JP5594033B2 - 画像形成装置、画像形成装置用プロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
しかしながら、この画像形成装置においてはクリーニングブレードが摩耗した場合に潤滑性物質が固塊状態ですり抜けて現像装置へ混入する為、高画質化を狙った「狭い現像ギャップを設定できないという問題は解消できていない。
0.01μm≦Ra≦1.1μm(1)、 100μm≦Sm≦3000μm(2)
1.5×10-3Sm+0.45≧Ra≧4×10-4Sm−0.6(3)」の発明が開示されている。
(2)前記像担持体の表面層がフィラーを含有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
(3)前記像担持体の表面層が架橋型の表面層であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
(4)前記像担持体の表面層が架橋型の表面層であって、フィラーを含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。
(5)前記架橋型の表面層が、電荷輸送性構造を有する重合性化合物と電荷輸送性構造を有しない3官能以上の重合性モノマーとからなる架橋生成物を含有することを特徴とする請求項3又は4に記載の画像形成装置。
(6)前記潤滑性物質が脂肪酸金属塩を含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の画像形成装置。
(7)像担持体と静電潜像形成手段、露光手段、現像手段、転写手段、及びクリーニング手段よりなる群から選ばれる少なくとも1つとを有し、請求項1〜6のいずれかに記載の画像形成装置に着脱可能であるプロセスカートリッジであって、前記像担持体がその表面に、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(μm)が0.050μm以上0.30μm以下で、かつ、輪郭曲線要素の平均長さWSm(mm)が0.50mm以上1.50mm以下であるうねりを持たせた像担持体であることを特徴とする画像形成装置用プロセスカートリッジ。
本発明は、滑剤塗布、静電潜像形成、トナーによる現像、トナー画像の転写、転写後の像担持体表面クリーニングという操作が繰り返し行われる画像形成装置において以下の特徴を有する。
すなわち本発明の画像形成装置は、「像担持体の表面に潤滑性物質を塗布する滑剤塗布手段を有し、像担持体の表面に、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(μm)が0.050μm以上0.30μm以下でかつ、輪郭曲線要素の平均長さWSm(mm)が0.50mm以上1.50mm以下であるうねりを持たせた担持体を使用し、現像ギャップ0.1mm以上かつ0.5mm以下の現像手段を有し、トナー像転写後の像担持体表面をクリーニングするクリーニングブレード及び/又は滑剤皮膜形成用ブレードを有する」ことを特徴としている。
本発明に係る画像形成装置の構成について以下詳細に説明する。
画像形成装置においては、現像ギャップを狭めることにより現像バイアスの電界を大きくすることができ、画像濃度を高めることができ、さらに画像濃度ムラを低減することが可能となる。例えば、現像ギャップを0.1mm以上かつ0.5mm以下に狭めることができれば画像濃度を高める効果は顕著になる。
像担持体の表面に潤滑性物質を塗布することにより、像担持体の表面の摩擦係数を常に小さい状態で保つことができ、潤滑性が良くなり、ブレードの挙動を安定化させることができ、良好なクリーニング性を得ることができる。しかしながら、長期的な使用によりブレードが劣化し、エッジ部分の摩耗が進んだ場合に、固塊状の潤滑性物質がブレードをすり抜ける場合がある。現像ギャップを上述のように狭めた場合、すり抜けた固塊状の潤滑性物質が現像装置に混入し、現像不良を起こす場合がある。
また、クリーニングブレードは固塊状の潤滑性物質を砕く作用があり、固塊状の潤滑性物質が蓄積するのを防ぐ効果がある。
クリーニングブレードと滑剤皮膜形成用ブレードとを併用することが好ましい。
輪郭曲線要素の平均長さWSmが1.50mmより大きい場合、ブレードの振動数が小さくなり、クリーニング性の効果が低減される。WSm(mm)が0.50mmより小さい場合、ブレードの振動の振幅が小さく、固塊状の潤滑性物質が砕ききれない場合がある。
測定位置や測定数についての制限はないが、測定誤差を少なくするため複数点測定するのが好ましい。例えば円筒状の像担持体では、長手方向の上端、中央、下端の3点、周方向90°おきに4点の計12点の測定を行い、12点の平均値を求めることで測定誤差の少ない値を得ることができる。
また、本発明においては、基準長さ2.5mm、測定長さ12.5mm、測定速度0.60mm/sで測定した。
塗布膜の膜厚は吐出量、スプレーの移動速度、塗工回数で制御するのが好ましい。
また、塗工液を塗膜直後のウェットな状態で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。溶剤を吹き付ける場合、溶剤の種類は任意であるが、吹き付け後、塗膜表面に残らないようにするため沸点の低いものが好ましい。
本発明の画像形成装置においては、前記露光手段によって形成された静電潜像をトナーによって現像し、像担持体上にトナー像を形成する現像手段が設けられている。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、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。現像には、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、本発明においてはいずれも良好に使用できる。また、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、像担持体に接触し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恐れがある。これには、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。
クリーニング工程は、現像手段によって像担持体上に現像されたトナーが、転写手段によって転写媒体に転写され、なお像担持体上に残存したトナーを除去する工程である。これらの残存トナーを像担持体上から除去することが可能であれば如何なる方法を用いても良い。具体的な手段としては、ファーブラシやブレード、その他、磁気ブラシ、静電ブラシ、磁気ローラー等も有効に用いられ、あるいはそれらを組み合わせて用いることも可能である。これらの中でも、本発明においては、クリーニング性の向上やフィルミングの防止効果を得る上で、クリーニング手段として少なくともクリーニングブレードを用いる。但し、クリーニング手段にブラシを併用する場合は、ブラシに潤滑性物質を接触させることにより、クリーニング手段と潤滑性物質供給手段とを一体化して用いることも可能である。クリーニングブレードの材質としては例えばウレタンゴムを用いることができる。
本発明においては、前述のとおり像担持体表面に特定の潤滑性物質を供給する滑剤塗布手段が設けられている。本発明において、像担持体表面に特定の潤滑性物質を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可能である。また、像担持体表面に潤滑性物質が塗布されていることによって、帯電による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可能となる。
クリーニング装置8は、クリーニング部材としてのクリーニングブレード8と、クリーニングブレード押圧機構8bなどから成る。ここでは、クリーニングブレード押圧機構8bとしてコイルバネを例示しているが、これに限定される趣旨ではなく、例えばゴム弾性を有する部材や板バネ、その他の弾性部材でもよい。
図1に本発明の画像形成装置を説明するための概略図を示す。これは一つの代表例であって、これに限定されるものではなく、例えば後述する変形例も本発明にすべて含まれる。図1に示される1は像担持体であり、ドラム形状を示しているが、これに限られるものではなく、例えばシート状やエンドレスベルト状のものであっても良い。2は、帯電手段であり、ローラー帯電方式で示されているが、これに限られるものではなく、例えばコロナ帯電方式等如何なる方式のものでも良い。3は潜像形成器であり、具体的には像担持体上に静電潜像を形成するための露光手段である。また、4は現像装置、5は転写装置、6は定着装置であり、従来公知の如何なる方式のものでも有効に使用できる。8はクリーニング装置であり、クリーニングブレードを示している。9は除電装置、10は転写材搬送経路、30は滑剤塗布装置である。本発明の画像形成装置は、少なくとも特定の像担持体、帯電手段、現像手段、滑剤塗布手段を有しており、さらに静電潜像形成手段として露光手段、転写手段、クリーニング手段、定着手段、除電手段等を必要に応じて備えることができる。また、これ以外の如何なる手段を適宜追加することも可能である。
本発明における帯電手段2としては、従来公知の如何なる帯電手段を用いることができる。例えば、コロトロン、スコロトロン等に代表されるワイヤーに高電圧を印加するコロナ放電方式、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、ローラー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ー帯電方式、ローラー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ー帯電方式、その他ブラシ、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等があり、従来公知のいずれの帯電手段を使用することが可能である。
潜像形成器3としては、像担持体上に静電潜像を形成するための露光手段が挙げられる。露光手段としては、それより照射された光が像担持体の電荷発生物質に吸収されるものであれば如何なる手段をも使用することができる。帯電された像担持体に露光を行い、その光が電荷発生物質に吸収されて電荷対が生成され、その一電荷が表面に移動して表面電荷を打ち消すことによって像担持体表面に静電潜像が形成される。露光手段として用いられる光源としては、上記条件を満たせば、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、ナトリウム灯等を使用することができる。これらの中でも発光ダイオードや半導体レーザーは高速化や装置の小型化の点からも有効であり、本発明の効果をより高める上で最も適している。また、これらの光源は、所望の波長域の光を照射させるために、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等の各種フィルタと組み合わせて用いることもできる。
転写装置5は、像担持体上に形成されたトナー像を転写材(紙などの転写媒体)に転写する装置である。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を使用したり、分離チャージャーを併用したものが効果的である。転写方式としては、上記転写手段を用いて像担持体からトナー像を紙などの転写媒体に直接転写する方式と、像担持体上のトナー像を一度中間転写体に転写し、その後中間転写体から紙などの転写媒体に転写する中間転写方式があり、どちらの方式でも良好に使用することができる。
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。しかし、転写電流が高すぎて像担持体表面がプラスに帯電してしまうと、除電工程でも電位差を消去できず、次サイクルの帯電工程に突入した際、帯電低下を引き起こす恐れがある。
定着装置6は、紙などの転写媒体に転写されたトナー像を加熱及び加圧によって転写媒体上に固定化する装置である。定着させる方法としては、転写媒体にトナーが固定化することが可能であれば、如何なる方法を用いても良い。具体的には加熱及び/又は加圧する方法が挙げられ、加熱ローラーと加圧ローラーの組み合わせや、さらに無端ベルトを組み合わせる方法も用いることができる。
除電装置9は、クリーニング工程で残存トナーが除去されても、像担持体上に静電潜像コントラストが残存していた場合、次サイクルでそのコントラストが残像やゴースト画像として可視化される恐れがあるため、それらを除去する装置である。除電手段としては、そこから照射される光を電荷発生物質が吸収できれば、如何なる手段であってもよい。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、キセノンランプ、水銀灯、蛍光灯、ナトリウム灯等が挙げられ、さらに露光手段で挙げられた光学フィルタと組み合わせて用いても良い。また、光照射方式以外に、逆バイアスを印加して除電する方法もあり、静電疲労を抑制する上では好ましい。
本発明における像担持体の層構成を示す。
本発明における像担持体は、図2に示すように導電性支持体201上に感光層202を設けた構造であり、感光層は単層構造であっても積層構造であってもよい。感光層が単層構造である場合、図2−Aのように感光層202は電荷発生機能と電荷輸送機能を同時に有する層となる。感光層が積層構造の場合には、図2−Bのように電荷発生機能を有する電荷発生層203と、電荷輸送物機能を有する電荷輸送層204とが積層された積層構造となる。感光層が像担持体の表面となる場合には、単層構造では感光層が、積層構造では電荷輸送層が像担持体の表面層(以下、像担持体の表面となる層を「表面層」という。)となるため、感光層又は電荷輸送層の表面にうねりを設けた構造となる。
また本発明は導電性支持体と感光層との間に下引き層を設けてもよく、帯電性の向上や、地肌汚れの抑制などから下引き層を設けた方が好ましい。下引き層の構成は単層でも複数層でもよい。なお、これらの層構成は代表的なものを示したものであって、本発明はこれらの層構成に限定されるものではない。
前記したように本発明における感光層は単層構造でも、積層構造でもよい。
積層構造の場合には、感光層は電荷発生機能を有する電荷発生層と電荷輸送機能を有する電荷輸送層とから構成される。また、単層構造の場合には、感光層は電荷発生機能と電荷輸送機能を同時に有する層である。以下、積層構造の感光層及び単層構造の感光層のそれぞれについて述べる。
(電荷発生層)
電荷発生層は、電荷発生機能を有する電荷発生物質を主成分とする層で、必要に応じてバインダー樹脂を併用することもできる。電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料を用いることができる。
無機系材料には、結晶セレン、アモルファス・セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物や、アモルファス・シリコン等が挙げられる。アモルファス・シリコンにおいては、ダングリングボンドを水素原子、ハロゲン原子でターミネートしたものや、ホウ素原子、リン原子等をドープしたものが良好に用いられる。
有機系材料としては、公知の材料を用いることができる。例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、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、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系または多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。
電荷発生層を形成する方法には、真空薄膜作製法と溶液分散系からのキャスティング法とが大きく挙げられる。真空薄膜作製法には、真空蒸着法、グロー放電分解法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、CVD法等が用いられ、上述した無機系材料、有機系材料が良好に形成できる。溶液分散系からのキャスティング法によって電荷発生層を設けるには、上述した無機系もしくは有機系電荷発生物質を必要ならばバインダー樹脂と共にテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、トルエン、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、アニソール、キシレン、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、酢酸ブチル等の溶媒を用いてボールミル、アトライター、サンドミル、ビーズミル等により分散し、分散液を適度に希釈して塗布することにより、形成できる。また、必要に応じて、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等のレベリング剤を添加することができる。塗布は、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を用いて行なうことができる。
以上のようにして設けられる電荷発生層の膜厚は、0.01〜5μm程度が適当であり、好ましくは0.05〜2μmである。
電荷輸送層は電荷輸送機能を有する層であり、電荷輸送機能を有する電荷輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成する。
電荷輸送物質としては、電子輸送物質、正孔輸送物質及び高分子電荷輸送物質を用いることができる。低分子電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。
電子輸送物質としては、たとえばクロルアニル、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、ジフェノキノン誘導体などの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。
電荷輸送層の塗工に用いられる溶媒としては前記電荷発生層と同様なものが使用できるが、電荷輸送物質及び結着樹脂を良好に溶解するものが適している。これらの溶剤は単独で使用しても2種以上混合して使用しても良い。
電荷輸送層には、必要により可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、を添加することもできる。電荷輸送層に併用できる可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等の一般の樹脂の可塑剤として使用されているものがそのまま使用でき、その使用量は、結着樹脂100質量部に対して0〜30質量部程度が適当である。
電荷輸送層に併用できるレベリング剤としては、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等のシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいはオリゴマーが使用され、その使用量は、結着樹脂100質量部に対して0〜1質量部程度が適当である。
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等の従来公知の材料が使用でき、繰り返し使用に対する静電特性の安定化に有効である。
また、電荷輸送層にはフィラーを添加することもできる。フィラーついては、後述するフィラーを含有した表面保護層の項に記載されるフィラー種、及び表面処理剤を使用することができる。
電荷輸送層の膜厚は、5〜40μm程度が適当であり、好ましくは10〜30μm程度が適当である。また、電荷輸送層の形成には電荷発生層と同様な塗工法が可能である。但し、電荷輸送層が像担持体の表面層となる場合には、表面にうねりを形成するため、既に示したスプレー塗工方法により像担持体の表面にうねりを形成するのが好ましい。
単層構造の感光層は電荷発生機能と電荷輸送機能を同時に有する層で、電荷発生機能を有する電荷発生物質と電荷輸送機能を有する電荷輸送物質と結着樹脂を適当な溶媒に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することによって形成できる。また、必要により可塑剤やレベリング剤等を添加することもできる。電荷発生物質の分散方法、それぞれ電荷発生物質、電荷輸送物質、可塑剤、レベリング剤は前記電荷発生層、電荷輸送層において既に述べたものと同様なものが使用できる。結着樹脂としては、先に電荷輸送層の項で挙げた結着樹脂のほかに、電荷発生層で挙げたバインダー樹脂を混合して用いてもよい。また、先に挙げた高分子電荷輸送物質も使用可能できる。感光層の膜厚は、5〜30μm程度が適当であり、好ましくは10〜25μm程度が適当である。また、感光層の形成には前記電荷発生層と同様な塗工法が可能である。但し、感光層が像担持体の表面層となる場合には、表面にうねりを形成するため、既に示したスプレー塗工方法により像担持体の表面にうねりを形成するのが好ましい。
本発明の像担持体は感光層上に表面保護層を設けてもよく、表面保護層を設けることで機械的耐久性や、潤滑性物質の塗布性を向上させることが可能である。表面保護層の構成はいかなるものでも構わないが、フィラーを含有した表面保護層、架橋樹脂を含有した架橋型の表面保護層、またこれらを組み合わせたものなどが挙げられる。また、表面保護層を設けた場合には、表面保護層が像担持体の表面層となるため、うねり形状を制御しやすいものが好ましい。以下に表面保護層の具体的な例を示すが、本発明に使用できる表面保護層はこれに限定されない。
感光層上にフィラーを含有した表面保護層を設けることで像担持体の機械的耐久性が向上する。またフィラーにより微細な凹凸が形成され、潤滑性物質の塗布性が向上すると共に像担持体の高耐久化することができ、クリーニングブレードの劣化を低減することができる。
フィラー微粒子としては、有機性フィラー、カーボン微粒子、無機性フィラーが使用できる。
有機性フィラー材料としては、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末、シリコーン樹脂粉末、カーボン微粒子などが挙げられる。
カーボン微粒子としては、炭素が主成分の構造を有する粒子のことである。非晶質、ダイヤモンド、グラファイト、無定型炭素、フラーレン、ツェッペリン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン等の構造を有する粒子である。これらの構造の中で水素を含有するダイヤモンド状カーボン若しくは非晶質カーボン構造を有する粒子は、機械的及び化学的耐久性が良好である。水素を含有するダイヤモンド状カーボン若しくは非晶質カーボン膜とは、SP3軌道を有するダイヤモンド構造、SP2軌道を有するグラファイト構造、非晶質カーボン構造などの類似構造が混在した粒子のことである。ダイヤモンド状カーボンもしくは非晶質カーボン微粒子は、炭素だけで構成されるのではなく、水素、酸素、窒素、フッ素、硼素、リン、塩素、臭素、沃素等の他の元素が含有されていてもかまわない。
フィラーはいずれの種類も使用できるが、より強固な膜を形成するため、高硬度な無機フィラーを使用することが好ましい。
なお、本発明におけるフィラーの粒径とは、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。
前記フィラー材料は、少なくとも有機溶剤、さらに必要であれば分散剤とともにボールミル、アトライター、サンドミル、超音波などの従来方法を用いて分散できる。使用されるメディアの材質については、従来使用されているジルコニア、アルミナ、メノウ等のメディアを使用することができるが、フィラーの分散性及び残留電位低減効果の点からアルミナを使用することがより好ましく、耐摩耗性に優れたα型アルミナが特に好ましい。
また表面保護層に使用されるバインダー樹脂についても前記電荷輸送層で示した材料が使用できる。また表面保護層のバインダー樹脂として架橋樹脂を使用することもできる。架橋樹脂については後述する架橋硬化型の表面保護層で説明する。
また表面保護層中には必要により、可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤、光安定化剤、紫外線吸収剤などを添加することも可能である。これらの添加剤は前記電荷輸送層で示した材料が使用することができる。
表面保護層の製膜方法としては、うねりを形成するためスプレー塗工により塗工するのが好ましい。スプレー塗工条件については既に示した方法で塗工を行うのが好ましい。
感光層上に架橋樹脂を含有した架橋型の表面保護層を設けることで膜の機械的耐久性が大幅に向上される。さらに像担持体表面のうねりを長期的に維持することが可能となり、これにより像担持体の高耐久化と、クリーニングブレードの振動を長期的に維持させることができる。長期的な使用が想定される画像形成装置では架橋型の表面保護層を設けることが有効である。
架橋樹脂は、1種または複数の重合性化合物を硬化させて得られる樹脂である。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。重合性化合物とは、上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、硬化とは一般に上記の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。
上記架橋樹脂を得るには、重合性化合物(例えば、モノマーやオリゴマー等)中に重合反応を起こす官能基を有していることが必要である。それらの官能基としては、重合反応を起こす官能基であればいずれのものでも使用可能であるが、一般的には不飽和重合性官能基や開環重合性官能基が知られており、本発明においても有効である。不飽和重合性官能基とは、ラジカルやイオンなどによって不飽和基が重合する反応であり、例えば、C=C、C≡C、C=O、C=N、C≡Nなどの官能基が挙げられる。開環重合性官能基とは、炭素環やオクソ環や窒素ヘテロ環等のひずみを有する不安定な環状構造が、開環すると同時に重合を繰り返し、鎖状高分子を生成する反応であり、イオンが活性種として作用するものが大半である。これらの一例としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基等の炭素−炭素二重結合を有する基、シラノール基、環状エーテル基等の開環重合を起こす基、あるいは2種以上の分子の反応によるものが挙げられる。これらの重合性官能基の中では、重合性官能基として、特にアクリロイルオキシ基やメタクリロイルオキシ基が有用である。
また、硬化反応において、重合性化合物の1分子に有する官能基数は、より多い方が3次元網目構造はより強固になり、3官能以上で特に有効である。これにより、硬化密度が高まり、高硬度でかつ高弾性となり、像担持体の高耐久化や高画質化に有効となる。
3個以上のアクリロイルオキシ基を有する化合物は、例えば水酸基がその分子中に3個以上ある化合物とアクリル酸(塩)、アクリル酸ハライド、アクリル酸エステルを用い、エステル反応あるいはエステル交換反応させることにより得ることができる。また、3個以上のメタクリロイルオキシ基を有する化合物も同様にして得ることができる。また、重合性官能基を3個以上有する単量体中の重合性官能基は、同一でも異なっても良い。
すなわち、本発明において使用する上記重合性化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパンアルキレン変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキシ変性(以後EO変性)トリアクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキシ変性(以後PO変性)トリアクリレート、トリメチロールプロパンカプロラクトン変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンアルキレン変性トリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)、グリセロールトリアクリレート、グリセロールエピクロロヒドリン変性(以後ECH変性)トリアクリレート、グリセロールEO変性トリアクリレート、グリセロールPO変性トリアクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、ジペンタエリスリトールカプロラクトン変性ヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタアクリレート、アルキル化ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、アルキル化ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、アルキル化ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジメチロールプロパンテトラアクリレート(DTMPTA)、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、リン酸EO変性トリアクリレート、2、2、5、5、−テトラヒドロキシメチルシクロペンタノンテトラアクリレートなどが挙げられ、これらは単独又は2種類以上を併用しても差し支えない。
重合性官能基としては、先の重合性化合物で示したものが挙げられ、特にアクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基が有用である。本発明の表面保護層に用いられる電荷輸送性構造を有する重合性化合物としては、官能基がいくつのものでも使用可能であるが、1官能のものが静電特性の安定性や膜質の点からより好ましい。2官能以上の場合は複数の結合で架橋構造中に固定され架橋密度はより高まるが、電荷輸送性構造が非常に嵩高いため層構造の歪みが大きくなり、層の内部応力が高まる原因となる。また、電荷輸送時の中間体構造(カチオンラジカル)が安定して保てず、電荷のトラップによる感度の低下、残留電位の上昇が発生しやすくなる恐れがある。
電荷輸送構造を有する重合性化合物の具体的な例としては、特開2004−302450号公報に記載の材料が挙げられる。
1官能のラジカルモノマーとしては、例えば、2−エチルヘキシルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、3−メトキシブチルアクリレート、ベンジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソアミルアクリレート、イソブチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、フェノキシテトラエチレングリコールアクリレート、セチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、ステアリルアクリレート、スチレンモノマーなどが挙げられる。
2官能の重合性モノマーとしては、例えば、1、3−ブタンジオールジアクリレート、1、4−ブタンジオールジアクリレート、1、4−ブタンジオールジメタクリレート、1、6−ヘキサンジオールジアクリレート、1、6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ビスフェノールA−EO変性ジアクリレート、ビスフェノールF−EO変性ジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレートなどが挙げられる。
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オリゴマーが挙げられる。
また、必要に応じてこの硬化反応を効率よく進行させるために保護層塗布液中に重合開始剤を含有させても良い。
これらの重合開始剤は1種又は2種以上を混合して用いてもよい。重合開始剤の含有量は、重合性を有する総含有物100重量部に対し、0.5〜40重量部、好ましくは1〜20重量部である。
また、レベリング剤としては、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等のシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいはオリゴマー、あるいは重合するための官能基を有するレベリング剤等も有効に使用することができる。それらの使用量は塗工液の総固形分に対し1重量%以下が適当である。多量添加すると、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恐れがある。
本発明の表面保護層にはフィラーを添加することも可能である。架橋樹脂にフィラーを添加することで像担持体の機械的耐久性を飛躍的に向上するともに、像担持体のうねりを長期的に維持し、さらに潤滑性物質の塗布性の向上によりクリーニングブレードの劣化を低減し、高画質化を長期に渡り維持することが可能となる。フィラーの種類については、既に示した材料が架橋樹脂にも適用できる。
このとき用いられる溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール系、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のケトン系、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系、テトラヒドロフラン、ジオキサン、プロピルエーテルなどのエーテル系、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のハロゲン系、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系、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のセロソルブ系などが挙げられる。これらの溶媒は単独又は2種以上を混合して用いてもよい。溶媒による希釈率は組成物の溶解性、塗工法、目的とする膜厚により変わり、任意である。塗布方法は、うねりを形成するため、既に示したとおり、スプレー塗工により塗工するのが好ましい。
本発明の画像形成装置は、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。
この帯電手段(2C、2M、2Y、2K)と現像手段(4C、4M、4Y、4K)の間の像担持体裏面側より、図示しない露光手段からのレーザー光(3C、3M、3Y、3K)が照射され、像担持体(1C、1M、1Y、1K)に静電潜像が形成される。そして、このような像担持体(1C、1M、1Y、1K)を中心とした4つの画像形成要素(6C、6M、6Y、6K)が、転写材搬送手段である転写搬送ベルト(10)に沿って並置されている。転写搬送ベルト(10)は各画像形成ユニット(6C、6M、6Y、6K)の現像手段(4C、4M、4Y、4K)とクリーニング手段(5C、5M、5Y、5K)の間で像担持体(1C、1M、1Y、1K)に当接しており、転写搬送ベルト(10)の像担持体側の裏側に当たる面(裏面)には転写バイアスを印加するための転写ブラシ(11C、11M、11Y、11K)が配置されている。各画像形成要素(6C、6M、6Y、6K)は現像装置内部のトナーの色が異なることであり、その他は全て同様の構成となっている。
図8に示した画像形成装置においては、各現像装置4の動作を切り替えることによって1つの感光体1上に順次複数色のトナーを現像していく。各色のトナー画像は中間転写ベルト26上に重ねて転写され、所定のタイミングで搬送されてきた記録紙Pに一括転写される。重ね画像を一括転写された記録紙Pは図示しない定着装置へ送られて定着され、図示しない排紙トレイへ排出される。
以上に示すような画像形成手段は、複写機、ファクシミリ、プリンター内に固定して組み込まれていてもよく、また、各々の画像形成要素はプロセスカートリッジの形でそれら装置内に組み込まれてもよい。本発明のプロセスカートリッジは、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(μm)が0.050μm以上0.30μm以下で、かつ、輪郭曲線要素の平均長さWSm(mm)が0.50mm以上1.50mm以下であるうねりを持たせた像担持体と、現像ギャップ0.1mm以上かつ0.5mm以下の現像手段と、クリーニングブレードを有するクリーニング手段とを一体化してなり、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジである。一般的な一例として、図9に示すものが挙げられる。
外径60mmのアルミニウムシリンダー上に下記組成の下引き層用塗工液、電荷発生層用塗工液を用いて、浸漬塗工法により順次塗布し、オーブンで乾燥を行い、3.0μmの下引き層と、0.2μmの電荷発生層を形成した。次に下記組成の電荷輸送層用塗工液1を用いて、浸漬塗工法により電荷発生層上に膜厚20μmの電荷輸送層を塗工し、乾燥しないまま、さらにこの上に下記組成の電荷輸送層用塗工液2を用い、スプレー塗工法により膜厚5μmとなるように電荷輸送層を塗工した。スプレー塗工後は10分間の指触乾燥を行い、その後オーブンで乾燥を行い、総膜厚が25μmの電荷輸送層を形成し、像担持体を作製した。スプレー塗工条件は下記に示す。なお、TV−30型粘度計(東機産業社製)で測定した電荷輸送層用塗工液2の粘度は1.8mPa・sであった。また、各層の乾燥条件は、下引き層は120℃、10分、電荷発生層は90℃、20分、電荷輸送層は130℃、20分とした。
酸化チタンA: 70部
(CR−EL、平均一次粒径:約0.25μm、石原産業社製)
酸化チタンB: 20部
(PT−401M、平均一次粒径:約0.07μm、石原産業社製)
アルキッド樹脂: 14部
(ベッコライトM6401−50、固形分:50%、大日本インキ化学工業社製)
メラミン樹脂: 8部
(L−145−60、固形分:60%、大日本インキ化学工業社製)
2−ブタノン: 70部
下記構造式(I)のチタニルフタロシアニン: 8部
(BX−1、積水化学工業社製)
2−ブタノン: 400部
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を溶解した2−ブタノン溶液及び上記チタニルフタロシアニンを投入し、ローター回転数1200rpmにて30分間分散を行い、電荷発生層用塗工液を作製した。
ビスフェノールZポリカーボネート: 10部
(パンライトTS−2050、帝人化成製)
下記構造式(II)の低分子電荷輸送物質: 7部
1%シリコーンオイルのテトラヒドロフラン溶液: 0.2部
(KF50−100CS、信越化学工業製)
ビスフェノールZポリカーボネート: 10部
(パンライトTS−2050、帝人化成製)
構造式(II)の低分子電荷輸送物質: 7部
構造式(III)の酸化防止剤: 1部
テトラヒドロフラン: 470部
1%シリコーンオイルのテトラヒドロフラン溶液: 0.2部
(KF50−100CS、信越化学工業製)
スプレー距離 :50mm
吐出量 :4cc/min
スプレー移動速度 :6mm/s
ドラム回転速度 :140rpm
霧化エア圧 :0.5kgf/cm2
霧化エア流量 :12.5L/min
塗工回数 :4回
スプレー塗工条件の霧化エア圧を0.7kgf/cm2、霧化エア流量を13L/minに変更した以外は、すべて像担持体製造例1と同様にして像担持体を作製した。
スプレー塗工条件の霧化エア圧を0.9kgf/cm2、霧化エア流量を14L/minに変更した以外は、すべて像担持体製造例1と同様にして像担持体を作製した。
スプレー塗工条件の霧化エア圧を1.2kgf/cm2、霧化エア流量を15.5L/minに変更した以外は、すべて像担持体製造例1と同様にして像担持体を作製した。
スプレー塗工条件の霧化エア圧を1.5kgf/cm2、霧化エア流量を17L/minに変更した以外は、すべて像担持体製造例1と同様にして像担持体を作製した。
像担持体製造例1と同様に電荷発生層まで塗工した。次に像担持体製造例1の電荷輸送層用塗工液1を用いて、浸漬塗工法により電荷発生層上に膜厚25μmの電荷輸送層を塗布し、スプレー塗工は行わず、120℃20分の乾燥を行い、像担持体を作製した。
像担持体製造例1と同様にして電荷発生層まで塗工した。次に下記組成の電荷輸送層用塗工液3を用いて、浸漬塗工法により電荷発生層上に膜厚20μmの電荷輸送層を塗工し、乾燥しないまま、さらにこの上に下記組成の電荷輸送層用塗工液4を用い、スプレー塗工法により膜厚5μmとなるように電荷輸送層を塗工した。スプレー塗工後は10分間の指触乾燥を行い、その後オーブンで乾燥を行い、総膜厚が25μmの電荷輸送層を形成し、像担持体を作製した。電荷輸送層用塗工液に添加しているミルベースは下記に示す方法で作製した。スプレー塗工条件は下記に示す。なお、電荷輸送層用塗工液4の粘度は1.9mPa・sであった。また、各層の乾燥条件は、下引き層は120℃、10分、電荷発生層は90℃、20分、電荷輸送層は130℃、20分とした。
ビスフェノールZポリカーボネート: 9部
(パンライトTS−2050、帝人化成製)
構造式(II)の低分子電荷輸送物質: 7部
構造式(III)の酸化防止剤: 1部
テトラヒドロフラン: 78部
1%シリコーンオイルのテトラヒドロフラン溶液: 0.2部
(KF50−100CS、信越化学工業製)
ミルベース 3部
ビスフェノールZポリカーボネート: 9部
(パンライトTS−2050、帝人化成製)
構造式(II)の低分子電荷輸送物質: 7部
構造式(III)の酸化防止剤: 1部
テトラヒドロフラン: 468部
1%シリコーンオイルのテトラヒドロフラン溶液: 0.2部
(KF50−100CS、信越化学工業製)
ミルベース 3部
ミルベースは、70ccのガラスポットにφ5mmのアルミナボールを入れ、さらに下記のフィラー、ポリカルボン酸化合物及びシクロペンタノン、テトラヒドロフランを入れ、ボールミルにより24時間のフィラー分散(150rpm)を行い、ミルベースを作製した。
アルミナフィラー: 8部
(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)
ポリカルボン酸化合物: 0.2部
(BYK−P104、BYKケミー社製)
シクロペンタノンン: 8部
テトラヒドロフラン: 12部
スプレー距離 :50mm
吐出量 :4cc/min
スプレー移動速度 :6mm/s
ドラム回転速度 :140rpm
霧化エア圧 :0.5kgf/cm2
霧化エア流量 :12L/min
塗工回数 :4回
スプレー塗工条件の霧化エア圧を0.7kgf/cm2、霧化エア流量を13L/minに変更した以外は、すべて像担持体製造例7と同様にして像担持体を作製した。
スプレー塗工条件の霧化エア圧を0.9kgf/cm2、霧化エア流量を14L/minに変更した以外は、すべて像担持体製造例7と同様にして像担持体を作製した。
スプレー塗工条件の霧化エア圧を1.2kgf/cm2、霧化エア流量を15.5L/minに変更した以外は、すべて像担持体製造例7と同様にして像担持体を作製した。
スプレー塗工条件の霧化エア圧を1.5kgf/cm2、霧化エア流量を17L/minに変更した以外は、すべて像担持体製造例7と同様にして像担持体を作製した。
像担持体製造例3と同様に電荷発生層まで塗工した。次に像担持体製造例7の電荷輸送層用塗工液3を用いて、浸漬塗工法により電荷発生層上に膜厚25μmの電荷輸送層を塗布し、スプレー塗工は行わず、120℃20分の乾燥を行い、像担持体を作製した。
像担持体製造例1と同様にして電荷発生層まで塗工した。電荷輸送層用塗工液を下記処方にし、浸漬塗工法により、電荷発生層上に塗工した。電荷輸送層の膜厚は20μmとした。
(電荷輸送層用塗工液)
ビスフェノールZポリカーボネート: 10部
(パンライトTS−2050、帝人化成製)
構造式(II)の低分子電荷輸送物質: 10部
構造式(III)の酸化防止剤: 1部
テトラヒドロフラン: 80部
1%シリコーンオイルのテトラヒドロフラン溶液: 0.2部
(KF50−100CS、信越化学工業製)
表面保護層用塗工液1を電荷輸送層上に、スプレー塗工法により膜厚5μmとなるように塗工した。スプレー塗工条件は下記に示す。塗工後は5分間の指触乾燥を行い、150℃20分の乾燥行い、像担持体を作製した。
(ミルベース)
アルミナフィラー: 8部
(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)
ポリカルボン酸化合物: 0.2部
(BYK−P104、BYKケミー社製)
シクロヘキサノン: 8部
テトラヒドロフラン: 12部
構造式(II)の電荷輸送物質: 3部
ビスフェノールZポリカーボネート: 4部
ミルベース: 3部
テトラヒドロフラン: 180部
シクロヘキサノン: 90部
スプレー距離 :50mm
吐出量 :6cc/min
スプレー移動速度 :6mm/s
ドラム回転速度 :140rpm
霧化エア圧 :0.5kgf/cm2
霧化エア流量 :12L/min
塗工回数 :3回
スプレー塗工条件の霧化エア圧を0.6kgf/cm2、霧化エア流量を12.5L/minに変更した以外は、すべて像担持体製造例13と同様にして像担持体を作製した。
スプレー塗工条件の霧化エア圧を0.9kgf/cm2、霧化エア流量を14L/minに変更した以外は、すべて像担持体製造例13と同様にして像担持体を作製した。
スプレー塗工条件の霧化エア圧を1.1kgf/cm2、霧化エア流量を15L/minに変更した以外は、すべて像担持体製造例13と同様にして像担持体を作製した。
スプレー塗工条件の霧化エア圧を1.5kgf/cm2、霧化エア流量を17L/minに変更した以外は、すべて像担持体製造例13と同様にして像担持体を作製した。
像担持体製造例13と同様にして電荷輸送層まで塗工した。次に表面保護層用塗工液1のテトラヒドロフランを20部、シクロヘキサノンを10部として表面保護層用塗工液2を作製し、この表面保護層用塗工液2を用いて浸漬塗工法により膜厚5μmの表面保護層を塗布し、150℃20分の乾燥を行い、像担持体を作製した。
像担持体製造例13と同様に電荷輸送層まで塗工した。次に下記処方の表面保護層用塗工液3を作製し、電荷輸送層上にスプレー塗工法により膜厚5μmとなるように塗工した。スプレー塗工条件は以下に示す。塗工後は2分間の指触乾燥を行い、Fusion社製UV照射装置に600mW/cm2で60秒のUV照射を行った。UV照射後は、130℃20分の乾燥行い、像担持体を作製した。なお表面保護層用塗工液1の粘度は0.9mPa・sであった。
下記構造式(IV)の電荷輸送性構造を有する重合性化合物:10部
トリメチロールプロパントリアクリレート
(日本化薬製、KAYARAD
TMPTA、官能基数:3官能)
光重合開始剤: 1部
イルガキュア184(日本化薬製、分子量:204)
テトラヒドロフラン: 120部
スプレー距離 :50mm
吐出量 :4.0cc/min
スプレー移動速度 :6mm/s
ドラム回転速度 :140rpm
霧化エア圧 :0.5kgf/cm2
霧化エア流量 :12L/min
塗工回数 :1回
スプレー塗工条件の霧化エア圧を0.6kgf/cm2、霧化エア流量を12.5L/minに変更した以外は、すべて像担持体製造例19と同様にして像担持体を作製した。
スプレー塗工条件の霧化エア圧を1.0kgf/cm2、霧化エア流量を14.5L/minに変更した以外は、すべて像担持体製造例19と同様にして像担持体を作製した。
スプレー塗工条件の霧化エア圧を1.2kgf/cm2、霧化エア流量を15.5L/minに変更した以外は、すべて像担持体製造例19と同様にして像担持体を作製した。
スプレー塗工条件の霧化エア圧を1.5kgf/cm2、霧化エア流量を17L/minに変更した以外は、すべて像担持体製造例19と同様にして像担持体を作製した。
像担持体製造例19と同様にして電荷輸送層まで塗工した。次に像担持体製造例19の表面保護層用塗工液3のテトラヒドロフランを20部として表面保護層用塗工液4を作製し、この表面保護層用塗工液4を用いてリング塗工法により膜厚5μmの表面保護層を塗布し、130℃20分の乾燥を行い、像担持体を作製した。
像担持体製造例19と同様に電荷発生層まで塗工した。電荷輸送層の低分子電荷輸送物質を下記構造式(V)の低分子電荷輸送物質に変更し膜厚20μmの電荷輸送層を塗工した以外は、すべて像担持体製造例19と同様にして電荷輸送層まで塗工した。
アルミナフィラー: 8部
(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)
ポリカルボン酸化合物: 0.2部
(BYK−P104、BYKケミー社製)
シクロペンタノン: 8部
テトラヒドロフラン: 12部
下記構造式(VI)の電荷輸送性構造を有する重合性化合物: 10部
トリメチロールプロパントリアクリレート
(日本化薬製、KAYARAD TMPTA、官能基数:3官能)
ミルベース: 3部
光重合開始剤: 1部
(イルガキュア184 チバスペシャリティケミカルズ製)
テトラヒドロフラン: 120部
表面保護層用塗工液5を電荷輸送層上にスプレー塗工法により膜厚5μmとなるように塗工した。スプレー塗工条件は以下に示す。塗工後は2分間の指触乾燥を行い、Fusion社製UV照射装置に600mW/cm2で60秒のUV照射を行った。UV照射後は、130℃20分の乾燥を行い、像担持体を作製した。
スプレー距離 :50mm
吐出量 :4.0cc/min
スプレー移動速度 :6mm/s
ドラム回転速度 :140rpm
霧化エア圧 :0.5kgf/cm2
霧化エア流量 :12L/min
塗工回数 :1回
スプレー塗工条件の霧化エア圧を0.6kgf/cm2、霧化エア流量を12.5L/minに変更した以外は、すべて像担持体製造例25と同様にして像担持体を作製した。
スプレー塗工条件の霧化エア圧を0.9kgf/cm2、霧化エア流量を14L/minに変更した以外は、すべて像担持体製造例25と同様にして像担持体を作製した。
スプレー塗工条件の霧化エア圧を1.2kgf/cm2、霧化エア流量を15.5L/minに変更した以外は、すべて像担持体製造例25と同様にして像担持体を作製した。
スプレー塗工条件の霧化エア圧を1.5kgf/cm2、霧化エア流量を17L/minに変更した以外は、すべて像担持体製造例25と同様にして像担持体を作製した。
像担持体製造例25と同様にして電荷輸送層まで塗工した。次に像担持体製造例25の表面保護層用塗工液のテトラヒドロフランを20部として表面保護層用塗工液6を作製し、この表面保護層用塗工液6を用いてリング塗工法により膜厚5μmの表面保護層を塗布し、130℃20分の乾燥を行い、像担持体を作製した。
像担持体製造例6と同様にして電荷輸送層まで塗工した。次にラッピングフィルム(粒度5ミクロン 住友3M社製)にて像担持体表面を10分間研磨し、像担持体を作製した。
像担持体製造例12と同様にして電荷輸送層まで塗工した。次にラッピングフィルム(粒度5ミクロン 住友3M社製)にて像担持体表面を10分間研磨し、像担持体を作製した。
像担持体製造例18と同様にして表面保護層まで塗工した。次にラッピングフィルム(粒度5ミクロン 住友3M社製)にて像担持体表面を10分間研磨し、像担持体を作製した。
像担持体製造例24と同様にして表面保護層まで塗工した。次にラッピングフィルム(粒度5ミクロン 住友3M社製)にて像担持体表面を10分間研磨し、像担持体を作製した。
像担持体製造例30と同様にして表面保護層まで塗工した。次にラッピングフィルム(粒度5ミクロン 住友3M社製)にて像担持体表面を10分間研磨し、像担持体を作製した。
以上のようにして作製され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、基準長さ2.5mm、輪郭曲線フィルタλc=0.25(mm)、輪郭曲線フィルタλf=2.5(mm)、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℃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2に示す。
また、今回の評価ではクリーニングブレード、潤滑性物質塗布ブレードは100000枚の通紙を行い、劣化したものを使用した。
クリーニング不良は、図9のようなA3画像を出力し、クリーニング不良により発生するスジ状汚れを評価した。なお、評価基準を表1に示す。
濃度低下は、画像面積率100%のA3画像を出力し。A3画像の主走査方向3点、副走査方向に6点の合計18点の画像濃度を測定し、その平均値を画像濃度を評価した。画像濃度測定にはX−Lite938(アムテック社製)を使用した。
濃度ムラは、2ドットハーフトーンのA3画像を出力し、A3画像の主走査方向3点、副走査方向に6点の合計18点の画像濃度を測定し、最大と最小の画像濃度差を評価した。
評価結果を表2に示す。
像担持体製造例3の像担持体を用い、かつ上記装置の現像ギャップを0.1mmとした以外は全て上記と同様にして評価を行った。評価結果を表3に示す。
像担持体製造例3の像担持体を用い、かつ上記装置の現像ギャップを0.2mmとした以外は全て上記と同様にして評価を行った。評価結果を表3に示す。
像担持体製造例3の像担持体を用い、かつ上記装置の現像ギャップを0.4mmとした以外は全て上記と同様にして評価を行った。評価結果を表3に示す。
像担持体製造例3の像担持体を用い、かつ上記装置の現像ギャップを0.5mmとした以外は全て上記と同様にして評価を行った。評価結果を表3に示す。
像 担持体製造例3の像担持体を用い、かつ上記装置の現像ギャップを0.6mmとした以外は全て上記と同様にして評価を行った。評価結果を表3に示す。
像担持体製造例3の像担持体を用い、かつ上記装置の現像ギャップを0.7mmとした以外は全て上記と同様にして評価を行った。評価結果を表3に示す。
像担持体製造例3の像担持体を用い、かつ上記装置の現像ギャップを0.3mmとし、かつ潤滑性物質塗布装置を取り除いた以外は全て上記と同様にして評価を行った。評価結果を表3に示す。
像担持体製造例3の像担持体を用い、かつ上記装置の現像ギャップを0.5mmとし、かつ潤滑性物質塗布装置を取り除いた以外は全て上記と同様にして評価を行った。評価結果を表3に示す。
像担持体製造例3の像担持体を用い、かつ上記装置の現像ギャップを0.6mmとし、かつ潤滑性物質塗布装置を取り除いた以外は全て上記と同様にして評価を行った。評価結果を表3に示す。
像担持体製造例27の像担持体を用い、かつ上記装置の現像ギャップを0.2mmとした以外は全て上記と同様にして評価を行った。評価結果を表3に示す。
像担持体製造例27の像担持体を用い、かつ上記装置の現像ギャップを0.4mmとした以外は全て上記と同様にして評価を行った。評価結果を表3に示す。
像担持体製造例27の像担持体を用い、かつ上記装置の現像ギャップを0.5mmとした以外は全て上記と同様にして評価を行った。評価結果を表3に示す。
像担持体製造例27の像担持体を用い、かつ上記装置の現像ギャップを0.6mmとした以外は全て上記と同様にして評価を行った。評価結果を表3に示す。
1 像担持体(感光体)
2 帯電手段
2a 帯電ローラ
3 潜像形成器(露光装置)
4 現像装置
5 転写装置
6 定着装置
8 クリーニング装置
9 除電装置
10 転写材搬送経路
30 滑剤塗布装置
31 ファーブラシ(潤滑性物質塗布手段)
32 潤滑性物質
33 加圧バネ(押圧力付与機構)
201 導電性支持体
202 感光層
203 電荷発生層
204 電荷輸送層
205 表面保護層
A スプレーガン
B 基体
1 像担持体(感光体)
4 現像装置
52 現像ローラー
53 ドクターブレード
54 攪拌スクリュー
55 トナー補給ローラー
56 現像剤攪拌槽
57 トナー収容槽
X 現像ギャップ
1 像担持体
8 クリーニング装置
8a クリーニングブレード
8b クリーニングブレード押圧機構
20 潤滑性物質(保護剤)供給装置
21 潤滑性物質(保護剤)
22 潤滑性物質(保護剤)供給部材(ファーブラシ)
23 押圧力付与機構(加圧バネ)
24 潤滑性物質皮膜被膜形成機構
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(コイルバネ)
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
12 定着装置
13 転写紙
14 給紙コロ
15 レジストローラ
16 転写搬送ベルト
1 像担持体(感光体)
2 潜像形成器(露光装置)
4 現像装置
6 クリーニング手段
7 帯電手段
26 中間転写ベルト
28 転写ローラ
100 画像形成装置
101 感光体
102 帯電手段
103 露光手段
104 現像手段
105 受像紙
107 クリーニング手段
106 転写手段
Claims (7)
- 像担持体と、該像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該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手段と、該可視像を記録媒体に転写する転写手段と、転写後の像担持体表面の残留付着物をクリーニングするクリーニング手段と、像担持体表面に潤滑性物質を塗布する滑剤塗布手段と、を少なくとも有する画像形成装置において、該像担持体はその表面に、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(μm)が0.050μm以上0.30μm以下で、かつ、輪郭曲線要素の平均長さWSm(mm)が0.50mm以上1.50mm以下であるうねりを有する像担持体であり、該現像手段は、現像ギャップ0.1mm以上かつ0.5mm以下の現像手段を有し、該クリーニング手段または該滑剤塗布手段には、クリーニングブレード及び/又は滑剤皮膜形成用ブレードを有することを特徴とする画像形成装置。
- 前記像担持体の表面層がフィラーを含有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記像担持体の表面層が架橋型の表面層であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記像担持体の表面層が架橋型の表面層であって、フィラーを含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記架橋型の表面層が、電荷輸送性構造を有する重合性化合物と電荷輸送性構造を有しない3官能以上の重合性モノマーとからなる架橋生成物を含有することを特徴とする請求項3又は4に記載の画像形成装置。
- 前記潤滑性物質が脂肪酸金属塩を含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の画像形成装置。
- 像担持体と静電潜像形成手段、露光手段、現像手段、転写手段、及びクリーニング手段よりなる群から選ばれる少なくとも1つとを有し、請求項1〜6のいずれかに記載の画像形成装置に着脱可能であるプロセスカートリッジであって、前記像担持体がその表面に、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(μm)が0.050μm以上0.30μm以下で、かつ、輪郭曲線要素の平均長さWSm(mm)が0.50mm以上1.50mm以下であるうねりを持たせた像担持体であることを特徴とする画像形成装置用プロセスカートリッジ。
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