JP4324008B2 - 電子写真装置 - Google Patents
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- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
Description
用に用いられる正反射型光学濃度センサである。
知するための正反射トナー濃度検知手段、及び該正反射トナー濃度検知手段から得られたトナー濃度の情報により画像濃度を制御する画像濃度制御手段を有する電子写真装置において、トナー濃度の検知を長期間にわたり、高精度、かつ高安定に行うことができる電子写真装置であって、階調安定性に優れた画像を耐久後であっても出力しつづけることができる電子写真装置を提供することを課題とする。
(1)回転駆動される電子写真感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、該現像手段による現像工程後の該電子写真感光体上のトナー濃度を検知するための正反射トナー濃度検知手段と、該正反射トナー濃度検知手段から得られたトナー濃度の情
報により画像濃度を制御する画像濃度制御手段とを有する電子写真装置において、
該電子写真感光体の表面層は、2つ以上の重合性官能基を有する化合物を電子線照射によって重合あるいは架橋することにより硬化した化合物を含有しており、
研磨シートを電子写真感光体の表面に常時圧接して電子写真感光体を回転させることによって電子写真感光体の表面の粗面化を行う粗面化手段によって、該電子写真感光体の表面には、幅が0.5〜40μmの溝が単位面積(/mm2)あたり20以上1000以下の割合で形成されており、
該電子写真感光体の表面には、40μmより大きい幅の溝が形成されていない
ことを特徴とする電子写真装置。
本発明の電子写真装置は、少なくとも電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、該電子写真感光体上のトナー濃度を検知するための正反射トナー濃度検知手段、及び該正反射トナー濃度検知手段から得られたトナー濃度の情報により画像濃度を制御する画像濃度制御手段を有しており、該正反射トナ−濃度検知手段は、現像行程後における電子写真感光体上のトナー濃度を検知するためのものであり、該電子写真感光体の表面層は、重合性官能基を有する化合物を重合、あるいは架橋することにより硬化した化合物を含有しており、該電子写真感光体の表面には、粗面化手段により溝が形成されており、かつ溝の幅が0.5〜40μmの溝が単位面積(/mm2)あたり20以上1000以
下の割合で形成されているものである。
感光体表面の初期状態において、40μmより大きい溝幅の溝が形成されていると、耐久後には該表面に深い傷が多数発生する。これは、溝の幅が広すぎると、電子写真プロセスにおいて、溝内で粒子形状のものが滞留し、それが、クリーニングブレードなどで、圧接させられることにより溝の深さ方向、幅方向で成長し、傷となってしまうものと考えられる。これは、正反射型光学センサを用いたトナー濃度の検知結果に影響を及ぼすことになる。
ここで、溝の幅0.5〜40μmの溝密度が、20未満だと、電子写真システムにおける、感光体表面へのクリーニングブレードなどの当接部材との間に生じる摩擦力が、非常に大きくなってしまう。つまり、当接部材は、感光体に高圧力で、押し付けられる状態となる。この状態で、耐久を行うと、当接部材と感光体の間に、本体内に紛れ込んだ糸くずのような異物を挟み込んだとき、感光体にそれらが強く押し付けられ、耐久初期の段階で、深い溝となってしまう。耐久中期では、溝の状態は一旦安定してくるが、この耐久初期の段階の深い溝+中期〜長期でのこの溝の成長により、感光体表面の粗面化の状態は、初期から大きく変化し、耐久前後での変動幅は大きくなる。その結果、正反射型光学センサを用い耐久後のトナー濃度を検知する際、悪影響を受け、高精細画像を高安定に出力することができなくなる。
られてしまう。この場合は、上記したように、溝内で粒子形状のものが滞留し、それが、クリーニングブレードなどで、圧接させられることにより溝の深さ方向、幅方向で成長し、傷となってしまい、正反射型光学濃度検知の値に影響し、ひいては、耐久使用後に、高精細画像を高安定に出力することができなくなってしまう。また、散乱型光学濃度センサを併用したシステムにおいては、溝が高密度にあると、感光体の表面での散乱が大きくなり、センサに戻る反射光量が小さすぎ、S/Nが小さくなってしまい、検知が困難になる
という問題も生じる。さらに、表面で光学的散乱を起こしてしまうため、レ−ザで潜像形成を行った場合に、その潜像が乱されてしまうというような別の弊害も発現する。よって、溝の幅0.5〜40μmの溝密度は1000以下がよい。
、溝数を求めることも可能である。また3次元非接触形状測定装置(NewView5032(ザイゴ社製))等を用いればマイクロマップと同様に測定することも可能である。
本発明の表面層は、重合性官能基を有する化合物を硬化することにより、形成される。硬化手段としては、熱や可視光、紫外線等の光、更に放射線(電子線、γ線など)を用いることができる。本発明の効果を、より顕著に見出すために、表面層は電子線で硬化するとよい。これは、高エネルギ−である電子線を短時間照射して表面層を硬化することにより、電子写真特性上の電気的特性(例えば残留電位の上昇など)を損なうことなく、機械的特性上、本発明で所望の溝形状が形成できるからである。
重合あるいは架橋により硬化することができる表面層用の化合物を溶解、又は含有する塗布溶液を、浸漬コーティング法、スプレイコーティング法、カーテンコーティング法、スピンコーティング法などにより塗工し、これを上記硬化手段により硬化する。感光体を効率よく大量生産するには浸漬コーティング法がより好ましい。
あってもよい。更に、上記感光層上に表面保護層を形成することも可能である。本発明は、少なくとも感光体の表面層が、熱や可視光、紫外線等の光、更に放射線により重合あるいは架橋し硬化させることができる化合物を含有していればよい。但し、感光体としての特性、特に残留電位などの電気的特性及び耐久性の点より、電荷発生層/電荷輸送層をこ
の順に積層した機能分離型の感光体の構成、或いは、この構成で積層された感光層上に表面保護層を形成した構成とするのが好ましい。
電子写真感光体の支持体としては、導電性を有するものであればよく、例えばアルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛およびステンレスなどの金属や合金をドラムまたはシート状に成形したもの、アルミニウムおよび銅などの金属箔をプラスチックフィルムにラミネートしたもの、アルミニウム、酸化インジウムおよび酸化錫などをプラスチックフィ
ルムに蒸着したもの、導電性物質を単独または結着樹脂とともに塗布して導電層を設けた金属、またプラスチックフィルムおよび紙などが挙げられる。
本発明においては導電性支持体の上にはバリアー機能と接着機能をもつ下引き層(以下、中間層ともいう)を設けることができる。
もに溶剤に分散/溶解した溶液を上述の公知の方法によって塗布、乾燥して形成することができる。この場合の電荷輸送物質と結着樹脂の比率は、両者の全重量を100とした場合に電荷輸送物質の重量が30〜100が望ましく、好ましくは50〜100の範囲で適宜選択される。電荷輸送物質の量がそれ以下であると、電荷輸送能が低下し、感度低下および残留電位の上昇などの問題点が生ずる。この場合にも感光層の膜厚は5〜30μmの範囲であり、この時の感光層の膜厚とは電荷発生層、電荷輸送層及び表面保護層各々の膜厚を合計した膜厚である。
導電性粒子としては、金属、金属酸化物及びカーボンブラックなどが挙げられる。金属としては、アルミニウム、亜鉛、銅、クロム、ニッケル、ステンレス及び銀など、またはこれらの金属をプラスチックの粒子の表面に蒸着したものなどが挙げられる。金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、スズをドープした酸化インジウム、アンチモンをドープした酸化スズ及びアンチモンをドープした酸化ジルコニウムなどが挙げられる。これらは単独で用いることも、2種以上を組み合わせて用いることもできる。2種以上を組み合わせて用いる場合は、単に混合しても、固溶体や融着の形にしてもよい。
また、本発明においては上述したような導電性粒子の中でも、透明性などの点で金属酸化物を用いることが特に好ましい。
フッ素原子含有樹脂粒子としては、四フッ化エチレン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、六フッ化エチレンプロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、二フッ化二塩化エチレン樹脂及びこれらの共重合体のなかから1種あるいは2種以上を適宜選択するのが好ましいが、特に、四フッ化エチレン樹脂及びフッ化ビニリデン樹脂が好ましい。樹脂粒子の分子量や粒子の粒径は、適宜選択することができ、特に制限されるものではない。
ている。
〜1.5N/m2の範囲であれば、本発明における感光体表面の溝形状が達成される。な
お、本発明における感光体表面の溝形状(溝幅、溝密度、表面粗さ等)は、研磨シートの送りスピード、パックアップローラの押し当て圧、研磨砥粒の粒径、形状、研磨シート番手、研磨シートの結着樹脂厚、基材厚等を適宜選択することにより調整できる。
本発明が好適と思われる溝の深さ、幅が得られず、大きすぎるとRmax−Rzの差が大
きくなり、ハーフトーン画像上のムラ、溝が画像に出る等の不具合を生じる傾向がある。
橋することにより硬化した化合物を含有しているため、その表面は、高硬度であり、研磨シートの張力のみでは感光体表面に接する圧が低く、研磨粒子の大きなものとの組み合わせでも所望の表面状態のものを作成するのが困難なため、本発明の溝形状を作成するには、バックアップローラを用いるのが好ましい。
た画像読み取り部(イメージスキャナ)Bとを有する。
トナー像が転写された転写材Pを転写シート5cから分離させる電圧を印加する分離帯電器5bとを有する。
cから出力された各色成分信号の色空間は、各色成分のフィルタの分光特性で決まっているが、これがNTSCの標準色空間に変換される。
サ出力信号から濃度信号に変換するテーブル42aを持たせると、各色とも精度良くトナー濃度信号を読み取ることができる。
静電潜像に対応して感光体1の表面の明部に付着する。
(感光体製造方法)
本発明の図1に示す感光体1を下記のようにして作成した。
まず、導電層用の塗料を以下の手順で調製した。10%の酸化アンチモンを含有する酸
化スズで被覆した導電性酸化チタン粉体50部、フェノール樹脂25部、メチルセロソルブ20部、メタノール5部及びシリコーンオイル(ポリジメチルシロキサンポリオキシアルキレン共重合体、平均分子量3000)0.002部をφ1mmガラスビーズを用いたサンドミル装置で2時間分散して調製した。この塗料をφ30mm×357.5mmのアルミニウムシリンダー上に浸漬塗布法で塗布し、140℃で30分間乾燥して、膜厚が20μmの導電層を形成した。
5部に溶解し、表面保護層用塗料を作成した。この塗料を上記の電荷輸送層上に浸漬塗布方法で塗工し、50℃で15分乾燥した後、酸素濃度80ppm環境下で、加速電圧150KV、照射線量1.5×104Gyの条件にて電子線を照射し、引き続き150℃3分間の加熱処理を行った。さらに、大気中で、140℃60分の加熱処理を行い、膜厚が5μmの表面保護層を形成し、電子写真感光体を作製した。
(感光体表面の粗面化)
の表面の粗面化を行った。
研磨砥粒:SiC(平均粒径:9μm)
基材:ポリエステルフィルム(厚さ:75μm)
研磨シート送りスピード:200mm/sec
感光体回転数:25rpm
押し当て圧:3N/m2
シート及び電子写真感光体の回転方向:同方向
(以後、同方向を「ウィズ」と称し、逆方向を「カウンタ−」と称す。)
バックアップローラは外径:直径40cm
バックアップロ−ラアスカーC硬度:40
処理時間:150秒
IS規格1982で最大表面粗さRmax及び十点平均面粗さRzのデータを処理した。測定ポイントは、感光ドラム上の最大画像サイズが形成される領域内の長手方向の3箇所の周4ポイントの総数12ポイントであり、その感光ドラムの溝の表面粗さRz、Rmaxは、その12ポイントの平均値で決定した。
度を検知し、該トナー濃度の情報をもとに画像濃度を制御した。得られた耐久後の画像は、低濃度部の階調性が、初期状態と同等であり、階調安定性に優れたものであった。
実施例1の感光体の表面保護層用塗料中に5部のポリテトラフルオロエチレン微粒子を添加分散したこと以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作成し評価した。評価結果を表3に示す。
実施例1の感光体の表面保護層用塗料中に20部のポリテトラフルオロエチレン微粒子を添加分散したこと以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。評価結果を表3に示す。
実施例3の表面層の粗面化処理において、バックアップローラをアスカ−C硬度20とし、押し当て圧を11N/m2とすること以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体
を作成し評価した。評価結果を表3に示す。
実施例3の表面層の粗面化処理において、粗面化工程の時間を20分としたこと以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作成し評価した。評価結果を表3に示す。耐久前後での目視での電子写真感光体の表面状態の変化は小さく、センサ出力値の変動も0.5Vと小さかった。このセンサ数値に基づき画像濃度を制御した。得られた耐久後の画像は、低濃度部の階調性が初期状態と同等であり、階調安定性に優れたものであった。
実施例3の表面層の粗面化処理における、電子写真感光体の回転方向を、カウンターとした以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作成し評価した。評価結果を表3に示す。
実施例3の表面層の粗面化処理において、粗面化工程の時間を5分としたこと以外は、
実施例1と同様にして電子写真感光体を作成し評価した。評価結果を表3に示す。
実施例3の表面層の粗面化処理において、粗面化工程の時間を2分としたこと以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作成し評価した。評価結果を表3に示す。
実施例3の表面層の粗面化処理において、バックアップロ―ラ−を外径:直径80mm、ショアA硬度10として、電子写真感光体への押し当て圧を、13.5N/m2とした
こと以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作成し評価した。評価結果を表3に示す。
実施例1の感光体の表面保護層用塗料中に開始剤を添加し、この塗料を電荷輸送層上に浸漬塗布方法で塗工し電子線照射を行わず、50℃で15分乾燥した後、150℃60分間の加熱処理を行い、膜厚が5μmの表面保護層を形成し電子写真感光体を作製した。
それ以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作成し評価した。評価結果を表3に示す。
実施例1で作成された電子写真感光体に対して粗面化を行わず耐久を行った。評価結果を表3に示す。耐久途中5000枚あたりからクリーニングブレード近傍からブレード鳴きが発生し、7000枚で、ブレード捲れが発生した。ブレードを交換しつつ、50000枚まで耐久し、耐久前後で、目視で比較したところ、電子写真感光体の表面状態は変化しており、深い傷が多数見受けられた。耐久後のセンサ出力値の変動は1.8Vと、その出力値はかなり小さくなっていた。このセンサ数値に基づき画像濃度を制御した。得られた耐久後の画像は、低濃度領域の階調パタ−ンの滑らかさが明らかに失われていた。
実施例3の粗面化工程の時間を50secとした以外は、実施例1と同様にして電子写
真感光体を作成し評価した。評価結果を表3に示す。
実施例3の粗面化工程の時間を30minとした以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作成し評価した。評価結果を表3に示す。
実施例3の粗面化工程において、研磨シ−トの番手を#800(商品名:C−800、富士写真フィルム(株)製)としたこと以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作成し評価した。評価結果を表3に示す。
実施例3の表面保護層が無く、電荷輸送層の結着樹脂をポリカーボネート樹脂(商品名:ユ−ピロンZ150、三菱エンジニアリング(株)製)とし、膜圧を25(μm)の厚さになるよう作成した感光体を用い、実施例1と同様にして電子写真感光体を作成し評価した。評価結果を表3に示す。
Claims (1)
- 回転駆動される電子写真感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、該現像手段による現像工程後の該電子写真感光体上のトナー濃度を検知するための正反射トナー濃度検知手段と、該正反射トナー濃度検知手段から得られたトナー濃度の情報により画像濃度を制御する画像濃度制御手段とを有する電子写真装置において、
該電子写真感光体の表面層は、2つ以上の重合性官能基を有する化合物を電子線照射によって重合あるいは架橋することにより硬化した化合物を含有しており、
研磨シートを電子写真感光体の表面に常時圧接して電子写真感光体を回転させることによって電子写真感光体の表面の粗面化を行う粗面化手段によって、該電子写真感光体の表面には、幅が0.5〜40μmの溝が単位面積(/mm2)あたり20以上1000以下の割合で形成されており、
該電子写真感光体の表面には、40μmより大きい幅の溝が形成されていない
ことを特徴とする電子写真装置。
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