JP5884438B2 - 電子写真感光体、並びにそれを用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> 支持体と、該支持体上に、少なくとも感光層及び表面保護層を有してなり、
前記表面保護層がレゾール型フェノール樹脂を含有し、
前記表面保護層の表面は複数の凹構造を有し、
凹構造は最長径が1〜3μm、かつ最大深さが10〜50nmであり、
任意の凹構造は、その3μm以内に少なくとも1つの近接する凹構造を有する
ことを特徴とする電子写真感光体。
<2> 表面保護層が、フィラーを含有することを特徴とする<1>に記載の電子写真感光体。
<3> 表面保護層の膜厚が、2〜5μmであることを特徴とする<1>又は<2>に記載の電子写真感光体。
<4> <1>から<3>のいずれかに記載の電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、転写手段、及び除電手段から選択される少なくとも一つの手段とを有し、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。
<5> 電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、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手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、前記電子写真感光体が、<1>から<3>のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置。
<6> 前記画像形成装置が、転写手段の後に電子写真感光体上のトナーを除去するクリーニング手段を有さないクリーナーレス画像形成装置であることを特徴とする<5>記載の画像形成装置。
本発明の電子写真感光体は、例えばレーザープリンタ、ダイレクトデジタル製版機、直接又は間接の電子写真多色画像現像方式を用いたフルカラー複写機、フルカラーレーザープリンター、CRTプリンタ、LEDプリンタ、液晶プリンタ、レーザー製版、及びフルカラー普通紙ファックスなどに幅広く用いることができる。
本発明により、微細な凹構造を有する硬化型表面保護層を形成することで、耐摩耗性の向上と共に、長期に亘って高離型性を得られ、優れた画質を維持できる電子写真感光体を実現することが可能となるものである。
本発明の電子写真感光体は、支持体と、該支持体上に、少なくとも感光層及び表面保護層を有してなり、更に必要に応じてその他の層を有してなる。
前記表面保護層の表面は複数の凹構造を有し、凹構造の最長径が1〜3μm、かつ最大深さが10〜50nmであり、任意の凹構造は、その3μm以内に少なくとも1つの近接する凹構造を有する。
その形状は、分子間力顕微鏡を用いて任意の異なる3箇所について10μm四方の形状測定を行い、その平均値を求めることで、測定することが可能である。
ここで、図4に示すように、最長径とは感光体表面に存在する個々の凹部を上方から観察した際に計測できる個々の凹部の長径の中で最長の長径をいう。更に任意の凹構造が最も近隣に存在する凹構造との間の距離は、表面が平滑な部分の最小距離であり、最近接凹間距離として表す。更に10μm四方の形状測定において凹構造が存在せず、平滑な部分の高さ平均値を基準表面とし、また図5に示すように最大深さは個々の凹部の基準表面からの深さの中で一番深い深さを最大深さとした。
上記レゾール型フェノール樹脂はメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール系溶媒を用いた塗料の形態で、感光体表面保護層として成膜するが、塗料の固形分を10〜25wt%に希釈して用いることで、表面保護層の膜中に溶媒を多く含んだ状態で形成されるため、フェノール樹脂同士の運動性が高くなり、架橋や凹構造を形成しやすくなり、かつ適度な凹構造の深さを形成することが可能となる。
また、表面保護層の膜厚は2〜5μmが好ましい。前記膜厚が、2μm未満であると、膜中の溶媒が蒸発しやすくなるため、表面保護層中の溶媒量が少ない状態で架橋反応を起こし、表面に凹構造を形成することが困難である。また膜厚が5μmを超えると、電荷輸送性の悪化から画像の再現性が低下する問題がある。
前記、レゾール型フェノール樹脂は加熱反応によって、硬化膜を形成するが、硬化反応を効率よく進行させるために硬化剤を併用してもよい。
硬化剤としては、塩酸、硫酸、リン酸などの無機酸、ギ酸、酢酸、乳酸、パラトルエンスルホン酸、フェノールスルホン酸、キシレンスルホン酸などの有機酸等が挙げられる。
前記硬化剤の含有量は、フェノール樹脂100質量部に対し、0.1質量部〜10質量部が好ましく、0.5質量部〜5質量部がより好ましい。
前記表面保護層は、レゾール型フェノール樹脂を含有し、表面保護層の表面は複数の凹構造を有し、凹構造の最長径が1〜3μm、かつ最大深さが10〜50nmであり、任意の凹構造は、その3μm以内に少なくとも1つの近接する凹構造を有するものであるが、これら成分以外に、耐摩耗性の向上を目的としてフィラーを含有させることが好ましい。
前記有機性フィラーとしては、例えばポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂粉末;シリコーン樹脂粉末、a−カーボン粉末などが挙げられる。前記無機フィラーとしては、例えば銅、スズ、アルミニウム、インジウム等の金属粉末;シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、酸化ジルコニウム、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、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等の金属酸化物;フッ化錫、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウム等の金属フッ化物;チタン酸カリウム、窒化硼素などが挙げられる。これらの中でも、フィラーの硬度の点から無機フィラーを用いることが耐摩耗性の向上に対し有利である。
前記フィラーは、少なくとも一種の表面処理剤で表面処理させることが可能であり、そうすることがフィラーの分散性の面から好ましい。フィラーの分散性の低下は残留電位の上昇だけでなく、塗膜の透明性の低下や塗膜欠陥の発生、更には耐摩耗性の低下をも引き起こすため、高耐久化あるいは高画質化を妨げる大きな問題に発展する可能性がある。
前記表面処理剤の使用量については、用いるフィラーの平均一次粒径によって異なるが、フィラー100質量部に対して3質量部〜30質量部が好ましく、5質量部〜20質量部がより好ましい。表面処理量がこれよりも少ないとフィラーの分散効果が得られず、また多すぎると残留電位の著しい上昇を引き起こすことがある。
導電性フィラーとしては、前述のように、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム等の既知のフィラーが挙げられる。
溶媒としては、前述のように、レゾール型フェノール樹脂の溶解に有効なメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール系溶媒を含む。
また、感光層と表面保護層との接着性を向上させるため、感光層の表面の溶解性が高い溶媒を混合することも有用であり、一例として、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサン、プロピルエーテル等のエーテル系溶媒;ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン系溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒;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等のセロソルブ系溶媒、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
塗布方法は、例えば浸漬塗工法、スプレーコート法、ビードコート法、リングコート法などにより行うことができる。
本発明の電子写真感光体の層構造について図面に基づいて説明する。
図6は、本発明の電子写真感光体の一例を表す断面図であり、支持体201上に、電荷発生機能と電荷輸送機能を同時に有する感光層202が設けられた単層構造の表面に、表面保護層203を設けた構成を示したものである。
図7は、支持体201上に、電荷発生機能を有する電荷発生層204と、電荷輸送機能を有する電荷輸送層205とが積層された積層構造の表面に、表面保護層203を設けた構成を示したものである。
前記支持体としては、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、白金等の金属;酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を蒸着法、又はスパッタリング法により、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいはアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等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後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理を施した管などを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支持体として用いることができる。
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;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等の金属酸化物粉体などが挙げられる。また、同時に用いられる結着樹脂としては、例えばポリスチレン樹脂、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、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、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樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルトルエン樹脂、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。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記溶剤としては、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、トルエンなどが挙げられる。
更に、適当な円筒基体上に、例えばポリ塩化ビニル、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、テフロン(登録商標)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てなるものも、支持体として良好に用いることができる。
前記感光層は、積層構造でも単層構造でもよい。
前記感光層が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、前記感光層が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説明する。
(1)電荷発生層
前記電荷発生層は、少なくとも電荷発生物質を含有してなり、バインダー樹脂、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記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。
無機系材料としては、例えば、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、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。
前記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。
前記電子輸送物質としては、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、ジフェノキノン誘導体などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記正孔輸送物質としては、例えば、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、9−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、ブタジェン誘導体、ピレン誘導体等、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体等、その他公知の材料が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記真空薄膜作製法としては、例えば、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法等が用いられる。
前記キャスティング法としては、前記無機系もしくは有機系電荷発生物質、必要に応じてバインダー樹脂を、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うことができる。
前記電荷発生層の厚みは、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、0.01μm〜5μmが好ましく、0.05μm〜2μmがより好ましい。
前記電荷輸送層は、電荷輸送機能を有する層であり、少なくとも電荷輸送物質及び結着樹脂が含有されるものが一般的である。
前記電荷輸送物質としては、前記電荷発生層について記載する箇所に記載した電子輸送物質、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。特に高分子電荷輸送物質を用いることは、表面保護層塗工時の下層の溶解性の低減効果を示し、とりわけ有用である。
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース、エチルセルロース、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、アルキッド樹脂等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記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よい。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。
前記可塑剤としては、例えば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30質量部以下が好ましい。
前記レベリング剤としては、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等の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1質量部以下が好ましい。
前記電荷輸送層の厚みは、5μm〜40μmが好ましく、10μm〜30μmがより好ましい。
前記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あり、本発明の表面保護層を感光層上に設けることによって有用に用いられる。
単層構造の感光層は、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乃至分散し、これを塗布し、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。前記結着樹脂としては、先に電荷輸送層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あり、表面保護層への感光層組成物の混入を低減できる点で有用である。
単層構造の感光層中に含有される電荷発生物質は、感光層全量に対し1質量部〜30質量部が好ましく、感光層に含有される結着樹脂は全量の20質量部〜80質量部が好ましく、電荷輸送物質は10質量部〜70質量部が良好に用いられる。
本発明の電子写真感光体においては、表面保護層と電荷輸送層、又は表面保護層と単層構造の感光層との間に中間層を設けることが可能である。
前記中間層は、ラジカル重合性組成物を含有する表面保護層中に感光層組成物の混入により生ずる硬化反応の阻害や表面保護層の凹凸を防止する。また、感光層と表面保護層の接着性を向上させることも可能である。
前記中間層の形成方法としては、特に制限はなく、一般に用いられる塗工法を採用することができる。
前記中間層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、0.05μm〜2μmが好ましい。
本発明の電子写真感光体においては、支持体上に下引き層を設けることができる。
前記下引き層は、一般には樹脂を主成分として含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有する。前記樹脂としては、前記下引き層上に表面保護層、感光層、電荷発生層、又は中間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好ましい。
前記樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば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。
前記下引き層は、前記感光層と同様に溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。
前記下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用することもできる。その他、前記下引き層には、Al2O3を陽極酸化にて設けたものや、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製法にて設けたものも良好に使用できる。このほかにも公知のものを用いることができる。
前記下引き層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、5μm以下が好ましい。
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、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
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。
前記酸化防止剤の添加量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、添加する層の総質量に対し0.01質量部〜10質量部が好ましい。
本発明の画像形成装置は、電子写真感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを少なくとも有してなり、必要に応じてクリーニング手段や更に適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。なお、帯電手段と、露光手段とを合わせて静電潜像形成手段と称することもある。
前記静電潜像形成手段は、電子写真感光体上に静電潜像を形成する手段である。
前記電子写真感光体としては、本発明の前記電子写真感光体を用いる。
前記静電潜像の形成は、例えば、前記電子写真感光体の表面を一様に帯電させた後、像様に露光することにより行うことができ、前記静電潜像形成手段により行うことができる。
前記静電潜像形成手段は、例えば、前記電子写真感光体の表面を一様に帯電させる帯電器と、前記電子写真感光体の表面を像様に露光する露光器とを少なくとも備える。
前記帯電器としては、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、例えば、導電性又は半導電性のローラ、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、などが挙げられる。
前記帯電部材の形状としてはローラの他にも、磁気ブラシ、ファーブラシ等、どのような形態をとってもよく、電子写真装置の仕様や形態にあわせて選択可能である。磁気ブラシを用いる場合、磁気ブラシは、例えば、Zn−Cuフェライト等、各種フェライト粒子を帯電部材として用い、これを支持させるための非磁性の導電スリーブ、これに内包されるマグネットロールによって構成される。又はブラシを用いる場合、例えば、ファーブラシの材質としては、カーボン、硫化銅、金属又は金属酸化物により導電処理されたファーを用い、これを金属や他の導電処理された芯金に巻き付けたり張り付けたりすることで帯電器とする。
前記帯電器が電子写真感光体に接触乃至非接触状態で配置され、直流及び交流電圧を重畳印加することによって電子写真感光体表面を帯電するものが好ましい。
また、帯電器が、電子写真感光体にギャップテープを介して非接触に近接配置された帯電ローラであり、該帯電ローラに直流並びに交流電圧を重畳印加することによって電子写真感光体表面を帯電するものが好ましい。
前記露光器としては、前記帯電器により帯電された前記電子写真感光体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系、などの各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記電子写真感光体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像を前記トナー乃至現像剤を用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、前記トナー乃至現像剤を収容し、前記静電潜像に該トナー乃至該現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられる。
前記現像器内では、例えば、前記トナーとキャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦により該トナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。該マグネットローラは、前記電子写真感光体近傍に配置されているため、該マグネットローラの表面に形成された前記磁気ブラシを構成する前記トナーの一部は、電気的な吸引力によって該電子写真感光体の表面に移動する。その結果、前記静電潜像が該トナーにより現像されて該電子写真感光体の表面に該トナーによる可視像が形成される。
なお、トナーの表面に添加する外添剤は、無機微粒子が好ましく用いられる。無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
なお、前記中間記録媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の記録媒体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
前記転写器としては、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。
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ベース等も用いることができる。
前記定着装置としては、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、公知の加熱加圧手段が好適である。前記加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組み合わせ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組み合わせ、などが挙げられる。
前記加熱加圧手段における加熱は、通常、80℃〜200℃が好ましい。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着工程及び定着手段と共にあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
前記除電装置としては、特に制限はなく、前記電子写真感光体に対し除電バイアスを印加する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、除電ランプ等が好適に挙げられる。
前記クリーニング装置としては、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、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。また、本発明の電子写真感光体においては、トナー離型性に優れた表面保護層を用いることから、トナーを転写した後の残留トナー量が低減するため、クリーニング手段を有さないクリーナーレス画像形成装置に適用することが有効であり、画像形成装置を小型にすることが可能である。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
ここで、図8は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略図である。感光体10を平均的に帯電させる手段として、帯電チャージャ11が用いられる。この帯電手段としては、コロトロンデバイス、スコロトロンデバイス、固体放電素子、針電極デバイス、ローラ帯電デバイス、導電性ブラシデバイス等が用いられ、公知の方式が使用可能である。
次に、感光体10上に形成された静電潜像を可視化するために現像ユニット13が用いられる。現像方式としては、乾式トナーを用いた一成分現像法、二成分現像法、湿式トナーを用いた湿式現像法がある。感光体に正(負)帯電を施し、画像露光を行うと、感光体表面上には正(負)の静電潜像が形成される。これを負(正)極性のトナー(検電微粒子)で現像すれば、ポジ画像が得られるし、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。
また記録媒体15を感光体10より分離する手段として分離チャージャや分離爪が用いられる。その他分離手段としては、静電吸着誘導分離、側端ベルト分離、先端グリップ搬送、曲率分離等が用いられる。分離チャージャとしては、前記帯電手段が利用可能である。
その他、感光体に近接していない原稿読み取り、給紙、定着、排紙等のプロセスは公知のものが使用できる。
本発明は、このような画像形成手段を用いた画像形成装置である。
前記画像形成手段は、複写装置、ファクシミリ、プリンタ内に固定して組み込まれていてもよいが、プロセスカートリッジの形態でそれら装置内に組み込まれ、着脱可能としたものであってもよい。
本発明のプロセスカートリッジは、本発明の前記電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、転写手段、及び除電手段から選択される少なくとも一つの手段とを有し、画像形成装置本体に着脱可能である。
図9は、本発明のプロセスカートリッジの一例を示す概略図である。
図9のプロセスカートリッジは、本発明の前記電子写真感光体101を内蔵し、帯電手段102、現像手段104、転写手段106を有してなる。図9中、103は露光手段による露光、105は記録媒体をそれぞれ示す。また必要に応じて設けるクリーニング手段を設けることもできる。
この静電潜像は、現像手段104で現像され、得られた可視像は転写手段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、像転写後の電子写真感光体表面は、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。
本発明の画像形成装置及びプロセスカートリッジは、耐摩耗性が高く、トナー離型性に優れた表面保護層を有する電子写真感光体を用いているので、クリーニング不良による異常画像を抑制し、長期にわたって、高精細、高画質な画像を形成することができ、またクリーナレス画像形成装置においても良好に使用することが可能である。
<電子写真感光体の作製>
アルミニウムシリンダ上に、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、乾燥して、厚み3.5μmの下引き層、厚み0.2μmの電荷発生層、及び厚み23μmの電荷輸送層を形成した。
・アルキッド樹脂
(ベッコゾール1307−60−EL、大日本インキ化学工業株式会社製)
・・・6質量部
・メラミン樹脂
(スーパーベッカミンG−821−60、大日本インキ化学工業株式会社製)
・・・4質量部
・酸化チタン ・・・40質量部
・メチルエチルケトン ・・・50質量部
・下記構造式で表されるビスアゾ顔料 ・・・2.5質量部
・シクロヘキサノン ・・・200質量部
・メチルエチルケトン ・・・80質量部
・ビスフェノールZ型ポリカーボネート
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製) ・・・10質量部
・下記構造式で表される電荷輸送物質 ・・・7質量部
・1質量部のシリコーンオイルのテトラヒドロフラン溶液
(KF50−100CS、信越化学工業株式会社製) ・・・1質量部
−表面保護層塗工液−
・レゾール型フェノール樹脂(スミライトレジンPR-50404(77wt%溶液))
・・・4質量部
・メタノール ・・・11.4質量部
実施例1において、表面保護層の膜厚を2μmに変更した以外は同様にして、電子写真感光体2を作製した。
実施例1において、表面保護層を下記組成の表面保護層塗工液(固形分20wt%)を用いて、スプレー塗工し、160℃で60分間乾燥し、膜厚5μmの表面保護層を形成した以外は同様にして、電子写真感光体3を作製した。
−表面保護層塗工液−
・レゾール型フェノール樹脂
(スミライトレジンPR-50404(77wt%溶液):住友ベークライト社製)
・・・4質量部
・フィラー
(導電性微粒子セルナックス CX-Z210IP(20wt%溶液):日産化学社製)
・・・1.5質量部
・メタノール ・・・11.4質量部
実施例1において、表面保護層を下記組成の表面保護層塗工液(固形分20wt%)を用いて、スプレー塗工し、160℃で60分間乾燥し、膜厚3μmの表面保護層を形成した以外は同様にして、電子写真感光体4を作製した。
−表面保護層塗工液−
・レゾール型フェノール樹脂
(スミライトレジンPR-50404(77wt%溶液):住友ベークライト社製)
・・・4質量部
・フィラー(アルミナフィラー、AA−03、住友化学株式会社製)
・・・0.3質量部
・メタノール ・・・12.6質量部
実施例1において、表面保護層の乾燥条件を130℃で60分間に変更した以外は同様にして、電子写真感光体5を作製した。
比較例2
実施例1において、表面保護層の膜厚を1μm、乾燥条件を130℃で60分間に変更した以外は同様にして、電子写真感光体6を作製した。
実施例5
実施例1において、表面保護層の乾燥条件を175℃で60分間に変更した以外は同様に、電子写真感光体7を作製した。
比較例3
実施例1において、乾燥条件を190℃で60分間に変更した以外は同様にして、電子写真感光体8を作製した
実施例1において、表面保護層の膜厚を1μmに変更した以外は同様にして、電子写真感光体9を作製した。
実施例6
実施例1において、表面保護層の膜厚を6μmに変更した以外は同様にして、電子写真感光体10を作製した。
電荷輸送層上に、下記組成の表面保護層塗工液(固形分5wt%)を用いて、スプレー塗工し、160℃で60分間乾燥し、膜厚3μmの表面保護層を形成した以外は実施例1と同様に電子写真感光体11を作製した。
−表面保護層塗工液−
・レゾール型フェノール樹脂(スミライトレジンPR-50404(77wt%溶液))
・・・4質量部
・メタノール ・・・57.6質量部
電荷輸送層上に、下記組成の表面保護層塗工液(固形分30wt%)を用いて、スプレー塗工し、160℃で60分間乾燥し、膜厚3μmの表面保護層を形成した以外は実施例1と同様に電子写真感光体12を作製した。
−表面保護層塗工液−
・レゾール型フェノール樹脂(スミライトレジンPR-50404(77wt%溶液))
・・・4質量部
・メタノール ・・・6.25質量部
実施例1において、表面保護層を設けない以外は同様にして、電子写真感光体13を作製した。
その結果を表1に示す。
分析装置: アサイラム・テクノロジー社製 分子間力プローブ顕微鏡システムMFP-3D-SA
カンチレバー: OMCL-AC240TS (Si プローブ, 共振周波数70kHz(Typ.), ばね定数1.8N/m(Typ.))
・ 測定モード: AC モード (Tapping モード)
測定条件
加振周波数: 75.093 KHz
Scan Rate: 0.5 Hz
Scan Points: 256×256
2万枚通紙前後に以下の評価を実施した。まず、画像面積2cm2の黒ベタ画像を出力し、感光体上のトナーが転写紙に転写される前に装置を停止させ、感光体上のトナー量を求めた。続いて、再度画像面積2cm2の黒ベタ画像を出力し、感光体上のトナーが転写紙に転写された直後に装置を停止させ、感光体上のトナー量を求めた。以上の結果をもとに、感光体上の未転写トナー量の比率を測定することで、転写率を測定した。
2万枚通紙後に、前記実機通紙試験で用いた株式会社リコー製imagio MP9001を用いて、白パターン、黒パターン、及びハーフトーンパターンのA3サイズ画像を2枚出力し、異常画像の有無を確認した。
11 帯電チャージャ
12 画像露光部
13 現像ユニット
14 レジストローラ
15 記録媒体
16 転写チャージャ
18 除電ランプ
101 電子写真感光体
102 帯電装置
103 露光
104 現像装置
105 記録媒体
106 転写装置
201 支持体
202 感光層
203 表面保護層
204 電荷発生層
205 電荷輸送層
Claims (6)
- 支持体と、該支持体上に、少なくとも感光層及び表面保護層を有してなり、
前記表面保護層がレゾール型フェノール樹脂を含有し、
前記表面保護層の表面は複数の凹構造を有し、
凹構造は最長径が1〜3μm、かつ最大深さが10〜50nmであり、
任意の凹構造は、その3μm以内に少なくとも1つの近接する凹構造を有する
ことを特徴とする電子写真感光体。 - 表面保護層が、フィラーを含有することを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。
- 表面保護層の膜厚が、2〜5μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子写真感光体。
- 請求項1から3のいずれかに記載の電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、転写手段、及び除電手段から選択される少なくとも一つの手段とを有し、
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。 - 電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、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手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、
前記電子写真感光体が、請求項1から3のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置。 - 前記画像形成装置が、転写手段の後に電子写真感光体上のトナーを除去するクリーニング手段を有さないクリーナーレス画像形成装置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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