JP4356858B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真感光体を使用する画像形成装置において用いられる感光体の再使用方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置においては、感光体からなる静電潜像担持体を帯電装置により均一に帯電した後に露光手段により露光を行って潜像を形成し、この潜像を現像装置により顕像化し、この像を転写手段により転写材に転写する。転写後の静電潜像担持体は、クリーニング部材によってクリーニングされる。
この工程において、帯電装置としては、コロナ帯電器により帯電させる手段が一般的に用いられてきた。しかしながら、コロナ帯電器方式では、気中に多量のオゾンが発生するため環境上好ましくないという近年の動きの中で、接触帯電装置又は近接配置した帯電部材にバイアス電圧を印加して感光体との微小空間の放電により帯電させる帯電方式が主流となってきている。
【０００３】
しかしながら、上記の微小空間放電による帯電方式の場合、感光体の微小欠陥に電界が集中しやすく、現在主流の反転現像方式においては黒ポチなどの異常画像となる。
これを防止すべく、導電性基体の洗浄や表面制御を行ったり、特開平８−４４０９６、特開平８−２０２０６１、特開平１０−９０９３１、特開平１１−２０２５１７のように下引き層の材料、膜厚、表面粗さなどを規定する方法が提案されている。
また、特開平７−２１９２４６のように摩耗量と感光層の表面粗さＲｚを規定することにより異常画像を防止する提案がなされている。
【０００４】
しかしながら、黒ポチを改善する上記改善は、局部的なリークによる比較的大きな点欠陥を改善するものであるが、長期使用において、感光体膜厚が十分な摩耗状態でも微小な地汚れが発生し、比較的早い時期で感光体寿命となってしまっている。
また、特開平７−２１９２４６においては寿命時の表面粗さと摩耗量を規定することによりクリーニング不良による異常画像を防止しているが、やはり微小な地汚れが発生し、高品質な画像を維持できるに至っていない。
また、電子写真カートリッジを搭載した画像形成装置において、近年の環境側面から、使用後のカートリッジを回収、リサイクルすることが盛んに行われるようになっている。この際、感光体も再使用されることが求められているが、使用により、感光体表面には無数の傷がついており、この傷の程度により再使用時に地汚れなどの異常画像が発生するものが多く、再使用効率が悪いのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、転写性向上のために感光体表面粗さを制御する場合において、地汚れなどの異常画像の発生がない高品質な感光体を提供することを目的とする。
また、本発明は、長期使用においても感光体膜厚が十分に摩耗するまで地汚れなどの異常画像の発生がない高寿命感光体を提供することを目的とする。
さらには、本発明は、電子写真カートリッジにおいて、回収後、感光体を１回は再使用できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
近年の有機感光体においては、導電性基体の上に、電荷発生層、電荷輸送層を順次積層した機能分離型の構成が広く使用されている。このような感光体を画像形成装置に使用する場合、感光体上に形成されたトナー像を転写材に転写する際の転写性を向上させるなどの目的で、予め感光体表面の表面粗さを規定する場合があるが、この際に、この表面粗さが大きすぎる又は局部的に大きいところが存在する場合がある。
また、画像形成装置において長期使用すると、感光体は画像形成プロセスの繰返しにより、表面が傷付き、摩耗する。この傷は、画像パターンや紙種、トナー種により複雑に変動する。
本発明者等は鋭意検討を行った結果、この地汚れの発生は、傷の深さと感光体の膜厚との間の関係に起因していることを見出し、地汚れをなくすには、感光体のある膜厚における感光体表面の表面粗さを制御すればよいこと、及び、これは感光体を再生カンートリッジに再使用する場合においても同様であり、再生するに際して表面処理を行って感光体表面の表面粗さを制御すればよいことを見出し、本件発明を完成したものである。
【０００７】
（１）プロセスカートリッジ方式の電子写真装置に搭載される感光体の再使用方法であって、該プロセスカートリッジは、導電性基体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層してなり、該電荷輸送層が少なくともバインダー樹脂と電荷輸送材料とを含有してなり、該バインダー樹脂が、粘度平均分子量が４００００以上のＺタイプポリカーボネートであり、かつ電荷輸送材料の含有量がバインダー樹脂１０重量部に対して７重量部以下であり、ビッカース硬度が１７以上であって且つ感光体の最表面層である感光体と、該感光体を帯電する接触帯電ローラとを有するものであり、プロセスカートリッジトナーエンド時における該感光体の表面粗さＲｚが前記電荷輸送層の膜厚の１５％以下であるときに、この感光体を、別のプロセスカートリッジの感光体として装着して再使用することを特徴とする感光体の再使用方法。
（２）プロセスカートリッジ方式の電子写真装置に搭載される感光体の再使用方法であって、該プロセスカートリッジは、導電性基体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層してなり、該電荷輸送層が少なくともバインダー樹脂と電荷輸送材料とを含有してなり、該バインダー樹脂が、粘度平均分子量が４００００以上のＺタイプポリカーボネートであり、かつ電荷輸送材料の含有量がバインダー樹脂１０重量部に対して７重量部以下であり、ビッカース硬度が１７以上であって且つ感光体の最表面層である感光体と、該感光体を帯電する接触帯電ローラとを有するものであり、プロセスカートリッジのトナーエンド時の該感光体の表面を研磨して表面粗さＲｚが前記電荷輸送層の膜厚の１５％以下となるようにし、この感光体を別のプロセスカートリッジの感光体として再装着して使用することを特徴とする感光体の再使用方法。
（３）プロセスカートリッジ方式の画像形成装置において、該プロセスカートリッジは、導電性基体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層してなり、該電荷輸送層が少なくともバインダー樹脂と電荷輸送材料とを含有してなり、該バインダー樹脂が、粘度平均分子量が４００００以上のＺタイプポリカーボネートであり、かつ電荷輸送材料の含有量がバインダー樹脂１０重量部に対して７重量部以下であり、ビッカース硬度が１７以上であって且つ感光体の最表面層である感光体と、該感光体を帯電する接触帯電ローラとを有するものであり、かつ、他のプロセスカートリッジのトナーエンド時において感光体の表面粗さＲｚが前記電荷輸送層の膜厚の１５％以下であった感光体が装着されたものであることを特徴とするプロセスカートリッジ方式の画像形成装置。
（４）プロセスカートリッジ方式の画像形成装置において、該プロセスカートリッジは導電性基体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層してなり、該電荷輸送層が少なくともバインダー樹脂と電荷輸送材料とを含有してなり、該バインダー樹脂が、粘度平均分子量が４００００以上のＺタイプポリカーボネートであり、かつ電荷輸送材料の含有量がバインダー樹脂１０重量部に対して７重量部以下であり、ビッカース硬度が１７以上であって且つ感光体の最表面層である感光体と、該感光体を帯電する接触帯電ローラとを有するものであり、かつ、他のプロセスカートリッジのトナーエンド時の該感光体の表面を研磨して表面粗さＲｚが前記電荷輸送層の膜厚の１５％以下となるようにした感光体が装着されたものであることを特徴とするプロセスカートリッジ方式の画像形成装置。
【０００８】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１は、一般的に使用されている画像形成装置の概略図を示すものである。
その動作を示すと、感光体１１は帯電部材１２により所望の電位に帯電させられた後、露光１３により潜像が形成され、現像部材１４によりトナー像が形成される。
トナー像は、バイアスを印加された転写ローラにより転写部材（紙）１５に転写される。転写されずに感光体上に残ったトナー像は、クリーニング部材１６によりクリーニングされる。除電光１７により、残留している電荷を初期化し１サイクルを終了する。
【０００９】
本プロセスにおいて、帯電部材としてはオゾン発生の少ない接触帯電ローラが広く使用されている。感光体には、主に、帯電ローラ、トナー、転写紙、クリーニング部材等が接触し、これらとの摺擦により表面が傷つき、摩耗が進行していく。
通常この傷は、不均一であり、場合によっては局部的に大きな溝を形成する場合がある。局部的に深い溝が形成された場合、ここへの帯電電界が強まり、帯電電荷リークを起こし、地汚れとなる。
【００１０】
地汚れとなる粗さを調べたところ、十点平均表面粗さＲｚが電荷輸送層の膜厚の１５％よりも深い深さになると発生しやすいことがわかった。
このために、感光体の電荷輸送層の硬度として、ビッカース硬度が１７以上であることが好ましい。また、感光体の特性のみならず、上記プロセスにおいて、転写紙の接触条件・線速、トナー及び現像剤の種類や現像条件、帯電ローラの接触条件・表面粗さ、クリーニング部材の接触条件・材質などを最適化することによって、感光体表面粗さＲｚが電荷輸送層の膜厚の１５％より大きくならないように設定することが好ましい。
【００１１】
また、電荷輸送層は複数の電荷輸送層から構成してもよい。この場合、最表面の電荷輸送層における十点平均表面粗さＲｚが全ての電荷輸送層による膜厚の１５％以下デアルコトガ好ましい。
長期使用により、最上層の電荷輸送層が摩耗して存在しなくなる場合もあるが、この場合にも、その時点で、表面を構成している電荷輸送層の十点平均表面粗さＲｚが残りの全ての電荷輸送層による膜厚の１５％以下であることが好ましい。
【００１２】
図３に、機能分離型の感光体の構成の概略を示す。現在、このタイプの構成の感光体が主流であるが、この構成の場合、表面粗さに対する膜厚は、表面を構成する電荷輸送層の膜厚を指す。本感光体について詳細に説明する。
感光体は、導電性基体３１上に中間層３２、電荷発生層３３及び電荷輸送層３４を順次積層した構造となっている。導電性基体３１としては、体積抵抗１０１０Ω・cm以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板およびそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研磨などの表面処理した管などを使用することができる。
また、特開昭５２−３６０１６号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性基体３1として用いることができる。
この他、上記支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものも、本発明の導電性基体３1として用いることができる。この導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、またアルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化チタン、導電性酸化スズ，ＩＴＯなどの金属酸化物粉などが挙げられる。
【００１３】
また、同時に用いられる結着樹脂としては、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、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、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、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、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、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、アルキッド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂などが挙げられる。
このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、２−ブタノン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。
【００１４】
さらに、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロンなどの素材に前記導電性粉体を含有させてなる熱収縮チューブを導電性層として適当な円筒基体上に設けたものも、本発明の導電性基体３１として良好に用いることができる。
【００１５】
中間層３２には、酸化チタンとともに結着樹脂が含有されるがこの樹脂としては、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、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロンなどの熱可塑性樹脂、ポリウレタン、メラミン、エポキシ、アルキッド、フェノール、ブチラール、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００１６】
さらに、本発明において使用される中間層に含まれる酸化チタン（Ｐ）と結着樹脂（Ｒ）との比率Ｐ／Ｒは体積比で０．９／１〜２／１の範囲であることが好ましい。中間層のＰ／Ｒ比が０．９／１未満であると中間層の特性が結着樹脂の特性に左右され、特に温湿度の変化および繰り返しの使用で感光体特性が大きく変化してしまう。また、Ｐ／Ｒ比が２／１を越えると中間層の層中に空隙が多くなり、電荷発生層との接着性が低下すると共にさらに３／１を越えると空気がたまるようになり、これが、感光層の塗布乾燥時において気泡の原因となり、塗布欠陥となってしまう。
【００１７】
中間層３２には酸化チタンの他にモアレ防止、残留電位の低減等のために、酸化アルミニウム、シリカ、酸化ジルコニウム、酸化錫、酸化インジウム等の金属酸化物の微粉末を加えても良い。さらに中間層３２の構成成分として、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、チタニルキレート化合物、ジルコニウムキレート化合物、チタニルアルコキシド化合物、有機チタニル化合物も用いることができる。これらの中間層３２は、トルエン、キシレン、２−ブタノン、メチルイソブチルケトン、テトラヒドロフラン、１−ブタノール、メタノール、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの汎用的な溶媒から選択された適当な溶媒に分散し、塗工法を用いて形成することができる。
このほか、本発明の中間層３２には、Ａｌ２Ｏ３を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン等の有機物やＳｉＯ２、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＩＴＯ、ＣｅＯ２等の無機物を真空薄膜形成法にて設けたものも良好に使用できる。中間層３２の膜厚は０〜２０μｍが適当である。
また、必要に応じてこの上にさらに共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロンなどの樹脂を積層しても良い。
【００１８】
電荷発生層３３には、電荷発生物質としては、無金属フタロシアニンやチタニルフタロシアニン顔料の他に、モノアゾ顔料、ビスアゾ顔料、非対称ビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、テトラアゾ顔料等のアゾ顔料、ピロロピロール顔料、アントラキノン顔料、ペリレン顔料、多環キノン顔料、インジゴ顔料、スクエアリウム顔料、ピレン顔料、ジフェニルメタン系顔料、アジン顔料、キノリン系顔料、ペリノン系顔料、その他公知の材料を用いることができる。
【００１９】
電荷発生層３３に用いられる結着樹脂としては、主成分（５０ｗｔ％以上）としてはブチラール樹脂を用いるが、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリビニルピリジン、セルロース系樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等を必要に応じて併用しても良い。
結着樹脂の量は、電荷発生物質１００重量部に対し１０〜５００重量部、好ましくは２５〜３００重量部が適当である。
【００２０】
ここで用いられる溶剤としては、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセルソルブ、酢酸エチル、酢酸メチル、ジクロロメタン、ジクロロエタン、モノクロロベンゼン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、リグロイン等があげられる。電荷発生層３３はこれら成分を適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波などを用いて分散し、これを中間層３２上に塗布し、乾燥することにより形成される。
また、電荷発生層の膜厚は０．０１〜５μｍ，好ましくは０．１〜２μｍである。
【００２１】
電荷輸送層３４の成分である電荷輸送物質としては正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。帯電極性によって、それぞれを使い分ける。
【００２２】
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、ベンゾキノン誘導体等の電子受容性物質があげられる。
【００２３】
正孔輸送物質としては、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメートおよびその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、ポリシラン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、９−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、ブタジエン誘導体、ピレン誘導体、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体、その他ポリマー化された正孔輸送物質等公知の材料が挙げられる。
【００２４】
電荷輸送層に用いられる結着樹脂としては、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、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、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、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、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、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、アルキッド樹脂、特開平５−１５８２５０号公報・特開平６−５１５４４号公報記載の各種ポリカーボネート共重合体等の熱可塑性または熱硬化性樹脂があげられる。電荷輸送物質の量は、結着樹脂１００重量部に対し、２０〜３００重量部、好ましくは４０〜１５０重量部である。
また、電荷輸送層の膜厚は５〜５０μｍ程度とすることが好ましい。
【００２５】
本発明においては、表面接触物による感光体表面の摺擦により生じる表面粗さＲzが膜厚の１５％以下とするために、電荷輸送層の材料としては表面のビッカース硬度が１７以上であるような材料を選択することが好ましい。この点から、樹脂としては粘度平均分子量が４００００以上のＺタイプのポリカーボネートを用い、さらに電荷輸送物質の含有量が、樹脂１００重量部に対して、７０重量部以下とすることが好ましい。
電荷輸送層には必要に応じて、シリコーンオイルなどの平滑剤や、テフロン微粒子などの滑剤を添加しても良い。また、電荷輸送層を複数の電荷輸送層から構成してもよいことは既に述べた。
【００２６】
図２に、電子写真プロセスカートリッジ２０を搭載した装置を示す。
本装置では、帯電部材２１、現像部材２２、クリーニング部材２３が一体化したカートリッジの形態をとっている。本カートリッジでは、初期充填されているトナーがなくなると寿命になり、新品のカートリッジと交換する。
近年、環境に対する意識が高まり、カートリッジも回収し、再使用することが要求されている。当然、感光体も再使用する必要性が高い。しかしながら、表面状態などの変化により、再使用率が低いのが現状である。
【００２７】
しかし、本発明のように電子写真カートリッジの寿命時における感光体の表面粗さを制御することにより再使用が可能となる。
感光体の表面粗さの制御は、前述したようなプロセス条件設定や感光体材料構成によって主に達成されるが、カートリッジの再生工程において、表面粗さを制御する工程を行っても良い。この工程としては、ラッピングペーパなどによって表面を磨くなどの工程によって実現される。この工程を実施する場合、トナーやごみなどが表面に固着しないよう、十分に洗浄工程を実施することが好ましい。
洗浄方法としては、エアーブロー、水洗浄などが好ましい。
表面粗さの設定は、再生後のカートリッジが寿命に達するときの摩耗量を見越して設定しておくことが好ましい。
【００２８】
【実施例】
以下、感光体の作製例を示すと共に、これらの感光体を使用した実施例を示すことにより本件発明の詳細を説明する。
【００２９】
＜感光体の作製例＞
（感光体Ａ）
中間層の形成
酸化チタン（ＣＲＥＬ：石原産業製）７０重量部、アルキッド樹脂（ベッコライトＭ６４０１−５０−Ｓ（固形分５０％）：大日本インキ化学工業製）１５重量部、メラミン樹脂（スーパーベッカミンＬ−１２１−６０（固形分６０％）：大日本インキ化学工業製）１０重量部、メチルエチルケトン１００重量部からなる混合物をボールミルで７２時間分散して中間層用塗工液とし、これを直径３０mm、長さ３４０mmのアルミニウムドラム上に、塗布し、１３０℃で２０分乾燥して、膜厚３μｍの中間層を形成した。
【００３０】
電荷発生層の形成
次にＹ型オキシチタニウムフタロシアニンとボリビニルブチラール樹脂（ＸＹＨＬ；ユニオンカーバイド社製）とメチルエチルケトンの混合物をビーズミルにて分散して電荷発生層用塗工液を作成し、これを前記中間層上に塗布し、６５℃で２０分間乾燥して膜厚０．２μｍの電荷発生層を形成した。
【００３１】
電荷輸送層の形成
次に下記構造式（１）で示される電荷輸送物質７重量部、ポリカーボネート（Ｚタイプ:粘度平均分子量５００００）１０重量部、シリコーンオイル（ＫＦ−５０：信越化学工業社製）０．００２重量部をテトラヒドロフラン８０重量部に溶解し、電荷輸送層用塗工液を作製し、これを前記電荷発生層上に塗布し、１３５℃で２０分間乾燥して膜厚２１μｍの電荷輸送層を形成し、本発明の電子写真画像形成装置に具備する電子写真感光体を作製した。
【００３２】
【化１】
得られた感光体の表面はＲｚが計測できない平滑面であった。
また、表面のビッカース硬度を測定したところ、１９であった。
【００３３】
（感光体Ｂ）
感光体の表面を、サンドペーパーにてＲｚ＝１．０μｍになるように荒らしたことを除いては感光体Ａの作製例と同様にして感光体Ｂを作製した。電荷輸送層の中心膜厚は２０μｍであった。
【００３４】
（感光体Ｃ）
感光体の表面を、サンドペーパーにてＲｚ＝２．０μｍになるように荒らすことを除いては感光体Ａの作製例と同様にして感光体Ｃを作製した。電荷輸送層の中心膜厚は２０μｍであった。
【００３５】
（感光体Ｄ）
感光体の表面を、サンドペーパーにてＲｚ＝３．０μｍになるように荒らすことを除いては感光体Ａの作製例と同様にして感光体Ｄを作製した。電荷輸送層の中心膜厚は２０μｍであった。
【００３６】
（感光体Ｅ）
感光体の表面を、サンドペーパーにてＲｚ＝４．０μｍになるように荒らすことを除いては感光体Ａの作製例と同様にして感光体Ｅを作製した。電荷輸送層の中心膜厚は２０μｍであった。
【００３７】
（感光体Ｆ）
感光体の電荷輸送層の膜厚を、２５μｍとすることを除いては感光体Ａの作製例と同様にして感光体Ｆを作製した。
【００３８】
（感光体Ｇ）
電荷輸送層のバインダー樹脂をポリカーボネート（Ｚタイプ；粘度平均分子量４００００）にかえることを除いては感光体Ｆの作製例と同様にして感光体Ｇを作製した。
感光体のビッカース硬度は、１７であった。
【００３９】
（感光体Ｈ）
電荷輸送層のバインダー樹脂をポリカーボネート（Ｚタイプ；粘度平均分子量３００００）にかえることを除いては感光体Ｆの作製例と同様にして感光体Ｈを作製した。
本 感光体のビッカース硬度は、１５であった。
【００４０】
（感光体Ｉ）
電荷輸送層のバインダー樹脂をポリカーボネート（Ａタイプ；粘度平均分子量４００００）にかえることを除いては感光体Ｆの作製例と同様にして感光体Ｉを作製した。
感光体のビッカース硬度は、１８であった。
【００４１】
（感光体Ｊ）
電荷輸送物質の含有量を、６．５部にかえることを除いては感光体Ｆの作製例と同様にして感光体Ｊを作製した。
感光体のビッカース硬度は、２１であった。
【００４２】
（感光体Ｋ）
感光体Ｆにおける電荷輸送物質の含有量を、８部にかえることを除いては感光体Ｆの作製例と同様にして感光体Ｋを作製した。感光体のビッカース硬度は、１６であった。
【００４３】
（感光体Ｌ）
電荷輸送物質の含有量を、１０部にかえることを除いては感光体Ｆの作製例と同様にして感光体Ｌを作製した。本感光体のビッカース硬度は、１４であった。
【００４４】
＜実施例１＞
感光体Ａ〜Ｅの各感光体を、図１に示す装置に搭載し、暗部電位を−９００Ｖに設定したときの地汚れを評価した。結果を表１に示す。
表１に示された結果から、表面粗さＲzが膜厚の１５％以下であると地汚れが発生せず良好であることがわかる。
【００４５】
【表１】
【００４６】
＜実施例２＞
感光体Ｆ〜Ｌを図１の装置に搭載し、３万枚出力後の地汚れ評価を行った。
また、そのときの膜厚と感光体表面粗さＲｚを測定した。
膜厚測定から、摩耗後の電荷輸送層膜厚を算出した。
結果は、表２のとおりであった。
【００４７】
【表２】
上記の試験結果から、長期使用においても感光体表面粗さＲzが、膜厚の１５％以下を維持していれば地汚れのない良好な画像を維持できることがわかる。
【００４８】
＜実施例３＞
感光体Ｆ〜Ｌを図２に示すプロセスカートリッジ方式の装置に搭載し、トナーエンド（１万枚）まで出力した後の膜厚と表面粗さＲzを測定した。膜厚測定から、摩耗後の電荷輸送層膜厚を算出した。
その後、感光体を新品のカートリッジに再装着したときの地汚れを評価した。結果は、表３のとおりとなった
表３に示された結果から、カートリッジ寿命時の感光体表面粗さＲzが、膜厚の１５％以下であると再使用時においても地汚れがなく、再使用が可能となることがわかる。
【００４９】
【表３】
【００５０】
＜実施例４＞
感光体Ｆについて、実施例３における評価をさらに２回繰り返した際の同様の評価を行った。結果は、表４のとおりとなった。
表４に示した結果から、感光体表面粗さＲzが膜厚の１５％を維持する範囲内において繰返再使用が可能となることがわかる。
【００５１】
【表４】
【００５２】
＜実施例５＞
実施例３における試験後の感光体Ｋを、新品のカートリッジに装着する前に、ラッピングペーパーにより表面を研磨しＲzを変えて同様の評価を行った。各表面粗さにしたときの膜厚も同時に計測した。結果は、表５のとおりとなった。
表５に示された結果から、研磨により表面粗さＲzを膜厚の１５％以下になるように感光体表面を処理することにより良好に再使用することが可能となることがわかる。
【００５３】
【表５】
【００５４】
【発明の効果】
本発明のように、感光体の表面の十点平均表面粗さＲｚを感光層膜厚の１５％以下とすることにより地汚れのない良好な画像を提供できる。また、電子写真プロセスカートリッジを有する画像形成装置において、カートリッジの寿命時における感光体の表面の十点平均表面粗さＲｚを感光層膜厚の１５％以下に維持することによりカートリッジを再使用することが可能となる。さらにカートリッジの寿命後に、感光体の表面を十点平均表面粗さＲｚを感光層膜厚の１５％以下となるように表面処理することによりカートリッジを再使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 画像形成装置の構造を示す概略図
【図２】 電子写真プロセスカートリッジを搭載した画像形成装置の構成を示す概略図
【図３】 機能分離型感光体の構成を示す概略図
【符号の説明】
１１、２４：感光体
１２、２１：帯電部材
１３：露光
１４、２２：現像部材
１５、２５：転写部材
１６、２３：クリーニング部材
１７：除電光
２０：電子写真プロセスカートリッジ
３１：導電性基体
３２：中間層
３３：電荷発生層
３４：電荷輸送層
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真感光体を使用する画像形成装置において用いられる感光体の再使用方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置においては、感光体からなる静電潜像担持体を帯電装置により均一に帯電した後に露光手段により露光を行って潜像を形成し、この潜像を現像装置により顕像化し、この像を転写手段により転写材に転写する。転写後の静電潜像担持体は、クリーニング部材によってクリーニングされる。
この工程において、帯電装置としては、コロナ帯電器により帯電させる手段が一般的に用いられてきた。しかしながら、コロナ帯電器方式では、気中に多量のオゾンが発生するため環境上好ましくないという近年の動きの中で、接触帯電装置又は近接配置した帯電部材にバイアス電圧を印加して感光体との微小空間の放電により帯電させる帯電方式が主流となってきている。
【０００３】
しかしながら、上記の微小空間放電による帯電方式の場合、感光体の微小欠陥に電界が集中しやすく、現在主流の反転現像方式においては黒ポチなどの異常画像となる。
これを防止すべく、導電性基体の洗浄や表面制御を行ったり、特開平８−４４０９６、特開平８−２０２０６１、特開平１０−９０９３１、特開平１１−２０２５１７のように下引き層の材料、膜厚、表面粗さなどを規定する方法が提案されている。
また、特開平７−２１９２４６のように摩耗量と感光層の表面粗さＲｚを規定することにより異常画像を防止する提案がなされている。
【０００４】
しかしながら、黒ポチを改善する上記改善は、局部的なリークによる比較的大きな点欠陥を改善するものであるが、長期使用において、感光体膜厚が十分な摩耗状態でも微小な地汚れが発生し、比較的早い時期で感光体寿命となってしまっている。
また、特開平７−２１９２４６においては寿命時の表面粗さと摩耗量を規定することによりクリーニング不良による異常画像を防止しているが、やはり微小な地汚れが発生し、高品質な画像を維持できるに至っていない。
また、電子写真カートリッジを搭載した画像形成装置において、近年の環境側面から、使用後のカートリッジを回収、リサイクルすることが盛んに行われるようになっている。この際、感光体も再使用されることが求められているが、使用により、感光体表面には無数の傷がついており、この傷の程度により再使用時に地汚れなどの異常画像が発生するものが多く、再使用効率が悪いのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、転写性向上のために感光体表面粗さを制御する場合において、地汚れなどの異常画像の発生がない高品質な感光体を提供することを目的とする。
また、本発明は、長期使用においても感光体膜厚が十分に摩耗するまで地汚れなどの異常画像の発生がない高寿命感光体を提供することを目的とする。
さらには、本発明は、電子写真カートリッジにおいて、回収後、感光体を１回は再使用できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
近年の有機感光体においては、導電性基体の上に、電荷発生層、電荷輸送層を順次積層した機能分離型の構成が広く使用されている。このような感光体を画像形成装置に使用する場合、感光体上に形成されたトナー像を転写材に転写する際の転写性を向上させるなどの目的で、予め感光体表面の表面粗さを規定する場合があるが、この際に、この表面粗さが大きすぎる又は局部的に大きいところが存在する場合がある。
また、画像形成装置において長期使用すると、感光体は画像形成プロセスの繰返しにより、表面が傷付き、摩耗する。この傷は、画像パターンや紙種、トナー種により複雑に変動する。
本発明者等は鋭意検討を行った結果、この地汚れの発生は、傷の深さと感光体の膜厚との間の関係に起因していることを見出し、地汚れをなくすには、感光体のある膜厚における感光体表面の表面粗さを制御すればよいこと、及び、これは感光体を再生カンートリッジに再使用する場合においても同様であり、再生するに際して表面処理を行って感光体表面の表面粗さを制御すればよいことを見出し、本件発明を完成したものである。
【０００７】
（１）プロセスカートリッジ方式の電子写真装置に搭載される感光体の再使用方法であって、該プロセスカートリッジは、導電性基体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層してなり、該電荷輸送層が少なくともバインダー樹脂と電荷輸送材料とを含有してなり、該バインダー樹脂が、粘度平均分子量が４００００以上のＺタイプポリカーボネートであり、かつ電荷輸送材料の含有量がバインダー樹脂１０重量部に対して７重量部以下であり、ビッカース硬度が１７以上であって且つ感光体の最表面層である感光体と、該感光体を帯電する接触帯電ローラとを有するものであり、プロセスカートリッジトナーエンド時における該感光体の表面粗さＲｚが前記電荷輸送層の膜厚の１５％以下であるときに、この感光体を、別のプロセスカートリッジの感光体として装着して再使用することを特徴とする感光体の再使用方法。
（２）プロセスカートリッジ方式の電子写真装置に搭載される感光体の再使用方法であって、該プロセスカートリッジは、導電性基体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層してなり、該電荷輸送層が少なくともバインダー樹脂と電荷輸送材料とを含有してなり、該バインダー樹脂が、粘度平均分子量が４００００以上のＺタイプポリカーボネートであり、かつ電荷輸送材料の含有量がバインダー樹脂１０重量部に対して７重量部以下であり、ビッカース硬度が１７以上であって且つ感光体の最表面層である感光体と、該感光体を帯電する接触帯電ローラとを有するものであり、プロセスカートリッジのトナーエンド時の該感光体の表面を研磨して表面粗さＲｚが前記電荷輸送層の膜厚の１５％以下となるようにし、この感光体を別のプロセスカートリッジの感光体として再装着して使用することを特徴とする感光体の再使用方法。
（３）プロセスカートリッジ方式の画像形成装置において、該プロセスカートリッジは、導電性基体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層してなり、該電荷輸送層が少なくともバインダー樹脂と電荷輸送材料とを含有してなり、該バインダー樹脂が、粘度平均分子量が４００００以上のＺタイプポリカーボネートであり、かつ電荷輸送材料の含有量がバインダー樹脂１０重量部に対して７重量部以下であり、ビッカース硬度が１７以上であって且つ感光体の最表面層である感光体と、該感光体を帯電する接触帯電ローラとを有するものであり、かつ、他のプロセスカートリッジのトナーエンド時において感光体の表面粗さＲｚが前記電荷輸送層の膜厚の１５％以下であった感光体が装着されたものであることを特徴とするプロセスカートリッジ方式の画像形成装置。
（４）プロセスカートリッジ方式の画像形成装置において、該プロセスカートリッジは導電性基体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層してなり、該電荷輸送層が少なくともバインダー樹脂と電荷輸送材料とを含有してなり、該バインダー樹脂が、粘度平均分子量が４００００以上のＺタイプポリカーボネートであり、かつ電荷輸送材料の含有量がバインダー樹脂１０重量部に対して７重量部以下であり、ビッカース硬度が１７以上であって且つ感光体の最表面層である感光体と、該感光体を帯電する接触帯電ローラとを有するものであり、かつ、他のプロセスカートリッジのトナーエンド時の該感光体の表面を研磨して表面粗さＲｚが前記電荷輸送層の膜厚の１５％以下となるようにした感光体が装着されたものであることを特徴とするプロセスカートリッジ方式の画像形成装置。
【０００８】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１は、一般的に使用されている画像形成装置の概略図を示すものである。
その動作を示すと、感光体１１は帯電部材１２により所望の電位に帯電させられた後、露光１３により潜像が形成され、現像部材１４によりトナー像が形成される。
トナー像は、バイアスを印加された転写ローラにより転写部材（紙）１５に転写される。転写されずに感光体上に残ったトナー像は、クリーニング部材１６によりクリーニングされる。除電光１７により、残留している電荷を初期化し１サイクルを終了する。
【０００９】
本プロセスにおいて、帯電部材としてはオゾン発生の少ない接触帯電ローラが広く使用されている。感光体には、主に、帯電ローラ、トナー、転写紙、クリーニング部材等が接触し、これらとの摺擦により表面が傷つき、摩耗が進行していく。
通常この傷は、不均一であり、場合によっては局部的に大きな溝を形成する場合がある。局部的に深い溝が形成された場合、ここへの帯電電界が強まり、帯電電荷リークを起こし、地汚れとなる。
【００１０】
地汚れとなる粗さを調べたところ、十点平均表面粗さＲｚが電荷輸送層の膜厚の１５％よりも深い深さになると発生しやすいことがわかった。
このために、感光体の電荷輸送層の硬度として、ビッカース硬度が１７以上であることが好ましい。また、感光体の特性のみならず、上記プロセスにおいて、転写紙の接触条件・線速、トナー及び現像剤の種類や現像条件、帯電ローラの接触条件・表面粗さ、クリーニング部材の接触条件・材質などを最適化することによって、感光体表面粗さＲｚが電荷輸送層の膜厚の１５％より大きくならないように設定することが好ましい。
【００１１】
また、電荷輸送層は複数の電荷輸送層から構成してもよい。この場合、最表面の電荷輸送層における十点平均表面粗さＲｚが全ての電荷輸送層による膜厚の１５％以下デアルコトガ好ましい。
長期使用により、最上層の電荷輸送層が摩耗して存在しなくなる場合もあるが、この場合にも、その時点で、表面を構成している電荷輸送層の十点平均表面粗さＲｚが残りの全ての電荷輸送層による膜厚の１５％以下であることが好ましい。
【００１２】
図３に、機能分離型の感光体の構成の概略を示す。現在、このタイプの構成の感光体が主流であるが、この構成の場合、表面粗さに対する膜厚は、表面を構成する電荷輸送層の膜厚を指す。本感光体について詳細に説明する。
感光体は、導電性基体３１上に中間層３２、電荷発生層３３及び電荷輸送層３４を順次積層した構造となっている。導電性基体３１としては、体積抵抗１０１０Ω・cm以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板およびそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研磨などの表面処理した管などを使用することができる。
また、特開昭５２−３６０１６号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性基体３1として用いることができる。
この他、上記支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものも、本発明の導電性基体３1として用いることができる。この導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、またアルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化チタン、導電性酸化スズ，ＩＴＯなどの金属酸化物粉などが挙げられる。
【００１３】
また、同時に用いられる結着樹脂としては、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、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、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、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、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、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、アルキッド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂などが挙げられる。
このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、２−ブタノン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。
【００１４】
さらに、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロンなどの素材に前記導電性粉体を含有させてなる熱収縮チューブを導電性層として適当な円筒基体上に設けたものも、本発明の導電性基体３１として良好に用いることができる。
【００１５】
中間層３２には、酸化チタンとともに結着樹脂が含有されるがこの樹脂としては、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、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロンなどの熱可塑性樹脂、ポリウレタン、メラミン、エポキシ、アルキッド、フェノール、ブチラール、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００１６】
さらに、本発明において使用される中間層に含まれる酸化チタン（Ｐ）と結着樹脂（Ｒ）との比率Ｐ／Ｒは体積比で０．９／１〜２／１の範囲であることが好ましい。中間層のＰ／Ｒ比が０．９／１未満であると中間層の特性が結着樹脂の特性に左右され、特に温湿度の変化および繰り返しの使用で感光体特性が大きく変化してしまう。また、Ｐ／Ｒ比が２／１を越えると中間層の層中に空隙が多くなり、電荷発生層との接着性が低下すると共にさらに３／１を越えると空気がたまるようになり、これが、感光層の塗布乾燥時において気泡の原因となり、塗布欠陥となってしまう。
【００１７】
中間層３２には酸化チタンの他にモアレ防止、残留電位の低減等のために、酸化アルミニウム、シリカ、酸化ジルコニウム、酸化錫、酸化インジウム等の金属酸化物の微粉末を加えても良い。さらに中間層３２の構成成分として、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、チタニルキレート化合物、ジルコニウムキレート化合物、チタニルアルコキシド化合物、有機チタニル化合物も用いることができる。これらの中間層３２は、トルエン、キシレン、２−ブタノン、メチルイソブチルケトン、テトラヒドロフラン、１−ブタノール、メタノール、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの汎用的な溶媒から選択された適当な溶媒に分散し、塗工法を用いて形成することができる。
このほか、本発明の中間層３２には、Ａｌ２Ｏ３を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン等の有機物やＳｉＯ２、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＩＴＯ、ＣｅＯ２等の無機物を真空薄膜形成法にて設けたものも良好に使用できる。中間層３２の膜厚は０〜２０μｍが適当である。
また、必要に応じてこの上にさらに共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロンなどの樹脂を積層しても良い。
【００１８】
電荷発生層３３には、電荷発生物質としては、無金属フタロシアニンやチタニルフタロシアニン顔料の他に、モノアゾ顔料、ビスアゾ顔料、非対称ビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、テトラアゾ顔料等のアゾ顔料、ピロロピロール顔料、アントラキノン顔料、ペリレン顔料、多環キノン顔料、インジゴ顔料、スクエアリウム顔料、ピレン顔料、ジフェニルメタン系顔料、アジン顔料、キノリン系顔料、ペリノン系顔料、その他公知の材料を用いることができる。
【００１９】
電荷発生層３３に用いられる結着樹脂としては、主成分（５０ｗｔ％以上）としてはブチラール樹脂を用いるが、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリビニルピリジン、セルロース系樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等を必要に応じて併用しても良い。
結着樹脂の量は、電荷発生物質１００重量部に対し１０〜５００重量部、好ましくは２５〜３００重量部が適当である。
【００２０】
ここで用いられる溶剤としては、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセルソルブ、酢酸エチル、酢酸メチル、ジクロロメタン、ジクロロエタン、モノクロロベンゼン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、リグロイン等があげられる。電荷発生層３３はこれら成分を適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波などを用いて分散し、これを中間層３２上に塗布し、乾燥することにより形成される。
また、電荷発生層の膜厚は０．０１〜５μｍ，好ましくは０．１〜２μｍである。
【００２１】
電荷輸送層３４の成分である電荷輸送物質としては正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。帯電極性によって、それぞれを使い分ける。
【００２２】
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、ベンゾキノン誘導体等の電子受容性物質があげられる。
【００２３】
正孔輸送物質としては、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメートおよびその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、ポリシラン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、９−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、ブタジエン誘導体、ピレン誘導体、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体、その他ポリマー化された正孔輸送物質等公知の材料が挙げられる。
【００２４】
電荷輸送層に用いられる結着樹脂としては、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、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、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、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、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、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、アルキッド樹脂、特開平５−１５８２５０号公報・特開平６−５１５４４号公報記載の各種ポリカーボネート共重合体等の熱可塑性または熱硬化性樹脂があげられる。電荷輸送物質の量は、結着樹脂１００重量部に対し、２０〜３００重量部、好ましくは４０〜１５０重量部である。
また、電荷輸送層の膜厚は５〜５０μｍ程度とすることが好ましい。
【００２５】
本発明においては、表面接触物による感光体表面の摺擦により生じる表面粗さＲzが膜厚の１５％以下とするために、電荷輸送層の材料としては表面のビッカース硬度が１７以上であるような材料を選択することが好ましい。この点から、樹脂としては粘度平均分子量が４００００以上のＺタイプのポリカーボネートを用い、さらに電荷輸送物質の含有量が、樹脂１００重量部に対して、７０重量部以下とすることが好ましい。
電荷輸送層には必要に応じて、シリコーンオイルなどの平滑剤や、テフロン微粒子などの滑剤を添加しても良い。また、電荷輸送層を複数の電荷輸送層から構成してもよいことは既に述べた。
【００２６】
図２に、電子写真プロセスカートリッジ２０を搭載した装置を示す。
本装置では、帯電部材２１、現像部材２２、クリーニング部材２３が一体化したカートリッジの形態をとっている。本カートリッジでは、初期充填されているトナーがなくなると寿命になり、新品のカートリッジと交換する。
近年、環境に対する意識が高まり、カートリッジも回収し、再使用することが要求されている。当然、感光体も再使用する必要性が高い。しかしながら、表面状態などの変化により、再使用率が低いのが現状である。
【００２７】
しかし、本発明のように電子写真カートリッジの寿命時における感光体の表面粗さを制御することにより再使用が可能となる。
感光体の表面粗さの制御は、前述したようなプロセス条件設定や感光体材料構成によって主に達成されるが、カートリッジの再生工程において、表面粗さを制御する工程を行っても良い。この工程としては、ラッピングペーパなどによって表面を磨くなどの工程によって実現される。この工程を実施する場合、トナーやごみなどが表面に固着しないよう、十分に洗浄工程を実施することが好ましい。
洗浄方法としては、エアーブロー、水洗浄などが好ましい。
表面粗さの設定は、再生後のカートリッジが寿命に達するときの摩耗量を見越して設定しておくことが好ましい。
【００２８】
【実施例】
以下、感光体の作製例を示すと共に、これらの感光体を使用した実施例を示すことにより本件発明の詳細を説明する。
【００２９】
＜感光体の作製例＞
（感光体Ａ）
中間層の形成
酸化チタン（ＣＲＥＬ：石原産業製）７０重量部、アルキッド樹脂（ベッコライトＭ６４０１−５０−Ｓ（固形分５０％）：大日本インキ化学工業製）１５重量部、メラミン樹脂（スーパーベッカミンＬ−１２１−６０（固形分６０％）：大日本インキ化学工業製）１０重量部、メチルエチルケトン１００重量部からなる混合物をボールミルで７２時間分散して中間層用塗工液とし、これを直径３０mm、長さ３４０mmのアルミニウムドラム上に、塗布し、１３０℃で２０分乾燥して、膜厚３μｍの中間層を形成した。
【００３０】
電荷発生層の形成
次にＹ型オキシチタニウムフタロシアニンとボリビニルブチラール樹脂（ＸＹＨＬ；ユニオンカーバイド社製）とメチルエチルケトンの混合物をビーズミルにて分散して電荷発生層用塗工液を作成し、これを前記中間層上に塗布し、６５℃で２０分間乾燥して膜厚０．２μｍの電荷発生層を形成した。
【００３１】
電荷輸送層の形成
次に下記構造式（１）で示される電荷輸送物質７重量部、ポリカーボネート（Ｚタイプ:粘度平均分子量５００００）１０重量部、シリコーンオイル（ＫＦ−５０：信越化学工業社製）０．００２重量部をテトラヒドロフラン８０重量部に溶解し、電荷輸送層用塗工液を作製し、これを前記電荷発生層上に塗布し、１３５℃で２０分間乾燥して膜厚２１μｍの電荷輸送層を形成し、本発明の電子写真画像形成装置に具備する電子写真感光体を作製した。
【００３２】
【化１】
また、表面のビッカース硬度を測定したところ、１９であった。
【００３３】
（感光体Ｂ）
感光体の表面を、サンドペーパーにてＲｚ＝１．０μｍになるように荒らしたことを除いては感光体Ａの作製例と同様にして感光体Ｂを作製した。電荷輸送層の中心膜厚は２０μｍであった。
【００３４】
（感光体Ｃ）
感光体の表面を、サンドペーパーにてＲｚ＝２．０μｍになるように荒らすことを除いては感光体Ａの作製例と同様にして感光体Ｃを作製した。電荷輸送層の中心膜厚は２０μｍであった。
【００３５】
（感光体Ｄ）
感光体の表面を、サンドペーパーにてＲｚ＝３．０μｍになるように荒らすことを除いては感光体Ａの作製例と同様にして感光体Ｄを作製した。電荷輸送層の中心膜厚は２０μｍであった。
【００３６】
（感光体Ｅ）
感光体の表面を、サンドペーパーにてＲｚ＝４．０μｍになるように荒らすことを除いては感光体Ａの作製例と同様にして感光体Ｅを作製した。電荷輸送層の中心膜厚は２０μｍであった。
【００３７】
（感光体Ｆ）
感光体の電荷輸送層の膜厚を、２５μｍとすることを除いては感光体Ａの作製例と同様にして感光体Ｆを作製した。
【００３８】
（感光体Ｇ）
電荷輸送層のバインダー樹脂をポリカーボネート（Ｚタイプ；粘度平均分子量４００００）にかえることを除いては感光体Ｆの作製例と同様にして感光体Ｇを作製した。
感光体のビッカース硬度は、１７であった。
【００３９】
（感光体Ｈ）
電荷輸送層のバインダー樹脂をポリカーボネート（Ｚタイプ；粘度平均分子量３００００）にかえることを除いては感光体Ｆの作製例と同様にして感光体Ｈを作製した。
本 感光体のビッカース硬度は、１５であった。
【００４０】
（感光体Ｉ）
電荷輸送層のバインダー樹脂をポリカーボネート（Ａタイプ；粘度平均分子量４００００）にかえることを除いては感光体Ｆの作製例と同様にして感光体Ｉを作製した。
感光体のビッカース硬度は、１８であった。
【００４１】
（感光体Ｊ）
電荷輸送物質の含有量を、６．５部にかえることを除いては感光体Ｆの作製例と同様にして感光体Ｊを作製した。
感光体のビッカース硬度は、２１であった。
【００４２】
（感光体Ｋ）
感光体Ｆにおける電荷輸送物質の含有量を、８部にかえることを除いては感光体Ｆの作製例と同様にして感光体Ｋを作製した。感光体のビッカース硬度は、１６であった。
【００４３】
（感光体Ｌ）
電荷輸送物質の含有量を、１０部にかえることを除いては感光体Ｆの作製例と同様にして感光体Ｌを作製した。本感光体のビッカース硬度は、１４であった。
【００４４】
＜実施例１＞
感光体Ａ〜Ｅの各感光体を、図１に示す装置に搭載し、暗部電位を−９００Ｖに設定したときの地汚れを評価した。結果を表１に示す。
表１に示された結果から、表面粗さＲzが膜厚の１５％以下であると地汚れが発生せず良好であることがわかる。
【００４５】
【表１】
＜実施例２＞
感光体Ｆ〜Ｌを図１の装置に搭載し、３万枚出力後の地汚れ評価を行った。
また、そのときの膜厚と感光体表面粗さＲｚを測定した。
膜厚測定から、摩耗後の電荷輸送層膜厚を算出した。
結果は、表２のとおりであった。
【００４７】
【表２】
【００４８】
＜実施例３＞
感光体Ｆ〜Ｌを図２に示すプロセスカートリッジ方式の装置に搭載し、トナーエンド（１万枚）まで出力した後の膜厚と表面粗さＲzを測定した。膜厚測定から、摩耗後の電荷輸送層膜厚を算出した。
その後、感光体を新品のカートリッジに再装着したときの地汚れを評価した。結果は、表３のとおりとなった
表３に示された結果から、カートリッジ寿命時の感光体表面粗さＲzが、膜厚の１５％以下であると再使用時においても地汚れがなく、再使用が可能となることがわかる。
【００４９】
【表３】
＜実施例４＞
感光体Ｆについて、実施例３における評価をさらに２回繰り返した際の同様の評価を行った。結果は、表４のとおりとなった。
表４に示した結果から、感光体表面粗さＲzが膜厚の１５％を維持する範囲内において繰返再使用が可能となることがわかる。
【００５１】
【表４】
＜実施例５＞
実施例３における試験後の感光体Ｋを、新品のカートリッジに装着する前に、ラッピングペーパーにより表面を研磨しＲzを変えて同様の評価を行った。各表面粗さにしたときの膜厚も同時に計測した。結果は、表５のとおりとなった。
表５に示された結果から、研磨により表面粗さＲzを膜厚の１５％以下になるように感光体表面を処理することにより良好に再使用することが可能となることがわかる。
【００５３】
【表５】
【発明の効果】
本発明のように、感光体の表面の十点平均表面粗さＲｚを感光層膜厚の１５％以下とすることにより地汚れのない良好な画像を提供できる。また、電子写真プロセスカートリッジを有する画像形成装置において、カートリッジの寿命時における感光体の表面の十点平均表面粗さＲｚを感光層膜厚の１５％以下に維持することによりカートリッジを再使用することが可能となる。さらにカートリッジの寿命後に、感光体の表面を十点平均表面粗さＲｚを感光層膜厚の１５％以下となるように表面処理することによりカートリッジを再使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 画像形成装置の構造を示す概略図
【図２】 電子写真プロセスカートリッジを搭載した画像形成装置の構成を示す概略図
【図３】 機能分離型感光体の構成を示す概略図
【符号の説明】
１１、２４：感光体
１２、２１：帯電部材
１３：露光
１４、２２：現像部材
１５、２５：転写部材
１６、２３：クリーニング部材
１７：除電光
２０：電子写真プロセスカートリッジ
３１：導電性基体
３２：中間層
３３：電荷発生層
３４：電荷輸送層
Claims (4)
- プロセスカートリッジ方式の電子写真装置に搭載される感光体の再使用方法であって、該プロセスカートリッジは、導電性基体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層してなり、該電荷輸送層が少なくともバインダー樹脂と電荷輸送材料とを含有してなり、該バインダー樹脂が、粘度平均分子量が４００００以上のＺタイプポリカーボネートであり、かつ電荷輸送材料の含有量がバインダー樹脂１０重量部に対して７重量部以下であり、ビッカース硬度が１７以上であって且つ感光体の最表面層である感光体と、該感光体を帯電する接触帯電ローラとを有するものであり、プロセスカートリッジトナーエンド時における該感光体の表面粗さＲｚが前記電荷輸送層の膜厚の１５％以下であるときに、この感光体を、別のプロセスカートリッジの感光体として装着して再使用することを特徴とする感光体の再使用方法。
- プロセスカートリッジ方式の電子写真装置に搭載される感光体の再使用方法であって、該プロセスカートリッジは、導電性基体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層してなり、該電荷輸送層が少なくともバインダー樹脂と電荷輸送材料とを含有してなり、該バインダー樹脂が、粘度平均分子量が４００００以上のＺタイプポリカーボネートであり、かつ電荷輸送材料の含有量がバインダー樹脂１０重量部に対して７重量部以下であり、ビッカース硬度が１７以上であって且つ感光体の最表面層である感光体と、該感光体を帯電する接触帯電ローラとを有するものであり、プロセスカートリッジのトナーエンド時の該感光体の表面を研磨して表面粗さＲｚが前記電荷輸送層の膜厚の１５％以下となるようにし、この感光体を別のプロセスカートリッジの感光体として再装着して使用することを特徴とする感光体の再使用方法。
- プロセスカートリッジ方式の画像形成装置において、該プロセスカートリッジは、導電性基体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層してなり、該電荷輸送層が少なくともバインダー樹脂と電荷輸送材料とを含有してなり、該バインダー樹脂が、粘度平均分子量が４００００以上のＺタイプポリカーボネートであり、かつ電荷輸送材料の含有量がバインダー樹脂１０重量部に対して７重量部以下であり、ビッカース硬度が１７以上であって且つ感光体の最表面層である感光体と、該感光体を帯電する接触帯電ローラとを有するものであり、かつ、他のプロセスカートリッジのトナーエンド時において感光体の表面粗さＲｚが前記電荷輸送層の膜厚の１５％以下であった感光体が装着されたものであることを特徴とするプロセスカートリッジ方式の画像形成装置。
- プロセスカートリッジ方式の画像形成装置において、該プロセスカートリッジは導電性基体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層してなり、該電荷輸送層が少なくともバインダー樹脂と電荷輸送材料とを含有してなり、該バインダー樹脂が、粘度平均分子量が４００００以上のＺタイプポリカーボネートであり、かつ電荷輸送材料の含有量がバインダー樹脂１０重量部に対して７重量部以下であり、ビッカース硬度が１７以上であって且つ感光体の最表面層である感光体と、該感光体を帯電する接触帯電ローラとを有するものであり、かつ、他のプロセスカートリッジのトナーエンド時の該感光体の表面を研磨して表面粗さＲｚが前記電荷輸送層の膜厚の１５％以下となるようにした感光体が装着されたものであることを特徴とするプロセスカートリッジ方式の画像形成装置。
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