JP5049062B2 - 電子写真感光体、電子写真方法、電子写真装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
このような課題を解決するため、例えば特許文献1〜2等に開示されているように、潤滑剤としてフッ素樹脂微粒子を感光体の表面層に含有させ、感光体表面摩擦係数を低減化することによる表面離型効果を狙った発明は、使用初期において効果的である。しかしながら、これら文献に記載の発明では、クリーニングシステムやトナーなどの条件設定が必要であり、また感光体長寿命化に伴い、繰返使用により表面離型効果が消失するなどの経時変化を伴うため、その効果の維持が不十分であった。
しかし、この公報にあるように、フッ素樹脂微粒子を大量添加し、かつ、この文献に示された化合物を用いても、未だ十分な効果が得られていないと言える。またこの文献に示された化合物自体の酸化還元電位も低いので変質等したりして電荷トラップを形成し易く、このため、残留電位の上昇を引き起こし易いなどの問題点がある。
また本願発明者らによる特許文献4などの発明も知られている。
1) フッ素樹脂微粒子を含有する保護層を最表面層に形成した電子写真感光体において、前記保護層は体積分率で20〜60%のフッ素樹脂微粒子と、下記一般式(A)で表される化合物とを含有することを特徴とする電子写真感光体。
前記保護層は体積分率で20%以上60%以下のフッ素樹脂微粒子と、下記一般式(B)で表される化合物とを含有することを特徴とする電子写真感光体。
4) 前記電子写真方法は、前記工程にさらに清掃工程を加えた工程を繰り返し行う電子写真方法であり、前記帯電工程、前記画像露光工程、現像工程、転写工程および清掃工程の少なくとも1つの工程の際に前記感光体に部材を当接させて前記感光体表面を摺擦してフッ素樹脂粒子を当該表面に付着させることを特徴とする3)に記載の電子写真方法。
5) 前記画像露光の際にLD或いはLEDによって感光体上に静電潜像を形成することを特徴とする前記3)または4)に記載のデジタル方式の電子写真方法。
6) 前記現像における画像形成に使用されるトナーが略球状のトナーであることを特徴とする3)〜5)の何れかに記載の電子写真方法。
7) 少なくとも帯電手段、画像露光手段、現像手段、転写手段および前記1)または2)に記載の電子写真感光体を具備することを特徴とする電子写真装置。
8) 少なくとも帯電手段、画像露光手段、現像手段、転写手段および前記1)または2)の何れかに記載の電子写真感光体を具備し、画像露光手段としてLD或いはLEDを使用することにより感光体上に静電潜像の書き込みが行われることを特徴とするデジタル方式の電子写真装置。
9) 電子写真感光体、帯電手段、現像手段の複数組と、転写手段とを有するタンデム型であることを特徴とする7)又は8)記載の電子写真装置。
10) 電子写真感光体上に現像されたトナー画像を中間転写体上に一次転写したのち、前記中間転写体上の前記トナー画像を記録材上に二次転写する中間転写手段を有し、複数色のトナー画像を前記中間転写体上に順次重ね合わせてカラー画像を形成し、前記カラー画像を前記記録材上に一括して二次転写することを特徴とする7)又は8)記載の電子写真装置。
11) 帯電手段、露光手段、現像手段、クリーニング手段、転写手段の少なくとも一つの手段と前記1)または2)に記載の電子写真感光体とを具備する電子写真装置用プロセスカートリッジ。
電子写真感光体の高耐久化及び低表面摩擦係数を実現するために、感光体の最表面層にフッ素樹脂微粒子を含有させることが有効であることは知られている。
本発明では、低表面摩擦係数の持続性を維持するために、感光体の最表面層に、体積分率で20%以上のフッ素樹脂微粒子が必要である。しかしながらこのような構成の層を形成しようとすると、前記したフッ素樹脂微粒子の粒子間における相互作用が大きくなって、分散液中でのフッ素樹脂微粒子の微細分散化が困難となり、得られる塗膜中の二次凝集粒子(二次粒子:凝集体)が増加してしまう。
このような二次粒子の中で特に巨大な二次粒子が塗膜中に存在すると、塗膜表面が凹凸となったり、剥離し易くなるなど、表面が荒れてクリーニング不良やトナー画像の乱れを引き起こす原因となる。また、走査光であるレーザー光がこの凝集体上で散乱され、露光潜像の乱れあるいは電位コントラスト不足を引き起こし、また、異常画像発生の原因となる。
本発明でフッ素樹脂微粒子と共に好ましく使用される一般式(A)〜(B)は
また置換もしくは無置換の芳香族基としてはフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、テトラフェニル基、ナフタレン基、アントラセン基、及びピレン基などの芳香族炭化水素基、並びにピリジン、キノリン、チオフェン、フラン、オキサゾール、オキサジアゾール、カルバゾールなどの芳香族複素環からなる1価〜6価の芳香族複素環基が挙げられる。
これらのR1〜R4の置換又は無置換の炭素数1〜50のアルキル基および置換もしくは無置換の芳香族基が置換基を有する場合、その置換基としては、前記したアルキル基(たとえば炭素数1〜4)のほか、アルコキシ基、ハロゲン原子及び芳香族基などが挙げられる。
またR1〜R4が前記した前記一般式(Y)で表される基である場合、一般式(Y)中のR5、R6の、置換もしくは無置換のアルキル基および置換もしくは無置換の芳香族基は、前記したR1〜R4の基で挙げた置換もしくは無置換のアルキル基および置換もしくは無置換の芳香族基の場合と同様であり、置換基を有する場合の置換基も前記同様である。なおR1〜R4のいずれか1つは前記一般式(Y)で表される基である。
また前記一般式(A)〜(B)中、n1〜n4はそれぞれ独立に、0または1の整数を表し、m1〜m4はそれぞれ独立に、0〜3の整数を表す。ただし前記m1〜m4が2または3の複数の場合、2または3あるその基は、同一でも、異なっていてもよい。また、m1〜m4は同時に0となることはない。
これら前記一般式(A)または(B)で表される化合物の添加量は、結着樹脂に対して0.01〜150重量%が好ましい。少なすぎると酸化性ガスに対する耐性が不足し、多すぎると膜強度が低下し耐摩耗性が劣化する。
このような前記一般式(A)または(B)で表される化合物の具体例を以下に示す。
まず、本発明の電子写真感光体の層構成例について、図面を参照しつつ説明する。
本発明の電子写真感光体は、その最表面層(最外層)が、フッ素樹脂粒子を特定の量で含有されると共に、前記一般式(A)または(B)で表される化合物の少なくとも1つを含有している。
図1に示す例では、いわゆる単層型の感光層からなる感光体の層構成例を示す。図1に示す例では電子写真感光体は、導電性支持体31上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分とする感光層33と、保護層39とが、この順に積層された構成である例を示す。保護層39はフッ素樹脂微粒子を含有する層である。
また図2に示す電子写真感光体は、導電性支持体31上に、電荷発生物質を主成分とする電荷発生層35と、電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層37と、保護層39とがこの順に積層された構成を有する例を示す。保護層39は前記同様のフッ素樹脂微粒子を含有する層である。
また図3に示す電子写真感光体は、導電性支持体31上に、電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層37と、電荷発生物質を主成分とする電荷発生層35と、保護層39とがこの順に積層された構成を有する例を示す。前記同様、保護層39はフッ素樹脂微粒子を含有する層である。なお図2及び図3に示す例では、いわゆる積層型の感光層を有する電子写真感光体の層構成例である。
このような本発明の感光体に用いられる導電性支持体31としては、体積抵抗1010Ω・cm以下の導電性を示す以下のものを使用することができる。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、蒸着又はスパッタリングによりフィルム状若しくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したものが挙げられる。或いは、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、及びそれらを押し出し、引き抜きなどの工法で素管化した後、切削、超仕上げ、研摩等の表面処理を施した管なども挙げられる。これらのものを導電性支持体31として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支持体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についても、本発明では、導電性支持体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;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;導電性酸化スズ、ITOなどの金属酸化物粉体などが挙げられる。
更に、適当な円筒基体上に、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、4フッ化エチレン樹脂(商標テフロン)などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けたものも、本発明では導電性支持体31として、良好に用いることができる。
また導電性支持体に用いられる結着樹脂として、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、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂が挙げられる。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、メチルエチルケトン、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。
<積層型感光層>
電荷発生層35は、電荷発生物質を主成分とする層である。電荷発生層35には、公知の電荷発生物質を用いることが可能であり、たとえば、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、他のフタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料等が挙げられる。これら電荷発生物質は単独で用いてもよく、2種以上混合して用いても構わない。
電荷発生層35は電荷発生物質を、必要に応じて結着樹脂と共に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た液(電荷発生層用塗布液)を、導電性支持体上に塗布し、乾燥することにより形成される。
電荷発生層35を形成するための電荷発生層用塗布液は、電荷発生物質、溶媒及び結着樹脂を主成分とするが、増感剤、分散剤、界面活性剤、シリコーンオイル等の種々の添加剤が含まれていても良い。
このような塗布液の塗工法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の塗布方法が挙げられる。
このような塗布液を用いて形成した電荷発生層35の膜厚は、0.01〜5μm程度がよく、好ましくは0.1〜2μmである。
このような電荷輸送層に用いられる電荷輸送物質には、電子輸送物質と正孔輸送物質とがある。
これらの電荷輸送物質は単独で、又は2種以上混合して用いることができる。
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重量部の範囲である。また、電荷輸送層の膜厚は、解像度・応答性の点から25μm以下とすることが好ましい。一方、下限値としては、使用するシステム(特に帯電電位等)により異なるが、5μm以上が好ましい。
溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、ジクロルメタン、モノクロルベンゼン、ジクロルエタン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトンなどが用いられる。これらは単独で使用してもよく、また2種以上混合して使用しても良い。
塗布液の塗工法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等、従来の塗工方法を用いることができる。
<単層型感光層>
感光層が単層型の場合、としては、電荷発生物質、電荷輸送物質及び結着樹脂を有する感光層33が使用できる。このような感光層33は、電荷発生物質、電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散した塗工液を、塗布、乾燥することによって形成できる。また、この塗工液には、必要な可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
結着樹脂としては、先に電荷輸送層37で挙げた結着樹脂のほかに、電荷発生層35で挙げた結着樹脂を混合して用いてもよい。勿論、先に挙げた高分子電荷輸送物質も良好に使用できる。結着樹脂100重量部に対する電荷発生物質の量は5〜40重量部が好ましく、電荷輸送物質の量は0よりも大きく190重量部以下が好ましく、更に好ましくは50〜150重量部である。感光層は、電荷発生物質、結着樹脂を電荷輸送物質と共にテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロルエタン、シクロヘキサン等の溶媒を用いて分散機等で分散した塗工液を、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート、リングコートなどで塗工して形成できる。感光層の膜厚は、5〜25μm程度が適当である。
本発明の感光体は、感光層保護及び低表面摩擦係数維持の目的で、感光層の上に保護層39を設ける。保護層39に使用される結着樹脂としては、ABS(アクリル-ブタジエン-スチレン)樹脂、ACS(アクリル-塩素化ポリエチレン-スチレン)樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリール樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリアリレート、AS樹脂、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂等が挙げられる。フッ素樹脂微粒子の分散性、残留電位、塗膜欠陥の点から、特にポリカーボネート或いはポリアリレートが有効かつ有用である。
フッ素樹脂微粒子は、二次粒子径0.3〜4μmのものが感光体表面を面積比で10〜60%被覆している必要があり、好ましくは二次粒子径0.3〜1.5μmである。被覆率が10%未満では、ミクロに見たときの低表面摩擦係数が不十分となり、被覆率が60%を超えると、レーザー光の透過率が著しく低下して、静電潜像が形成困難になってしまう。また、二次粒子の大きさが4μmを超えると、前述のトナー接触面不足が生じたり、レーザー光の散乱による異常画像の原因となる。
ここで投影像の平均直径とは、最表層表面を略垂直方向から観察したときに見られる粒子または粒子の凝集体を1つの粒子とみなし、その投影像について、重心を通る内径を角度2度刻みで測定した平均値である。
フッ素樹脂微粒子が分散された電子写真感光体の表面をSEMによって撮影し、得られたSEM像に映し出されているフッ素樹脂微粒子像を、画像解析装置を用いて解析して、微粒子の平均直径、個数、面積比等を得ることができる。このとき、SEM像として得られる画像は表面の略垂直方向より投影(撮影)したものであるので、映し出されるフッ素樹脂微粒子の像も垂直方向の投影像である。ここで投影像の平均直径とは、観察したときに見られる粒子または粒子の凝集体を1つの粒子とみなした投影像について、重心を通る内径を角度2度刻みで測定した平均値である。
こうして得られた、表面のSEM画像を画像解析ソフトに取り込み、観察範囲でカウントされた個々のフッ素樹脂微粒子の平均直径、面積比を算出して、所望の感光体表面のフッ素樹脂微粒子の状態を観測することができる。
また、保護層に電荷輸送層37で挙げた低分子電荷輸送物質或いは高分子電荷輸送物質を添加することは、残留電位の低減及び画質向上に対して有効かつ有用である。
本発明の感光体は、導電性支持体31と感光層の間に下引き層を設けることができる。下引き層は樹脂を主成分としている。この層に使用できる樹脂としてはその上に感光層を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。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、フェノール樹脂、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等が挙げられる。また、この下引き層には、モアレ防止、残留電位の低減等のために酸化チタン、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の微粉末顔料を加えてもよい。
これらの下引き層は、前述の感光層の如く適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。また本発明の下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤、クロムカップリング剤等を使用することもでき、Al2O3を陽極酸化により設けたもの、ポリパラキシリレン(パリレン)等の有機物やSiO2、SnO2、TiO2、ITO、CeO2等の無機物を真空薄膜作成法により設けたものも良好に使用できる。更に、この他に公知の下引き層に用いられるものも挙げることができる。下引き層の膜厚は0〜5μmが適当である。
次に図面を用いて本発明の電子写真方法及び電子写真装置等について説明する。
図4は、本発明の電子写真プロセス及び電子写真装置を説明するための概略図である。
図4において、感光体1には少なくとも感光層が設けられ、最表面層として本発明の感光体に使用される最表面層を有している。感光体1はドラム状の形状をしているが、シート状、エンドレスベルト状のものであっても良い。帯電チャージャー3、転写前チャージャー7、転写チャージャー10、分離チャージャー11、クリーニング前チャージャー13には、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器(ソリッド・ステート・チャージャー)、帯電ローラ等の公知の帯電手段が使用可能であり、これらの帯電手段を用いて帯電工程等が行われる。
転写手段には、上記した帯電器が使用できるが、図に示される転写チャージャーと分離チャージャーを併用したものが効果的である。
また、画像露光部5、除電ランプ2等の光源には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザー(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)などの発光物全般を用いることができる。そして、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
図4において、一様に帯電された感光体1面上に、画像露光部5(LD或いはLEDを有する)によって感光体上に静電潜像を形成する潜像形成工程が行われる。
図4に示される工程の他に光照射を併用した転写工程、除電工程、クリーニング工程、或いは前露光などの工程により、感光体に光が照射される。
電子写真感光体に一様に正(または負)帯電を施した後に画像露光を行って、感光体表面上に正(負)の静電潜像が形成される。これを負(または正)極性(逆極性)のトナー(検電微粒子)で現像すれば、ポジ画像が得られ、また正(負)極性のトナーで現像すれば、ネガ画像が得られる。
この現像の際に用いる現像手段は、公知の現像手段が適用され、また、除電手段にも公知の除電手段が用いられる。
このような球状のトナーは、その平均円形度は0.930〜0.995であり、トナーは、特定の形状を有している。
円形度0.930〜0.995である球状トナーとしては、従来公知の重合法により製造される重合トナーを使用することができる。また本発明において、高解像性や転写性の良好な小粒径の球形トナーとして重合法であってもよいが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば従来の機械的な粉砕分級法で作成したものであってもよく、またこれを熱的もしくは機械的な後処理を施して丸くしたトナーを用いてもよい。更に本発明ではトナーは二成分現像のトナーであってもよく、磁性トナーであってもよい。
トナー形状(円形度)の計測方法としては、粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。
この手法では粒子の投影面積が得られるが、円形度は、この投影面積と面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である。この値はフロー式粒子像分析装置FPIA−2000(シスメックス(株)製)により平均円形度として計測した値である。
具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、分散液濃度を3000〜1万個/μlとして前記装置によりトナーの形状及びトナーの形状分布を測定することができる。
図示した電子写真プロセスは、本発明の電子写真プロセスおよび装置の1例であり、他の形態であっても可能であることは言うまでもない。例えば、図5においては、支持体側よりクリーニング前露光を行っている例を示しているが、これを感光層側から行ってもよい。また、像露光、除電光の照射を支持体側から行ってもよい。
図5では、光照射は、像露光、クリーニング前露光、除電露光の各露光手段による各工程を図示している。他に、転写前露光、像露光のプレ露光、及びその他公知の光照射手段を設け、感光体にこれら露光手段を用いて各光照射工程を行うこともできる。
上記に示すような画像形成手段は、複写装置、ファクシミリ、プリンターなどの装置内に固定して組み込んでもよく、また、プロセスカートリッジの形態でそれらの複写装置などに組み込んでもよい。このような本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも本発明の感光体を内蔵していればよく、他に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、除電手段を含んだ1つの装置(部品)である。プロセスカートリッジの形状等は多種多様であり、何ら限定されないが、その1例として、図6に示すものが挙げられる。上記感光体16は、本発明の感光体であり、この感光体16は導電性支持体上に少なくとも感光層を有し、かつ最表面層に特定のフィラーと、前記した一般式(A)または(B)の少なくとも1つで示される化合物を含有している。
図7は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。図7において、潜像担持体である感光体56は、図中反時計回りに回転駆動されながら、その表面がコロトロンやスコロトロンなどを用いる帯電チャージャー53によって一様帯電させられた後(帯電工程)、図示しないレーザー光学装置から発せられるレーザー光Lにより走査されて静電潜像が担持される(画像露光工程(潜像形成工程))。この走査はフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した画像情報に基づいてなされるため、感光体ドラム56上にイエロー、マゼンタ、シアン又はブラック用の静電潜像が形成される。感光体ドラム56の図中左側には、リボルバ現像ユニット50が配設されている。これは、回転するドラム状の筺体の中にイエロー現像器、マゼンタ現像器、シアン現像器、ブラック現像器を有しており、回転によって各現像器を感光体ドラム56に対向する現像位置に順次移動させる。なお、イエロー現像器、マゼンタ現像器、シアン現像器、ブラック現像器は、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーを付着せしめて静電潜像を現像するものである。感光体ドラム56上には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の静電潜像が順次形成され、これらはリボルバ現像ユニット50の各現像器によって順次現像されてイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像となる(現像工程)。
転写残トナーがクリーニングされた感光体ドラム56表面は、除電ランプ54によって除電される。除電ランプ54は、蛍光灯など、前記した光源を用いることができる。また、レーザ光学装置の光源にはLEDあるいは半導体レーザLDが用いられる。これらの発光光に、前記したシャープカットフィルターなどの各種フィルターを用いて、所望の波長域だけを用いるようにしてもよい。
図8に示すようなタンデム方式では、各色の潜像形成や現像を並行して行うことができるため、図7に示すようなリボルバ式よりも画像形成速度を遙かに高速化させることができる。なおタンデム方式でも感光体80は除電ランプにより初期化された感光体80の表面は帯電ローラ84により一様帯電され(帯電工程)、露光光源(LEDあるいはLDを含む)81により光走査されて潜像が形成され(画像露光工程(潜像形成工程))、現像ユニット82により現像された(現像工程)各色のトナー像は中間転写ベルト87に転写され各色のトナー画像が合成されて像担持体である紙89に転写されて(転写工程)、定着ユニット93により、加熱加圧されて像が紙に定着される(定着工程)こととなる。
アルミニウムシリンダー上に下記組成の下引き層塗工液、電荷発生層塗工液、及び電荷輸送層塗工液を、浸漬塗工によって順次塗布したのち乾燥し、膜厚3.5μmの下引き層、膜厚0.2μmの電荷発生層、膜厚22μmの電荷輸送層を形成した。
下引き層塗工液
・二酸化チタン粉末:400部
・メラミン樹脂:65部
・アルキッド樹脂:120部
・2−ブタノン:400部
電荷発生層塗工液
・下記〔化19〕のビスアゾ顔料:12部
・ポリビニルブチラール:5部
・2−ブタノン:200部
・シクロヘキサノン:400部
・ポリカーボネート(Zポリカ、帝人化成製):8部
・下記〔化20〕の電荷輸送物質:10部
・テトラヒドロフラン:100部
し、電子写真感光体1を作製した。
・パーフロロアルコキシ樹脂粒子(MPE−056、三井フロロケミカル製)
:5.5部
・分散助剤(モディパーF210、日本油脂製) :1.0部
・例示化合物2−2 :0.4部
・ポリカーボネート(Zポリカ、帝人化成製) : 4部
・テトラヒドロフラン :200部
・シクロヘキサノン : 60部
保護層塗工液を下記組成に変更した点以外は、参考例1と同様にして電子写真感光体2を作製した。
保護層塗工液
・パーフロロアルコキシ樹脂粒子(MPE−056、三井フロロケミカル製)
:3.3部
・分散助剤(モディパーF210、日本油脂製) :1.0部
・例示化合物2−2 :0.4部
・ポリカーボネート(Zポリカ、帝人化成製) :6.4部
・テトラヒドロフラン :200部
・シクロヘキサノン : 60部
保護層塗工液を下記組成に変更した点以外は、参考例1と同様にして電子写真感光体3を作製した。
保護層塗工液
・パーフロロアルコキシ樹脂粒子(MPE−056、三井フロロケミカル製)
:7.4部
・分散助剤(モディパーF210、日本油脂製) :1.0部
・例示化合物2−2 :0.4部
・ポリカーボネート(Zポリカ、帝人化成製) :2.3部
・テトラヒドロフラン :200部
・シクロヘキサノン : 60部
保護層塗工液を下記組成に変更した点以外は、参考例1と同様にして比較用電子写真感光体1を作製した。
保護層塗工液
・パーフロロアルコキシ樹脂粒子(MPE−056、三井フロロケミカル製)
:3.0部
・分散助剤(モディパーF210、日本油脂製) :1.0部
・例示化合物2−2 :0.4部
・ポリカーボネート(Zポリカ、帝人化成製) :6.7部
・テトラヒドロフラン :200部
・シクロヘキサノン : 60部
保護層塗工液を下記組成に変更した点以外は、参考例1と同様にして比較用電子写真感光体2を作製した。比較例1および2は、保護層に一般式(A)または(B)で表される化合物を含んでおり、かつ、フッ素樹脂微粒子も含んだものである。ただし、フッ素樹脂微粒子の体積分率を本発明の範囲から外れた場合を示す例である。その他の比較例は、フッ素樹脂粒子の体積分率をいろいろと変化させた例であるが、一般式(A)および(B)の化合物は含んでいない例を示した。
保護層塗工液
・パーフロロアルコキシ樹脂粒子(MPE−056、三井フロロケミカル製)
:7.8部
・分散助剤(モディパーF210、日本油脂製) :1.0部
・例示化合物2−2 :0.4部
・ポリカーボネート(Zポリカ、帝人化成製) :1.9部
・テトラヒドロフラン :200部
・シクロヘキサノン : 60部
保護層塗工液を下記組成に変更した点以外は、参考例1と同様にして比較用電子写真感光体3を作製した。
保護層塗工液
・パーフロロアルコキシ樹脂粒子(MPE−056、三井フロロケミカル製)
:5.5部
・分散助剤(モディパーF210、日本油脂製) :1.0部
・ポリカーボネート(Zポリカ、帝人化成製) :4.2部
・テトラヒドロフラン :200部
・シクロヘキサノン : 60部
保護層塗工液中のパーフロロアルコキシ樹脂粒子をテトラフロロエチレン樹脂粒子(ルブロンL−2、ダイキン製)に変更した点以外は、参考例1と同様にして、電子写真感光体4を作製した。
保護層塗工液中の例示化合物2−2を表11に示した化合物に変更した点以外は、参考例1と同様にして、電子写真感光体5〜16を作製した。
保護層塗工液中の例示化合物2−2を下記(比較化合物1)の化合物に変更した点以外は、参考例1と同様にして、比較用電子写真感光体4を作製した。
保護層塗工液中の例示化合物2−2を下記(比較化合物2)の化合物に変更した点以外は、参考例1と同様にして、比較用電子写真感光体5を作製した。
保護層塗工液中の例示化合物2−2を下記(比較化合物3)に変更した点以外は、参考例1と同様にして、比較用電子写真感光体6を作製した。比較化合物3は、一般式(B)において、m1〜m4が同時に0である場合の化合物である。
(1)単量体組成物の作製
・スチレンモノマー 70部
・n−ブチルメタクリレート 30部
・ポリスチレン 5部
・3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸亜鉛塩 2部
・カーボンブラック 6部
上記の重合性単量体混合物をボールミルで24時間分散混合して単量体組成物を調製した。
攪拌機、温度計、不活性ガス導入管、及び細孔径110,000Å、細孔容積0.42cc/g、10φ×50mmの多孔質ガラス管を備えたフラスコに、2%ポリビニルアルコール水溶液400mlをとり、窒素ガスを送りながら室温で攪拌を行い、反応容器中の酸素を窒素置換した。
次いで、(1)の単量体組成物113gにアゾビスイソブチロニトリル1.56gを加えて攪拌溶解した後、ポンプを用いて多孔質ガラス管を通過させてポリビニルアルコール水溶液中に加え、次いで、このポリビニルアルコールと前記した単量体組成物の混合物を、前記ポンプと多孔質ガラス管を用いて約120ml/minの割合で2時間循環させた後、内温を70℃とし8時間重合させた。
その後、室温まで冷却し、一晩静置した後、上澄液を除き水を加えて1時間攪拌し、次いで濾過、乾燥してトナーを得た。このトナーの粒子径をコールターカウンターで測定したところ、平均粒子径8.5μmで0〜5μm径の範囲にある粒子が全体の95%であり極めて狭い粒度分布であった。
トナー製造例1で得られたトナー粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知し、得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である平均円形度を評価した。この値はフロー式粒子像分析装置FPIA−2000により平均円形度として計測することができ、具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150ml中に、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加え、試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、分散液濃度を3000〜1万個/μlとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。これまでの検討の結果、0.960以上のトナーが適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに有効であることが分っており、より好ましくは平均円形度が0.980〜1.000である。トナー製造例1で作製したトナーの円形度は0.98であった。
得られた電子写真感光体1〜16及び比較用電子写真感光体1〜6の表面の任意の観察点10点について、FE−SEM(S−4200形走査型電子顕微鏡、日立製作所社製)を用い、加速電圧2kVにおいて4000倍の表面を撮影し、得られたSEM写真を画像処理ソフト(Image−Pro Plus)を用いて、フッ素微粒子(一次粒子及び凝集した二次粒子)の個数、各粒子の平均直径、面積、面積比を解析し、平均直径0.3〜1.5μmの粒子の被覆面積比を算出した。
得られた電子写真感光体1〜16及び比較用電子写真感光体1〜6について、特開平9−166919号公報等に開示されているオイラー・ベルト方式を用い表面摩擦係数を評価した。ここでいうベルトとは、中厚の上質紙で、紙すきが長手方向になるようにしたもの(通常はコピー用紙)である。表面摩擦係数は図9に示すように、感光体(図9中にサンプルと表記)の円周1/4にこのベルトを張架し、ベルトの一方にW=100gの荷重を掛け、他方にフォースゲージ(バネ秤)を設置した。フォースゲージを徐々に引っ張りながらベルトの移動を観察し、移動を開始した時点での荷重を読み取って下記の式により計算する。なお、図9では、荷重:100g分銅と、ベルト(Type6200/T目方向/A4用紙/30mm幅(すき目方向にカット):T目方向のA4用紙(Type6200)を用い、30mm幅にすき目方向にカットしたもの)と、ダブルクリップ2個が使用される。また、式におけるμは摩擦係数を、Fは引っ張り力を、Wは荷重を表す。
μ=2/π×ln(F/W) (式中、W=100g)
得られた電子写真感光体1〜16及び比較用電子写真感光体1〜6を、リコー製imagio Color 5100改造機(imagio ColorカラートナーS[円形度0.91]、画像露光光源を655nmの半導体レーザーに交換し潤滑剤塗布手段を除去したもの)に搭載し、連続してトータル10万枚の印刷を行い、その際、初期画像及び10万枚印刷後の画像について評価を行った。また、初期及び10万枚印刷後の明部電位を測定した。更に、初期及び10万枚印刷後での膜厚差より摩耗量の評価を行った。
得られた電子写真感光体1〜16及び比較用電子写真感光体1〜6を、リコー製imagio Color 5100改造機(トナーを製造例1で作成したものに変更し画像露光光源を655nmの半導体レーザーに交換、更に潤滑剤塗布手段を除去したもの)に搭載し、連続してトータル10万枚の印刷を行い、その際、初期画像及び10万枚印刷後の画像について評価を行った。また、初期及び10万枚印刷後の明部電位を測定した。更に、初期及び10万枚印刷後での膜厚差より摩耗量の評価を行った。
得られた電子写真感光体1〜16及び比較用電子写真感光体1〜6を、リコー製imagio Color 8100改造機(トナーを製造例1で作成したものに変更)に搭載し、連続してトータル5万枚の印刷を行い、その際、初期画像及び5万枚印刷後の画像について評価を行った。また、初期及び5万枚印刷後の明部電位を測定した。更に、初期及び5万枚印刷後での膜厚差より摩耗量の評価を行った。
表11、表12の評価結果から判るように、感光体の最表面層に体積分率で20〜60%のフッ素樹脂微粒子を含有させることにより、高安定な低表面摩擦係数の持続性を維持することが可能となった。また、摩耗量についても抑制されており、耐摩耗性が大幅に向上していることが確認された。更に、10万枚印刷後においても明部電位上昇は少なく、例示化合物を添加した感光体では残像の発生も見られず高画質画像が安定に得られることが確認された。一方、体積分率で20〜60%のフッ素樹脂微粒子を含有させていない感光体(比較例1、2)、例示化合物が無添加である感光体(比較例3)、本発明で指定する化合物以外の化合物を用いた感光体(比較例4、5、6)は、クリーニング不良や残像の発生を引き起こした。
表12〜表13の評価結果から判るように、球形トナーを用いた場合においても、表11、表12の場合と同様の傾向であった。
33 感光層
35 電荷発生層
37 電荷輸送層
39 保護層
Claims (10)
- フッ素樹脂微粒子を含有する保護層を最表面層に形成した電子写真感光体において、
前記保護層は体積分率で20〜60%のフッ素樹脂微粒子と、下記一般式(A)で表される化合物とを含有することを特徴とする電子写真感光体。
- 請求項1に記載の電子写真感光体を用い、該電子写真感光体に、少なくとも帯電、画像露光、現像、転写を繰り返し行うことを特徴とする電子写真方法。
- 前記電子写真方法は、前記工程にさらに清掃工程を加えた工程を繰り返し行う電子写真方法であり、前記帯電工程、前記画像露光工程、現像工程、転写工程および清掃工程の少なくとも1つの工程の際に前記感光体に部材を当接させて前記感光体表面を摺擦してフッ素樹脂粒子を当該表面に付着させることを特徴とする請求項2に記載の電子写真方法。
- 前記画像露光の際にLD或いはLEDによって感光体上に静電潜像を形成することを特徴とする請求項2または3に記載のデジタル方式の電子写真方法。
- 前記現像における画像形成に使用されるトナーが略球状のトナーであることを特徴とする請求項2〜4の何れかに記載の電子写真方法。
- 少なくとも帯電手段、画像露光手段、現像手段、転写手段及び請求項1に記載の電子写真感光体を具備することを特徴とする電子写真装置。
- 少なくとも帯電手段、画像露光手段、現像手段、転写手段および請求項1に記載の電子写真感光体を具備し、画像露光手段としてLD或いはLEDを使用することにより感光体上に静電潜像の書き込みが行われることを特徴とするデジタル方式の電子写真装置。
- 電子写真感光体、帯電手段、現像手段の複数組と、転写手段とを有するタンデム型であることを特徴とする請求項6または7に記載の電子写真装置。
- 電子写真感光体上に現像されたトナー画像を中間転写体上に一次転写したのち、前記中間転写体上の前記トナー画像を記録材上に二次転写する中間転写手段を有し、複数色のトナー画像を前記中間転写体上に順次重ね合わせてカラー画像を形成し、前記カラー画像を前記記録材上に一括して二次転写することを特徴とする請求項6または7に記載の電子写真装置。
- 帯電手段、露光手段、現像手段、クリーニング手段、転写手段の少なくとも一つの手段と、請求項1に記載の電子写真感光体とを具備する電子写真装置用プロセスカートリッジ。
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