JP5527076B2 - 画像形成装置、画像形成方法及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
しかしながら、前者の提案では、像担持体保護層に窒化ホウ素を含有させると、潤滑性は非常に高くなるが、像担持体表面に一度付着すると除去することが困難になり、フィルミングや画像ボケなどの問題が発生し、画質安定性は満足されるものでないという問題があった。
また、後者の提案では、オフィス文書ではあまり用いられないような使われ方、例えば、画像濃度の高いパターンを繰り返し印刷したり、同じパターンの画像を長期にわたり繰り返し印刷したりするような使われ方を想定すると、その効果の持続性は満足されるものではなかった。
<1> 像担持体と、該像担持体表面を帯電させる帯電手段と、前記像担持体表面にトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記像担持体表面に像担持体保護剤を塗布又は付着させる像担持体保護剤供給手段と、を少なくとも有する画像形成装置において、前記像担持体保護剤が、疎水性有機化合物(A)と、無機微粒子(B)と、無機潤滑剤(C)と、を少なくとも含み、前記像担持体の最表面層が、硬化樹脂及びフィラーを少なくとも含有し、前記最表面層の表面形状が、λc輪郭曲線フィルタ0.25mmで粗さ成分を遮断し、λf輪郭曲線フィルタ2.5mmでうねりより長い波長成分を遮断したうねり曲線から得られる算術平均うねりWaが、0.05μm〜0.3μmであり、かつ、輪郭曲線要素の平均長さWSmが、0.5mm〜1.5mmであることを特徴とする画像形成装置である。
<2> 疎水性有機化合物(A)が、脂肪酸金属塩である前記<1>に記載の画像形成装置である。
<3> 無機微粒子(B)が、金属酸化物である前記<1>から<2>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<4> 無機潤滑剤(C)が、二次元層構造体である前記<1>から<3>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<5> 硬化樹脂が、非電荷輸送性重合性化合物と電荷輸送性重合性化合物とを硬化させた樹脂である前記<1>から<4>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<6> 非電荷輸送性重合性化合物は、官能基数が3以上であり、電荷輸送性重合性化合物は、官能基数が1である前記<5>に記載の画像形成装置である。
<7> 電荷輸送性重合性化合物及び非電荷輸送性重合性化合物の少なくともいずれかの官能基が、アクリロイルオキシ基及びメタクリロイルオキシ基の少なくともいずれかである前記<5>から<6>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<8> 電荷輸送性重合性化合物が、トリアリールアミン構造である前記<5>から<7>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<9> フィラーの平均一次粒径が、0.1μm〜1.0μmである前記<1>から<8>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<10> フィラーが、アルミナである前記<1>から<9>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<11> 像担持体保護剤が、固形化されてなり、像担持体保護剤供給手段が、像担持体表面及び前記像担持体保護剤に接触し、前記像担持体保護剤を間接的に像担持体表面に塗布又は付着させる前記<1>から<10>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<12> 現像手段と像担持体保護剤供給手段とが一体化されており、像担持体保護剤が粉末化されてなり、かつ、前記像担持体保護剤が、トナーと混合されることによって、前記像担持体保護剤を像担持体表面に塗布又は付着させる前記<1>から<10>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<13> 像担持体表面に塗布又は付着された像担持体保護剤を押圧し、前記像担持体表面に前記像担持体保護剤の皮膜を形成する前記<1>から<12>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<14> 像担持体表面に残存したトナーを除去するクリーニング手段をさらに有し、前記クリーニング手段が、ブレード形状を有し、前記像担持体の回転方向に対してカウンター方式で当接されている前記<1>から<13>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<15> 帯電手段に用いられる帯電部材が、ローラ方式である前記<1>から<14>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<16> ローラ方式の帯電部材が、像担持体に対して近接配置されている前記<15>に記載の画像形成装置である。
<17> ローラ方式の帯電部材に交流成分を重畳した電圧を印加して、像担持体に帯電を施す前記<15>から<16>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<18> 帯電手段に用いられる帯電部材が、像担持体に対して非接触のスコロトロン方式である前記<1>から<14>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<19> 像担持体と、少なくとも帯電手段、現像手段、クリーニング手段、及び像担持体保護剤供給手段を含む画像形成要素を複数配列したタンデム方式である前記<1>から<18>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<20> ブラックのトナーを用いて現像を行う画像形成要素には、スコロトロン方式の帯電部材が用いられ、その他のカラーのトナーを用いて現像を行う画像形成要素には、ローラ方式の帯電部材が用いられる前記<19>に記載の画像形成装置である。
<21> 像担持体と、少なくとも帯電手段、現像手段、クリーニング手段、像担持体保護剤供給手段より選択される一つ以上の手段とが一体となり、前記<1>から<20>のいずれかに記載の画像形成装置本体に着脱可能であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
<22> 像担持体表面を帯電させる帯電工程と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記像担持体表面に像担持体保護剤を塗布又は付着させる像担持体保護剤供給工程と、を少なくとも含む画像形成方法において、前記像担持体保護剤が、疎水性有機化合物(A)と、無機微粒子(B)と、無機潤滑剤(C)と、を少なくとも含み、前記像担持体の最表面層が、硬化樹脂及びフィラーを少なくとも含有し、前記最表面層の表面形状が、λc輪郭曲線フィルタ0.25mmで粗さ成分を遮断し、λf輪郭曲線フィルタ2.5mmでうねりより長い波長成分を遮断したうねり曲線から得られる算術平均うねりWaが、0.05μm〜0.3μmであり、かつ、輪郭曲線要素の平均長さWSmが、0.5mm〜1.5mmであることを特徴とする画像形成方法である。
本発明の画像形成装置は、像担持体と、帯電手段と、現像手段と、像担持体保護剤供給手段と、を少なくとも有し、必要に応じて、その他の手段を有する。
本発明の画像形成方法は、帯電工程と、現像工程と、像担持体保護剤供給工程と、を少なくとも含み、必要に応じて、その他の工程を含んでなる。
前記画像形成装置は、少なくとも像担持体、帯電手段、現像手段、像担持体保護剤供給手段を有する画像形成要素を複数備えたタンデム型であることが好ましい。
前記像担持体としては、単層構造であっても積層構造であってもよいが、表面が硬化されている必要があるため、積層構造が好ましい。
前記積層構造としては、例えば、図6に一例を示すように、導電性支持体1001上に感光層1002及び最表面層(保護層)1003が順次積層された構造である。また、例えば、図7に一例を示すように、感光層1022と導電性支持体1021との間に下引き層1024を設けた構造であってもよい。また、図示しないが、下引き層は2層構成であってもよい。さらに、図8に一例を示すように、導電性支持体1011上に電荷発生層1015、電荷輸送層1016及び最表面層(保護層)1013を順次積層構造であってもよく、図9に一例を示すように、電荷発生層1035と導電性支持体1031との間に下引き層1034を設けた構造であってもよい。
前記導電性支持体としては、体積抵抗1010Ω・cm以下の導電性を示すものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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、酸化スズ、酸化インジウムなどが挙げられる。
また、これらを蒸着又はスパッタリングによりフィルム状又は円筒状にしたもの、紙に被覆したもの、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の板及びそれらを押し出し、引き抜き等の工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩等の表面処理した円筒状の管、特公昭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なども挙げられる。ここで、アルミニウムとは、純アルミニウム系あるいはアルミニウム合金のいずれかをも含む。具体的には、JIS1000番台、3000番台、6000番台のアルミニウムあるいはアルミニウム合金などが挙げられる。
前記導電性粉体としては、例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック、金属酸化物粉体などが挙げられる。
前記金属酸化物粉体としては、例えば、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀等の金属粉、導電性酸化スズ、ITOなどが挙げられる。
前記バインダー樹脂としては、例えば、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、アルキッド樹脂などが挙げられる。
前記陽極酸化処理の方法としては、例えば、硫酸濃度:10%〜20%、浴温:5℃〜25℃、電流密度:1A/dm2〜4A/dm2、電解電圧:5V〜30V、処理時間:5分〜60分程度の範囲で処理が行われる。前記陽極酸化処理後、陽極酸化皮膜を更に封孔処理することが好ましい。
前記平均厚みが、5μm未満であると、陽極酸化皮膜としてのバリア性の効果が充分でないことがあり、15μmを超えると、電極としての時定数が大きくなりすぎて、残留電位の発生や感光体のレスポンスが低下することがある。前記平均厚みは、例えば、表面粗さ計(東京精密社製、Surfcom1400D)で5〜10点測定した平均値である。
前記感光層としては、単層型感光層であってもよく積層型感光層であってもよい。
前記積層型感光層は、少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層が積層してなり、必要に応じて、その他の層が積層して構成されている。
前記電荷発生層は、少なくとも電荷発生物質を含有し、バインダー樹脂、溶剤、更に必要に応じてその他の成分を含んでなる。
前記アゾ系顔料としては、例えば、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、非対称ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、カルバゾ−ル骨格を有するアゾ顔料(特開昭53−95033号公報に記載)、ジスチリルベンゼン骨格を有するアゾ顔料(特開昭53−133445号公報)、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料(特開昭53−132347号公報に記載)、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料(特開昭54−21728号公報に記載)、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料(特開昭54−22834号公報に記載)、オキサジアゾ−ル骨格を有するアゾ顔料(特開昭54−12742号公報に記載)、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料(特開昭54−17733号公報に記載)、ジスチリルオキサジアゾ−ル骨格を有するアゾ顔料(特開昭54−2129号公報に記載)、ジスチリルカルバゾ−ル骨格を有するアゾ顔料(特開昭54−14967号公報に記載)などが挙げられる。
前記金属フタロシアニンとしては、例えば、下記一般式(1)で表される金属フタロシアニンなどが挙げられる。
また、Cp1、Cp2は、下記一般式(2a)で表され、互いに異なる構造を持たせることによって非対称アゾ顔料が得られる。
R204、R205、R206、R207、R208は、それぞれ独立に、水素原子、ニトロ基、シアノ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン原子、トリフルオロメチル基等のハロゲン化アルキル基、メチル基、エチル基などのアルキル基、メトキシ基、エトキシ基などのアルコキシ基、ジアルキルアミノ基、水酸基を表す。これらの中でも、R204、R205、R206、R207、R208は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基がより好ましく、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基が特に好ましい。
Zは、芳香族炭素環又は芳香族複素環を構成するのに必要な原子群を表す。芳香族炭素環又は芳香族複素環は、炭素数1〜4のアルキル基で置換していてもよく、無置換であってもよい。
前記体積平均粒径が、0.25μmを超えると、電荷発生効率が小さくなり、静電特性が劣り、地汚れが発生しやすくなることがある。前記平均粒径は、例えば、超遠心式自動粒度分布測定装置:CAPA−700(堀場製作所製)で測定し累積分布の50%に相当する粒子径(Median径)として算出した。
前記含有量が、500質量%を超えると、残留電位が高くなったり、感度が低下したりすることがある。
前記塗工の方法としては、例えば、浸漬塗工法、スプレーコート、ビードコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコートなどが挙げられる。
前記乾燥としては、オーブン等を用いて加熱乾燥される。前記乾燥の温度としては、50℃〜160℃が好ましく、80℃〜140℃がより好ましい。
前記平均厚みが、0.01μm未満であると、感度低下や残留電位上昇等を起こすことがあり、5μmを超えると、帯電低下や帯電遅れ等を起こすことがある。
前記平均厚みは、例えば、電子顕微鏡等による断面観察で3〜10点測定した平均値である。
前記電荷輸送層は、電荷輸送物質及びバインダー樹脂を含有し、必要に応じてその他の成分を含んでなる。前記電荷輸送物質には、電子輸送物質と正孔輸送物質とがある。
Aは、置換基を有していてもよいアリーレン基、又は下記構造式(3a)で表される基を表す。
B及びB’は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリール基、又は下記一般式(3b)で表される基を表す。
また、Ar2及びAr3は、それぞれ独立に、アリール基を表し、炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ基を置換基として有していてもよい。
また、Ar6は、アリーレン基を表し、炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ基を置換基として有していてもよい。
R8は、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数1〜4のアルコキシ基を表す。これらの中でも、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基がより好ましい。
nは、0又は1の整数を表す。
また、Ar11は、アリーレン基を表し、炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ基を置換基として有していてもよい。
Xは、置換基を有していてもよいアリール基、又は下記一般式(8a)で表される基を表す。
Ar14は、アリーレン基を表し、炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ基を置換基として有していてもよい。
前記高分子電荷輸送物質としては、公知の材料を使用できるが、電荷輸送性が高いという点で、トリアリールアミン構造を主鎖及び側鎖のいずれかに含むポリカーボネートを使用することが好ましい。これらの中でも、一般式(I)〜式(X)で表わされる高分子電荷輸送物質が挙げられる。
R114は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基を表す。
R115、R116は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリール基を表す。
o、p、qは、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。
k、jは組成を表し、0.1≦k≦1、0≦j≦0.9、nは、繰り返し単位数を表し、5〜5,000の整数を表す。
Xは、脂肪族の2価基、環状脂肪族の2価基、又は下記一般式(I−a)で表される2価基を表す。なお、前記一般式(I)は2つの共重合種が交互共重合体の形で記載されているが、ランダム共重合体であってもよい。
l、mは、0〜4の整数を表す。
Yは、炭素数1〜12の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキレン基、下記一般式(I−b)で表される基、−O−、−S−、−SO−、−SO2−、−CO−、−CO−O−Z−O−CO−(式中Zは脂肪族の2価基を表す。)を表す。
R103、R104は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基を表す。
Ar101、Ar102、Ar103は、それぞれ独立に、アリーレン基を表す。
X、k、j及びnは、一般式(I)の場合と同じである。なお、一般式(II)は2つの共重合種が交互共重合体の形で記載されているが、ランダム共重合体であってもよい。
Ar104、Ar105、Ar106は、それぞれ独立に、アリーレン基を表す。これらの中でも、アリーレン基がより好ましく、アリーレン基が特に好ましい。
X、k、j及びnは、一般式(I)の場合と同じである。なお、一般式(III)は、2つの共重合種が交互共重合体の形で記載されているが、ランダム共重合体であってもよい。
ただし、一般式(IV)中、R211、R212は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリール基を表す。これらの中でも、アリール基がより好ましく、アリール基が特に好ましい。
Ar107、Ar108、Ar109は、それぞれ独立に、アリーレン基を表す。
pは、1〜5の整数を表す。X、k、j及びnは、一般式(I)の場合と同じである。なお、一般式(IV)は、2つの共重合種が交互共重合体の形で記載されているが、ランダム共重合体であってもよい。
Ar110、Ar111、Ar112は、それぞれ独立に、アリーレン基を表す。
X11、X12は、それぞれ独立に、エチレン基、ビニレン基を表す。
X、k、j及びnは、一般式(I)の場合と同じである。なお、一般式(V)は、2つの共重合種が交互共重合体の形で記載されているが、ランダム共重合体であってもよい。
Ar113、Ar114、Ar115、Ar116は、それぞれ独立に、アリーレン基を表す。
Y1、Y2、Y3は、それぞれ独立に、単結合、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいシクロアルキレン基、置換基を有していてもよいアルキレンエーテル基、酸素原子、硫黄原子、ビニレン基を表す。
X、k、j及びnは、一般式(I)の場合と同じである。なお、一般式(VI)は、2つの共重合種が交互共重合体の形で記載されているが、ランダム共重合体であってもよい。
Ar117、Ar118、Ar119は、それぞれ独立に、アリーレン基を表す。
X、k、j及びnは、一般式(I)の場合と同じである。なお、一般式(VII)は、2つの共重合種が交互共重合体の形で記載されているが、ランダム共重合体であってもよい。
Ar120、Ar121、Ar122、Ar123は、それぞれ独立に、アリーレン基を表す。
X、k、j及びnは、一般式(I)の場合と同じである。なお、一般式(VIII)は、2つの共重合種が交互共重合体の形で記載されているが、ランダム共重合体であってもよい。
Ar124、Ar125、Ar126、Ar127、Ar128は、それぞれ独立に、アリーレン基を表す。
X、k、j及びnは、一般式(I)の場合と同じである。なお、一般式(IX)は、2つの共重合種が交互共重合体の形で記載されているが、ランダム共重合体であってもよい。
Ar129、Ar130、Ar131は、それぞれ独立に、アリーレン基を表す。
X、k、j及びnは、一般式(I)の場合と同じである。なお、一般式(X)は、2つの共重合種が交互共重合体の形で記載されているが、ランダム共重合体であってもよい。
前記含有量が、20質量%未満であると、残留電位上昇や感度低下を起こすことがあり、300質量%を超えると、電荷輸送物質が析出したり、溶媒に溶解しなかったりすることがある。
前記可塑剤としては、例えば、リン酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、芳香族カルボン酸エステル系可塑剤、脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤、脂肪酸エステル誘導体、オキシ酸エステル系可塑剤、エポキシ可塑剤、二価アルコールエステル系可塑剤、含塩素可塑剤、ポリエステル系可塑剤、スルホン酸誘導体、クエン酸誘導体、ターフェニル、部分水添ターフェニル、ショウノウ、2−ニトロジフェニル、ジノニルナフタリン、アビエチン酸メチルなどが挙げられる。
前記リン酸エステル系可塑剤としては、例えば、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、リン酸オクチルジフェニル、リン酸トリクロルエチル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸トリブチル、リン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリフェニルなどが挙げられる。
前記フタル酸エステル系可塑剤としては、例えば、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル、フタル酸ジイソオクチル、フタル酸ジ−n−オクチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ブチルラウリル、フタル酸メチルオレイル、フタル酸オクチルデシル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジオクチルなどが挙げられる。
前記芳香族カルボン酸エステル系可塑剤としては、例えば、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリ−n−オクチル、オキシ安息香酸オクチルなどが挙げられる。
前記脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤としては、例えば、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ−n−ヘキシル、アジピン酸ジ−2−エチルヘキシル、アジピン酸ジ−n−オクチル、アジピン酸−n−オクチル−n−デシル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジカプリル、アゼライン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ−n−オクチル、セバシン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジ−2−エトキシエチル、コハク酸ジオクチル、コハク酸ジイソデシル、テトラヒドロフタル酸ジオクチル、テトラヒドロフタル酸ジ−n−オクチルなどが挙げられる。
前記脂肪酸エステル誘導体としては、例えば、オレイン酸ブチル、グリセリンモノオレイン酸エステル、アセチルリシノール酸メチル、ペンタエリスリトールエステル、ジペンタエリスリトールヘキサエステル、トリアセチン、トリブチリンなどが挙げられる。
前記オキシ酸エステル系可塑剤としては、例えば、アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチル、ブチルフタリルブチルグリコレート、アセチルクエン酸トリブチルなどが挙げられる。
前記エポキシ可塑剤としては、例えば、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸デシル、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシステアリン酸ベンジル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジデシルなどが挙げられる。
前記二価アルコールエステル系可塑剤としては、例えば、ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ−2−エチルブチラートなどが挙げられる。
前記含塩素可塑剤としては、例えば、塩素化パラフィン、塩素化ジフェニル、塩素化脂肪酸メチル、メトキシ塩素化脂肪酸メチルなどが挙げられる。
前記ポリエステル系可塑剤としては、例えば、ポリプロピレンアジペート、ポリプロピレンセバケート、ポリエステル、アセチル化ポリエステルなどが挙げられる。
前記スルホン酸誘導体としては、例えば、p−トルエンスルホンアミド、o−トルエンスルホンアミド、p−トルエンスルホンエチルアミド、o−トルエンスルホンエチルアミド、トルエンスルホン−N−エチルアミド、p−トルエンスルホン−N−シクロヘキシルアミドなどが挙げられる。
前記クエン酸誘導体としては、例えば、クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリ−2−エチルヘキシル、アセチルクエン酸−n−オクチルデシルなどが挙げられる。
画像濃度変動、残像、画像ボケ、地汚れ等多くの画質劣化防止のために前記酸化防止剤を添加してもよい。前記酸化防止剤としては、例えば、フェノール系化合物、パラフェニレンジアミン類、ハイドロキノン類、有機硫黄化合物類、有機燐化合物類、ヒンダードアミン類などが挙げられる。
前記フェノール系化合物としては、例えば、2、6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2、6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、n−オクタデシル−3−(4’−ヒドロキシ−3’、5’−ジ−t−ブチルフェノール)、2、2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノ−ル)、2、2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4、4’−チオビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4、4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1、1、3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1、3、5−トリメチル−2、4、6−トリス(3、5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メチレン−3−(3’、5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ビス[3、3’−ビス(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコールエステル、トコフェロール類などが挙げられる。
前記パラフェニレンジアミン類としては、例えば、N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N、N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N、N’−ジ−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N、N’−ジメチル−N、N’−ジ−t−ブチル−p−フェニレンジアミンなどが挙げられる。
前記ハイドロキノン類としては、例えば、2、5−ジ−t−オクチルハイドロキノン、2、6−ジドデシルハイドロキノン、2−ドデシルハイドロキノン、2−ドデシル−5−クロロハイドロキノン、2−t−オクチル−5−メチルハイドロキノン、2−(2−オクタデセニル)−5−メチルハイドロキノンなどが挙げられる。
前記有機硫黄化合物類としては、例えば、ジラウリル−3、3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3、3’−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−3、3’−チオジプロピオネートなどが挙げられる。
前記有機燐化合物類としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ(2、4−ジブチルフェノキシ)ホスフィンなどが挙げられる。
前記添加量が20質量%を超えると、急激な残留電位上昇が見られることがある。
R58及びR59は、それぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアラルキル基を表し、前記アルキル基、アラルキル基は、置換基を有していてもよい。
Ar5及びR58、Ar6及びR59は、互いに結合し、窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。
R60〜R63は、それぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアラルキル基を表し、前記アルキル基、アラルキル基は、置換基を有していてもよい。nは1又は2の整数を表す。
前記添加量が、30質量%を超えると、残留電位上昇が見られることがある。
前記レベリング剤としては、例えば、シリコーンオイル類、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー、オリゴマーなどが挙げられる。
前記シリコーンオイル類としては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどが挙げられる。
前記添加量が、1質量%を超えると、感光層もしくは電荷輸送層の塗膜欠陥を防止することができず、平滑な膜を形成することができないことがある。
前記滑剤としては、例えば、炭化水素系化合物、脂肪酸系化合物、脂肪酸アミド系化合物、エステル系化合物、アルコール系化合物、金属石けん、天然ワックス、シリコーン化合物、フッ素化合物などが挙げられる。
前記炭化水素系化合物としては、例えば、流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワックス、低重合ポリエチレンなどが挙げられる。
前記脂肪酸系化合物としては、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルチミン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸などが挙げられる。
前記脂肪酸アミド系化合物としては、例えば、ステアリルアミド、パルミチルアミド、オレインアミド、メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステアロアミドなどが挙げられる。
前記エステル系化合物としては、例えば、脂肪酸の低級アルコールエステル、脂肪酸の多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエステルなどが挙げられる。
前記アルコール系化合物としては、例えば、セチルアルコール、ステアリルアルコール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリグリセロールなどが挙げられる。
前記金属石けんとしては、例えば、ステアリン酸鉛、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどが挙げられる。
前記天然ワックスとしては、例えば、カルナウバロウ、カンデリラロウ、蜜ロウ、鯨ロウ、イボタロウ、モンタンロウなどが挙げられる。
前記添加量が、5質量%を超えると、膜質が低下したり、残留電位が上昇したりすることがある。
前記紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系、サルシレート系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、クエンチャー(金属錯塩系)、HALS(ヒンダードアミン)などが挙げられる。
前記ベンゾフェノン系としては、例えば、2−ヒドロキシベンゾフェノン、2、4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2、2’、4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2、2’、4、4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2、2’−ジヒドロキシ4−メトキシベンゾフェノンなどが挙げられる。
前記サルシレート系としては、例えば、フェニルサルシレート、2、4ジ−t−ブチルフェニル3、5−ジ−t−ブチル4ヒドロキシベンゾエートなどが挙げられる。
前記ベンゾトリアゾール系としては、例えば、(2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、(2’−ヒドロキシ5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、(2’−ヒドロキシ5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、(2’−ヒドロキシ3’−ターシャリブチル5’−メチルフェニル)5−クロロベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
前記シアノアクリレート系としては、例えば、エチル−2−シアノ−3、3−ジフェニルアクリレート、メチル2−カルボメトキシ3(パラメトキシ)アクリレートなどが挙げられる。
前記クエンチャー(金属錯塩系)としては、例えば、ニッケル(2、2’チオビス(4−t−オクチル)フェノレート)ノルマルブチルアミン、ニッケルジブチルジチオカルバメート、ニッケルジブチルジチオカルバメート、コバルトジシクロヘキシルジチオホスフェートなどが挙げられる。
前記HALS(ヒンダードアミン)としては、例えば、ビス(2、2、6、6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1、2、2、6、6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、1−[2−〔3−(3、5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕エチル]−4−〔3−(3、5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕−2、2、6、6−テトラメチルピリジン、8−ベンジル−7、7、9、9−テトラメチル−3−オクチル−1、3、8−トリアザスピロ〔4、5〕ウンデカン−2、4−ジオン、4−ベンゾイルオキシ−2、2、6、6−テトラメチルピペリジンなどが挙げられる。
前記添加量が、10質量%を超えると、残留電位上昇や帯電低下を起こすことがある。
前記電荷輸送層の乾燥の温度としては、前記電荷輸送層の塗工液に含有される溶剤の種類によって異なるが、80℃〜150℃が好ましく、100℃〜140℃がより好ましい。
前記単層型感光層は、前記電荷発生物質、前記電荷輸送物質、前記バインダー樹脂等を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを導電性支持体上あるいは下引き層上に塗工及び乾燥することによって形成される。前記電荷発生物質及び前記電荷輸送物質(電子輸送物質及び正孔輸送物質)の詳細については、上述した通りである。また、前記バインダー樹脂の詳細についても、上述した通りである。また、前記バインダー樹脂としては、前記高分子電荷輸送物質も良好に使用できる。
前記電荷発生物質の含有量としては、バインダー樹脂100質量%に対して5質量%〜40質量が好ましく、10質量%〜30質量%がより好ましい。
前記電荷輸送物質の含有量としては、バインダー樹脂100質量%に対して0質量%〜190質量%が好ましく、50質量%〜150質量%がより好ましい。
前記平均厚みが、5μm未満であると、帯電性が極度に低下することがあり、40μmを超えると、残留電位上昇や感度低下を起こすことがある。前記平均厚みは、例えば、渦電流式膜厚計(株式会社フィッシャーインスツルメンツ製、フィッシャースコープ等)で10点測定した平均値である。
前記最表面層(保護層)としては、フィラー及び硬化樹脂を含有し、必要に応じて、その他の成分を含有する。
また、前記最表面層の表面形状としては、λc輪郭曲線フィルタ0.25mmで粗さ成分を遮断し、λf輪郭曲線フィルタ2.5mmでうねりより長い波長成分を遮断したうねり曲線から得られる算術平均うねりWaが、0.05μm〜0.3μmであり、かつ輪郭曲線要素の平均長さWSmが、0.5mm〜1.5mmである。
前記フィラーとしては、例えば、有機フィラー、無機フィラーなどが挙げられる。
前記有機フィラーとしては、例えば、フッ素樹脂粉末、シリコーン樹脂粉末、a−カーボン粉末などが挙げられる。
前記フッ素樹脂粉末としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレンなどが挙げられる。
前記無機フィラーとしては、例えば、金属粉末、金属酸化物、金属フッ化物などが挙げられる。これらの中でも、フィラー硬度や光散乱性が高く、耐摩耗性や耐傷性の向上、あるいは高画質化に対し有利であり、像担持体保護剤の塗布量の安定性も高い点で、無機フィラーが好ましく、高耐久化及び高画質化という点で有利である金属酸化物がより好ましい。
前記金属粉末としては、例えば、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどが挙げられる。
前記金属酸化物としては、例えば、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、ジルコニア、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化カルシウム、チタン酸カリウム、窒化硼素、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウムなどが挙げられる。
前記金属フッ化物としては、例えば、フッ化錫、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウムなどが挙げられる。
前記比抵抗が低い金属酸化物としては、例えば、酸化錫、酸価インジウム、酸価アンチモン、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウムなどが挙げられる。これらは、前記最表面層への添加量が増加するに伴って電荷の横移動が起こりやすくなり、解像度低下や画像流れの発生が起こりやすくなる傾向が見られる。したがって、本発明においては、前記最表面層の硬化樹脂が後述する非電荷輸送性重合性化合物のみによって硬化されている場合に、前記比抵抗が低い金属酸化物は、フィラーとして特に有効に使用することができる。
前記比抵抗が高い金属酸化物としては、例えば、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、シリカなどが挙げられる。これらは、解像度低下や画像流れの発生が起こりにくい傾向はあるが、添加量の増加に伴い残留電位上昇の問題が顕在化される。したがって、前記最表面層の硬化樹脂が後述する非電荷輸送性重合性化合物と後述する電荷輸送性重合性化合物とを硬化させている場合に、前記比抵抗が高い金属酸化物は、フィラーとして特に有効に使用することができる。
なお、前記フィラーの比抵抗の測定としては、例えば、粉体用抵抗測定装置を用いて行うことができる。具体的には、セルの中に金属酸化物粉体を入れ電極で挟み、荷重をかけて厚み約2mmになるように金属酸化物粉体量を調整し、その後電極間に電圧を印加し、その時に流れる電流を測定することによって比抵抗を求めることができる。
前記分散剤あるいは分散助剤としては、従来公知のものを使用することができ、例えば、前記フィラーとして金属酸化物を用いた場合、ポリカルボン酸化合物などが挙げられる。ポリカルボン酸化合物の中でも、ポリカルボン酸系湿潤分散剤が好ましく、例えば、BYKケミー社製の「BYK−P104」、「BYK−P105」などが挙げられる。
前記ポリカルボン酸系湿潤分散剤は、カルボキシル基を有するために高い酸価を有している。この高い酸価を有する分散剤が、親水性で電荷のトラップサイトになる金属酸化物表面に吸着することで、残留電位上昇を引き起こすトラップサイトを埋める働きが期待できる。これにより、残留電位の影響が大きい親水性のフィラーを含有させても、残留電位を大幅に低減でき、かつフィラーの分散性も向上できる相乗効果を得ることができる。なお、酸価とは、樹脂1g中に含まれるカルボキシル基を中和するのに必要な水酸化カリウムのミリグラム数で定義される。
前記平均一次粒径が、0.1μm未満であると、フィラーの凝集や耐摩耗性の低下等が起こりやすくなるだけでなく、像担持体保護剤の像担持体表面への供給安定性が低下し、フィルミングや異物付着の抑制効果やクリーニングブレードの劣化の抑制効果が低下することがあり、1μmを超えると、フィラーの沈降性が促進されたり、それに伴い分散液の寿命が大幅に低下したり、像担持体保護剤の供給安定性は高まっても全面に均一に供給できなくなることがあり、繰り返し使用によって部分的に画質劣化あるいは異常画像が発生することがある。
なお、前記フィラーの平均一次粒径とは、粒子群を代表する平均的な一次粒子の粒子径を意味し、個数平均径として表される。具体的には、直接フィラーを、もしくはフィラーが含有された最表面層を含む像担持体を切断し、その断面を電子顕微鏡等によって直接観察することにより得ることができる。
前記添加量が、0.1質量%未満であると、像担持体保護剤の供給量が低下したり、供給安定性が低下したり、要求される耐摩耗性や耐傷性が得られず、画質劣化が早期に発生することがあり、50質量%を超えると、残留電位の増加、解像度の低下や画像流れの発生等、画質劣化の影響が増大することがあり、フィラー間の相互作用が増大し、分散性を顕著に悪化させるだけでなく、フィラーが脱離しやすくなって耐摩耗性が逆に大幅に低下することがある。
前記硬化樹脂は、1種又は複数の重合性材料を重合あるいは硬化させて得られる樹脂であり、バインダーとしての機能を有する。重合とは、高分子化合物の生成反応を大きく連鎖重合と逐次重合に分けた重合の前者の重合反応形態を示し、その形態が主にラジカルあるいはイオン等の中間体を経由して反応が進行する不飽和重合、開環重合そして異性化重合等のことをいう。前記重合性材料とは、前記反応形態が可能な官能基を有する化合物を意味する。また、硬化とは、官能基を有するモノマーやオリゴマーが、熱、可視光あるいは紫外線等の光、電子線やγ線等の放射線等のエネルギーを与えることによって分子間で結合(例えば、共有結合)し、三次元網目構造を形成する反応である。
前記ウレタン樹脂は、高い耐摩耗性が得られ、かつ静電特性も良好であり、膜質も優れており、像担持体の高耐久化と高画質化という点で有利である。前記ウレタン樹脂は、一例として活性水素成分であるポリオールと、硬化剤である多価イソシアネートとを組み合わせることによって形成できる。
前記ポリオールとしては、例えば、ポリアルキレノオキシド等のポリエーテルポリオール、末端に水酸基を有する脂肪族ポリエステル等のポリエステルポリオール、ヒドロキシメタアクリレート共重合体等のアクリル系ポリマーポリオール、エポキシ樹脂等のエポキシポリオール、フッ素含有ポリオール、ポリカーボネート骨格を有するポリカーボネートジオールなどが挙げられる。また、硬化樹脂の劣化防止や像担持体の解像度低下を抑制するヒンダードアミン骨格を有するポリオールを使用してもよい(特許第3818584号公報)。前記ヒンダードアミンは、光安定剤や酸化防止剤として知られているが、前記ヒンダードアミン骨格を有するポリオールを硬化させることにより、硬化樹脂にヒンダードアミン構造を導入することができ、これにより安定化効果を得ることができる。
前記ヒンダードアミンとしては、下記構造式で表される。
前記ポリオールの分子量としては、100〜150が好ましく、110〜140がより好ましい。
前記分子量が、100未満であると、膜質が悪化することがあり、150を超えると、耐摩耗性が低下することがある。前記分子量は、例えば、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)等で測定することができる。
前記シロキサン樹脂とは、予め構造単位にシロキサン結合を有するモノマー、オリゴマー、ポリマーを反応させて(加水分解反応、触媒や架橋剤を加えた反応等を含む)三次元網目構造を形成し、硬化しうる樹脂である。一般的には、シロキサン結合を有する有機ケイ素化合物を加水分解反応とその後の脱水縮合によりシロキサン結合を促進させて三次元網目構造とし、シロキサン樹脂からなる硬化樹脂層を形成する。例えば、アルコキシシランからなる組成物、又はアルコキシシランとコロイダルシリカからなる組成物の縮合反応により三次元網目構造を形成する。
前記加水分解性基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、メチルエチルケトオキシム基、ジエチルアミノ基、アセトキシ基、プロペノキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、メトキシエトキシ基などが挙げられる。これらの中でも−ORで表される加水分解性基が好ましく、Rが、アルコキシ基を形成する原子団であり、炭素数が1〜6が好ましい。
前記フェノール樹脂は、一般的にフェノール類とホルムアルデヒドの反応によって得られる樹脂である。前記フェノール樹脂には、2つのタイプがあり、フェノール類に対してホルムアルデヒドを過剰にしてアルカリ触媒で反応させて得られるレゾール型と、ホルムアルデヒドに対しフェノール類を過剰にして酸触媒で反応させて得られるノボラック型に分けられる。
前記レゾール型は、アルコール類やケトン類の溶剤に可溶であり、加熱することで三次元的に架橋重合して硬化される。また、レゾール型とノボラック型を混合して用いることも可能である。
前記非電荷輸送性重合性化合物としては、例えば、トリアリールアミン、ヒドラゾン、ピラゾリン、カルバゾールなどの正孔輸送性化合物、例えば、縮合多環キノン、ジフェノキノン、シアノ基又はニトロ基を有する電子吸引性芳香族環などの電子輸送性化合物を有しておらず、且つ重合性官能基を有する化合物である。
前記重合性官能基とは、炭素−炭素2重結合を有し、重合可能な基であれば何れでもよい。前記重合性官能基としては、例えば、1−置換エチレン官能基、1、1−置換エチレン官能基などが挙げられる。
CH2=CH−X1− ・・・・・一般式(18)
ただし、一般式(18)中、X1は、置換基を有していてもよいフェニレン基、置換基を有していてもよいナフチレン基、置換基を有していてもよいアルケニレン基、−CO−基、−COO−基、−CONR228基などを表す。
R228は、水素、メチル基、エチル基等のアルキル基、ベンジル基、ナフチルメチル基、フェネチル基等のアラルキル基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基、S−基を表す。
前記一般式(18)としては、例えば、ビニル基、スチリル基、2−メチル−1,3−ブタジエニル基、ビニルカルボニル基、アクリロイルオキシ基、アクリロイルアミド基、ビニルチオエーテル基などが挙げられる。
CH2=CY4−X2− ・・・・・一般式(19)
ただし、一般式(19)中、Y4は、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアラルキル基、置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基等のアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、メトキシ基あるいはエトキシ基、−COOR229基を表す。
R229は、水素原子、置換基を有していてもよいメチル基、エチル基等のアルキル基、置換基を有していてもよいベンジル、フェネチル基等のアラルキル基、置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基等のアリール基、CONR230R231(R230及びR231は、水素原子、置換基を有していてもよいメチル基、エチル基等のアルキル基、置換基を有していてもよいベンジル基、ナフチルメチル基、フェネチル基等のアラルキル基、置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基等のアリール基を表し、互いに同一又は異なっていてもよい。)を表す。
X2は、前記一般式(18)のX1と同一の置換基及び単結合、又はアルキレン基を表す。ただし、Y4、X2の少なくとも何れか一方がオキシカルボニル基、シアノ基、アルケニレン基、及び芳香族環である。
前記一般式(19)としては、例えば、α−塩化アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、α−シアノエチレン基、α−シアノアクリロイルオキシ基、α−シアノフェニレン基、メタクリロイルアミノ基などが挙げられる。
前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基などが挙げられる。
前記アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基などが挙げられる。
前記アリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基などが挙げられる。
前記アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。
前記アラルキル基としては、例えば、フェネチル基などが挙げられる。
この場合、3官能以上の非電荷輸送性重合性化合物を複数用いることが好ましい。特に好ましい組合せとしては、非電荷輸送性重合性化合物の構造にもよるが、例えば3官能の非電荷輸送性重合性化合物と6官能の非電荷輸送性重合性化合物の組合せが挙げられる。前記3官能の非電荷輸送性重合性化合物と6官能の非電荷輸送性重合性化合物との比率としては、7:3〜3:7(3官能の非電荷輸送性重合性化合物:6官能の重合性材料)が好ましく、5:5がより好ましい。
前記割合が、250を超えると、耐摩耗性が低下することがある。
前記含有量が、20質量%未満であると、最表面層の三次元架橋結合密度が少なく、従来の熱可塑性バインダー樹脂を用いた場合に比べ飛躍的な耐摩耗性向上が達成されないことがあり、80質量%を超えると、電荷輸送性化合物の含有量が低下し、残留電位が顕著に上昇することがある。
前記電荷輸送性重合性化合物としては、電荷輸送性を示し、かつ前記官能基を有するものであればよく、従来公知の材料が挙げられる。電荷輸送性とは主に正孔を輸送する構造と電子を輸送する構造に大別されるが、どちらも含まれる。正孔輸送性と電子輸送性が共に含まれたバイポーラー性を有するものであってもよい。
前記電子輸送性の前記電荷輸送性化合物としては、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、縮合多環キノン、ジフェノキノン、ベンゾキノン、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、シアノ基又はニトロ基を有する芳香族環などが挙げられる。
前記電荷輸送性重合性化合物としては、官能基がいくつのものでもよいが、1官能のものが静電特性の安定性や膜質の点から好ましい。
Xは、単結合、炭素数1〜12のアルキレン基、置換基を有していてもよいシクロアルキレン基、置換基を有していてもよいアルキレンエーテル基、酸素原子、硫黄原子、ビニレン基を表す。これらの中でも単結合、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルキレンエーテル基がより好ましく、単結合、アルキレン基が特に好ましい。
Zは、炭素数1〜12のアルキレン基、アルキレンエーテル2価基、アルキレンオキシカルボニル2価基を表す。これらの中でも、アルキレン基がより好ましい。m、nは0〜3の整数を表す。
前記置換基としては、例えば、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1〜12の直鎖又は分岐鎖のアルキル基(炭素数1〜8がより好ましく、炭素数1〜4が特に好ましい。)、アリールオキシ基、アルコキシ基、下記一般式(22)で表される基、メチレンジオキシ基、メチレンジチオ基、アルキレンジオキシ基、アルキレンジチオ基、スチリル基、β−フェニルスチリル基、ジフェニルアミノフェニル基、ジトリルアミノフェニル基などが挙げられる。
前記直鎖又は分岐鎖のアルキル基としては、水酸基、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜4のアルコキシ基、フェニル基、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基で置換されたフェニル基がさらに置換していてもよい。
前記置換基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、n−ブチル基、i−プロピル基、t−ブチル基、s−ブチル基、n−プロピル基、トリフルオロメチル基、2−ヒドロキシエチル基、2−エトキシエチル基、2−シアノエチル基、2−メトキシエチル基、ベンジル基、4−クロロベンジル基、4−メチルベンジル基、4−フェニルベンジル基、メチルチオ基、エチルチオ基、フェニルチオ基、p−メチルフェニルチオ基、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、t−ブトキシ基、n−ブトキシ基、s−ブトキシ基、i−ブトキシ基、2−ヒドロキシエトキシ基、ベンジルオキシ基、トリフルオロメトキシ基、フェノキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、4−メトキシフェノキシ基、4−メチルフェノキシ基などが挙げられる。
前記一般式(22)で表される基としては、例えば、アミノ基、ジエチルアミノ基、N−メチル−N−フェニルアミノ基、N、N−ジフェニルアミノ基、N、N−ジ(トリール)アミノ基、ジベンジルアミノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、ピロリジノ基などが挙げられる。
前記単環式炭化水素化合物の1価基としては、例えば、ベンゼン、ジフェニルエーテル、ポリエチレンジフェニルエーテル、ジフェニルチオエーテル及びジフェニルスルホンなどが挙げられる。
前記非縮合多環式炭化水素化合物の1価基としては、例えば、ビフェニル、ポリフェニル、ジフェニルアルカン、ジフェニルアルケン、ジフェニルアルキン、トリフェニルメタン、ジスチリルベンゼン、1、1−ジフェニルシクロアルカン、ポリフェニルアルカン、ポリフェニルアルケンなどが挙げられる。
前記環集合炭化水素化合物の1価基としては、例えば、9,9−ジフェニルフルオレンなどが挙げられる。
前記炭素数1〜12のアルキレン基としては、炭素数1〜8がより好ましく、炭素数1〜4が特に好ましい。前記アルキレン基としては、直鎖又は分岐鎖のアルキレン基であり、さらにフッ素原子、水酸基、シアノ基、炭素数1〜4のアルコキシ基、フェニル基、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基で置換されたフェニル基を有していてもよい。
前記アルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、n−ブチレン基、i−プロピレン基、t−ブチレン基、s−ブチレン基、n−プロピレン基、トリフルオロメチレン基、2−ヒドロキシエチレン基、2−エトキシエチレン基、2−シアノエチレン基、2−メトキシエチレン基、ベンジリデン基、フェニルエチレン基、4−クロロフェニルエチレン基、4−メチルフェニルエチレン基、4−ビフェニルエチレン基などが挙げられる。
Rb、Rcは、それぞれ独立に、水素原子以外の置換基で炭素数1〜6のアルキル基を表す。これらの中でも、メチル基、エチル基が好ましい。
s、tは、それぞれ独立に、0〜3の整数を表す。
Zaは、単結合、メチレン基、エチレン基、下記の化学式で表される基を表す。
B1−Ar5−CH=CH−Ar6−B2 ・・・・・一般式(26)
ただし、一般式(26)中、Ar5は、ベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、ビフェニルから選択される一価基、又は二価基を表す。これらは、置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。前記置換基としては、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、ベンジル基、ハロゲン原子などが挙げられる。また、前記アルキル基、アルコキシ基は、さらにハロゲン原子、フェニル基を置換基として有していてもよい。
Ar6は、少なくとも1個の第三級アミノ基を有する芳香族炭化水素骨格からなる一価基又は二価基、もしくは少なくとも1個の第三級アミノ基を有する複素環式化合物骨格からなる一価基又は二価基を表す。前記第三級アミノ基を有する芳香族炭化水素骨格は下記一般式(27)で表される。
Ar7は、アリール基を表す。wは、1〜3の整数を表す。
前記R13、R14のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ピレニル基、フルオレニル基、9,9−ジメチル−2−フルオレニル基、アズレニル基、アントリル基、トリフェニレニル基、クリセニル基、下記一般式(28)で表される基などが挙げられる。
前記R21のハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
前記R21のアミノ基としては、例えば、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ジベンジルアミノ基、4−メチルベンジル基などが挙げられる。
前記Ar7、R13、R14としては、例えば、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、ハロゲン原子を置換基として有していてもよい。
B1〜B4は、それぞれ独立に、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニル基、アクリロイルオキシ基、ビニル基を有するメタクリロイルオキシ基を表す。これらB1〜B4のいずれか1つのみが存在し、2つ以上の存在は除外される。uは、0〜5の整数を表し、vは、0〜4の整数を表す。
前記アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ピレニル基、フルオレニル基、9,9−ジメチル−2−フルオレニル基、アズレニル基、アントリル基、トリフェニレニル基、クリセニル基、前記一般式(28)で表される基などが挙げられる。アリレン基は、前記アリール基から誘導される二価基である。
前記含有量が、20質量%未満であると、最表面層の電荷輸送性能が充分に保てず、繰り返しの使用で感度低下、残留電位上昇などの静電特性の劣化が見られることがあり、80質量%を超えると、電荷輸送性重合性化合物の含有量が低下し、架橋結合密度の低下を招き高い耐摩耗性や耐傷性が発揮されないことがある。なお、これらの電荷輸送性重合性化合物は、硬化していることにより単離することはできないが、FT−IR等の方法を用いれば、電荷輸送性構造として定量化できるため、本発明における電荷輸送物質の濃度比として得ることができる。
前記重合性オリゴマーとしては、例えば、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系などが挙げられる。
前記熱重合開始剤としては、例えば、2、5−ジメチルヘキサン−2、5−ジヒドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、2、5−ジメチル−2、5−ジ(パーオキシベンゾイル)ヘキシン−3、ジ−t−ブチルベルオキサイド、t−ブチルヒドロベルオキサイド、クメンヒドロベルオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、2、2−ビス(4、4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシ)プロパンなどの過酸化物系開始剤、アゾビスイソブチルニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、アゾビスイソ酪酸メチル、アゾビスイソブチルアミジン塩酸塩、4、4’−アゾビス−4−シアノ吉草酸などが挙げられる。
前記アセトフェノン系、ケタール系光重合開始剤としては、例えば、ジエトキシアセトフェノン、2、2−ジメトキシ−1、2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタノン−1、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−メチル−2−モルフォリノ(4−メチルチオフェニル)プロパン−1−オン、1−フェニル−1、2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシムなどが挙げられる。
前記ベンゾフェノン系光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、などのベンゾインエーテル系光重合開始剤、ベンゾフェノン、4−ヒドロキシベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、2−ベンゾイルナフタレン、4−ベンゾイルビフェニル、4−ベンゾイルフェニールエーテル、アクリル化ベンゾフェノン、1、4−ベンゾイルベンゼンなどが挙げられる。
前記チオキサントン系光重合開始剤としては、例えば、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2、4−ジメチルチオキサントン、2、4−ジエチルチオキサントン、2、4−ジクロロチオキサントンなどが挙げられる。
前記光重合促進効果を有する化合物としては、例えば、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸(2−ジメチルアミノ)エチル、4、4’−ジメチルアミノベンゾフェノンなどが挙げられる。これら重合開始剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記可塑剤の添加量としては、塗工液の総固形分に対し20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましい。
前記レベリング剤の添加量としては、塗工液の総固形分に対し1質量%以下が好ましい。前記添加量が1質量%を超えると、像担持体表面の摩擦係数が低減しすぎて、潤滑性物質の供給量が不安定になることがある。
前記アルキルアミノ基を有する化合物の添加量としては、塗工液の総固形分に対し3質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましい。
前記添加量が、3質量%を超えると、硬化阻害を引き起こすことがある。
前記酸化防止剤の添加量としては、塗工液の総固形分に対し3質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましい。
前記アルコール系としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどが挙げられる。
前記ケトン系としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどが挙げられる。
前記エステル系としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチルなどが挙げられる。
前記エーテル系としては、例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン、プロピルエーテルなどが挙げられる。
前記ハロゲン系としては、例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、クロロベンゼンなどが挙げられる。
前記芳香族系としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなどが挙げられる。
前記セロソルブ系としては、例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、セロソルブアセテートなどが挙げられる。
これらの中でも、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトン、アルコール系の溶媒が好ましく、テトラヒドロフランがより好ましい。
前記塗布方法としては、例えば、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート、リングコート法などが挙げられる。
前記照射の光量としては、50mW/cm2以上1,000mW/cm2以下が好ましい。前記光量が、50mW/cm2未満であると、硬化反応に時間を要することがあり、1,000mW/cm2を超えると、反応の進行が不均一となり、最表面層表面に局部的な皺が発生したり、多数の未反応残基、反応停止末端が生ずることがある。また、急激な架橋により内部応力が大きくなり、クラックや膜剥がれの原因となることがある。
前記放射線のエネルギーを与える方法としては、例えば、電子線を用いるものが挙げられる。これらのエネルギーの中で、反応速度制御の容易さ、装置の簡便さから熱及び光のエネルギーを用いたものが有用である。
前記平均厚みが、1μm未満であると、最表面層の表面形状を得ることが困難となり、場合によっては塗膜欠陥が発生しやすくなることがある。また、表面粗さの下限領域において最表面層に充分に覆われない領域が出てくる可能性があり、8μmを超えると、クラックや膜剥がれが発生しやすくなったり、残留電位上昇が顕著に発生したり、塗膜欠陥の発生により表面形状が制御しにくくなることがある。
前記平均厚みは、例えば、渦電流式膜厚計(株式会社フィッシャーインスツルメンツ製、フィッシャースコープ等)で10点測定した平均値である。
前記最表面層の表面形状としては、λc輪郭曲線フィルタ0.25mmで粗さ成分を遮断し、λf輪郭曲線フィルタ2.5mmでうねりより長い波長成分を遮断したうねり曲線から得られる算術平均うねりWaが、0.05μm〜0.3μmであり、かつ輪郭曲線要素の平均長さWSmが、0.5mm〜1.5mmである。
本発明においては、粗さ成分とうねり成分との境界を定義するフィルタであるλc輪郭曲線フィルタは0.25mmであり、0.25mmより短い波長成分はカットされる。なお、うねり成分とそれより長い波長成分との境界を定義するフィルタであるλf輪郭曲線フィルタは、2.5mmに設定する。
前記Waが、0.05μm未満であると、ブレードの挙動が不安定になり、トナーがクリーニングブレードをすり抜けるようになり、クリーニング不良が増加することがある。また、帯電ローラの汚染が発生したり、フィルミングの発生がおこることがあり、0.3μmを超えると、最表面層の平均厚みの差が大きくなり、画像濃度ムラやドットチリ等の画像欠陥が発生することがある。
前記算術平均うねりWaは、例えば、東京精密社製、Surfcom1400Dで測定することができる。評価長さはλfの5倍、すなわち12.5mmに設定した。測定は、像担持体の中央部、上端から中央部の中央領域、並びに下端から中央部の中央領域の計3領域について測定し、さらに1領域につき周方向に約90°ずつ回転させて計4点測定し、全体で12点の測定を行い、その平均値を採用した。
前記WSmが、0.5mm未満であると、潤滑性物質の均一性が低下し、クリーニングブレードの摩耗が加速されたり、クリーニング性の低下やフィルミングが発生したりすることがあり、1.5mmを超えると、トナーがクリーニングブレードをすり抜け、クリーニング不良が見られたり、最表面層の平均厚みの差による画像濃度ムラやドットチリが顕在化しやすくなったりすることがある。
前記平均長さWSmは、例えば、東京精密社製、Surfcom1400Dで測定することができる。評価長さはλfの5倍、すなわち12.5mmに設定した。測定は、像担持体の中央部、上端から中央部の中央領域、並びに下端から中央部の中央領域の計3領域について測定し、さらに1領域につき周方向に約90℃ずつ回転させて計4点測定し、全体で12点の測定を行い、その平均値を採用した。
前記最表面層としては、スプレーガンなどを用いたスプレー塗工法で形成させることができる。前記うねり形状の制御は、スプレー塗工時の霧化エア圧や吐出量、スプレーガン−基体間距離、塗工回数などのスプレー塗布条件でうねりを制御することができる。また、スプレー塗工後に溶剤やエアを吹き付けることでうねりを形成することも可能である。塗工液の処方によりうねりを制御する場合は、塗工液中にレベリング剤や溶媒の種類や添加量、塗工液の固形分濃度によりうねりを制御することができる。これらの塗工液の処方とスプレー塗工法を組み合わせることでもより効果的にうねりを制御することが可能である。
図10にスプレー塗工の一例を示す。基体Bは、支持体に感光層を塗工した像担持体製造段階品を示し、支持体には円筒状のものを使用している。基体Bは駆動手段により矢印方向に回転されており、スプレーガンAが基体上に表面層塗工液を霧化しながら塗布している。スプレーガンAは、基体Bの左端から矢印方向にゆっくり移動し、表面層塗工液を基体B全面に塗工する。表面層塗工液の塗工回数は任意である。
前記移動速度が、10mm/sを超えると、目的とする表面形状が得られにくくなることがある。
前記回転数が、80rpm未満であると、目的とする表面形状が得られにくくなることがある。
前記距離Cが、20mm未満であると、スプレーガンAと基体Bとの距離が近すぎるため塗工ムラが発生しやすくなり、100mmを超えると、付着効率が低下することがある。またスプレーガンAと基体Bとの距離が長くなるとスプレーガンAから吐出した霧化液滴中の溶剤が蒸発しやすくなり、液滴が小さくなるためうねりが形成しにくくなることがある。距離Cは、スプレーガンAの先端部と、基体Bの塗工前の最表面との距離をいう。
前記霧化流量が、10L/min未満であると、液滴が細かくなり、うねりが形成されにくくなることがある。前記霧化流量は、スプレーガンのノズル開度や、シリンジポンプの押し出し量等で制御することができる。
前記霧化エア圧が、1.2kg/cm2を超えると、目的とする最表面層の表面形状が得られにくくなることがある。
また、最表面層としては、硬化樹脂を用いるため、スプレー塗工後は塗膜を架橋させる工程が必要となる。スプレー塗工後から架橋させるまでの指触乾燥時間は10分以内が好ましい。指触乾燥時間が長い場合、塗膜がレベリングされてしまい、うねり形状が小さくなり、さらには消失してしまうことがある。
前記下引き層としては、前記導電性支持体と前記感光層との間もしくは前記導電性支持体と前記電荷発生層との間のいずれかに設けることができる。
前記下引き層としては、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であれば特に制限されず、例えば、水溶性樹脂、アルコール可溶性樹脂、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂などが挙げられる。
前記水溶性樹脂としては、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などが挙げられる。
前記アルコール可溶性樹脂としては、共重合ポリアミド(共重合ナイロン)、メトキシメチル化ポリアミド(ナイロン)などが挙げられる。
前記三次元網目構造を形成する硬化型樹脂としては、例えば、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、イソシアネート、エポキシ樹脂などが挙げられる。
前記無機顔料としては、白色の顔料が有効に使用され、例えば、金属酸化物などが挙げられる。
前記金属酸化物としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、フッ化カルシウム、酸化カルシウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化ジルコニウム、酸化インジウムなどが挙げられる。これらの中でも、モアレ防止、残留電位上昇及び地汚れの抑制と一周目帯電低下の抑制効果の点から酸化チタンが好ましい。
なお、モアレとは、レーザー光のようなコヒーレント光による書き込みを行う際に感光層内部での光干渉によってモアレと呼ばれる干渉縞が画像に形成される画像欠陥の一種である。
前記平均厚みが20μmを超えると、残留電位上昇を引き起こすことがある。前記平均厚みは、例えば、表面粗さ計(東京精密社製、Surfcom1400D)等で3〜10点測定した平均値である。
前記中間層としては、一般にバインダー樹脂を主成分として用いる。前記バインダー樹脂としては、例えば、ポリアミド、アルコール可溶性ポリアミド(可溶性ナイロン)、水溶性ポリビニルブチラール、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。
前記中間層の形成方法としては、例えば、上述した前記最表面層、前記電荷輸送層と同一の塗布方法、公知の塗布法などが挙げられる。
前記中間層の平均厚みとしては、0.05μm〜2μmが好ましく、0.2μm〜1.2μmがより好ましく、0.5μm〜0.9μmが特に好ましい。
前記平均厚みが2μmを超えると、残留電位上昇を引き起こすことがある。前記平均厚みは、例えば、光干渉膜厚計等で3〜10点測定した平均値である。
前記像担持体保護剤供給工程としては、前記像担持体の表面に特定の像担持体保護剤を塗布する工程であり、前記像担持体保護剤供給手段を用いて行う。前記像担持体保護剤を前記像担持体の表面に塗布することによって、トナーの転写効率が高まり、また、クリーニング性が高まり、その結果画像ボケやクリーニング不良、フィルミングの発生を防止することができる。また、前記像担持体表面に前記像担持体保護剤が塗布されていることによって、帯電による前記像担持体表面の劣化を防止する効果も有し、その結果像担持体の耐摩耗性や耐傷性が顕著に向上し、表面の凹凸形状が安定に維持され、長期にわたって上記効果を持続させることができる。
前記像担持体保護剤は、疎水性有機化合物(A)と、無機微粒子(B)と、無機潤滑剤(C)を含む。
前記脂肪酸金属塩としては、例えば、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレインサン銅、オレイン酸鉛、オレイン酸マンガン、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸コバルト、パルミチン酸鉛、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸アルミニウム、パルミチン酸カルシウム、カプリル酸鉛、カプリン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、リシノール酸亜鉛、リシノール酸カドミウムなどが挙げられる。
前記フッ素系樹脂類としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリパーフルオロアルキルエーテル(PFA)、パーフルオロエチレン−パーフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリビニリデンフルオリド(PVdF)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)などが挙げられる。
前記シリコーン系樹脂類としては、例えば、ポリメチルシリコーン、ポリメチルフェニルシリコーンなどが挙げられる。
これらの中でも、少量の塗布で高い効果が得られ、帯電に対する像担持体表面の保護効果が高く、本発明において最も高い効果が得られるものとして、脂肪酸金属塩、ステアリン酸亜鉛が好ましい。
ここで、固体とは、固体であれば特に制限されず、例えば、粉末状、結晶状であってもよい。
前記含有量が、50質量%未満であると、クリーニング性等の本発明の効果が低下したり、像担持体の耐摩耗性が低下することがあり、98質量%を超えると、帯電ローラ汚れが悪化したり、フィルミングが増加したり、クリーニングブレードの摩耗が促進されクリーニング性が低下することがある。
ここで、前記無機微粒子(B)とは、無機化合物で粒子形状を有し、物体と物体の間に挟まることによって、物体間の摩擦を低減させる役割を果たし、その物体自身が内部滑りやへき開を起こさないものを意味する。
前記金属フッ化物としては、例えば、フッ化錫、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウムなどが挙げられる。これらの中でも、金属酸化物が有効に用いられ、特にアルミナがより好ましい。
前記平均一次粒子径が、0.05μm未満であると、フィルミングや画像ボケ等の影響が増大することがあり、1.5μmを超えると、クリーニング性や帯電ローラ汚れなどが悪化することがある。前記平均一次粒子径は、粒子群を代表する平均的な一次粒子の粒子径を意味し、個数平均径として表される。具体的には、直接微粒子を、もしくは微粒子が含有された保護剤を電子顕微鏡等によって直接観察することにより得ることができる。
前記含有量が、0.1質量%未満であると、フィルミングや異物付着が増加することがあり、20質量%を超えると、像担持体の耐摩耗性や耐傷性が低下することがある。
ここで、前記無機潤滑剤とは、無機化合物でその物質自身がへき開することにより潤滑する、または内部滑りを起こすものを意味する。
前記含有量が、1質量%未満であると、クリーニング性を始め本発明の効果が低下することがあり、50質量%を超えると、フィルミングや異物付着、帯電ローラ汚れが増加することがある。
前記帯電工程としては、前記像担持体表面を帯電させる工程であり、前記帯電手段を用いて行う。
前記帯電手段としては、例えば、ローラ形状の部材に高電圧を印加し、像担持体に接触させた状態で帯電を行う接触型ローラ帯電方式、ローラ形状を有し画像形成領域において100μm以下の空隙を介して帯電させる近接配置型ローラ帯電方式、コロナ放電方式、ワイヤーの代わりに絶縁板を挟む面状の電極に高周波高圧を印加する固体放電方式、ブラシ、フィルム、ブレード等を用いて像担持体に接触した状態で帯電させる接触帯電方式などが挙げられる。
前記コロナ放電方式としては、例えば、コロトロン、スコロトロンなどが挙げられる。
前記近接配置型ローラ帯電方式の場合には、ギャップの精度を維持する上で、帯電ローラ表面は硬質である方が好ましい。前記ローラ表面が硬質な帯電ローラとしては、例えば、抵抗調整層を高分子型イオン導電剤が分散する熱可塑性樹脂組成物により形成し、抵抗調整層の表面を硬化剤により硬化させた硬化皮膜処理されたものなどが挙げられる。
また、交流成分の重畳によって、像担持体表面に塗布した潤滑性物質を劣化させ、それが画像ボケ、フィルミングや異物付着を誘発することがある。本発明においては、帯電時に交流成分を重畳した電圧を印加しても、像担持体保護層に疎水性有機化合物(A)だけでなく、無機微粒子(B)及び無機潤滑剤(C)が含有されているために、劣化した保護剤の除去作用と帯電による劣化防止効果が得られ、画質への影響は最小限に抑えることができる。
前記露光工程は、前記像担持体の表面を像様に露光する工程であり、前記露光手段を用いて行う。
前記露光手段に用いられる光源としては、例えば、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)、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、蛍光灯、ナトリウム灯などが挙げられる。これらの中でも、高速化や装置の小型化のという点で、発光ダイオード、半導体レーザーが好ましい。また、これら前記光源としては、所望の波長域の光を照射させるために、例えば、シャープカットフィルタ、バンドパスフィルタ、近赤外カットフィルタ、ダイクロイックフィルタ、干渉フィルタ、色温度変換フィルタなどの各種フィルタと組合せて用いることもできる。
前記現像工程は、像担持体表面にトナーによって現像して可視像を形成する工程であり、前記現像手段を用いて行う。前記像担持体の帯電極性と同極性のトナーを用いて現像すればネガ画像(反転現像)が得られ、前記像担持体の帯電極性と異極性のトナーを用いて現像すればポジ画像が得られる。
前記現像手段としては、トナーのみで行う1成分現像方式と、トナーとキャリアを混合した状態で行う2成分現像方式があるが、いずれを使用してもよい。
また、前記像担持体上に複数色のトナー像を重ね合わせてフルカラー像を現像する場合、前記像担持体に接触させて現像する方法を用いると、先に現像されていたトナー像を乱してしまうおそれがあるので、前記像担持体に対し非接触で現像が可能な、例えばジャンピング現像方式等が好ましく用いられる。
前記転写工程は、前記像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する工程であり、前記転写手段を用いて行う。前記転写手段としては、帯電器を使用することが可能であり、例えば転写チャージャー、分離チャージャーなどを併用したものが効果的である。
前記転写手段は、前記像担持体上に形成された前記可視像を前記記録媒体側へ剥離帯電させる転写器を少なくとも有するのが好ましい。前記転写手段は、1つであってもよいし、2つ以上を併用してもよい。前記転写器としては、例えば、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器などが挙げられる。
また、転写時は定電圧方式、定電流方式があり、いずれの方法でも使用可能であるが、転写電荷量を一定に保つことができ、安定性に優れた定電流方式の方がより好ましい。転写電流は高い方が転写性は高くなり、特に線速が早くなると転写性は低下するため、転写電流の増加は有効となる。また、転写電流を高くすると除電の際に像担持体内に流れる電荷量が低減されるため、静電疲労の影響を低減させる上でも好ましい。
なお、記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、OHP用のPETベースなどが挙げられる。
前記その他の手段としては、例えば、定着手段、クリーニング手段、除電手段などが挙げられる。
前記その他の工程は、例えば、定着工程、クリーニング工程、除電工程などが挙げられる。前記定着工程は、前記定着手段により行うことができ、前記クリーニング工程は、前記クリーニング手段により行うことができ、前記除電工程は、前記除電手段により行うことができる。
前記定着工程は、記録媒体に転写されたトナー像を加熱及び加圧によって前記記録媒体上に固定化する工程であり、前記定着手段を用いて行う。
前記定着手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、定着部材と該定着部材を加熱する熱源とを有するものが用いられる。
前記定着部材としては、例えば、無端状ベルトとローラとの組合せ、ローラとローラとの組合せなどが挙げられるが、ウォームアップ時間を短縮することができ、省エネルギー化の実現の点で、また、定着可能幅の拡大の点で、熱容量が小さい無端状ベルトとローラとの組合せであるのが好ましい。
前記クリーニング工程は、前記像担持体上に残留する前記トナーを除去する工程であり、前記クリーニング手段を用いて行う。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記電子写真感光体上に残留する前記電子写真トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、ファーブラシ、ブレード、磁気ブラシ、静電ブラシ、磁気ローラなどが挙げられる。これらの中でも、クリーニング性の向上やフィルミングの防止効果という点で、ブレードを用いることが好ましい。
前記除電工程は、に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であり、前記除電手段を用いて行う。
前記除電手段としては、前記像担持体に対し除電を行うことができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、半導体レーザー(LD)、発光ダイオード(LED)、エレクトロルミネッセンス(EL)、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、キセノンランプ等と光学フィルターと組合せたものなどが挙げられる。
前記光学フィルターとしては、例えば、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が挙げられる。
前記像担持体1は、ドラム形状に限定されず、例えば、シート状、エンドレスベルト状であってもよい。
前記帯電手段2は、ローラ帯電方式に限定されず、例えば、コロナ帯電方式であってもよい。
本発明は、像担持体の耐摩耗性及び耐傷性が高く、トナーの転写性やクリーニング性の向上、フィルミングの抑制が実現されたことから、画像面積の大きい画像出力により高い効果を得ることが可能となる。その点では、文字主体ではなく画像主体の原稿、すなわちフルカラー画像の印刷に適している。特に、像担持体の耐摩耗性や耐傷性が顕著に高まったことにより、像担持体間の差が低減したことにより、複数の像担持体によってフルカラー画像出力を行うタンデム方式の画像形成装置に有効に用いられる。タンデム方式の画像形成装置は、複数色のトナーを各々独立して保持する現像部に対応してそれと同じ本数の像担持体を具備し、それによって各色の現像を各々独立に平行して処理し、その後各色のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成する装置である。具体的には、フルカラー印刷に必要とされるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の少なくとも4色の現像部及び像担持体が具備されており、4回のプロセスを繰り返して出力される従来のシングルドラム方式に比べて、極めて高速なフルカラー印刷を実現している。
本発明のプロセスカートリッジは、像担持体と、該像担持体表面を帯電させる帯電手段と、前記像担持体表面にトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段と、前記像担持体表面に像担持体保護剤を塗布又は付着させる像担持体保護剤供給手段と、を少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段を有してなる。
本発明のプロセスカートリッジは、各種電子写真方式の画像形成装置に着脱可能に備えさせることができ、本発明の画像形成装置に着脱可能に備えさせるのが好ましい。
ここで、図5に示すプロセスカートリッジによる画像形成プロセスについて示すと、像担持体101は、回転しながら、帯電手段102による帯電、露光手段(不図示)による像露光103により、その表面に露光像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段104でトナー現像され、該トナー現像は転写手段106により、記録媒体105に転写され、プリントアウトされる。次いで、像転写後の感光体表面は、クリーニング手段107によりクリーニングされ、更に除電手段(不図示)により除電されて、再び、以上の操作を繰り返すものである。
−下引き層1の形成−
導電性支持体である外径60mmのアルミニウムシリンダー上に、下記の組成を示す下引き層1用塗工液を浸漬塗工法により塗布し、130℃で10分間オーブンで乾燥させることで下引き層1を形成させた。下引き層1の平均厚みは、0.6μmであった。平均厚みは、表面粗さ計(東京精密社製、Surfcom1400D)で10点測定した平均値である。
−下引き層1用塗工液の組成−
N−メトキシメチル化ナイロン(FR101:鉛市社製): 5質量%
メタノール: 70質量%
n−ブタノール: 30質量%
下引き層1上に、下記の組成を示す下引き層2用塗工液を浸漬塗工法により塗布し、130℃で20分間オーブンで乾燥させることで下引き層2を形成させた。下引き層2の平均厚みは、2.5μmであった。平均厚みは、表面粗さ計(東京精密社製、Surfcom1400D)で10点測定した平均値である。
−下引き層2用塗工液の組成−
酸化チタン(CR−EL、平均一次粒径:約0.25μm、石原産業社製):
50質量%
酸化チタン(PT−401M、平均一次粒径:約0.07μm、石原産業社製):
20質量%
アルキッド樹脂(ベッコライトM6401−50、固形分:50%、大日本インキ化学工業社製): 14質量%
メラミン樹脂(L−145−60、固形分:60%、大日本インキ化学工業社製):
8質量%
2−ブタノン: 70質量%
下引き層2上に、下記のように作製した電荷発生層用塗工液を浸漬塗工法により塗布し、90℃で20分間オーブンで乾燥させることで電荷発生層を形成させた。電荷発生層の平均厚みは、0.2μmであった。平均厚みは、電子顕微鏡よる断面観察で10点測定した平均値である。
−電荷発生層用塗工液の作製−
市販のビーズミル分散機に直径0.5mmのPSZボールを用い、ポリビニルブチラール(BX−1、積水化学工業社製)4質量%を溶解した400質量%の2−ブタノン溶液及び図11のX線回折スペクトルを示すチタニルフタロシアニン8質量%を投入し、ローター回転数1,200rpmにて30分間分散を行い、電荷発生層用塗工液を作製した。
電荷発生層上に、下記の組成を示す電荷輸送層用塗工液を浸漬塗工法により塗布し、120℃で20分間オーブンで乾燥させることで電荷輸送層を形成させた。電荷輸送層の平均厚みは、25μmであった。平均厚みは、渦電流式膜厚計(株式会社フィッシャーインスツルメンツ製、フィッシャースコープ等)で10点測定した平均値である。
−電荷輸送層用塗工液の組成−
ポリカーボネート(Zポリカ、帝人化成社製): 10質量%
上記電荷輸送物質No.14で示される化合物: 10質量%
下記構造式で示される酸化防止剤A: 0.5質量%
下記構造式で示される酸化防止剤B: 0.1質量%
下記構造式で示されるアルキルアミノ基を有する化合物A: 1質量%
シリコーンオイル(1cm2/s(100cSt)、信越化学社製):0.002質量%
テトラヒドロフラン: 100質量%
70ccのガラスポットに直径5mmのアルミナボールを入れ、さらにアルミナフィラー(スミコランダムAA−03、平均一次粒径:0.3μm、住友化学工業社製)8質量%、ポリカルボン酸化合物(低分子量不飽和ポリカルボン酸ポリマー溶液、BYK−P104、不揮発分50%、BYKケミー社製)0.2質量%及びシクロペンタノン8質量%を入れ、ボールミルにより24時間分散(150rpm)を行った。その後、テトラヒドロフラン12質量%を添加して撹拌することによってミルベースを得た。
得られたミルベース3質量%と下記に示した材料とを混合することで最表面層用塗工液を作製した。
−最表面層用塗工液の組成−
・ミルベース 3質量%
・電荷輸送性化合物を有さないラジカル重合性材料(KAYARAD TMPTA、日本化薬製、分子量:296、官能基数:3官能、分子量/官能基数=99): 4質量%
・1官能の電荷輸送性化合物を有するラジカル重合性材料(例示化合物No.54):
4質量%
・光重合開始剤(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製): 0.5質量%
・レベリング剤(ポリエステル変性アクリル基を有するポリジメチルシロキサン溶液、BYK−UV3510、BYKケミー社製): 0.01質量%
・テトラヒドロフラン: 50質量%
スプレー距離:50mm
スプレー移動速度:6mm/s
基体回転速度:140rpm
霧化エア圧:1.0kg/cm2
霧化流量(塗出量):15L/min
最表面層を塗工してから3分間自然乾燥した後、メタルハライドランプを用いて、160W/cm、照射距離:60mm、照射強度:400mW/cm2、照射時間:40秒の条件で温度を約42℃に保ちながら光照射を行い、硬化させた。更に130℃で20分間乾燥を行い、平均厚みが3μmの最表面層を設け、像担持体を作製した。なお、平均厚みは、渦電流式膜厚計(株式会社フィッシャーインスツルメンツ製、フィッシャースコープ等)を用いて10点測定した平均値である。
像担持体の製造例1において、スプレー塗布条件の霧化エア圧を1.0kg/cm2から1.1kg/cm2に代えた以外は、像担持体の製造例1と同様にして、像担持体を作製した。
(像担持体の製造例3)
像担持体の製造例1において、スプレー塗布条件の霧化エア圧を1.0kg/cm2から0.8kg/cm2に代えた以外は、像担持体の製造例1と同様にして、像担持体を作製した。
(像担持体の製造例4)
像担持体の製造例1において、スプレー塗布条件の霧化エア圧を1.0kg/cm2から0.6kg/cm2に代えた以外は、像担持体の製造例1と同様にして、像担持体を作製した。
(像担持体の製造例5)
像担持体の製造例1において、スプレー塗布条件の霧化エア圧を1.0kg/cm2から0.5kg/cm2に代えた以外は、像担持体の製造例1と同様にして、像担持体を作製した。
像担持体の製造例1において、最表面層用塗工液中のテトラヒドロフランを50質量%から20質量%に代えた以外は、像担持体の製造例1と同様にして、像担持体を作製した。
(像担持体の製造例7)
像担持体の製造例6において、スプレー塗布条件の霧化エア圧を1.0kg/cm2から0.9kg/cm2に代えた以外は、像担持体の製造例6と同様にして、像担持体を作製した。
(像担持体の製造例8)
像担持体の製造例6において、スプレー塗布条件の霧化エア圧を1.0kg/cm2から0.7kg/cm2に代えた以外は、像担持体の製造例6と同様にして、像担持体を作製した。
像担持体の製造例1において、最表面層用塗工液中のテトラヒドロフランを50質量%から90質量%に代え、さらにスプレー塗布条件の霧化エア圧を1.0kg/cm2から1.3kg/cm2に代えた以外は、像担持体製造例1と同様にして、像担持体を作製した。
(像担持体の製造例10)
像担持体の製造例1において、像担持体を作製した後に、像担持体100rpmで回転させながら、最表面層の表面を研磨シート(3M社製、粒度5μm)で研磨した以外は、像担持体の製造例1と同様にして、像担持体を作製した。
像担持体の製造例3において、ミルベース中のアルミナフィラー(スミコランダムAA−03、平均一次粒径:0.3μm、住友化学工業社製)をアルミナフィラー(スミコランダムAA−07、平均一次粒径:0.7μm、住友化学工業社製)に代えた以外は、像担持体の製造例3と同様にして、像担持体を作製した。
像担持体の製造例3において、ミルベース中のアルミナフィラー(スミコランダムAA−03、平均一次粒径:0.3μm、住友化学工業社製)をアルミナフィラー(スミコランダムAA−15、平均一次粒径:1.5μm、住友化学工業社製)に代えた以外は、像担持体の製造例3と同様にして、像担持体を作製した。
像担持体の製造例3において、ミルベース中のアルミナフィラー(スミコランダムAA−03、平均一次粒径:0.3μm、住友化学工業社製)をシリカフィラー(KMPX−100、平均一次粒径:0.1μm、信越化学工業社製)に代えた以外は、像担持体の製造例3と同様にして、像担持体を作製した。
像担持体の製造例3において、ミルベース中にフィラーを添加させなかった以外は、像担持体の製造例3と同様にして、像担持体を作製した。
像担持体の製造例3において、最表面層用塗工液に含まれる電荷輸送性構造を有さないラジカル重合性化合物(KAYARAD TMPTA、日本化薬製、分子量:296、官能基数:3官能、分子量/官能基数=99)4質量%を2質量%とし、光重合開始剤(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)0.5質量%を光重合開始剤(2、2−ジメトキシ−1、2−ジフェニルエタン−1−オン、イルガキュア651、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製)1質量%とした以外は、像担持体の製造例3と同様にして、像担持体を作製した。
像担持体の製造例3において、最表面層用塗工液に含まれる電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を1官能性の例示化合物No.54を3質量%と下記構造式で表される2官能性化合物を1質量%とした以外は、像担持体の製造例3と同様にして、像担持体を作製した。
像担持体の製造例3において、最表面層用塗工液を下記の組成で表される最表面層塗工液に代え、光照射による硬化処理を施さず、塗工後に150℃20分の加熱乾燥を行った以外は、像担持体製造例3と同様にして、像担持体を作製した。なお、ポリオールとイソシアネートが反応して硬化し、これが硬化樹脂に相当する。
−最表面層用塗工液−
・上記ミルベース: 3質量%
・イソシアネート:スミジュールHT(HDIアダクト)(住化バイエルン社製)
3質量%
・下記構造式で示されるポリオール1 2質量%
・ポリオール:LZR170(藤倉化成社製) 8質量%
・電荷輸送性重合性化合物A: 10質量%
・テトラヒドロフラン 100質量%
・シクロヘキサノン 30質量%
像担持体の製造例17において、ミルベース中のアルミナフィラー(スミコランダムAA−03、平均一次粒径:0.3μm、住友化学工業社製)を酸化スズフィラー(S−1、平均一次粒径:0.02μm、三菱マテリアル社製)に代え、最表面層塗工液を下記組成の塗工液に変更した以外は、像担持体の製造例17と同様にして、像担持体を作製した。なお、ポリオールとイソシアネートが反応して硬化し、これが硬化樹脂に相当する。
−最表面層用塗工液−
・上記ミルベース: 24質量%
・イソシアネート:スミジュールHT(HDIアダクト)(住化バイエルン社製)
3質量%
・上記構造式で示されるポリオール1 2質量%
・ポリオール:LZR170(藤倉化成社製) 8質量%
・テトラヒドロフラン 100質量%
・シクロヘキサノン 30質量%
像担持体の製造例3において、最表面層用塗工液を下記の組成の最表面層用塗工液に代え、光照射による硬化処理を施さず、塗工後に150℃20分の加熱乾燥を行った以外は、像担持体の製造例3と同様にして、像担持体を作製した。
−最表面層用塗工液−
・像担持体の製造例1で作製したミルベース: 3質量%
・ポリカーボネート(Zポリカ、帝人化成社製): 10質量%
・上記電荷輸送物質No.17で示される化合物: 7質量%
・上記構造式で示されるアルキルアミノ基を有する化合物(化合物A): 1質量%
・上記構造式で示される酸化防止剤B: 0.3質量%
・テトラヒドロフラン: 500質量%
・シクロヘキサノン: 150質量%
像担持体の製造例3において、電荷発生層を下記組成で示される電荷発生層用塗工液を用いて塗工し、また電荷輸送層を下記組成で示される電荷輸送層用塗工液を用いて塗工した以外は、像担持体の製造例3と同様にして、像担持体を作製した。
−電荷発生層用塗工液−
・下記構造式で示される非対称ビスアゾ顔料A: 5質量%
・ポリビニルブチラール(BM−S、積水化学社製): 1.5質量%
・シクロヘキサノン: 250質量%
・2−ブタノン: 100質量%
−電荷輸送層形成用塗工液−
・ポリカーボネート:(Zポリカ、帝人化成社製) 10質量%
・下記構造式で示されるα−フェニルスチルベン誘導体: 7質量%
・シリコーンオイル:(1cm2/s(100cSt)、信越化学社製)
0.002質量%
・テトラヒドロフラン: 100質量%
・上記構造式で示される酸化防止剤B: 0.03質量%
・下記構造式で示される酸化防止剤C: 0.07質量%
像担持体の製造例3において、最表面層用塗工液に含まれる電荷輸送性構造を有するラジカル重合性材料を1官能性の例示化合物No.143に変更した以外は、像担持体の製造例3と同様にして、像担持体を作製した。
像担持体の製造例3において、ミルベース中のアルミナフィラー(スミコランダムAA−03、平均一次粒径:0.3μm、住友化学工業社製)をアルミナフィラー(スミコランダムAA−02、平均一次粒径:0.2μm、住友化学工業社製)に代えた以外は、像担持体の製造例3と同様にして、像担持体を作製した。
像担持体の製造例3において、最表面用塗工液中のミルベースの量を1質量%に変更した以外は、像担持体の製造例3と同様にして、像担持体を作製した。
像担持体の製造例3において、最表面用塗工液中のミルベースの量を4質量%に変更した以外は、像担持体の製造例3と同様にして、像担持体を作製した。
像担持体の製造例1〜24で製造した像担持体の算術平均うねりWa及び輪郭曲線要素の平均長さWSmの測定を行った。測定装置は、東京精密社製、Surfcom1400Dを用い、JIS B 0601:2001規格に準拠して測定を行った。測定長さは、12.5mm、輪郭曲線フィルタλc=0.25mm、輪郭曲線フィルタλf=2.5mm、測定速度は0.60mm/sで、断面曲線を測定し、傾斜補正は最小二乗直線補正を選択した。測定は、像担持体の軸方向に測定を行い、像担持体の中央部、上端から中央部の中央領域、並びに下端から中央部の中央領域の計3領域について測定し、さらに1領域につき周方向に約90度ずつ回転させて計4点測定し、全体で12点の測定を行い、その平均値を採用した。結果を表4に示す。
像担持体の製造例1で製造した像担持体の評価を行うために、像担持体をプロセスカートリッジに装着し、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、定着手段、クリーニング手段、像担持体保護剤供給手段、及び除電手段を搭載したリコー製デジタルフルカラー複写機(タンデム方式)の改造機を用いた。前記帯電手段は、ブラックステーションにスコロトロンチャージャーを用い、マゼンダ、シアン、イエローの各ステーションには近接配置型の帯電ローラを用いた。帯電ローラには、直径10mmの硬質樹脂ローラを用い、像担持体とのギャップを50μmに調整した。帯電条件としては、−600VのDC成分に、AC成分としてVppが3kV、周波数が1.5kHzの正弦波を重畳した交番電界を印加した。また、前記露光手段には、波長が655nmの半導体レーザーを、現像手段に充填されるトナーは平均粒径が約6μmの重合トナーを、転写手段には中間転写ベルトを、クリーニング手段にはブレードを用い、かつブレードは像担持体の回転方向に対してカウンター方向に当接した。また、像担持体保護剤供給手段としては、像担持体保護剤をバー状に固形化したものを用い、図1の如く加圧バネ及びファーブラシを取り付け、像担持体保護剤がファーブラシで掻き取られ、像担持体表面に供給する構成とした。さらに、像担持体保護剤が像担持体表面に付着した後、像担持体保護剤が過剰に付着しないように、また像担持体表面に均一に塗布されるように皮膜形成部材として像担持体保護剤塗布ブレードを設けた。像担持体保護剤塗布ブレードは、像担持体の回転方向に対してトレーリング方向(非カウンター方向)に当接した。なお、像担持体保護剤は、以下のように作製した像担持体保護剤を使用した。
疎水性有機化合物(A)としてステアリン酸亜鉛(ジンクステアレートGF200、株式会社日本油脂社製)70質量%、無機微粒子(B)としてアルミナ(平均一次粒子径:0.3μm、住友化学工業社製)10質量%、無機潤滑剤(C)として二次元の層構造体である窒化ホウ素(水島合金社製)20質量%をワンダーブレンダー(WB−1、大阪ケミカル株式会社)を用いて、25,000rpmの回転速度で合計20秒間混合を行い、像担持体保護剤を得た。
高温環境(27℃、80%RH)で行った初期画像及び60万枚繰り返し試験後の画像について、目視観察により画像品質(画像ボケ)の評価を以下の評価基準で評価した。画像は、ブラック(Bk)とマゼンダ(M)の単色でそれぞれ出力し、それぞれの色について評価した。初期の画像は、いずれも良好で問題は認められなかった。結果を表4に示す。
[評価基準]
◎:画像ボケが全く見られない。
○:拡大観察によりわずかに劣化が認められる。
△:解像度の低下が目視で認識される。
×:顕著な画像ボケが発生している。
低温環境(10℃、15%RH)で行った初期画像及び60万枚繰り返し試験後の画像について、通紙試験後の像担持体表面上における転写残トナーの有無を以下の評価基準で評価した。画像は、ブラック(Bk)とマゼンダ(M)の単色でそれぞれ出力し、それぞれの色について評価した。結果を表4に示す。
[評価基準]
◎:転写残トナーが全く見られない。
○:わずかに認められるが、問題にならないレベルである。
△:クリーニング不良が目視で認められる。
×:クリーニング不良が多発している。
60万枚繰り返し試験後に帯電ローラを取り外し、その汚れ状態を目視にて観察し評価を行った。画像は、マゼンダ(M)の単色で出力し、それぞれの色について評価した。結果を表4に示す。
[評価基準]
◎:帯電ローラの汚染が見られない。
○:帯電ローラがほとんど汚染していない。
△:ローラが明らかに汚染している。
×:帯電ローラ全体が汚染している。
常温環境(23℃、55%RH)で行った初期画像及び60万枚繰り返し試験後の画像について、トナーフィルミングの発生状況の有無を目視で観察し、さらに通紙試験後の像担持体についてもトナーフィルミングの発生状況の有無を目視で観察し、これらの結果から以下の評価基準に基づいて総合的に評価した。画像は、ブラック(Bk)とマゼンダ(M)の単色でそれぞれ出力し、それぞれの色について評価した。結果を表4に示す。
−評価基準−
◎:フィルミングが観られない。
○:フィルミングが数個認められるが、気がつかないレベルである。
△:斑点状欠陥が目視で認められる。
×:斑点状欠陥が多発し、目立っている。
60万枚繰り返し試験後に像担持体の表面を目視で観察し、傷の程度について評価を行った。画像は、ブラック(Bk)とマゼンダ(M)の単色でそれぞれ出力し、それぞれの色について評価した。結果を表4に示す。
[評価基準]
◎:傷が目視で認められない。
○:目視で傷の発生は確認できるが、問題にならないレベルである。
△:明らかに傷が認められ、表面形状が変化したレベルである。
×:傷が非常に目立っており、問題視されるレベルである。
初期の像担持体の厚みから60万枚繰り返し試験後の像担持体の厚みを引いて求めた。像担持体の厚みは渦電流式膜厚計を用いて測定した。
実施例1において、表3、表4に示すように、像担持体の製造例1で製造した像担持体を像担持体の製造例2〜24で製造した像担持体に代えた以外は実施例1と同様にして、クリーニング不良、耐フィルミング性、帯電ローラ汚染、耐傷性、画像ボケ及び摩耗量の評価を行った。結果を表4に示す。また、像担持体の製造例1〜24で製造した像担持体の最表面層の製造条件などは表3に示す。
実施例2において、前記リコー製デジタルフルカラー複写機から像担持体保護剤供給手段を除いた以外は実施例2と同様にしてクリーニング不良、耐フィルミング性、帯電ローラ汚染、耐傷性、耐摩耗性、画像ボケ及び摩耗量の評価を行った。結果を表6に示す。
実施例2において、像担持体保護剤の組成を下記のように代えた以外は、実施例2と同様にしてクリーニング不良、耐フィルミング性、帯電ローラ汚染、耐傷性、耐摩耗性、画像ボケ及び摩耗量の評価を行った。結果を表6に示す。
−像担持体保護剤の組成−
・疎水性有機化合物(A):ステアリン酸亜鉛(ジンクステアレートGF200、株式会社日本油脂社製) 80質量%
・無機微粒子(B):酸化チタン(平均一次粒子径:0.25μm、石原産業社製)
10質量%
・無機潤滑剤(C):窒化ホウ素(水島合金社製) 10質量%
実施例2において、像担持体保護剤の組成を下記のように代えた以外は、実施例2と同様にしてクリーニング不良、耐フィルミング性、帯電ローラ汚染、耐傷性、耐摩耗性、画像ボケ及び摩耗量の評価を行った。結果を表6に示す。
−像担持体保護剤の組成−
・疎水性有機化合物(A):ステアリン酸亜鉛(ジンクステアレートGF200、株式会社日本油脂社製) 60質量%
・無機微粒子(B):アルミナ(平均一次粒子径:0.3μm、住友化学工業社製)
10質量%
・無機潤滑剤(C):板状タルク(三好化成社製) 30質量%
実施例2において、像担持体保護剤の組成を下記のように代えた以外は、実施例2と同様にしてクリーニング不良、耐フィルミング性、帯電ローラ汚染、耐傷性、耐摩耗性、画像ボケ及び摩耗量の評価を行った。結果を表6に示す。
−像担持体保護剤の組成−
・疎水性有機化合物(A):ステアリン酸亜鉛(ジンクステアレートGF200、株式会社日本油脂社製) 50質量%
・疎水性有機化合物(A):ラウリン酸亜鉛(和光純薬社製) 20質量%
・無機微粒子(B):アルミナ(平均一次粒子径:0.3μm、住友化学工業社製)
10質量%
・無機潤滑剤(C):窒化ホウ素(水島合金社製) 20質量%
実施例2において、像担持体保護剤の組成を下記のように代えた以外は、実施例2と同様にしてクリーニング不良、耐フィルミング性、帯電ローラ汚染、耐傷性、耐摩耗性、画像ボケ及び摩耗量の評価を行った。結果を表6に示す。
−像担持体保護剤の組成−
・疎水性有機化合物(A):ステアリン酸亜鉛(ジンクステアレートGF200、株式会社日本油脂社製) 80質量%
・無機微粒子(B):酸化チタン(平均一次粒子径:0.25μm、石原産業社製)
20質量%
実施例2において、像担持体保護剤の組成を下記のように代えた以外は、実施例2と同様にしてクリーニング不良、耐フィルミング性、帯電ローラ汚染、耐傷性、耐摩耗性、画像ボケ及び摩耗量の評価を行った。結果を表6に示す。
−像担持体保護剤の組成−
・疎水性有機化合物(A):ステアリン酸亜鉛(ジンクステアレートGF200、株式会社日本油脂社製) 80質量%
・無機潤滑剤(C):窒化ホウ素(水島合金社製) 20質量%
実施例2において、像担持体保護剤の組成を下記のように代えた以外は、実施例2と同様にしてクリーニング不良、耐フィルミング性、帯電ローラ汚染、耐傷性、耐摩耗性、画像ボケ及び摩耗量の評価を行った。結果を表6に示す。
−像担持体保護剤の組成−
・疎水性有機化合物(A):ステアリン酸亜鉛(ジンクステアレートGF200、株式会社日本油脂社製) 100質量%
実施例2において、像担持体保護剤に含有されるステアリン酸亜鉛を、ラウリン酸亜鉛に変更した以外は、実施例2と同様にしてクリーニング不良、耐フィルミング性、帯電ローラ汚染、耐傷性、耐摩耗性、画像ボケ及び摩耗量の評価を行った。結果を表6に示す。
実施例2において、像担持体保護剤の組成を下記のように代えた以外は、実施例2と同様にしてクリーニング不良、耐フィルミング性、帯電ローラ汚染、耐傷性、耐摩耗性、画像ボケ及び摩耗量の評価を行った。結果を表6に示す。
・疎水性有機化合物(A):ステアリン酸亜鉛(ジンクステアレートGF200、株式会社日本油脂社製) 50質量%
・無機微粒子(B):アルミナ(平均一次粒子径:0.3μm、住友化学工業社製)
10質量%
・無機潤滑剤(C):窒化ホウ素(水島合金社製) 40質量%
実施例2において、像担持体保護剤の組成を下記のように代えた以外は、実施例2と同様にしてクリーニング不良、耐フィルミング性、帯電ローラ汚染、耐傷性、耐摩耗性、画像ボケ及び摩耗量の評価を行った。結果を表6に示す。
・疎水性有機化合物(A):ステアリン酸亜鉛(ジンクステアレートGF200、株式会社日本油脂社製) 70質量%
・無機微粒子(B):アルミナ(平均一次粒子径:0.3μm、住友化学工業社製)
25質量%
・無機潤滑剤(C):窒化ホウ素(水島合金社製) 5質量%
実施例2において、像担持体保護剤の組成を下記のように代えた以外は、実施例2と同様にしてクリーニング不良、耐フィルミング性、帯電ローラ汚染、耐傷性、耐摩耗性、画像ボケ及び摩耗量の評価を行った。結果を表6に示す。
・疎水性有機化合物(A):ステアリン酸亜鉛(ジンクステアレートGF200、株式会社日本油脂社製) 90質量%
・無機微粒子(B):アルミナ(平均一次粒子径:0.3μm、住友化学工業社製)
9.5質量%
・無機潤滑剤(C):窒化ホウ素(水島合金社製) 0.5質量%
実施例2において、像担持体保護剤の組成を下記のように代えた以外は、実施例2と同様にしてクリーニング不良、耐フィルミング性、帯電ローラ汚染、耐傷性、耐摩耗性、画像ボケ及び摩耗量の評価を行った。結果を表6に示す。
・疎水性有機化合物(A):ステアリン酸亜鉛(ジンクステアレートGF200、株式会社日本油脂社製) 40質量%
・無機微粒子(B):アルミナ(平均一次粒子径:0.3μm、住友化学工業社製)
10質量%
・無機潤滑剤(C):窒化ホウ素(水島合金社製) 50質量%
実施例2において、像担持体保護剤の組成を下記のように代えた以外は、実施例2と同様にしてクリーニング不良、耐フィルミング性、帯電ローラ汚染、耐傷性、耐摩耗性、画像ボケ及び摩耗量の評価を行った。結果を表6に示す。
・疎水性有機化合物(A):ステアリン酸亜鉛(ジンクステアレートGF200、株式会社日本油脂社製) 70質量%
・有機微粒子(B):シリコーン樹脂微粒子(平均一次粒子径:1μm以下)
10質量%
・無機潤滑剤(C):窒化ホウ素(水島合金社製) 20質量%
実施例2において、像担持体保護剤の組成を下記のように代えた以外は、実施例2と同様にしてクリーニング不良、耐フィルミング性、帯電ローラ汚染、耐傷性、耐摩耗性、画像ボケ及び摩耗量の評価を行った。結果を表6に示す。
・疎水性有機化合物(A):ステアリン酸亜鉛(ジンクステアレートGF200、株式会社日本油脂社製) 70質量%
・無機微粒子(B):アルミナ(平均一次粒子径:0.3μm、住友化学工業社製) 10質量%
・潤滑剤(C):ワックス添加剤(BYKセラ社製、CERAFLOUR996)
20質量%
2 帯電手段
2a 帯電ローラ
3 露光手段(潜像形成器)
4 現像手段
5 転写手段
6 定着手段
7 転写紙(記録媒体)
8 クリーニング手段
8a クリーニングブレード
8b クリーニング押圧機構
9 除電手段
10 転写材搬送経路
20 像担持体保護剤供給手段
21 像担持体保護剤
22 保護剤供給用部材(ファーブラシ)
23 押圧力付与機構(加圧バネ)
24 保護剤被膜形成機構
24a ブレード
24b ブレード支持体
24c 被膜形成機構の付勢手段
31 金属シャフト
32 スペーサー(ギャップ形成部材)
33 帯電ローラ
34 画像形成領域
35 非画像形成領域
1C、1M、1Y、1K 像担持体
2C、2M、2Y、2K 帯電手段
3C、3M、3Y、3K レーザー光
4C、4M、4Y、4K 現像手段
5C、5M、5Y、5K クリーニング手段
6C、6M、6Y、6K 画像形成要素
11C、11M、11Y、11K 転写ブラシ
101 像担持体
102 帯電手段
103 像露光
104 現像手段
105 記録媒体
106 転写手段
107 クリーニング手段
111 転写搬送ベルト
112 給紙コロ
113 レジストローラ
1001 導電性支持体
1002 感光層
1003 保護層
1011 導電性支持体
1013 保護層
1015 電荷発生層
1016 電荷輸送層
1021 導電性支持体
1022 感光層
1023 保護層
1024 下引き層
1031 導電性支持体
1033 保護層
1034 下引き層
1035 電荷発生層
1036 電荷輸送層
Claims (22)
- 像担持体と、該像担持体表面を帯電させる帯電手段と、前記像担持体表面にトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記像担持体表面に像担持体保護剤を塗布又は付着させる像担持体保護剤供給手段と、を少なくとも有する画像形成装置において、
前記像担持体保護剤が、疎水性有機化合物(A)と、無機微粒子(B)と、無機潤滑剤(C)と、を少なくとも含み、
前記像担持体の最表面層が、硬化樹脂及びフィラーを少なくとも含有し、
前記最表面層の表面形状が、λc輪郭曲線フィルタ0.25mmで粗さ成分を遮断し、λf輪郭曲線フィルタ2.5mmでうねりより長い波長成分を遮断したうねり曲線から得られる算術平均うねりWaが、0.05μm〜0.3μmであり、かつ、輪郭曲線要素の平均長さWSmが、0.5mm〜1.5mmであることを特徴とする画像形成装置。 - 疎水性有機化合物(A)が、脂肪酸金属塩である請求項1に記載の画像形成装置。
- 無機微粒子(B)が、金属酸化物である請求項1から2のいずれかに記載の画像形成装置。
- 無機潤滑剤(C)が、二次元層構造体である請求項1から3のいずれかに記載の画像形成装置。
- 硬化樹脂が、非電荷輸送性重合性化合物と電荷輸送性重合性化合物とを硬化させた樹脂である請求項1から4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 非電荷輸送性重合性化合物は、官能基数が3以上であり、電荷輸送性重合性化合物は、官能基数が1である請求項5に記載の画像形成装置。
- 電荷輸送性重合性化合物及び非電荷輸送性重合性化合物の少なくともいずれかの官能基が、アクリロイルオキシ基及びメタクリロイルオキシ基の少なくともいずれかである請求項5から6のいずれかに記載の画像形成装置。
- 電荷輸送性重合性化合物が、トリアリールアミン構造である請求項5から7のいずれかに記載の画像形成装置。
- フィラーの平均一次粒径が、0.1μm〜1.0μmである請求項1から8のいずれかに記載の画像形成装置。
- フィラーが、アルミナである請求項1から9のいずれかに記載の画像形成装置。
- 像担持体保護剤が、固形化されてなり、像担持体保護剤供給手段が、像担持体表面及び前記像担持体保護剤に接触し、前記像担持体保護剤を間接的に像担持体表面に塗布又は付着させる請求項1から10のいずれかに記載の画像形成装置。
- 現像手段と像担持体保護剤供給手段とが一体化されており、像担持体保護剤が粉末化されてなり、かつ、前記像担持体保護剤が、トナーと混合されることによって、前記像担持体保護剤を像担持体表面に塗布又は付着させる請求項1から10のいずれかに記載の画像形成装置。
- 像担持体表面に塗布又は付着された像担持体保護剤を押圧し、前記像担持体表面に前記像担持体保護剤の皮膜を形成する請求項1から12のいずれかに記載の画像形成装置。
- 像担持体表面に残存したトナーを除去するクリーニング手段をさらに有し、前記クリーニング手段が、ブレード形状を有し、前記像担持体の回転方向に対してカウンター方式で当接されている請求項1から13のいずれかに記載の画像形成装置。
- 帯電手段に用いられる帯電部材が、ローラ方式である請求項1から14のいずれかに記載の画像形成装置。
- ローラ方式の帯電部材が、像担持体に対して近接配置されている請求項15に記載の画像形成装置。
- ローラ方式の帯電部材に交流成分を重畳した電圧を印加して、像担持体に帯電を施す請求項15から16のいずれかに記載の画像形成装置。
- 帯電手段に用いられる帯電部材が、像担持体に対して非接触のスコロトロン方式である請求項1から14のいずれかに記載の画像形成装置。
- 像担持体と、少なくとも帯電手段、現像手段、クリーニング手段、及び像担持体保護剤供給手段を含む画像形成要素を複数配列したタンデム方式である請求項1から18のいずれかに記載の画像形成装置。
- ブラックのトナーを用いて現像を行う画像形成要素には、スコロトロン方式の帯電部材が用いられ、その他のカラーのトナーを用いて現像を行う画像形成要素には、ローラ方式の帯電部材が用いられる請求項19に記載の画像形成装置。
- 像担持体と、少なくとも帯電手段、現像手段、クリーニング手段、像担持体保護剤供給手段より選択される一つ以上の手段とが一体となり、請求項1から20のいずれかに記載の画像形成装置本体に着脱可能であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 像担持体表面を帯電させる帯電工程と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記像担持体表面に像担持体保護剤を塗布又は付着させる像担持体保護剤供給工程と、を少なくとも含む画像形成方法において、
前記像担持体保護剤が、疎水性有機化合物(A)と、無機微粒子(B)と、無機潤滑剤(C)と、を少なくとも含み、
前記像担持体の最表面層が、硬化樹脂及びフィラーを少なくとも含有し、
前記最表面層の表面形状が、λc輪郭曲線フィルタ0.25mmで粗さ成分を遮断し、λf輪郭曲線フィルタ2.5mmでうねりより長い波長成分を遮断したうねり曲線から得られる算術平均うねりWaが、0.05μm〜0.3μmであり、かつ、輪郭曲線要素の平均長さWSmが、0.5mm〜1.5mmであることを特徴とする画像形成方法。
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