとする)とから構成される。電荷輸送層B中にフィラーを分散する理由は、感光体が必要以上に摩耗しないように抑制することによって、電子写真特性(例えば帯電特性、感度など)が劣化するのを防止(電気的、機械的安定性を図る)するためである。また、クリーニングブレードを用いる場合には、その感光層への食い込みを少なくしてブレードのエッジ歪みを軽減し、トナーのクリーニング不良を起こりにくくする。すなわち、長期にわたって高品位画像を維持するための好適な1手段である。
【0066】
電荷輸送層を2層構成とするのは、高抵抗率(1012〜1014Ω・cm)のフィラーを添加することによって、残留電位が上昇し、蓄積することによって画像品質(画像濃度、解像度など)が劣化するのを極力抑えるためである。ただし、フィラーの添加量は、帯電手段によって変えることが望ましく、後述するコロナ帯電法では少な目にし、接触帯電法もしくは非接触帯電法では多めした方が好ましい。これは感光体に与えるハザードの違いに対して好適に対応するためである。
電荷輸送層Bに分散されるフィラーは、αアルミナを好適とするが、酸化チタンなどの金属酸化物微粒子であってもよい。但し、シリカ(SiO2)のように、オゾンによって低抵抗化される傾向のあるフィラーを分散することは、解像度保持特性の面から好ましくない。
【0067】
帯電装置2(コロナ帯電法、接触帯電法、感光体1から数十μm隔離して配置された非接触帯電法の内の何れか1方法を採用)により、感光体1は画像形成に必要な表面電位に帯電される。図1の帯電部材2−1には高圧電源回路2−2が接続される。高圧電源回路2−2は直流電圧もしくは交流電圧を重畳した直流電圧の何れかの電圧が発生する回路で構成される。
図1に示したローラ方式の帯電部材2−1は、例えば、φ5mm〜φ15mmのSUS製丸棒の芯金に弾性部材を被覆して作製される。この感光体を帯電する弾性部材には、(エピクロルヒドリンゴムまたはウレタンゴムに導電性カーボン、炭素繊維粉末、イオン導電剤などの抵抗制御材を添加し、更に必要に応じてフッ素系樹脂などの撥水剤を添加して体積抵抗を105〜1014Ω・cmに調整したものが使用される。適用される体積抵抗率は、接触帯電部材と非接触帯電部材とで変える必要がある。
【0068】
非接触帯電部材の場合は最表層面の体積抵抗率が105〜108Ω・cmに、接触帯電部材の場合は最表層面の体積抵抗率が1012〜1014Ω・cmに設定される。これは帯電部材と感光体間に空隙があることによって、帯電開始電圧(Vth)が高い方にずれ、帯電効率に違いが生じるためで、均一帯電を行うためには帯電部材の体積抵抗率は低くする必要がある。ただし、あまり体積抵抗率を下げすぎると放電破壊の要因になるため、105Ω・cm以上にすることが望ましい。
帯電部材2−1の最終的な外径寸法はシステム条件に応じて設定されるが、通常はφ10〜φ20(mm)程度である。良好な作像性を得るにはコントラスト電位は少なくとも250V以上あることが望ましく、そのための帯電々位は−400V〜−800Vとするのがよい。
【0069】
帯電を終了した感光体1面には、CCD(電荷結合素子)で読みとられた原稿画像、あるいはパーソナルコンピューターなどから送信されたデジタル信号を一個もしくは複数個のLD(Laser Diode)素子、若しくはLED(Laser Emitting Diode)アレイ、凸レンズ、ポリゴンミラー、シリンドリカルレンズ等で構成される画像露光装置3によって、60〜20μm程度のドット径に絞り込まれた単波長の光像が照射され、入力信号に応じた静電潜像が形成される。
LD素子もしくはLEDアレイ(波長:780〜400nm)は感光体の最高感度領域もしくはその近傍の発振波長の素子が選択される。発振波長が短くなるほど、スポット径を絞り込むことができるため、400〜450nm程度の短波長側に発振波長を有するLD素子は、1200dpiあるいは2400dpi等の高解像度を得る場合に有利である。
【0070】
上記静電潜像は現像装置4により可視化される。現像剤には1成分系、2成分系があるが、本発明では、現像には2成分系の現像剤(キャリア及びトナー)を使用する。
2成分現像剤に使用されるキャリアとしては、例えば、鉄、フェライト、ニッケルのような磁性を有する粉体(磁性紛)に帯電性、帯電安定性、耐久性等を向上させるためにポリフッ化炭素、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の樹脂等で被覆されたものが用いられる。キャリアの粒径は30〜60μm程度である。キャリアの粒径は解像度に影響を与え、小さい方が解像度は向上する傾向にあるが、あまり小さいと感光体の静電力に引かれて感光体に付着し易くなる。このため、トナー像の転写不良(転写抜け)を起こしたり、あるいはクリーニング部まで搬送されるとブレードで感光体に押しつけられる結果、感光体面が傷つき表面粗度を大きくして画像品質低下を起こしたり、凹凸の部分にコロナ生成物が入り込み画像流れを起こす原因になったりして感光体の耐久性を短くする一因にもなる。
【0071】
一方、トナーとしては、粉砕法により製造された後に粒子の角張った部分を削いで球形処理されたトナー(平均円形度が0.9〜0.94)あるいは重合法(乳化重合法、懸濁重合法など)で製造された重量平均粒径が4〜8μmの球形トナー(平均円形度が0.95〜1.0)が使用され、2成分系現像剤としてキャリアに対して2〜10重量%混合されて用いられる。
トナーの粒径もキャリア同様に解像度に影響を与えるが、あまり小さいと飛散し易く、長時間にわたって大気中に漂うため健康に害を及ぼす懸念(環境破壊に対する影響:公害)があるので、できるだけ破砕した1〜3μm程度の微粒子は除去した方が望ましい。
【0072】
次に、プラス電圧が印加された転写装置5(コロナ放電式、ローラ、ベルト式など)により、カセットから搬送された被転写体9(コピー用紙やOHPシートなど)に転写され、分離装置6により被転写体9は感光体1から引き離され、定着装置8に送られてハードコピーとなる。感光体1上のトナーなどの残留粉体は、クリーニング装置7によりクリーニングされる。
本発明におけるクリーニング装置7のクリーニングブラシ7−1には、感光体1に付着したコロナ生成物などの汚染物質を極薄層に研磨するような樹脂被覆処理が施されており(強化ループブラシ)、このブラシ(処理を施された繊維)面が常時感光体1を摺接する状態に設置されている。研磨され汚染物質が除去された後の感光体1は、クリーニングブレード7−2により、研磨された粉体及び残留粉体の殆どがクリーニングされる処理が行われる。
【0073】
クリーニングされた後、感光体1表面上には潤滑剤塗布装置200によって潤滑剤が薄く塗布され、上昇した摩擦係数が所定の水準(0.2〜0.4)に下げられると共に、感光体1表面は十分に平滑化される。クリーニングブラシ7−1と潤滑剤201の付与操作により、感光体1の表面抵抗率(σs)及び体積抵抗率(ρv)は好適な範囲に維持、制御(コントロール)される。なお、潤滑剤の付与方法は、上記潤滑剤塗布装置200の方式だけに限るものではなく、クリーニングブラシや帯電ローラを介して付与する方法、あるいは現像剤に潤滑剤を分散し、現像する際に付与する方法等があり、本発明ではいずれの方法を用いても構わない。
潤滑剤付与後の作像中における摩擦係数は、好適には0.2〜0.4である。作像開始時(スタート時)などにおいては一時的に0.2より小さくなったり、あるいは0.4よりも大きくなったりするのは差し支えない。
【0074】
このように潤滑剤を塗布することで上記以外に様々な効果が得られる。例えば、クリーニング性能向上(円形度が1.0に近い球形トナーの場合に特に有効)、クリーニング部材の変形(歪み)抑制、トナーの感光体への固着の緩和、シャープ性劣化防止、感光層の摩耗抑制などが挙げられる。ただし、摩擦係数が低下し過ぎると、静電潜像に対する忠実な現像を阻害し、また感光体に付着したコロナ生成物の研削力が欠如して解像度の低下や画像流れを引き起こす要因となる。
【0075】
前記のような帯電〜クリーニング〜(潤滑剤付与)で一連の複写サイクルが完了し、再び次の複写プロセスが繰り返される。
なお、図1で説明した複写プロセスは、フルカラー方式の画像形成装置にも応用可能である。図示していないが、フルカラー方式の電子写真複写機やカラーレーザービームプリンターでは、1本の感光体にマゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)、ブラック(Bk)の4系統(色)の現像装置を配した1ドラム方式の画像形成装置、あるいは図2の概略図に示すように4本の感光体とマゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)、ブラック(Bk)の4系統(色)の現像装置を配設した4連タンデム方式の複写方式の画像形成装置がある。
また、前記図1に記載の感光体1、帯電装置2、現像装置4、クリーニングブラシ7−1とクリーニングブレード7−2から構成されるクリーニング装置7等を2つ、もしくはそれ以上組み合わせることによって、図3及び図4の概略図に例示するような画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジの構成にすることができる。
以下、本発明の画像形成装置における感光体の構成(感光体、クリーニングブラシ、帯電(表面抵抗率、体積抵抗率、摩擦係数など)を項目毎に詳細に説明する。
【0076】
<感光体>
感光体の基本的な構成は図5の概略模式図に示す通りであり、導電性支持体21(例えば、ドラム状のアルミニウム製)上に下引き層22、感光層23が順に形成されている。
本発明に使用される感光体の感光層23は、更に図6の概略模式図に示すように電荷発生層24と電荷輸送層25との機能分離型の感光層構成となっている。また、図6の電荷輸送層25は、更にまた図7の概略模式図に示すように電荷輸送層A(無機フィラー非分散層)25aと電荷輸送層B(無機フィラー分散層)25bとから構成されている。図6に記載の電荷輸送層25には少なくとも有機材料が使用される。機能分離型にするのは、感光体の電子写真特性の設計がし易く、良好な帯電特性と感度が得られるためである。
電荷輸送層A25a及び電荷輸送層B25bは、低分子電荷輸送物質に結着樹脂、更に必要に応じて酸化防止剤や分散剤等を適当量分散した層、あるいは高分子電荷輸送物質から構成され、感光体1に要求される品質に応じて膜厚や層構成が設定される。
【0077】
電荷輸送層の総膜厚は10μm〜30μmに設定することが好ましく、膜厚が10μmよりも薄ければ画像形成に必要な明暗電位差を十分に確保できなくなり、貧弱な画像しか得られない。また、浸漬塗工法で作製される場合には、感光層が均一に成膜されないため、膜厚ムラによって画像品質が不均一性になり易い。一方、膜厚が30μmよりも厚くなると、層中でのドットパターンの広がりが生じてシャープ性の低下や解像性の低下を起こし、高品位画像の形成が達成し難くなる。通常、膜厚は耐久性、光学特性及び電気特性を考慮して設定される。
【0078】
〈導電性支持体〉
感光体1の導電性支持体21(図5、6、7)として使用できる部材には、電気、機械及び化学的な諸特性を満足するステンレス、銅あるいは真鍮などの金属の他、圧縮紙や樹脂あるいはガラスに金、アルミニウム、白金、クロム等を蒸着もしくはスパッタリングして導電層を形成したり、更にはカーボン、錫等の微粒子を分散した導電層を塗工して形成したもの等がある。薄肉に切削加工がし易く、軽く、再生に有利であり、またブロッキング層を形成しやすく、入手が容易であること等を勘案するとアルミニウム、特には合金番号3003(JIS H 4000)などのアルミニウム合金が好適である。
アルミニウムの表面を加工する技術には、切削加工、ホーニング加工、ブラスト加工などがある。これらの加工技術によりドラム状のアルミニウム素管を必要な長さに切断して目標の外径寸法に切削した後、更に超仕上げ及び鏡面仕上げ等によって、表面粗度を10点平均粗さRzJISで0.1〜10μm程度になるように加工し、洗浄液が完全に除去されるまで十分に洗浄して電子写真感光体の導電性支持体として使用する。支持体の10点平均粗さRzJISは通常10μm以下になるようにすれば、支持体の表面粗度に起因する異常画像は、実用上問題ないレベルに抑えることができる。
【0079】
導電性支持体21の形状はドラム状であることが望ましく、外径はφ30mm〜φ100mm程度が一般的である。外径がφ30〜φ100(mm)の感光体では、アルミニウムの肉厚は0.6mm〜3mm程度のものが使用される。有機感光体の場合には、加熱乾燥時の処理温度が120〜160℃、処理時間が10〜60分程度であるため、この処理温度及び時間で変形しないものであれば、肉厚は薄い方が望ましい。肉厚を薄くすることによりコスト面で有利となるほか、感光層の加熱乾燥時に温度が均等にかかりやすく、また制振部材を内蔵する場合に制振性能
(効果)の低下を抑制し易いというメリットがある。
ただし、あまり肉厚が薄いとフランジの装着時や制振部材内蔵時に変形することがあるため、これらの部材の形状、寸法には十分な管理が必要である。すなわち、外径が変形すると、帯電及びブレードの当接時にそれらの部材と微妙なずれが生じて帯電の不均一やクリーニング性に影響が生じる。導電性支持体の外径の変異に対しては、真円度、真直度、単触れなどの項目で評価されるが、これらの数値はいずれも小さい方が望ましい。
【0080】
〈下引き層〉
導電性支持体21と感光層23との間には、必要に応じて下引き層22が設けられる。下引き層22の形態は、使用される光源の波長域によって変えることができる。例えば、650〜780nmの長波長領域に発振波長を有するLD素子やLEDアレイ等を光源に用いた場合は、アルミニウムからの光の反射に起因したモアレが発生するため、下引き層22は必要不可欠であるが、発振波長が400〜420nm程度のLD素子を使用した場合には、表層近傍での吸収が多くなるため、前記本発明の具体例(図5、6、7)に記載するような下引き層22は必ずしも必要でなく、アルミナのような1μm以下の薄膜やホールの注入を阻止するような半導体膜であってもよい。但し、不透明である方が望ましい。
【0081】
下引き層22を形成する理由は、導電性支持体21側からの電荷注入阻止、帯電特性の安定化、接着性の向上、モアレの防止、上層の塗工性改良、残留電位の低減などを目的とする。したがって、ホール(正孔)の注入を阻止し、エレクトロン(電子)を通過させるような半導体膜を形成して、更にその上に中間層もしくは下引き層22を形成するような方法をとってもよい。一般に下引き層22としては、単位時間内の電位減衰を起こしにくい程度に高電気抵抗の樹脂を主成分とした薄膜が形成される。下引き層22は、その上に溶剤を含む溶液を用いて感光層23が塗布形成されるため、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性(耐溶解性)の高い樹脂を使用することが望ましい。
このような樹脂としては、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、共重合ナイロン、メトキシメチル化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、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、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。また、例えば酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物、あるいは金属硫化物、金属窒化物などの微粉末を分散し含有させてもよい。これらの下引き層は、適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。
【0082】
更に、本発明の下引き層22(図5,6,7)として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用して、例えばゾル−ゲル法等により金属酸化物層を形成する方法も有用である。
この他に本発明の下引き層22としては、 Al23を陽極酸化にて設けたものやポリパラキシリレン(パリレン:ユニオンカーバイト社の商品名)等の有機物、あるいはSnO2、TiO2、CeO2等の無機物を真空薄膜作製法によって設けた1010〜1013Ω・cmオーダーの電気抵抗(体積低効率)を有する薄膜が良好に使用できる。下引き層の膜厚は、0.1〜20μmが適当であり、好ましくは0.5〜10μmである。
【0083】
〈電荷発生層〉
次に、電荷発生層24(図6、7)について説明する。電荷発生層24に使用される電荷発生物質には、無機系材料と有機系材料がある。
無機系材料としては、結晶セレン、アモルファス・セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物、アモルファス・シリコンなどが挙げられる。アモルファス・シリコンの場合には、ダングリングボンドを水素原子、ハロゲン原子でタ−ミネ−トしたもの、あるいはホウ素原子、リン原子などをド−プしたものが良好に用いられる。
一方、有機系材料としては、公知の材料を用いることができる。例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、トリフェニールアミン骨格を有するアゾ顔料、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、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系または多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及び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−ル系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。
【0084】
電荷発生層24に必要に応じて用いられるバインダ−樹脂としては、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−ボネ−ト、ポリアリレート、シリコ−ン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラ−ル、ポリビニルホルマ−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−ル、ポリアクリルアミドなどが挙げられる。これらのバインダ−樹脂は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。また、必要に応じて低分子電荷輸送物質(電子輸送物質あるいは正孔輸送物質)を添加してもよい。
【0085】
電子輸送物質としては、例えばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4−オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイドなどの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。
【0086】
正孔輸送物質としては、以下の電子供与性物質が挙げられ、良好に用いられる。
例えば、オキサゾ−ル誘導体、オキサジアゾ−ル誘導体、イミダゾ−ル誘導体、トリフェニールアミン誘導体、9−(p−ジエチルアミノスチリルアントラセン)、1,1−ビス−(4−ジベンジルアミノフェニル)プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾ−ル誘導体、トリアゾ−ル誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾ−ル誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられる。これらの正孔輸送物質は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。
【0087】
電荷発生層24は、電荷発生物質、溶媒及び結着樹脂を主成分とするが、その中には、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。
電荷発生層24を形成する方法としては、真空薄膜作製法及び溶液分散系からのキャスティング法などが挙げられる。真空薄膜作製法としては、真空蒸着法、グロ−放電分解法、イオンプレ−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法などが用いられ、前述した無機系材料、有機系材料により良好に形成できる。また、キャスティング法によって電荷発生層を設けるには、上述した無機系もしくは有機系電荷発生物質を必要ならばバインダ−樹脂と共にテトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノンなどの溶媒を用いてボ−ルミル、アトライタ−、サンドミルなどにより分散し、分散液を適度に希釈して塗布することにより形成できる。塗布は、浸漬塗工法やスプレ−塗工法、ビ−ドコ−ト法などを用いて行うことができる。
【0088】
以上のようにして設けられる電荷発生層24の膜厚は、0.01〜5μm程度が適当であり、好ましくは0.05〜2μmである。通常は0.1〜0.3μmの厚さに塗布される。膜厚が薄すぎると感度不良が生じるが、厚すぎると空間電荷による光減衰劣化、残留電位上昇が生じて画像濃度低下、解像度低下などの画像品質低下につながる。
【0089】
〈電荷輸送層〉
次に電荷輸送層25(図6、7)について説明する。電荷輸送層25は画像形成に必要な表面電位を確保するために形成される。電荷輸送層25は、有機感光層単独でも勿論使用可能であるが、感光体の耐久化、画像品質を維持するために有機感光体の表面に耐摩耗性の処理を施すことが好ましい。本発明では、高硬度の無機フィラーを電荷輸送層25の最表面から深さ方向、すなわち厚さ方向に含有させる(添加する)方法を採用する。電荷輸送層B25b中のフィラーは、電荷輸送層中に均一に分散されているか、もしくは表層に向かって濃度勾配を高めた層構成の何れかが望ましいが耐久性を維持する面から判断すると、均一分散の方が望ましい。前記図7に示すように、電荷輸送層A25aを形成した上に、無機フィラーを添加した電荷輸送層B25bを2〜10μm程度(通常は3〜10μm程度)の厚さに積層することによって電荷輸送層が形成される。
【0090】
前記のように電荷輸送層25は、電荷発生層24上に電荷輸送層A、電荷輸送層Bの順に形成されるが、この理由は電荷輸送層B25bが電荷発生層24に直接接触した場合には、電荷輸送層B25bと電荷発生層24間で電荷の異常な移動が生じて斑点模様が画像に現れるためである。したがって、電荷発生層24に接する領域ではフィラーが分散されない電荷輸送層A25aであることが望ましく、膜厚としては少なくとも2μm以上形成することが好ましい。塗工手段としては、浸漬塗工法、スプレー塗工法などを用いることができる。
【0091】
電荷輸送層A25aと電荷輸送層B25bとの間には、界面(障壁)が存在しないような構成とする必要がある。界面(障壁)が存在すると、ホールの移動が制限されることにより光減衰特性の劣化や残留電位の上昇を招き、コントラスト電位の低下や残像など電子写真特性を悪化させる。界面(障壁)を形成しないようにすることによって、電荷発生層24と電荷輸送層25の界面近傍で生成された正孔・電子対は直ちに分離し、正孔は界面(障壁)によって移動を阻害されないで表層に到達し、表面電荷(−)を打ち消すことによって正常な静電潜像を形成することができる。
【0092】
ただし、フィラーが分散されているために、フィラーの分散量、粒径等に起因した若干のロス、例えば、減光、光拡散、電荷分布のバラツキなどが生じるが好適な範囲で添加した場合は無視できる範囲であり、実用上問題ない。
電荷輸送層A25aと電荷輸送層B25bとの間に界面が形成されないようにするためには、電荷輸送層A25aを塗工して指触乾燥時間(数分)の後、酸化や何らかの析出が起こらない内(1乃至2日以内が望ましい)に、電荷輸送層B25bを塗工すればよい。塗工後は、感光体全体を130〜160℃の温度で10〜60分程度の時間、加熱乾燥すれば感光体が作製できる。
【0093】
電荷輸送層25(電荷輸送層A+電荷輸送層B)の総膜厚は、10〜30μmに設定されるが、感光層全体のバラツキ(最大膜厚と最小膜厚の差)は薄いほど、塗布ムラの影響がでやすいので、細かく設定するのが望ましく、10μmの場合には±1μmの範囲内、30μmの場合には±2μmの範囲内で設定されるのが好ましい。
電荷輸送層25の膜厚が薄くなるほど静電容量が大きくなり、電界強度は大きくなるが十分な帯電々位は確保でき難くなる。トナーの持っている電荷が小さければ薄い膜厚の感光体でも現像能力は高くすることができるが、現在、市場で一般に使用されている小粒径のトナーでは電圧現像を採用せざるを得ないため、一定以上の表面電位が必要である。
【0094】
なお、電荷輸送層の膜厚を薄くすれば、正孔が移動する際の歪みが小さくなるため、高品位画像の再現が可能となる。一方、厚くするほど静電容量が小さくなるため、高い帯電々位が確保され、コントラストの高い画像を得るのに有利になるが電荷が移動する際、光の入力の際に歪められて解像度が低下する。電荷輸送層の膜厚を10μm程度にすると、帯電々位はせいぜい−450V前後しか帯電しない。しかし、残留電位を−50V〜−100V程度に押さえて現像バイアス電位を−350Vに設定すれば、コントラスト電位は250V〜300V程度確保できるため、実用上問題のない作像を行うことが可能となる。
【0095】
電荷輸送層B25bの膜厚は、感光体に要求される耐久性や画像品質特性によって、設定を変えることが望ましい。耐久性の面から、電荷輸送層Bは一定の厚さがあった方が望ましいが、厚くするにしたがって光学特性や電気特性が悪化するため、これによって解像度の低下や残留電位の上昇が生じて画像品質が低下する。したがって、膜厚は要求される画像品質を維持できる範囲内に抑える必要がある。
また、全電荷輸送層における電荷輸送層Bの膜厚の比率は6.7〜80%とするのが好ましい(ただし、電荷輸送層全層の膜厚は10〜30μmを好適とする)。
フィラーの添加量が2〜35重量%の範囲内における最大膜厚は8〜10μm程度であり、最小膜厚は要求される耐久性によって設定されるが、通常は3〜6μm程度に設定すれば耐久性の面においても良好な画像品質を維持することができる。
【0096】
電荷輸送層Bの添加フィラー量は、帯電法や要求される耐久性(摩耗、化学的、物理的な劣化によって左右される)、あるいは画像品質(帯電々位、感度、残留電位などの経時特性により影響を受ける)によって決定される。望ましい添加量は、電荷輸送層Bの全重量の2〜35重量%であり、好ましくは3〜30重量%である。ただし、含有させるフィラーは帯電手段によって変えることが望ましく、化学的ハザードが比較的少ないコロナ帯電法ではフィラーを少な目に、化学的ハザードが大きい接触もしくは非接触帯電法ではフィラーは多めに含有させることが望ましい。
【0097】
例えば、コロナ帯電法を使用する場合には、フィラーの添加量は2〜20重量%が望ましい。2重量%よりも少ない場合には、感光層の摩耗が激しく、またキャリアなどの刺さりなどによる異常画像が起こりやすくなる。一方、20重量%よりも多い場合には、物理的に摩耗しにくくなるため、フィルミングなどの異常が起こりやすくなる。通常は3〜10重量%程度で十分な実用性が得られる。
接触帯電法や非接触帯電法の場合には、15〜35重量%、好ましくは15〜30重量%であることが望ましい。この場合、主として帯電手段による電荷輸送層に与える化学的な劣化がコロナ帯電法に比べて大きくなるため、フィラーの添加量を多くした方がよい。しかし、あまり多くするとクリーニングブラシの研磨能力を超えるため、せいぜい35重量%、好ましくは30重量%以下に設定するのがよい。添加量が多いとクリーニングブラシの研磨能力が不十分になり、フィルミング現象が発生して画像流れ現象、画像濃度ムラなどの異常が発生しやすくなる。
【0098】
上記で説明したフィラーの添加量は、通常のクリーニングブラシを使用するときには該当せず、あくまでも本発明に記載する研磨能力を高めたループブラシ(強化ループブラシ)を使用したときに大きな効果を発揮する。
フィラーの添加量を多くした場合には、クリーニングブラシによる研磨能力を高めたり、あるいはその他の手段による研磨促進の手段も考え得るが研磨されたフィラーによる異常画像、偏摩耗、クリーニングブレードの損傷などが生じ易くなり、感光体のみならず、クリーニングブレードなどの耐久性低下も生じるため、好ましい手段とは云えない。
【0099】
フィラー材料には、有機性フィラー材料と無機性フィラー材料とがある。
有機性フィラ−材料としては、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末、シリコ−ン樹脂粉末、アモルファスカ−ボン粉末等が挙げられ、無機性フィラ−材料としては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、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−プした酸化錫、錫をド−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が挙げられる。これらのフィラーの中で、硬度の点から無機材料を用いることが耐摩耗性の向上に対し有利である。
【0100】
特に、酸化チタンもしくはアルミナが本発明では望ましく使用できるが、より好ましくはアルミナ(特にはα型)である。アルミナはダイヤモンドに次いで高硬度であり、比較的良好な透光性を示し、樹脂に対する分散性も良好であり、酸化皮膜は強固で、比抵抗は1013〜1015Ω・cm前後である。更に、撥水性があるため、環境安定性が優れる。したがって、感光体のフィラーとして使用した場合には、長期にわたって使用したとしても安定した感光体特性を示す。
フィラ−材料は、電荷輸送物質や結着樹脂、溶媒等とともに適当な分散機を用いて分散することができる。
【0101】
フィラーの添加によって感光層の表面粗度が大きくなると、文字エッジがギザギザになり、トナーや紙粉などの残留物のクリーニング性が悪くなってクリーニング不良を起こす不具合を生じる場合がある。ブレードが接触しない領域でコロナ生成物などの汚染物質の残留が起こって画像流れを起こし、トナーフィルミング、更にはクリーニングブレードのエッジが欠けることによって感光層が傷つきやすくなる。
このため、目標の耐摩耗性が達成でき、かつ良好な画像品質が得られるような分散性良好な粒径のフィラーを選定する必要がある。感光層に分散されるフィラ−の一次粒径は電荷輸送層の光透過率や耐摩耗性、表面粗度等から決定される。
【0102】
分散するフィラーの平均粒径は0.2〜1.0μmの範囲であれば、短期間の作像には何ら問題は無いが、長期的にはもう少し範囲が狭い方が高品位画像を得るのには優位であり、平均粒径は0.3〜0.7μmが望ましく、好ましくは0.3〜0.5μmである。分散するフィラーの大きさを規定するのは、表面粗度と耐久性のバランスを取るためである。但し、耐久性向上のためには、潤滑剤などによる感光体表面の摩擦係数(もしくは自由表面エネルギー)の低減化が必要である。感光体表面の表面粗度は10点平均粗さRzJISで0.3〜1.0μm、最大高さRzで0.4〜1.5μmに抑えることが望ましい。
【0103】
電荷輸送層B25bに添加されるフィラーは球形で高硬度であり、光学的に透光性を有し、体積抵抗率は1010〜1015Ω・cm程度、好ましくは1012〜1014Ω・cmであり撥水性を有し、その機能が持続されることが望ましい。体積抵抗率が低いと電荷保持が困難となり、解像が度低下し、また、体積抵抗率が高すぎると残留電位の上昇につながり、画像部電位が上昇し、コントラスト電位の低下を招いて十分な画像濃度が得られなくなり、ムラの多い画像となる。
【0104】
本発明におけるフィラー(酸化チタン、アルミナなどの金属酸化物)は、絶縁体であり、バインダー樹脂に分散した場合、粒子とバインダー樹脂との界面にトラップが形成されやすい。このため、感光体を繰り返し使用した際に残留電位が蓄積して画像部電位の上昇を招き、画像濃度の低下や解像度の低下をきたす心配があるので、この場合には分散性を良好にして感光層の均一化を図り、トラップの形成を阻害したりトラップ密度を軽減するような添加物を添加することもできる。
【0105】
また、画像形成における感光体表面への電荷付与は、感光体に接触もしくは近接配置された帯電装置によって行われるが、前述のようにこの帯電の際に発生したオゾンや窒素酸化物などのコロナ生成物が感光体表層に付着したり、感光層中に進入して電気抵抗を低下させ、解像度低下などの画像品質低下を起こす。これを回避あるいは解消するために、電荷輸送層25に酸化防止剤や可塑剤を少量添加することもできる。ただし、これらの添加物は常に必要なものではなく、電荷輸送層25が薄い場合やフィラーの添加量が少ない場合、あるいは画像システムによっては未添加とすることもできる。
フィラーを添加した電荷輸送層B25bでは、フィラーをバインダー樹脂中に適当量分散した塗工液をスプレー法やディッピング法などの塗工法を用いて目標の膜厚に塗工し形成する。
【0106】
電荷輸送層25(6、7)を構成する低分子電荷輸送物質としては、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダール誘導体、トリフェニールアミン誘導体、α−フェニールスチルベン誘導体、トニフェニールメタン誘導体、アントラセン誘導体などを使用することができる。
一方、電荷輸送層25高分子電荷輸送物質としては、以下に示す公知の高分子電荷輸送材料を用いることができる。
(1)主鎖および/または側鎖にカルバゾ−ル環を有する重合体として、例えばポリ−N−ビニルカルバゾ−ルや他の公知の化合物(例えば、特開昭50−82056号公報、特開昭54−9632号公報、特開昭54−11737号公報、特開平4−183719号公報に記載の化合物等)がある。
(2)主鎖および/または側鎖にヒドラゾン構造を有する重合体として、公知の化合物(例えば、特開昭57−78402号公報、特開平3−50555号公報に記載の化合物等)がある。
(3)ポリシリレン重合体として、公知の化合物(例えば、特開昭63−285552号公報、特開平5−19497号公報、特開平5−70595号公報に記載の化合物等)がある。
(4)主鎖および/または側鎖に第3級アミン構造を有する重合体として、N,N−ビス(4−メチルフェニル)−4−アミノポリスチレンや公知の化合物(例えば、特開平1−13061号公報、特開平1−19049号公報、特開平1−1728号公報、特開平1−105260号公報、特開平2−167335号公報、特開平5−66598号公報、特開平5−40350号公報に記載の化合物等)がある。
(5)その他の重合体として、例えば、ニトロピレンのホルムアルデヒド縮重合体や公知の化合物(例えば、特開昭51−73888号公報、特開昭56−150749号公報に記載の化合物等)がある。
【0107】
本発明に使用される電子供与性基を有する重合体は、上記重合体だけでなく、公知単量体の共重合体、ブロック重合体、グラフト重合体、スタ−ポリマ−、あるいは公知の電子供与性基を有する架橋重合体(例えば、特開平3−109406号公報)等を用いることも可能である。
また本発明における高分子電荷輸送物質として、主鎖および/または側鎖にトリアリールアミン構造を有するポリカーボネートが有効に使用される。
【0108】
一方、バインダー成分として用いることのできる高分子化合物としては、例えば、ポリスチレン、スチレン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/無水マレイン酸共重合体、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂(ビスフェノールAタイプ、ビスフェノールCタイプ、ビスフェノールZタイプあるいはこれらの共重合体)、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂などの熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの高分子化合物は単独または2種以上の混合物として、また電荷輸送物質と共重合化して用いることができる。
【0109】
電荷輸送層塗工液を調製する際に使用できる分散溶媒としては、例えばメチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ジオキサン、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブなどのエーテル類、トルエン、キシレンなどの芳香族類、クロロベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類等を挙げることができるが、環境などへの影響を考慮してハロゲン系の溶媒の使用は避けた方が望ましい。
【0110】
本発明に記載の電荷輸送層25(図6、7)には、感光層表面のガサツキをなくして滑らかにする手段として、例えばレベリング剤を添加することは有効な手段である。レベリング剤としては、公知の材料を用いることができるが微量で高い平滑性を付与することができ、静電特性に対する影響が小さい、シリコーンオイル系のレベリング剤が特に好ましい。
シリコーンオイルの例としては、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、メチルハイドロジェンポリシロキサン、環状ジメチルポリシロキサン、アルキル変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸変性シリコーンオイル、高級脂肪酸含有シリコーンオイル等が挙げられる。
【0111】
また、塗工時の条件等によっても凹凸を低減することは可能である。例えば浸漬塗工において、感光体を引き上げた後、塗膜表面がまだウェットな状態にある時に、フードで覆ったりすることで風の流れなどで表面を乱されないようにしたりすることで凹凸が低減される。また、塗膜表面付近の溶媒が急激に揮発すると表面だけが硬化して塗膜の内部が流動性を持った状態になり、この内部の塗膜がたれて凹凸が形成されることもあるのでウェットな状態の時に感光体の周りに溶媒の蒸気層を形成し、溶媒を穏やかに揮発させることでレベリングが進行し、凹凸が低減され滑らかになる。
【0112】
また、スプレー塗工においては、エアースプレーによって塗膜を形成する場合、エアーの圧力や、エアー流量を適量にコントロールすることで、塗膜が流動的な状態での表面の乱れを抑えて凹凸を抑制することが必要である。ここで、エアー圧、エアー流量が大きすぎるとエアーの流れで塗膜の表面が乱れ、逆に小さすぎると塗工液の液滴が均一にならなかったり、あるいは微粒化が不十分になったりして塗膜の均一性が低下する原因となる。また、電荷輸送層B25bを形成後、回転させつつ溶媒を揮発させるが、このときの回転速度が大きすぎると、まだ溶媒を含み流動性を持っている塗膜に遠心力がかかって凹凸が強調される。また、逆に回転速度が小さすぎると回転によるレベリングよりも重力によるたれの影響が勝り、凹凸が発生する原因となってしまう。そのため、塗膜がウェットな状態での感光体の回転速度を適正な値に設定することが必要である。
【0113】
また、スプレー塗工においては、塗工液を供給するポンプの送液が一定であることが重要となる。すなわち、液の供給が一定でなく脈動を持っていたりすると、それが直接、液の吐出量に影響を与えるため、付着量にムラが生じることになる。そのため、スプレーに液を供給するポンプとしては、脈動を抑えた多連式プランジャーポンプやシリンジ型の超精密吐出装置などを用いることが好ましい。これらの方法における装置は単独で用いてもよいが、複数組み合わせることで、より効果的にレベリングがなされ凹凸が低減された電荷輸送層が形成される。更に、レベリングが不十分であった場合、電荷輸送層の凸部を摩耗してならすことも凹凸を小さくする方法として使用可能である。たとえば、膜厚計で凸部を検出し、その部分を研磨加工して凸部をなくする方法が考えられる。
【0114】
本発明においては、耐環境性の改善のため及び感度低下、残留電位の上昇を防止する目的から、各構成層(例えば、電荷発生層、電荷輸送層、下引き層、保護層、中間層等)の各層に酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物質を添加することができる。これらの化合物の代表的な材料例を以下に記す。
【0115】
各層に添加できる酸化防止剤として、例えば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(a)フェノ−ル系化合物
2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾ−ル、ブチル化ヒドロキシアニソ−ル、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノ−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−ル)、4,4'−チオビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノ−ル)、4,4'−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノ−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−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)ブチリックアッシド]クリコ−ルエステル、トコフェロ−ル類など。
(b)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−ト、ジステアリル−3,3'−チオジプロピオネ−ト、ジテトラデシル−3,3'−チオジプロピオネ−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。
【0116】
次に、各層に添加できる可塑剤として、例えば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(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。
【0117】
本発明では滑剤を各層に添加することができる。例えば、下記に示すものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(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)金属石鹸
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。
【0118】
各層に添加できる紫外線吸収剤として、例えば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(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。
【0119】
<クリーニング部材(クリーニングブラシ及びクリーニングブレード)>
前記図1の概略構成図及び図8の概略模式図に示すように、本発明におけるクリーニング装置7は、クリーニングブラシ7−1、クリーニングブレード7−2から構成される。クリーニングブラシ7−1に使用されるブラシ形状には、主には直毛状(カットパイルブラシ)とループ状(ループブラシ)の2種類があるが、本発明ではクリーニングブラシとしてループ状繊維からなるブラシ(ループブラシ)を使用することを特徴とする。
ループブラシを使用する目的は、通常の直毛のカットパイルブラシに比べて、図9の模式図に示すようなループ状繊維の方が感光体に対して均等に面接触(当接)するように設置され、すなわち繊維面で均等に摺接させることができ、感光体に摺擦傷を与え難くクリーニング性及び耐久性とも良好のためである。
【0120】
一般に、硬度の低い感光体表面は、クリーニングブレードやクリーニングブラシあるいは現像剤に摺擦されて、その表面に大なり小なりの摺擦傷が生じるが、直毛状のカットパイルブラシを使用した場合には、100〜250rpm程度の回転数で回転する繊維先端部のカット面が感光体に当たるため、ループブラシに比べてスクラッチ(細かい傷)が入り、経時において異常画像(白ポチ、黒ポチ)になり易く感光体寿命を低下させる。一方、ループブラシの場合には繊維の腹、もしくは背の部分で感光体表面を摺擦するので深いスクラッチを発生させることが少なく、摺擦傷は浅く均一となりやすいため、ベタ画像やハーフトーン画像が不均一な濃度になり難く、異常画像の発生率が少ない。
【0121】
感光体へのループブラシの食い込み量は1〜2mmを好適とする。不均一に設置すると、感光層のみならずブラシに偏摩耗を起こさせる。回転方向はカウンター方向、リーディング方向のいずれでもよいが、好ましくはリーディング方向(前記図8の矢印の方向、感光体の回転とは逆方向)である。これは、カウンター方向にすると感光層が削れ易くなり、感光層の偏摩耗を起こし易くするためである。ただし、削れが少ない場合には、カウンター方向も有効な手段であり、電荷輸送層(電荷輸送層B25b)のフィラー分散量が多い場合には、トナーの排出力、ブラシの回転速度、ブラシの食い込み量等を適正化すればカウンター方向の回転も有効性を増す。
【0122】
また、本発明ではブラシに付着したトナーを排除するために一般に付設されるフリッカーバーは付設しないことを特徴とする。これは、フリッカーバーが付設されているとループブラシの場合、繊維が破損され易いこと、トナーの除去ムラを起こし易いこと、トナーを繊維の奥に押し込めやすくなりトナーの捌けが悪くなってフィルミングが発生し易くなること、感光体に偏摩耗を起こす原因となること等のためである。
【0123】
クリーニング用に供されるループブラシの材質にはナイロン繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維、カーボン繊維等(繊維メーカーはユニチカ、東レ、カネボウ、クラレ、三菱レーヨンなど)がある。
クリーニングブラシ(ループブラシ)に使用される繊維の繊維径は10〜20(デニール)、密度は24〜48フィラメント/450ループ、ループの長さ(繊維長さ)は2〜5mmである。なお、デニールは、下記式(1)により算出される値である(参照:)。
デニール=糸の重さ(g)×9000÷糸の長さ(m) …(1)
本発明に好適に使用できるループブラシには、アクリル系繊維として、SA−7(東レ社)、ナイロン系ベルトロン([ナイロン系繊維、カネボウ社、タイプ931,961など]、ポリエステル系ベルトロン[ポリエステル系繊維、カネボウ社、タイプB31など])がある。
【0124】
前記図9に示すような形状のループ状繊維を有するクリーニングブラシ(ループブラシ)の製法としては、短冊状(ひも状)にカットしたループブラシを芯金上に直接もしくは低電気抵抗の被覆層を設けて、その上から層螺旋状に隙間なく巻き付け、ずれが無いように固定する方法が一般的である。固定する手段は接着剤を用いてもよいし、両面粘着テープの様な接着部材を用いて固定してもよい。このような製法を採用することにより、ずれがなく、ムラのない安定したクリーニング性を維持することができる。
前記製法は簡便で、しかも短時間の作業で作製することが可能である。両面粘着テープを使用すれば芯金の再使用が可能であるが、殆どの場合、クリーニングブラシは長期使用されるため、接着剤による固定が望ましい。
【0125】
通常、クリーニングブラシは、感光体との摺擦により摩擦帯電が起こり、トナーが付着しやすくなって次第にクリーニング性が低下する現象が見られる。したがって、ブラシの電気抵抗は制御されていることが望ましい。導電処理は、通常繊維の製造段階で行われ、導電性物質を繊維内に充填する方法、例えば繊維用樹脂の溶融状態時に導電性カーボン、錫、金、チタン等の金属微粒子を混入して繊維化される。あるいは繊維とされた後に導電性繊維と前記繊維を混織してもよい。ただし、抵抗があまり低いと感光体からの放電が発生し、異常画像の原因になるため、抵抗は105〜1010Ω・cm程度の中〜高抵抗であることが望ましい。
前記SA−7やベルトロンはいずれも導電性が付与されており、帯電しても自己放電能力を備えているのでトナーが静電的に吸着されても複写終了後はブラシから離脱させることができる。ベルトロンの場合は内部にカーボンなどの導電性微粒子を内蔵しており、SA−7ではカーボンが分散されている。除電能力はベルトロンの方がSA−7より高い傾向が見られる。ただし、単体での放電特性は、電荷が放電するのに数秒から数十秒必要とすることが確認されている。
クリーニングブラシの使用に際してはブラシと芯材(金属、若しくは導電処理された樹脂など)を電気的に結合させ、その芯材を筐体にアース(接地)するかもしくは電圧を印加する。通常は、アースすればよい。
【0126】
感光層(電荷輸送層B)に添加するフィラー量が多くなると共に、表面粗度も大きくなる傾向があるため、クリーニング装置による感光層の研磨能力は低下する。したがって、更にフィルミングが発生し易くなって画像品質が悪化する。このため、フィルミング膜が感光層上に形成されるのを確実に阻止するには、感光層上に連続した膜が形成されるに至る前に研磨することが望ましい。
フィルミングのように摩耗し難い物質の場合、直毛ブラシ(カットパイルブラシ)では完全に取り除くことが不可能であり、単なるループ形状のブラシでも除去能力は十分ではない。そのため、本発明のようにループ状繊維からなるブラシ(ループブラシ)を樹脂で被覆して強化ループブラシとし、研磨能力を向上させることによって、必要以上に深く摩耗させることなく感光体表面に形成されるフィルミングの形成(芽)を1サイクル毎に確実に研磨する(つみ取る)ことが必要である。
【0127】
感光層を研磨する手段は、研磨剤などを使用するような方法では摩耗が多くて実用に供しない。研磨手段はクリーニングブレードよりもクリーニングブラシの方が確実に行える。クリーニングブラシに研磨手段を付加するためには、本発明のように繊維の外壁に研磨強度をアップするための処理を施すことが必要である。
簡単な方法で確実にしかも極薄く均一にフィルミング層を研磨するためには、研磨効果が高くなる樹脂で、かつ必要以上に研磨が促進されないような材料で、ループ繊維を被覆することが好ましい。被覆材としては摩耗しにくく、しかも感光体に転移せず感光体に化学的な影響を与えない材料を使用することが必要である。
例えば、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系等の樹脂で被覆する方法、CVD法や真空蒸着法、スパッタリング法などで、タングステン、錫、アルミなどの金属、非晶質炭素膜、シリコンなどを被覆する方法などがある。本発明では、主剤に粘度5〜500(mPa・S)の水系ウレタン接着剤(例えば、トーヨーポリマー社製メルシ585)を主剤とし、エポキシ系化合物(例えば、同社製AD−C−65)を硬化剤とする2液型が好適に使用できる。被覆方法は、ループブラシを横に寝かせ、樹脂液中に繊維を2〜3mm浸漬して、液を繊維の内部まで行き届くように行い、熱乾燥させればよい。上記樹脂の場合には、溶剤にイオン交換水、蒸留水などの液体を使用するため公害などの心配はない。
【0128】
クリーニングブラシで感光層を研磨する平均摩耗量は、φ30mmの感光体の場合(A4サイズペーパーに換算した数値)、1万枚当たり0.05〜0.5μmであることが望ましい。
例えば、平均粒径0.3μmのαアルミナフィラーを5重量%添加した電荷輸送層B(5μm)を形成したφ100mmの感光体と、コロナ帯電装置と、強化ループブラシとを組み合わせて、画像形成(イマジオNeo600、リコー製を使用)を行うと、摩擦係数(作像中における摩擦係数)が0.33〜0.38の間に維持された場合、摩耗量は0.06〜0.075μm/万枚であり、20万枚経過後でも30℃/90%RHの環境下での画像流れは皆無である。なお、作像開始(スタート時)における摩擦係数(初期値)は0.41であった。
因みに、この場合の20万枚作像終了時点での表面抵抗率は、1.2×1016Ω、体積抵抗率は6.6×1014Ω・cmと極めて良好な抵抗率を示した。
【0129】
更に、感光層の摩耗量の調整は、潤滑剤の助けによって達成される。すなわち、潤滑剤を付与し、感光体表面の摩擦係数を全面に亘って0.2〜0.4に制御することによって感光層の摩耗量を調整することができる。
摩耗量が0.05μmより少ないと場合によっては研磨ムラが生じ易くなり、局部的に筋状画像流れが発生する場合がある。一方、摩耗量が0.5μmよりも大きくなった場合には、画像品質上の問題は小さいが、摩耗が大きいために耐久性を維持し得ず大量複写を行っている場合には感光体の早期交換を余儀なくされる。ただし、フィルミングが生じて、摩擦係数が上昇した場合や摩擦係数が異常に低下した場合には摩耗が抑制される。なお、画像品質が維持しうる範囲であれば摩耗は少ない方が望ましい。
【0130】
<感光体の摩擦係数とその低減化>
感光層表面の摩擦係数を低いレベルで維持することは、感光層の耐摩耗性の向上、顕像化したトナー像の転写性向上、クリーニングブレードによるクリーニング性向上、クリーニング部材エッジの破損防止などに有効である。すなわち、クリーニングブレードの感光体に対する摺擦圧を低減させ、トナーの感光体に対する付着力を低減する効果がある。(弛める作用を与える)。したがって、感光体表層は傷つきにくくなり、クリーニングブレードでトナーやキャリア等を十分に除去(堰き止めた)した後では、クリーニングブレードだけによる摺擦傷になり、更に潤滑剤の塗布をすることによって、摺擦傷を軽減させることができる。
【0131】
摩擦係数の低減化手段としては、潤滑剤をクリーニングブラシで掻き取って感光体に付与する方法(前記図1参照)、あるいは現像剤に潤滑剤を添加する方法、または潤滑性の液体を感光体に塗布する方法等のいわゆる感光体表層に潤滑剤を付与する外添法、または感光体表層に潤滑剤を含有させる内添法などがある。内添法は、潤滑剤を感光体表層に数%〜数十%添加することによって表面の摩擦係数を下げる方法である。添加量が少ない場合(例えば、ポリテトラフルオロエチレンを5%程度添加)では、コロナ生成物が感光体表層に作用して潤滑剤の作用を阻害することがあるため、所定(0.2〜0.4)の摩擦係数に維持することは困難であるが、多量(例えば50%以上添加)に添加した場合では、摩擦係数が0.2〜0.3程度まで下げることができ、所定の摩擦係数を安定して維持することが良好に行える。この方法は、付帯設備が不要である点において有効な手段である。
【0132】
外添法の場合には常時外部より潤滑剤を供給することが可能であるため、感光体を高耐久維持するためには有効な手段である。外添法は、潤滑性を示すポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ステアリン酸亜鉛などの物質を、感光体表面に直接もしくは間接的な手段によって塗布することができる。
直接的な方法としては、粉末状の潤滑剤を織り目の粗い(ガーゼ地のような)袋に内蔵させて付与するか、あるいはシート状の潤滑材を感光体表面に摺擦させながら付与する方法などがある。また、間接的な方法としては、トナー中に潤滑剤を0.01〜0.5重量%分散させて付与する方法、あるいはクリーニングブラシに潤滑剤を当接させ、ブラシで掻き取った潤滑剤の粉末を感光体に付与する方法等がある。
【0133】
潤滑剤としてポリテトラフルオロエチレンを感光体に付与した場合、摩擦係数を0.6程度から0.2程度以下に容易に下げることが可能である。ただし、一般的には、摩擦係数が0.3以下に下がり過ぎると、感光体に付着したコロナ生成物が削り取られないために画像流れを起こしたり、コロナ生成物の膜にトナーが付着してトナーフィルミングを起こし易くなり、画像流れに到る場合がある。しかし、本発明の場合には、クリーニングブラシでコロナ生成物を除去するため、0.3以下に低下しても画像流れに到ることはない。ただし、摩擦係数が下がり過ぎるとコロナ生成物のブラシによる除去能力が極端に低下する他、現像にも影響が生じたり、トナーの滑りにより文字が細くなる現象があるため、摩擦係数は0.2以上であることが望ましく、一方高い方では0.4以上に上昇しないようにすることが望ましい。すなわち、範囲としては0.2〜0.4が好適である。
【0134】
なお、文中に記載の摩擦係数はオイラーベルト方式(オイラーの公式を元に算出された式)を使用して計算したものである。この方法は、下記のように実施されるが、測定が簡便で感光体径に関係なく測定でき、繰り返し安定性が優れている。なお、本発明での測定環境は20〜24℃/61〜65%RHである。
測定方法:測定用の感光体を台座に固定して、幅30mm、長さ290mmにカットした厚み85μmの上質紙(リコー社製、タイプ6200ペーパー、縦目)をベルトとして用意し、前記上質紙を感光体の上に乗せ、ベルト端部の一方に100grの重りを取り付け、もう一方の片端に重量測定用のデジタル・フォース・ゲージを取り付け、デジタル・フォース・ゲージをゆっくり引き、ベルトの移動開始時の重量を読みとり、下記式(2)より(静止)摩擦係数(μs)を計算する。
μs=2/π×ln(F/W) …(2)
ただし上記式中、μs:静止摩擦係数、F:読みとり荷重、W:分銅の重さ、π:円周率を表す。
【0135】
次に、本発明のクリーニング装置に装備されるクリーニングブラシ7−1(強化ループブラシ)と併用して用いるクリーニングブレード7−2(前記図1、図8)としては、板厚が1.5〜3mm、JIS硬度が75度〜90度、反発弾性率が30〜60%程度のポリウレタンゴムを短冊状(またはシート状)に裁断し、アルミニウムや鉄製の支持基体に接着剤を使用して固定したもの、感光体に当接する部位が面状に当接せず、ほぼ線接触するナイフエッジ状としたものなどの部材が使用可能である。
【0136】
クリーニングブレード7−2は、クリーニングブラシ7−1で除去できなかった残留粉末(トナー、紙粉、コロナ生成物、フィラー、ほこり等)を完全にしかも綺麗に排除するための手段であるため、感光層上の表面状態に左右されずにクリーニングされる必要がある。
クリーニングブレード7−2は、感光体に対してカウンター方向に設置され、食い込み量が0.5〜2mm程度になるように当接圧(押圧)をかけ、前記図8の概略模式図に示すように短冊状のブレードを使用し、これを感光体1の接線に対して鋭角になるように固定される。この場合の当接角度は15〜40度で、支持体の先端からクリーニングブレード7−2先端迄の自由長は3〜8mmになるように設定する。感光体1とクリーニングブレード7−2間の摩擦抵抗が大きいと、感光体1に当接するエッジ部が感光体1の回転方向に引きずられて局部的に捻れを起こし、またエッジは線接触状態から面接触状態になり易い。このため、感光体1とクリーニングブレード7−2間に僅かな隙間が生じて、トナーがクリーニングブレード7−2と感光体1間に挟み付けられトナー抜けが起こる。これを防止するためには、好適な手段で感光層表面の摩擦係数を低減化することが必要である
【0137】
クリーニングブレード7−2(ブレード)の先端部の形状は、前記した短冊状で90度にカットしたシートの場合でも、感光体の摩擦係数を0.3前後に低減化することによって良好なクリーニング性を維持できる。一方、摩擦係数が0.5よりも大きい場合において、良好なクリーニング性を維持するためには、ブレード先端部をナイフエッジ状にするのが有効な手段である。
ナイフエッジ状の場合、ブレードに使用するゴム硬度は高い方が望ましく、80〜90度程度のゴムブレードを使用する。硬度が大きいと、感光層が摩耗し易くなるが、ブレードが当接する感光体面をフィラーで高硬度化することによって、感光層の耐久性を落とすことはない。ナイフエッジ先端部の角度は30〜90度の範囲であればよく、好適には30〜60度である。また、自由長は2〜8mm、好ましくは3〜6mmである。
【0138】
これらのクリーニングブレード7−2を固定する手段として、アルミニウム、燐青銅、鉄、真鍮などの金属、ポリカーボネート、塩化ビニール、デルリン、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂、アルミナなどのセラミック部材を板やケーシングに加工してクリーニングブレードを取り付けることができるが、加工性、強靱性、あるいは温度変形がないことやさびないことなどの特性からクロムメッキした鉄板、アルミニウム板のような1mm〜3mm程度の肉厚の金属板が好適である。支持基体を加工してブレードを取り付ける手段としては、ケーシング状の支持基体にはめ込み固定する方法、金属板に曲げ加工を行い、接着剤(両面テープ、1液性、若しくは2液性の接着剤、ホットメルト接着剤など)を用いて貼り付け固定する方法がある。
ナイフエッジ状のブレードの加工方法は、先端部を斜めに裁断するか、金型成形などの手法で作製される。
【0139】
ポリウレタンゴムの場合には、ポリオール、イソシアネート及び硬化剤を主原料とする。例えば、脱水処理したポリオールとイソシアネートを混合して、70〜140℃の温度で100分程度反応して得られたプレポリマーに硬化剤を加え、予め140〜160℃に加熱しておいた成形機の金型に入れて50〜60分硬化を行う。その後、金型から取り出して裁断機により必要な大きさにカットすることによりブレード用ゴムが得られる。この金型を使用した金型製法では、金型さえ造っておけば比較的簡単に目的のブレード作製が可能である。
クリーニングブレードに使用するポリウレタンゴムは、裁断機で先端部を斜めにカットするか、金型でナイフエッジにカットした後、感光体に当接するエッジ部のバリを正確に直線カットして先端部の厚みが0.5mm以下になるように整えられる。
【0140】
前記感光体1にクリーニングブレード7−2(ブレード)のエッジが当接する際の当接圧(線圧)は、15〜40g/cmに設定されるのが望ましいが、クリーニング性あるいは感光体に与えるスクラッチ等を考慮して、15〜25g/cmに設定するのが好ましい。線圧が15g/cmよりも低い場合には、ブレードに硬度(JIS−A硬度)が大きいブレードを使用した際に、感光体1の表面粗度によっては少しの異物があってもブレードと感光体1間に隙間が生じ、クリーニング不良が起こる可能性がある。一方、線圧が25g/cmよりも高い場合には、ブレードの硬度が従来使用品に比べ硬いため、感光体1にブレードによるスクラッチが発生する可能性がある。なお、線圧が40g/cm以上に設定されてもスクラッチが入る可能性が高まるだけで、通常は浅い摺擦傷が入るだけで、感光体に硬い異物が刺さり、ブレードエッジに傷が生じた場合以外を除いて、直ちに使用できなくなる訳ではない。
【0141】
上記本発明におけるクリーニングブレード7−2を使用した場合、トナーの平均円形度が0.95以上、特には0.98以上の球形トナーであっても、良好にクリーニングを行うことが可能となる。
また、クリーニングブレードは長い間使用していると、感光体に当接しているエッジ部に欠けを生じて、クリーニング不良を起こしやすくなる。特にフィラーを添加した感光体の場合は顕著である。欠けを起こさないようにするためには、本発明のように感光体表面の摩擦係数を低くし、ブレードに掛かる負担をできるだけ軽減させるのが重要となる。
【0142】
<帯電>
感光体に画像形成を行うための帯電手段には、コロナ帯電法、接触帯電法、感光体と帯電部材間が30μm〜100μmの間隔(Gap)を保持して帯電を行う非接触帯電法等があるが、本発明にはいずれの帯電方法も使用可能である。
前記のように図1の帯電部材2−1には、直流電圧もしくは交流電圧を重畳した直流電圧の何れかの電圧が発生する高圧電源回路2−2が接続される。
コロナ帯電装置には−4000〜−6000Vの直流電圧が印加されて帯電が行われる。接触帯電、非接触帯電法では、パッシェンの法則に従った帯電が行われ、帯電部材への印加電圧が帯電開始電圧(Vth)以下であれば、放電が行われず帯電も行われない。帯電開始電圧(Vth)は接触帯電の時が最も低くなり、間隔(Gap)が大きくなるにつれて開始電圧(Vth)は高くなる。すなわち、帯電効率が低下する。帯電電圧を−400〜−800Vにするための印加電圧の条件は、直流電圧駆動の場合は、−1000V〜−2000V、交流電圧を重畳した直流電圧駆動の場合には、直流電圧が−450〜−900Vで、交流電圧(正弦波または三角波)が700V〜2000V/800〜2500Hzに設定される。交流電圧を重畳した直流電圧を印加するのは、感光体と帯電部材間に隙間があった場合や湿度が高い場合に放電特性が不安定になって帯電が不均一となり、画像ムラが生じるのを防止するためであり、均一画像を長期に維持する場合に有効である。
【0143】
コロナ帯電法は、オゾンが多量に発生するため、活性炭や活性炭素繊維などによるオゾン処理を十分に行う必要があるが、感光体に与える化学的ハザードは、設計手段によって接触帯電法に比べて少なくすることが可能である。そのため、適切な処理を行えば感光体の耐久性を大きく延ばすことも可能である。また、接触帯電法に比べて帯電に対する追随性はあるため、大型で周速の早い画像形成装置にとって有用である。放電電極には40〜80μmのタングステン線や厚さ0.1〜0.2mmのステンレス製の鋸歯状電極などが使用できる。
【0144】
接触及び非接触帯電法はいずれも放電を伴う帯電法であるが、印加電圧が低いためにオゾンの発生は0.1ppm前後と少なく、機外への漏れがあったとしても途中で分解され外部に漏れ出る臭気は皆無である。しかし、接触帯電は感光体間近での放電であるので感光体の受ける化学的なハザードは、コロナ帯電法以上に大きくなる場合がある。このため、感光層の摩耗にも影響を与えコロナ帯電法に比べて摩耗が大きくなる傾向にある。したがって、感光体の耐摩耗性対策は必須であり、本発明では、前記したようにフィラーの増量によって対処することが可能である。
【0145】
帯電部材の形状は大別するとローラ、ブラシ、ブレードの3形状があるが、耐久性、均一帯電性、画像品質、作業性等を考慮するとローラ帯電方式が好ましい。
接触帯電方式と非接触帯電方式の違いは、接触帯電法が感光体との間隔が無く(0μm)、非接触帯電法では30〜100μmという間隔の違いだけではなく、使用できる部材の硬度や帯電部材の抵抗値にも違いがある。30〜100μm)の間隔(Gap)は、好ましくは50〜80μmである。Gapが30μm以上あれば、感光体及び帯電部材の真円度や真直度が、帯電ムラを起こす限度である20μmあっても感光体に接触することはないし、10μm以下のトナーや紙粉の付着によって起こる汚染をある程度回避することができる。50〜80μmの範囲は、現像剤のキャリアが平均30〜60μmであるため、1個のキャリアが感光体上に付着した場合に、帯電ローラーで感光体に押しつけられても感光層の厚みがあるため、放電破壊に至らない最小のGapを意味している。また、Gapが大きくなるほど帯電均一性が失われやすいため、印加電圧、周波数を高くしなければなれない。したがって、Gapの上限を抑える必要があるが、80μmというGapは帯電部材に印加する電界条件を僅かに上げるだけで帯電均一性が達成される最小のGapである。
【0146】
接触帯電法における部材の硬度は、JIS−A硬度で30〜80度程度のものが主として使用されるが、非接触帯電部材ではJIS−A硬度90度程度あるいはそれ以上のJIS−A硬度の部材まで使用可能である。すなわち、非接触帯電部材の場合には、感光体に対向する面を厚さ0.5〜5mmのゴム状もしくは緻密なスポンジ弾性状抵抗体で構成し、それ以外の領域は金属で構成することも可能である。
【0147】
電気抵抗の値(抵抗値)は、接触帯電法と非接触帯電法で異なり、接触帯電法に使用する部材の方が抵抗値は高めに設定する。これは感光体との距離が無く(0μm)であるため、抵抗値が高めでも帯電が十分に行えること、高めに設定することによって放電破壊などの異常が発生しても、異常画像が他の領域に及ぶことを少なくすることができる。
具体的には、接触帯電部材の場合、体積抵抗率は感光体に対向する面を1012〜1014Ω・cm、厚みが1〜3mm程度の高抵抗層とし、芯金と高抵抗層の間に、ニップを稼ぐための柔軟性を有する105〜109Ω・cmの中抵抗層で構成する。硬度は、中抵抗層がJIS−A硬度で30〜75度、高抵抗層が同じく60〜80度程度である。
【0148】
更に、帯電部材2−1の表面粗度は、接触帯電部材の表面粗度に比べて粗くし、10点平均粗さRzJISを25〜80μm程度にした方が均一帯電、帯電効率を高めるには有利である。硬度はJIS−A硬度で30〜90度程度の弾性部材を使用するのが好ましい。接触帯電法の場合、帯電の安定性及び帯電効率を高めるために、ニップは大きく取った方が望ましい(1〜5mm)。接触帯電部材では硬度の低い弾性部材を使用するが、非接触帯電部材の場合はニップが得られない分、帯電効率が悪くなるが、使用される帯電部材の硬度に限定されないという利点がある。
【0149】
一方、非接触帯電部材の場合には、感光体に対向する抵抗層に105〜108Ω・cmの中抵抗の弾性部材を使用する。芯金以外は全層、中抵抗層の部材としてもよいし、接触帯電部材のように硬度、抵抗値が異なる部材を使用してもよい。中抵抗層の厚みを1〜3mm程度にして、それ以外を金属としてもよい。硬度はJIS硬度で30〜90度の帯電部材が使用できるが、通常は60〜85度の部材を使用する。
【0150】
抵抗層の弾性部材には、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどのゴム製品に導電性カーボン、活性炭素繊維、錫、金、チタン等の金属粉、イオン導電剤等の抵抗制御剤を適当量添加したものが用いられるが、本発明ではエピクロルヒドリンゴムを使用する。
エピクロルヒドリンゴムは、カーボンなどを添加しなくとも中抵抗が得られること、またカーボンを添加しないため、電気抵抗が環境に影響されにくいためである。ただし、更に抵抗を下げる場合には、導電性カーボン等を添加させることが必要になる場合がある。接触帯電部材の場合は、トナーなどが付着しにくいようにするため、最表層に保護層としてエピクロルヒドリンゴムにフッ素樹脂及びシリカを添加し、離型性を改善して電気抵抗が100VDC印加時で、1012〜1014Ω・cmに入るように設定する。
帯電部材の表面粗さは、接触帯電法の部材の方を細かく、非接触帯電部材の方を粗くする。これは良好な帯電性を確保するためであり、10点平均粗さRzJISが、接触帯電部材の場合は10〜100μm、非接触帯電部材の場合は20〜200μmに設定する。
【0151】
接触帯電法の場合、感光体との距離が無い(間隔0μm)ため、非接触帯電法に比べ、帯電部材の抵抗を高くしても帯電効率が高く、印加電圧を低めに設定できる。このため、オゾンやNOxの生成量は少なくなり、画像品質面では、ピンホールがあっても異常画像が他の部分に及ぶことが少なくなる。したがって、高品位の作像を行うことが可能となる。
【0152】
一方、非接触帯電法の場合には、数十μmのGapがあるため、印加電圧が高くなる。そのため、オゾンの生成は接触帯電法の約3倍になるが、外部に漏れる量は殆ど無く環境上の影響は無いが、帯電部材との距離があるために異物に対する影響は接触帯電法に比べて少なくなる。そのため、放電破壊や帯電部材の汚染面では有利となるが、金属などの硬い異物や電界強度が高い場合には、拙速帯電法と同様の予防策は必要である。画像品質は、接触帯電法と同等である。
【0153】
<表面抵抗率及び体積抵抗率とその測定方法>
感光体の表面抵抗率(σs)及び体積抵抗率(ρv)の測定は、図10の概略模式図に示すような電極を用い、図示するような測定回路により測定することができる。例えば、インジウム箔(厚さ0.1mm程度)をポンチのような治具で打ち抜き、φ5.2mmの円電極(主電極)と、外径11.5mm、内径7mmのリング電極(ガード電極もしくは対電極)を作製し、感光体(ドラム状もしくは切断したサンプル)上に図11の概略模式図に示すような形態で完全に密着付設させて測定する。
【0154】
表面抵抗率及び体積抵抗率の測定は、図12もしくは図13に示す概略回路図、のような測定治具を用い測定する。回路としては、直流電源及び電流計(10-14A以下の測定が可能な、例えばケスレー社エレクトロメーター617)を接続して印加電圧を100〜500Vに設定し、電圧印加1分後の電流を読み取って、それぞれ下記式(3)、(4)より表面抵抗率及び体積抵抗値を計算する(参考文献:電気学会編:電気工学ハンドブック、P.275〜P.276)。なお、測定環境は、温度が22〜23℃、相対湿度が65〜67%RHである。
表面抵抗率σs=P/g×Rs=21.293Rs(Ω) …(3)
体積抵抗率ρv=(A/d)×Rv=(0.212/d)×Rv=(Ω・cm) …(4)
ただし上記式中、A:主電極面積、d:感光層膜厚、P:主電極の中心より主電極とリング電極の中央部までの距離から求められる円周長さ、g:主電極とリング電極の間隔、Rs、Rv:印加電圧÷暗電流(1分値)を表す。
【0155】
本発明において用いるインジウム箔は、柔らかい金属で、しかも展性があり、有機感光体のような樹脂製感光体の場合にも容易に密着させることができ、測定後は簡単に剥がせ、しかも残留物も無いという利点がある。このため、ドラムのように曲率を持った感光体サンプルでも常湿、高湿環境を問わず自由に測定が可能である。すなわち、インジウム箔は表面抵抗率、体積抵抗率の測定には、非常に好適で有効性の高い材料であり、これを用いて測定した場合には感光体サンプルを切断して測定する必要がなく、要求される環境下において(例えば、作像後のサンプルをそのままの状態で)、抵抗率(表面抵抗率や体積抵抗率)の測定が実施でき、また再現性も高いという大きなメリットを有している。
【0156】
電極を感光体に装着する手段は、ルーペで観察しながら電極材料を感光体上に載せて電極間の寸法が均一になるようにした後、その上から薬包紙を乗せて丸みを持ったスパチュラーのような治具で軽く押さえ、最後に電極のエッジ部を軽く被測定物表面に馴染むように押さえて密着性を高める。測定回路は、幅1〜2mm幅に切断した厚さ0.1mmの燐青銅板をリード電極として予め配線した図12及び図13に示すような測定治具を用いて、このリード電極(燐青銅板)をインジウム電極に軽く接触するように接続し、測定治具を介して直流電源と微少電流計を接続する。この時、主電極にはプラス(+)の電圧を印加する。なお、燐青銅板を支持している板には3〜5mm厚のアクリル板などの絶縁材料を使用する。
【0157】
表面抵抗率が低いと静電潜像形成後、現像終了までの間に表面抵抗値に応じた電位の拡散を生じて解像度低下や画像流れが起こる。また、体積抵抗率が低い場合には、静電潜像を形成する過程で解像度低下や画像流れが生じ、特に80%RHや90%RHの高湿環境での画像流れは必至である。
図14〜図15に室温22〜23℃、相対湿度65〜67%RHの環境下で測定した作像済みの感光体サンプルについての、初期の表面抵抗率及び体積抵抗率の測定例を示す。
使用した感光体サンプルは、φ30mmの0.75mmのアルミニウム支持体を支持体とする感光体である。サンプルAは、0.2μmの電荷発生層上に、ポリカーボネート樹脂(ビスフェノールZ)と低電荷輸送物質を混合した22μmの電荷輸送層Aと前記電荷輸送層Aの材料中にαアルミナを25重量%添加した5μmの電荷輸送層Bからなる。また、サンプルBは、0.2μmの電荷発生層上に、高分子電荷輸送物質からなる22μmの電荷輸送層Aと、この電荷輸送層Aの材料中にαアルミナを25重量%添加した3μmの電荷輸送層Bからなる。これらの感光体サンプルの作像は、イマジオMF200機(リコー製、ローラ帯電方式、クリーニングブレード方式)に搭載して行った。なお、解像度の評価にはコダック社図票A(JIS Z 6008)をチャートとして使用した。
【0158】
図14は表面抵抗率についての測定例で、サンプルAは解像度が7.1本/mm、サンプルBは解像度が2.0〜2.5本/mmであった。サンプルAの表面抵抗率が4.3×1016Ωであり、サンプルBの表面抵抗率は8×1015Ωで、その差は1桁以内である。また、図15に図示する体積抵抗率の場合、500V印加時の体積抵抗率は、サンプルAでは1014Ω・cmオーダーを示しているのに対し、サンプルBでは1011Ω・cmのオーダーで抵抗率は低く、その差は3桁であり明らかにレベルとしては低い。
表面抵抗率1015Ωは好適な範囲に入っており問題ないレベルと判断されるが、体積抵抗率は1011Ω・cmと低く、このレベルは明らかに解像度が劣化するレベルの範疇であり、高湿環境では画像が完全に消失するレベルである。すなわち、表面抵抗率、体積抵抗率の両特性を満足しない一例であり、この場合には高品位画像の形成は成立しない。なお、表面抵抗率が1桁を越える変化を示した場合には、高湿環境では間違いなく画像劣化に到る。
【0159】
次に、図16及び図17に5万枚通紙ラン前後の体積抵抗率の測定例を示す。前記について
図16は、クリーニングブラシに樹脂被覆による強化ループブラシを用い、上記サンプルA構成の電荷輸送層Bにαアルミナを20重量%添加したφ30mmの感光体サンプルを使用した場合の体積抵抗率の測定例である。このサンプルでは、5万枚の作像終了後でも500V印加時の体積抵抗率は3.5×1014Ω・cmと良好な特性を示し、また初期の体積抵抗率との変化は約1桁であり、解像度が5万枚の作像後でも6.3〜8.0本/mmと良好な特性を示した。
一方、図17は、クリーニングブラシにナイロン繊維の直毛ブラシを用い、上記サンプルB構成の電荷輸送層Bにαアルミナを20重量%添加したφ30mmの感光体サンプルを使用した体積抵抗率の測定例である。初期は印加電圧に対してほぼフラットな特性で、500V印加時の体積抵抗率は5×1014Ω・cmと良好であったが、5万枚後の測定では2.4×1011Ω・cmと3桁の低下を示し、作像途中で画像流れが著しくなって最終的には2.0(本/m)以下の解像度(解像しない)を示した例である。
【0160】
図18及び図19は、それぞれ上記図16及び図17で用いたのと同じ感光体サンプルを用いた場合の表面抵抗率の測定例を示す。
図18のサンプルでは、表面抵抗率のレベルが1016Ωオーダーで、通紙ランニング前後での変化が僅かなのに対し、図19のサンプルは1015Ωオーダーに低下し、500V印加時では約1桁程度の変化であることが確認される。変化の大きかった感光体サンプルは30℃/90%RHの環境で測定した場合、汚染物質の吸湿の影響によって表面抵抗率は108〜109Ωに低下することが認められた。
【0161】
図20は、上記サンプルAと同様の層構成で各種体積抵抗を有する感光体サンプルを作成し、測定した場合における感光体の体積抵抗率に対する帯電々位の低下量(ΔVd)依存性を示す図(グラフ)である。体積抵抗率が大きくなるにつれ、帯電々位の低下量が小さくなり、1×1013Ω・cm以上で、低下量が最低となる。すなわち、1×1013Ω・cm以上であれば、帯電々位の繰り返し低下ΔVdが最低となる(良好となる)。
図21は、図20と同様に主電極を+500Vに設定して測定した場合における感光体の体積抵抗率に対する解像度の依存性を示すグラフである。解像度も体積抵抗率が大きくなるにつれ良くなることが判る。これらのグラフから体積抵抗率の範囲は1×1013Ω・cm以上必要なことが判る。しかし、5×1015Ω・cm以上に高くなると、感光層中のキャリア(この場合正孔)の移動が鈍くなるため、光減衰特性に影響が生じて作像特性が悪化する。したがって、好適には上限値は5×1015Ω・cmであれば問題ない。
以上のことから、体積抵抗率(ρv)の好ましい範囲は、1×1013〜5×1015Ω・cmである。更に5万枚通紙後(φ30mm感光体換算)の体積抵抗率の変化幅が2桁以内であることが望ましい。これを越えるような状態では、画像品質の悪化が生じ、低い体積抵抗値では、常湿環境でも解像度低下を引き起こすが、高湿環境では確実に画像流れに到る。
【0162】
図22は、主電極を+500Vに設定して測定した場合における感光体の表面抵抗率に対する解像度の依存性を示すグラフである。表面抵抗率が1×1015Ω以下では解像度が低下するが、1×1015Ω〜1×1017Ωでは6.3本/mm以上の良好な解像度を示す。
数値の上限値は、体積抵抗率のように厳しくはなく、高くても問題は生じにくい。問題が生じるのは測定器の上で限界が生じる程度である。実際上、1018Ωとか1019Ωというサンプルを作製するのは困難であるが、仮に作製された場合には、摩擦帯電の影響が無視できなく、また静電潜像の電位が高い方から低い方への電荷移動が生じて潜像の乱れが起こり、局部的に解像度崩れを生じる可能性がある。実際は1×1017Ωあれば全く問題はない。
したがって、表面抵抗率(σs)は、1×1015〜1×1017Ωあることが望ましい。更に5万枚通紙後(φ30mm感光体換算)の表面抵抗率の変化幅が1桁以内であることが望ましい。すなわち、高品位画像を維持するためには、上記表面抵抗率を維持する必要がある。
以下実施例を用いてさらに詳しく説明するが、本発明がこれらの実施例によって限定されるものではない。
【0163】
【実施例】
以下の手順で本発明の各種評価用感光体サンプル(No.1〜19)を作製し、当該感光体サンプルとループ状繊維からなるクリーニングブラシを画像形成装置、すなわちイマジオNeo600(コロナ帯電器、φ100mmの感光体を使用、リコー製)及びイプシオカラー8000(非接触帯電器、φ30mmの感光体を使用、リコー製)に搭載し、表面抵抗率、体積抵抗率、画像品質(解像度、シャープ性、2ドットパターン濃度ムラ)、感光層の摩耗量及び摩擦係数を評価した。なお、以下記載の「部」はいずれも重量部を表す。
【0164】
1.評価用感光体サンプルの作製例
1−1評価用感光体サンプルの作製(No.1〜7)
まず、φ100mm、長さ360mm、肉厚1.20mmに加工された3003系アルミニウム合金ドラムを導電性支持体とし、これを下記組成の下引き層用塗工液に浸漬して引き上げた後、120℃で25分乾燥し、約3.5μmの下引き層を塗布形成した。
〔下引き層用塗工液〕
アルキッド樹脂(ベッコゾール 1307−60−EL:
大日本インキ化学工業社製) 6部
メラミン樹脂(スーパーベッカミン G−821−60:
大日本インキ化学工業社製) 4部
酸化チタン(CR−EL:石原産業社製) 40部
メチルエチルケトン 200部
【0165】
引き続き、下記組成の電荷発生層用塗工液に浸漬後、120℃で20分加熱乾燥して、0.2μmの電荷発生層を形成した。
〔電荷発生層用塗工液〕
オキソチタニウムフタロシアニン顔料 2部
ポリビニルブチラール(UCC:XYHL) 0.2部
テトラヒドロフラン 50部
【0166】
更に、下記組成の電荷輸送層A用塗工液に浸漬し、その浸漬液からの引き上げ速度を調節することにより、膜厚が28μm(No.1)、もしくは22μm(No.2〜7)となるように電荷輸送層Aを塗布形成し、130℃で30分の加熱乾燥を行い、3層構成の有機感光体を作製した。
なお、膜厚は、フィッシャー社の渦電流式膜厚計(タイプmms)を使用し、ドラムの左端部より60mmを起点とし、20mm間隔で13ポイント測定した平均値を示す。
〔電荷輸送層A用塗工液〕
ビスフェノールZ型ポリカーボネート(帝人化成社製:
Zポリカ Mv5万) 10部
下記構造式(1)の低分子電荷輸送物質 7部
テトラヒドラフラン 200部
【0167】
【化1】

Figure 0004138515
【0168】
次に、下記電荷輸送層B塗工液の組成に従がって、無機フィラー(アルミナフィラー)が夫々3、5、10、25、30、35重量%になるようにそれぞれ秤量し、これと分散助剤及び溶剤を各々硝子ポットに入れてボールミルで24時間分散させ、調整して電荷輸送層B塗工液(塗工液)を得た。
なお、上記フィラーの添加量に応じて分散助剤の配合比を変えた。配合の割合(フィラーの添加量(重量%)/分散助剤(部))は、以下の通りである。
(No.2):フィラー3重量%/0.03部、(No.3):フィラー5重量%/0.04部、(No.4、5):フィラー10、25重量%/0.08部、
(No.6):フィラー30重量%/0.1部、(No.7):フィラー35重量%/0.2部。
上記において、分散助剤を添加することにより、膜質の均一化が行われて残留電位の低減化に寄与するが、体積抵抗率、表面抵抗率を低下させる傾向のあることが確認された。
[電荷輸送層B塗工液]
ビスフェノールZ型ポリカーボネート(帝人化成社製:
Zポリカ Mv5万) 10部
下記構造式(1)の低分子電荷輸送物質 7部
アルミナフィラー(住友化学工業製AA−03、
平均一次粒径:0.3μm) 0.53部〜9.3部
テトラヒドロフラン 400部
シクロヘキサノン 200部
分散助剤:(BYK−P104:
ビックケミージャパン製) 0.03〜0.2部
【0169】
【化2】
Figure 0004138515
【0170】
上記で得られた塗工液を用いて電荷輸送層Bを成膜した。成膜方法は、約360rpmで回転しながら22μmの膜厚を有する電荷輸送層A上に、スプレーガンを1往復(送りスピード25mm/sec)させて塗工を行い、150℃で20分間加熱乾燥させて4層構成の感光体サンプル(No.2〜7)を作製した。このようにして作製した各感光体サンプル(No.1〜7)の表面抵抗率及び体積抵抗率を測定環境が22〜23℃の温度で、65〜67%RHの相対湿度下において印加電圧500Vで測定した(500V印加1分後の参考値)。各感光体サンプルの一部構成(感光体径、電荷輸送層A膜厚、電化輸送層Bのフィラー添加量)と表面抵抗率及び体積抵抗率を下記表1に示す。
【0171】
1−2 評価用感光体サンプル(No.8、9)の作製
まず、φ100mm、長さ360mm、肉厚1.20mmに加工された3003系アルミニウム合金ドラムを導電性支持体とし、これを下記組成の下引き層用塗工液に浸漬して引き上げた後、120℃で25分乾燥して約3.5μmの下引き層を塗布形成した。
〔下引き層用塗工液〕
アルキッド樹脂(ベッコゾール 1307−60−EL:
大日本インキ化学工業社製) 6部
メラミン樹脂(スーパーベッカミン G−821−60:
大日本インキ化学工業社製) 4部
酸化チタン(CR−EL:石原産業社製) 40部
メチルエチルケトン 200部
【0172】
引き続き、下記組成の電荷発生層用塗工液に浸漬後、120℃で20分加熱乾燥して、0.2μmの電荷発生層を形成した。
〔電荷発生層用塗工液〕
オキソチタニウムフタロシアニン顔料 2部
ポリビニルブチラール(UCC:XYHL) 0.2部
テトラヒドロフラン 50部
【0173】
さらに、下記組成の電荷輸送層A用塗工液に浸漬塗工し、130℃で30分の加熱乾燥を行って、電荷輸送層Aの膜厚が約22μmの電荷輸送層Aを形成して、3層構成の有機感光体を作製した。
〔電荷輸送層A用塗工液〕
下記構造式(2)の高分子電荷輸送物質 10部
テトラヒドラフラン 400部
シクロヘキサン 200部
【0174】
【化3】
Figure 0004138515
【0175】
次に、下記組成により、電荷輸送層B中の無機フィラー(一次平均粒径0.3μmのαアルミナフィラー)量が夫々、電荷輸送層Bの15、25重量%になるよう調合し、これと分散助剤及び溶剤を夫々硝子ポットに入れ、ボールミルで24時間分散させて電荷輸送層B塗工液(塗工液)を調整した。
なお、アルミナフィラーの添加量(部)が多くなるにしたがい、分散助剤の添加量を増加した。
[電荷輸送層B塗工液]
ビスフェノールZ型ポリカーボネート(帝人化成社製:
Zポリカ Mv5万) 10部
下記構造式(1)の電荷輸送物質 7部
アルミナフィラー(住友化学工業製AA−03、
平均一次粒径:0.3μm) 3.18部、5.7部
トラヒドロフラン 400部
シクロヘキサノン 200部
分散助剤:(BYK−P104:
ビックケミージャパン製) 0.04部、0.08部
【0176】
【化4】
Figure 0004138515
【0177】
得られた塗工液をスプレーガンを往復させて、約5μmになるように電荷輸送層Bをスプレー塗工し、150℃で20分間加熱乾燥させて、4層構成の感光体サンプルを作製した。
このようにして作製した各感光体サンプル(No.8、9)の表面抵抗率及び体積抵抗率を測定環境が22〜23℃の温度で、65〜67%RHの相対湿度下において印加電圧500Vで測定した(500V印加1分後の参考値)。各感光体サンプルの一部構成(感光体径、電荷輸送層A膜厚、電化輸送層Bのフィラー添加量)と表面抵抗率及び体積抵抗率を下記表1に示す。
【0178】
1−3 評価用感光体サンプル(No.10〜12)の作製
φ30mm、長さ340mm、肉厚0.75mmに加工された3003系アルミニウム合金ドラムを導電性支持体として用い、これを下記組成の下引き層用塗工液に浸漬して表面に塗工を行った後、120℃で20分加熱乾燥し、3.5μmの下引き層を形成した。
〔下引き層用塗工液〕
アルキッド樹脂(ベッコゾール 1307−60−EL:
大日本インキ化学工業社製) 6部
メラミン樹脂(スーパーベッカミン G−821−60:
大日本インキ化学工業社製) 4部
酸化チタン(CR−EL:石原産業社製) 40部
メチルエチルケトン 200部
【0179】
次に、下記組成の電荷発生層用塗工液に浸漬塗工した後、120℃で20分間加熱乾燥して、0.2μmの電荷発生層を形成した。
〔電荷発生層用塗工液〕
下記構造式(3)のビスアゾ顔料 10部
ポリビニルブチラール 2部
2−ブタノン 200部
シクロヘキサノン 400部
【0180】
【化5】
Figure 0004138515
【0181】
さらに、下記組成の電荷輸送層A用塗工液を引き上げ速度条件を変化させて、電荷輸送層B上に浸積塗工し、130℃で20分の加熱乾燥を行い、22μmの電荷輸送層Aからなる3層構成の有機感光体を作製した。
〔電荷輸送層A用塗工液〕
ビスフェノールZ型ポリカーボネート(帝人化成社製:
Zポリカ Mv5万) 10部
下記構造式(1)の低分子電荷輸送物質 8部
テトラヒドラフラン 200部
【0182】
【化6】
Figure 0004138515
【0183】
次に、下記組成により、電荷輸送層B中の無機フィラー(一次平均粒径0.3μmのαアルミナフィラー)量が夫々、電荷輸送層Bの15、25、35重量%になるよう調合し、この無機フィラーと分散助剤及び溶剤を夫々硝子ポットに入れ、ボールミルで24時間分散させて電荷輸送層B塗工液(塗工液)を得た。
[電荷輸送層B塗工液]
ビスフェノールZ型ポリカーボネート(帝人化成社製:
Zポリカ Mv5万) 10部
下記構造式(1)の低分子電荷輸送物質 7部
アルミナフィラー(住友化学工業製AA−03、
平均一次粒径:0.3μm) 4.25部〜9.1部
テトラヒドロフラン 400部
シクロヘキサノン 200部
分散助剤:(BYK−P104:
ビックケミージャパン製) 0.05部
【0184】
【化7】
Figure 0004138515
【0185】
上記で得られた塗工液をスプレーガンを往復させて、約5μmになるように電荷輸送層Bをスプレー塗工し、150℃20分間加熱乾燥させて、4層構成の感光体サンプルを作製した。
このようにして作製した各感光体サンプル(No.10〜12)の表面抵抗率及び体積抵抗率を測定環境が22〜23℃の温度で、65〜67%RHの相対湿度下において印加電圧500Vで測定した(500V印加1分後の参考値)。各感光体サンプルの一部構成(感光体径、電荷輸送層A膜厚、電化輸送層Bのフィラー添加量)と表面抵抗率及び体積抵抗率を下記表1に示す。
【0186】
1−4 評価用感光体サンプル(No.13〜15)の作製
φ30mm、長さ340mm、肉厚0.75mmに加工された3003系アルミニウム合金ドラムを導電性支持体として用い、これを下記組成の下引き層用塗工液に浸漬して表面に塗工を行った後、120℃で20分加熱乾燥して3.5μmの下引き層を形成した。
〔下引き層用塗工液〕
アルキッド樹脂(ベッコゾール 1307−60−EL:
大日本インキ化学工業社製) 6部
メラミン樹脂(スーパーベッカミン G−821−60:
大日本インキ化学工業社製) 4部
酸化チタン(CR−EL:石原産業社製) 40部
メチルエチルケトン 200部
【0187】
次に、下記組成の電荷発生層用塗工液に浸漬後、120℃20分加熱乾燥して0.2μmの電荷発生層を形成した。
〔電荷発生層用塗工液〕
下記構造式(3)のビスアゾ顔料 10部
ポリビニルブチラール 2部
2−ブタノン 200部
シクロヘキサノン 400部
【0188】
【化8】
Figure 0004138515
【0189】
さらに、下記組成の電荷輸送層A用塗工液に浸漬塗工し、130℃で20分の加熱乾燥を行い、15μm及び22μmの電荷輸送層Aからなる3層構成の有機感光体を作製した。
〔電荷輸送層A用塗工液〕
下記構造式(4)の高分子電荷輸送物質 7部
テトラヒドラフラン 400部
シクロヘキサン 200部
【0190】
【化9】
Figure 0004138515
【0191】
次に、下記組成により、電荷輸送層B中の無機フィラー(一次平均粒径0.3μmのαアルミナフィラー)量が夫々、電荷輸送層Bの15、25、40重量%になるよう調合し、これと分散助剤及び溶剤を夫々硝子ポットに入れ、ボールミルで24時間分散させて電荷輸送層B塗工液(塗工液)を得た。
[電荷輸送層B塗工液]
ビスフェノールZ型ポリカーボネート(帝人化成社製:
Zポリカ Mv5万) 10部
下記構造式(1)の低分子電荷輸送物質 7部
アルミナフィラー(住友化学工業製AA−03、
平均一次粒径:0.3μm) 3.18部〜11.3部
テトラヒドロフラン 400部
シクロヘキサノン 200部
分散助剤:(BYK−P104:
ビックケミージャパン製) 0.07部
【0192】
【化10】
Figure 0004138515
【0193】
上記で得られた塗工液を用い、スプレーガンによるスプレー塗工法により1往復させ、電荷輸送層A上に約5μmの電荷輸送層B塗工し、150℃で20分間加熱乾燥させて4層構成の感光体サンプルを作製した。
このようにして作製した各感光体サンプル(No.13〜15)の表面抵抗率及び体積抵抗率を測定環境が22〜23℃の温度で、65〜67%RHの相対湿度下において印加電圧500Vで測定した(500V印加1分後の参考値)。各感光体サンプルの一部構成(感光体径、電荷輸送層A膜厚、電化輸送層Bのフィラー添加量)と表面抵抗率及び体積抵抗率を下記表1に示す。
【0194】
1−5 評価用感光体サンプル(No.16〜18)の作製
φ30mm、長さ340mm、肉厚0.75mmに加工された3003系アルミニウム合金ドラムを導電性支持体として用い、これを下記組成の下引き層用塗工液に浸漬して表面に塗工を行った後、120℃で20分加熱乾燥して3.5μmの下引き層を形成した。
〔下引き層用塗工液〕
アルキッド樹脂(ベッコゾール 1307−60−EL:
大日本インキ化学工業社製) 6部
メラミン樹脂(スーパーベッカミン G−821−60:
大日本インキ化学工業社製) 4部
酸化チタン(CR−EL:石原産業社製) 40部
メチルエチルケトン 200部
【0195】
次に、下記組成の電荷発生層用塗工液に浸漬後、120℃で20分間加熱乾燥して0.2μmの電荷発生層を形成した。
〔電荷発生層用塗工液〕
下記構造式(3)のビスアゾ顔料 10部
ポリビニルブチラール 2部
2−ブタノン 200部
シクロヘキサノン 400部
【0196】
【化11】
Figure 0004138515
【0197】
さらに、下記組成の電荷輸送層A用塗工液に浸漬し、その浸漬液からの引き上げ速度条件を変化させて、電荷輸送層Bを浸積塗工し、130℃で20分の加熱乾燥を行い、22μmの電荷輸送層Aからなる3層構成の有機感光体を作製した。
〔電荷輸送層A用塗工液〕
ビスフェノールZ型ポリカーボネート(帝人化成社製:
Zポリカ Mv5万) 10部
下記構造式(1)の低分子電荷輸送物質 8部
テトラヒドラフラン 200部
【0198】
【化12】
Figure 0004138515
【0199】
次に、下記電荷輸送層B塗工液の組成に従って、一次平均粒径が0.3μm、0.5μm及び0.7μmのαアルミナフィラーを用意し、その夫々のαアルミナフィラーと、分散助剤及び溶剤とを夫々硝子ポットに入れ、ボールミルで24時間分散させて、電荷輸送層Bの20重量%になるよう調合した電荷輸送層B塗工液(塗工液)を作製した。
[電荷輸送層B塗工液]
ビスフェノールZ型ポリカーボネート(帝人化成社製:
Zポリカ Mv5万) 10部
下記構造式(1)の低分子電荷輸送物質 7部
アルミナフィラー(住友化学工業製AA−03〜0.7
平均一次粒径:0.3、0.5、0.7μm) 4.25部
テトラヒドロフラン 400部
シクロヘキサノン 200部
分散助剤:(BYK−P104:
ビックケミージャパン製) 0.08部
【0200】
【化13】
Figure 0004138515
【0201】
上記で作製した塗工液を評価用の感光体を設置した塗工装置に装着したスプレーガンに投入したのち、1往復の噴射により、感光体上にスプレー塗工を行い、150℃で20分間加熱乾燥させて約5μmの電荷輸送層Bを形成し、4層構成の感光体サンプルを作製した。
このようにして作製した各感光体サンプル(No.16〜18)の表面抵抗率及び体積抵抗率を測定環境が22〜23℃の温度で、65〜67%RHの相対湿度下において印加電圧500Vで測定した(500V印加1分後の参考値)。各感光体サンプルの一部構成(感光体径、電荷輸送層A膜厚、電化輸送層Bのフィラー添加量)と表面抵抗率及び体積抵抗率を下記表1に示す。
【0202】
【表1】
Figure 0004138515
【0203】
前記で作製した各感光体サンプルを用い、以下のように感光体表層への潤滑剤の付与方法及びクリーニング装置用クリーニングブラシを使用して、評価用装置(イマジオNeo600、イプシオカラー8000)にて評価を行った。
【0204】
<感光体表層への潤滑剤の付与方法>
重量平均粒径が約4.8μm、平均円形度が0.924の粉砕トナー(流動剤としてSiOを0.7%、TiOを0.8%添加)に、平均粒径が0.3μmのステアリン酸亜鉛(SZ2000:堺化学工業株式会社製)を0.02〜0.05重量%添加し、このトナーを用いて感光体表層(表面)に潤滑性を付与する方法を採用した。現像剤用のキャリアには、重量平均粒径58μmの磁性キャリア(FPC−300LC:パウダーテック社製)を使用した。
なお、上記以外の現像剤を使用する場合には、評価装置用の純正品を使用した。
【0205】
<クリーニング装置用クリーニングブラシ>
本発明におけるクリーニングブラシA(強化ループブラシ):
繊維径15デニール、48フィラメント/450ループ、ループ長さ3mmのナイロン繊維製のベルトロン(久保田織物製)を幅10mmのひも状にカットし、φ5mmの真鍮製ロッド棒に巻き付け接着剤を用いて貼り付けて固定し、ループ状繊維からなるクリーニングブラシ(ループクリーニングブラシ)を作製した。次に、上記で作製したループクリーニングブラシに下記方法で樹脂被覆を行い、繊維の強度強化を図った。
繊維表面処理用の被覆樹脂として、主剤にトーヨーポリマー社の水系ウレタン接着剤メルシ585を使用し、硬化剤にトーヨーポリマー社のエポキシAD−C−65を用いた。被覆樹脂の粘度が41mPa・Sとなるようにイオン交換水を希釈溶媒として使用した。主剤5部に対し、硬化剤(架橋剤)の添加量が5重量%になるように調整しながら1.25部の水を添加し得られた被覆樹脂用溶液に、前記クリーニングブラシのブラシ表面より2mm浸漬させて取り出した後、160℃で10分の乾燥を行った。なお、クリーニングブラシの回転方向は感光体の回転方向に倣う方向(順方向)で回転し、フリッカーバーの設置はしていない。
参考例におけるクリーニングブラシB(直毛ブラシ):
直毛ブラシのクリーニングブラシは、評価用に使用した装置(イマジオNeo600、及びイプシオ・カラー8000)用の、いわゆる純正のブラシを夫々使用した。
【0206】
実施例1〜4
まず、評価用の装置(評価機)としてデジタル複合機のイマジオNeo600(コロナ帯電器、φ100mmの感光体使用、リコー製)を用いた。前記表1に記載のNo.2〜5の感光体サンプルを評価機に搭載し、連続通紙を行って作像し、5万枚後、20万枚後の表面抵抗率、体積抵抗率、画像品質(解像度、2ドットパターン濃度ムラ)、感光層の摩耗量及び摩擦係数を評価した。作像時の感光体の表面電位は−800Vに設定し、現像剤にはトナーに対し0.025重量%のステアリン酸亜鉛(前記SZ2000、平均粒径0.3μm)を添加した現像剤を使用した。
クリーニング装置用クリーニングブラシは前記作製したクリーニングブラシA(強化ループブラシ)を使用し、クリーニングブレードと併用する構成とした。なお、通紙ランニング中の画像パターンには画像面積が5%のチャートを使用した。また、解像度の確認にはコダック社製図票A(JIS Z 6008)を画像評価用のテストチャートに貼り付け使用した。作像環境は22〜24℃/61〜68%RH、表面抵抗率、体積抵抗率の測定環境は22〜23℃/65〜67%RHである。評価結果を表2に示す。
【0207】
【表2】
Figure 0004138515
【0208】
評価に使用した感光体はいずれも、ほぼ均一に摩耗しており、研磨面も初期に近い光沢を保っていた。その結果が表面抵抗率、体積抵抗率にも現れており、画像品質における解像度や2ドットパターンの再現性も良好で均一な特性であった。また、コロナ帯電器の使用及び潤滑剤の付与効果により感光層の摩耗量も少なく、20万枚でも感光層の膜厚には余裕があり、良好な耐久性を有することが確認された。なお、フィラー添加量が25重量%の感光体(感光体サンプルNo.5)では感光体端部に局部的にフィルミングの発生が生じ2ドットパターンにやや濃度ムラが生じたが、僅かな研磨力の強化で改善できる範疇にある。
【0209】
参考例1〜6
評価用の装置(評価機)としてデジタル複合機のイマジオNeo600(コロナ帯電器、φ100mmの感光体を使用、リコー製)を用いて、前記表1に記載のNo.1、5、6、7、8、9の6本の各感光体サンプルを評価機に搭載し、連続通紙を行って作像し、5万枚後、20万枚後の表面抵抗率、体積抵抗率、画像品質(解像度、2ドットパターン濃度ムラ)、感光層の摩耗量及び摩擦係数、を評価した。作像時の感光体の表面電位を−800Vに設定し、現像剤にはワックス入りの純正の現像剤を使用した。
また、クリーニングブラシは純正の直毛ブラシに交換し、クリーニングブレードと併用使用とした。なお、通紙ランニング中の画像パターンには画像面積が5%のチャートを使用した。作像環境は24〜27℃/63〜72%RH、表面抵抗率、体積抵抗率の測定環境は22〜23℃/65〜67%RHである。評価結果を表3に示す。
【0210】
【表3】
Figure 0004138515
【0211】
フィラーを添加した電荷輸送層Bを形成していない感光体サンプル(No.1)では摩耗が多いために、表面抵抗率、体積抵抗率とも変化は少なく、見かけ上良好な特性を示したが、現像剤中に添加した酸化チタンやシリカなどの流動剤が感光体表面に付着し、感光体表面の荒れが生じてドットパターンに濃度ムラが生じた。
その他の感光体サンプル(No.5、6、7、8、9)では、クリーニングブラシが直毛タイプであり、感光体表層の摩擦係数が比較的低く、感光層を研磨する能力が無いため、フィルミングの形成がコピー枚数を重ねる毎に顕著になった。その結果、コロナ生成物の蓄積により、表面抵抗率、体積抵抗率の低下が顕著になって解像度の低下が発生した。
【0212】
実施例5〜9
評価用の装置(評価機)としてデジタルプリンターのイプシオカラー8000(非接触帯電器、φ30mmの感光体を使用、リコー製)を用いて、前記表1に記載のNo.10(M)、11(C)、12(Y),13(M),14(C)の5本の感光体サンプルを前記評価機に搭載し、連続通紙を行って作像し、5万枚後、10万枚後の表面抵抗率、体積抵抗率、画像品質(シャープ性、2ドットパターン濃度ムラ)及び感光層の摩耗量、摩擦係数を評価した。
なお、括弧内のM、C、Yは、M:マゼンタステーション、C:シアンステーション、Y:イエローステーションの現像位置を夫々表す。
【0213】
評価は2回に分けて行った。1回目はNo.10〜12とし、2回目はNo.13、14として、空いたステーションにはダミードラムをセットした。上記括弧内は初期にセットした現像位置であり、5000枚毎にクリーニングブレードと共に、順にローテーションを行った。作像時の感光体の表面電位は−700Vに設定し、現像剤にはステアリン酸亜鉛をトナーに対して0.03重量%添加し、トナー濃度を5重量%として使用した。
クリーニングブラシには前記した製法により、樹脂補強したクリーニングブラシA(強化ループブラシ)を、イプシオ8000用に加工して使用した。また、通紙ランニング中に使用する画像パターンには、パソコンのデータベースに入力されている5%チャートを使用し、その信号をイプシオ・カラー8000に入力した。作像環境は23〜25℃/64〜70%RH、表面抵抗率、体積抵抗率の測定環境は22〜23℃/65〜67%RHである。評価結果を表4に示す。
【0214】
【表4】
Figure 0004138515
【0215】
電荷輸送層Bへのフィラーの添加量が35重量%(実施例7)の感光体サンプルは、フィラーの量が多いために、コロナ生成物のアタック量が多い割には、摩耗量が少なく、2ドットパターンに少しムラが生じたと推測される。実施例8及び9の感光体サンプルでの評価がやや思わしくなかったのは、電荷輸送層Aに使用した高分子電荷輸送層の比抵抗に起因するためと思われる。これらのサンプルはもう少し電荷輸送層Bの摩耗を多くすれば、画像品質の劣化は回避できる。
上記以外のその他の感光体サンプルは、2ドットパターンの濃度ムラも良好であった。その結果は表面抵抗率、体積抵抗率の変化が夫々1桁、2桁以内であり、コロナ生成物が均一に削り取られているためであると推測される。
【0216】
参考例7〜10
評価用の装置(評価機)としてデジタルプリンターのイプシオカラー8000(非接触帯電器、φ30mmの感光体を使用、リコー製)を用いて、前記表1に記載のNo.10(M)、12(C)、14(M)、15(C)の4本の感光体サンプルを2本ずつ2回に分けて、前記評価機に搭載し、連続通紙を行って作像し、5万枚後、10万枚後の表面抵抗率、体積抵抗率、画像品質(シャープ性、2ドットパターン濃度ムラ)及び感光層の摩耗量、摩擦係数を評価した。なお、括弧内は初期にセットした現像位置で、5000枚毎にクリーニングブレードと共に、順にローテーションを行った。Y(イエロー)及びBk(ブラック)ステーションには夫々ダミードラムをセットし、M(マゼンタ)とC(シアン)ステーションのみで評価した。作像時の感光体の表面電位は−700Vに設定し、現像剤にはステアリン酸亜鉛をトナーに対して0.03重量%添加し、トナー濃度を5重量%として使用した。
なお、クリーニングブラシにはイプシオ8000用の純正直毛タイプクリーニングブラシを使用した。通紙ランニング中に使用する画像パターンには、パソコンのデータベースに入力されている5%チャートを使用し、その信号をイプシオ・カラー8000に入力した。作像環境は26〜29℃/68〜74%RH、表面抵抗率、体積抵抗率の測定環境は22〜23℃/65〜67%RHである。評価結果を表5に示す。
【0217】
【表5】
Figure 0004138515
【0218】
強化処理されていない直毛タイプのクリーニングブラシを使用した場合、感光体表面にはフィルミング現象が生じ、またコロナ生成物の蓄積、潤滑剤の堆積が生じた結果、感光体表面の摩擦係数の低減化が進行した。その結果、表面抵抗率及び、体積抵抗率は夫々、画像品質の劣化がなく良好な作像が可能な限界値である1桁ないしは2桁以上の変化を示した。その結果、画像品質の劣化が生じ、評価した感光体サンプル全てに亘って、画像流れ状態に到り悪い画像品質となった。
【0219】
実施例10〜12
評価用の装置(評価機)としてデジタルプリンターのイプシオ・カラー8000(非接触帯電器、φ30mmの感光体を使用、リコー製)を用いて、前記表1に記載のNo.16(M)、17(C)及び18(Y)の3本の感光体サンプルを前記評価機に搭載し、連続通紙を行って作像し、5万枚後、10万枚後の表面抵抗率、体積抵抗率、画像品質(シャープ性、2ドットパターン濃度ムラ)及び感光層の摩耗量、摩擦係数を評価した。なお、括弧内は初期にセットした現像位置で、5000枚毎にクリーニングブレードと共に、順にローテーションを行った。ブラック現像位置にはダミードラムをセットした。作像時の感光体の表面電位は−700Vに設定し、現像剤にはステアリン酸亜鉛をトナーに対して0.02重量%添加し、トナー濃度を5重量%として使用した。
また、クリーニングブラシには前記した製法により、樹脂補強した強化ブラシA(強化ループブラシ)を、イプシオ8000用に加工して使用した。通紙ランニング中に使用する画像パターンには、パソコンのデータベースに入力されている5%チャートを使用し、その信号をイプシオ・カラー8000に入力した。作像環境は24〜27℃/64〜71%RH、表面抵抗率、体積抵抗率の測定環境は22〜23℃/65〜67%RHである。評価結果を表6に示す。
【0220】
【表6】
Figure 0004138515
【0221】
フィラーの1次平均粒径の大きさを変えた感光体サンプルでは、使用したいずれの感光体サンプルも10万枚後でも良好な表面抵抗率、体積抵抗率を示し、感光体の表面性及び画像品質共々良好であった。
なお、フィラーの平均粒径が0.7μmの感光体サンプル(No.18)では、耐摩耗性が向上した影響による摩耗の偏り並びに表面の荒れが少し見られ、その結果、少しではあるが2ドットパターンの濃度ムラとなって現れた。摩耗量をもう少しアップさせるか、クリーニング部材の改良により、摩耗性及び画像品質の改良が期待されるが、更に偏摩耗が進行する可能性も有ることからフィラー径は0.7μmが限度と推定される。
【0222】
参考例11〜13
評価用の装置(評価機)としてデジタルプリンターのイプシオカラー8000(非接触帯電器、φ30mmの感光体を使用、リコー製)を用いて、前記表1に記載のNo.15(M)、16(C)、及び17(Y)の3本の感光体サンプルを前記評価機に搭載し、連続通紙を行って作像し、5万枚後、10万枚後の表面抵抗率、体積抵抗率、画像品質(シャープ性、2ドットパターン濃度ムラ)及び感光層の摩耗量、摩擦係数を評価した。なお、括弧内は初期にセットした現像位置で、5000枚毎にクリーニングブレードと共に、順にローテーションを行った。ブラック現像位置にはダミードラムをセットした。作像時の感光体の表面電位は−700Vに設定し、現像剤には潤滑剤を添加しないトナー濃度5重量%混合の現像剤を使用した。
クリーニングブラシには純正の直毛ブラシを使用した。通紙ランニング中に使用する画像パターンには、パソコンのデータベースに入力されている5%チャートを使用し、その信号をイプシオ・カラー8000に入力した。作像環境は24〜26℃/68〜73%RH、表面抵抗率、体積抵抗率の測定環境は22〜23℃/65〜67%RHである。評価結果を表7に示す。
【0223】
【表7】
Figure 0004138515
【0224】
評価に使用した感光体サンプルはいずれもフィルミング現象が生じ、感光体表面はいずれも薄く灰色がかった色を呈した。その結果、コロナ生成物、紙粉などの汚染物質の除去が行われず(摩耗量が少ない)、感光体の内部へのコロナ生成物の侵入が行われ、結果的に表面抵抗率、体積抵抗率の大幅な低下を起こし、画像品質の劣化が生じた。参考例11に記載の感光体サンプルNo.15の場合は、電荷輸送層Aに他の比較感光体サンプルより、窒素酸化物の影響を受け易い高分子輸送層を使用したため、抵抗率が大きく低下し、常湿環境より少し高めの環境(〜73%RH)でも画像流れが起こり、全面2ドットパターンの画像も画像流れが大きな濃淡差となった。
【0225】
【発明の効果】
本発明によれば、樹脂層で被覆強化された強化ループブラシ(ループ状繊維からなるクリーニングブラシ)を備えた特定のクリーニング装置と、感光層の最外層(電荷輸送層B)にフィラーを分散して適切な量に削り取られるように調節された耐久性を備えた感光体との構成により、常に感光体表層面を清浄な状態に維持して表面抵抗率(σs)を1×1015〜1×1017Ω、体積抵抗率(ρv)を1×1013〜5×1015Ω・cmに調整すると共に、作像中における感光層表面の摩擦係数を0.2〜0.4(オイラーベルト方式で測定)に調整することによって、長期的に画像ムラがなく良好なシャープ性と高解像度な高品位画像形成が達成される。
また、作像開始時と5万枚作像後における表面抵抗率及び体積抵抗率の値が好適な範囲内に調整され、しかも変動値(表面抵抗率:1桁以内、体積抵抗率:2桁以内)が適正かつ厳しく規定されるため、高品位画像を長期に亘って作像することが可能である。
表面抵抗率及び体積抵抗率の測定用の電極(円電極とリング電極)として、インジウム箔を使用することにより、ドラム形状のような曲率を有する感光体(測定試料)でも切断加工などを施すことなく、そのままの状態で感光体表面に容易に密着付設することができる。そのため、正確で安定した表面抵抗率及び体積抵抗率が測定でき、実際の状況把握が可能となり、所定の制御範囲に抵抗率を制御することができる。また、感光体(測定試料)を加工する必要がないため、再使用が可能となる。
更に、強化ループ繊維の表面被覆材(樹脂層)として、水系のウレタン系樹脂(主剤)+エポキシ系化合物(硬化剤)を使用することにより、耐久性と均一な研磨能力を有するループグブラシが得られる。この強化ループグブラシを用いることにより、感光体表面に付着したトナー等の残留粉体の除去、感光体表面に固着し始めた汚染物質を薄く均一に除去することが可能となり、感光体表面を常に清浄に保つことができる。
また、感光層を電荷発生層と電荷輸送層との2層構成の機能分離型とすることにより、良好な帯電特性と良好な感度が得られ、高品位画像を形成することが可能となる。
更に、電荷輸送層は、無機フィラーを分散しない電荷輸送層Aと無機フィラーを分散した電荷輸送層Bとから構成される。フィラーを分散した電荷輸送層Bを設けることにより、感光体表面研削に対する耐久性を向上して適正な摩耗量に調整し、またフィラーを分散しない電荷輸送層A(電荷発生層と電荷輸送層Bとの間に介在)を設けることによって異常な電荷移動を防ぎ、安定した高品位画像を形成することが可能となる。
更にまた、潤滑剤として微粒なステアリン酸亜鉛もしくはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の何れか1種を感光体表面に付与して摩擦係数を調整(作像中の摩擦係数:0.2〜0.4)することにより、感光層の摩耗を抑制し、シャープ性の良好な均一性の高い画像品質を維持することが可能となる。
また、各種帯電手段に合わせて感光体の電荷輸送層Bに分散するフィラー量を調整することにより、各帯電における化学的ハザ−ドレベル(大、小)に対応することができるため、感光体の耐久性を最適にすることが可能となる。そして、高画像品質を得る画像形成装置の幅広い設計を可能とする。
更に、感光体と帯電装置(帯電部材等)との配置間隔や環境条件(湿度等)に応じて、最適な印加電圧方式(直流電圧、交流電圧を重畳した直流電圧)を選択することができるため、高画像品質を提供するための要求に応じた幅広い画像形成装置の設計を可能とする。
また、感光層を構成する最外電荷輸送層にフィラーを分散してなる電子写真感光体と、帯電装置、現像装置、あるいはクリーニング装置(強化ループブラシを備える)から選ばれる少なくとも1つの装置とを一体に支持した画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジとすることにより、画像装置をコンパクトに構成することができる他、簡単で且つ着実なメンテナンス作業を可能とすると共に、更に部品の交換を容易とし、総合的なコストダウンが図れる。しかも、プロセスカートリッジの交換だけで簡単に元の高品位画像に復させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態において複写プロセスを説明するための本発明に係る画像形成装置の基本的な構成例を示す概略構成図である。
【図2】マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの現像装置を配設した4連タンデム型フルカラー方式の画像形成装置構成例を説明するための概略模式図である。
【図3】画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジの一例を示す概略模式図である。
【図4】画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジの別の例を示す概略模式図である。
【図5】本発明における電子写真感光体の基本的な構成例(導電性支持体/下引き層/感光層から構成)を示す概略模式図である。
【図6】本発明における電子写真感光層が電荷発生層と電荷輸送層との機能分離型構成により形成される例を示す概略模式図である。
【図7】図6における電荷輸送層が電荷輸送層A(無機フィラー非分散層)と電荷輸送層B(無機フィラー分散層)とから構成される例を示す概略模式図である。
【図8】本発明のクリーニングブラシ(強化ループブラシ)とクリーニングブレードから構成されるクリーニング装置を示す概略模式図である。
【図9】本発明の基体布とループ状繊維からなるクリーニングブラシの形態を示す概略模式図である。
【図10】本発明における表面低抵抗率及び体積抵抗率を測定するための電極形状と寸法を説明するための概略模式図である
【図11】曲率を有するドラム形状の電子写真感光体表面に電極を密着付設した様子を示す概略模式図である。
【図12】インジウム電極を付設した電子写真感光体の表面抵抗率を測定する場合の測定治具と電圧印加状態を示す概略回路図である。
【図13】インジウム電極を付設した電子写真感光体の体積抵抗率を測定する場合の測定治具と電圧印加状態を示す概略回路図である。
【図14】電荷発生層A上に膜厚の異なる電荷輸送層Bを形成した感光体サンプルA(5μm)と感光体サンプルB(3μm)の表面抵抗率の印加電圧依存性を示す図である。
【図15】電荷発生層A上に膜厚の異なる電荷輸送層Bを形成した感光体サンプルA(5μm)と感光体サンプルB(3μm)の体積抵抗率の印加電圧依存性を示す図である。
【図16】感光体サンプルAのフィラー量を20%に変えたサンプルの初期と5万枚通紙ランニング後(強化ループブラシ)の体積抵抗率の印加電圧依存性を示す図である。
【図17】図16のサンプルの低電荷輸送物質を高電荷輸送物質に変えたサンプルの初期と5万枚通紙ランニング後(直毛ブラシ)の体積抵抗率の印加電圧依存性を示す図である。
【図18】感光体サンプルAのフィラー量を20%に変えたサンプルの初期と5万枚通紙ランニング後(強化ループブラシ)の表面抵抗率の印加電圧依存性を示す図である。
【図19】図18のサンプルの低電荷輸送物質を高電荷輸送物質に変えたサンプルの初期と5万通紙ランニング後(直毛ブラシ)の表面抵抗率の印加電圧依存性を示す図である。
【図20】各種抵抗率を変えた感光体サンプルの体積抵抗率に対する帯電々位低下量の依存性を示す図である。
【図21】各種抵抗率を変えた感光体サンプルの体積抵抗率に対する解像度の依存性を示す図である。
【図22】各種抵抗率を変えた感光体サンプルの表面抵抗率に対する解像度の依存性を示す図である。
【符号の説明】
1 電子写真用感光体(感光体)
2 帯電装置
2−1 帯電部材
2−2 高圧電源回路
3 画像露光装置
4 現像装置
5 転写装置
6 分離装置
7 クリーニング装置
7−1 クリーニングブラシ
7−2 クリーニングブレード
8 定着装置
9 被転写体(コピー用紙)
21 導電性支持体
22 下引き層
23 感光層
24 電荷発生層
25 電荷輸送層
25a 電荷輸送層A
25b 電荷輸送層B
200 潤滑剤塗布装置
201 潤滑剤
202 塗布ブラシ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus and a process cartridge capable of high-quality image formation over a long period of time. Specifically, the present invention relates to an electrophotographic photosensitive member having a function-separated type photosensitive layer in which a filler is dispersed in a charge transport layer. The present invention relates to an image forming apparatus which is equipped with a specific cleaning device for adjusting to a suitable surface resistivity and volume resistivity and performs image formation while maintaining a low friction coefficient, and a process cartridge which can be attached to and detached from the image forming device.
[0002]
[Prior art]
An electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive member) is charged, the charged surface is exposed to an image to form an electrostatic latent image, the electrostatic latent image is visualized as a toner image, and the toner image is copied. 2. Description of the Related Art Image forming apparatuses that use indirect electrophotography that transfers to a transfer medium such as paper have been known.
The image forming apparatus is configured as a main means such as a facsimile, a laser printer, and a copying machine. For image formation, a charging device (such as corona charging, contact charging with a roller or a brush, or non-contact charging arranged at a distance of 30 to 250 μm) or an image exposure device (for example, LD , Exposure means for irradiating a photosensitive member with a dot pattern using an LED array as a light source), developing device (developing means using a one-component or two-component developer magnet brush or flying method), transfer device (corona, roller, belt, etc.) Each device of the image forming apparatus provided with a transfer device), a cleaning device (blade cleaning, brush cleaning, a cleaning device combining the above two cleaning members), a static eliminator (corona discharge, a brush, light, etc.). Are performed in order.
[0003]
In image formation, charging (charging) is first performed on the photosensitive member by a charging device. Such a charging device includes a grid, a metal wire such as a tungsten wire or a nickel wire having a diameter of about 40 to 80 μm stretched in the shield case in the length direction of the photosensitive member, or a SUS sawtooth shape. A corona charging device that charges by applying a DC voltage of about −4000 to −6500 V to the electrode plate, or 10Five -1012Direct current obtained by superimposing a DC voltage of −800 to −2000 V or a DC voltage of −500 to −2000 V to an AC voltage of 1000 to 2500 V / 600 to 2500 Hz on a charging member such as a roller or a brush having a resistance of about Ω · cm. A contact charging device for charging by applying a voltage, or a non-contact charging device for charging by applying a DC voltage or a DC voltage on which an AC voltage is superposed, with a charging member disposed about 30 to 250 μm away from the photoreceptor. It is used. The surface of the photoreceptor is set to a surface potential necessary for image formation using these charging devices, for example, 400 to 1000 V in absolute value. Note that a function-separated organic photoreceptor formed in the order of a charge generation layer and a charge transport layer that are generally used is negatively charged.
[0004]
All of the above-described charging devices are charging systems that involve discharge during charging, and therefore ozone (O.sub.Three), Nitrogen oxides (NOx), and the like (hereinafter, these substances generated from the charging device are referred to as corona products).
Chemical effects (corresponding to image flow and electrophotographic characteristic deterioration) of the corona product generated by the charging device on the photoreceptor are known in the prior art, but the degree of influence varies depending on the charging method. . Looking at the degree of influence of the charging method due to image flow or the like, roughly, the non-contact charging method ≧ the contact charging method ≧ the corona charging method, the order is reverse to the generation amounts of ozone and nitrogen oxides.
[0005]
In the case of the corona charging method, the charging efficiency (charging level with respect to the input voltage) greatly depends on the shape, size, discharge electrode used, and the like. In the corona charging method with good charging efficiency, ozone is obviously generated more than in the contact charging method, but the influence of chemical and physical hazards can be minimized as in the above order. Therefore, when a corona charging system charging device is used, the durability of the photoreceptor can be greatly extended.
When the corona charging method is used, the clear reason why the hazard to the photoconductor is low is unknown, but since it is away from the photoconductor, the substances that affect the process (halfway) disappear and decrease. This is presumably because the energy given to the photoconductor as a whole is low, the bonding force with the surface of the photoconductor becomes weak, and it is relatively easy to remove with a developer or the like.
[0006]
In the case of a contact or non-contact charging device, the amount of pollutants generated is small, but the distance to the photoconductor is very close, so the energy is large and the adhesion of the pollutants to the photoconductor surface is large. It is estimated that it will be difficult to remove.
Ozone is known as a strong oxidizing substance, and when it acts on the surface of the photosensitive layer, it oxidizes the surface of the photosensitive member to lower the electrical resistance (lower resistance) and further cuts the molecular structure of the photosensitive layer. This reduces the charging characteristics and sensitivity of the photoreceptor. However, because ozone adheres to an object and decomposes into oxygen molecules and oxygen atoms (which eventually becomes oxygen), the action time as ozone is relatively short, and the continuous effect is less than that of nitrogen oxides. Low.
[0007]
On the other hand, nitrogen oxides adhere to the surface of the photosensitive layer and penetrate into the photosensitive layer, thereby reducing the electrical resistance of the entire photoconductor, and the influence continues until the nitrogen oxides are removed.
If the corona product adheres to the surface of the photoconductor and absorbs moisture and is rubbed with a blade or developer, the corona product is stretched, so the range of reduction in electrical resistance (reduction in resistance) on the photoconductor surface is expanded. As a result, the resolution is lowered and the image flow area is enlarged over the entire surface.
[0008]
Further, when toner components (resin, wax, colorant, etc.) or paper dust (binder resin, talc, etc.) are attached, a filming phenomenon occurs on the surface of the photoreceptor, and resolution and image flow are more likely to occur. In addition, background contamination and density unevenness are caused, and further, the wear of the photosensitive layer is promoted.
[0009]
In the initial stage, even if corona products such as ozone and nitrogen oxides are attached, it is a transparent thin layer of dots or islands that does not penetrate immediately into the interior, but gradually becomes gradually internal by repeated use. Therefore, if appropriate measures are taken to eliminate corona products adhering to the surface at an early stage, damage can be minimized. However, the corona product is a very thin film that is strongly adsorbed on the surface of the photoconductor, and it cannot be scraped off at the edge of the cleaning blade, so that it is not easy to remove only the corona product. .
[0010]
As a countermeasure for eliminating the influence of the corona product and maintaining the image quality, a method of decomposing and invalidating the corona product generated by charging on the photosensitive member (for example, refer to Patent Document 1) or moisture. There is a method for reducing the influence of the image quality so that the image quality is not deteriorated. However, there is a limit that the effective period is short for the countermeasures with antioxidants, etc., and the means of applying antioxidants to the surface of the photoreceptor gradually deteriorates the function, and the effect stops at a relatively early stage. is there. Further, when it is applied excessively, the surface resistivity is lowered, and conversely, image deterioration is liable to occur.
[0011]
Alternatively, the method of containing a fluororesin in the protective layer (for example, see Patent Document 2) aims to suppress the adsorption of the corona product, but the corona product adheres indiscriminately on the photoreceptor. If it enters the recess, it is almost impossible to eliminate it with a normal cleaning device, and the problem that the adhesion gradually spreads and it is difficult to suppress the image flow still remains.
[0012]
A method of heating the photosensitive member (see, for example, Patent Document 3) is a method in which the image flow is affected by the influence of humidity and is caused by this. There is continuity of effect. However, in addition to the need to add a new heating source, there is a disadvantage (disadvantage) that a significant cost increase occurs due to the risk of burns and the need to take measures against heat.
[0013]
Further, the main cause of resolution reduction and image flow is a corona product. As described above, it is known that paper dust, a toner component, and the like other than the corona product adhere to the photoconductor. If the paper dust (talc or binder resin) or toner component adhering to the photoreceptor is not removed, it accumulates and eventually a filming film is formed. Therefore, it is not possible to maintain a sufficiently high quality image by removing only the corona product.
In general, there is a fact (phenomenon) that an image is less likely to flow in a photoconductor with much wear, and this is because the electrical resistance decreases (corresponding to low resistance) along with contaminants such as corona products, paper dust, and filming films. It is considered that resolution reduction and image flow do not occur because the photosensitized layer is scraped off. However, there is a problem that the durability of the photosensitive member is lowered due to much wear. For this reason, measures have been proposed regarding methods for scraping the photosensitive layer together with corona products, paper dust, filming, and the like.
[0014]
For example, the amount of wear on the surface of the photoconductor is controlled between the transfer process and the charging process (charge direct injection charging method using a magnetic brush) using a rubbing means such as a brush, a roller, or a web (100,000). A method is disclosed in which image blurring and flow are not generated even in a high humidity environment by adjusting to 0.1 to 1.0 μm per sheet. (For example, refer to Patent Document 4).
However, in the case of this method, since the photoconductor protective layer whose wearability is enhanced by adding conductive fine particles (filler) is formed on the surface of the photoconductor, the charge transport layer is formed on the outermost layer. The surface roughness is larger than that of a normal photoreceptor. Therefore, when the above-described nylon fiber brush (for example, a nylon fiber brush having a length of 5 mm) is used as a rubbing means for the photoreceptor having a protective layer with enhanced wear resistance, it adheres to the surface of the photoreceptor and is extremely It is not easy to polish a non-uniform corona product with a thin film. In addition, even if it is scraped, it becomes non-uniformly shaved, resulting in a surface state with poor uniformity. For this reason, there is a risk that the corona product cannot be sufficiently removed and image flow is caused. The roller-like and web-like rubbing means are more prone to wear because the scraping is reduced.
[0015]
Alternatively, as another method, an electrophotographic photosensitive member provided with a protective layer containing one or more organic silicate films can be appropriately selected at the time of charging, or a cleaning blade such as urethane rubber or silicon rubber can be used as a polishing means. Wear per 1000 revolutions by adjusting the pressure contact force or by using cerium oxide or strontium titanate with a particle size of 0.005 to 2 nm when a polishing apparatus (polishing roller, polishing pad, etc.) is provided. A method for adjusting the rate (5 nm or more and 30 nm or less) and cleaning the surface is disclosed (for example, see Patent Document 5).
However, in this method, when the applied voltage of the charging device is set to a high value, the corona product is increased and the photosensitive layer is chemically deteriorated. As a result, wear is promoted. There is a concern that durability will be lost.
[0016]
On the other hand, the means for controlling wear with a cleaning blade is effective to some extent for organic photoconductors that are subject to wear. However, when the surface of the photoconductor is hardened, the corona product that adheres will come into contact with the cleaning blade. It is difficult to remove even if the pressure is increased. On the other hand, the cleaning blade may be distorted or damaged (the edge of the part in contact with the photoconductor may be jagged), or the surface of the photoconductor may be scratched. Therefore, the durability of the photoreceptor is deteriorated. Further, when inorganic fine particles or the like are added to the developing means, there is a high possibility that the charging characteristics (Q / M) of the developer will be abnormal.
[0017]
In general, an organic photoconductor has a small hardness and is relatively brittle, so that it is easy to wear, and in the case of a photoconductor having a film thickness of about 30 μm, it has only a durability of about 50,000 to 100,000 sheets. Therefore, when removing a contaminant such as a corona product adhering to the surface of the photosensitive layer or a filming film, it is ideally desirable to remove only the corona product, but this is actually a difficult technique. For this reason, since it is inevitable that the photosensitive layer includes the photosensitive layer, how to keep the grinding amount to the minimum necessary is the key to maintaining the durability of the photosensitive member.
When the photosensitive layer is heavily worn, the electrophotographic characteristics are deteriorated (for example, the charging level is lowered, the sensitivity is lowered, and the background is soiled). That is, in order to maintain the characteristics of the photoreceptor for a long period of time, it is necessary to take measures for improving durability.
[0018]
As a measure for improving the surface hardness for improving the durability of such a photoreceptor, for example, 40% by weight of conductive fine particles such as zinc oxide, titanium oxide, tin oxide, antimony indium oxide, bismuth oxide, and tin-doped indium oxide are used. A method of forming the photosensitive layer dispersed as described above is disclosed (for example, see Patent Document 6).
Among the above materials, the durability of zinc oxide is low, but the other fillers can be expected to improve durability by being dispersed in the photosensitive layer. However, since the dispersion amount of the inorganic filler is as large as 40% by weight or more, the surface roughness tends to increase. For this reason, corona products, paper dust, and the like are likely to accumulate in the dents and are difficult to remove, so that the electrical resistance of the photoreceptor surface layer tends to decrease. In particular, when using a low melting point toner to which a large amount of wax is added, there is a problem that filming is likely to occur in combination with the problem due to the large amount of filler added. It is easy to cause image flow.
[0019]
Furthermore, in order to improve wear resistance, at least one selected from metal oxides such as titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, metal sulfides, and metal nitrides having an average particle size of 0.02 to 0.5 μm. Is disclosed in which a photosensitive layer is dispersed in a polycarbonate resin having a molecular weight of 40,000 or more (0.5 to 30% of the total solid weight of the surface layer) (see, for example, Patent Document 7).
The above method is effective in improving the wear resistance and ensuring the charging ability when the inorganic compound particles having high electrical resistance excluding silica are dispersed in the photosensitive layer. By including a butadiene-based charge transporting material in the photosensitive layer, the charge mobility can be maintained in the same manner as the charge transporting layer, so that problems related to charging and sensitivity can be solved to some extent.
However, trapping sites are easily formed between the particles and the binder resin. Therefore, if the particles are simply contained, the residual potential is accumulated by repeated use, resulting in deterioration of light attenuation, and gradually reducing image density and image unevenness. Sometimes. In addition, when a filler having a large particle size is used, the sharpness of the line image is reduced. On the other hand, the surface roughness of the photosensitive member is increased, and the difference between the maximum value and the minimum value is larger than the particle size of the toner. Leading to poor cleaning. In addition, there is a problem that the edge of the cleaning blade is easily deformed and the toner and the corona product are liable to be poorly cleaned. Further, when a filler having a small particle diameter of 0.1 μm or less is used, the wear resistance cannot be improved. When silica is used, the abrasion resistance is increased, but due to the oxidizing action by ozone, the photosensitive layer is rapidly reduced in resistance, and the image flow is reduced even in a normal humidity environment of about 60% RH. Therefore, a heat source for heating the photoreceptor to about 45 to 55 ° C. is essential. That is, it is necessary to install a heating device such as a drum heater that avoids image flow.
[0020]
Furthermore, inorganic fine particles having an average particle diameter of 0.05 to 0.5 μm are formed on a photosensitive layer having a surface roughness of 0.1 to 0.5 μm formed on a conductive support having a surface roughness of 0.01 μm to 2 μm. A method of dispersing (hydrophobized silica) is disclosed (for example, see Patent Document 8).
In this method, the effect of repelling water droplets (a large contact angle) is manifested by hydrophobizing the inorganic fine particles, but it is not possible to prevent the corona product from adhering, and therefore, the image flow cannot be prevented. In addition, the inorganic fine particles that have been subjected to hydrophobic treatment on the surface of the photosensitive layer can be scraped off by rubbing with a blade or the like. In addition, since silica has a decrease in electrical resistance due to the action of ozone, image flow is hardly improved. Impossible.
[0021]
In order to establish a high-quality image, it is important to maintain a surface resistivity and volume resistivity in a suitable range so that a corona product film or a filming film is not formed on the photoreceptor. For this purpose, a method and means for accurately measuring the resistivity are required. The resistivity tends to vary in the measured value depending on the measurement means and measurement environment. Therefore, it is necessary to define an appropriate measurement means and measurement environment that have high repeatability and can obtain actual values.
[0022]
As a general method for measuring surface resistivity and volume resistivity, there are the following static measurement methods. For example, (1) a method of measuring a specific resistance by forming a comb electrode pattern (electrode spacing 200 to 300 μm) of a gold electrode on a photoconductor as a sample to be measured by a vacuum deposition method or the like (for example, Non-Patent Document 1) (2) Using a pre-made surface / volume resistivity measuring device, a circular electrode (main electrode) and a ring electrode are placed on the sample, a voltage is applied between the electrodes, and the flowing current Is converted into resistivity (for example, see Non-Patent Document 2).
[0023]
The method (1) lacks simplicity, but has good adhesion to the sample because the electrode (a gold electrode is generally used) is directly deposited on the sample. Therefore, since the current flows uniformly, there is little loss and the repeated measurement value is relatively stable. However, since the electrodes are formed by vacuum deposition, the surface state of the photoreceptor changes, and there is a problem that a value far from the actual value can be obtained. For this reason, it is impossible to accurately grasp the surface resistivity and volume resistivity generated by the corona product.
[0024]
In the case of the measurement method (2), the measurement can be easily performed. However, since the measurement is performed by placing the metal electrode on the sample, in the case of irregularities in the shape of the sample or in the case of a drum-shaped sample having a curvature, the electrode can be physically brought into close contact with the sample. Because it is not possible to measure correctly. In addition, when a commercially available measuring jig (with a wide electrode interval of about 10 mm) is used, the resistance value of the photosensitive member is large and the current value is extremely small even when shielding is sufficiently performed (10-13-10-17A) Therefore, there is a problem that current fluctuation becomes large and accurate measurement cannot be performed.
[0025]
Specifically, as a means for measuring the surface resistivity (σs) or the volume resistivity (ρv), other than using an existing measurement jig (for example, a sample box for ultra-high resistance measurement, TR42, R12704A: manufactured by Advantest) In addition, there is a method of using mercury, liquid gallium, gold foil, or the like as an electrode material.
However, these electrode materials are difficult to handle, mercury is a dangerous poison and dangerous, and it takes a considerable amount of time to prepare a drum-shaped photoconductor with curvature, and it is easy There is a problem that it cannot be measured, and gold is expensive and easily damaged during processing, so that adhesion to the organic photoreceptor is almost impossible. In the case of liquid gallium, it is necessary to heat it to about 25 ° C. to make gallium into a liquid. After the measurement, a part of the electrode material remains in a ball shape on the photoconductor, and the photoconductor is used again. In some cases, there is an inconvenience of image defects.
[0026]
In order to maintain a high-quality image for a long period of time, it is necessary that the electrostatic latent image does not collapse until the development is completed. For this purpose, the surface resistivity and volume resistivity of the photoconductor are suitable. It must be adjusted to a numerical range.
If the surface resistivity is low, the charge formed on the surface of the photoreceptor spreads in all directions and the charge pattern is destroyed. Further, when the volume resistivity is low, a charge spread occurs in the photosensitive layer in the process of forming the electrostatic latent image, and a correct charge pattern cannot be formed. This phenomenon becomes worse as the resistivity is lower, and the image appears as a phenomenon such as character thickening, sharpness deterioration, and contrast reduction.
[0027]
As the photoconductor is vulnerable to contamination by ultraviolet rays, ozone, oil, etc., metal chips, etc., as a protective layer (forming a 0.05 to 20 μm resin film made of polyvinyl butyral, polyester, polycarbonate, acrylic resin, etc.) Surface resistivity is 1011A method of providing a protective layer of Ω or more is disclosed. (For example, refer to Patent Document 9). In addition, although the surface resistivity of a protective layer is described, there is no description of a measuring method and volume resistivity.
By forming a protective layer, it is reasonable to avoid the influence of oil and chips, but the electrostatic latent image for image formation is formed on the surface of the photoconductor. In any case, the image quality is inevitably degraded when the is damaged. Since the measurement method is not specified, it is unclear which measurement means measured the surface resistivity. But 1011Ω is clearly too low, and there is a possibility that the image quality will be sweet from the first image. In order to maintain stable image quality, at least 1013Ω or more, preferably 1014Ω is necessary, and it cannot be said that the range of surface resistivity is sufficient. Since almost all of the protective layer material is an insulator, accumulation of residual potential gradually increases and image quality deteriorates, which is not preferable as a protective layer material.
[0028]
On the other hand, in order to maintain the surface resistivity and the volume resistivity, cleaning means for cleaning the residual powder on the surface of the photoreceptor is important. Cleaning devices include a cleaning brush or a cleaning blade alone, or a combination of a cleaning brush and a cleaning blade, which are selectively used according to the developer, the photoreceptor, the copy amount, and the like.
The cleaning brush is basically installed for cleaning the residual powder after transfer on the photosensitive member, and generally does not have a function for removing film-like foreign matters such as filming. However, it is possible to wear it little by little by rubbing. As the material of the cleaning brush, fibers having good durability such as nylon fibers, polyester fibers, acrylic fibers, carbon fibers, chemical fibers, and inorganic fibers are used.
[0029]
For example, for a loop-shaped brush, the thickness of the raw yarn is 250d / 25F to 300d / 15F, the loop length is 2 to 4 mm, and the loop density is 50 to 100 (loop / cm2) Is disclosed (for example, see Patent Document 10). In the text, d represents denier and F represents a filament.
The cleaning performance of the loop brush is better than that of a straight brush, and toner tends to enter between the fibers and the cleaning performance tends to decrease due to clogging. Some improvement is possible by increasing the recycling power to the agent. Compared to straight hair brushes, the residual powder cleaning ability and filming film grinding ability are higher with the loop brush, but it is insufficient to improve the image flow.
[0030]
On the other hand, the blade cleaning method is an advantageous method for downsizing the image forming apparatus. In the blade cleaning method, if the blade is installed in the counter direction with respect to the rotation direction of the photoconductor, the biting into the photoconductor is increased, so that the toner cleaning performance is improved.
For cleaning blades, a rubber plate with a JIS-A hardness of about 50 to 90 degrees and a rebound resilience of about 30 to 60% is usually cut into strips with a width of 1.5 mm to 3 mm to form a plate made of aluminum or iron. Used by attaching to a support substrate.
There are two types of cleaning blades that are installed by installing one cleaning blade in the reverse rotation direction (counter) or forward rotation direction (leading) with respect to the rotation direction of the photosensitive member. The blade cleaning method is simpler than the brush method, and is an advantageous method for downsizing the image forming apparatus.
[0031]
However, in the blade cleaning method, if the blade is installed in the counter direction with respect to the rotation direction of the photoconductor, the biting into the photoconductor is increased and the toner cleaning performance can be improved, but the friction coefficient of the surface of the photoconductor is not small. Then, there is a problem that the cleaning blade bites into the photoconductor and the photoconductor is locked, not only the photoconductor is damaged but also the apparatus is broken. In addition, even when the photoconductor rotates, there is a problem that the photoconductor is abnormally scraped and damaged due to the large frictional resistance between the cleaning blade and the photoconductor, and the edge of the blade is pulled in the rotation direction of the photoconductor, A stick-slip phenomenon occurs in which a gap is generated between the photosensitive member and the photosensitive member. At this time, the toner comes out and causes a cleaning failure, which causes a filming film to be formed.
[0032]
As described above, in many image forming apparatuses, charging means, copy paper, and a developer are used to form an image. These always act on the photoconductor at the time of image formation, and the amount of action surely increases with the amount of copying, and the influence increases as the amount of copying increases. The charging means contains corona products such as ozone and nitrogen oxides (NOx), talc and binder resin from copy paper, and additives such as pigments, dyes, resins, and wax from the developer. By adhering, a low electric resistance layer is formed on the surface of the photoreceptor, thereby causing a reduction in image quality such as resolution reduction and image flow.
Measures are taken to avoid the influence of these formations and to achieve a high-quality image, an appropriate surface resistivity and / or volume resistivity of the photoreceptor for maintaining a high-quality image, etc. However, even if the prior art is effective at the beginning, the surface of the photoreceptor is lowered when used over a long period of time, and the surface resistivity and volume resistivity cannot be maintained. For this reason, development of a corresponding technology is desired.
[0033]
[Patent Document 1]
JP 2000-305291 A
[Patent Document 2]
JP 2000-206724 A
[Patent Document 3]
JP 2001-75461 A
[Patent Document 4]
JP-A-10-254291 ([0017] lines 4-7, [0015] lines 2-4)
[Patent Document 5]
JP 2001-249478 A ([0011] lines 6 to 7)
[Patent Document 6]
JP 08-234469 A ([0018], [0019])
[Patent Document 7]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-146641 ([Claim 2], [Claim 3], [0009], [0013])
[Patent Document 8]
JP 08-248663 A ([Claim 1], [Claim 2])
[Patent Document 9]
Japanese Patent No. 2562144
[Patent Document 10]
Japanese Patent No. 2619424
[Non-Patent Document 1]
Nakatani, “Electrophotographic characteristics of phthalocyanine-PVK laminated photoreceptor”, Journal of Electrophotographic Society, Vol. 23, No. 1, p. 3-P. 4 (1984)
[Non-Patent Document 2]
“Electrical Engineering Handbook”, edited by the Institute of Electrical Engineers of Japan (P.275-P.276, Chapter 7, FIG. 76, FIG. 77)
[0034]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide corona products such as ozone and nitrogen oxides (NOx) generated by charging means while ensuring the durability of the electrophotographic photosensitive member. Alternatively, remove talc from the copy paper, binder resin or pigment from the developer, dye, resin, wax, and other substances adhering to the surface of the photoconductor, and accurately measure the surface resistivity and volume resistivity of the photoconductor. Based on this, image formation that can maintain a good state at all times and can create a high-quality image with good sharpness and high resolution without any image unevenness by maintaining a favorable friction coefficient over a long period of time. An apparatus and a process cartridge are provided.
[0035]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent studies to solve the above-mentioned problems, a specific cleaning provided with a reinforced loop brush that sequentially and uniformly polishes a corona product having a high adhesive force that is generated on the surface of the photosensitive member during charging, every charging cycle. And a photosensitive member having durability adjusted so that surface abrasion does not proceed more than necessary even when polished by adding an inorganic filler to the photosensitive layer (scraped in an appropriate amount) Therefore, the surface of the photoconductor layer is always kept new and clean, the surface resistivity and volume resistivity are controlled to appropriate values, and a lubricant is applied on the photoconductor surface to reduce the friction coefficient. By adjusting and maintaining it within a suitable range, it is possible to suppress photoreceptor surface abnormalities due to the developer carrier, to prevent excessive abrasion due to polishing, to prevent deterioration of the cleaning blade, or to prevent deterioration of the cleaning property. Etc. is achieved, long term image unevenness without good sharpness and high resolution high-quality image formation has led to the present invention found to be achieved.
Hereinafter, the present invention will be specifically described.
[0036]
  According to the first aspect of the present invention, the surface of an electrophotographic photosensitive member provided with a photosensitive layer in which a filler is dispersed in an outermost charge transporting layer of a constituent layer provided on a conductive support is sequentially contacted or disposed in proximity. The electrostatic latent image is formed by an image exposure device, the electrostatic latent image is visualized as a toner image by a developing device, and the toner image is transferred to the transfer object under voltage application by a transfer device. A cleaning brush comprising a loop-like fiber to remove residual powder and adhering foreign matter on the surface of the electrophotographic photosensitive member.And a cleaning bladeAn image forming apparatus for cleaning by rubbing with a cleaning device comprising:
  Looped fiber surface of the cleaning brushWas formed by coating and curing a two-component resin liquid containing a water-based urethane resin as the main ingredient and an epoxy compound as a curing agent.The resin layer is coated and reinforced, and the surface resistivity (σs) of the photosensitive layer is 1 × 10.15~ 1x1017Ω and volume resistivity (ρv) is 1 × 1013~ 5x1015In addition to being adjusted to Ω · cm, the coefficient of friction of the photosensitive layer surface during image formation is adjusted to 0.2 to 0.4 (measured by the Euler belt method). is there.
[0037]
  The structure of claim 1, that is, the specific cleaning means provided with the reinforced loop brush, and durability so that the surface wear does not progress more than necessary even when polished by adding an inorganic filler and is scraped off in an appropriate amount. Due to the structure with the improved photoconductor, the surface of the photoconductor is uniformly and satisfactorily cleaned, the entire surface of the photoconductor is always kept clean, and the coefficient of friction is suitably adjusted, so that image unevenness is achieved. It is possible to form a high-quality image with good sharpness and high resolution over a long period of time.
According to a second aspect of the present invention, the loop-shaped fiber is an acrylic fiber containing conductive fine particles, a nylon fiber containing conductive fine particles, or a polyester fiber containing conductive fine particles. It is.
According to the configuration of claim 2, since the water-based urethane resin (main agent) and the epoxy compound (curing agent) are used as the coating material on the surface of the loop-shaped fiber, there is a concern about environmental pollution. The reinforced loop brush coated and cured with this two-component resin liquid is excellent in both durability and uniform polishing ability. For this reason, it is possible to remove residual powder such as toner adhering to the surface of the photoconductor by the loop brush subjected to this resin coating treatment, and to remove the contaminants that have started to adhere to the surface of the photoconductor thinly and uniformly. Always kept clean. As a result, there is little uneven wear of the photosensitive layer, it is possible to maintain a good surface resistivity and volume resistivity (suppress degradation to a minimum), and to form a high-quality image over a long period of time. Become.
[0038]
  Claim 3According to the present invention, the difference between the surface resistivity (σs) at the start of image formation of the photosensitive layer and the surface resistivity (σs) after image formation of 50,000 sheets is that the room temperature is 22 to 23 ° C. and the relative humidity is 65 to 67%. The measurement condition of the applied voltage 500500V is within one digit, and the surface resistivity (σs) is 1 × 1015~ 1x1017The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is Ω.
[0039]
  Claim 4According to the present invention, the difference between the volume resistivity (ρv) at the start of image formation of the photosensitive layer and the volume resistivity (ρv) after image formation of 50,000 sheets is that the room temperature is 22 to 23 ° C. and the relative humidity is 65 to 67%. The measurement condition of applied voltage 500V is within 2 digits, and the volume resistivity (ρv) is 1 × 1013~ 5x1015The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is Ω · cm.
[0040]
  Claims 3 and 4Since the surface resistivity or volume resistivity value at the start of image formation (initial stage) and after the image formation of a large number of sheets is controlled within a suitable range, and the fluctuation value is appropriately and strictly defined, A quality image can be created over a long period of time. In addition, the surface resistivity and volume resistivity of the photoconductor tend to gradually deteriorate with repeated imaging, but there is little change on photoconductors with high stability and stable characteristics, and is affected by ozone and nitrogen oxides. Since easy-to-follow photosensitive members tend to show a large change in the initial stage, it is possible to determine whether the image forming state is good or not by measuring the difference in resistivity between them.
[0046]
  Claim 5According to the present invention, the electrophotographic photosensitive member has an undercoat layer and a photosensitive layer sequentially formed on at least a drum-shaped conductive support, and the photosensitive layer has a two-layer structure of a charge generation layer and a charge transport layer. The image forming apparatus according to claim 1.
[0047]
  Claim 5By adopting this function separation type configuration, the design of the electrophotographic characteristics can be facilitated, and better charging characteristics and better sensitivity can be obtained. This makes it possible to form a high-quality image using an organic material for the charge transport layer.
[0048]
  Claim 6The present invention is characterized in that the charge transport layer further comprises a charge transport layer A in which inorganic filler is not dispersed and a charge transport layer B in which inorganic filler is dispersed.Claim 5The image forming apparatus described in the above.
[0049]
  Claim 7In the invention, the average particle size of the inorganic filler dispersed in the charge transport layer B is 0.3 to 0.7 μm, and the content of the inorganic filler isOf the charge transport layer B2 to 35% by weightClaim 6The image forming apparatus described in the above.
[0050]
  Claims 6 and 7According to the configuration, by providing the charge transport layer B in which the filler is dispersed, the charge transport layer A is adjusted so as to improve durability against the surface grinding of the photoreceptor and to have an appropriate amount of wear, and in which the filler is not dispersed. Is interposed between the charge generation layer and the charge transport layer B, abnormal charge transfer is prevented, and a stable high-quality image can be formed. From the viewpoint of stable high-quality image formation and long life of the photoreceptor, the content of the filler may be reduced when the corona charging method is used, and the filler may be increased when a contact or non-contact charging device is used. desirable.
[0051]
  Claim 8According to the invention, the friction coefficient is adjusted by applying one or two of zinc stearate or polytetrafluoroethylene (PTFE) to the surface of the photoreceptor. An image forming apparatus according to claim 1.
[0052]
  Claim 8According to the configuration, by applying fine zinc stearate and / or polytetrafluoroethylene (PTFE) (minimum necessary), the coefficient of friction of the photoreceptor surface that gradually increases in the image forming process is suitably reduced. Therefore, the friction coefficient during image formation can be adjusted to 0.2 to 0.4, so that the wear of the photosensitive layer can be suppressed, and image formation with good sharpness and high image quality is possible. It becomes.
[0053]
  Claim 9According to the present invention, the surface of the electrophotographic photosensitive member can be charged by a corona charging method, a contact charging method using a charging roller, or a non-contact charging method using a charging device disposed close to the electrophotographic photosensitive member. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is performed by any one of the methods.
[0054]
  Claim 9According to the present invention, by adjusting the amount of filler dispersed in the charge transport layer B in the present invention, it is possible to cope with the difference (large and small) in the chemical hazard level in charging, and to various charging means. In addition, the durability of the photoconductor can be ensured. In addition, a wide range of image forming apparatuses can be designed to provide high image quality.
[0055]
  Claim 10In the invention, the charging performed by any one of the above methods is performed by any one of a method of applying a DC voltage to the charging member or a method of applying a DC voltage superimposed with an AC voltage. DoClaim 9The image forming apparatus described in the above.
[0056]
  Claim 10According to this configuration, it is possible to select an optimum charging means according to the arrangement interval between the photosensitive member and the charging device (charging member or the like) and environmental conditions (humidity or the like). For example, when stability of image quality is required, a method of applying a DC voltage on which an AC voltage is superimposed is selected. Make it possible.
[0057]
  Claim 11The invention includes an electrophotographic photosensitive member having a photosensitive layer in which a filler is dispersed in an outermost charge transporting layer of a constituent layer provided on a conductive support, a charging device, a developing device,as well asCleaning brush made of looped fibersAnd a cleaning bladeA process cartridge detachably attached to an image forming apparatus main body integrally supporting at least one apparatus selected from cleaning apparatuses comprising:
  Looped fiber surface of the cleaning brushWas formed by coating and curing a two-component resin liquid containing a water-based urethane resin as the main ingredient and an epoxy compound as a curing agent.The resin layer is coated and reinforced, and the surface resistivity (σs) of the photosensitive layer is 1 × 10.15~ 1x1017Ω and volume resistivity (ρv) is 1 × 1013~ 5x1015In addition to being adjusted to Ω · cm, the coefficient of friction of the photosensitive layer surface during image formation is adjusted to 0.2 to 0.4 (measured by the Euler belt method).RupuIt is a process cartridge.
[0060]
  According to a twelfth aspect of the present invention, the loop fiber is an acrylic fiber containing conductive fine particles, a nylon fiber containing conductive fine particles, or a polyester fiber containing conductive fine particles. Is a process cartridge.
[0061]
  Claim 13According to the present invention, the surface of the electrophotographic photosensitive member can be charged by a corona charging method, a contact charging method using a charging roller, or a non-contact charging method using a charging device disposed close to the electrophotographic photosensitive member. It is performed by any one methodClaim 11Is a process cartridge.
[0062]
  Claims 11-13In addition to making the image device compact, it is possible to perform a simple and steady maintenance work, and further facilitate the replacement of parts, so that the total cost can be reduced. The image quality can be reduced and the image quality can be stabilized (replacement of the original high-quality image can be easily achieved by simply replacing the process cartridge).).
[0063]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention includes an image forming apparatus and a copying process, an electrophotographic photosensitive member, a cleaning member (cleaning brush and cleaning blade), a friction coefficient of the photosensitive member and its reduction, charging, surface resistivity, volume resistivity and a measuring method thereof. Embodiments of the present invention will be sequentially described with reference to the drawings.
<Image forming apparatus and copying process>
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an image forming apparatus using an indirect electrophotographic method (basic configuration example). In the image forming apparatus of FIG. 1, a charging device 2, an image exposure device 3, a developing device 4, a transfer device 5, a separation device 6, and a cleaning device 7 are arranged in this order on the periphery of the photoreceptor 1. The transfer body 9 (copy paper, OHP sheet, etc.) is arranged (system using the Carlson process). The cleaning device 7 includes a cleaning brush 7-1 and a cleaning blade 7-2.
[0064]
In FIG. 1, a lubricant application device 200 (201: lubricant, 202: application brush) for reducing the surface friction coefficient of the photoreceptor 1 is disposed between the cleaning device 7 and the charging device 2. However, the lubricant application device 200 is not necessary when a method of adding a lubricant to the photosensitive layer 1 or a method of adding it to the developer is used.
Although not shown, the photosensitive member 1 may include a damping member for suppressing vibration noise (high-frequency sound) generated when an AC voltage is superimposed on the charging device 2. it can. In addition, at least from the charging process to the transfer process of the copying process, it is necessary to perform an image forming process in a state where at least all light is blocked.
The outline of the image forming apparatus will be described below in accordance with the copying process.
[0065]
The photoreceptor 1 used in the present invention has a configuration in which an undercoat layer and then a photosensitive layer are formed on a drum-like conductive support made of a material such as aluminum. The photosensitive layer is a function-separated type photoconductor further comprising a charge generation layer and a charge transport layer. The charging polarity when forming the electrostatic latent image is negative.
The charge transport layer is composed of a charge transport layer in which no filler is dispersed (referred to as charge transport layer A) and a charge transport layer in which an inorganic filler is dispersed (referred to as charge transport layer B). The reason why the filler is dispersed in the charge transport layer B is to prevent deterioration of electrophotographic characteristics (for example, charging characteristics, sensitivity, etc.) by suppressing the photoconductor from being worn more than necessary (electrical, mechanical) This is for the purpose of improving stability. In addition, when a cleaning blade is used, biting into the photosensitive layer is reduced to reduce edge distortion of the blade and to prevent toner cleaning failure. That is, it is a suitable means for maintaining a high-quality image over a long period of time.
[0066]
The charge transport layer has a two-layer structure because it has a high resistivity (1012-1014This is because the residual potential is increased by adding a filler of (Ω · cm), and the deterioration of image quality (image density, resolution, etc.) due to accumulation is suppressed as much as possible. However, it is desirable to change the amount of filler added depending on the charging means, and it is preferable to use a small amount in the corona charging method described later and to increase it in the contact charging method or the non-contact charging method. This is to cope with a difference in hazard given to the photoreceptor.
The filler dispersed in the charge transport layer B is preferably α-alumina, but may be metal oxide fine particles such as titanium oxide. However, silica (SiO2It is not preferable to disperse fillers that tend to be reduced in resistance by ozone as in the case of resolution retention characteristics.
[0067]
By using the charging device 2 (adopting any one of a corona charging method, a contact charging method, and a non-contact charging method arranged several tens of micrometers away from the photosensitive member 1), the photosensitive member 1 is necessary for image formation. Charged to surface potential. A high voltage power supply circuit 2-2 is connected to the charging member 2-1 in FIG. The high-voltage power supply circuit 2-2 includes a circuit that generates either a DC voltage or a DC voltage on which an AC voltage is superimposed.
The roller-type charging member 2-1 shown in FIG. 1 is manufactured, for example, by covering a core of a SUS round bar having a diameter of 5 mm to 15 mm with an elastic member. The elastic member that charges the photosensitive member is added with a resistance control material such as conductive carbon, carbon fiber powder, or ionic conductive agent in epichlorohydrin rubber or urethane rubber, and if necessary, water repellent such as fluorine resin. To increase the volume resistance to 10Five-1014Those adjusted to Ω · cm are used. The applied volume resistivity needs to be changed between the contact charging member and the non-contact charging member.
[0068]
In the case of a non-contact charging member, the volume resistivity of the outermost surface is 10Five-108In the case of a contact charging member, the volume resistivity of the outermost surface is 10 Ω · cm.12-1014It is set to Ω · cm. This is because there is a gap between the charging member and the photosensitive member, so that the charging start voltage (Vth) is shifted to the higher side and the charging efficiency is different. In order to perform uniform charging, the volume resistivity of the charging member is Need to be low. However, if the volume resistivity is lowered too much, it causes discharge breakdown.FiveIt is desirable to make it Ω · cm or more.
The final outer diameter of the charging member 2-1 is set according to system conditions, but is usually about φ10 to φ20 (mm). In order to obtain good image forming properties, it is desirable that the contrast potential is at least 250 V or more, and the charging potential for this purpose is preferably -400 V to -800 V.
[0069]
On the surface of the photosensitive member 1 that has been charged, an original image read by a CCD (charge coupled device) or a digital signal transmitted from a personal computer or the like is provided with one or a plurality of LD (Laser Diode) elements or LEDs. (Laser Emitting Diode) An image exposure apparatus 3 composed of an array, a convex lens, a polygon mirror, a cylindrical lens or the like irradiates a single-wavelength optical image narrowed down to a dot diameter of about 60 to 20 μm, and responds to an input signal. An electrostatic latent image is formed.
For the LD element or LED array (wavelength: 780 to 400 nm), an element having an oscillation wavelength at or near the highest sensitivity region of the photoreceptor is selected. Since the spot diameter can be narrowed as the oscillation wavelength becomes shorter, an LD element having an oscillation wavelength on the short wavelength side of about 400 to 450 nm is advantageous when obtaining a high resolution such as 1200 dpi or 2400 dpi.
[0070]
The electrostatic latent image is visualized by the developing device 4. There are one-component and two-component developers. In the present invention, a two-component developer (carrier and toner) is used for development.
As a carrier used in a two-component developer, for example, polyfluorinated carbon to improve the charging property, charging stability, durability, etc. of magnetic powder (magnetic powder) such as iron, ferrite and nickel A material coated with a resin such as polyvinyl chloride or polyvinylidene chloride is used. The particle size of the carrier is about 30 to 60 μm. The particle size of the carrier affects the resolution, and the smaller the resolution, the better the resolution. However, when the carrier particle size is too small, the carrier is attracted by the electrostatic force of the photoconductor and tends to adhere to the photoconductor. For this reason, toner image transfer failure (transfer omission) occurs, or the blade is pressed against the photoconductor by being transported to the cleaning unit. As a result, the photoconductor surface is damaged and the surface roughness is increased, resulting in deterioration of image quality. In addition, the corona product may enter the uneven portion and cause the image to flow, which may contribute to shortening the durability of the photoreceptor.
[0071]
On the other hand, as the toner, toner produced by a pulverization method and then spheroidized by scraping off the angular portions of the particles (average circularity of 0.9 to 0.94) or polymerization method (emulsion polymerization method, suspension weight) A spherical toner (average circularity is 0.95 to 1.0) having a weight average particle diameter of 4 to 8 μm, which is manufactured by a legal method, etc., and 2 to 10% by weight based on the carrier as a two-component developer. Used by mixing.
The particle size of the toner affects the resolution as well as the carrier. However, if it is too small, it will easily scatter, and will float in the atmosphere for a long time. It is desirable to remove the fine particles of about 1 to 3 μm.
[0072]
Next, the transfer device 5 (corona discharge type, roller, belt type, or the like) to which a positive voltage is applied is transferred to a transfer target 9 (copy paper, OHP sheet, etc.) conveyed from the cassette, and is separated by the separation device 6. The transfer target 9 is separated from the photosensitive member 1 and sent to the fixing device 8 to be a hard copy. Residual powder such as toner on the photoreceptor 1 is cleaned by the cleaning device 7.
The cleaning brush 7-1 of the cleaning device 7 according to the present invention is subjected to a resin coating process such that a contaminant such as a corona product attached to the photosensitive member 1 is polished into an extremely thin layer (reinforced loop brush). The surface of the brush (processed fiber) is always in contact with the photoreceptor 1. The photosensitive member 1 after being polished and removed of contaminants is subjected to a process in which most of the polished powder and residual powder are cleaned by the cleaning blade 7-2.
[0073]
After the cleaning, the lubricant is applied thinly on the surface of the photoreceptor 1 by the lubricant application device 200, and the increased friction coefficient is lowered to a predetermined level (0.2 to 0.4). The surface is sufficiently smoothed. By the operation of applying the cleaning brush 7-1 and the lubricant 201, the surface resistivity (σs) and the volume resistivity (ρv) of the photosensitive member 1 are maintained and controlled in a suitable range. Note that the method of applying the lubricant is not limited to the method of the lubricant applying device 200 described above, and is a method of applying via a cleaning brush or a charging roller, or when developing the lubricant dispersed in the developer. There is a method of giving, and any method may be used in the present invention.
The friction coefficient during image formation after applying the lubricant is preferably 0.2 to 0.4. At the start of image formation (at the start), it may be temporarily smaller than 0.2 or larger than 0.4.
[0074]
Various effects other than the above can be obtained by applying the lubricant in this manner. For example, improvement in cleaning performance (especially effective in the case of a spherical toner having a circularity close to 1.0), suppression of deformation (distortion) of the cleaning member, relaxation of toner adhesion to the photosensitive member, prevention of sharpness deterioration, reduction of the photosensitive layer For example, wear suppression. However, if the coefficient of friction is too low, faithful development with respect to the electrostatic latent image is hindered, and the grinding force of the corona product adhering to the photoreceptor is lacking, which causes a reduction in resolution and image flow.
[0075]
A series of copying cycles is completed by the above-described charging-cleaning- (applying lubricant), and the next copying process is repeated again.
Note that the copying process described with reference to FIG. 1 can also be applied to a full-color image forming apparatus. Although not shown, in a full-color electrophotographic copying machine or color laser beam printer, four systems (colors) of magenta (M), cyan (C), yellow (Y), and black (Bk) are used on one photosensitive member. ) Developing device, or a four-photosensitive member and magenta (M), cyan (C), yellow (Y), and black (Bk) as shown in the schematic diagram of FIG. There is a quadruple tandem type copying type image forming apparatus in which four systems (colors) of developing devices are arranged.
Further, by combining two or more of the photoconductor 1, the charging device 2, the developing device 4, the cleaning brush 7-1 and the cleaning blade 7-2 shown in FIG. The process cartridge can be detachably attached to the image forming apparatus main body as illustrated in the schematic diagrams of FIGS. 3 and 4.
Hereinafter, the configuration of the photosensitive member (photosensitive member, cleaning brush, charging (surface resistivity, volume resistivity, friction coefficient, etc.) in the image forming apparatus of the present invention will be described in detail for each item.
[0076]
<Photoconductor>
The basic structure of the photoreceptor is as shown in the schematic diagram of FIG. 5, and an undercoat layer 22 and a photosensitive layer 23 are formed in this order on a conductive support 21 (for example, made of drum-shaped aluminum). .
The photosensitive layer 23 of the photoreceptor used in the present invention further has a function-separated type photosensitive layer configuration of a charge generation layer 24 and a charge transport layer 25 as shown in the schematic schematic diagram of FIG. Further, the charge transport layer 25 in FIG. 6 is composed of a charge transport layer A (inorganic filler non-dispersed layer) 25a and a charge transport layer B (inorganic filler dispersed layer) 25b as shown in the schematic schematic diagram of FIG. Has been. At least an organic material is used for the charge transport layer 25 shown in FIG. The reason why the function separation type is used is that it is easy to design the electrophotographic characteristics of the photoreceptor, and good charging characteristics and sensitivity can be obtained.
The charge transport layer A25a and the charge transport layer B25b are composed of a low molecular charge transport material, a binder resin, and a layer in which an appropriate amount of an antioxidant or a dispersant is dispersed as required, or a polymer charge transport material, The film thickness and the layer configuration are set according to the quality required for the photoreceptor 1.
[0077]
The total film thickness of the charge transport layer is preferably set to 10 μm to 30 μm. If the film thickness is thinner than 10 μm, a sufficient light / dark potential difference necessary for image formation cannot be secured, and only a poor image can be obtained. In the case of being produced by the dip coating method, the photosensitive layer is not uniformly formed, so that the image quality is likely to be non-uniform due to film thickness unevenness. On the other hand, when the film thickness is greater than 30 μm, the dot pattern spreads in the layer, causing a reduction in sharpness and a reduction in resolution, making it difficult to achieve formation of a high-quality image. Usually, the film thickness is set in consideration of durability, optical characteristics, and electrical characteristics.
[0078]
<Conductive support>
Examples of members that can be used as the conductive support 21 (FIGS. 5, 6, and 7) of the photosensitive member 1 include not only metals such as stainless steel, copper, and brass that satisfy various electrical, mechanical, and chemical characteristics, but also compressed paper, A conductive layer is formed by vapor deposition or sputtering of gold, aluminum, platinum, chromium, or the like on a resin or glass, and further, a conductive layer in which fine particles such as carbon or tin are dispersed is applied. Aluminum, especially aluminum alloys such as Alloy No. 3003 (JIS H 4000), considering that it is thin and easy to cut, light and advantageous for recycling, and that it is easy to form a blocking layer and is easily available. Is preferred.
Techniques for processing the surface of aluminum include cutting, honing, and blasting. After cutting the drum-shaped aluminum tube to the required length by these processing techniques and cutting it to the target outer diameter, the surface roughness is set to 10-point average roughness Rz by super finishing and mirror finishing.JISAnd is washed sufficiently until the cleaning solution is completely removed, and used as a conductive support for an electrophotographic photosensitive member. 10-point average roughness Rz of supportJISIn general, when the thickness is 10 μm or less, an abnormal image due to the surface roughness of the support can be suppressed to a level that does not cause a problem in practice.
[0079]
The shape of the conductive support 21 is desirably a drum shape, and the outer diameter is generally about 30 mm to 100 mm. For a photoreceptor having an outer diameter of φ30 to φ100 (mm), the thickness of aluminum is about 0.6 mm to 3 mm. In the case of an organic photoreceptor, the processing temperature during heat drying is 120 to 160 ° C. and the processing time is about 10 to 60 minutes. Is desirable. In addition to being advantageous in terms of cost by reducing the wall thickness, the temperature is easily applied even when the photosensitive layer is heated and dried.
There is a merit that it is easy to suppress a decrease in (effect).
However, if the wall is too thin, it may be deformed when the flange is mounted or when the damping member is built in, so that the shape and dimensions of these members must be sufficiently controlled. In other words, when the outer diameter is deformed, a slight deviation from those members occurs when charging and the blade come into contact with each other, thereby affecting non-uniform charging and cleaning properties. The variation of the outer diameter of the conductive support is evaluated by items such as roundness, straightness, and single touch, but it is desirable that these numerical values are all small.
[0080]
<Underlayer>
An undercoat layer 22 is provided between the conductive support 21 and the photosensitive layer 23 as necessary. The form of the undercoat layer 22 can be changed depending on the wavelength range of the light source used. For example, when an LD element or LED array having an oscillation wavelength in a long wavelength region of 650 to 780 nm is used as a light source, moire due to reflection of light from aluminum is generated, so the undercoat layer 22 is indispensable. However, when an LD element having an oscillation wavelength of about 400 to 420 nm is used, the absorption near the surface layer increases, and as described in the specific examples of the present invention (FIGS. 5, 6, and 7). The undercoat layer 22 is not necessarily required, and may be a thin film of 1 μm or less such as alumina or a semiconductor film that prevents hole injection. However, it is desirable to be opaque.
[0081]
The reason for forming the undercoat layer 22 is to prevent charge injection from the conductive support 21 side, stabilize charging characteristics, improve adhesion, prevent moire, improve coatability of the upper layer, reduce residual potential, etc. Objective. Therefore, a method may be employed in which a semiconductor film that prevents injection of holes (holes) and allows electrons (electrons) to pass therethrough is formed, and an intermediate layer or undercoat layer 22 is further formed thereon. In general, the undercoat layer 22 is high enough not to cause potential decay within a unit time.ElectricalA thin film mainly composed of a resin having resistance is formed. Since the photosensitive layer 23 is applied and formed on the undercoat layer 22 using a solution containing a solvent thereon, it is desirable to use a resin having a high solvent resistance (dissolution resistance) with respect to a general organic solvent. .
Examples of such resins include water-soluble resins such as polyvinyl alcohol, casein, and sodium polyacrylate, alcohol-soluble resins such as copolymer nylon and methoxymethylated nylon, polyurethane, melamine resins, alkyd-melamine resins, and epoxy resins. Examples thereof include curable resins that form a three-dimensional network structure. Further, for example, metal oxides such as titanium oxide, silica, alumina, zirconium oxide, tin oxide, and indium oxide, or fine powders such as metal sulfides and metal nitrides may be dispersed and contained. These undercoat layers can be formed using an appropriate solvent and coating method.
[0082]
Further, as the undercoat layer 22 (FIGS. 5, 6 and 7) of the present invention, a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a chromium coupling agent or the like is used, for example, a metal oxide layer by a sol-gel method or the like. A method of forming is also useful.
In addition, as the undercoat layer 22 of the present invention, Al2OThreeOr an organic material such as polyparaxylylene (Parylene: trade name of Union Carbide), or SnO2TiO2, CeO210 provided with an inorganic material such as a vacuum thin film manufacturing method.Ten-1013A thin film having an electrical resistance (volume low efficiency) on the order of Ω · cm can be used satisfactorily. The thickness of the undercoat layer is suitably from 0.1 to 20 μm, preferably from 0.5 to 10 μm.
[0083]
<Charge generation layer>
Next, the charge generation layer 24 (FIGS. 6 and 7) will be described. The charge generation material used for the charge generation layer 24 includes an inorganic material and an organic material.
Inorganic materials include crystalline selenium, amorphous selenium, selenium-tellurium, selenium-tellurium-halogen, selenium-arsenic compounds, amorphous silicon, and the like. In the case of amorphous silicon, those obtained by terminating dangling bonds with hydrogen atoms and halogen atoms, or those doped with boron atoms, phosphorus atoms, etc. are preferably used.
On the other hand, a known material can be used as the organic material. For example, phthalocyanine pigments such as metal phthalocyanine and metal-free phthalocyanine, azulenium salt pigments, squaric acid methine pigments, azo pigments having a carbazole skeleton, azo pigments having a triphenylamine skeleton, azo pigments having a diphenylamine skeleton, dibenzo An azo pigment having a thiophene skeleton, an azo pigment having a fluorenone skeleton, an azo pigment having an oxadiazol skeleton, an azo pigment having a bisstilbene skeleton, an azo pigment having a distyryl oxadiazol skeleton, and a distyrylcarbazole skeleton Azo pigments, perylene pigments, anthraquinone or polycyclic quinone pigments, quinoneimine pigments, diphenylmethane and triphenylmethane pigments, benzoquinone and naphthoquinone pigments, cyanine and azomethine pigments, Njigoido pigments, bisbenzimidazo - such as Le based pigments. These charge generation materials can be used alone or as a mixture of two or more.
[0084]
Examples of the binder resin used for the charge generation layer 24 are polyamide, polyurethane, epoxy resin, polyketone, polycarbonate, polyarylate, silicone resin, acrylic resin, polyvinyl butyral, polyvinyl. Formal, polyvinyl ketone, polystyrene, poly-N-vinylcarbazole, polyacrylamide and the like can be mentioned. These binder resins can be used alone or as a mixture of two or more. Further, a low molecular charge transport material (electron transport material or hole transport material) may be added as necessary.
[0085]
Examples of the electron transporting material include chloroanil, bromoanil, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 2,4,5,7-tetranitro-9-fluorenone, 2,4 , 5,7-tetranitroxanthone, 2,4,8-trinitrothioxanthone, 2,6,8-trinitro-4H-indeno [1,2-b] thiophen-4-one, 1,3,7-tri Examples thereof include electron accepting substances such as nitrodibenzothiophene-5,5-dioxide. These electron transport materials can be used alone or as a mixture of two or more.
[0086]
Examples of the hole transporting material include the following electron donating materials and are used favorably.
For example, oxazol derivatives, oxadiazol derivatives, imidazole derivatives, triphenylamine derivatives, 9- (p-diethylaminostyrylanthracene), 1,1-bis- (4-dibenzylaminophenyl) propane, styrylanthracene , Styrylpyrazoline, phenylhydrazones, α-phenylstilbene derivatives, thiazol derivatives, triazole derivatives, phenazine derivatives, acridine derivatives, benzofuran derivatives, benzimidazole derivatives, thiophene derivatives, and the like. These hole transport materials can be used alone or as a mixture of two or more.
[0087]
The charge generation layer 24 is mainly composed of a charge generation material, a solvent, and a binder resin, and may include additives such as a sensitizer, a dispersant, a surfactant, and silicone oil. Good.
Examples of the method for forming the charge generation layer 24 include a vacuum thin film manufacturing method and a casting method from a solution dispersion system. As the vacuum thin film preparation method, vacuum deposition method, glow discharge decomposition method, ion plating method, sputtering method, reactive sputtering method, CVD method, etc. are used, and it is formed well by the inorganic materials and organic materials mentioned above. it can. Further, in order to provide a charge generation layer by a casting method, a ball mill using a solvent such as tetrahydrofuran, cyclohexanone, dioxane, dichloroethane, butanone together with a binder resin if necessary with the inorganic or organic charge generation material described above, It can be formed by dispersing with an attritor, a sand mill or the like, and applying the solution after diluting the dispersion appropriately. The coating can be performed using a dip coating method, a spray coating method, a bead coating method, or the like.
[0088]
The film thickness of the charge generation layer 24 provided as described above is suitably about 0.01 to 5 μm, preferably 0.05 to 2 μm. Usually, it is applied to a thickness of 0.1 to 0.3 μm. If the film thickness is too thin, poor sensitivity occurs, but if it is too thick, light attenuation deterioration due to space charge and a residual potential increase occur, leading to image quality deterioration such as image density reduction and resolution reduction.
[0089]
<Charge transport layer>
Next, the charge transport layer 25 (FIGS. 6 and 7) will be described. The charge transport layer 25 is formed to ensure a surface potential necessary for image formation. The charge transport layer 25 can of course be used alone as an organic photosensitive layer, but it is preferable to subject the surface of the organic photosensitive member to abrasion resistance in order to maintain the durability and image quality of the photosensitive member. In the present invention, a method of incorporating (adding) a high hardness inorganic filler in the depth direction from the outermost surface of the charge transport layer 25, that is, in the thickness direction is adopted. The filler in the charge transport layer B25b is preferably either uniformly dispersed in the charge transport layer or a layer structure in which the concentration gradient is increased toward the surface layer, but it is uniform from the viewpoint of maintaining durability. Dispersion is preferred. As shown in FIG. 7, the charge transport layer A25a is formed, and the charge transport layer B25b to which an inorganic filler is added is stacked to a thickness of about 2 to 10 μm (usually about 3 to 10 μm). A layer is formed.
[0090]
As described above, the charge transport layer 25 is formed on the charge generation layer 24 in the order of the charge transport layer A and the charge transport layer B. This is because the charge transport layer B25b is in direct contact with the charge generation layer 24. This is because an abnormal movement of charge occurs between the charge transport layer B25b and the charge generation layer 24, and a spotted pattern appears in the image. Accordingly, the charge transport layer A25a in which the filler is not dispersed in the region in contact with the charge generation layer 24 is desirable, and the film thickness is preferably at least 2 μm. As the coating means, a dip coating method, a spray coating method, or the like can be used.
[0091]
The charge transport layer A25a and the charge transport layer B25b must be configured such that no interface (barrier) exists between them. If an interface (barrier) exists, the movement of holes is restricted, thereby deteriorating the light attenuation characteristics and increasing the residual potential, thereby deteriorating electrophotographic characteristics such as a decrease in contrast potential and afterimage. By preventing the formation of an interface (barrier), the hole-electron pairs generated in the vicinity of the interface between the charge generation layer 24 and the charge transport layer 25 are immediately separated and the movement of holes is inhibited by the interface (barrier). Without reaching the surface layer, a normal electrostatic latent image can be formed by canceling the surface charge (-).
[0092]
However, since the filler is dispersed, some loss due to the amount of filler dispersed, particle size, etc., for example, dimming, light diffusion, variation in charge distribution, etc. occurs, but when added in a suitable range This is a negligible range, and there is no practical problem.
In order to prevent the formation of an interface between the charge transport layer A25a and the charge transport layer B25b, after the charge transport layer A25a is applied and touch-drying time (several minutes), oxidation or some kind of precipitation occurs. The charge transport layer B25b may be applied within the range (preferably within 1 to 2 days). After coating, the photoreceptor can be prepared by heating and drying the entire photoreceptor at a temperature of 130 to 160 ° C. for about 10 to 60 minutes.
[0093]
The total film thickness of the charge transport layer 25 (charge transport layer A + charge transport layer B) is set to 10 to 30 μm. The smaller the variation of the entire photosensitive layer (difference between the maximum film thickness and the minimum film thickness), the smaller the coating thickness. Since the influence of unevenness is likely to occur, it is desirable to set finely, and it is preferable to set within a range of ± 1 μm for 10 μm and within a range of ± 2 μm for 30 μm.
As the film thickness of the charge transport layer 25 decreases, the capacitance increases and the electric field strength increases, but it is difficult to ensure a sufficient charge level. If the charge possessed by the toner is small, it is possible to increase the developing ability even with a thin film photoconductor, but voltage development is unavoidable with the small particle size toner that is currently used in the market. For this reason, a certain surface potential is required.
[0094]
Note that if the thickness of the charge transport layer is reduced, distortion at the time of movement of holes is reduced, so that a high-quality image can be reproduced. On the other hand, the thicker the thickness, the smaller the electrostatic capacity, so that a high charge level is secured, which is advantageous for obtaining a high-contrast image, but when the charge moves, it is distorted when light is input and the resolution is reduced. descend. When the thickness of the charge transport layer is about 10 μm, the charge level is charged only at around −450V. However, if the residual potential is suppressed to about -50V to -100V and the developing bias potential is set to -350V, the contrast potential can be secured to about 250V to 300V, so that it is possible to perform image formation with no practical problem. .
[0095]
The film thickness of the charge transport layer B25b is desirably changed depending on the durability and image quality characteristics required for the photoreceptor. From the viewpoint of durability, it is desirable that the charge transport layer B has a certain thickness. However, as the thickness increases, the optical characteristics and electrical characteristics deteriorate, and this causes a decrease in resolution and an increase in residual potential. Image quality is degraded. Therefore, it is necessary to suppress the film thickness within a range in which the required image quality can be maintained.
Further, the ratio of the thickness of the charge transport layer B in the total charge transport layer is preferably 6.7 to 80% (however, the thickness of the entire charge transport layer is preferably 10 to 30 μm).
The maximum film thickness when the amount of filler added is in the range of 2 to 35% by weight is about 8 to 10 μm, and the minimum film thickness is set according to the required durability, but usually it is set to about 3 to 6 μm. Good image quality can be maintained in terms of durability.
[0096]
The amount of filler added to the charge transport layer B depends on the charging method and required durability (depending on wear, chemical and physical deterioration), or image quality (charge level, sensitivity, residual potential, etc.) Affected by). A desirable addition amount is 2 to 35% by weight, preferably 3 to 30% by weight, based on the total weight of the charge transport layer B. However, it is desirable to change the filler to be included depending on the charging means, and in the corona charging method with relatively little chemical hazard, the filler should be small, and in the contact or non-contact charging method with large chemical hazard, a larger amount of filler may be contained. desirable.
[0097]
For example, when the corona charging method is used, the amount of filler added is desirably 2 to 20% by weight. When the amount is less than 2% by weight, the photosensitive layer is heavily worn, and an abnormal image is likely to occur due to the sticking of a carrier. On the other hand, when the amount is more than 20% by weight, it is difficult to physically wear, so that an abnormality such as filming is likely to occur. Usually, about 3 to 10% by weight can provide sufficient practicality.
In the case of the contact charging method or the non-contact charging method, it is desired to be 15 to 35% by weight, preferably 15 to 30% by weight. In this case, the chemical deterioration mainly imparted to the charge transport layer by the charging means is larger than that in the corona charging method, so it is better to increase the amount of filler added. However, if the amount is too large, the polishing ability of the cleaning brush will be exceeded, so it is best to set it to 35% by weight, preferably 30% by weight or less. When the addition amount is large, the polishing ability of the cleaning brush becomes insufficient, and a filming phenomenon occurs, and abnormalities such as an image flow phenomenon and image density unevenness are likely to occur.
[0098]
The amount of filler added as described above is not applicable when a normal cleaning brush is used, and exhibits a great effect when using a loop brush (reinforced loop brush) with enhanced polishing ability as described in the present invention. .
If the amount of filler added is increased, the polishing ability of the cleaning brush can be increased, or other means of promoting polishing can be considered, but abnormal images due to the polished filler, uneven wear, cleaning blade damage, etc. Since it tends to occur and the durability of not only the photoconductor but also the cleaning blade is reduced, it is not a preferable means.
[0099]
Filler materials include organic filler materials and inorganic filler materials.
Examples of the organic filler material include fluororesin powder such as polytetrafluoroethylene, silicone resin powder, amorphous carbon powder, and the like, and inorganic filler materials include copper, tin, aluminum, and indium. Metal powders such as silica, tin oxide, zinc oxide, titanium oxide, alumina, indium oxide, antimony oxide, bismuth oxide, calcium oxide, tin oxide doped with antimony, indium oxide doped with tin, etc. Examples thereof include inorganic materials such as oxides, metal fluorides such as tin fluoride, calcium fluoride, and aluminum fluoride, potassium titanate, and boron nitride. Among these fillers, it is advantageous to use an inorganic material in terms of hardness to improve wear resistance.
[0100]
In particular, titanium oxide or alumina can be desirably used in the present invention, but alumina (especially α type) is more preferable. Alumina has the second highest hardness after diamond, relatively good translucency, good dispersibility in resin, strong oxide film, and a specific resistance of 1013-1015It is around Ω · cm. Furthermore, since it has water repellency, environmental stability is excellent. Accordingly, when used as a filler for a photoreceptor, stable photoreceptor characteristics are exhibited even when used for a long time.
The filler material can be dispersed together with a charge transport substance, a binder resin, a solvent, and the like using an appropriate disperser.
[0101]
When the surface roughness of the photosensitive layer increases due to the addition of the filler, the edge of the character becomes jagged, and the cleaning property of the residue such as toner and paper dust is deteriorated, which may cause a problem of defective cleaning. Contaminants such as corona products remain in areas where the blades do not come into contact, causing an image flow, and toner filming, and further, the edge of the cleaning blade is missing, and the photosensitive layer is easily damaged.
For this reason, it is necessary to select a filler having a particle size with good dispersibility so that the target wear resistance can be achieved and good image quality can be obtained. The primary particle size of the filler dispersed in the photosensitive layer is determined from the light transmittance, wear resistance, surface roughness, etc. of the charge transport layer.
[0102]
If the average particle size of the filler to be dispersed is in the range of 0.2 to 1.0 μm, there is no problem with short-term imaging, but in the long term, a narrower range will yield a high-quality image. The average particle size is desirably 0.3 to 0.7 μm, preferably 0.3 to 0.5 μm. The reason for defining the size of the filler to be dispersed is to balance the surface roughness and durability. However, in order to improve durability, it is necessary to reduce the friction coefficient (or free surface energy) of the surface of the photoreceptor with a lubricant or the like. The surface roughness of the photoreceptor surface is 10-point average roughness RzJISIt is desirable that the thickness is 0.3 to 1.0 μm and the maximum height Rz is 0.4 to 1.5 μm.
[0103]
The filler added to the charge transport layer B25b is spherical and has high hardness, optical transparency, and a volume resistivity of 10Ten-1015About Ω · cm, preferably 1012-1014It is preferably Ω · cm, water repellency, and its function is maintained. If the volume resistivity is low, charge retention becomes difficult and the resolution is reduced. If the volume resistivity is too high, the residual potential is increased, the image potential is increased, and the contrast potential is decreased. A high image density cannot be obtained, and the image has a lot of unevenness.
[0104]
The filler (metal oxide such as titanium oxide and alumina) in the present invention is an insulator, and when dispersed in the binder resin, traps are easily formed at the interface between the particles and the binder resin. For this reason, when the photoreceptor is used repeatedly, there is a concern that the residual potential accumulates, leading to an increase in image portion potential, resulting in a decrease in image density and resolution. In this case, the dispersibility is improved. It is possible to add an additive that makes the photosensitive layer uniform and inhibits trap formation or reduces trap density.
[0105]
In addition, the charge applied to the surface of the photoconductor in image formation is performed by a charging device placed in contact with or close to the photoconductor. As described above, the generation of corona such as ozone and nitrogen oxides generated during this charging is performed. Objects adhere to the surface of the photoreceptor or enter the photosensitive layer to reduce the electrical resistance, resulting in a reduction in image quality such as a reduction in resolution. In order to avoid or eliminate this, a small amount of an antioxidant or a plasticizer can be added to the charge transport layer 25. However, these additives are not always necessary, and may be left unadded when the charge transport layer 25 is thin, when the amount of filler added is small, or depending on the image system.
In the charge transport layer B25b to which a filler is added, a coating liquid in which an appropriate amount of filler is dispersed in a binder resin is applied to a target film thickness using a coating method such as a spray method or a dipping method.
[0106]
Examples of the low molecular charge transport material constituting the charge transport layer 25 (6, 7) include oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazoles derivatives, triphenylamine derivatives, α-phenylstilbene derivatives, toniphenylmethane derivatives, anthracene derivatives, and the like. Can be used.
On the other hand, as the charge transport layer 25 polymer charge transport material, the following known polymer charge transport materials can be used.
(1) As a polymer having a carbazole ring in the main chain and / or side chain, for example, poly-N-vinylcarbazole and other known compounds (for example, JP-A-50-82056, JP-A-Shosho). No. 54-9632, JP 54-11737, JP 4183719, and the like.
(2) As a polymer having a hydrazone structure in the main chain and / or side chain, there are known compounds (for example, compounds described in JP-A-57-78402 and JP-A-3-50555).
(3) As polysilylene polymers, there are known compounds (for example, compounds described in JP-A-63-285552, JP-A-5-19497, JP-A-5-70595, etc.).
(4) As a polymer having a tertiary amine structure in the main chain and / or side chain, N, N-bis (4-methylphenyl) -4-aminopolystyrene or a known compound (for example, JP-A-1-13061). No. 1, JP-A-1-19049, JP-A-1-1728, JP-A-1-105260, JP-A-2-167335, JP-A-5-66598, JP-A-5-40350. And the like.
(5) Examples of other polymers include formaldehyde condensation polymers of nitropyrene and known compounds (for example, compounds described in JP-A Nos. 51-73888 and 56-150749).
[0107]
The polymer having an electron donating group used in the present invention is not limited to the above-mentioned polymer, but a copolymer of a known monomer, a block polymer, a graft polymer, a star polymer, or a known electron donation. It is also possible to use a crosslinked polymer having a functional group (for example, JP-A-3-109406).
Further, as the polymer charge transport material in the present invention, a polycarbonate having a triarylamine structure in the main chain and / or side chain is effectively used.
[0108]
On the other hand, examples of the polymer compound that can be used as the binder component include polystyrene, styrene / acrylonitrile copolymer, styrene / butadiene copolymer, styrene / maleic anhydride copolymer, polyester resin, polyvinyl chloride, and chloride. Vinyl / vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, polyarylate resin, polycarbonate resin (bisphenol A type, bisphenol C type, bisphenol Z type or copolymers thereof), cellulose acetate resin, ethyl cellulose resin, polyvinyl Thermoplastics such as butyral, polyvinyl formal, polyvinyl toluene, acrylic resin, silicone resin, fluorine resin, epoxy resin, melamine resin, urethane resin, phenol resin, alkyd resin, etc. Include thermosetting resin, but is not limited thereto. These polymer compounds can be used singly or as a mixture of two or more kinds and copolymerized with a charge transport material.
[0109]
Examples of the dispersion solvent that can be used in preparing the charge transport layer coating solution include ketones such as methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone, ethers such as dioxane, tetrahydrofuran, and ethyl cellosolve, and aromatics such as toluene and xylene. Examples thereof include halogens such as chlorobenzene and dichloromethane, and esters such as ethyl acetate and butyl acetate, but it is desirable to avoid the use of halogen solvents in consideration of the influence on the environment.
[0110]
In the charge transport layer 25 (FIGS. 6 and 7) according to the present invention, it is effective to add, for example, a leveling agent as a means for smoothening the surface of the photosensitive layer by eliminating the roughness. As the leveling agent, a known material can be used, but a silicone oil-based leveling agent that can impart a high level of smoothness in a small amount and has a small influence on electrostatic characteristics is particularly preferable.
Examples of silicone oils include dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, methyl hydrogen polysiloxane, cyclic dimethylpolysiloxane, alkyl-modified silicone oil, polyether-modified silicone oil, alcohol-modified silicone oil, fluorine-modified silicone oil, amino-modified Examples include silicone oil, mercapto-modified silicone oil, epoxy-modified silicone oil, carboxyl-modified silicone oil, higher fatty acid-modified silicone oil, and higher fatty acid-containing silicone oil.
[0111]
It is also possible to reduce the unevenness depending on the coating conditions. For example, in dip coating, when the surface of the coating film is still wet after it has been lifted, unevenness is reduced by covering it with a hood so that the surface is not disturbed by the flow of wind. Is done. Also, if the solvent near the coating surface suddenly volatilizes, only the surface hardens and the inside of the coating film becomes fluid, and the coating film inside may sag and form irregularities. By forming a vapor layer of solvent around the photoconductor in a wet state and volatilizing the solvent gently, leveling proceeds, and the unevenness is reduced and smoothed.
[0112]
In addition, in spray coating, when forming a coating film by air spray, by controlling the air pressure and air flow to an appropriate amount, surface irregularities can be suppressed while the coating film is in a fluid state. It is necessary to suppress. Here, if the air pressure and air flow rate are too large, the surface of the coating will be disturbed by the air flow, and conversely if it is too small, the coating liquid droplets may not be uniform or atomization may be insufficient. As a result, the uniformity of the coating film is reduced. In addition, after the charge transport layer B25b is formed, the solvent is volatilized while rotating, but if the rotation speed at this time is too high, the coating film that still contains the solvent and has fluidity is subjected to centrifugal force and the unevenness is emphasized. Is done. On the other hand, if the rotational speed is too low, the influence of dripping due to gravity is superior to the leveling due to rotation, which causes unevenness. For this reason, it is necessary to set the rotation speed of the photoreceptor in a wet state to an appropriate value.
[0113]
Further, in spray coating, it is important that the liquid feeding of a pump that supplies the coating liquid is constant. That is, if the supply of the liquid is not constant and has pulsation, it directly affects the discharge amount of the liquid, resulting in unevenness in the adhesion amount. Therefore, as a pump for supplying liquid to the spray, it is preferable to use a multiple plunger pump with reduced pulsation, a syringe-type ultra-precise discharge device, or the like. The devices in these methods may be used singly, but by combining a plurality of devices, a charge transport layer with more effective leveling and reduced unevenness is formed. Further, when leveling is insufficient, it is possible to wear the convex portions of the charge transport layer and wear them as a method for reducing the irregularities. For example, a method of detecting the convex portion with a film thickness meter and polishing the portion to eliminate the convex portion can be considered.
[0114]
In the present invention, each component layer (for example, a charge generation layer, a charge transport layer, an undercoat layer, a protective layer, an intermediate layer, etc.) is used for improving the environmental resistance and for the purpose of preventing a decrease in sensitivity and an increase in residual potential. ), An antioxidant, a plasticizer, a lubricant, an ultraviolet absorber, and a low molecular charge transport material can be added. The typical material example of these compounds is described below.
[0115]
Examples of the antioxidant that can be added to each layer include, but are not limited to, the following.
(A) Phenolic compounds
2,6-di-t-butyl-p-cresol, butylated hydroxyanisole, 2,6-di-t-butyl-4-ethylphenol, n-octadecyl-3- (4'-hydroxy -3 ', 5'-di-t-butylphenol), 2,2'-methylene-bis- (4-methyl-6-t-butylphenol), 2,2'-methylene-bis- (4-ethyl) -6-tert-butylphenol), 4,4'-thiobis- (3-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4'-butylidenebis- (3-methyl-6-tert-butylphenol) ), 1,1,3-tris- (2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl) butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-) t-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, tetrakis- [methylene-3- (3 ′, 5′-di-) -Butyl-4'-hydroxyphenyl) propionate] methane, bis [3,3'-bis (4'-hydroxy-3'-t-butylphenyl) butyric acid] cricol ester, tocopherols Such.
(B) Laphenylenediamines
N-phenyl-N'-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, N-phenyl-N-sec-butyl-p-phenylenediamine, N, N'- Di-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N′-dimethyl-N, N′-di-t-butyl-p-phenylenediamine and the like.
(C) Hydroquinones
2,5-di-t-octylhydroquinone, 2,6-didodecylhydroquinone, 2-dodecylhydroquinone, 2-dodecyl-5-chlorohydroquinone, 2-t-octyl-5-methylhydroquinone, 2- (2-octadecenyl) ) -5-methylhydroquinone and the like.
(D) Organic sulfur compounds
Dilauryl-3,3′-thiodipropionate, distearyl-3,3′-thiodipropionate, ditetradecyl-3,3′-thiodipropionate and the like.
(E) Organophosphorus compounds
Triphenylphosphine, tri (nonylphenyl) phosphine, tri (dinonylphenyl) phosphine, tricresylphosphine, tri (2,4-dibutylphenoxy) phosphine, and the like.
[0116]
Next, examples of the plasticizer that can be added to each layer include, but are not limited to, the following.
(A) Phosphate ester plasticizer
Triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trioctyl phosphate, octyl diphenyl phosphate, trichlorethyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, tributyl phosphate, tri-2-ethylhexyl phosphate, triphenyl phosphate and the like.
(B) Phthalate ester plasticizer
Dimethyl phthalate, diethyl phthalate, diisobutyl phthalate, dibutyl phthalate, diheptyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate, diisooctyl phthalate, di-n-octyl phthalate, dinonyl phthalate, diisononyl phthalate, phthalic acid Diisodecyl, diundecyl phthalate, ditridecyl phthalate, dicyclohexyl phthalate, butyl benzyl phthalate, butyl lauryl phthalate, methyl oleyl phthalate, octyl decyl phthalate, dibutyl fumarate, dioctyl fumarate, etc.
(C) Aromatic carboxylic ester plasticizer
Trioctyl trimellitic acid, tri-n-octyl trimellitic acid, octyl oxybenzoate, and the like.
(D) Aliphatic dibasic acid ester plasticizer
Dibutyl adipate, di-n-hexyl adipate, di-2-ethylhexyl adipate, di-n-octyl adipate, n-octyl-n-decyl adipate, diisodecyl adipate, dicapryl adipate, diazeline 2-ethylhexyl, dimethyl sebacate, diethyl sebacate, dibutyl sebacate, di-n-octyl sebacate, di-2-ethylhexyl sebacate, di-2-ethoxyethyl sebacate, dioctyl succinate, diisodecyl succinate, Dioctyl tetrahydrophthalate, di-n-octyl tetrahydrophthalate and the like.
(E) Fatty acid ester derivatives
Butyl oleate, glycerol monooleate, methyl acetylricinoleate, pentaerythritol ester, dipentaerythritol hexaester, triacetin, tributyrin and the like.
(F) Oxyester plasticizer
Methyl acetyl ricinoleate, butyl acetyl ricinoleate, butyl phthalyl butyl glycolate, tributyl acetyl citrate and the like.
(G) Epoxy plasticizer
Epoxidized soybean oil, epoxidized linseed oil, butyl epoxy stearate, decyl epoxy stearate, octyl epoxy stearate, benzyl epoxy stearate, dioctyl epoxy hexahydrophthalate, didecyl epoxy hexahydrophthalate and the like.
(H) Dihydric alcohol ester plasticizer
Diethylene glycol dibenzoate, triethylene glycol di-2-ethylbutyrate, etc.
(I) Chlorine-containing plasticizer
Chlorinated paraffin, chlorinated diphenyl, chlorinated fatty acid methyl, methoxychlorinated fatty acid methyl, etc.
(J) Polyester plasticizer
Polypropylene adipate, polypropylene sebacate, polyester, acetylated polyester, etc.
(K) Sulfonic acid derivative
P-toluenesulfonamide, O-toluenesulfonamide, P-toluenesulfoneethylamide, O-toluenesulfoneethylamide, toluenesulfone-N-ethylamide, P-toluenesulfone-N-cyclohexylamide and the like.
(L) Citric acid derivative
Triethyl citrate, triethyl citrate citrate, tributyl citrate, tributyl acetyl citrate, tri-2-ethylhexyl acetyl citrate, acetyl citrate-n-octyldecyl and the like.
(M) Other
Terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, camphor, 2-nitrodiphenyl, dinonylnaphthalene, methyl abietate and the like.
[0117]
In the present invention, a lubricant can be added to each layer. Examples thereof include those shown below, but are not limited thereto.
(A) Hydrocarbon compounds
Liquid paraffin, paraffin wax, microwax, low-polymerized polyethylene, etc.
(B) Fatty acid compounds
Lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, etc.
(C) Fatty acid amide compounds
Stearylamide, palmitylamide, oleinamide, methylenebisstearamide, ethylenebisstearamide, etc.
(D) Ester compound
Lower alcohol esters of fatty acids, polyhydric alcohol esters of fatty acids, fatty acid polyglycol esters, and the like.
(E) Alcohol compounds
Cetyl alcohol, stearyl alcohol, ethylene glycol, polyethylene glycol, polyglycerol, etc.
(F) Metal soap
Lead stearate, cadmium stearate, barium stearate, calcium stearate, zinc stearate, magnesium stearate, etc.
(G) Natural wax
Carnauba wax, candelilla wax, beeswax, whale wax, ibotarou, montan wax, etc.
(H) Other
Silicone compounds, fluorine compounds, etc.
[0118]
Examples of the ultraviolet absorber that can be added to each layer include, but are not limited to, the following.
(A) Benzophenone series
2-hydroxybenzophenone, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2,2 ′, 4-trihydroxybenzophenone, 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,2′-dihydroxy-4-methoxybenzophenone, and the like.
(B) Salsylate type
Phenyl salsylate, 2,4 di-t-butylphenyl 3,5-di-t-butyl 4-hydroxybenzoate, and the like.
(C) Benzotriazole type
(2′-hydroxyphenyl) benzotriazole, (2′-hydroxy5′-methylphenyl) benzotriazole, (2′-hydroxy5′-methylphenyl) benzotriazole, (2′-hydroxy3′-tertiarybutyl 5) '-Methylphenyl) 5-chlorobenzotriazole and the like.
(D) Cyanoacrylate type
Ethyl-2-cyano-3,3-diphenyl acrylate, methyl 2-carbomethoxy 3 (paramethoxy) acrylate, and the like.
(E) Quencher (metal complex)
Nickel (2,2′thiobis (4-t-octyl) phenolate) normal butylamine, nickel dibutyldithiocarbamate, nickel dibutyldithiocarbamate, cobalt dicyclohexyldithiophosphate and the like.
(F) HALS (hindered amine)
Bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate, 1- [2- [3- (3 5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyloxy] ethyl] -4- [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyloxy] -2,2,6 6-tetramethylpyridine, 8-benzyl-7,7,9,9-tetramethyl-3-octyl-1,3,8-triazaspiro [4,5] undecane-2,4-dione, 4-benzoyloxy- 2,2,6,6-tetramethylpiperidine and the like.
[0119]
<Cleaning member (cleaning brush and cleaning blade)>
As shown in the schematic configuration diagram of FIG. 1 and the schematic schematic diagram of FIG. 8, the cleaning device 7 according to the present invention includes a cleaning brush 7-1 and a cleaning blade 7-2. There are mainly two types of brush shapes used for the cleaning brush 7-1: straight hair (cut pile brush) and loop (loop brush). In the present invention, the cleaning brush is made of a loop-like fiber. A brush (loop brush) is used.
The purpose of using the loop brush is that the loop-shaped fiber as shown in the schematic diagram of FIG. 9 is more in surface contact (contact) with the photoconductor than the normal straight cut pile brush. This is because they can be slid evenly on the fiber surface, and the photoconductor is hardly rubbed and has good cleaning properties and durability.
[0120]
In general, the surface of a photoreceptor with low hardness is rubbed against a cleaning blade, a cleaning brush, or a developer, resulting in greater or lesser scratches on the surface, but when a straight-haired cut pile brush is used. , The cut surface of the fiber tip that rotates at a rotation speed of about 100 to 250 rpm hits the photoconductor, so that scratches (fine scratches) appear compared to the loop brush, and abnormal images (white spots, black spots) become over time. It easily reduces the life of the photoreceptor. On the other hand, in the case of a loop brush, since the surface of the photoreceptor is rubbed with the fiber's belly or back portion, deep scratches are less likely to occur, and the scratches are shallow and uniform. It is difficult to achieve non-uniform density, and the occurrence rate of abnormal images is small.
[0121]
The amount of loop brush biting into the photoreceptor is preferably 1 to 2 mm. If it is installed unevenly, it causes uneven wear on the brush as well as the photosensitive layer. The rotation direction may be either the counter direction or the reading direction, but is preferably the reading direction (the direction of the arrow in FIG. 8, the direction opposite to the rotation of the photosensitive member). This is because the photosensitive layer can be easily scraped when the counter direction is set, and uneven wear of the photosensitive layer is easily caused. However, when scraping is small, the counter direction is also an effective means, and when the amount of filler dispersed in the charge transport layer (charge transport layer B25b) is large, the toner discharge force, the brush rotation speed, and the brush bite If the amount etc. is optimized, the rotation in the counter direction also increases the effectiveness.
[0122]
Further, the present invention is characterized in that a flicker bar that is generally provided in order to remove toner adhering to the brush is not provided. This is because when a flicker bar is attached, in the case of a loop brush, the fiber is easily damaged, the toner is likely to be unevenly removed, the toner is easily pushed into the back of the fiber, and the toner is not easily burned. This is because, for example, it becomes easy to occur, causing uneven wear on the photoreceptor.
[0123]
The material of the loop brush used for cleaning includes nylon fiber, acrylic fiber, polyester fiber, carbon fiber, etc. (textile manufacturers are Unitika, Toray, Kanebo, Kuraray, Mitsubishi Rayon, etc.).
The fiber diameter of the fiber used for the cleaning brush (loop brush) is 10 to 20 (denier), the density is 24 to 48 filaments / 450 loops, and the loop length (fiber length) is 2 to 5 mm. The denier is a value calculated by the following formula (1) (see :).
Denier = Yarn weight (g) x 9000 / Yarn length (m) (1)
Loop brushes that can be suitably used in the present invention include acrylic fibers such as SA-7 (Toray Industries, Inc.), nylon beltlons ([nylon fiber, Kanebo, Type 931, 961, etc.), polyester beltrons [polyester fibers] Fiber, Kanebo, type B31, etc.].
[0124]
As a method for producing a cleaning brush (loop brush) having loop-shaped fibers as shown in FIG. 9, a loop brush cut into strips (strings) is formed directly on a core bar or a coating layer having a low electrical resistance. A method is generally provided in which a layer is spirally wound from above without any gap and fixed so as not to be displaced. The fixing means may be an adhesive or may be fixed using an adhesive member such as a double-sided adhesive tape. By adopting such a manufacturing method, it is possible to maintain stable cleaning properties without deviation and without unevenness.
The production method is simple and can be produced in a short time. If a double-sided pressure-sensitive adhesive tape is used, the cored bar can be reused. However, in most cases, since the cleaning brush is used for a long period of time, fixing with an adhesive is desirable.
[0125]
Usually, the cleaning brush is rubbed with the photoconductor, and frictional charging occurs, so that toner tends to adhere and the cleaning property gradually decreases. Therefore, it is desirable that the electric resistance of the brush is controlled. Conductive treatment is usually performed at the fiber production stage, and a method of filling the fiber with a conductive substance, for example, fibers mixed with metal fine particles such as conductive carbon, tin, gold, titanium when the fiber resin is in a molten state. It becomes. Alternatively, the conductive fibers and the fibers may be mixed after weaving. However, if the resistance is too low, discharge from the photoconductor occurs and causes an abnormal image.Five-10TenA medium to high resistance of about Ω · cm is desirable.
SA-7 and Beltron are both electrically conductive and have self-discharge capability even when charged, so that they can be detached from the brush after copying even if toner is electrostatically adsorbed. . In the case of Veltron, conductive fine particles such as carbon are incorporated inside, and in SA-7, carbon is dispersed. The tendency for static elimination to be higher in Beltron than in SA-7 is seen. However, it has been confirmed that the discharge characteristics of a single unit require several seconds to several tens of seconds for electric charges to be discharged.
When the cleaning brush is used, the brush and a core material (metal, conductive resin, or the like) are electrically coupled, and the core material is grounded (grounded) or a voltage is applied to the housing. Normally, grounding is sufficient.
[0126]
Since the amount of filler added to the photosensitive layer (charge transport layer B) increases and the surface roughness tends to increase, the polishing ability of the photosensitive layer by the cleaning device decreases. Accordingly, filming is more likely to occur and image quality is deteriorated. Therefore, in order to reliably prevent the filming film from being formed on the photosensitive layer, it is desirable to polish the film before forming a continuous film on the photosensitive layer.
In the case of a material that is difficult to wear, such as filming, it cannot be completely removed by a straight brush (cut pile brush), and even a simple loop-shaped brush does not have sufficient removal capability. Therefore, as in the present invention, a brush made of loop-like fibers (loop brush) is coated with a resin to form a reinforced loop brush, which is formed on the surface of the photoreceptor without being worn more than necessary by improving the polishing ability. It is necessary to surely polish (scrap) the formation (buds) of the filming every cycle.
[0127]
As a means for polishing the photosensitive layer, the method using an abrasive or the like causes much wear and is not practical. The polishing means can be reliably performed by the cleaning brush rather than the cleaning blade. In order to add polishing means to the cleaning brush, it is necessary to perform a treatment for increasing the polishing strength on the outer wall of the fiber as in the present invention.
In order to polish the filming layer uniformly and extremely thinly by a simple method, it is preferable to coat the loop fiber with a resin that increases the polishing effect and with a material that does not promote polishing more than necessary. . As the covering material, it is necessary to use a material that does not easily wear and does not transfer to the photoconductor and does not chemically affect the photoconductor.
For example, a metal such as tungsten, tin, or aluminum, an amorphous carbon film, silicon, or the like is coated by a method such as coating with an acrylic, epoxy, or urethane resin, a CVD method, a vacuum deposition method, or a sputtering method. There are methods. In the present invention, a water-based urethane adhesive (for example, Merci 585 manufactured by Toyo Polymer Co., Ltd.) having a viscosity of 5 to 500 (mPa · S) is used as the main material, and an epoxy compound (for example, AD-C-65 manufactured by the same company) is cured. A two-component type as an agent can be preferably used. The coating method may be performed by laying the loop brush sideways, immersing the fiber in a resin solution by 2 to 3 mm so that the solution reaches the inside of the fiber, and heat drying. In the case of the above resin, there is no concern about pollution because a liquid such as ion exchange water or distilled water is used as the solvent.
[0128]
The average wear amount for polishing the photosensitive layer with the cleaning brush is desirably 0.05 to 0.5 μm per 10,000 sheets in the case of a φ30 mm photosensitive member (value converted to A4 size paper).
For example, an image is formed by combining a φ100 mm photoreceptor formed with a charge transport layer B (5 μm) added with 5% by weight of an α-alumina filler having an average particle size of 0.3 μm, a corona charging device, and a reinforced loop brush. When Imagio Neo600 (made by Ricoh) is used, the wear amount is 0.06 to 0.075 μm / 10,000 when the friction coefficient (friction coefficient during image formation) is maintained between 0.33 and 0.38. Even after 200,000 sheets have passed, there is no image flow in an environment of 30 ° C./90% RH. The friction coefficient (initial value) at the start of image formation (at the start) was 0.41.
Incidentally, the surface resistivity at the end of image formation of 200,000 sheets in this case is 1.2 × 1016Ω, volume resistivity is 6.6 × 1014The resistivity was very good at Ω · cm.
[0129]
Furthermore, adjustment of the amount of wear of the photosensitive layer is achieved with the aid of a lubricant. That is, the wear amount of the photosensitive layer can be adjusted by applying a lubricant and controlling the coefficient of friction of the surface of the photoreceptor to 0.2 to 0.4 over the entire surface.
If the wear amount is less than 0.05 μm, uneven polishing tends to occur in some cases, and a streak image flow may occur locally. On the other hand, when the amount of wear is greater than 0.5 μm, the image quality problem is small, but since the wear is large, durability cannot be maintained and large-scale copying is performed. Forced to replace early. However, when filming occurs and the friction coefficient increases or the friction coefficient decreases abnormally, wear is suppressed. It should be noted that less wear is desirable if the image quality can be maintained.
[0130]
<Coefficient of friction and reduction of photoreceptor>
Maintaining the coefficient of friction on the surface of the photosensitive layer at a low level improves the abrasion resistance of the photosensitive layer, improves the transferability of the visualized toner image, improves the cleaning performance by the cleaning blade, prevents damage to the cleaning member edge, etc. It is valid. That is, there is an effect of reducing the rubbing pressure of the cleaning blade against the photosensitive member and reducing the adhesion force of the toner to the photosensitive member. (Provides a relaxing action). Therefore, the surface of the photoreceptor is less likely to be scratched, and after the toner or carrier is sufficiently removed (damped) by the cleaning blade, the surface of the photoreceptor is rubbed only by the cleaning blade, and the lubricant is further applied by applying a lubricant. Abrasion can be reduced.
[0131]
As means for reducing the friction coefficient, a method of scraping the lubricant with a cleaning brush and applying the lubricant to the photosensitive member (see FIG. 1), a method of adding the lubricant to the developer, or a lubricating liquid is used for the photosensitive member. For example, an external addition method of applying a lubricant to the surface of the photoreceptor, such as a method of applying to the surface, or an internal addition method of adding a lubricant to the surface of the photoreceptor. The internal addition method is a method of reducing the friction coefficient of the surface by adding a lubricant to the surface layer of the photoreceptor by several% to several tens%. When the addition amount is small (for example, about 5% of polytetrafluoroethylene is added), the corona product may act on the surface of the photoreceptor to inhibit the action of the lubricant. .4) It is difficult to maintain the friction coefficient, but when added in a large amount (for example, 50% or more), the friction coefficient can be lowered to about 0.2 to 0.3, and the predetermined friction is obtained. The coefficient can be maintained stably. This method is effective in that no incidental facilities are required.
[0132]
In the case of the external addition method, since it is possible to always supply the lubricant from the outside, this is an effective means for maintaining high durability of the photoreceptor. In the external addition method, a material such as polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, and zinc stearate showing lubricity can be applied directly or indirectly to the surface of the photoreceptor.
As a direct method, a powdered lubricant is applied in a bag having a coarse texture (such as gauze), or a sheet-like lubricant is applied while being rubbed against the surface of the photoreceptor. and so on. Further, as an indirect method, a method in which a lubricant is dispersed in an amount of 0.01 to 0.5% by weight in the toner, or a lubricant that is brought into contact with a cleaning brush and scraped with the brush is used. For example, there is a method of applying powder to the photoreceptor.
[0133]
When polytetrafluoroethylene is applied to the photoreceptor as a lubricant, the friction coefficient can be easily lowered from about 0.6 to about 0.2. However, generally, if the coefficient of friction is too low, the corona product adhering to the photoreceptor cannot be scraped off, causing image flow or toner adhering to the corona product film. Toner filming is likely to occur, and image flow may occur. However, in the case of the present invention, since the corona product is removed by the cleaning brush, even if it is lowered to 0.3 or less, the image does not flow. However, if the friction coefficient is too low, the ability of the corona product to be removed by the brush will be extremely reduced, the development may be affected, and characters may become thin due to toner sliding, so the friction coefficient is 0.2. Desirably, it is desirable that the upper limit is not higher than 0.4. That is, the range is preferably 0.2 to 0.4.
[0134]
In addition, the friction coefficient described in the text is calculated using the Euler belt method (formula calculated based on Euler's formula). This method is carried out as follows, but is easy to measure, can be performed regardless of the diameter of the photoreceptor, and is excellent in repeated stability. In addition, the measurement environment in this invention is 20-24 degreeC / 61-65% RH.
Measurement method: A photoconductor for measurement is fixed to a pedestal, and a high-quality paper of 85 μm in thickness (made by Ricoh, type 6200 paper, vertical mesh) cut to a width of 30 mm and a length of 290 mm is prepared as a belt. Is placed on the photoconductor, a 100gr weight is attached to one end of the belt, a digital force gauge for weight measurement is attached to the other end, the digital force gauge is pulled slowly, and the belt starts moving. The time weight is read, and the (static) friction coefficient (μs) is calculated from the following equation (2).
μs = 2 / π × ln (F / W) (2)
In the above formula, μs: coefficient of static friction, F: reading load, W: weight of weight, and π: circumference ratio.
[0135]
Next, the cleaning blade 7-2 (FIGS. 1 and 8) used in combination with the cleaning brush 7-1 (enhanced loop brush) provided in the cleaning device of the present invention has a plate thickness of 1.5 to 1.5. 3 mm, polyurethane rubber having a JIS hardness of 75 to 90 degrees and a rebound resilience of about 30 to 60% is cut into strips (or sheets) and fixed to an aluminum or iron support substrate using an adhesive. A member such as a knife edge that does not contact the surface of the photosensitive member and does not contact the surface and has a substantially line contact can be used.
[0136]
The cleaning blade 7-2 is a means for completely and cleanly removing residual powder (toner, paper powder, corona product, filler, dust, etc.) that could not be removed by the cleaning brush 7-1. It needs to be cleaned regardless of the surface condition on the layer.
The cleaning blade 7-2 is installed in the counter direction with respect to the photosensitive member, applies contact pressure (press) so that the amount of biting is about 0.5 to 2 mm, and is as shown in the schematic schematic diagram of FIG. In addition, a strip-shaped blade is used, and this is fixed so as to have an acute angle with respect to the tangent to the photoreceptor 1. In this case, the contact angle is 15 to 40 degrees, and the free length from the tip of the support to the tip of the cleaning blade 7-2 is set to 3 to 8 mm. If the frictional resistance between the photosensitive member 1 and the cleaning blade 7-2 is large, the edge portion that contacts the photosensitive member 1 is dragged in the rotational direction of the photosensitive member 1 and locally twisted, and the edge is in a line contact state. Surface contact is likely to occur. For this reason, a slight gap is generated between the photosensitive member 1 and the cleaning blade 7-2, and the toner is sandwiched between the cleaning blade 7-2 and the photosensitive member 1 to cause toner omission. In order to prevent this, it is necessary to reduce the coefficient of friction of the photosensitive layer surface by suitable means.
[0137]
The shape of the tip of the cleaning blade 7-2 (blade) is excellent in the cleaning property by reducing the coefficient of friction of the photosensitive member to around 0.3 even in the case of the above-described strip-shaped sheet cut at 90 degrees. Can be maintained. On the other hand, when the friction coefficient is larger than 0.5, in order to maintain a good cleaning property, it is an effective means to make the blade tip part a knife edge.
In the case of a knife edge shape, it is desirable that the rubber hardness used for the blade is high, and a rubber blade of about 80 to 90 degrees is used. When the hardness is high, the photosensitive layer is easily worn, but the durability of the photosensitive layer is not deteriorated by increasing the hardness of the photosensitive surface with which the blade contacts with a filler. The angle of the knife edge tip may be in the range of 30 to 90 degrees, preferably 30 to 60 degrees. The free length is 2 to 8 mm, preferably 3 to 6 mm.
[0138]
As means for fixing these cleaning blades 7-2, metal such as aluminum, phosphor bronze, iron and brass, resin such as polycarbonate, vinyl chloride, delrin and polyethylene terephthalate, and ceramic members such as alumina are processed into a plate or casing. A cleaning blade can be attached, but because of its workability, toughness, and the absence of temperature deformation and rust, it has a thickness of 1 to 3 mm, such as a chrome-plated iron plate or aluminum plate. Is preferred. As a means for processing the support substrate and attaching the blade, a method of fitting and fixing to a casing-like support substrate, bending a metal plate, and adhesive (double-sided tape, one-component or two-component adhesive, There is a method of attaching and fixing using a hot melt adhesive or the like.
As a method for processing a knife-edge blade, the tip portion is cut obliquely or is produced by a technique such as mold forming.
[0139]
In the case of polyurethane rubber, the main raw materials are polyol, isocyanate and curing agent. For example, a molding machine in which a dehydrated polyol and an isocyanate are mixed and a curing agent is added to a prepolymer obtained by reacting at a temperature of 70 to 140 ° C. for about 100 minutes and heated to 140 to 160 ° C. in advance. And curing for 50-60 minutes. Then, the rubber | gum for blades is obtained by taking out from a metal mold | die and cutting to a required magnitude | size with a cutter. In the mold manufacturing method using this mold, the target blade can be manufactured relatively easily if only the mold is manufactured.
The polyurethane rubber used in the cleaning blade is cut at the tip with a cutting machine at an angle, or after cutting into a knife edge with a metal mold, and then the burrs at the edge that contacts the photoconductor are accurately cut in a straight line. The thickness is adjusted to 0.5 mm or less.
[0140]
The contact pressure (linear pressure) when the edge of the cleaning blade 7-2 (blade) contacts the photosensitive member 1 is preferably set to 15 to 40 g / cm. In consideration of scratches and the like, it is preferably set to 15 to 25 g / cm. When the linear pressure is lower than 15 g / cm, when a blade having a high hardness (JIS-A hardness) is used as the blade, the blade and the photosensitive member 1 may be exposed even if there is a small amount of foreign matter depending on the surface roughness of the photoreceptor 1. There is a possibility that a gap is generated between the bodies 1 and cleaning failure occurs. On the other hand, when the linear pressure is higher than 25 g / cm, since the blade has a higher hardness than that of a conventionally used product, the photosensitive member 1 may be scratched by the blade. Even if the linear pressure is set to 40 g / cm or higher, the possibility of scratching is increased. Usually, only a shallow rubbing scratch is introduced, and a hard foreign object is pierced and the blade edge is scratched. It does not mean that it cannot be used immediately except for.
[0141]
When the cleaning blade 7-2 according to the present invention is used, it is possible to satisfactorily clean even a spherical toner having an average circularity of 0.95 or more, particularly 0.98 or more.
Further, if the cleaning blade has been used for a long time, the edge portion in contact with the photosensitive member is chipped, and cleaning failure is likely to occur. This is particularly noticeable in the case of a photoreceptor to which a filler is added. In order to prevent chipping, it is important to reduce the friction coefficient on the surface of the photosensitive member as in the present invention and reduce the burden on the blade as much as possible.
[0142]
<Charging>
Examples of charging means for forming an image on the photosensitive member include a corona charging method, a contact charging method, and a non-contact charging method in which charging is performed while maintaining a gap (Gap) of 30 μm to 100 μm between the photosensitive member and the charging member. However, any charging method can be used in the present invention.
As described above, the charging member 2-1 of FIG. 1 is connected to the high voltage power supply circuit 2-2 that generates either a DC voltage or a DC voltage on which an AC voltage is superimposed.
The corona charging device is charged by applying a DC voltage of −4000 to −6000 V. In the contact charging and non-contact charging methods, charging is performed according to Paschen's law. If the voltage applied to the charging member is equal to or lower than the charging start voltage (Vth), no discharge is performed and charging is not performed. The charging start voltage (Vth) is lowest during contact charging, and the start voltage (Vth) increases as the interval (Gap) increases. That is, the charging efficiency is lowered. The conditions of the applied voltage for setting the charging voltage to -400 to -800 V are -1000 V to -2000 V in the case of DC voltage driving, and the DC voltage is -450 to in the case of DC voltage driving in which AC voltage is superimposed. At -900 V, the AC voltage (sine wave or triangular wave) is set to 700 V to 2000 V / 800 to 2500 Hz. Applying a DC voltage superimposed with an AC voltage can cause uneven charging due to unstable discharge characteristics when there is a gap between the photoconductor and the charging member or when the humidity is high, resulting in image unevenness. This is effective for maintaining a uniform image for a long time.
[0143]
Since the corona charging method generates a large amount of ozone, it is necessary to sufficiently perform ozone treatment with activated carbon, activated carbon fiber, etc., but the chemical hazard given to the photoreceptor is less than the contact charging method depending on the design means. Is possible. Therefore, the durability of the photoconductor can be greatly extended by performing appropriate processing. Further, since it has a follow-up property to charging as compared with the contact charging method, it is useful for a large-sized image forming apparatus having a high peripheral speed. As the discharge electrode, a tungsten wire having a thickness of 40 to 80 μm, a sawtooth electrode made of stainless steel having a thickness of 0.1 to 0.2 mm, and the like can be used.
[0144]
Both the contact and non-contact charging methods are charging methods that involve discharge. However, because the applied voltage is low, the generation of ozone is as low as around 0.1 ppm. There is no odor that leaks out. However, since contact charging is a discharge in the vicinity of the photoconductor, the chemical hazard received by the photoconductor may be greater than that of the corona charging method. For this reason, the wear of the photosensitive layer is also affected, and the wear tends to be larger than that of the corona charging method. Therefore, it is essential to take measures against the abrasion resistance of the photoreceptor, and in the present invention, it is possible to cope with the increase in the amount of filler as described above.
[0145]
The charging member can be roughly classified into three shapes: a roller, a brush, and a blade. The roller charging method is preferable in consideration of durability, uniform charging, image quality, workability, and the like.
The difference between the contact charging method and the non-contact charging method is that the contact charging method has no gap with the photoconductor (0 μm), and the non-contact charging method has not only a difference of 30 to 100 μm, but also the hardness and charging of usable members. There are also differences in the resistance values of the members. The interval (Gap) of 30 to 100 μm is preferably 50 to 80 μm. If the gap is 30 μm or more, even if the roundness or straightness of the photosensitive member and the charging member is 20 μm, which is the limit that causes charging unevenness, the photosensitive member and the charging member do not contact the photosensitive member. The contamination caused by can be avoided to some extent. In the range of 50 to 80 μm, since the average carrier of the developer is 30 to 60 μm, there is a thickness of the photosensitive layer even when one carrier adheres to the photosensitive member and is pressed against the photosensitive member by the charging roller. Therefore, it means the minimum gap that does not cause discharge breakdown. Further, since the charging uniformity is easily lost as the gap increases, the applied voltage and frequency must be increased. Therefore, it is necessary to suppress the upper limit of the gap, but the gap of 80 μm is the minimum gap that can achieve charging uniformity by slightly increasing the electric field condition applied to the charging member.
[0146]
In the contact charging method, a member having a JIS-A hardness of about 30 to 80 degrees is mainly used, but a non-contact charging member has a JIS-A hardness of about 90 degrees or more. Can be used. That is, in the case of a non-contact charging member, the surface facing the photoreceptor is made of a rubber-like or dense sponge elastic resistor having a thickness of 0.5 to 5 mm, and the other region is made of metal. Is also possible.
[0147]
The electric resistance value (resistance value) is different between the contact charging method and the non-contact charging method, and the resistance value of the member used in the contact charging method is set higher. This is because there is no distance to the photoconductor (0 μm), so that even if the resistance value is high, charging can be performed sufficiently. It is possible to reduce the area.
Specifically, in the case of a contact charging member, the volume resistivity is 10 on the surface facing the photoreceptor.12-1014A high-resistance layer having a thickness of about 1 to 3 mm and having flexibility to earn a nip between the core metal and the high-resistance layer 10Five-109It consists of a medium resistance layer of Ω · cm. The hardness of the medium resistance layer is 30 to 75 degrees in terms of JIS-A hardness, and the high resistance layer is also about 60 to 80 degrees.
[0148]
Furthermore, the surface roughness of the charging member 2-1 is rougher than the surface roughness of the contact charging member, and the 10-point average roughness Rz.JISIs about 25 to 80 μm, it is advantageous for improving uniform charging and charging efficiency. It is preferable to use an elastic member having a JIS-A hardness of about 30 to 90 degrees. In the case of the contact charging method, it is desirable to take a large nip (1 to 5 mm) in order to increase charging stability and charging efficiency. The contact charging member uses an elastic member having low hardness, but the non-contact charging member has an advantage that the charging efficiency is deteriorated because the nip cannot be obtained, but is not limited to the hardness of the charging member used.
[0149]
On the other hand, in the case of a non-contact charging member, the resistance layer facing the photosensitive member has 10Five-108Use an elastic member with medium resistance of Ω · cm. Except for the cored bar, members of all layers or medium resistance layers may be used, or members having different hardness and resistance values such as contact charging members may be used. The thickness of the medium resistance layer may be about 1 to 3 mm, and the others may be metal. A charging member having a JIS hardness of 30 to 90 degrees can be used, but a member of 60 to 85 degrees is usually used.
[0150]
For the elastic member of the resistance layer, rubber products such as urethane rubber, epichlorohydrin rubber, chloroprene rubber, silicone rubber, fluorine rubber, etc., conductive carbon, activated carbon fiber, metal powder such as tin, gold, titanium, ion conductive agent, etc. Although an appropriate amount of a resistance control agent is used, epichlorohydrin rubber is used in the present invention.
This is because epichlorohydrin rubber can obtain a medium resistance without adding carbon or the like, and since no carbon is added, the electrical resistance is hardly affected by the environment. However, in order to further reduce the resistance, it may be necessary to add conductive carbon or the like. In the case of the contact charging member, in order to make it difficult for the toner or the like to adhere, a fluororesin and silica are added to the epichlorohydrin rubber as a protective layer on the outermost layer, the releasability is improved, and the electric resistance is 100 VDC applied. 1012-1014Set to be in Ω · cm.
The surface roughness of the charging member is finer for the contact charging member and rougher for the non-contact charging member. This is to ensure good chargeability, and the 10-point average roughness RzJISHowever, the contact charging member is set to 10 to 100 μm, and the non-contact charging member is set to 20 to 200 μm.
[0151]
In the case of the contact charging method, since there is no distance from the photoconductor (interval of 0 μm), the charging efficiency is high even when the resistance of the charging member is increased, and the applied voltage can be set lower than in the non-contact charging method. For this reason, the generation amount of ozone and NOx is reduced, and in terms of image quality, an abnormal image is less likely to reach other parts even if there is a pinhole. Therefore, high quality image formation can be performed.
[0152]
On the other hand, in the case of the non-contact charging method, since there is a gap of several tens of μm, the applied voltage becomes high. Therefore, ozone generation is about three times that of the contact charging method, but there is almost no amount of leakage to the outside and there is no environmental impact. Less. Therefore, although it is advantageous in terms of discharge breakdown and contamination of the charging member, the same precautions as in the rapid charging method are necessary when a hard foreign material such as metal or the electric field strength is high. Image quality is equivalent to the contact charging method.
[0153]
<Surface resistivity and volume resistivity and measurement method thereof>
The surface resistivity (σs) and volume resistivity (ρv) of the photoreceptor can be measured by using an electrode as shown in the schematic schematic diagram of FIG. For example, an indium foil (thickness of about 0.1 mm) is punched out with a jig such as a punch, a circular electrode (main electrode) with a diameter of φ5.2 mm, and a ring electrode (a guard electrode or a pair with an outer diameter of 11.5 mm and an inner diameter of 7 mm). Electrode) is prepared, and measured on a photoreceptor (drum-shaped or cut sample) with a complete adhesion in the form shown in the schematic diagram of FIG.
[0154]
The surface resistivity and volume resistivity are measured using a measuring jig such as the schematic circuit diagram shown in FIG. The circuit includes a DC power supply and an ammeter (10-14A or less can be measured, for example, a Kessley electrometer 617) is connected, the applied voltage is set to 100 to 500 V, the current after 1 minute of voltage application is read, and the following formulas (3) and (4) respectively. Then, the surface resistivity and volume resistivity are calculated (Reference: The Institute of Electrical Engineers of Japan: Electrical Engineering Handbook, P.275-P.276). The measurement environment is a temperature of 22 to 23 ° C. and a relative humidity of 65 to 67% RH.
Surface resistivity σs = P / g × Rs = 22.1293 Rs (Ω) (3)
Volume resistivity ρv = (A / d) × Rv = (0.212 / d) × Rv = (Ω · cm) (4)
In the above formula, A: main electrode area, d: photosensitive layer thickness, P: circumferential length determined from the distance from the center of the main electrode to the center of the main electrode and the ring electrode, g: main electrode and ring Electrode spacing, Rs, Rv: applied voltage / dark current (1 minute value).
[0155]
The indium foil used in the present invention is a soft metal, has malleability, and can be easily adhered even in the case of a resin photoconductor such as an organic photoconductor. There is an advantage that there is nothing. For this reason, even a photoconductor sample having a curvature like a drum can be freely measured regardless of the normal humidity or high humidity environment. That is, indium foil is a very suitable and highly effective material for measuring surface resistivity and volume resistivity, and when measured using this, there is no need to measure by cutting the photoreceptor sample. In the required environment (for example, with the sample after image formation as it is), resistivity (surface resistivity and volume resistivity) can be measured, and it has the great merit of high reproducibility. ing.
[0156]
The means for attaching the electrodes to the photoconductor is to use a spatula with a round shape by placing the electrode material on the photoconductor while observing with a magnifying glass so that the dimensions between the electrodes are uniform, and then placing a medicine wrapping paper on the electrode material. Lightly press with a jig like this, and finally press the edge part of the electrode lightly so that it fits in the surface of the object to be measured to improve the adhesion. The measurement circuit uses a measurement jig as shown in FIG. 12 and FIG. 13 in which a phosphor bronze plate having a thickness of 0.1 mm cut to a width of 1 to 2 mm is wired in advance as a lead electrode, and this lead electrode (phosphor bronze). Plate) is connected so as to lightly contact the indium electrode, and a DC power source and a microammeter are connected via a measuring jig. At this time, a positive (+) voltage is applied to the main electrode. For the plate supporting the phosphor bronze plate, an insulating material such as an acrylic plate having a thickness of 3 to 5 mm is used.
[0157]
When the surface resistivity is low, after the electrostatic latent image is formed and before the development is completed, the potential is diffused according to the surface resistance value, resulting in a decrease in resolution and image flow. In addition, when the volume resistivity is low, resolution reduction and image flow occur in the process of forming an electrostatic latent image, and in particular, image flow in a high humidity environment of 80% RH or 90% RH is inevitable.
FIG. 14 to FIG. 15 show measurement examples of initial surface resistivity and volume resistivity of an imaged photoreceptor sample measured in an environment of room temperature 22 to 23 ° C. and relative humidity 65 to 67% RH.
The photoconductor sample used is a photoconductor having a 0.75 mm aluminum support having a diameter of 30 mm as a support. Sample A is a 22 μm charge transport layer A in which a polycarbonate resin (bisphenol Z) and a low charge transport material are mixed on a 0.2 μm charge generation layer, and 25 wt% α-alumina in the charge transport layer A material. It consists of an added 5 μm charge transport layer B. Sample B has a 22 μm charge transport layer A made of a polymer charge transport material on a 0.2 μm charge generation layer, and 3 μm of 25 μ% of α-alumina added to the material of the charge transport layer A. It consists of a charge transport layer B. Image formation of these photoreceptor samples was carried out by mounting on an IMAGIO MF200 machine (manufactured by Ricoh, roller charging system, cleaning blade system). For evaluation of resolution, Kodak company chart A (JIS Z 6008) was used as a chart.
[0158]
FIG. 14 is a measurement example of the surface resistivity. Sample A had a resolution of 7.1 lines / mm, and Sample B had a resolution of 2.0 to 2.5 lines / mm. Sample A has a surface resistivity of 4.3 × 1016Ω, and the surface resistivity of sample B is 8 × 1015Ω, the difference is within one digit. In the case of the volume resistivity shown in FIG. 15, the volume resistivity when 500 V is applied is 10 for sample A.14Ω · cm order is shown, but sample B is 1011The resistivity is low on the order of Ω · cm, and the difference is three digits, which is clearly low as a level.
Surface resistivity 1015Ω falls within a suitable range and is judged to be a satisfactory level, but the volume resistivity is 1011The level is as low as Ω · cm, and this level is clearly a category in which the resolution is degraded, and the image is completely lost in a high humidity environment. That is, this is an example that does not satisfy both the characteristics of surface resistivity and volume resistivity. In this case, formation of a high-quality image is not realized. In addition, when the surface resistivity shows a change exceeding one digit, the image deterioration is surely caused in a high humidity environment.
[0159]
Next, FIGS. 16 and 17 show measurement examples of volume resistivity before and after the 50,000-sheet passing run. About the above
FIG. 16 shows a measurement example of volume resistivity when a reinforced loop brush with a resin coating is used as a cleaning brush and a photoconductor sample having a diameter of 30 mm in which 20 wt% of α-alumina is added to the charge transport layer B of the sample A configuration. It is. In this sample, the volume resistivity at the time of applying 500 V is 3.5 × 10 5 even after 50,000 images are formed.14Good characteristics such as Ω · cm. The change from the initial volume resistivity is about one digit, and the resolution is 6.3 to 8.0 lines / mm even after 50,000 images are formed. showed that.
On the other hand, FIG. 17 shows an example of volume resistivity measurement using a nylon fiber straight hair brush as the cleaning brush and using a φ30 mm photoconductor sample in which 20 wt% of α-alumina is added to the charge transport layer B of the sample B configuration. It is. Initially the characteristics are almost flat with respect to the applied voltage, and the volume resistivity when 500 V is applied is 5 × 10 5.14Ω · cm was good, but the measurement after 50,000 sheets was 2.4 × 1011This is an example in which Ω · cm shows a decrease of 3 digits, the image flow becomes remarkable during image formation, and finally a resolution (not resolved) of 2.0 (lines / m) or less is shown.
[0160]
FIGS. 18 and 19 show measurement examples of the surface resistivity when the same photoreceptor sample as that used in FIGS. 16 and 17 is used.
In the sample of FIG. 18, the surface resistivity level is 1016On the order of Ω, the change before and after running paper is slight, whereas the sample in FIG.15It decreases to Ω order, and it is confirmed that the change is about an order of magnitude when 500 V is applied. When the photoconductor sample having a large change was measured in an environment of 30 ° C./90% RH, the surface resistivity was 10 due to the influence of moisture absorption of the pollutant.8-109It was observed that the resistance dropped to Ω.
[0161]
FIG. 20 is a graph showing dependency of the charge level drop (ΔVd) on the volume resistivity of the photoconductor when a photoconductor sample having various volume resistances with the same layer structure as the sample A is prepared and measured. (Graph). As the volume resistivity increases, the amount of decrease in charge level decreases and 1 × 1013Above Ω · cm, the amount of decrease is minimum. That is, 1 × 1013If it is Ω · cm or more, the charge level repeated decrease ΔVd is the lowest (good).
FIG. 21 is a graph showing the dependence of the resolution on the volume resistivity of the photoreceptor when measurement is performed with the main electrode set to +500 V as in FIG. It can be seen that the resolution also improves as the volume resistivity increases. From these graphs, the volume resistivity range is 1 × 10.13It can be seen that Ω · cm or more is necessary. But 5x1015If it is higher than Ω · cm, the movement of carriers (in this case, holes) in the photosensitive layer becomes dull, so that the light attenuation characteristic is affected and the image forming characteristic is deteriorated. Therefore, the upper limit is preferably 5 × 1015There is no problem if it is Ω · cm.
From the above, the preferred range of volume resistivity (ρv) is 1 × 1013~ 5x1015Ω · cm. Further, it is desirable that the volume resistivity change width after passing 50,000 sheets (converted to φ30 mm photoreceptor) is within two digits. In a state exceeding this, the image quality deteriorates, and a low volume resistance value causes a decrease in resolution even in a normal humidity environment.
[0162]
FIG. 22 is a graph showing the dependence of the resolution on the surface resistivity of the photoreceptor when measured with the main electrode set at + 500V. Surface resistivity is 1 × 1015The resolution decreases below Ω, but 1 × 1015Ω ~ 1 × 1017Ω shows a good resolution of 6.3 lines / mm or more.
The upper limit of the numerical value is not as strict as the volume resistivity, and even if it is high, problems are unlikely to occur. The only problem that arises is the limit on the instrument. 10 in practice18Ω or 1019It is difficult to make a sample of Ω, but if it is made, the influence of triboelectric charge cannot be ignored, and charge transfer from the higher potential of the electrostatic latent image to the lower potential occurs. There is a possibility that the latent image is disturbed and the resolution is lost locally. Actually 1x1017If it is Ω, there is no problem at all.
Therefore, the surface resistivity (σs) is 1 × 1015~ 1x1017Ω is desirable. Further, it is desirable that the change width of the surface resistivity after passing 50,000 sheets (converted to φ30 mm photoreceptor) is within one digit. That is, in order to maintain a high quality image, it is necessary to maintain the surface resistivity.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0163]
【Example】
Various evaluation photoreceptor samples (Nos. 1 to 19) of the present invention were prepared by the following procedure, and a cleaning brush composed of the photoreceptor sample and looped fibers was used as an image forming apparatus, that is, Imagio Neo600 (corona charger, φ100 mm). Are mounted on Ricoh) and Ipsio Color 8000 (non-contact charger, φ30 mm photoconductor, manufactured by Ricoh), surface resistivity, volume resistivity, image quality (resolution, sharpness, 2 (Dot pattern density unevenness), the abrasion amount of the photosensitive layer, and the friction coefficient were evaluated. In the following description, “parts” represent parts by weight.
[0164]
1. Preparation example of photoconductor sample for evaluation
1-1 Preparation of photoconductor sample for evaluation (No. 1 to 7)
First, a 3003 series aluminum alloy drum processed to φ100 mm, length 360 mm, and wall thickness 1.20 mm was used as a conductive support, and this was dipped in an undercoat layer coating solution having the following composition and then pulled up. It was dried at 25 ° C. for 25 minutes, and an undercoat layer of about 3.5 μm was formed by coating.
[Coating liquid for undercoat layer]
Alkyd resin (Beccosol 1307-60-EL:
Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) 6 parts
Melamine resin (Super Becamine G-821-60:
Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) 4 parts
Titanium oxide (CR-EL: Ishihara Sangyo Co., Ltd.) 40 parts
200 parts of methyl ethyl ketone
[0165]
Subsequently, the film was immersed in a charge generation layer coating solution having the following composition, and then heated and dried at 120 ° C. for 20 minutes to form a 0.2 μm charge generation layer.
[Coating liquid for charge generation layer]
Oxotitanium phthalocyanine pigment 2 parts
Polyvinyl butyral (UCC: XYHL) 0.2 part
50 parts of tetrahydrofuran
[0166]
Furthermore, the film thickness is 28 μm (No. 1) or 22 μm (No. 2 to 7) by immersing in the coating liquid for charge transport layer A having the following composition and adjusting the pulling rate from the immersion liquid. The charge transport layer A was applied and formed as described above, and was heat-dried at 130 ° C. for 30 minutes to produce a three-layer organic photoreceptor.
The film thickness is an average value obtained by measuring 13 points at an interval of 20 mm starting from 60 mm from the left end of the drum using a Fischer eddy current film thickness meter (type mms).
[Coating liquid for charge transport layer A]
Bisphenol Z-type polycarbonate (manufactured by Teijin Chemicals:
Z Polica Mv50,000) 10 copies
7 parts of low molecular charge transport material of the following structural formula (1)
200 parts of tetrahydrafuran
[0167]
[Chemical 1]
Figure 0004138515
[0168]
Next, according to the composition of the following charge transport layer B coating solution, each inorganic filler (alumina filler) was weighed to be 3, 5, 10, 25, 30, 35% by weight, respectively, The dispersion aid and the solvent were each placed in a glass pot, dispersed with a ball mill for 24 hours, and adjusted to obtain a charge transport layer B coating solution (coating solution).
The mixing ratio of the dispersion aid was changed according to the amount of the filler added. The blending ratio (filler addition amount (% by weight) / dispersion aid (parts)) is as follows.
(No. 2): Filler 3% by weight / 0.03 part, (No. 3): Filler 5% by weight / 0.04 part, (No. 4, 5): Filler 10, 25% by weight / 0.08 Part,
(No. 6): Filler 30% by weight / 0.1 part, (No. 7): Filler 35% by weight / 0.2 part.
In the above, it was confirmed that by adding a dispersion aid, the film quality is made uniform and contributes to the reduction of the residual potential, but the volume resistivity and surface resistivity tend to be lowered.
[Charge transport layer B coating solution]
Bisphenol Z-type polycarbonate (manufactured by Teijin Chemicals:
Z Polica Mv50,000) 10 copies
7 parts of low molecular charge transport material of the following structural formula (1)
Alumina filler (AA-03, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
(Average primary particle size: 0.3 μm) 0.53 to 9.3 parts
Tetrahydrofuran 400 parts
200 parts of cyclohexanone
Dispersing aid: (BYK-P104:
Made by Big Chemie Japan) 0.03-0.2 parts
[0169]
[Chemical 2]
Figure 0004138515
[0170]
A charge transport layer B was formed using the coating solution obtained above. The film is formed by applying a spray gun to the charge transport layer A having a film thickness of 22 μm while revolving at about 360 rpm with one reciprocation (feed speed 25 mm / sec), and drying by heating at 150 ° C. for 20 minutes. Thus, a photoreceptor sample (Nos. 2 to 7) having a four-layer structure was produced. The surface resistivity and volume resistivity of each of the photoreceptor samples (Nos. 1 to 7) thus produced were measured at an environment of 22 to 23 ° C. and an applied voltage of 500 V under a relative humidity of 65 to 67% RH. (Reference value 1 minute after application of 500 V). Table 1 below shows the partial configuration (photoconductor diameter, charge transport layer A film thickness, filler addition amount of the electrification transport layer B), surface resistivity, and volume resistivity of each photoconductor sample.
[0171]
1-2 Preparation of evaluation photoreceptor sample (No. 8, 9)
First, a 3003 series aluminum alloy drum processed to φ100 mm, length 360 mm, and wall thickness 1.20 mm was used as a conductive support, and this was dipped in an undercoat layer coating solution having the following composition and then pulled up. An undercoat layer of about 3.5 μm was formed by coating at 25 ° C. for 25 minutes.
[Coating liquid for undercoat layer]
Alkyd resin (Beccosol 1307-60-EL:
Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) 6 parts
Melamine resin (Super Becamine G-821-60:
Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) 4 parts
Titanium oxide (CR-EL: Ishihara Sangyo Co., Ltd.) 40 parts
200 parts of methyl ethyl ketone
[0172]
Subsequently, the film was immersed in a charge generation layer coating solution having the following composition, and then heated and dried at 120 ° C. for 20 minutes to form a 0.2 μm charge generation layer.
[Coating liquid for charge generation layer]
Oxotitanium phthalocyanine pigment 2 parts
Polyvinyl butyral (UCC: XYHL) 0.2 part
50 parts of tetrahydrofuran
[0173]
Furthermore, it is dip coated in a coating solution for charge transport layer A having the following composition, and is heated and dried at 130 ° C. for 30 minutes to form charge transport layer A having a thickness of about 22 μm. A three-layer organic photoreceptor was prepared.
[Coating liquid for charge transport layer A]
10 parts of a polymer charge transport material of the following structural formula (2)
400 parts of tetrahydrafuran
200 parts of cyclohexane
[0174]
[Chemical 3]
Figure 0004138515
[0175]
  Next, the amount of inorganic filler (α-alumina filler having a primary average particle size of 0.3 μm) in the charge transport layer B is respectively determined by the following composition., ElectricPrepare 15% to 25% by weight of the load transport layer B, add the dispersion aid and solvent to a glass pot, and disperse them with a ball mill for 24 hours to obtain the charge transport layer B coating liquid (coating liquid). It was adjusted.
  In addition, as the addition amount (part) of the alumina filler increased, the addition amount of the dispersion aid was increased.
[Charge transport layer B coating solution]
Bisphenol Z-type polycarbonate (manufactured by Teijin Chemicals:
Z Polica Mv50,000) 10 copies
7 parts of charge transport material of the following structural formula (1)
Alumina filler (AA-03, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
(Average primary particle size: 0.3 μm) 3.18 parts, 5.7 parts
400 parts of trahydrofuran
200 parts of cyclohexanone
Dispersing aid: (BYK-P104:
Made by Big Chemie Japan) 0.04 parts, 0.08 parts
[0176]
[Formula 4]
Figure 0004138515
[0177]
The resulting coating solution was reciprocated with a spray gun, and the charge transport layer B was spray-coated so as to have a thickness of about 5 μm, followed by heating and drying at 150 ° C. for 20 minutes to prepare a photoconductor sample having a four-layer structure. .
The surface resistivity and volume resistivity of each of the photoreceptor samples (Nos. 8 and 9) thus produced were measured at an environment of 22 to 23 ° C. and an applied voltage of 500 V under a relative humidity of 65 to 67% RH. (Reference value 1 minute after application of 500 V). Table 1 below shows the partial configuration (photoconductor diameter, charge transport layer A film thickness, filler addition amount of the electrification transport layer B), surface resistivity, and volume resistivity of each photoconductor sample.
[0178]
1-3 Preparation of evaluation photoreceptor sample (No. 10-12)
3003 series aluminum alloy drum processed to φ30mm, length 340mm, wall thickness 0.75mm is used as a conductive support, and this is immersed in the undercoat layer coating solution and coated on the surface. And then dried by heating at 120 ° C. for 20 minutes to form a 3.5 μm undercoat layer.
[Coating liquid for undercoat layer]
Alkyd resin (Beccosol 1307-60-EL:
Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) 6 parts
Melamine resin (Super Becamine G-821-60:
Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) 4 parts
Titanium oxide (CR-EL: Ishihara Sangyo Co., Ltd.) 40 parts
200 parts of methyl ethyl ketone
[0179]
Next, after dip-coating in a coating solution for charge generation layer having the following composition, it was dried by heating at 120 ° C. for 20 minutes to form a 0.2 μm charge generation layer.
[Coating liquid for charge generation layer]
10 parts of bisazo pigment of the following structural formula (3)
Polyvinyl butyral 2 parts
2-butanone 200 parts
400 parts of cyclohexanone
[0180]
[Chemical formula 5]
Figure 0004138515
[0181]
Further, the coating liquid for charge transport layer A having the following composition was pulled up and the speed condition was changed, dip-coated on charge transport layer B, heat-dried at 130 ° C. for 20 minutes, and 22 μm charge transport layer A three-layer organic photoreceptor consisting of A was prepared.
[Coating liquid for charge transport layer A]
Bisphenol Z-type polycarbonate (manufactured by Teijin Chemicals:
Z Polica Mv50,000) 10 copies
8 parts of low molecular charge transport material of the following structural formula (1)
200 parts of tetrahydrafuran
[0182]
[Chemical 6]
Figure 0004138515
[0183]
  Next, the amount of inorganic filler (α-alumina filler having a primary average particle size of 0.3 μm) in the charge transport layer B is respectively determined by the following composition., ElectricThe inorganic filler, the dispersion aid and the solvent are respectively mixed in a glass pot and dispersed in a ball mill for 24 hours, and the charge transport layer B coating liquid (coating liquid (coating) is prepared. Working solution).
[Charge transport layer B coating solution]
Bisphenol Z-type polycarbonate (manufactured by Teijin Chemicals:
Z Polica Mv50,000) 10 copies
7 parts of low molecular charge transport material of the following structural formula (1)
Alumina filler (AA-03, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
(Average primary particle size: 0.3 μm) 4.25 parts to 9.1 parts
Tetrahydrofuran 400 parts
200 parts of cyclohexanone
Dispersing aid: (BYK-P104:
0.05 parts made by Big Chemie Japan)
[0184]
[Chemical 7]
Figure 0004138515
[0185]
The coating liquid obtained above is reciprocated with a spray gun, and the charge transport layer B is spray-coated so as to have a thickness of about 5 μm, and dried by heating at 150 ° C. for 20 minutes to produce a 4-layer photoconductor sample. did.
The surface resistivity and volume resistivity of each of the photoreceptor samples (Nos. 10 to 12) produced in this manner were measured at a temperature of 22 to 23 ° C. and an applied voltage of 500 V under a relative humidity of 65 to 67% RH. (Reference value 1 minute after application of 500 V). Table 1 below shows the partial configuration (photoconductor diameter, charge transport layer A film thickness, filler addition amount of the electrification transport layer B), surface resistivity, and volume resistivity of each photoconductor sample.
[0186]
1-4 Preparation of evaluation photoreceptor sample (No. 13 to 15)
3003 series aluminum alloy drum processed to φ30mm, length 340mm, wall thickness 0.75mm is used as a conductive support, and this is immersed in the undercoat layer coating solution and coated on the surface. And then dried by heating at 120 ° C. for 20 minutes to form an undercoat layer of 3.5 μm.
[Coating liquid for undercoat layer]
Alkyd resin (Beccosol 1307-60-EL:
Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) 6 parts
Melamine resin (Super Becamine G-821-60:
Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) 4 parts
Titanium oxide (CR-EL: Ishihara Sangyo Co., Ltd.) 40 parts
200 parts of methyl ethyl ketone
[0187]
Next, after being immersed in a coating solution for charge generation layer having the following composition, it was dried by heating at 120 ° C. for 20 minutes to form a 0.2 μm charge generation layer.
[Coating liquid for charge generation layer]
10 parts of bisazo pigment of the following structural formula (3)
Polyvinyl butyral 2 parts
2-butanone 200 parts
400 parts of cyclohexanone
[0188]
[Chemical 8]
Figure 0004138515
[0189]
Furthermore, it was dip-coated in a coating solution for charge transport layer A having the following composition, and heat-dried at 130 ° C. for 20 minutes to produce an organic photoreceptor having a three-layer structure composed of 15 μm and 22 μm charge transport layer A. .
[Coating liquid for charge transport layer A]
7 parts of polymer charge transport material of the following structural formula (4)
400 parts of tetrahydrafuran
200 parts of cyclohexane
[0190]
[Chemical 9]
Figure 0004138515
[0191]
  Next, the amount of inorganic filler (α-alumina filler having a primary average particle size of 0.3 μm) in the charge transport layer B is respectively determined by the following composition., ElectricThe charge transport layer B was mixed at 15, 25, and 40% by weight, and the dispersion aid and solvent were placed in a glass pot and dispersed in a ball mill for 24 hours. )
[Charge transport layer B coating solution]
Bisphenol Z-type polycarbonate (manufactured by Teijin Chemicals:
Z Polica Mv50,000) 10 copies
7 parts of low molecular charge transport material of the following structural formula (1)
Alumina filler (AA-03, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
(Average primary particle size: 0.3 μm) 3.18 parts to 11.3 parts
Tetrahydrofuran 400 parts
200 parts of cyclohexanone
Dispersing aid: (BYK-P104:
0.07 parts made by Big Chemie Japan)
[0192]
[Chemical Formula 10]
Figure 0004138515
[0193]
Using the coating solution obtained above, it is reciprocated once by a spray coating method using a spray gun, and about 5 μm of the charge transport layer B is coated on the charge transport layer A, followed by heating and drying at 150 ° C. for 20 minutes to form four layers. A photoconductor sample having the structure was prepared.
The surface resistivity and volume resistivity of each of the photoreceptor samples (Nos. 13 to 15) thus produced were measured at a temperature of 22 to 23 ° C. and an applied voltage of 500 V under a relative humidity of 65 to 67% RH. (Reference value 1 minute after application of 500 V). Table 1 below shows the partial configuration (photoconductor diameter, charge transport layer A film thickness, filler addition amount of the electrification transport layer B), surface resistivity, and volume resistivity of each photoconductor sample.
[0194]
1-5 Preparation of evaluation photoreceptor sample (No. 16 to 18)
3003 series aluminum alloy drum processed to φ30mm, length 340mm, wall thickness 0.75mm is used as a conductive support, and this is immersed in the undercoat layer coating solution and coated on the surface. And then dried by heating at 120 ° C. for 20 minutes to form an undercoat layer of 3.5 μm.
[Coating liquid for undercoat layer]
Alkyd resin (Beccosol 1307-60-EL:
Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) 6 parts
Melamine resin (Super Becamine G-821-60:
Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) 4 parts
Titanium oxide (CR-EL: Ishihara Sangyo Co., Ltd.) 40 parts
200 parts of methyl ethyl ketone
[0195]
Next, after being immersed in a coating solution for charge generation layer having the following composition, it was dried by heating at 120 ° C. for 20 minutes to form a 0.2 μm charge generation layer.
[Coating liquid for charge generation layer]
10 parts of bisazo pigment of the following structural formula (3)
Polyvinyl butyral 2 parts
2-butanone 200 parts
400 parts of cyclohexanone
[0196]
Embedded image
Figure 0004138515
[0197]
Furthermore, it is immersed in the coating liquid for charge transport layer A having the following composition, the pulling speed condition from the immersion liquid is changed, the charge transport layer B is dip-coated, and heat drying at 130 ° C. for 20 minutes. Then, an organic photoreceptor having a three-layer structure consisting of a 22 μm charge transport layer A was produced.
[Coating liquid for charge transport layer A]
Bisphenol Z-type polycarbonate (manufactured by Teijin Chemicals:
Z Polica Mv50,000) 10 copies
8 parts of low molecular charge transport material of the following structural formula (1)
200 parts of tetrahydrafuran
[0198]
Embedded image
Figure 0004138515
[0199]
  Next, α-alumina fillers having primary average particle sizes of 0.3 μm, 0.5 μm, and 0.7 μm are prepared according to the composition of the following charge transport layer B coating solution, and each α-alumina filler and dispersion aid are prepared. And solvent are placed in a glass pot, and dispersed in a ball mill for 24 hours., ElectricA charge transport layer B coating solution (coating solution) prepared so as to be 20% by weight of the load transport layer B was prepared.
[Charge transport layer B coating solution]
Bisphenol Z-type polycarbonate (manufactured by Teijin Chemicals:
Z Polica Mv50,000) 10 copies
7 parts of low molecular charge transport material of the following structural formula (1)
Alumina filler (AA-03-0.7 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
(Average primary particle size: 0.3, 0.5, 0.7 μm) 4.25 parts
Tetrahydrofuran 400 parts
200 parts of cyclohexanone
Dispersing aid: (BYK-P104:
0.08 parts made by Big Chemie Japan)
[0200]
Embedded image
Figure 0004138515
[0201]
The coating solution prepared above is put into a spray gun mounted on a coating apparatus provided with a photoconductor for evaluation, and spray coating is performed on the photoconductor by one reciprocating jet, at 150 ° C. for 20 minutes. Heat drying was performed to form a charge transport layer B having a thickness of about 5 μm, thereby preparing a photoconductor sample having a four-layer structure.
The surface resistivity and volume resistivity of each of the photoreceptor samples (Nos. 16 to 18) thus produced were measured at an environment of 22 to 23 ° C. and an applied voltage of 500 V under a relative humidity of 65 to 67% RH. (Reference value 1 minute after application of 500 V). Table 1 below shows the partial configuration (photoconductor diameter, charge transport layer A film thickness, filler addition amount of the electrification transport layer B), surface resistivity, and volume resistivity of each photoconductor sample.
[0202]
[Table 1]
Figure 0004138515
[0203]
Using each of the photoconductor samples prepared above, evaluation was performed with an evaluation device (Imagio Neo600, Ipsio Color 8000) using a method for applying a lubricant to the surface of the photoconductor and a cleaning brush for a cleaning device as follows. Went.
[0204]
<Method for Applying Lubricant to Photoreceptor Surface Layer>
A pulverized toner having a weight average particle diameter of about 4.8 μm and an average circularity of 0.924 (SiO 2 as a flow agent)20.7%, TiO2Is added in an amount of 0.02 to 0.05% by weight of zinc stearate (SZ2000: manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.). A method of imparting lubricity to the surface layer (surface) was adopted. As the carrier for the developer, a magnetic carrier (FPC-300LC: manufactured by Powdertech) having a weight average particle diameter of 58 μm was used.
When a developer other than the above was used, a genuine product for the evaluation device was used.
[0205]
<Cleaning brush for cleaning device>
Cleaning brush A (reinforced loop brush) in the present invention:
Nylon fiber beltlon (made by Kubota Textile) with a fiber diameter of 15 denier, 48 filaments / 450 loops, and loop length of 3 mm is cut into a string with a width of 10 mm, wrapped around a φ5 mm brass rod and pasted using an adhesive Then, a cleaning brush (loop cleaning brush) made of looped fibers was produced. Next, the loop cleaning brush produced above was coated with a resin by the following method to enhance the strength of the fiber.
As a coating resin for fiber surface treatment, Toyo Polymer's water-based urethane adhesive Merci 585 was used as the main agent, and Toyo Polymer's epoxy AD-C-65 was used as the curing agent. Ion exchange water was used as a dilution solvent so that the viscosity of the coating resin was 41 mPa · S. The brush surface of the cleaning brush was added to a coating resin solution obtained by adding 1.25 parts of water while adjusting the amount of the curing agent (crosslinking agent) to 5% by weight with respect to 5 parts of the main agent. Then, after 2 mm immersion, the product was dried at 160 ° C. for 10 minutes. The rotation direction of the cleaning brush rotates in a direction (forward direction) that follows the rotation direction of the photosensitive member, and no flicker bar is installed.
Cleaning brush B (straight hair brush) in the reference example:
As the straight brush cleaning brushes, so-called genuine brushes for the devices used for evaluation (Imagio Neo600 and Ypsio Color 8000) were used.
[0206]
Examples 1-4
First, as an evaluation apparatus (evaluation machine), an Imagio Neo 600 (corona charger, φ100 mm photoconductor, manufactured by Ricoh Co., Ltd.), which is a digital multifunction machine, was used. No. in Table 1 above. 2 to 5 photoconductor samples are mounted on an evaluation machine, and images are formed by continuously passing paper. After 50,000 sheets and 200,000 sheets, surface resistivity, volume resistivity, and image quality (resolution, two-dot pattern) Density unevenness), the abrasion amount of the photosensitive layer, and the friction coefficient were evaluated. The surface potential of the photoreceptor during image formation is set to -800 V, and a developer added with 0.025% by weight of zinc stearate (SZ2000, average particle size: 0.3 μm) is used as a developer. did.
The cleaning brush for the cleaning device uses the produced cleaning brush A (reinforced loop brush) and is configured to be used in combination with the cleaning blade. A chart having an image area of 5% was used as an image pattern during paper running. For confirmation of the resolution, Kodak drafting sheet A (JIS Z 6008) was attached to a test chart for image evaluation. The image forming environment is 22 to 24 ° C./61 to 68% RH, and the measurement environment for surface resistivity and volume resistivity is 22 to 23 ° C./65 to 67% RH. The evaluation results are shown in Table 2.
[0207]
[Table 2]
Figure 0004138515
[0208]
All of the photoconductors used for the evaluation were worn almost uniformly, and the polished surface maintained the gloss near the initial stage. The results also appeared in the surface resistivity and the volume resistivity, and the resolution in image quality and the reproducibility of the 2-dot pattern were good and uniform characteristics. Further, it was confirmed that the wear amount of the photosensitive layer was small due to the use of the corona charger and the effect of applying the lubricant, and even with 200,000 sheets, the photosensitive layer had a sufficient film thickness and had good durability. Incidentally, in the photosensitive member (photosensitive member sample No. 5) in which the filler addition amount is 25% by weight, filming occurred locally at the end of the photosensitive member, and density unevenness slightly occurred in the 2-dot pattern. It is in the category that can be improved by strengthening power.
[0209]
Reference Examples 1-6
As an evaluation apparatus (evaluation machine), an Imagio Neo600 (corona charger, using a photoconductor of φ100 mm, manufactured by Ricoh Co., Ltd.) as a digital multifunction machine was used. Each photoconductor sample of 1, 5, 6, 7, 8, 9 is mounted on an evaluation machine, and images are formed by continuous paper passing. After 50,000 sheets, surface resistivity after 200,000 sheets, Volume resistivity, image quality (resolution, 2 dot pattern density unevenness), abrasion amount and friction coefficient of the photosensitive layer were evaluated. The surface potential of the photoreceptor during image formation was set to -800 V, and a genuine developer containing wax was used as the developer.
The cleaning brush was replaced with a genuine straight-hair brush and used in combination with a cleaning blade. A chart having an image area of 5% was used as an image pattern during paper running. The image forming environment is 24 to 27 ° C./63 to 72% RH, and the measurement environment for surface resistivity and volume resistivity is 22 to 23 ° C./65 to 67% RH. The evaluation results are shown in Table 3.
[0210]
[Table 3]
Figure 0004138515
[0211]
In the photoreceptor sample (No. 1) in which the charge transport layer B to which the filler was added was not formed, the surface resistivity and the volume resistivity were little changed because of much wear, and apparently good characteristics were shown. Fluid agents such as titanium oxide and silica added to the developer adhere to the surface of the photoconductor, causing the surface of the photoconductor to become rough, resulting in a dot pattern.concentrationUnevenness occurred.
In the other photoreceptor samples (No. 5, 6, 7, 8, 9), the cleaning brush is a straight hair type, the coefficient of friction of the photoreceptor surface layer is relatively low, and there is no ability to polish the photoreceptor layer. The formation of filming became more noticeable each time the number of copies was increased. As a result, due to the accumulation of corona products, the decrease in surface resistivity and volume resistivity became remarkable, resulting in a decrease in resolution.
[0212]
Examples 5-9
As an evaluation apparatus (evaluation machine), a digital printer Ipsio Color 8000 (non-contact charger, φ30 mm photoconductor, manufactured by Ricoh) was used. Five photoconductor samples 10 (M), 11 (C), 12 (Y), 13 (M), and 14 (C) are mounted on the evaluation machine, and images are formed by continuous paper passing. After 10,000 sheets, the surface resistivity, volume resistivity, image quality (sharpness, 2-dot pattern density unevenness), photosensitive layer wear amount, and friction coefficient after 100,000 sheets were evaluated.
Note that M, C, and Y in parentheses represent development positions of M: magenta station, C: cyan station, and Y: yellow station, respectively.
[0213]
Evaluation was performed in two steps. No. 1 10 to 12, and No. 2 for the second time. Dummy drums were set in the empty stations as 13 and 14. The development position set in the parenthesis is the initial development position, and rotation was performed sequentially with a cleaning blade every 5000 sheets. The surface potential of the photoreceptor during image formation was set to -700 V, and 0.03 wt% of zinc stearate was added to the developer as the developer, and the toner concentration was 5 wt%.
As the cleaning brush, the resin-reinforced cleaning brush A (reinforced loop brush) was processed for Ypsio 8000 by the above-described manufacturing method. In addition, a 5% chart inputted in a personal computer database was used as an image pattern to be used during the paper running, and the signal was inputted into an Ipsio color 8000. The imaging environment is 23 to 25 ° C./64 to 70% RH, and the measurement environment for surface resistivity and volume resistivity is 22 to 23 ° C./65 to 67% RH. The evaluation results are shown in Table 4.
[0214]
[Table 4]
Figure 0004138515
[0215]
The photoreceptor sample in which the amount of filler added to the charge transport layer B is 35% by weight (Example 7) has a large amount of filler. Therefore, the amount of wear is small for a large amount of attack of the corona product. It is estimated that a slight unevenness occurred in the 2-dot pattern. The reason why the evaluation with the photoreceptor samples of Examples 8 and 9 was somewhat unsatisfactory was due to the specific resistance of the polymer charge transport layer used for the charge transport layer A. These samples can avoid deterioration of image quality if the wear of the charge transport layer B is increased a little.
Other photoreceptor samples other than those described above also had good 2 dot pattern density unevenness. The results are presumed to be because the changes in the surface resistivity and the volume resistivity are within 1 digit and 2 digits, respectively, and the corona product is evenly shaved off.
[0216]
Reference Examples 7-10
As an evaluation apparatus (evaluation machine), a digital printer Ipsio Color 8000 (non-contact charger, φ30 mm photoconductor, manufactured by Ricoh) was used. Four photoconductor samples of 10 (M), 12 (C), 14 (M), and 15 (C) were divided into two portions twice and mounted on the evaluation machine, and the paper was continuously passed through. Then, the surface resistivity, volume resistivity, image quality (sharpness, 2 dot pattern density unevenness), photosensitive layer wear amount, and friction coefficient after 50,000 sheets were evaluated. The development position set in the parenthesis is the development position set in the initial stage, and the rotation was sequentially performed together with the cleaning blade every 5000 sheets. A dummy drum was set in each of the Y (yellow) and Bk (black) stations, and the evaluation was performed only in the M (magenta) and C (cyan) stations. The surface potential of the photoreceptor during image formation was set to -700 V, and 0.03 wt% of zinc stearate was added to the developer as the developer, and the toner concentration was 5 wt%.
In addition, the genuine straight hair type cleaning brush for Ypsio 8000 was used for the cleaning brush. For the image pattern used during the paper running, a 5% chart inputted in the database of the personal computer was used, and the signal was inputted into the Ypsio Color 8000. The image forming environment is 26 to 29 ° C./68 to 74% RH, and the measurement environment for surface resistivity and volume resistivity is 22 to 23 ° C./65 to 67% RH. The evaluation results are shown in Table 5.
[0217]
[Table 5]
Figure 0004138515
[0218]
When a straight hair type cleaning brush that has not been reinforced is used, filming occurs on the surface of the photoconductor, and corona products accumulate and lubricant accumulates. Reduction progressed. As a result, the surface resistivity and the volume resistivity each showed a change of one digit or two digits, which is a limit value capable of good image formation without deterioration in image quality. As a result, the image quality deteriorated, and the image flow state was reached over all the evaluated photoreceptor samples, resulting in poor image quality.
[0219]
Examples 10-12
As an evaluation apparatus (evaluation machine), an Ipsio Color 8000 (non-contact charger, photoconductor with a diameter of 30 mm, manufactured by Ricoh) of a digital printer was used. Three photoreceptor samples of 16 (M), 17 (C), and 18 (Y) are mounted on the evaluation machine, and images are formed by continuous paper passing, and the surface after 50,000 sheets and 100,000 sheets Resistivity, volume resistivity, image quality (sharpness, 2 dot pattern density unevenness), photosensitive layer wear, and friction coefficient were evaluated. The development position set in the parenthesis is the development position set in the initial stage, and the rotation was sequentially performed together with the cleaning blade every 5000 sheets. A dummy drum was set at the black development position. The surface potential of the photoreceptor during image formation was set to -700 V, and 0.02% by weight of zinc stearate was added to the developer as a developer, and the toner concentration was 5% by weight.
Further, as the cleaning brush, the reinforcing brush A (reinforced loop brush) reinforced with resin was processed for the Ypsio 8000 by the above-described manufacturing method. For the image pattern used during the paper running, a 5% chart inputted in the database of the personal computer was used, and the signal was inputted into the Ypsio Color 8000. The image forming environment is 24 to 27 ° C./64 to 71% RH, and the measurement environment for surface resistivity and volume resistivity is 22 to 23 ° C./65 to 67% RH. The evaluation results are shown in Table 6.
[0220]
[Table 6]
Figure 0004138515
[0221]
In the photoreceptor sample in which the size of the primary average particle diameter of the filler was changed, any of the photoreceptor samples used showed good surface resistivity and volume resistivity even after 100,000 sheets. Both quality were good.
Incidentally, in the photoreceptor sample (No. 18) having an average particle diameter of the filler of 0.7 μm, wear unevenness and surface roughness due to the effect of improved wear resistance were slightly observed, and as a result, although slightly, 2 Dot patternconcentrationAppeared as uneven. The wear amount and image quality are expected to be improved by increasing the amount of wear a little or by improving the cleaning member, but it is estimated that 0.7 μm is the limit for the filler diameter because there is a possibility that uneven wear may further progress. The
[0222]
Reference Examples 11-13
As an evaluation apparatus (evaluation machine), a digital printer Ipsio Color 8000 (non-contact charger, φ30 mm photoconductor, manufactured by Ricoh) was used. Three photoconductor samples of 15 (M), 16 (C), and 17 (Y) are mounted on the evaluation machine, and images are formed by continuous paper passing, after 50,000 sheets and after 100,000 sheets. The surface resistivity, the volume resistivity, the image quality (sharpness, 2 dot pattern density unevenness), the abrasion amount of the photosensitive layer, and the friction coefficient were evaluated. The development position set in the parenthesis is the development position set in the initial stage, and the rotation was sequentially performed together with the cleaning blade every 5000 sheets. A dummy drum was set at the black development position. The surface potential of the photosensitive member at the time of image formation was set to -700 V, and a developer having a toner concentration of 5% by weight without adding a lubricant was used as the developer.
A pure straight brush was used as the cleaning brush. For the image pattern used during the paper running, a 5% chart inputted in the database of the personal computer was used, and the signal was inputted into the Ypsio Color 8000. The image forming environment is 24 to 26 ° C./68 to 73% RH, and the measurement environment of the surface resistivity and volume resistivity is 22 to 23 ° C./65 to 67% RH. Table 7 shows the evaluation results.
[0223]
[Table 7]
Figure 0004138515
[0224]
All of the photoreceptor samples used for the evaluation had filming phenomenon, and the photoreceptor surfaces all had a light grayish color. As a result, corona products, paper dust and other contaminants are not removed (the amount of wear is small), and the corona products penetrate into the interior of the photoconductor, resulting in surface resistivity and volume resistivity. The image quality deteriorated and the image quality deteriorated. The photoreceptor sample No. described in Reference Example 11 was used. In the case of 15, the polymer transport layer that is more susceptible to the influence of nitrogen oxides than the other comparative photoconductor samples was used for the charge transport layer A, so that the resistivity decreased greatly and the environment (a little higher than the normal humidity environment ( Even at 73% RH), the image flow occurred, and the image of the entire 2-dot pattern also showed a large light / dark difference.
[0225]
【The invention's effect】
According to the present invention, a filler is dispersed in a specific cleaning device having a reinforced loop brush (cleaning brush made of loop-like fibers) reinforced with a resin layer and the outermost layer (charge transport layer B) of the photosensitive layer. Therefore, the surface resistivity (σs) of 1 × 10 is maintained by always maintaining the surface of the photoconductor in a clean state by the configuration with the photoconductor having durability adjusted so as to be scraped to an appropriate amount.15~ 1x1017Ω, volume resistivity (ρv) 1 × 1013~ 5x1015By adjusting to Ω · cm and adjusting the coefficient of friction of the photosensitive layer surface during image formation to 0.2 to 0.4 (measured by Euler belt method), there is no image unevenness over the long term and good sharpness High-definition image formation with high resolution is achieved.
In addition, the values of surface resistivity and volume resistivity at the start of image formation and after image formation of 50,000 sheets are adjusted within suitable ranges, and fluctuation values (surface resistivity: within one digit, volume resistivity: two digits) Can be formed over a long period of time.
By using an indium foil as an electrode for measuring surface resistivity and volume resistivity (circular electrode and ring electrode), a photosensitive member (measurement sample) having a curvature like a drum shape can also be cut. And can be easily attached to the surface of the photoreceptor as it is. Therefore, accurate and stable surface resistivity and volume resistivity can be measured, an actual situation can be grasped, and the resistivity can be controlled within a predetermined control range. Further, since it is not necessary to process the photoconductor (measurement sample), it can be reused.
Furthermore, a loop brush having durability and uniform polishing ability can be obtained by using a water-based urethane resin (main agent) + epoxy compound (curing agent) as the surface covering material (resin layer) of the reinforcing loop fiber. . By using this reinforced loop brush, it is possible to remove residual powder such as toner adhering to the surface of the photoconductor, and to remove the contaminants that have started to adhere to the photoconductor surface thinly and evenly. Can be kept in.
In addition, when the photosensitive layer is a two-layer functional separation type composed of a charge generation layer and a charge transport layer, good charging characteristics and good sensitivity can be obtained, and a high-quality image can be formed.
Further, the charge transport layer is composed of a charge transport layer A in which the inorganic filler is not dispersed and a charge transport layer B in which the inorganic filler is dispersed. By providing the charge transport layer B in which the filler is dispersed, the durability against photoconductor surface grinding is improved and adjusted to an appropriate wear amount, and the charge transport layer A (charge generation layer and charge transport layer B in which the filler is not dispersed). Therefore, it is possible to prevent abnormal charge movement and form a stable high-quality image.
Furthermore, the friction coefficient is adjusted by applying any one of fine zinc stearate or polytetrafluoroethylene (PTFE) as a lubricant to the surface of the photoreceptor (friction coefficient during image formation: 0.2 to 0. 0). 4), it is possible to suppress the abrasion of the photosensitive layer and to maintain a uniform image quality with good sharpness.
Further, by adjusting the amount of filler dispersed in the charge transport layer B of the photoconductor according to various charging means, it is possible to cope with the chemical hazard level (large and small) in each charge. It becomes possible to optimize the durability. In addition, a wide range of image forming apparatuses that can obtain high image quality can be designed.
Furthermore, an optimum applied voltage method (DC voltage or DC voltage on which AC voltage is superimposed) can be selected according to the arrangement interval between the photoreceptor and the charging device (charging member, etc.) and environmental conditions (humidity, etc.). Therefore, it is possible to design a wide range of image forming apparatuses that meet the demand for providing high image quality.
Further, an electrophotographic photosensitive member in which a filler is dispersed in the outermost charge transport layer constituting the photosensitive layer, and at least one device selected from a charging device, a developing device, or a cleaning device (including a reinforcing loop brush). By using a process cartridge that can be attached to and detached from the image forming apparatus main body that is integrally supported, the image apparatus can be made compact, and simple and steady maintenance work can be performed, and parts can be easily replaced. And overall cost reduction. Moreover, it is possible to easily restore the original high-quality image simply by replacing the process cartridge.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a basic configuration example of an image forming apparatus according to the present invention for explaining a copying process in an embodiment.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a configuration example of a quadruple tandem type full-color image forming apparatus provided with magenta, cyan, yellow, and black developing devices.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a process cartridge that can be attached to and detached from an image forming apparatus main body.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating another example of a process cartridge that can be attached to and detached from the image forming apparatus main body.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a basic configuration example of an electrophotographic photoreceptor in the present invention (constructed from a conductive support / undercoat layer / photosensitive layer).
FIG. 6 is a schematic diagram showing an example in which an electrophotographic photosensitive layer according to the present invention is formed by a function-separated configuration of a charge generation layer and a charge transport layer.
7 is a schematic diagram illustrating an example in which the charge transport layer in FIG. 6 includes a charge transport layer A (inorganic filler non-dispersed layer) and a charge transport layer B (inorganic filler dispersed layer).
FIG. 8 is a schematic diagram showing a cleaning device including a cleaning brush (enhanced loop brush) and a cleaning blade according to the present invention.
FIG. 9 is a schematic diagram showing the form of a cleaning brush made of a base cloth and looped fibers according to the present invention.
FIG. 10 is a schematic diagram for explaining electrode shapes and dimensions for measuring the low surface resistivity and volume resistivity in the present invention.
FIG. 11 is a schematic diagram showing a state in which electrodes are closely attached to the surface of a drum-shaped electrophotographic photosensitive member having a curvature.
FIG. 12 is a schematic circuit diagram showing a measuring jig and a voltage application state when measuring the surface resistivity of an electrophotographic photosensitive member provided with an indium electrode.
FIG. 13 is a schematic circuit diagram showing a measuring jig and a voltage application state when measuring the volume resistivity of an electrophotographic photosensitive member provided with an indium electrode.
14 is a graph showing the applied voltage dependence of the surface resistivity of photoreceptor sample A (5 μm) and photoreceptor sample B (3 μm) in which charge transport layers B having different thicknesses are formed on the charge generation layer A. FIG. .
FIG. 15 is a graph showing the applied voltage dependence of the volume resistivity of photoreceptor sample A (5 μm) and photoreceptor sample B (3 μm) in which charge transport layers B having different thicknesses are formed on the charge generation layer A. .
FIG. 16 is a graph showing the applied voltage dependence of the volume resistivity of the sample of the photoreceptor sample A with the filler amount changed to 20% and after running 50,000 sheets (reinforced loop brush).
17 is a graph showing the applied voltage dependence of the volume resistivity of the sample of FIG. 16 in which the low charge transport material is changed to the high charge transport material and after running 50,000 sheets (straight hair brush). is there.
FIG. 18 is a diagram showing the applied voltage dependence of the surface resistivity of the sample of the photoreceptor sample A with the filler amount changed to 20% and after running 50,000 sheets (reinforced loop brush).
19 is a graph showing the applied voltage dependence of the surface resistivity of the sample of FIG. 18 in which the low charge transport material is changed to the high charge transport material and after running 50,000 sheets of paper (straight hair brush). .
FIG. 20 is a diagram showing the dependence of the amount of decrease in charge level on the volume resistivity of a photoreceptor sample with various resistivity changed.
FIG. 21 is a graph showing the dependence of resolution on the volume resistivity of a photoreceptor sample with various resistivity changed.
FIG. 22 is a graph showing the dependency of resolution on the surface resistivity of a photoreceptor sample with various resistivity changed.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor for electrophotography (photoconductor)
2 Charging device
2-1 Charging member
2-2 High voltage power circuit
3 Image exposure equipment
4 Development device
5 Transfer device
6 Separation device
7 Cleaning device
7-1 Cleaning brush
7-2 Cleaning blade
8 Fixing device
9 Transfer object (copy paper)
21 Conductive support
22 Underlayer
23 Photosensitive layer
24 Charge generation layer
25 Charge transport layer
25a Charge transport layer A
25b Charge transport layer B
200 Lubricant coating device
201 Lubricant
202 Application brush

Claims (13)

導電性支持体上に設けられた構成層の最外電荷輸送層にフィラーを分散してなる感光層を備えた電子写真感光体の表面に、順次、接触または近接配置された帯電装置により帯電し、画像露光装置によって静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置でトナー像に顕像化し、該トナー像を転写装置によって電圧印加下に被転写体へ転写し、定着装置で熱定着しハードコピーを作成すると共に、該電子写真感光体表面上の残留粉体及び付着異物をループ状繊維からなるクリーニングブラシとクリーニングブレードとを備えたクリーニング装置によって摺擦してクリーニングする画像形成装置であって、
前記クリーニングブラシのループ状繊維表面は、水系ウレタン樹脂を主剤とし、エポキシ系化合物を硬化剤とした2液性樹脂液体を被覆・硬化して形成された樹脂層で被覆強化され、更に前記感光層の表面抵抗率(σs)は1×1015〜1×1017Ωでかつ体積抵抗率(ρv)は1×1013〜5×1015Ω・cmに調整されると共に、作像中における感光層表面の摩擦係数は0.2〜0.4(オイラーベルト方式で測定)に調整されるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
The surface of the electrophotographic photosensitive member provided with a photosensitive layer in which a filler is dispersed in the outermost charge transporting layer of the constituent layer provided on the conductive support is sequentially charged by a charging device arranged in contact or close proximity. Then, an electrostatic latent image is formed by an image exposure device, the electrostatic latent image is visualized as a toner image by a developing device, the toner image is transferred to a transfer medium under voltage application by a transfer device, and a fixing device is used. Image formation in which a hard copy is made by heat fixing, and residual powder and adhered foreign matter on the surface of the electrophotographic photosensitive member are cleaned by rubbing with a cleaning device having a cleaning brush and a cleaning blade made of looped fibers. A device,
The surface of the loop-like fiber of the cleaning brush is reinforced with a resin layer formed by coating and curing a two-component resin liquid containing an aqueous urethane resin as a main component and an epoxy compound as a curing agent. The surface resistivity (σs) of the film is adjusted to 1 × 10 15 to 1 × 10 17 Ω and the volume resistivity (ρv) is adjusted to 1 × 10 13 to 5 × 10 15 Ω · cm, and light sensitivity during image formation An image forming apparatus, wherein a friction coefficient of a layer surface is adjusted to 0.2 to 0.4 (measured by Euler belt method).
前記ループ状繊維は、導電性微粒子を含むアクリル系繊維、導電性微粒子を含むナイロン系繊維、または導電性微粒子を含むポリエステル系繊維であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the loop-shaped fiber is an acrylic fiber containing conductive fine particles, a nylon fiber containing conductive fine particles, or a polyester fiber containing conductive fine particles. 前記感光層の作像開始時における表面抵抗率(σs)と5万枚作像後の表面抵抗率(σs)との差が、室温22〜23℃、相対湿度65〜67%、印加電圧500Vの測定条件で1桁以内であり、且つ表面抵抗率(σs)が1×1015〜1×1017Ωであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。The difference between the surface resistivity (σs) at the start of image formation of the photosensitive layer and the surface resistivity (σs) after image formation of 50,000 sheets is room temperature 22 to 23 ° C., relative humidity 65 to 67%, and applied voltage 500 V. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the measurement condition is within one digit and the surface resistivity (σs) is 1 × 10 15 to 1 × 10 17 Ω. 前記感光層の作像開始時における体積抵抗率(ρv)と5万枚作像後の体積抵抗率(ρv)との差が、室温22〜23℃、相対湿度65〜67%、印加電圧500Vの測定条件で2桁以内であり、且つ体積抵抗率(ρv)が1×1013〜5×1015Ω・cmであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。The difference between the volume resistivity (ρv) at the start of image formation of the photosensitive layer and the volume resistivity (ρv) after image formation of 50,000 sheets is room temperature 22 to 23 ° C., relative humidity 65 to 67%, and applied voltage 500 V. 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus has a volume resistivity (ρv) of 1 × 10 13 to 5 × 10 15 Ω · cm. 前記電子写真感光体は、少なくともドラム状の導電性支持体上に下引き層、感光層が順次形成され、該感光層は電荷発生層と電荷輸送層との2層構成であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。  In the electrophotographic photoreceptor, an undercoat layer and a photosensitive layer are sequentially formed on at least a drum-shaped conductive support, and the photosensitive layer has a two-layer structure of a charge generation layer and a charge transport layer. The image forming apparatus according to claim 1. 前記電荷輸送層は、更に無機フィラーを分散しない電荷輸送層Aと無機フィラーを分散した電荷輸送層Bとから構成されることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。6. The image forming apparatus according to claim 5 , wherein the charge transport layer further comprises a charge transport layer A in which inorganic filler is not dispersed and a charge transport layer B in which inorganic filler is dispersed. 前記電荷輸送層Bに分散される無機フィラーの平均粒径は0.3〜0.7μmであり、該無機フィラーの含有量は電荷輸送層Bの2〜35重量%であることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。The inorganic filler dispersed in the charge transport layer B has an average particle size of 0.3 to 0.7 μm, and the content of the inorganic filler is 2 to 35% by weight of the charge transport layer B. The image forming apparatus according to claim 6 . 前記摩擦係数は、ステアリン酸亜鉛またはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の内の何れか1種類もしくは2種類を感光体表層に付与することによって調整されるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。  2. The friction coefficient according to claim 1, wherein the friction coefficient is adjusted by applying one or two of zinc stearate and polytetrafluoroethylene (PTFE) to the surface of the photoreceptor. The image forming apparatus described. 前記電子写真感光体表面の帯電は、コロナ帯電法、または帯電ローラーを用いた接触帯電法、あるいは前記電子写真感光体に近接配置された帯電装置を用いる非接触帯電法の内の何れか1つの方法により行われることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。  The surface of the electrophotographic photosensitive member can be charged by any one of a corona charging method, a contact charging method using a charging roller, or a non-contact charging method using a charging device disposed in proximity to the electrophotographic photosensitive member. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is performed by a method. 前記何れかの方法により行われる帯電は、帯電部材に直流電圧を印加する方法、または交流電圧を重畳した直流電圧を印加する方法の何れか1つの方法によって行われることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。The charging carried out by any method, a method for applying a DC voltage to the charging member according to claim 9, characterized in that it is carried out by any one method of how or applying a DC voltage obtained by superposing an AC voltage, The image forming apparatus described in 1. 導電性支持体上に設けられた構成層の最外電荷輸送層にフィラーを分散してなる感光層を備えた電子写真感光体と、帯電装置、現像装置、及びループ状繊維からなるクリーニングブラシとクリーニングブレードとを備えたクリーニング装置から選ばれる少なくとも1つの装置とを一体に支持した画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジであって、
前記クリーニングブラシのループ状繊維表面は、水系ウレタン樹脂を主剤とし、エポキシ系化合物を硬化剤とした2液性樹脂液体を被覆・硬化して形成された樹脂層で被覆強化され、更に前記感光層の表面抵抗率(σs)は1×1015〜1×1017Ωで且つ体積抵抗率(ρv)は1×1013〜5×1015Ω・cmに調整されると共に、作像中における感光層表面の摩擦係数は0.2〜0.4(オイラーベルト方式で測定)に調整されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
An electrophotographic photosensitive member provided with a photosensitive layer in which a filler is dispersed in an outermost charge transporting layer of a constituent layer provided on a conductive support, a charging device, a developing device, and a cleaning brush made of looped fibers ; A process cartridge detachably attached to an image forming apparatus main body integrally supporting at least one apparatus selected from cleaning apparatuses provided with a cleaning blade ;
The surface of the loop-like fiber of the cleaning brush is reinforced with a resin layer formed by coating and curing a two-component resin liquid containing an aqueous urethane resin as a main component and an epoxy compound as a curing agent. The surface resistivity (σs) of the film is adjusted to 1 × 10 15 to 1 × 10 17 Ω and the volume resistivity (ρv) is adjusted to 1 × 10 13 to 5 × 10 15 Ω · cm. A process cartridge characterized in that a friction coefficient of a layer surface is adjusted to 0.2 to 0.4 (measured by an Euler belt method).
前記ループ状繊維は、導電性微粒子を含むアクリル系繊維、導電性微粒子を含むナイロン系繊維、または導電性微粒子を含むポリエステル系繊維であることを特徴とする請求項11に記載のプロセスカートリッジ。12. The process cartridge according to claim 11, wherein the loop fiber is an acrylic fiber containing conductive fine particles, a nylon fiber containing conductive fine particles, or a polyester fiber containing conductive fine particles. 前記電子写真感光体表面の帯電は、コロナ帯電法、または帯電ローラーを用いた接触帯電法、あるいは前記電子写真感光体に近接配置された帯電装置を用いる非接触帯電法の内の何れか1つの方法により行われることを特徴とする請求項11に記載のプロセスカートリッジ。The surface of the electrophotographic photosensitive member can be charged by any one of a corona charging method, a contact charging method using a charging roller, or a non-contact charging method using a charging device disposed in proximity to the electrophotographic photosensitive member. The process cartridge according to claim 11 , wherein the process cartridge is performed by a method.
JP2003021555A 2003-01-30 2003-01-30 Image forming apparatus and process cartridge Expired - Fee Related JP4138515B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003021555A JP4138515B2 (en) 2003-01-30 2003-01-30 Image forming apparatus and process cartridge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003021555A JP4138515B2 (en) 2003-01-30 2003-01-30 Image forming apparatus and process cartridge

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004233612A JP2004233612A (en) 2004-08-19
JP4138515B2 true JP4138515B2 (en) 2008-08-27

Family

ID=32950855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003021555A Expired - Fee Related JP4138515B2 (en) 2003-01-30 2003-01-30 Image forming apparatus and process cartridge

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4138515B2 (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4678160B2 (en) * 2004-09-24 2011-04-27 富士ゼロックス株式会社 Image forming apparatus
JP2006276806A (en) * 2005-03-03 2006-10-12 Ricoh Co Ltd Electrostatic latent image carrier, and image forming method, image forming apparatus, and process cartridge using same
JP4640070B2 (en) * 2005-09-20 2011-03-02 富士ゼロックス株式会社 Electrophotographic photosensitive member, process cartridge, and image forming apparatus
JP2007178619A (en) 2005-12-27 2007-07-12 Ricoh Co Ltd Image forming device, processing unit, and image forming method
JP5239268B2 (en) * 2007-09-10 2013-07-17 株式会社リコー Image forming apparatus
JP5014169B2 (en) * 2007-09-14 2012-08-29 株式会社リコー Image forming apparatus
JP5183367B2 (en) 2008-08-27 2013-04-17 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Image forming apparatus
JP5366913B2 (en) * 2010-10-19 2013-12-11 株式会社神戸製鋼所 Method for producing aluminum cylindrical tube for electrophotographic photosensitive member support
JP2013054172A (en) * 2011-09-02 2013-03-21 Ricoh Co Ltd Sample characteristic evaluation device and characteristic evaluation method used for electrophotographic photoreceptor
JP2019015776A (en) 2017-07-04 2019-01-31 株式会社リコー Electrophotographic photoreceptor, image forming apparatus, and process cartridge
JP7077730B2 (en) * 2018-04-05 2022-05-31 コニカミノルタ株式会社 Electrophotographic image formation method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004233612A (en) 2004-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6516169B2 (en) Electrophotographic image forming apparatus having a gap between photoreceptor and charger, and process cartridge therefor
JP4063498B2 (en) Image forming apparatus
JP4917409B2 (en) Image forming apparatus, image forming method, and process cartridge
US6853823B2 (en) Electrophotographic photoreceptor and image forming apparatus using the photoreceptor
JP2006259661A (en) Lubricant supplying unit and image forming apparatus
JP2008224729A (en) Image forming apparatus, image forming method and process cartridge
JP4138515B2 (en) Image forming apparatus and process cartridge
JP4194776B2 (en) Electrophotographic photosensitive member, manufacturing method thereof, electrophotographic method and electrophotographic apparatus
US6803162B2 (en) Electrophotographic image forming apparatus, photoreceptor therefor and method for manufacturing the photoreceptor
JP3936647B2 (en) Image forming apparatus, image forming method, and process cartridge
JP2008040466A (en) Photoreceptor and method for manufacturing the same
JP3943476B2 (en) Image forming apparatus and image forming method
JP2005092019A (en) Lubricant coating device, process cartridge, and image forming apparatus
JP4098130B2 (en) Electrophotographic photosensitive member, image forming apparatus, and process cartridge for image forming apparatus
JP3847584B2 (en) Electrophotographic apparatus, process cartridge for electrophotographic apparatus, electrophotographic photosensitive member, and manufacturing method thereof
JP4429648B2 (en) Electrophotographic photoreceptor, method for producing the same, and image forming apparatus equipped with the electrophotographic photoreceptor
JP4443837B2 (en) Image forming apparatus
JP2006011375A (en) Process cartridge and image forming apparatus with cleaning blade
JP2004061560A (en) Image forming apparatus and processing unit
JP2009053400A (en) Image forming apparatus, image forming method and process cartridge
JP2004286887A (en) Electrophotographic photoreceptor, image forming apparatus using the same, process cartridge, and image forming method
JP4068893B2 (en) Electrophotographic photoreceptor and image forming apparatus
JP4206207B2 (en) Image forming apparatus
JP4568538B2 (en) Cleaning blade, cleaning device, process cartridge, and image forming apparatus
US6661985B2 (en) Electrophotographic image bearer, process cartridge and image forming apparatus using the image bearer

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060105

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071108

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071204

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080125

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080603

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080605

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130613

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees