JP6981141B2 - 導電性支持体、電子写真感光体、電子写真感光体ユニット、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents
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Description
電子写真方式の画像形成装置は、一般的には以下のプロセスを有する。電子写真感光体表面を帯電手段で定められた極性および電位に帯電させ、帯電後の電子写真感光体表面を、像露光により選択的に除電することで静電潜像を形成させた後、現像手段で該静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像し、該トナー像を転写手段によって記録媒体に転写させて画像形成物として排出させる。
軸方向における一端部の端面の厚さよりも、他端部の端面の厚さが大きい、電子写真感光体用の導電性支持体である。
前記導電性支持体の厚みが、前記他端部に向かって次第に増加する、請求項1に記載の導電性支持体である。
前記導電性支持体の厚みが、前記導電性支持体の軸方向の中央よりも前記一端部側から、前記他端部に向かって次第に増加する、請求項2に記載の導電性支持体である。
前記導電性支持体の厚みは、前記導電性支持体の半径方向の内側に向かって肉厚が増加する、請求項2又は3に記載の導電性支持体である。
前記導電性支持体の前記他端部の中空部は錐状である、請求項1〜4のいずれかの一項に記載の導電性支持体である。
前記他端部の端面の厚みが最大厚みである、請求項1〜5のいずれかの一項に記載の導電性支持体である。
前記他端部の端面の厚みが、前記一端部の端面の厚みの1.04倍以上1.1倍以下である請求項1〜6のいずれかの一項に記載の導電性支持体である。
前記他端部の端面の厚みが、前記一端部の端面の厚みの1.05倍以上1.08倍以下である請求項7に記載の導電性支持体である。
前記一端部の端面の厚みが、0.4mm以上0.7mm以下である、請求項1〜8のいずれかの一項に記載の導電性支持体である。
前記一端部の端面の厚みが、0.4mm以上0.5mm以下である、請求項9に記載の導電性支持体である。
請求項1〜10のいずれか一項に記載の導電性支持体と、前記導電性支持体上に配置された感光層と、を備える電子写真感光体である。
請求項11に記載の電子写真感光体と、前記電子写真感光体における前記導電性支持体の前記一端部を支持する第一の支持部と、前記電子写真感光体における前記導電性支持体の前記他端部を支持し、かつ、前記電子写真感光体を回転駆動させるための駆動力を伝える伝達部を有する第二の支持部と、を備える電子写真感光体ユニットである。
請求項12に記載の電子写真感光体ユニットを備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
請求項12に記載の電子写真感光体ユニットと、前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、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、を備える画像形成装置である。
電子写真感光体用の導電性支持体において、
軸方向における一端部の端面の厚さと他端部の端面の厚さが同一である場合に比べ、感光層のめくれが抑制される電子写真感光体用の導電性支持体が提供される。
電子写真感光体用の導電性支持体において、
他端部の端面の厚みが、一方の端面の厚みの1.04倍未満1.1倍以上であるに比べ、感光層のめくれが抑制される電子写真感光体用の導電性支持体が提供される。
電子写真感光体用の導電性支持体において、
端面の厚みが0.4mm未満0.7mm超えである場合に比べ、感光層のめくれが抑制される電子写真感光体用の導電性支持体が提供される。
電子写真感光体用の導電性支持体を有する電子写真感光体、又は電子写真感光体ユニットにおいて、
導電性支持体の軸方向における一端部の端面の厚さと他端部の端面の厚さが同一である場合に比べ、感光層のめくれが抑制される電子写真感光体、又は電子写真感光体ユニットが提供される。
電子写真感光体用の導電性支持体を有する電子写真感光体ユニットを備えるプロセスカートリッジ、又は画像形成装置において、
導電性支持体の軸方向における一端部の端面の厚さと他端部の端面の厚さが同一である場合に比べ、電子写真感光体の感光層のめくれが抑制されるプロセスカートリッジ、又は画像形成装置が提供される。
図1は、本実施形態に係る導電性支持体を示す概略斜視図である。図2は、本実施形態に係る導電性支持体の概略断面図である。なお、図2は、図1の導電性支持体の軸方向の中心軸を通り、径方向に沿って切断した導電性支持体の断面図である。
本実施形態に係る電子写真感光体用の導電性支持体1は、図1及び図2に示すように、
軸方向の両端部は、一端部1AAの端面1Aの厚さTAよりも、他端部1BBの端面1Bの厚さTBの方が大きいという構成を有している。
感光体を長期使用した場合、感光体の感光層のめくれが生じることがある。これは、まず一つは、感光体を清掃するためのクリーニング部材(例えば、クリーニングブレード)による感光体の半径方向への圧力がある。もう一つは、感光体の片方の端部側に設けられた駆動装置からの駆動力が、駆動伝達部材を介して感光体に伝えられるものであるが、この駆動伝達部材の回転駆動により生じる感光体への回転力がある。これら双方の力が、感光体の片方の端部に加わることにより、感光体の導電性支持体に歪みや撓みが生じる。この導電性支持体の歪みや撓みにより、感光層のめくれが引き起こされるものと考えられる。
それに対して、本実施形態に係る電子写真感光体用の導電性支持体1では、軸方向における一端部の端面1Aの厚さTAよりも、他端部の端面1Bの厚さTBを大きくしたことにより、導電性支持体の歪みや撓みが生じる箇所の剛性を高められる。つまり、感光体を長期間使用しても、導電性支持体の歪みや撓みが抑制され、感光体の感光層のめくれを抑制することができると推測される。
ただし、本実施形態の導電性支持体1の厚みが増加する形態は、これに限られない。
また、導電性支持体1の厚みは、一端部1AAから他端部1BBに向かって次第に増加する態様の他に、一端部1AAから他端部1BBに向かって厚みは増加するが、その増加が端面1Bに到達する前で止まり、その地点から他端部の端面1Bに到達するまで最大厚みを維持する態様でもよい。
このような形状のパンチ型を使用してインパクトプレス加工を行うことにより、一端部の端面の厚さTAよりも他端部の端面の厚さTBの方が大きいという構成を有している導電性支持体1を得ることができる。
本実施形態に係る電子写真感光体は、上記実施形態に係る導電性支持体と、前記導電性支持体上に設けられた感光層と、を備える。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
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0.1質量%以上10質量%以下がよく、好ましくは0.8質量%以上5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。
本実施形態に係る画像形成装置は、電子写真感光体と、電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した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、トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、を備える。そして、電子写真感光体として、上記本実施形態に係る電子写真感光体(つまり、本実施形態に係る電子写真感光体ユニット)が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置100は、図5に示すように、電子写真感光体7を備えるプロセスカートリッジ300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とを備える。なお、画像形成装置100において、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おり、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。
帯電装置8としては、例えば、導電性又は半導電性の帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電フィルム、帯電ゴムブレード、帯電チューブ等を用いた接触型帯電器が使用される。また、非接触方式のローラ帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器やコロトロン帯電器等のそれ自体公知の帯電器等も使用される。
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。
クリーニング装置は、クリーニングブレード131を備えるクリーニングブレード方式の装置が用いられる。
なお、クリーニングブレード方式以外にも、ファーブラシクリーニング方式、現像同時クリーニング方式を採用してもよい。
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。
図6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。
1次転写後、電子写真感光体7に残留するトナーはクリーニング装置13によって除去される。
アルミニウム純度99.5%以上のJIS呼称1050合金の厚み15mmのアルミニウム板を打ち抜き加工して、直径34mm、厚み15mmのアルミニウム製の円柱状のスラグを用意した。次に、スラグのパンチ接触面に、下記条件のブラスト処理を施した。
次いで、スラグの全面に潤滑剤(粉末状のステアリン酸亜鉛)を付与量0.3mg/cm2で付与し、インパクトプレス加工によって直径34mmの金属筒状体に成形した。
ここで、インパクトプレス加工では、底部の直径が32.98mmで、上部の直径が32.88mmのパンチ型の先端部(底部)が先細である円錐台状のパンチ型を使用した。
更に、インパクトプレス加工で得られた円筒部材に、しごき加工を施した。
そして、しごき加工を施したアルミニウム製の円筒状部材を導電性支持体1とした。得られた導電性支持体1は、直径30mm、長さ251mm、一端部の端面の厚さTA0.41mm、他端部の端面の厚さTB0.45mmであった。
この導電性支持体1の厚さ(肉厚)は、一端部1AAから増加し始め、他端部1BB側に向かうに従って次第に増加し、他端部の端面1Bにおいて、その厚さは最大であった(図2参照)。また、厚みの増加は、導電性支持体1の半径方向内側に向かって増加していた(図2参照)。さらに、導電性支持体1の他端部1BBにおける中空部の形状は、錐状であった(図2参照)。
・研磨材(メディア)の材質:ジルコニア
・研磨材のサイズ:50μm
・研磨材の照射圧力:0.3MPa
・研磨材の照射時間:10秒
実施例1の導電性支持体の作製において、パンチ型の底部及び上部の直径を変更した以外は、実施例1の導電性支持体と同様にして、表1に示す端面の厚さを有する各導電性支持体を作製した。
実施例1〜6、比較例1〜3で得られた導電性支持体を使用し、次のように感光体を作製した。
表面処理した酸化亜鉛:33質量部、ブロック化イソシアネート(商品名:スミジュール3175、住友バイエルンウレタン社製):6質量部、下記構造式(AK−1)で示される化合物:1質量部、メチルエチルケトン:25質量部を30分間混合し、その後ブチラール樹脂(商品名:エスレックBM−1、積水化学工業社製):5質量部、シリコーンボール(商品名:トスパール120、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製):3質量部、レベリング剤としてシリコーンオイル(商品名:SH29PA、東レダウコーニングシリコーン社製):0.01質量部を添加し、サンドミルにて3時間の分散を行い、下引層形成用塗布液を得た。
さらに、浸漬塗布法にて、下引層形成用塗布液を、導電性支持体上に塗布し、180℃、30分の乾燥硬化を行い、膜厚30μmの下引層を得た。
得られた電荷発生層形成用塗布液を、下引層上に浸漬塗布し、130℃で5分間乾燥して、膜厚0.20μmの電荷発生層を形成した。
得られた電荷輸送層形成用塗布液を、電荷発生層上に浸漬塗布し、145℃、30分の乾燥を行うことにより、膜厚30μmの電荷輸送層を形成した。
得られた感光体の両端部にフランジを取り付けた。ただし、他端部1BB側に取り付けたフランジはギア部材124B付きフランジとした(図4参照)。このフランジ付き感光体を画像形成装置(「Docu Print C1100」(富士ゼロックス社製))に搭載した。この装置を用いて、フランジ付き感光体の感光層のめくれ評価を以下のようにして行った。A4サイズの普通紙に黒色ハーフトーン画像(画像密度35%)を10000枚出力させた。その後、目視で表面を確認した。
また、評価基準は、次の通りである。評価結果を表1に示した。
A;めくれ無し
B:しわあり(しわは最奥部が見えるもの)
C:めくれあり
・ブタジエン系電荷輸送材料:下記構造式で示される化合物(CT1A)
・ベンジジン系電荷輸送材料:下記構造式で示される化合物(CT2A)
・ヒンダードフェノール系酸化防止剤:下記構造式で示される化合物(HP−1)
8 帯電装置、9 露光装置、11 現像装置、13 クリーニング装置、14 潤滑材、100 画像形成装置、300 プロセスカートリッジ、
120 画像形成装置、40 転写装置、50 中間転写体
Claims (13)
- 軸方向における一端部の端面の厚さよりも、他端部の端面の厚さが大きく、
前記他端部の端面の厚みが、前記一端部の端面の厚みの1.04倍以上1.1倍以下である、
電子写真感光体用の導電性支持体。 - 前記導電性支持体の厚みが、前記他端部に向かって次第に増加する、請求項1に記載の導電性支持体。
- 前記導電性支持体の厚みが、前記導電性支持体の軸方向の中央よりも前記一端部側から、前記他端部に向かって次第に増加する、請求項2に記載の導電性支持体。
- 前記導電性支持体の厚みは、前記導電性支持体の半径方向の内側に向かって厚みが増加する、請求項2又は3に記載の導電性支持体。
- 前記導電性支持体の前記他端部の中空部は錐状である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の導電性支持体。
- 前記他端部の端面の厚みが最大厚みである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の導電性支持体。
- 前記他端部の端面の厚みが、前記一端部の端面の厚みの1.05倍以上1.08倍以下である請求項1〜6のいずれか一項に記載の導電性支持体。
- 前記一端部の端面の厚みが、0.4mm以上0.7mm以下である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の導電性支持体。
- 前記一端部の端面の厚みが、0.4mm以上0.5mm以下である、請求項8に記載の導電性支持体。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の導電性支持体と、
前記導電性支持体上に配置された感光層と、
を備える電子写真感光体。 - 請求項10に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体における前記導電性支持体の前記一端部を支持する第一の支持部と、
前記電子写真感光体における前記導電性支持体の前記他端部を支持し、かつ、前記電子写真感光体を回転駆動させるための駆動力を伝える伝達部を有する第二の支持部と、
を備える電子写真感光体ユニット。 - 請求項11に記載の電子写真感光体ユニットを備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
- 請求項11に記載の電子写真感光体ユニットと、
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、
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、
を備える画像形成装置。
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