JP4871197B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
まず、装置に備わる電子写真感光体(以下、単に感光体とも称する)の感光層を、帯電手段によって所定の電位に一様に帯電させる。次いで、露光手段から画像情報に応じて照射されるレーザ光等の光によって露光し、静電潜像を形成する。形成された静電潜像に対して現像手段から現像剤を供給して、感光体の表面に現像剤の成分であるトナー(乾式トナー)と呼ばれる着色された微粒子を付着させることによって静電潜像を現像し、トナー画像として顕像化する。形成されたトナー画像を、転写手段によって感光体の表面から記録紙等の転写材上に転写し、定着手段によって定着させる。
電子写真感光体としては、従来から、無機系光導電性材料を用いた電子写真感光体(以下、無機系感光体と称する)が用いられている。無機系感光体の代表的なものとしては、アモルファスセレン(a−Se)又はアモルファスセレンひ素(a−AsSe)等からなる層を感光層に用いたセレン系感光体、酸化亜鉛(ZnO)又は硫化カドミウム(CdS)を色素等の増感剤とともに樹脂中に分散したものを感光層に用いた酸化亜鉛系又は硫化カドミウム系感光体、及びアモルファスシリコン(a−Si)からなる層を感光層に用いたアモルファスシリコン系感光体(以下、a−Si感光体と称する)等がある。
セレン系感光体及び硫化カドミウム系感光体は、耐熱性及び保存安定性に問題がある。またセレン及びカドミウムは、人体及び環境に対する毒性を有するので、これらを用いた感光体は、使用後に回収され、適切に廃棄される必要がある。
酸化亜鉛系感光体は、低感度であって、かつ耐久性が低いという欠点があり、現在ではほとんど使用されていない。
無公害性の無機系感光体として注目されるa−Si感光体は、高感度及び高耐久性等の長所を有する反面、プラズマ化学気相成長法を用いて製造されるので、感光層を均一に成膜することが難しく、画像欠陥が発生しやすい等の短所を有する。a−Si感光体はまた、生産性が低く、製造原価が高いという短所も有する。
有機系光導電性材料を用いた電子写真感光体(以下、有機系感光体と称する)は、感度、耐久性及び環境に対する安定性等に若干の問題を有するが、毒性、製造原価及び材料設計の自由度等の点において、無機系感光体に比べ、多くの利点を有する。また有機系感光体は、感光層を浸漬塗布法に代表される容易かつ安価な方法で形成することが可能であるという利点も有する。
特に、有機系感光体の性能は、電荷発生機能と電荷輸送機能とを別々の物質にそれぞれ分担させた機能分離型感光体の開発によって著しく改善されている。機能分離型感光体は、有機系感光体の有する前述の利点に加え、感光層を構成する材料の選択範囲が広く、任意の特性を有する感光体を比較的容易に作製できるという利点も有している。
これら保護層は、感光層の基本機能を阻害しないという観点から可能な限り薄層化することが基本的には望まれる。また、保護層を設けることにより、さまざまな弊害が発生する。例えば、感光層と保護層が不連続な層構造となっている場合、長期的な使用により保護層が剥離することがあり、また長期の繰り返し使用により露光部電位が上昇する。逆に保護層と感光層が連続的な層構成、すなわち感光層が引き続き塗布される保護層塗布液により溶解される場合には、その溶解状況により感光層の画像特性が悪化する。
前記電子写真感光体の最表面層がフィラー粒子を含有し、前記最表面層中のフィラー粒子は下記式(1):
1.0×10-3≦(df×b3)/(dm×a3)≦2.5×10-2 (1)
(式中、aは平均フィラー粒子間距離(nm)を意味し、bは平均フィラー粒子径(nm)を意味し、dfはフィラー粒子の密度(g/cm3)を意味し、dmは最表面層の固形分の平均密度(g/cm3)を意味する)を満足する均一な分散状態であり、
前記乾式トナーが0.95以上0.98以下の範囲の平均円形度を有し、
前記クリーニング手段が前記電子写真感光体に対して当接する当接部材を有し、該当接部材の前記電子写真感光体に対する当接圧が0.13〜0.25N/cmの範囲であることを特徴とする画像形成装置が提供される。
1.0×10-3≦(df×b3)/(dm×a3)≦2.5×10-2 (1)
(式中、aは平均フィラー粒子間距離(nm)を意味し、bは平均フィラー粒子径(nm)を意味し、dfはフィラー粒子の密度(g/cm3)を意味し、dmは最表面層の固形分の平均密度(g/cm3)を意味する)を満足する均一な分散状態であることを特徴とする。
本発明において、最表面層とは、電子写真感光体の感光層を構成する電荷輸送層の全部又は電荷輸送層の表面を含む一部(厚さ方向)の層である。製造の簡便さの観点から、好ましくは、最表面層は電荷輸送層の全部である。
本発明の画像形成装置において、クリーニング手段は、前記電子写真感光体に対して当接する当接部材を有し、該当接部材の前記電子写真感光体に対する当接圧が0.13〜0.25N/cmの範囲であることを特徴とする。当接部材(下記で詳しく説明するが、例えばクリーニングブレード)が、電子写真感光体の回転につれて感光体表面を摺擦して残留トナーを除去する。
図1は、本発明の画像形成装置に用いられる電子写真感光体の1つの実施形態の構成を簡略化して示す部分断面図である。感光体1は、導電性材料からなる円筒状の導電性基体11と、導電性基体11の外周面上に積層される層であって電荷発生物質を含有する電荷発生層12と、電荷発生層12の上に更に積層される層であって電荷輸送物質を含有する電荷輸送層13とを含む。電荷発生層12と電荷輸送層13とは、感光層14を構成する。すなわち、感光体1は、積層型感光体である。
本発明の画像形成装置に用いられる感光体はまた、図3に示すように、導電性基体11と電荷発生層12との間に中間層15が設けられた積層型感光体(感光体2)であってもよい。
導電性基体11は、感光体1の電極としての役割を果たすとともに、他の各層12、13の支持部材としても機能する。導電性基体11の形状は、図1では円筒状であるけれども、これに限定されることなく、円柱状、シート状又は無端ベルト状等であってもよい。
電荷発生層12は、光を吸収することによって電荷を発生する電荷発生物質を主成分として含有する。ここで、主成分とは、その成分がその主たる機能を発現できる量を含有することを意味する。電荷発生物質として有効な物質としては、モノアゾ系顔料、ビスアゾ系顔料、トリスアゾ系顔料等のアゾ系顔料、インジゴ又はチオインジゴ等のインジゴ系顔料、ペリレンイミド又はペリレン酸無水物等のペリレン系顔料、アントラキノン又はピレンキノン等の多環キノン系顔料、金属フタロシアニン又は無金属フタロシアニン等のフタロシアニン系顔料、メチルバイオレット、クリスタルバイオレット、ナイトブルー、ビクトリアブルー等に代表されるトリフェニルメタン系色素、エリスロシン、ローダミンB、ローダミン3R、アクリジンオレンジ、フラペオシン等に代表されるアクリジン系色素、メチレンブルー、メチレングリーン等に代表されるチアジン系色素、カプリブルー又はメルドラブルー等に代表されるオキサジン系色素、スクアリリウム色素、ピリリウム塩類及びチオピリリウム塩類、チオインジゴ系色素、ビスベンゾイミダゾール系色素、キナクリドン系色素、キノリン系色素、レーキ系色素、アゾレーキ系色素、ジオキサジン系色素、アズレニウム系色素、トリアリルメタン系色素、キサンテン系色素、シアニン系色素、トリフェニルメタン系色素等の有機光導電性材料、ならびにセレン及び非晶質シリコン等の無機光導電性材料等を挙げることができる。これらの電荷発生物質は、1種を単独で使用してもよく、又は2種以上を組合わせて使用してもよい。
で示されるオキソチタニウムフタロシアニン化合物を用いることが好ましい。
また、上記X1、X2、X3及びX4が示すアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、t−ブチル基のようなC1〜C4のアルキル基が挙げられる。
更に、上記X1、X2、X3及びX4が示すアルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、t−ブトキシ基のようなC1〜C4のアルコキシ基が挙げられる。
またイソインドリンとテトラブトキシチタン等のチタニウムテトラアルコキシドとを、N−メチルピロリドン等の適当な溶剤中で加熱反応させることによっても、オキソチタニウムフタロシアニンを製造することができる。
増感染料としては、メチルバイオレット、クリスタルバイオレット、ナイトブルー及びビクトリアブルー等に代表されるトリフェニルメタン系染料、エリスロシン、ローダミンB、ローダミン3R、アクリジンオレンジ及びフラペオシン等に代表されるアクリジン染料、メチレンブルー及びメチレングリーン等に代表されるチアジン染料、カプリブルー及びメルドラブルー等に代表されるオキサジン染料、シアニン染料、スチリル染料、ピリリウム塩染料又はチオピリリウム塩染料等が挙げられる。増感染料は、電荷発生物質100重量部に対して、10重量部以下の割合で使用することが好ましい、0.5〜2重量部の割合で使用することがより好ましい。
電荷発生物質を結着樹脂溶液中に分散させる際に用いられる分散機としては、ペイントシェーカ、ボールミル及びサンドミル等を挙げることができる。このときの分散条件としては、用いる容器及び分散機を構成する部材の摩耗等による不純物の混入が起こらないように適当な条件を選択することが好ましい。
電荷発生層12上には電荷輸送層13が設けられる。電荷輸送層13は、電荷発生層12に含まれる電荷発生物質が発生した電荷を受入れ、これを輸送する能力を有する電荷輸送物質と、感光体の耐久性を向上させるフィラー粒子とを主成分とし、任意に電荷輸送物質及びフィラー粒子を結着させる結着樹脂を含んで構成できる。
結着樹脂は、電荷輸送層全体に対して30〜80重量%の範囲で含まれていることが好ましい。電荷輸送物質、フィラー粒子、結着樹脂以外に、酸化防止剤、紫外線吸収剤、レベリング剤、可塑剤等が含まれていてもよい。
電荷輸送物質には、ホール輸送物質及び電子輸送物質を用いることができる。
電荷輸送物質は、ここに挙げたものに限定されるものではなく、その使用に際しては単独又は2種以上を混合して用いることができる。
最表面層を構成するフィラー粒子には、大別して、有機系フィラーと金属酸化物を中心とする無機系フィラーがある。一般に、感光体表面の濡れ性を制御し、異物等の付着を抑制する目的にはフッ素系材料を中心とする有機系フィラーが用いられ、耐刷性向上を目的とした用途には無機系フィラーが主に用いられる。本発明では、無機系フィラーを使用することが好ましい。無機系フィラーとしては、材料としての硬度が高いものが好ましく、最表面層が結着樹脂を含んで構成される場合には、結着樹脂に分散しやすいものがより好ましい。無機系フィラーの例には、酸化珪素(シリカ)、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化カルシウム、酸化アルミニウム(アルミナ)等の酸化物、あるいは、窒化珪素、窒化アルミニウム等の窒化化合物が挙げられる。特に、酸化珪素は、電荷輸送層中での光散乱を考慮した結果、フィラー粒子以外の成分の屈折率との差の小さく好適である。
1.0×10-3 ≦ (df×b3)/(dm×a3) ≦ 2.5×10-2 (1)
(式中、aは平均フィラー粒子間距離(nm)を意味し、bは平均フィラー粒子径(nm)を意味し、dfはフィラー粒子の密度(g/cm3)を意味し、dmは最表面層の固形分の平均密度(g/cm3)を意味する)
で規定される範囲の量で添加される。この範囲の量であれば、良好な耐刷性を示す感光体が得られる。
aは、例えばTEMによる断面観察により直接測定することが好ましいが、均一な分散状態が確認できている場合には、フィラー粒子の添加量と媒体である塗膜の体積とから計算値として間接的に求めてもよい。
bは、例えばSEMによる断面観察により直接測定することができるが、市販品をフィラー粒子として用いる場合にはカタログ値を引用してもよい。
dfは、使用する粒子の体積と重量から計算により求めてもよいし、市販品を用いる場合にはカタログ値を引用してもよい。
dmは、塗膜サンプルの体積と重量を測定して計算して求めることができる。
ここで最表面層の固形分とは、塗布液を塗布し溶媒を乾燥して固化した最表面層の塗膜のことである。
ここで、aは、光散乱及び系中での電気的キャリア(電子及び/又は正孔)への弊害をできるだけ少なくするために小さいことが好ましい。具体的には、400nm以下が好適である。より好ましくは、aの範囲は20〜200nmである。
bは、電荷輸送層を透過した光(レーザー光)が電荷発生層で正孔と電子を発生するので、電荷輸送層での光散乱や光吸収をできるだけ避けるために小さいことが望ましく、具体的には例えば100nm以下であることが好ましい。下限は特に限定されないが、取り扱い性や費用の観点から例えば5nm程度であり得る。よって、bの範囲は、より好ましくは5〜100nmであり、更に好ましくは5〜20nmである。
dfの範囲は1.5〜7g/cm3であることが好ましく、1.5〜3g/cm3であることがより好ましい。
dmの範囲は1〜2g/cm3であることが好ましく、1〜1.5g/cm3であることがより好ましい。
また、上記ではペイントシェーカによる分散処理は、凝集体が形成される条件で行っているが、条件を変更することにより、一次粒子径に近い状態に分散させることも可能である。
なお、上記塗布液中のフィラー粒子の分散状態は、例えば光散乱式粒度分布測定装置等を用いて評価できる。
感光層14の各層には、感度の向上を図り、更に繰返し使用による残留電位の上昇及び疲労等を抑えるために、電子受容物質及び色素等の増感剤を1種又は2種以上添加してもよい。
図3は、本発明に用いられる感光体の別の1つの実施形態の構成を簡略化して示す部分断面図である。感光体2は、感光体1に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
感光体2において注目すべきは、導電性基体11と感光層14との間に、中間層(下引き層)15が設けられていることである。
導電性基体11と感光層14との間に中間層15がない場合、導電性基体11から感光層14に電荷が注入されることがある。この電荷は、感光層14の帯電性を低下させることで、露光によって消去されるべき部分以外の表面電荷を減少させ、その結果、画像にかぶり等の欠陥を発生させることがある。特に、反転現像プロセスを用いて画像を形成する場合には、露光によって表面電荷の減少した部分にトナーが付着してトナー画像が形成される場合がある。そのため、露光以外の要因で表面電荷が減少すると、白地にトナーが付着し微小な黒点が形成される黒ぽちと呼ばれる画像のかぶりが発生し、その結果、画質の著しい劣化が生じることがある。すなわち、導電性基体11と感光層14との間に中間層15がない場合、導電性基体11又は感光層14の欠陥に起因して微小な領域での帯電性の低下が生じ、黒ぽち等の画像のかぶりが発生し、著しい画像欠陥となることがある。
中間層15には、各種樹脂材料からなる樹脂層又はアルマイト層等が用いられる。
金属酸化物粒子としては、例えば酸化チタン、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム及び酸化スズ等の粒子を挙げることができる。
前述の粒子を樹脂溶液中に分散させる方法としては、ボールミル、サンドミル、アトライタ、振動ミル、超音波分散機又はペイントシェーカ等を用いる一般的な方法を使用できる。
感光体の製造に際しては、電荷発生層12、電荷輸送層13、中間層15等、各層の形成毎に乾燥工程が含まれることが好ましい。感光体の乾燥温度としては、約50℃〜約140℃が適当であり、特に約80℃〜約130℃の範囲が好ましい。感光体の乾燥温度が約50℃未満では乾燥時間が長くなり、又は溶剤が充分に蒸発せず感光層中に残ることがあるため好ましくない。乾燥温度が約140℃を越えると、繰返し使用時の電気的特性が悪くなり、感光体を使用して得られる画像が劣化することがあるため好ましくない。
本発明の画像形成装置は、少なくとも、前述の本発明に係る感光体と、0.95以上0.98以下の範囲の平均円形度を有するトナーと、該感光体に0.13〜0.25N/cmの範囲の当接圧で当接する当接部材を有するクリーニング手段とを備えている限り、他の構成は限定されず、公知の構成のいずれもが採用できる。
半導体レーザ31、回転多面鏡32、結像レンズ34及びミラー35は、露光手段49を構成する。半導体レーザに代えて発光ダイオードを用いてもよい。
クリーナ46は少なくとも当接部材を備え、この当接部材が感光体へ0.13〜0.25N/cmの当接圧で当接される。当接部材は、例えばクリーニングブレード、クリーニングブラシであり、感光体に対して逆回転(カウンター)方向又は順回転(リーディング)方向(好ましくは逆回転方向)に設置される。クリーニングブレードの形状は特に限定されず、電子写真感光体(有機感光体)に対して用いることができる限り種々の任意の形状であり得、例えば板状である。ブレードの厚さは例えば0.5〜5mm、好ましくは1.5〜3mmである。ブレードは、電子写真感光体(有機感光体)に対して用いることができる限り種々の材料からなり得、例えばゴム弾性材料、発泡樹脂、好ましくはゴム弾性材料(例えば、NBR)、より好ましくはウレタンゴムからなる。ブレードの硬度は例えばJIS−A硬度で50〜90であり、好ましくは60〜80である。反発弾性率(%)は例えば30〜70であり、好ましくは40〜60ある。当接部材は、ゴム弾性材料からなる場合、鉄やアルミニウムのような支持体の端部に取り付けられていてもよい。
長さ300mm、幅10mmの長方形状に形成した厚み0.1mmのPET(polyethylene terephthalate)フィルム(商品名:マイラー、帝人デュポンフィルム株式会社製)を2枚重ねて感光体とクリーニングブレードとの間に挟む。この2枚の長方形状PETフィルムの間に、長さ300mm、幅20mmの短冊状に形成した上記と同様のPETフィルムF2の長手方向一端部を挟み、もう一方の一端部にテンションゲージG(商品名:2N、株式会社テックジャム製)を取り付ける。このとき、2枚の長方形状PETフィルムおよび感光体は、短冊状PETフィルムF2に力を加えた際に移動しない程度に固定される。そして感光体およびクリーニングブレードの接線方向に力を加えて短冊状PETフィルムを引っ張り、この短冊状PETフィルムが2枚の長方形状PETフィルムの間を滑り出すときにテンションゲージGが示す値を測定する。
クリーナ46は除去したトナーを回収容器に回収する機能を有していてもよい。
上記では、レーザプリンタを例に説明したが、本発明の画像形成装置は、モノクロ、カラーを問わず、電子写真プロセスを利用する種々のプリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機などであり得る。
本発明に使用可能なトナーは、少なくともバインダ樹脂と着色剤とを含む着色粒子であり、平均円形度が0.95以上0.98以下の範囲にあるものである。
平均円形度は、例えばフロー式粒子像分析装置FTIA−3000(シスメックス株式会社製、測定条件:高倍率撮像ユニット、HPF測定モードにより計測することができる。
上記アルコールとカルボン酸の好ましい組み合わせは、2,2−ビス(3,5−ジメチルー4−ヒドロキシフェニル)プロパン、及びイソフタル酸とテレフタル酸の混合物である。
また、スチレン−アクリル樹脂は、例えばスチレン類、アクリル酸類、メタクリル酸類及びその誘導体から選ばれる1種以上のモノマーを重合して得られる。使用できるモノマーの例としては、スチレン類としてスチレン、α−エチルスチレン、ビニルトルエン及びクロルスチレン等が挙げられる。
まず、直径:30mm、長さ:340mmのアルミニウム製円筒状支持体上に種々の条件にて感光層を形成した感光体の作製例(下記の表1では「製造例」と表記する)について説明する。
なお、作製例5、7および12〜16は参考例である。
[感光体の作製例1]
作製例1と同様に電荷発生層まで形成した後、構造式が同じで重量平均分子量の異なる2種類のポリカーボネート樹脂PCZ−400とPCZ−800をそれぞれ0.62gずつ及びシリカ(TS−610)1.25gをテトラヒドロフラン22.5gに混合して、ボールミルにて7時間分散処理することで電荷輸送層用一次分散塗布液を調製した。次に、電荷輸送物質として上記構造式(I)で示されるブタジエン系化合物100g、前記ポリカーボネート樹脂PCZ−400とPCZ−800をそれぞれ69.9gずつ及び酸化防止剤(K−NOX BHT)5gをテトラヒドロフラン984gに混合して溶解した。得られた溶液を電荷輸送層用二次分散塗布液に使用すること以外は、製造例1と同様にして本発明に係る感光体を作製した。
作製例1と同様に電荷発生層まで形成した後、2種類のポリカーボネート樹脂PCZ−400とPCZ−800をそれぞれ2.0g、1.1g及びシリカ(TS−610)3.1gをテトラヒドロフラン55.9gに混合して、ボールミルにて7時間分散処理して電荷輸送層用一次分散塗布液を調製した。次に、電荷輸送物質として上記構造式(I)で示されるブタジエン系化合物100g、前記ポリカーボネート樹脂PCZ−400とPCZ−800をそれぞれ88.4g、48.6g及び酸化防止剤(K−NOX BHT)5gをテトラヒドロフラン992gに混合して溶解した。得られた溶液を電荷輸送層用二次分散塗布液に使用すること以外は、製造例1と同様にして本発明に係る感光体を作製した。
作製例1と同様に電荷発生層まで形成した後、ポリカーボネート樹脂(PCZ−400)4.66g及びシリカ(TS−610)4.65gをテトラヒドロフラン83.7gに混合して、ボールミルにて7時間分散処理して電荷輸送層用一次分散塗布液を調製した。次に、電荷輸送物質として上記構造式(I)で示されるブタジエン系化合物100g、ポリカーボネート樹脂(PCZ−400)135.4g、酸化防止剤(K−NOX BHT)5gをテトラヒドロフラン998gに混合して溶解した。得られた溶液を電荷輸送層用二次分散塗布液に使用すること以外は、作製例1と同様にして本発明に係る感光体を作製した。
フィラー粒子の種類をアルミナ(スミコランダムAA−04;住友化学工業製)に変更したこと以外は、作製例3と同じ含有量にして本発明に係る感光体を作製した。
フィラー粒子の種類をシリカ(X−24−9163A;信越化学工業製)に変更したこと以外は、作製例3と同じ含有量にして本発明に係る感光体を作製した。
フィラー粒子の種類をシリカ(SO−E5;アドマテックス製)に変更したこと以外は、作製例3と同じ含有量にして本発明に係る感光体を作製した。
電荷輸送物質を下記構造式(II)で示されるトリアリールアミン化合物(日本蒸溜工業社製)90gと下記構造式(III)に示されるブタジエン系化合物(高砂香料社製)10gに変更したこと以外は、作製例3と同様にして本発明に係る感光体を作成した。
電荷輸送物質を上記構造式(II)で示されるトリアリールアミン化合物(日本蒸溜工業社製)100gに変更したこと以外は、作製例3と同様にして感光体を作製した。
電荷輸送物質を下記構造式(IV)で示されるスチリル系化合物(保土谷化学工業社製)100gに変更したこと以外は、作製例3と同様にして本発明に係る感光体を作製した。
電荷輸送層用一次分散塗布液に酸化防止剤を添加しないこと以外は、作製例3と同様にして本発明に係る感光体を作製した。
ポリカーボネート樹脂(PCZ−800)3.1g及びシリカ(TS−610)3.1gをテトラヒドロフラン55.8gに混合して、ペイントシェーカにて7時間分散処理することで電荷輸送層用一次分散塗布液を調製した。その後、塗布液中のシリカの粒度分布を測定したところ、明らかに一次粒子径より極めて大きな粗大凝集体が形成されていることを確認した。この一次分散塗布液を使用すること以外は、作製例3と同様にして感光体を作製した。
ポリカーボネート樹脂(PCZ−800)0.12g及びシリカ(TS−610)0.12gをテトラヒドロフラン2.16gに混合して、ボールミルにて7時間分散処理して電荷輸送層用一次分散塗布液を調製した。次に、電荷輸送物質として上記構造式(I)で示されるブタジエン系化合物(高砂香料社製)100g、ポリカーボネート樹脂PCZ−400及びPCZ−800をそれぞれ69.9gずつ、酸化防止剤(K−NOX BHT)5gをテトラヒドロフラン980gに混合して溶解した。得られた溶液を電荷輸送層用二次分散塗布液に使用すること以外は、作製例1と同様にして、感光体を作製した。
ポリカーボネート樹脂PCZ−400及びPCZ−800をそれぞれ2.5gずつ、シリカ(TS−610)5.0gをテトラヒドロフラン90gに混合して、ボールミルにて5時間分散処理して電荷輸送層用一次分散塗布液を調整した。次に、電荷輸送物質として上記構造式(I)で示されるブタジエン系化合物(高砂香料社製)100g、ポリカーボネート樹脂PCZ−400及びPCZ−800をそれぞれ67.5gずつ、酸化防止剤(K−NOX BHT)5gをテトラヒドロフラン1005.6gに混合して溶解した。得られた溶液を電荷輸送層用二次分散塗布液に使用すること以外は、作製例1と同様にして、感光体を作製した。
電荷輸送層用一次分散塗布液を調製した後、電荷輸送物質として上記構造式(I)で示されるブタジエン系化合物(高砂香料社製)100g、ポリカーボネート樹脂(PCZ−400)及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE:ルブロンL−2;日進化成製)をそれぞれ123.3g及び13.7g、酸化防止剤(K−NOX BHT)5gをテトラヒドロフラン984gに混合した。得られた溶液を電荷輸送層用二次分散塗布液に使用すること以外は、作製例1と同様にして、感光体を作製した。
電荷輸送物質として上記構造式(I)で示されるブタジエン系化合物(高砂香料社製)100g、ポリカーボネート樹脂PCZ−400及びPCZ−800をそれぞれ63gずつ、酸化防止剤(K−NOX BHT)5gをテトラヒドロフラン980gに混合して溶解した。得られた溶液を電荷輸送層形成用の塗布液に使用すること以外は、作製例1と同様にして、感光体を作製した。
aは、均一な分散状態が確認できた製造例1〜11及び13〜15では、フィラー粒子の添加量と媒体である塗膜の体積より計算値として求めた。
bは、市販のフィラー粒子なのでカタログ値より引用した。
dfは、市販品のフィラー粒子なのでカタログ値を引用した。
dmは、塗膜の体積と重量を測定して計算して求めた。
製造例1、3、4、11の各感光体を、試験用に現像器を表面電位測定器に交換できるよう改造したカラーデジタル複合機MX−4500N(シャープ製)に装着し、ISO19752で規定された文字テストチャートを10万枚画像形成させた。感度、耐刷性及び画像を下記の方法により評価した。
評価に際しては、円形度の異なるトナーとクリーニングブレードの感光体への当接圧(ブレード線圧)とを各々組み合わせて行った。
バインダ樹脂としてのポリエステル樹脂(商品名:タフトン、花王株式会社製、ガラス転移温度70℃、軟化温度130℃)を85部、着色剤として銅フタロシアニン(C.I.ピグメントブルー15:3)を5部、離型剤(カルナバワックス 融点82℃)8部、帯電制御剤(ボントロンE84、オリエント化学工業株式会社)2部をヘンシェルミキサーにて3分間混合分散し、原料を得た。得られた原料を、二軸押出機(商品名:PCM−30、株式会社池貝製)を用いて溶融混練分散し、通常の粉砕法により中心粒径6.7μmのトナーを作製し、これに熱風による表面改質処理を施して平均円形度0.94、0.95、0.98又は0.99のトナーを得た。熱処理条件は、平均円形度0.94、0.95、0.98及び0.99についてそれぞれ250℃で2分間、250℃で3分間、250℃で4分間、及び250℃で5分間であった。平均円形度は、FPIA−3000(シスメックス製)を用いて計測した。
クリーニング手段であるクリーニングブレードは、カラーデジタル複合機MX−4500N(シャープ製)に備わるもの(厚さ2mmのウレタンゴムブレード)を使用した。ブレードの当接圧の調節は、ブレードの食い込み角度を変化させることにより行った。当接圧は、テンションゲージG(商品名:2N、株式会社テックジャム製)を用いて測定した。
[感度(電気特性)評価]
複写機から現像器を取外し、代わりに表面電位計(model 344;トレック・ジャパン製)を取り付けた。この複写機を用い、温度25℃、相対湿度50%の常温/常湿(N/N:Normal Temperature/Normal Humidity)環境中において、レーザ光による露光を施さなかった場合の感光体の表面電位を−650Vに調整した。その状態でレーザ光により露光(0.4μJ/cm2)し、感光体の初期の表面電位を露光電位VL1(−V)とし、上記テストチャートを用いた10万枚画像形成後の表面電位を露光電位VL2(−V)として測定した。得られたVLから以下の基準で感度を評価した。なお、露光電位VLの絶対値が小さい程、感光体が高感度であることを意味する。
○:|VL|<90(V)
△:90(V)≦|VL|<130(V)
×:130(V)≦|VL|
前述の文字テストチャートとA4サイズの記録紙を用い、画像形成初期(≒0k)及び10万枚画像形成後に、形成された画像を目視することによって、黒白2色の境界部の鮮明度、感光体回転方向へのトナー漏れによる黒すじの有無を試験した。更に、後述の測定器によってかぶり量Wkを求めて、クリーニング性を評価した。形成画像のかぶり量Wkは、Z−Σ90 COLOR MEASURING SYSTEM(日本電色工業製)を用いて反射濃度を測定することで求めた。具体的には、まず画像形成前の記録紙の反射平均濃度Wrを測定した。次にその記録紙に対して画像形成し、画像形成後、記録紙の白地部分各所の反射濃度を測定した。最もかぶりの多いと判断された部分、すなわち白地部でありながら濃度の最も濃い部分の反射濃度Wsを測定した。WrとWsとから式{100×(Wr−Ws)/Wr}で求められるWkをかぶり量と定義した。得られたWkから以下の基準でクリーニング性を評価した。
△:実用上問題なし。鮮明度は実用上問題のないレベルであり、黒すじの長さが2.0mm以下かつ5個以下。かぶり量Wkが5%以上10%未満。
×:実用不可。鮮明度に実用上問題あり。黒すじの上記△の範囲を超えるもの。かぶり量Wkが10%以上。
耐刷試験後の画質の低下レベルを、半導体レーザのパルス幅を変調させて255階調分の80階調としたハーフトーン画像を出力することで、以下の判断基準で濃度ムラを評価した。濃度ムラが多いほど、画像が劣化していることを意味する。
△:目視にて、画像に濃度ムラあり。実使用上問題ないレベル。
×:目視にて、画像に濃度ムラあり。実使用上問題となるレベル。
上記3項目の判定結果を基に、下記のとおり判定する。
◎:3項目すべて○
○:3項目のうち○或いは△のみで1項目以上△
×:3項目のうち少なくとも1つ以上×
他方、最表面層中のフィラー粒子が1.0×10-3≦(df×b3)/(dm×a3)≦2.5×10-2の範囲を満足する感光体であっても、円形度が0.95以上0.98以下の範囲外の乾式トナー及び/又は当接部材の当接圧が0.13〜0.25N/cmの範囲外であるクリーニング手段と組み合わせた画像形成装置では、クリーニング性又は画像劣化の点で実使用上問題がみられた。
11 導電性基体
12 電荷発生層
13 電荷輸送層
14 感光層
15 中間層
30 レーザプリンタ(画像形成装置)
31 半導体レーザ
32 回転多面鏡
34 結像レンズ
35 ミラー
36 コロナ帯電器
37 現像器
38 転写紙カセット
39 給紙ローラ
40 レジストローラ
41 転写帯電器
42 分離帯電器
43 搬送ベルト
44 定着器
45 排紙トレイ
46 クリーナ
47 矢符
48 転写紙
49 露光手段
Claims (6)
- 導電性基体上に電荷発生層及び電荷輸送層が順次積層された電子写真感光体と、該電子写真感光体に形成された静電潜像を現像して可視化するための乾式トナーと、該乾式トナーにより可視化された画像を転写材に転写した後の前記電子写真感光体に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを少なくとも備え、
前記電子写真感光体の最表面層が、酸化珪素からなりかつ100nm以下の平均粒子径を有するフィラー粒子を含有し、
前記最表面層を形成するための前記電荷輸送層の形成用の一次分散塗布液中のフィラー粒子が、光錯乱式粒度分布測定装置による測定の結果、一次粒子径に対応する分散状態が保持されており、
前記最表面層中のフィラー粒子が、下記式(1):
1.0×10-3≦(df×b3)/(dm×a3)≦2.5×10-2 (1)
(式中、aは平均フィラー粒子間距離(nm)を意味し、bは平均フィラー粒子径(nm)を意味し、dfはフィラー粒子の密度(g/cm3)を意味し、dmは最表面層の固形分の平均密度(g/cm3)を意味する)を満足し、
前記乾式トナーが、0.95以上0.98以下の範囲の平均円形度を有し、
前記クリーニング手段が、前記電子写真感光体に対して当接する当接部材を有し、該当接部材の前記電子写真感光体に対する当接圧が0.13〜0.25N/cmの範囲であることを特徴とする画像形成装置。 - 前記最表面層が、酸化防止剤を更に含有する請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記乾式トナーが、ポリエステル樹脂からなる請求項1〜3のいずれか1つに記載の画像形成装置。
- 前記乾式トナーが、熱処理により表面改質されている請求項1〜4のいずれか1つに記載の画像形成装置。
- 前記当接部材が、ウレタンゴムからなる請求項1〜5のいずれか1つに記載の画像形成装置。
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