JP5320701B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
像担持体機械的強度、特に耐摩耗性を向上させる構成として、像担持体に用いられるアモルファスシリコンに対して炭素の含有量を調整して像担持体面の耐摩耗性を向上させる構成も提案されている(例えば、特許文献3)。
図1において画像形成装置100は、像担持体である感光体ドラム1に対向して配設された帯電ローラが用いられる帯電装置3,および保護層形成装置2,4を備えている。
保護層形成装置2は、後で詳しく説明するが、感光体ドラム1の表面に有機化合物からなる保護膜を形成する装置であり、像担持体保護剤21、保護剤供給部材22、押圧力付与機構23、保護層形成機構24等から主に構成される。
像担持体保護剤21は、ブロック状をなす保護剤バーを構成しており、押圧力付与機構23からの押圧力により、例えばブラシ状の保護剤供給部材22に接する。
保護剤供給部材22は、感光体ドラム1と線速差をもって回転して摺擦し、この際に、保護剤供給部材表面に保持された像担持体保護剤を、像担持体である感光体ドラム1の表面に供給する。
トナーは、上記数式1で表される円形度SRの平均値である平均円形度が0.93〜1.00のものが好ましく、0.95〜0.99がより好ましい。この平均円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合1.00を示し、表面形状が複雑になるほど平均円形度は小さな値となる。
感光体ドラム1は、ユニバーサル硬度において200N/mm2以上に設定されているものが用いられている。以下、便宜上、アモルファスシリコン感光体ともいう。この場合のユニバーサル硬度は、次の実験結果に基づくものである。
装置:フィッシャーインストルメント H−100
試験方法:負荷除荷繰り返し試験
試験点数:各サンプル2点
圧子:ビッカース圧子
最大荷重:9.8mN(表1中のアモルファスシリコン測定時は最大荷重115mN)
負荷(除荷)時間:30秒
保持時間:5sec
ユニバーサル硬さHu=F/26.43h2 (F:試験荷重(N)、h:試験荷重下でのくぼみ深さ(mm))
アモルファスシリコン感光体1は、表面硬度が高く半導体レーザ等の770nm乃至800nmの長波長光に高い感度を示し繰り返し使用による劣化も少なく耐久性に優れるという利点を備えており、高速複写機やレーザプリンタに用いられる部材である。
このようなアモルファスシリコン感光体1は、導電性の支持体1Aを50℃乃至400℃に加熱し、該支持体1A上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱CVD法、光CVD法、プラズマCVD法等の成膜法により形成される。なかでもプラズマCVD法、すなわち、原料ガスを直流または高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体1A上にa−Si堆積膜を形成する方法が好適なものとして用いられている。
図2(A)に示す層構成は、支持体1Aの上にa−Si:H、Xからなり光導電性を有する光導電層1Bが設けられている。
図2(B)に示す層構成は、支持体1Bの上に、a−Si:H、Xからなり光導電性を有する上記光導電層1Bと、アモルファスシリコン系の表面層1Cとが設けられている。 図2(C)に示す層構成は、支持体1Aの上にa−Si:H、Xからなり光導電性を有する上記光導電層1Bと、アモルファスシリコン系の上記表面層1Cと、アモルファスシリコン系の電荷注入阻止層1Dとが設けられている。
図2(D)に示す層構成は、支持体1Aの上にa−Si:H、Xからなり光導電性を有する上記光導電層1Bが設けられ、光導電層1Bは、a−Si:H、Xからなる電荷発生層1Eと電荷輸送層1Fとからなり、その上にアモルファスシリコン系の上記表面層1Cが設けられている。
このような層構成は、本出願人の先願である特開2002−25870号公報(特許文献1)に開示されている。
電荷注入阻止層1Dの層厚は、所望の電子写真特性が得られること、および、経済的効果等の点から好ましくは0.1μm乃至5.0μm、より好ましくは0.3μm乃至4.0μm、最適には0.5μm乃至3.0μmの範囲に設定されることが望ましい。
光導電層1Bは、耐久性に優れ所望の電子写真特性が得られること及び経済的効果等の点から適宜所望にしたがって層厚が決定され、好ましくは1μm乃至100μm、より好ましくは20μm乃至50μm、最適には23μm乃至45μmに設定されている。
電荷輸送層1Fは、上記光導電層1Bを機能分離した場合の電荷を輸送する機能を主として奏する層である。このため、電荷輸送層1Fは、その構成要素として少なくともシリコン原子と炭素原子と弗素原子とを含み、必要であれば水素原子、酸素原子を含むa−SiC(H、F、O)からなり、所望の光導電特性、特に電荷保持特性,電荷発生特性および電荷輸送特性を有し、酸素原子を含有することが特に好ましい。電荷輸送層1Fの層厚は、所望の電子写真特性が得られること、及び、経済的効果などの点から適宜所望にしたがって決定され、好ましくは5μm乃至50μm、より好ましくは10μm乃至40μm、最適には20μm乃至30μmである。
針入度の特定は、針入度が高すぎると保護層としての形態を維持することが困難となり、さらにはトナー固着などが発生しやすくなることが理由であり、好ましくは3以上50以下の範囲とされている。
陰イオン系界面活性剤の例としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、硫酸アルキル塩、硫酸アルキルポリオキシエチレン塩、リン酸アルキル塩、長鎖脂肪酸塩、α−スルホ脂肪酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩等の、疎水性部位の末端に陰イオン(アニオン)を有し、これと、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属イオン、マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属イオン、アルミニウム、亜鉛等の金属イオン、アンモニウムイオン等が結合した化合物が挙げられる。
室温近傍の温度まで冷却後、成型体を型枠から外し、有機化合物の成型体を得る。また、この後、更に切削加工などにより、有機化合物の形状を整えても良い。
電子写真方式に使用されるトナーは、帯電制御、流動性向上などの目的から殆ど全ての製品に二酸化ケイ素の粉末が添加(一般には外添)されている。
針入度が大きい有機化合物は二酸化ケイ素粉末を保持しやすく、その保持した二酸化ケイ素粉末が、クリーニング部材において、感光体表面を適度に研磨し、フィルミング物質を像担持体表面から除去するようになる。また、該有機化合物自身が、帯電工程などで発生する異物を取り込み、クリーニング部材において像担持体表面から除去される。
しかも、同時に、電気的ストレスから像担持体表面を確実に保護するためには、有機化合物は像担持体表面で延展し、有機化合物層を形成することが好ましく、このような形態をとるには、有機化合物組成物の分子間相互作用力が高すぎない方が好ましい。
特に、分子内の結合が、反応性が低く安定した飽和結合のみからなる、脂肪族飽和炭化水素、脂環式飽和炭化水素が好ましく、中でもノルマルパラフィン、イソパラフィンおよびシクロパラフィンが、付加反応が生じ難く化学的に安定であり、実使用の大気中で酸化反応を生じにくいため、経時安定性の面で好ましく用いられる。
両親媒性の有機化合物は、陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤やこれらの複合物等に類別されるが、本発明の有機化合物は、上述のように像担持体上に有機化合物層を形成し、像形成工程を経るため、像担持体の電気的な特性に対して悪影響を与えないようにする必要がある。
有機化合物供給部材22は、アモルファスシリコン感光体1と線速差をもって回転して摺擦し、この際に、有機化合物供給部材表面に保持された有機化合物がアモルファスシリコン感光体1の表面に供給される。
上述の分解生成物や酸化物、気中放電生成物は、一般に親水性であるか、もしくは親水性基を含んでいる。
クリーニング機構は、上述の保護層形成機構と兼用にしても良いが、像担持体表面残存物を除去する機能と、保護層を形成する機能とは、適切な部材の摺擦状態が異なることがあるため、機能を分離し、図1のように有機化合物供給部より上流側に、クリーニング部材41のクリーニング押圧機構42などにより成るクリーニング機構4が設けられている。
また、保護層形成機構で像担持体を押圧する力は、有機化合物が延展し保護層や保護膜の状態になる力で十分であり、線圧として5gf/cm以上80gf/cm以下であることが好ましく、10gf/cm以上60gf/cm以下であることがより好ましい。
有機化合物供給部材22の支持体には、固定型と回動可能なロール状のものがある。ロール状の供給部材としては、例えばブラシ繊維をパイル地にしたテープを金属製の芯金にスパイラル状に巻き付けてロールブラシとしたものがある。ブラシ繊維は繊維径10〜500μm程度、ブラシの繊維の長さは1〜15mm、ブラシ密度は1平方インチ当たり1万〜30万本(1平方メートル当たり1.5×107〜4.5×108本)のものが好ましく用いられる。
有機化合物供給部材22は、供給の均一性やその安定性の面から、極カブラシ密度の高い物を使用することが好ましく、1本の繊維を数本〜数百本の微細な繊維から作ることも好ましい。
例えば、333デシテックス=6.7デシテックス×50フィラメント(300デニール=6デニール×50フィラメント)のように6.7デシテックス(6デニール)の微細な繊維を50本束ねて1本の繊維として植毛することも可能である。
1 感光体
2,4 保護層形成装置
3 帯電装置
21 像担持体保護材
22 保護材供給部材
23 押圧力付与機構
24 保護層形成機構
Claims (6)
- アモルファスシリコンにより構成されて潜像を担持可能な潜像担持体と、帯電部材に電圧印加することにより該潜像担持体表面を帯電する帯電装置とを備え、前記潜像担持体のユニバーサル硬度が200N/mm2以上に設定されている画像形成装置において、
前記潜像担持体には、針入度(JISK−2235)が3以上とされた有機化合物が、保護層形成装置により塗布されて保護層が表面に設けられ、
前記有機化合物が、トリステアリン酸ソルビタンからなる非イオン系界面活性剤を含むことを特徴とする画像形成装置。 - 前記有機化合物として、50〜120℃において少なくとも1つの吸熱ピーク温度を備えた材料が用いられることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記有機化合物が供給部材を介して前記潜像担持体表面に供給されることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
- 前記有機化合物が前記潜像担持体に対して押圧されることにより前記潜像担持体表面に薄層化して設けられることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記トナーの重量平均径(D4)と個数平均径(D1)との比(D4/D1)が、1.00〜1.40であることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
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