JP7396206B2 - 電子写真感光体、画像形成装置、および画像形成方法 - Google Patents
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Landscapes
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
Description
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の一形態に係る画像形成装置を説明する。ただし、本発明は以下で説明する一形態のみに限定されるものではない。
画像形成ユニット10Yでは、イエロー色の画像が形成される。この画像形成ユニット10Yは、ドラム状の感光体1Y、帯電部2Y、露光部3Y、現像部4Y、一次転写ローラー(一次転写部)5Yおよびクリーニング部6Yを含んでいる。帯電部2Y、露光部3Y、現像部4Y、一次転写ローラー(一次転写部)5Y、およびクリーニング部6Yは、感光体1Yの周囲に、感光体1Mの回転方向(図1の矢印方向、例えば、紙面反時計回り方向)に沿ってこの順に配置されている。
無端ベルト状中間転写体ユニット7は、例えば、無端ベルト状の中間転写体70、複数のローラー71~74およびクリーニング部6bを有している(図1)。中間転写体70は、ローラー71~74に巻回され、支持されている。中間転写体70は、このローラー71~74の回転に従って、例えば時計回り(図1の矢印方向)に回転する。一次転写ローラー5Y、5M、5C、5Bk各々から中間転写体70に転写されたトナー像(フルカラー)は、二次転写部5bで、例えば用紙Pに転写される。二次転写部5bは、例えば、ローラー74に対向する位置に設けられている。クリーニング部6bは、転写後の中間転写体70表面の残トナー等を清掃する。クリーニング部6bは、例えば、中間転写体70表面に当接するブレードを有している。
給紙カセット20には、複数の用紙Pが積載されている。画像形成装置100には、例えば、複数の給紙カセット20が設けられている。
給紙部21は、例えば、給紙カセット20に積載された用紙Pのうち、最上位の用紙Pを用紙搬送路に送り出す。給紙部21は、例えば、搬送ローラーを有している。給紙部21は、エアー吸引方式の給紙部であってもよい。
レジストローラー23は、中間ローラー22Dと二次転写部5bとの間の用紙搬送路に設けられている。レジストローラー23は、例えば、レジスト駆動ローラーおよびレジスト従動ローラーからなるローラー対により構成されている。
定着部24は、例えば、熱ローラー定着方式の定着部であり、加熱ローラーおよび加圧ローラーを有している。加熱ローラーは、その内部に加熱源を含んでいる。加圧ローラーは、加熱ローラーに圧接して設けられており、加熱ローラーと加圧ローラーとの間に定着ニップ部が形成される。
感光体1Y、1M、1C、1Bk表面に付与されるトナーは、特に限定されないが、結着樹脂および着色剤を含むトナー粒子を含有することが好ましく、該トナー粒子は、必要に応じて離型剤などの他の成分が含有されていてもよい。
例えば、画像形成装置100は、以下のようにして用紙P上に画像を形成する。
本実施形態の画像形成装置100では、感光体1Y、1M、1C、1Bkの保護層114が、バインダー樹脂114Rおよび粒子114Pを含有しており、この粒子114PがDLCを含む被覆層Lを有している。これにより、耐久性を向上させることが可能となる。以下、この画像形成装置100の作用および効果について説明する。
図6は、上記実施形態の変形例に係る感光体1Y、1M、1C、1Bkの断面構成を表している。図6は、上記実施形態で説明した感光体1Y、1M、1C、1Bkを表す図3に対応している。この感光体1Y、1M、1C、1Bkは、導電性支持体111、中間層112および感光層113を有しており、感光体1Y、1M、1C、1Bkの最上層が感光層113、より具体的には電荷輸送層1132により構成されている。この点を除き、変形例に係る感光体1Y、1M、1C、1Bkは、上記実施形態の感光体1Y、1M、1C、1Bkと同様の構成を有している。
下記のようにして感光体1を作製した。
直径60mmの円筒形アルミニウム支持体の表面を切削加工し、表面粗さRz=1.5(μm)の導電性支持体を用意した。
下記組成の分散液を同じ混合溶媒にて二倍に希釈し、一夜静置後に濾過(フィルター;日本ポール社製リジメッシュ5μmフィルター使用)し、中間層塗布液を作製した。
酸化チタンSMT500SAS(テイカ株式会社製) 3質量部
メタノール 10質量部
分散機としてサンドミルを用いて、バッチ式で10時間の分散を行った。
電荷発生物質:チタニルフタロシアニン顔料(Cu-Kα特性X線回折スペクトル測定で、少なくとも27.3°の位置に最大回折ピークを有するチタニルフタロシアニン顔料) 20質量部
ポリビニルブチラール樹脂(#6000-C:電気化学工業株式会社製) 10質量部
酢酸t-ブチル 700質量部
4-メトキシ-4-メチル-2-ペンタノン 300質量部
を混合し、サンドミルを用いて10時間分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この塗布液を前記中間層の上に浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。
電荷輸送物質(下記化学式で表されるCTM-A) 225質量部
バインダー:ポリカーボネート樹脂(ユーピロン(登録商標)Z300:三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製) 300質量部
酸化防止剤(Irganox(登録商標)1010:BASFジャパン株式会社製)
6質量部
THF 1600質量部
トルエン 400質量部
シリコーンオイル(KF-54:信越化学工業株式会社製) 1質量部
を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷発生層の上に浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。
まず、電子ビーム励起プラズマを用いたプラズマCVD法により被覆層を有する粒子を形成した。具体的には、以下のように粒子を形成した(特開2005-36275号公報参照)。
バインダー樹脂(硬化性化合物:例示化合物M1、SR350 3官能メタクリレート:サートマー株式会社製) 100質量部
重合開始剤(Omnirad(登録商標)819:IGM Resins B.V.社製) 15質量部
2-ブタノール 500質量部
上記成分を混合撹拌し、十分に溶解・分散させた。該塗布液を先に電荷輸送層まで作製した感光体上に円形スライドホッパー塗布機を用いて、保護層を塗布した。塗布後、キセノンランプを用いて紫外線を1分間照射して、乾燥膜厚30μmの保護層を得た。このようにして「感光体1」を作製した。
保護層に含まれる粒子のコア部の材料および個数平均一次粒径を変更したことを除き、上記感光体1と同様にして感光体2~9、12、13を作製した。
保護層に含まれるバインダー樹脂を変更したことを除き、上記感光体1と同様にして感光体10を作製した。保護層は、120℃で70分間の熱乾燥を行って形成した。
上記感光体1と同様にして導電性支持体上に中間層および電荷発生層を形成した後、下記のようにして、粒子を含む電荷輸送層を形成して感光体11を作製した。
粒子(コア部は個数平均一次粒径40nmのシリカ粒子) 225質量部
バインダー:ポリカーボネート樹脂(ユーピロン(登録商標)Z300:三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 300質量部
酸化防止剤(Irganox(登録商標)1010:BASFジャパン株式会社製)
6質量部
THF 1600質量部
トルエン 400質量部
シリコーンオイル(KF-54:信越化学工業株式会社製) 1質量部
を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷発生層の上に浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。
被覆層を有機処理剤KF9908(信越化学工業株式会社製シランカップリング剤)に変更したことを除き、上記感光体1と同様にして感光体10を作製した。この被覆層を有する粒子は、以下のようにして形成した。
100質量部
有機処理剤KF9908 5質量部
2-ブタノール 1000質量部
を混合して、粒子混合物を調製した。次いで、湿式メディア分散型装置を用いて粒子混合物の湿式粉砕を行った。これにより、シリカ粒子の微細化および表面処理を進行させた。続いて、粒子混合物から溶媒を留去した後、これを乾燥させ、ふるいにかけた。これにより、被覆層として有機処理剤を含む粒子を得た。
上記感光体1と同様にして導電性支持体上に中間層、電荷発生層および電荷輸送層を形成した後、保護層としてDLCからなる無機膜を形成し、感光体14を作製した。DLCからなる無機膜は、以下のように形成した。まず、アノードおよびカソード間に電圧を印加し、電荷輸送層上に、高真空状態においてアーク放電を生じさせた。このとき、カソードターゲットは、カーボン(グラファイト)により構成されているが、非常に高温となるため(アーク溶接と同様)、表面からプラスに帯電したカーボンイオン(C+)が生成する。このカーボンイオンに、初期運動エネルギーのみ、あるいは、必要に応じたエネルギーを基板バイアス電圧により打ち込み、テトラヘドラル非晶質炭素ta-Cからなる無機膜を形成した。得られたテトラヘドラル非晶質炭素ta-Cは、強固な共有結合(sp3:85%)、ダイヤモンドに近い屈折率および高い硬度を有することを確認した。このようにして、無機膜からなる膜厚10μmの保護層を形成した。
(画像形成装置の準備)
上記作製した感光体をフルカラー印刷機(「bizhub(登録商標)C658」、コニカミノルタ株式会社製)に実装した後、耐久試験を行った。耐久試験では、23℃、50%RH環境下、画像面積比率6%の文字画像をA4横送りで各500000枚両面連続のプリントを行った。
上記の耐久試験前後の感光層の層厚を測定し、層厚減耗量を算出した。この層厚減耗量を用いて耐摩耗性の評価を行った。感光層の層厚は、均一層厚部分(層厚プロフィールを作製して、塗布の先端部および後端部の層厚変動部分を除いた部分)をランダムに10箇所測定し、その平均値を感光層の層厚とした。層厚測定器には、渦電流方式の層厚測定器EDDY560C(HELMUT FISCHER GMBH CO社製)を使用した。耐久試験前後での感光層の層厚の差を層厚減耗量とし、100krot(10万回転)あたりの減耗量をα値とした。α値が0.2μm以下であれば一定基準を満たすレベルといえる。
上記の耐久試験中および耐久試験後の出力画像を観察することにより、下記評価基準に従って、クリーニング性の評価を行った。
A:5万枚までトナーすり抜けがなく、全く問題ない、
B:5万枚までの間にトナーすり抜けが若干見られるが、出力画像は良好であり、実用上問題ない、
C:5万枚までの間に、Bよりも多くトナーすり抜けが見られるが、出力画像は良好であり、実用上問題ない、
D:5万枚以前に、トナーすり抜けにより出力画像上にスジ状の明らかな画像不良の発生が認められる(クリーニング性に実用上問題あり)。
白地のA4紙に1ドットラインと黒べた画像とを作製し、下記評価基準に従って、細線再現性の評価を行った。
A:1ドットラインが連続して再現されており、黒べたの画像濃度が1.2以上(細線再現性良好)、
B:1ドットラインが連続して再現されており、黒べたの画像濃度が1.0以上1.2未満(実用上問題ない程度の細線再現性)、
C:1ドットラインが切断して再現されているか、あるいは、1ドットラインが連続して再現されていても黒べたの画像濃度が1.0未満(細線再現性に実用上問題あり)。
上記の耐久試験後に、画像濃度30%の全面ハーフトーン画像を連続100枚出力した後、感光体の表面をレーザー顕微鏡(キーエンス株式会社製、型番:VHX-100)により、倍率450倍で10視野測定した。このときの感光体表面の打痕状のへこみ、膜割れおよび膜浮きの数を数え、単位面積(1mm×1mm)あたりの数(以下、打痕数という)を算出することにより、耐久性の評価を行った。打痕数20個以下であれば耐久性良好、打痕数が20個を超え、かつ80個以下であれば実用上問題ない程度の耐久性、打痕数が80個を超え、かつ100個以下であれば使用状況によっては耐久性に問題が生じる場合あり、打痕数が100個を超えると耐久性に実用上問題ありといえる。
2Y、2Y’、2M、2C、2Bk 帯電部、
3Y、3M、3C、3Bk 露光部、
4Y、4M、4C、4Bk 現像部、
5Y、5M、5C、5Bk 一次転写ローラー(一次転写部)、
5b 二次転写部、
6Y、6M、6C、6Bk、6b クリーニング部、
7 中間転写体ユニット、
8 筐体、
10Y、10M、10C、10Bk 画像形成ユニット、
111 導電性支持体、
112 中間層、
113 感光層、
1131 電荷発生層、
1132 電荷輸送層、
114 保護層、
114R バインダー樹脂、
114P 粒子、
20 給紙カセット、
21 給紙部、
22A、22B、22C、22D 中間ローラー、
23 レジストローラー、
24 定着部、
25 排紙ローラー、
26 排紙トレイ、
70 中間転写体、
71~74 ローラー、
82R、82L 支持レール、
100 画像形成装置、
116Y 滑剤供給手段、
120 筐体、
121 ブラシローラー、
122 滑剤、
122a 表面、
123 加圧バネ、
A 本体、
P 用紙、
C コア部、
L 被覆層、
SC 原稿画像読み取り装置。
Claims (8)
- 導電性支持体および前記導電性支持体上の感光層を有する電子写真感光体であって、
前記電子写真感光体の最上層は、
バインダー樹脂と、
コア部、および前記コア部の表面を覆うダイヤモンドライクカーボンを含む被覆層を有する粒子と、
を備える、電子写真感光体。 - 前記コア部の個数平均一次粒径は10nm以上200nm以下である、請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記コア部は、シリカ、アルミナまたは酸化スズを含む、請求項1または2に記載の電子写真感光体。
- 前記バインダー樹脂は、硬化性化合物の硬化物である、請求項1~3のいずれかに記載の電子写真感光体。
- 前記最上層は、前記感光層上に設けられた保護層である、請求項1~4のいずれかに記載の電子写真感光体。
- 請求項1~5のいずれかに記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電させる帯電部と、
帯電された前記電子写真感光体を露光し、静電潜像を形成する露光部と、
前記静電潜像が形成された前記電子写真感光体にトナーを供給してトナー像を形成する現像部と、
前記電子写真感光体上に形成された前記トナー像を被転写体に転写する転写部と、
前記電子写真感光体の表面に残存したトナーを除去するクリーニング部と
を備える、画像形成装置。 - 導電性支持体および前記導電性支持体上の感光層を有する電子写真感光体の表面を帯電させることと、
帯電された前記電子写真感光体を露光し、静電潜像を形成することと、
前記静電潜像が形成された前記電子写真感光体にトナーを供給してトナー像を形成することと、
前記電子写真感光体上に形成された前記トナー像を被転写体に転写することと、
前記電子写真感光体の表面に残存したトナーを除去することと
を含み、
前記電子写真感光体の最上層は、
バインダー樹脂と、
コア部、および前記コア部の表面を覆うダイヤモンドライクカーボンを含む被覆層を有する粒子と
を有する、画像形成方法。 - 前記電子写真感光体の表面を帯電させることでは、前記電子写真感光体に接する帯電ローラーを用いる、請求項7に記載の画像形成方法。
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