JP4333511B2 - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
(請求項1)
有機感光体と有機感光体を帯電させる帯電手段と、発振波長が350〜500nmの半導体レーザ又は発光ダイオードを用いた像露光を行うことにより該有機感光体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像をトナーによって顕像化し該有機感光体上にトナー像を形成する現像手段と、該トナー像を転写材に転写する転写手段とを有し、該トナー像の転写後の有機感光体を有機感光体表面に接触するブレードによる掻き落とし方式のクリーニング手段に付することなく帯電手段に循環し、繰り返し電子写真画像を形成する画像形成方法において、前記有機感光体が、導電性支持体上に電荷発生層及び複数の電荷輸送層から構成され、最上層の電荷輸送層が、シロキサン変性ポリカーボネートのバインダー樹脂と平均一次粒径が0.02μm以上、0.20μm未満で、結晶化度が40%以上90%未満の含フッ素樹脂微粒子を含有する表面層であり、電荷輸送層の合計膜厚が10〜16μmであることを特徴とする画像形成方法。
(請求項2)
有機感光体と有機感光体を帯電させる帯電手段と、発振波長が350〜500nmの半導体レーザ又は発光ダイオードを用いた像露光を行うことにより該有機感光体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像をトナーによって顕像化し該有機感光体上にトナー像を形成する現像手段と、該トナー像を転写材に転写する転写手段とを有し、該トナー像の転写後の有機感光体を有機感光体表面に接触するブレードによる掻き落とし方式のクリーニング手段に付することなく帯電手段に循環し、繰り返し電子写真画像を形成する画像形成方法において、前記有機感光体が、導電性支持体上に電荷発生層及び複数の電荷輸送層から構成され、最上層の電荷輸送層が、シロキサン変性ポリカーボネートのバインダー樹脂と平均一次粒径が0.02μm以上、0.20μm未満で、結晶化度が40%以上90%未満の含フッ素樹脂微粒子を含有し、水に対する接触角が90°以上であり且つ接触角のバラツキが−2.0°〜+2.0°の表面層であり、電荷輸送層の合計膜厚が10〜16μmであることを特徴とする画像形成方法。
(請求項3)
前記含フッ素樹脂微粒子がポリテトラフルオロエチレン微粒子であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成方法。
(請求項4)
前記含フッ素樹脂微粒子の結晶化度が45.0%以上89.1%未満であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成方法。
(請求項5)
前記表面層が酸化防止剤を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成方法。
(請求項6)
請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成方法を用いて電子写真画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
本発明の画像形成方法は、有機感光体と有機感光体を帯電させる帯電手段と、発振波長が350〜500nmの半導体レーザ又は発光ダイオードを用いた像露光を行うことにより該有機感光体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像をトナーによって顕像化し該有機感光体上にトナー像を形成する現像手段と、該トナー像を転写材に転写する転写手段とを有し、該トナー像の転写後の有機感光体を有機感光体表面に接触するブレードによる掻き落とし方式のクリーニング手段に付することなく帯電手段に循環し、繰り返し電子写真画像を形成する画像形成方法であり、前記有機感光体が、導電性支持体上に電荷発生層及び複数の電荷輸送層から構成され、最上層の電荷輸送層が、シロキサン変性ポリカーボネートのバインダー樹脂と平均一次粒径が0.02μm以上、0.20μm未満で、結晶化度が40%以上90%未満の含フッ素樹脂微粒子を含有する表面層であり、電荷輸送層の合計膜厚が10〜16μmであることを特徴とする。
)によって測定された値を用いている。しかし、上記装置によって測定されなければならないというわけではなく、上記装置と同様の原理あるいはレーザ回折法、遠心沈降法によって測定可能であればいかなる装置によって測定されてもよい。又、前記装置と同様の測定が可能であれば、感光層の断面観察より測定してもよい
また、表面層の水に対する接触角が90°未満では、トナー中のシリカ等の無機外添剤の付着が多くなり、ダッシュマークが発生しやすい。又、クリーニングブレード等の感光体の接触部材との摩擦抵抗も大きく、擦過による摩耗が大きくなり、筋状の画像ムラが発生し、ハーフトーン画像の鮮鋭性を劣化させやすい。より好ましい接触角は95°以上120°以下である。120°より接触角を大きくしようとすると、表面層中に含フッ素樹脂微粒子の含有量が高く成りすぎ、表面層が柔らくなり、擦り傷が発生しやすく、画像ボケも発生しやすい。又、表面層の接触角のバラツキが±2.0°より大きいと、表面層の含フッ素樹脂微粒子の分散性が不均一となっており、短波長レーザ光等の像露光の散乱が増大すると共に、トナー中の或いは紙粉中の無機成分、例えばトナー中のシリカや酸化チタン等の無機外添剤や紙粉中のタルク成分等が表面層に埋め込まれて、ダッシュマークが発生しやすい。又、黒筋や白筋も発生しやすく、ハーフトーン画像が劣化しやすい。接触角のバラツキは±1.7°がより好ましい。
本発明の接触角とは感光体表面への純水に対する接触角を云う。感光体の接触角は純水に対する接触角を接触角計(CA−DT・A型:協和界面科学社製)を用いて20℃50%RHの環境下で測定する。
出力:50kV,150mA
モノクロメータ:グラファイト
線源:CuKα(0.154184nm)
走査範囲:3°≦2θ≦60°
走査方法:θ−2θ
走査速度:2°/min
含フッ素樹脂微粒子の構成材料は含フッ素重合性モノマーの単独重合体または共重合体、または含フッ素重合性モノマーとフッ素フリー重合性モノマーとの共重合体である。含フッ素重合性モノマーは一般式;
1)導電性支持体上に感光層として電荷発生層および電荷輸送層を順次積層した構成
2)導電性支持体上に感光層として電荷発生層、第1電荷輸送層および第2電荷輸送層を順次積層した構成;
3)導電性支持体上に感光層として電荷輸送材料と電荷発生材料とを含む単層を形成した構成;
4)導電性支持体上に感光層として電荷輸送層および電荷発生層を順次積層した構成;
5)上記1)〜5)の感光体の感光層上にさらに表面保護層を形成した構成。
本発明の感光体に用いられる導電性支持体としてはシート状或いは円筒状の導電性支持体が用いられる。
本発明においては導電性支持体と感光層の間に、バリヤー機能を備えた中間層を設けることもできる。
電荷発生層
本発明の有機感光体には、電荷発生物質として350nm〜500nmの波長領域に高感度特性を有する電荷発生物質を用いることが好ましい。このような電荷発生物質としてはアゾ顔料、ペリレン顔料、多感キノン顔料等が好ましく用いられる。又、これらの顔料を併用して用いることができる。本発明に好ましく用いられる顔料化合物を下記に例示する。
前記したように、本発明では電荷輸送層を複数の電荷輸送層から構成し、且つ最上層の電荷輸送層にフッ素系樹脂粒子を含有させた構成が好ましい。
図6によれば、帯電装置としての磁気ブラシ帯電器120は回転する感光体ドラム21と対向し、感光体ドラム21との近接部(帯電部T)において同方向(反時計方向)に回転される帯電用磁気粒子搬送体としての、例えばアルミ材やステンレス材を用いた円筒状の帯電スリーブ120aと、該帯電スリーブ120aの内部に設けられるN、S極よりなる磁石体121と、該磁石体121により帯電スリーブ120aの外周面上に形成され感光体ドラム21を帯電する磁気粒子からなる磁気ブラシと、磁石体121のN−N磁極部において該帯電スリーブ120a上の磁気ブラシを掻取るスクレーパ123と、磁気ブラシ帯電器120内の磁気粒子を撹拌或いは磁気粒子供給時に使用済み磁気粒子を磁気ブラシ帯電器120の排出口125より溢れさせて排出する撹拌スクリュウ124と、磁気ブラシの穂立ち規制板126とにより構成される。帯電スリーブ120aは磁石体121に対し回動可能になっていて、感光体ドラム21との対向位置で感光体ドラム21の移動方向と同方向(反時計方向)に0.1〜1.0倍の周速度で回転させられるのが好ましい。また帯電スリーブ120aは、帯電バイアス電圧を印加し得る導電性の搬送担体が用いられるが、特に、表面に粒子層が形成される導電性の帯電スリーブ120aの内部に複数の磁極を有する磁石体121が設けられている構造のものが好ましく用いられる。このような搬送担体においては、磁石体121との相対的な回転によって、導電性の帯電スリーブ120aの表面に形成される磁気粒子層が波状に起伏して移動するようになるから、新しい磁気粒子が次々と供給され、帯電スリーブ120a表面の磁気粒子層に多少の層厚の不均一があっても、その影響は上記波状の起伏によって実際上問題とならないように十分カバーされる。帯電スリーブ120aの表面は磁気粒子の安定な均一搬送のために表面の平均粗さを5.0〜30μmとすることが好ましい、平滑であると搬送は十分に行えなく、粗すぎると表面の凸部から過電流が流れ、どちらにしても帯電ムラが生じ易い。上記の表面粗さとするにはサンドブラスト処理が好ましく用いられる。また、帯電スリーブ120aの外径は5.0〜20mmが好ましい。これにより、帯電に必要な接触領域を確保する。接触領域が必要以上に大きいと帯電電流が過大となるし、小さいと帯電ムラが生じ易い。また上記のように小径とした場合、遠心力により磁気粒子が飛散あるいは感光体ドラム21に付着し易いために、帯電スリーブ120aの線速度は感光体ドラム21の移動速度と殆ど同じか、それよりも遅いことが好ましい。
下記の様に感光体1を作製した。
〈中間層〉
下記中間層分散液を同じ混合溶媒にて二倍に希釈し、一夜静置後に濾過(フィルター;日本ポール社製リジメッシュ5μmフィルター)し、中間層塗布液を作製した。
無機粒子:酸化チタン(数平均一次粒径35nm:シリカ・アルミナ処理及びメチルハイドロジェンポリシロキサン処理の酸化チタン) 3部
メタノール 10部
を混合し、分散機としてサンドミルを用い、バッチ式で10時間の分散を行い、中間層分散液を作製した。
電荷発生物質(CGM):前記CGM−1 24部
ポリビニルブチラール樹脂「エスレックBL−1」(積水化学社製) 12部
2−ブタノン/シクロヘキサノン=4/1(v/v) 300部
上記組成物を混合し、サンドミルを用いて分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この塗布液を浸漬塗布法で塗布し、前記中間層の上に乾燥膜厚0.5μmの電荷発生層を形成した。
電荷輸送物質(前記CTM−4) 225部
ポリカーボネート(Z300:三菱ガス化学社製) 300部
酸化防止剤(Irganox1010:日本チバガイギー社製) 6部
ジクロロメタン 2000部
シリコンオイル(KF−54:信越化学社製) 1部
を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液1を調製した。この塗布液を前記電荷発生層の上に浸漬塗布法で塗布し、110℃70分の乾燥を行い、乾燥膜厚10.0μmの電荷輸送層1を形成した。
PTFE粒子(平均一次粒径0.12μmおよび結晶化度91.3のPTFE粒子)を250℃で40分間加熱処理し、結晶化度を82.8にしたPTFE粒子を用い、下記のPTFE粒子分散液を調製した。
トルエン 600部
フッ素系クシ型グラフトポリマー(商品名GF300、東亜合成化学(株)製)15部を混合した後ガラスビーズを用いたサンドグラインダー((株)アメックス製)にて分散し、PTFE粒子分散液を調製した。
PTFE粒子分散液 815部
電荷輸送物質(前記CTM−4) 150部
シロキサン変性ポリカーボネート樹脂(PC−1) 150部
ポリカーボネート(Z300:三菱ガス化学社製) 150部
酸化防止剤(例示化合物2−1) 12部
THF:テトラヒドロフラン 2800部
シリコンオイル(KF−54:信越化学社製) 4部
を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液2を調製した。この塗布液を前記電荷輸送層1の上に円形スライドホッパ型塗布機で塗布し、110℃70分の乾燥を行い、乾燥膜厚2.0μmの電荷輸送層2を形成し、感光体1を作製した。
感光体1の作製において、電荷輸送層1の膜厚、電荷輸送層2(CTL2)のフッ素系樹脂粒子の種類と添加量を表1のように変化させた以外は感光体1と同様にして感光体2〜12を作製した。
PTFE、Hは下記のフッ素系樹脂微粒子を示す。
H:三フッ化エチレン−四フッ化エチレンの共重合樹脂粒子
又、表1中の接触角及び接触角のバラツキは前記した方法で測定し、接触角のバラツキは絶対値で表示した。
得られた感光体を基本的に図3、図4に記載の構造を有するEPSONLP−2400(エプソン(株)販売:A4紙16枚/分のプリンター:クリーナーレスプロセス)に各々装着し、像露光光源に下記で示した短波長レーザ光源を用い、鮮鋭性の評価等を行った。詳しくは、スタートから1万枚まで、文字画像、ハーフトーン画像を印刷して評価した。評価項目と評価基準を以下に示す。
露光器:半導体レーザ(発振波長;405nm)
現像:平均粒径4.5μmの非磁性トナー(重合トナー)、0.3μmのチタン酸ストロンチウム及び15nmの疎水性シリカの外添剤を含有したトナー、反転現像法
(鮮鋭性)
レーザビームのスポット径を変化し、600dpi(スポット径を50nm)、1200dpi(スポット径を30nm)、2400dpi(スポット径を15nm)のハーフトーン画像を作製して評価した。
(画像ボケ)
◎:1万枚の印刷を通して、画像ボケの発生は全くなし(良好)
○:1万枚の印刷を通して、部分的な画像ボケが数枚(10枚未満)発生したが、実用的に問題なし(実用上問題なし)
×:1万枚の印刷中に、部分的な画像ボケが10枚以上又は広範囲の画像ボケが1枚以上発生した(実用上問題あり)
ダッシュマーク
ハーフトーン画像上のダッシュマーク(彗星状の小さな筋画像)の発生状況を下記の基準で判定した。
○;感光体上にダッシュマークの発生核がみられるが、ハーフトーン画像にはダッシュマークの発生なし(実用上問題なし)
×;感光体上にダッシュマークの発生核がみられ、ハーフトーン画像にもダッシュマークが発生している(実用上問題有り)
前記評価1の評価条件で、露光器の半導体レーザを発光ダイオード(発振波長:430nm)に変更した以外は評価1と同様にして評価した。発光ダイオードを像露光光源として用いても、評価結果はほぼ評価1と同様であった。
感光体1の作製において、電荷発生層の電荷発生物質をCGM−1から表3に記載の如くCGM−2、CGM−3、CGM−4、CGM−1に変更し、電荷輸送層1及び電荷輸送層2の電荷輸送物質もCTM−4から表3に記載の如くCTM−1、CTM−2、CTM−3、CTM−5に変更した以外は同様にして感光体13〜16を作製した。
前記評価1の評価条件で、露光器の半導体レーザの発振波長を(発振波長:480nm)に変更した以外は評価1と同様にして感光体13〜16を評価した。感光体13〜16の評価結果を表4に示す。
感光体1の作製において、感光体1の中間層の代わりに下記に示す導電層及び中間層を用い、電荷輸送層2の代わりに、下記の電荷注入層を用いた以外は感光体1と同様にして感光体17を作製した。
導電性顔料:酸化すず・酸化アンチモンコート処理酸化チタン 10部
抵抗調節用顔料:酸化チタン 10部
結着樹脂:フェノール樹脂(大日本インキ化学工業(株)製、プライオーフェンJ−325) 10部
レベリング剤:シリコーンオイル(信越化学(株)製、SH28PA) 0.001部
溶剤:メタノール/メトキシプロパノール=1/1 20部
上記成分を混合分散した塗布液を導電性支持体上に浸漬塗布法で塗布し、140℃で30分間加熱することによって、膜厚が15μmの導電層を形成した。
次に、この上に共重合ポリアミド樹脂(アミランCM−8000、東レ(株)社製)10部、メトキシメチル化6ナイロン樹脂(トレジンEF−30T、帝国化学(株)社製)30部を、メタノール400部、n−ブタノール200部の混合溶媒中に溶解した塗布液を浸漬塗布し、90℃で10分間熱風乾燥させ、膜厚0.68μmの中間層を形成した。続いて、該中間層上に感光体1の電荷発生層及び電荷輸送層1を感光体1と同様に塗布した。
メチルハイドロジェンシリコンオイル(商品名KF99、信越シリコーン(株)製)で表面処理した。平均粒径0.02μmのアンチモンドープ酸化スズ微粒子(商品名T−1、三菱マテリアル(株)製)72部と、フッ素変性シランカップリング剤(商品名LS1090、信越シリコーン(株)製)で表面処理した。平均粒径0.02μmのアンチモンドープ酸化スズ微粒子(同上)48部を、下記化学構造のアクリルモノマー(商品名TMP3A−3、大阪有機化学(株)製)43.2部とエタノール210部と共にサンドミルで90時間分散を行った。
前記評価1の評価条件で、帯電器を図6に示した帯電ブラシから磁気ブラシに代え、この磁気ブラシにDCバイアス−600Vを印加し、さらにVpp=650v、Vf=1000HzのACバイアスを重畳することにより感光体に電荷注入し、感光体表面電圧を−600Vの表面電位を付与し、感光体1と同様の評価を行った。
2 感光体カートリッジ
3 現像カートリッジ
4 露光装置
5 給紙装置
6 転写ローラ
7 定着器
8 排紙トレイ
21 感光体
22 帯電ブラシ
23、27 電源接続部材
24 プレ帯電フィルム
25、26 帯電ならし部材
Claims (6)
- 有機感光体と有機感光体を帯電させる帯電手段と、発振波長が350〜500nmの半導体レーザ又は発光ダイオードを用いた像露光を行うことにより該有機感光体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像をトナーによって顕像化し該有機感光体上にトナー像を形成する現像手段と、該トナー像を転写材に転写する転写手段とを有し、該トナー像の転写後の有機感光体を有機感光体表面に接触するブレードによる掻き落とし方式のクリーニング手段に付することなく帯電手段に循環し、繰り返し電子写真画像を形成する画像形成方法において、前記有機感光体が、導電性支持体上に電荷発生層及び複数の電荷輸送層から構成され、最上層の電荷輸送層が、シロキサン変性ポリカーボネートのバインダー樹脂と平均一次粒径が0.02μm以上、0.20μm未満で、結晶化度が40%以上90%未満の含フッ素樹脂微粒子を含有する表面層であり、電荷輸送層の合計膜厚が10〜16μmであることを特徴とする画像形成方法。
- 有機感光体と有機感光体を帯電させる帯電手段と、発振波長が350〜500nmの半導体レーザ又は発光ダイオードを用いた像露光を行うことにより該有機感光体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像をトナーによって顕像化し該有機感光体上にトナー像を形成する現像手段と、該トナー像を転写材に転写する転写手段とを有し、該トナー像の転写後の有機感光体を有機感光体表面に接触するブレードによる掻き落とし方式のクリーニング手段に付することなく帯電手段に循環し、繰り返し電子写真画像を形成する画像形成方法において、前記有機感光体が、導電性支持体上に電荷発生層及び複数の電荷輸送層から構成され、最上層の電荷輸送層が、シロキサン変性ポリカーボネートのバインダー樹脂と平均一次粒径が0.02μm以上、0.20μm未満で、結晶化度が40%以上90%未満の含フッ素樹脂微粒子を含有し、水に対する接触角が90°以上であり且つ接触角のバラツキが−2.0°〜+2.0°の表面層であり、電荷輸送層の合計膜厚が10〜16μmであることを特徴とする画像形成方法。
- 前記含フッ素樹脂微粒子がポリテトラフルオロエチレン微粒子であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成方法。
- 前記含フッ素樹脂微粒子の結晶化度が45.0%以上89.1%未満であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記表面層が酸化防止剤を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成方法を用いて電子写真画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
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