JP6455255B2 - 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
(塗布開始位置から7mmの位置の膜厚)≧(塗布中央部の膜厚)×0.75 :式(1)
(但し、塗布中央部の膜厚は22μm以上)」が開示されている。
(塗布開始位置から7mmの位置の膜厚)≧(塗布中央部の膜厚)×0.80 :式(1)」が開示されている。
0.50≦d2/d1≦1.20 (1)
前記帯電用部材の帯電幅領域における端部側部分の電気抵抗値を、中央部領域部分の電気抵抗値より高く分布させたことを特徴とする電子写真装置」が開示されている。
式(1) 0<Pmax<2P
式(2) 2≦(Pmax/D)×100≦50」が開示されている。
請求項1の発明は、
導電性基体及び前記導電性基体上に配置された少なくとも感光層を含む有機物層を有する電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面に接触して前記電子写真感光体の表面を帯電させる帯電部材と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記電子写真感光体の表面に接触して前記電子写真感光体の表面をクリーニングするクリーニング部材と、
を備え、
前記電子写真感光体の軸方向における前記電子写真感光体と前記クリーニング部材との接触領域が、前記電子写真感光体と前記帯電部材との接触領域よりも広く、
前記電子写真感光体の軸方向の両端部においてそれぞれ前記有機物層の総膜厚が最も大きい総膜厚最大部を、前記クリーニング部材との非接触領域に有し、
前記帯電部材との接触領域における前記有機物層の平均総膜厚をd、
前記帯電部材との非接触領域で、かつ前記電子写真感光体の軸方向における前記帯電部材との接触領域の端部から前記クリーニング部材との接触領域の端部までの領域Aにおける前記有機物層の総膜厚をd’、
前記クリーニング部材との非接触領域で、かつ前記電子写真感光体の軸方向における前記クリーニング部材との接触領域の端部から前記総膜厚最大部までの領域Bにおける前記有機物層の総膜厚をd’’、
前記有機物層の前記総膜厚最大部の総膜厚をd’’max、としたときに、前記電子写真感光体の軸方向の両端部においてそれぞれ以下の関係式(1)乃至(3)を全て満たす画像形成装置。
0.97≦d’/d≦1.03 (1)
0.97≦d’’/d≦1.1 (2)
1.03≦d’’max/d≦1.1 (3)
前記電子写真感光体の軸方向における前記領域Aの長さをaとしたときに、前記電子写真感光体の軸方向の両端部においてそれぞれ以下の関係を満たす請求項1に記載の画像形成装置。
1mm≦a≦5mm
前記電子写真感光体の軸方向における前記領域Bの長さをbとしたときに、前記電子写真感光体の軸方向の両端部においてそれぞれ以下の関係を満たす請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
0.1mm≦b≦10mm
前記電子写真感光体が、前記有機物層として、前記導電性基体側から、下引層と、電荷発生層及び電荷輸送層を含む感光層とを備え、前記有機物層の平均総膜厚dが20μm以上70μm以下の範囲にある請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
前記電子写真感光体が、前記有機物層として、前記導電性基体側から、下引層と、電荷発生層と、電荷輸送層と、保護層とを備え、前記有機物層の平均総膜厚dが20μm以上60μm以下の範囲にある請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
前記電子写真感光体が、前記有機物層として単層型の前記感光層を備え、前記有機物層の平均総膜厚dが15μm以上40μm以下の範囲にある請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
導電性基体及び前記導電性基体上に配置された少なくとも感光層を含む有機物層を有する電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面に接触して前記電子写真感光体の表面を帯電させる帯電部材と、
前記電子写真感光体の表面に接触して前記電子写真感光体の表面をクリーニングするクリーニング部材と、
を備え、
前記電子写真感光体の軸方向における前記電子写真感光体と前記クリーニング部材との接触領域が、前記電子写真感光体と前記帯電部材との接触領域よりも広く、
前記電子写真感光体の軸方向の両端部においてそれぞれ前記有機物層の総膜厚が最も大きい総膜厚最大部を、前記クリーニング部材との非接触領域に有し、
前記帯電部材との接触領域における前記有機物層の平均総膜厚をd、
前記帯電部材との非接触領域で、かつ前記電子写真感光体の軸方向における前記帯電部材との接触領域の端部から前記クリーニング部材との接触領域の端部までの領域Aにおける前記有機物層の総膜厚をd’、
前記クリーニング部材との非接触領域で、かつ前記電子写真感光体の軸方向における前記クリーニング部材との接触領域の端部から前記総膜厚最大部までの領域Bにおける前記有機物層の総膜厚をd’’、
前記有機物層の前記総膜厚最大部の総膜厚をd’’max、としたときに、前記電子写真感光体の軸方向の両端部においてそれぞれ以下の関係式(1)乃至(3)を全て満たし、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
0.97≦d’/d≦1.03 (1)
0.97≦d’’/d≦1.1 (2)
1.03≦d’’max/d≦1.1 (3)
前記電子写真感光体の表面に接触して前記電子写真感光体の表面を帯電させる帯電部材と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記電子写真感光体の表面に接触して前記電子写真感光体の表面をクリーニングするクリーニング部材と、
を備え、
前記電子写真感光体の軸方向における前記電子写真感光体と前記クリーニング部材との接触領域が、前記電子写真感光体と前記帯電部材との接触領域よりも広く、
前記電子写真感光体の軸方向の両端部においてそれぞれ前記有機物層の総膜厚が最も大きい総膜厚最大部を、前記クリーニング部材との非接触領域に有し、
前記帯電部材との接触領域における前記有機物層の平均総膜厚をd、
前記帯電部材との非接触領域で、かつ前記電子写真感光体の軸方向における前記帯電部材との接触領域の端部から前記クリーニング部材との接触領域の端部までの領域Aにおける前記有機物層の総膜厚をd’、
前記クリーニング部材との非接触領域で、かつ前記電子写真感光体の軸方向における前記クリーニング部材との接触領域の端部から前記総膜厚最大部までの領域Bにおける前記有機物層の総膜厚をd’’、
前記有機物層の前記総膜厚最大部の総膜厚をd’’max、としたときに、前記電子写真感光体の軸方向の両端部においてそれぞれ以下の関係式(1)乃至(3)を全て満たす画像形成装置。
0.97≦d’/d≦1.03 (1)
0.97≦d’’/d≦1.1 (2)
1.03≦d’’max/d≦1.1 (3)
本実施形態に係る画像形成装置において感光体の軸方向端部における絶縁破壊の発生が抑制される理由は、以下のように推測される。
しかし、浸漬塗布法では、塗布開始側(上端側)の塗膜が原理的に重力により流れて薄膜化し、感光層の薄い部位ほど電流値が大きくなるため厚膜部よりも摩耗し易い。また、薄膜であることから元々摩耗シロが少ないため、接触帯電方式を採用した画像形成装置では、感光体の上端側(塗布開始側)で層の剥がれや絶縁破壊が発生し易くなる。
図1に示す画像形成装置100は、電子写真感光体7、帯電装置8(帯電手段の一例)と、露光装置9(静電潜像形成手段の一例)と、転写装置40(一次転写装置)と、中間転写体50と、クリーニング装置13(クリーニング手段の一例)とを備える。
露光装置9は、プロセスカートリッジ300の開口部から電子写真感光体7に露光し得る位置に配置されている。転写装置40は中間転写体50を介して電子写真感光体7に対向する位置に配置されており、中間転写体50はその一部が電子写真感光体7に接触して配置されている。図示しないが、中間転写体50に転写されたトナー像を記録媒体(例えば用紙)に転写する二次転写装置も有している。なお、中間転写体50、転写装置40(一次転写装置)、及び二次転写装置(不図示)が転写手段の一例に相当する。
本実施形態における電子写真感光体は、導電性基体及び導電性基体上に配置された少なくとも感光層を含む有機物層を有する。
なお、本実施形態における電子写真感光体は、図2、図3に示す層構成に限定されず、例えば、下引層4及び保護層5は無くてもよいし、下引層4と感光層との間に中間層を有していてもよい。
帯電装置における帯電部材8としては、例えば、導電性又は半導電性の帯電ロールが使用される。本実施形態に係る画像形成装置は、帯電ロールが電子写真感光体7の表面に接触して電子写真感光体7の表面を帯電させる接触帯電方式である。
露光装置9としては、例えば、電子写真感光体7表面に、半導体レーザ光、LED光、液晶シャッタ光等の光を、定められた像様に露光する光学系機器等が挙げられる。光源の波長は電子写真感光体の分光感度領域内とする。半導体レーザの波長としては、780nm付近に発振波長を有する近赤外が主流である。しかし、この波長に限定されず、600nm台の発振波長レーザや青色レーザとして400nm以上450nm以下に発振波長を有するレーザも利用してもよい。また、カラー画像形成のためにはマルチビームを出力し得るタイプの面発光型のレーザ光源も有効である。
現像装置11としては、例えば、現像剤を接触又は非接触させて現像する一般的な現像装置が挙げられる。現像装置11としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて選択される。例えば、一成分系現像剤又は二成分系現像剤をブラシ、ローラ等を用いて電子写真感光体7に付着させる機能を有する公知の現像器等が挙げられる。中でも現像剤を表面に保持した現像ローラを用いるものが好ましい。
クリーニング装置13は、クリーニングブレード131(クリーニング部材の一例)を有しており、クリーニングブレード131は、電子写真感光体7の表面に接触するように配置されている。
転写装置40としては、例えば、ベルト、ローラ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等のそれ自体公知の転写帯電器が挙げられる。
中間転写体50としては、半導電性を付与したポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ゴム等を含むベルト状のもの(中間転写ベルト)が使用される。また、中間転写体の形態としては、ベルト状以外にドラム状のものを用いてもよい。
本実施形態に係る画像形成装置は、電子写真感光体7の軸方向における電子写真感光体7とクリーニング部材131との接触領域が、電子写真感光体7と帯電部材8との接触領域よりも広く、電子写真感光体7の両端部においてそれぞれ有機物層3の総膜厚が最も大きい総膜厚最大部を、クリーニング部材131との非接触領域に有している。
1mm≦a≦5mm
領域Aの長さaが1mm以上であることで、クリーニング部材端部付近に形成されるトナースジと帯電部材端部放電による局所摩耗が抑制される。また、領域Aの長さaが5mm以下であることで、画像形成装置全体の小型化が図られる。
このような観点から、1mm≦a≦3mmであることがより好ましい。
例えば、有機物層として単層型の感光層のみを有する単層型感光体の場合は、単層型感光層の膜厚が有機物層の総膜厚となる。また、例えば、有機物層として、下引層、電荷発生層、電荷輸送層が積層された三層構成の場合は、これら三層の合計膜厚が有機物層の総膜厚となり、さらに最表面層として保護層が積層された四層構成の場合は、これら四層の合計膜厚が有機物層の総膜厚となる。
有機物層の中央部の膜厚の平均値dは、中央部及び中央部から80mmずつ離れた各断面における互いに直角方向(周方向に90°間隔)の4位置の12カ所を測定し、その平均を採用した。
また、有機物層の端部の膜厚d’およびd’’については、感光体軸方向に多点測定することで評価した。具体的には、有機物層の端部を0mmとし、1mmずつ測定個所を基体軸方向にずらし、中央部同様に、各断面における互いに直角方向(周方向に90°間隔)の4カ所を測定し、平均することで軸方向各位置での膜厚を定義した。測定長は、有機物層端部から帯電ロールの接触位置までの距離とする。
本実施形態に係る画像形成装置では、電子写真感光体の軸方向の両端部におけるクリーニング部材との非接触領域においてそれぞれ有機物層の総膜厚最大部を有することになるが、両端部における総膜厚最大部の厚みは必ずしも同じである必要はない。ただし、有機物層の偏摩耗を抑制する観点から、両端部における総膜厚最大部の厚みの差は小さいことが望ましい。
0.1mm≦b≦10mm
領域Bの長さbが0.1mm以上であることで、電子写真感光体の有機物層の総膜厚最大部付近の膜厚となっている領域がクリーニング部材と接触して有機物層の摩耗が促進されることを抑制することができる。また、領域Bの長さbが10mm以下であることで、装置の小型化が図られる。
このような観点から、0.1mm≦b≦5mmであることがより好ましい。
0.97≦d’/d≦1.03 (1)
かかる観点から、0.98≦d’/d≦1.02であることが好ましい。
0.97≦d’’/d≦1.1 (2)
かかる観点から、0.98≦d’’/d≦1.05であることが好ましい。
1.03≦d’’max/d≦1.1 (3)
かかる観点から、1.03≦d’’max/d≦1.05であることが好ましい。
本実施形態における電子写真感光体の有機物層の成膜方法は、電子写真感光体の軸方向の両端部においてそれぞれ有機物層の総膜厚が最も大きい総膜厚最大部を、クリーニング部材との非接触領域となる端部(非画像領域)に有し、かつ、有機物層の総膜厚が関係式(1)乃至(3)を全て満たすことができれば特に限定されない。
導電性基体上に各有機物層を形成するための塗布液を塗布した後、乾燥して順次形成する方法が挙げられるが、例えば、円筒状の導電性基体の一方の端部を上端、他方の端部を下端として浸漬塗布法によって各有機物層を成膜した場合、上端部では膜厚が薄く、下端部では膜厚が厚くなり易く、特に上端部側では、有機物層の総膜厚最大部をクリーニング部材との非接触領域に形成することが難しい。
一方、電荷発生層と電荷輸送層が積層された機能分離型の感光層を有する機能分離型感光体では、通常、電荷発生層の膜厚は、電荷輸送層の膜厚に比べて非常に小さく、必要に応じて形成される下引層や保護層の厚みに比べても非常に小さい。そのため、例えば、図3に示すように、導電性基体上に、下引層、電荷発生層、電荷輸送層、及び保護層が順次積層された機能分離型の電子写真感光体では、有機物層の総膜厚は、下引層、電荷輸送層、及び保護層の合計膜厚に近似し、下引層、電荷輸送層、及び保護層のうちの1層又2層以上の膜厚を調整して有機物層の総膜厚を調整すればよい。
有機物層を構成する成分となる材料として、例えば熱によって重合する単量体を用いる場合、上記加熱による方法を用いることで、単量体が重合するとともに、溶媒の除去も行われ、硬化した有機物層が形成される。その場合の加熱温度としては、単量体の種類、溶媒の沸点等によって選択すればよい。
以下、本実施形態における電子写真感光体について、図3に示す層構成を有する電子写真感光体を例に取って説明する。
導電性基体としては、例えば、金属(アルミニウム、銅、亜鉛、クロム、ニッケル、モリブデン、バナジウム、インジウム、金、白金等)又は合金(ステンレス鋼等)を含む金属板、金属ドラム、及び金属ベルト等が挙げられる。また、導電性基体としては、例えば、導電性化合物(例えば導電性ポリマー、酸化インジウム等)、金属(例えばアルミニウム、パラジウム、金等)又は合金を塗布、蒸着又はラミネートした紙、樹脂フィルム、ベルト等も挙げられる。ここで、「導電性」とは体積抵抗率が1013Ωcm未満であることをいう。
酸性処理液による処理は、例えば、以下のようにして実施される。先ず、リン酸、クロム酸及びフッ酸を含む酸性処理液を調製する。酸性処理液におけるリン酸、クロム酸及びフッ酸の配合割合は、例えば、リン酸が10質量%以上11質量%以下の範囲、クロム酸が3質量%以上5質量%以下の範囲、フッ酸が0.5質量%以上2質量%以下の範囲であって、これらの酸全体の濃度は13.5質量%以上18質量%以下の範囲がよい。処理温度は例えば42℃以上48℃以下が好ましい。被膜の膜厚は、0.3μm以上15μm以下が好ましい。
下引層は、例えば、無機粒子と結着樹脂とを含む層である。
これらの中でも、上記抵抗値を有する無機粒子としては、例えば、酸化錫粒子、酸化チタン粒子、酸化亜鉛粒子、酸化ジルコニウム粒子等の金属酸化物粒子がよく、特に、酸化亜鉛粒子が好ましい。
無機粒子の体積平均粒径は、例えば、50nm以上2000nm以下(好ましくは60nm以上1000nm以下)がよい。
特に、電子受容性化合物としては、アントラキノン構造を有する化合物が好ましい。アントラキノン構造を有する化合物としては、例えば、ヒドロキシアントラキノン化合物、アミノアントラキノン化合物、アミノヒドロキシアントラキノン化合物等が好ましく、具体的には、例えば、アントラキノン、アリザリン、キニザリン、アントラルフィン、プルプリン等が好ましい。
下引層に用いる結着樹脂としては、例えば、電荷輸送性基を有する電荷輸送性樹脂、導電性樹脂(例えばポリアニリン等)等も挙げられる。
これら結着樹脂を2種以上組み合わせて使用する場合には、その混合割合は、必要に応じて設定される。
添加剤としては、多環縮合系、アゾ系等の電子輸送性顔料、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニウムアルコキシド化合物、有機チタニウム化合物、シランカップリング剤等の公知の材料が挙げられる。シランカップリング剤は前述のように無機粒子の表面処理に用いられるが、添加剤として更に下引層に添加してもよい。
下引層の表面粗さ(十点平均粗さ)は、モアレ像抑制のために、使用される露光用レーザ波長λの1/4n(nは上層の屈折率)から1/2λまでに調整されていることがよい。
表面粗さ調整のために下引層中に樹脂粒子等を添加してもよい。樹脂粒子としてはシリコーン樹脂粒子、架橋型ポリメタクリル酸メチル樹脂粒子等が挙げられる。また、表面粗さ調整のために下引層の表面を研磨してもよい。研磨方法としては、バフ研磨、サンドブラスト処理、湿式ホーニング、研削処理等が挙げられる。
これらの溶剤として具体的には、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロロベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤が挙げられる。
図示は省略するが、下引層と感光層との間に中間層をさらに設けてもよい。
中間層は、例えば、樹脂を含む層である。中間層に用いる樹脂としては、例えば、アセタール樹脂(例えばポリビニルブチラール等)、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、カゼイン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂等の高分子化合物が挙げられる。
中間層は、有機金属化合物を含む層であってもよい。中間層に用いる有機金属化合物としては、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、マンガン、ケイ素等の金属原子を含有する有機金属化合物等が挙げられる。
これらの中間層に用いる化合物は、単独で又は複数の化合物の混合物若しくは重縮合物として用いてもよい。
中間層を形成する塗布方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が用いられる。
電荷発生層は、例えば、電荷発生材料と結着樹脂とを含む層である。また、電荷発生層は、電荷発生材料の蒸着層であってもよい。電荷発生材料の蒸着層は、LED(Light Emitting Diode)、有機EL(Electro−Luminescence)イメージアレー等の非干渉性光源を用いる場合に好適である。
なお、n−型の判定は、通常使用されるタイムオブフライト法を用い、流れる光電流の極性によって判定され、正孔よりも電子をキャリアとして流しやすいものをn−型とする。
結着樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂(ビスフェノール類と芳香族2価カルボン酸の重縮合体等)、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂等が挙げられる。ここで、「絶縁性」とは、体積抵抗率が1013Ωcm以上であることをいう。
これらの結着樹脂は1種を単独で又は2種以上を混合して用いられる。
なお、この分散の際、電荷発生層形成用塗布液中の電荷発生材料の平均粒径を0.5μm以下、好ましくは0.3μm以下、更に好ましくは0.15μm以下にすることが有効である。
電荷輸送層は、例えば、電荷輸送材料と結着樹脂とを含む層である。電荷輸送層は、高分子電荷輸送材料を含む層であってもよい。
上記各基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、炭素数1以上3以下のアルキル基で置換された置換アミノ基も挙げられる。
上記各基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、炭素数1以上3以下のアルキル基で置換された置換アミノ基も挙げられる。
なお、電荷輸送材料と結着樹脂との配合比は、質量比で10:1から1:5までが好ましい。
保護層は、必要に応じて感光層上に設けられる。保護層は、例えば、帯電時の感光層の化学的変化を防止したり、感光層の機械的強度をさらに改善する目的で設けられる。
そのため、保護層は、硬化膜(架橋膜)で構成された層を適用することがよい。これら層としては、例えば、下記1)又は2)に示す層が挙げられる。
2)非反応性の電荷輸送材料と、電荷輸送性骨格を有さず、反応性基を有する反応性基含有非電荷輸送材料と、を含む組成物の硬化膜で構成された層(つまり、非反応性の電荷輸送材料と、当該反応性基含有非電荷輸送材料の重合体又は架橋体と、を含む層)
F−((−R7−X)n1(R8)n3−Y)n2 (I)
一般式(I)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を示し、R7およびR8はそれぞれ独立に炭素数1以上5以下の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基を示し、n1は0または1を示し、n2は1以上4以下の整数を示し、n3は0または1を示す。Xは酸素、NH、または硫黄原子を示し、Yは−OH、−OCH3、−NH2、−SH、または−COOH(即ち上記反応性基)を示す。
なお、保護層形成用塗布液は、無溶剤の塗布液であってもよい。
単層型感光層(電荷発生/電荷輸送層)は、例えば、電荷発生材料と電荷輸送材料と、必要に応じて、結着樹脂、及びその他周知の添加剤と、を含む層である。なお、これら材料は、電荷発生層及び電荷輸送層で説明した材料と同様である。
そして、単層型感光層中、電荷発生材料の含有量は、全固形分に対して10質量%以上85質量%以下がよく、好ましくは20質量%以上50質量%以下である。また、単層型感光層中、電荷輸送材料の含有量は、全固形分に対して5質量%以上50質量%以下がよい。
単層型感光層の形成方法は、電荷発生層や電荷輸送層の形成方法と同様である。
単層型感光層の膜厚は、例えば、5μm以上50μm以下がよく、好ましくは10μm以上40μm以下である。
電子写真感光体が、有機物層として、導電性基体側から、下引層と、電荷発生層及び電荷輸送層を含む感光層とを備える場合、帯電性や摩耗寿命、生産性や材料コストの観点から、有機物層の平均総膜厚dが20μm以上70μm以下の範囲にあることが好ましい。
図7に示す画像形成装置120は、プロセスカートリッジ300を4つ搭載したタンデム方式の多色画像形成装置である。画像形成装置120では、中間転写体50上に4つのプロセスカートリッジ300がそれぞれ並列に配置されており、1色に付き1つの電子写真感光体が使用される構成となっている。なお、画像形成装置120は、タンデム方式であること以外は、画像形成装置100と同様の構成を有している。
(下引層形成用塗布液の調製)
酸化亜鉛(平均粒子径:70nm、テイカ社製、比表面積値:15m2/g)100質量部をテトラヒドロフラン500質量部と攪拌混合し、シランカップリング剤として、KBM603(信越化学工業社製)1.25質量部を添加し、2時間攪拌した。その後、テトラヒドロフランを減圧蒸留にて留去し、120℃で3時間焼き付けを行い、シランカップリング剤表面処理酸化亜鉛粒子を得た。
得られた分散液に、触媒としてジオクチルスズジラウレート0.005質量部と、シリコーン樹脂粒子(トスパール145、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)4.0質量部とを添加し、下引層形成用塗布液を得た。
X線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)が、7.4°、16.6°、25.5°、28.3°に強い回折ピークを持つクロロガリウムフタロシアニンの2.5質量部をポリビニルブチラール(エスレックBM−S、積水化学工業社製)2.5質量部にシクロヘキサノンを95質量部混合し、直径1mmのガラスビーズとともにペイントシェーカーで1時間分散させることにより、固形分濃度約5.0質量%の電荷発生層形成用塗布液を得た 。
‐電荷輸送層形成用塗布液1:三層感光体用‐
4フッ化エチレン樹脂粒子1質量部及びフッ素系グラフトポリマー0.02質量部とテトラヒドロフラン5質量部、トルエン2質量部とともに十分攪拌混合し、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を得た。
N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン42質量部と、ビスフェノールZポリカーボネート樹脂(TS2050:粘度平均分子量50,000:帝人化成社製)58質量部と、をテトロヒドロフラン280質量部及びトルエン120質量部を含む溶媒に溶解して混合し、電荷輸送層形成用塗布液2を得た。
PTFE粒子(ルブロンL−2、平均粒径:0.2μm、ダイキン工業社製):64質量部、分散助剤(フッ素含有櫛型グラフトポリマー GF400、東亞合成社製):3.2質量部、及びシクロペンタノン:333質量部を配合し、超音波で30分加振後、ナノマイザーにて分散することでフッ素含有粒子(PTFE粒子)を16質量%含む分散液を調製した。
上記フッ素含有粒子分散液;17.8質量部
電荷輸送材料;35質量部
熱硬化性樹脂(ベンゾグアナミン);2.1質量部
酸化防止剤(Tris−TPM:ビス(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)−(4−ジエチルアミノフェニル)−メタン);0.2質量部
触媒(NACURE5225、キングインダストリー社製);0.7質量部
シクロペンタノン;27.7質量部
シクロペンタノール;18.5質量部
結着樹脂としてビスフェノールZポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:5万)50質量部と、正孔輸送材料として、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン40質量部とを、テトラヒドロフラン250質量部及びトルエン250質量部を含む溶媒に溶解した感光層形成用塗布液P´を得た。
上記のように調製した各塗布液を用いて以下の例に示す電子写真感光体を作製した。なお、各層の厚み、有機物層全体の厚み(総膜厚)は、前述した方法によって測定した。
(下引層成膜工程)
下引層形成用塗布液を直径30mm、長さ340mm、厚さ1mmの円筒状のアルミニウム基材(導電性基体)上に連続型インクジェット法にて塗布し、180℃、100分の乾燥硬化を行った。なお、塗布による成膜は、軸方向両端部(塗布開始時及び塗布終了時)においてインクジェットヘッドの移動速度を減速してパターン成膜を行い、軸方向中央部の厚さが22.8μmの下引層を形成した。成膜条件は以下の通りである。
ノズル径:φ22.5μm
ノズル間距離:0.5mm
ノズル1個当たりの流量:0.3ml/分
ピエゾ駆動:正弦波65.0kHz
印加電圧:3.0V
ギャップ(ノズルプレート面と円筒状基材との間隔):10mm
ヘッド傾斜角:80.0°
ヘッド移動速度(定速成膜時):156.8mm/分
基材回転速度:224rpm
電荷発生層形成用塗布液を上記下引層上に連続型インクジェット法を用いて塗布し、120℃で8分間加熱乾燥し、厚さ約0.2μmの電荷発生層を形成した。成膜条件は以下の通りである。
ヘッドのノズル個数:4個
ノズル径:φ10μm
ノズル間距離:1mm
ノズル1個当たりの流量:0.05ml/分
ピエゾ駆動:正弦波65.0kHz
印加電圧:3.0V
ギャップ:1mm
ヘッド傾斜角:80.0°
ヘッド移動速度:286.1mm/分
基材回転速度:411.9rpm
電荷発生層が成膜された基材に、電荷輸送層形成用塗布液1を連続型インクジェット法にて塗布し、135℃、40分の乾燥を行い、厚さ37μm電荷輸送層を形成した。塗布条件は以下の通りである。
ヘッドのノズル個数:4個
ノズル径:φ26.5μm
ノズル間距離:1mm
ノズル1個当たりの流量:0.65ml/分
ピエゾ駆動:正弦波41.3kHz
印加電圧:3.0V
液温:60℃
ギャップ:10mm
ヘッド傾斜角:87°
ヘッド移動速度(定速成膜時):140mm/分
基材回転速度:280rpm
実施例1において、下引層は軸方向全体にわたって定速成膜を行い、電荷輸送層は、軸方向両端部(塗布開始時及び塗布終了時)においてインクジェットヘッドの移動速度を減速してパターン成膜を行ったこと以外は実施例1と同様にして三層構成の有機物層を有する電子写真感光体を作製した。
実施例1において、下引層は平均膜厚が22.8μmとなるよう軸方向全体にわたって定速成膜を行い、電荷輸送層用の塗液として電荷輸送層形成用塗布液2を用い、平均膜厚が18.5μmとなるようヘッド移動速度を264mm/分、基材回転速度を528rpmに変更したこと以外は、実施例1と同様にして下引層、電荷発生層及び電荷輸送層を順次形成して三層構成の有機物層を有する電子写真感光体を作製した。
上記電荷輸送層上に連続型インクジェット法にて保護層形成用塗布液を塗布し、150℃、30分の乾燥を行い厚さ約7μmの保護層を形成した。なお、塗布による成膜は、軸方向両端部(塗布開始時及び塗布終了時)においてインクジェットヘッドの移動速度を減速してパターン成膜を行った。成膜条件は以下の通りである。
ノズル径:φ11.0μm
ノズル間距離0.5mm
ノズル1個当たりの流量:0.07ml/分
ピエゾ駆動:正弦波65.0kHz
印加電圧:3.0V
ギャップ:1mm
ヘッド傾斜角:80.0°
ヘッド移動速度:232.4mm/分
基材回転速度:764.4rpm
実施例1において、電荷輸送層の成膜において、両端部においてインクジェットヘッドの移動速度を減速してパターン成膜を行い、両端部の厚さを40μmに調整したこと以外は、実施例1と同様にして下引層、電荷発生層及び電荷輸送層を順次形成して三層構成の有機物層を有する電子写真感光体を作製した。
下引層及び電荷発生層を実施例4と同様にして成膜し、電荷輸送層を、軸方向両端部(塗布開始時及び塗布終了時)においてインクジェットヘッドの移動速度を減速してパターン成膜を行ったこと以外は実施例3と同様にしてパターン成膜し、さらに電荷輸送層上に保護層を実施例3と同様にしてパターン成膜して四層構成の有機物層を有する電子写真感光体を作製した。
直径30mm、長さ340mm、厚さ1mmの円筒状のアルミニウム基材(導電性基体)上に単層型感光層形成用塗布液Pをパターン成膜して単層型の感光層を形成し、単層型の電子写真感光体を作製した。単層型感光層の成膜条件は、両端部においてインクジェットヘッドの移動速度を減速してパターン成膜を行ったこと以外は実施例1における電荷輸送層の成膜条件と同様とした。
実施例4における下引層及び電荷輸送層のパターン成膜において両端部における成膜パターンを変更したこと以外は実施例4と同様にして三層構成の有機物層を有する電子写真感光体を作製した。
[電子写真感光体の作製]
円筒状のアルミニウム基体(導電性基体)上に、浸漬塗布法により、下引層、電荷発生層、及び電荷輸送層を順次塗布及び乾燥により形成した。
下引層形成用塗布液を直径30mm、長さ340mm、厚さ1mmの円筒状のアルミニウム基材(導電性基体)上に浸漬塗布法にて塗布し、160℃、100分の乾燥硬化を行った。
塗布は、基体の引き上げ速度を160mm/分として軸方向に引き上げ、基体の上端部(塗布開始時)に塗膜を形成する際には引き上げ速度を調整して塗膜を形成した。
引き上げ後、下端部の塗膜を拭き取り、乾燥後、軸方向中央部の厚さが22.8μmの下引き層を得た。
下引層が成膜された基材に、電荷発生層形成用塗布液を上記下引層上に浸漬塗布法を用いて塗布し、120℃で8分間加熱乾燥し、厚さ約0.2μmの電荷発生層を形成した。塗布は、基体の引き上げ速度を引き上げ速度を150mm/分とし、引き上げ後、下端部の塗膜を拭き取った。
電荷発生層が成膜された基材に、電荷輸送層形成用塗布液1を浸漬塗布法にて塗布し、115℃、40分の乾燥を行い、厚さ37μm電荷輸送層を形成した。
塗布は、基体の引き上げ速度を200mm/分として軸方向に引き上げ、基体の上端部(塗布開始時)に塗膜を形成する際には引き上げ速度を調整して塗膜を形成した。
比較例2と同様にしてアルミニウム基材上に下引層、電荷発生層をそれぞれ浸漬塗布法により成膜した。
電荷発生層が成膜された基材に、電荷輸送層形成用塗布液2を浸漬塗布法にて塗布し、115℃、40分の乾燥を行い、厚さ18.5μm電荷輸送層を形成した。
塗布は、基体の引き上げ速度を120mm/分として軸方向に引き上げ、基体の上端部(塗布開始時)に塗膜を形成する際には引き上げ速度を調整して塗膜を形成した。
(保護膜形成工程)
上記電荷輸送層上に浸漬塗布法にて保護層形成用塗布液を塗布し、150℃、30分の乾燥を行い厚さ約7μmの保護層を形成した。なお、塗布は、基体の引き上げ速度を150mm/分として軸方向に引き上げ、基体の上端部(塗布開始時)に塗膜を形成する際に引き上げ速度を調整して塗膜を形成した。
直径30mm、長さ340mm、厚さ1mmの円筒状のアルミニウム基材(導電性基体)上に単層型感光層形成用塗布液Pを浸漬塗布法によりパターン成膜して単層型の感光層を形成し、単層型の電子写真感光体を作製した。なお、塗布は、基体の引き上げ速度を150mm/分として軸方向に引き上げ、基体の上端部(塗布開始時)に塗膜を形成する際には引き上げ速度を調整して塗膜を形成した。
上記のように各例で作製した電子写真感光体を、モノクロ現像システムベンチモデル機にそれぞれ装着し、300×1000サイクルの複写を行い、感光体の軸方向端部でのリークに伴う画像欠陥(バンド状のスジ故障)の発生を観察した。
感光体との接触領域の材質:導電剤が分散されたポリアミド樹脂
表面層の軸方向長さ(感光体との接触領域の長さ):312mm
感光体との接触領域の材質:ウレタンゴム
ブレードの幅(感光体との接触領域の長さ):316mm
Claims (7)
- 導電性基体及び前記導電性基体上に配置された少なくとも感光層を含む有機物層を有する電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面に接触して前記電子写真感光体の表面を帯電させる帯電部材と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記電子写真感光体の表面に接触して前記電子写真感光体の表面をクリーニングするクリーニング部材と、
を備え、
前記電子写真感光体の軸方向における前記電子写真感光体と前記クリーニング部材との接触領域が、前記電子写真感光体と前記帯電部材との接触領域よりも広く、
前記電子写真感光体の軸方向の両端部においてそれぞれ前記有機物層の総膜厚が最も大きい総膜厚最大部を、前記クリーニング部材との非接触領域に有し、
前記帯電部材との接触領域における前記有機物層の平均総膜厚をd、
前記帯電部材との非接触領域で、かつ前記電子写真感光体の軸方向における前記帯電部材との接触領域の端部から前記クリーニング部材との接触領域の端部までの領域Aにおける前記有機物層の総膜厚をd’、
前記クリーニング部材との非接触領域で、かつ前記電子写真感光体の軸方向における前記クリーニング部材との接触領域の端部から前記総膜厚最大部までの領域Bにおける前記有機物層の総膜厚をd’’、
前記有機物層の前記総膜厚最大部の総膜厚をd’’max、としたときに、前記電子写真感光体の軸方向の両端部においてそれぞれ以下の関係式(1)乃至(3)を全て満たす画像形成装置。
0.97≦d’/d≦1.03 (1)
0.97≦d’’/d≦1.1 (2)
1.03≦d’’max/d≦1.1 (3) - 前記電子写真感光体の軸方向における前記領域Aの長さをaとしたときに、以下の関係を満たす請求項1に記載の画像形成装置。
1mm≦a≦5mm - 前記電子写真感光体の軸方向における前記領域Bの長さをbとしたときに、以下の関係を満たす請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
0.1mm≦b≦10mm - 前記電子写真感光体が、前記有機物層として、前記導電性基体側から、下引層と、電荷発生層及び電荷輸送層を含む感光層とを備え、前記有機物層の平均総膜厚dが20μm以上70μm以下の範囲にある請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記電子写真感光体が、前記有機物層として、前記導電性基体側から、下引層と、電荷発生層と、電荷輸送層と、保護層とを備え、前記有機物層の平均総膜厚dが20μm以上60μm以下の範囲にある請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記電子写真感光体が、前記有機物層として単層型の前記感光層を備え、前記有機物層の平均総膜厚dが15μm以上40μm以下の範囲にある請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 導電性基体及び前記導電性基体上に配置された少なくとも感光層を含む有機物層を有する電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面に接触して前記電子写真感光体の表面を帯電させる帯電部材と、
前記電子写真感光体の表面に接触して前記電子写真感光体の表面をクリーニングするクリーニング部材と、
を備え、
前記電子写真感光体の軸方向における前記電子写真感光体と前記クリーニング部材との接触領域が、前記電子写真感光体と前記帯電部材との接触領域よりも広く、
前記電子写真感光体の軸方向の両端部においてそれぞれ前記有機物層の総膜厚が最も大きい総膜厚最大部を、前記クリーニング部材との非接触領域に有し、
前記帯電部材との接触領域における前記有機物層の平均総膜厚をd、
前記帯電部材との非接触領域で、かつ前記電子写真感光体の軸方向における前記帯電部材との接触領域の端部から前記クリーニング部材との接触領域の端部までの領域Aにおける前記有機物層の総膜厚をd’、
前記クリーニング部材との非接触領域で、かつ前記電子写真感光体の軸方向における前記クリーニング部材との接触領域の端部から前記総膜厚最大部までの領域Bにおける前記有機物層の総膜厚をd’’、
前記有機物層の前記総膜厚最大部の総膜厚をd’’max、としたときに、前記電子写真感光体の軸方向の両端部においてそれぞれ以下の関係式(1)乃至(3)を全て満たし、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
0.97≦d’/d≦1.03 (1)
0.97≦d’’/d≦1.1 (2)
1.03≦d’’max/d≦1.1 (3)
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