JP2001027818A - 電子写真画像形成方法、電子写真画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
電子写真画像形成方法、電子写真画像形成装置及びプロセスカートリッジInfo
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- JP2001027818A JP2001027818A JP2000134068A JP2000134068A JP2001027818A JP 2001027818 A JP2001027818 A JP 2001027818A JP 2000134068 A JP2000134068 A JP 2000134068A JP 2000134068 A JP2000134068 A JP 2000134068A JP 2001027818 A JP2001027818 A JP 2001027818A
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Abstract
利用して感光体表面を所定の電位に帯電させる系におい
て、表面硬度が高く、耐摩耗性、耐傷性が高く、繰り返
し使用時の電子写真特性が高温高湿下でも安定な電子写
真画像形成方法、及び電子写真画像形成装置を提供する
ことにある。 【解決手段】 少なくとも帯電、露光、現像、転写及び
クリーニングの各手段を有し、かつ電子写真感光体上に
トナー像を形成した後、転写材に転写する電子写真画像
形成装置において、前記帯電手段が感光体表面に接触配
置された導電性弾性部材により構成された帯電ローラー
であり、前記電子写真感光体の表面層が電荷輸送性能を
有する構造単位を含むポリシロキサン硬化樹脂及び酸化
防止剤を含有することを特徴とする電子写真画像形成装
置。
Description
置に関し、特に特定のポリシロキサン硬化樹脂を含有す
る表面層が形成された電子写真感光体と導電性弾性部材
により構成された帯電手段を搭載した電子写真画像形成
装置に関する。
写真プロセスは少なくとも像保持層としての光導電層上
に帯電、画像露光、現像、転写、クリーニング及び定着
工程を有する。
いられている帯電部材はコロナ放電器が最もよく知られ
ている。コロナ帯電装置は安定した帯電を行えるという
利点を有する。しかし、コロナ放電器は高電圧を印加し
なければならないため、イオン化された酸素、オゾン、
水分、酸化窒素化合物等の発生量が多いため、感光体の
劣化を招いたり、人体に悪影響を及ぼす等の問題点を有
している。
い接触帯電方式を利用することが検討されている。具体
的には帯電部材である導電性ローラーに電圧を印加して
ローラーを被帯電体である感光体に接触させて感光体表
面を所定の電位に帯電させるものである。このような接
触帯電方式を用いればコロナ放電器を用いた非接触帯電
方式と比較して低電圧化がはかれ、オゾン発生量も減少
する。
が全く取り除けているというわけではなく、又ローラー
を感光体に接触させることに起因する繰り返しランニン
グにより感光層の削れ量が大きく、又ランニングにより
熱やコロナ放電による電位特性劣化があり、いまいっそ
うの改善が求められている。
まで種々の事が検討されてきた。例えば、有機感光体の
表面層にビスフェノールZ型(BPZ)ポリカーボネー
トをバインダー(結着樹脂)として用いることにより、
表面の摩耗特性、トナーフィルミング特性が改善される
事が報告されている。又、特開平6−118681号公
報では感光体の表面層として、コロイダルシリカ含有硬
化性シリコン樹脂を用いることが報告されている。
ーを用いた感光体では、尚耐摩耗特性が不足しており、
十分な耐久性を有しているとは言い難い。一方、コロイ
ダルシリカ含有硬化性シリコーン樹脂を感光体の表面層
に用いた場合は、耐摩耗特性は改善されるが、繰り返し
使用時の電子写真特性が不十分であり、カブリや画像ボ
ケが発生しやすく、やはりこれも耐久性が不十分であ
る。
明者らは電荷輸送性能を有する構造単位を含む硬化性シ
ロキサン樹脂を表面層に有する感光体を提案している。
しかし、この樹脂層は高湿環境下でカブリや画像ボケが
発生しやすく十分な耐久性を有していない。特にローラ
ーを感光体に接触させて帯電を行う帯電ローラー方式を
採用した際には、フィルミング、画像ボケ等の画像劣化
が顕著である。又、このような硬化性有機ケイ素化合物
膜は、耐摩耗性は高いものの、外的な衝撃に対して傷が
付いたり剥がれやすくなっており強度や接着性が不十分
である。
あり、その目的はオゾンの発生の問題の少ない接触帯電
方式を利用して感光体表面を所定の電位に帯電させる系
において、表面硬度が高く、耐摩耗性、耐傷性が高く、
繰り返し使用時の電子写真特性が高温高湿下でも安定な
電子写真画像形成方法、及び電子写真画像形成装置を提
供することにある。
により達成される。
びクリーニングの各手段を有し、かつ電子写真感光体上
にトナー像を形成した後、転写材に転写する電子写真画
像形成装置において、前記帯電手段が感光体表面に接触
配置された導電性弾性部材により構成された帯電ローラ
ーであり、前記電子写真感光体の表面層が電荷輸送性能
を有する構造単位を含むポリシロキサン硬化樹脂及び酸
化防止剤を含有することを特徴とする電子写真画像形成
装置。
れるポリシロキサン硬化樹脂が水酸基或いは加水分解性
基を有する有機ケイ素化合物と、水酸基、メルカプト基
及びアミン基の少なくとも1つを有する電荷輸送性能を
有する構造単位を含む化合物とを反応させて得られるも
のであることを特徴とする上記1記載の電子写真画像形
成装置。
はヒンダードフェノール構造単位を含有する化合物であ
ることを特徴とする上記1又は2記載の電子写真画像形
成装置。
びクリーニングの各工程を有し、かつ電子写真感光体上
にトナー像を形成した後、転写材に転写する電子写真画
像形成方法において、前記帯電工程が感光体表面に接触
配置された導電性弾性部材により構成された帯電ローラ
ーによるものであり、前記電子写真感光体の表面層が電
荷輸送性能を有する構造単位を含むポリシロキサン硬化
樹脂及び酸化防止剤を含有することを特徴とする電子写
真画像形成方法。
はヒンダードフェノール構造単位を含有する化合物であ
ることを特徴とする上記4記載の電子写真画像形成方
法。
びクリーニングの各手段を有し、かつ電子写真感光体上
にトナー像を形成した後、転写材に転写する電子写真画
像形成装置に使用されるプロセスカートリッジが、感光
体表面に接触配置された導電性弾性部材により構成され
た帯電ローラー及び表面層が電荷輸送性能を有する構造
単位を含むポリシロキサン硬化樹脂及び酸化防止剤を含
有する感光体とを有し、像露光器、現像器、転写又は分
離器、クリーニング器の少なくとも何れか1つとを組み
合わせて構成され、かつ画像形成装置本体に着脱自在で
あることを特徴とするプロセスカートリッジ。
はヒンダードフェノール構造単位を含有する化合物であ
ることを特徴とする上記6記載のプロセスカートリッ
ジ。
に良好な接触帯電方式にて感光体表面を所定の電位に帯
電させるに際し、その帯電にローラーを使用することに
起因する感光体表面の摩耗、削れという問題を解消し、
又繰り返し使用時の電位特性が高温高湿下でも安定な電
子写真画像形成方法を提供することを目的としてなされ
たものであり、その手段として感光体の表面層に摩耗や
傷の防止に特に優れたシリコーンハードコート系材料と
酸化防止剤とを併用して含有する構成を採用し、この2
つの成分の効果が相乗されることによって長寿命の耐刷
性能が実現され、又環境変動、特に高温高湿下でも安定
で好適な感光体が得られ、これによりフィルミング、画
像ボケ等の画像劣化が防止された電位特性が安定な電子
写真画像形成方法、及び電子写真画像形成装置を提供す
ることができる。又、感光体の表面に酸化防止剤を含有
させることにより、帯電ローラの汚染が軽減され、劣
化、損傷、傷等が抑制できることが見出され、帯電ロー
ラの長寿命化が達成できた。
影響を受ける感光体表面層を改善するのに当たって、表
面層を構成する素材に注目し、より強固で耐刷性能に優
れたシロキサン系硬化樹脂と、酸化防止剤との併用が電
位特性の安定化も含めてその効果が顕著であること、及
び帯電ローラの汚染、損傷等の防止により長寿命化を見
出し本発明を完成するに至ったものである。
する構造単位を含むポリシロキサン硬化樹脂について説
明する。
は、予め化学構造単位にシロキサン結合を有するモノマ
ー、オリゴマー、ポリマーを反応させて(加水分解反
応、触媒や架橋剤を加えた反応等を含む)3次元網目構
造を形成し、硬化させた樹脂を意味する。一般的には、
シロキサン結合を有する有機ケイ素化合物を加水分解反
応とその後の脱水縮合によりシロキサン結合を促進させ
て3次元網目構造を形成させ、その結果生成したシロキ
サン樹脂を意味する。例えば、アルコキシシランからな
る組成物、又はアルコキシシランとコロイダルシリカか
らなる組成物の縮合反応により3次元網目構造を形成し
た樹脂を意味する。
法、即ち水酸基或いは加水分解性基を有する有機ケイ素
化合物を用いて製造される。前記有機ケイ素化合物は下
記一般式(A)〜(D)の化学式で示される。
接結合した形の有機基を表し、Xは水酸基又は加水分解
性基を表す。又、R1〜R6はそれぞれの有機基が同一で
も良く、異なっていてもよい。
性基としてメトキシ基、エトキシ基、メチルエチルケト
オキシム基、ジエチルアミノ基、アセトキシ基、プロペ
ノキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基及びメトキシエト
キシ基等が挙げられる。
合した形の有機基としては、メチル、エチル、プロピ
ル、ブチル等のアルキル基、フェニル、トリル、ナフチ
ル、ビフェニル等のアリール基、γ−グリシドキシプロ
ピル、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル
等の含エポキシ基、γ−アクリロキシプロピル、γ−メ
タアクリロキシプロピルの含(メタ)アクリロイル基、
γ−ヒドロキシプロピル、2,3−ジヒドロキシプロピ
ルオキシプロピル等の含水酸基、ビニル、プロペニル等
の含ビニル基、γ−メルカプトプロピル等の含メルカプ
ト基、γ−アミノプロピル、N−β(アミノエチル)−
γ−アミノプロピル等の含アミノ基、γ−クロロプロピ
ル、1,1,1−トリフロオロプロピル、ノナフルオロ
ヘキシル、パーフルオロオクチルエチル等の含ハロゲン
基、その他ニトロ、シアノ置換アルキル基等を挙げるこ
とができる。
シロキサン硬化樹脂の原料として用いられる上記有機ケ
イ素化合物は、一般にはケイ素原子に結合している加水
分解性基の数nが1のとき、有機ケイ素化合物の高分子
化反応は抑制される。nが2、3又は4のときは高分子
化反応が起こりやすく、特に3或いは4では高度に架橋
反応を進めることが可能である。従って、これらをコン
トロールすることにより得られる塗布液の保存性や塗布
層の硬度等を制御することが出来る。
は上記有機ケイ素化合物を酸性条件下又は塩基性条件下
で加水分解してオリゴマー化或いはポリマー化した加水
分解縮合物を用いることもできる。
ロキサン結合を含有する硬化性樹脂の原料が塗布液中或
いは塗布乾燥工程等において樹脂成分の一部が架橋(ク
ロスリンク)することにより、硬度の高い樹脂層を形成
する樹脂をいう。
を有するコロイダルシリカを含ませて、架橋構造の一部
にシリカ粒子を取り込んだ表面層としてもよい。
Time−Of−Flight法の電荷輸送性能を検知
できる公知の方法にて、電荷輸送に起因する検出電流が
得られるものとして表現することもがきる。
構造自体が電子或いは正孔のドリフト移動度を有する性
質を示すもの(電荷輸送性能付与基)をいう。
ゾール、オキサジアゾール、チアゾール、トリアゾー
ル、イミダゾール、イミダゾロン、イミダゾリン、ビス
イミダゾリジン、スチリル、ヒドラゾン、ベンジジン、
ピラゾリン、スチルベン化合物、アミン、オキサゾロ
ン、ベンゾチアゾール、ベンズイミダゾール、キナゾリ
ン、ベンゾフラン、アクリジン、フェナジン、アミノス
チルベン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリ−1−
ビニルピレン、ポリ−9−ビニルアントラセンなどの化
学構造を前記ポリシロキサン硬化樹脂の部分構造として
含有する。一方、電子輸送型としては無水コハク酸、無
水マレイン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸、無
水メリット酸、テトラシアノエチレン、テトラシアノキ
ノジメタン、ニトロベンゼン、ジニトロベンゼン、トリ
ニトロベンゼン、テトラニトロベンゼン、ニトロベンゾ
ニトリル、ピクリルクロライド、キノンクロルイミド、
クロラニル、ブロマニル、ベンゾキノン、ナフトキノ
ン、ジフェノキノン、トロポキノン、アントラキノン、
1−クロロアントラキノン、ジニトロアントラキノン、
4−ニトロベンゾフェノン、4,4′−ジニトロベンゾ
フェノン、4−ニトロベンザルマロンジニトリル、α−
シアノ−β−(p−シアノフェニル)−2−(p−クロ
ロフェニル)エチレン、2,7−ジニトロフルオレン、
2,4,7−トリニトロフルオレノン、2,4,5,7
−テトラニトロフルオレノン、9−フルオレニリデンジ
シアノメチレンマロノニトリル、ポリニトロ−9−フル
オロニリデンジシアノメチレンマロノジニトリル、ピク
リン酸、o−ニトロ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、
3,5−ジニトロ安息香酸、ペンタフルオロ安息香酸、
5−ニトロサリチル酸、3,5−ジニトロサリチル酸、
フタル酸、メリット酸などの化学構造を前記ポリシロキ
サン硬化樹脂の部分構造として含有する。
基とは、上記の如き通常用いられる電荷輸送性化合物を
含み、該電荷輸送性化合物を構成する炭素原子を介して
或いは上記電荷輸送性化合物を部分構造として含有する
化合物の炭素原子を介して下記一般式(1)におけるY
の連結原子を介してポリシロキサン硬化樹脂中に含有さ
れる。
該付与基を構成する炭素原子を介して式中のYと結合す
る基、Yは隣接する結合原子(SiとC)を除いた2価
以上の原子である。但し、Yが3価以上の原子の時は式
中のSiとC以外のYの結合手は結合が可能な上記硬化
性樹脂中のいずれかの構成原子と結合しているか又は他
の原子、分子基と連結した構造を有する。特にYは酸素
原子、硫黄原子及び窒素原子が好ましい。窒素原子であ
ればNRであり、Rは水素原子、ハロゲン原子又は1価
の有機基である。
とされているが、ポリシロキサン硬化樹脂と反応させる
電荷輸送性化合物が2つ以上の反応性官能基を有してい
る場合は該樹脂中で2価以上のクロスリンク基として接
合してもよく、単にペンダント基として接合していても
よい。
原子及び窒素原子は、それぞれ電荷輸送性化合物中に導
入された水酸基、メルカプト基、アミン基と、水酸基或
いは加水分解性基を有する有機ケイ素化合物との反応に
よって形成され、ポリシロキサン硬化樹脂中に電荷輸送
化合物を部分構造として取り込んでいる。
ト基、アミン基を有する電荷輸送性化合物について説明
する。
常用いられる構造の電荷輸送物質で、且つ水酸基を有し
ている化合物である。即ち、代表的には硬化性有機ケイ
素化合物と結合して樹脂層を形成することが出来る下記
一般式で示される電荷輸送性化合物を挙げることができ
るが、下記構造に限定されるものではなく、電荷輸送性
能を有し、且つ水酸基を有している化合物であればよ
い。
子、各々置換又は非置換のアルキレン、アリーレン基で
あり、mは1以上、好ましくは1〜5である。
ごときものがある。
ェニルアミン等のトリアリールアミン構造を含み、該基
を構成する炭素原子を介して炭素原子と結合する水酸基
を有する化合物である。
合成例について述べる。
ルベンに、化合物(1)49gとオキシ塩化リン184
gを入れ加熱溶解した。滴下ロートよりジメチルホルム
アミド117gを徐々に滴下し、その後反応液温を85
〜95℃に保ち、約15時間攪拌を行った。次に反応液
を大過剰の温水に徐々に注いだ後、攪拌しながらゆっく
り冷却した。
カゲル等により不純物吸着及びアセトニトリルでの再結
晶により精製を行って化合物(2)を得た。収量は30
gであった。
に投入し攪拌した。水素化ホウ素ナトリウム1.9gを
徐々に添加した後、液温を40〜60℃に保ち、約2時
間攪拌を行った。次に反応液を約300mlの水に徐々
にあけ、攪拌して結晶を析出させた。濾過後充分水洗し
て乾燥し化合物(3)を得た。収量は30gであった。
uを30g、K2CO3を60g、化合物(1)8g、化
合物(2)100gを投入し、約180℃まで昇温して
20時間攪拌した。冷却後濾過し、カラム精製により化
合物(3)7gを得た。
置を付けた100mlコルベンをアルゴンガス雰囲気に
し、これに化合物(3)7g、トルエン50ml、塩化
ホスホリル3gを投入した。室温下で攪拌しながら、D
MF2gをゆっくりと滴下し、その後約80℃に昇温し
て16時間攪拌した。約70℃の温水にあけてから冷却
した。これをトルエンにて抽出し、抽出液を水のpHが
7になるまで水洗した。硫酸ナトリウムにて乾燥した後
に濃縮し、カラム精製により化合物(4)5gを得た。
コルベンにt−BuOK1.0g、DMF60mlを投
入し、アルゴンガス雰囲気にした。これに化合物(4)
2.0g、化合物(5)2.2gを加え、室温で1時間
攪拌した。これを大過剰の水にあけ、トルエンにて抽出
し、抽出液を水洗した後、硫酸ナトリウムにて乾燥後、
濃縮してからカラム精製を行い化合物(6)2.44g
を得た。
置を付けた100mlコルベンにトルエンを投入し、ア
ルゴンガス雰囲気にした。これにn−BuLiのヘキサ
ン溶液(1.72M)15mlを加え、50℃に加温し
た。これに化合物(6)2.44gをトルエン30ml
溶解させた液を滴下し、50℃に保って3時間攪拌し
た。これを−40℃に冷却した後、エチレンオキサイド
8mlを加え、−15℃まで昇温して1時間攪拌した。
その後室温まで昇温し、水5mlを加えて、エーテル2
00mlにて抽出後、抽出液を飽和食塩水で洗浄した。
洗浄液がpH7になるまで洗浄した後、硫酸ナトリウム
にて乾燥、濃縮、カラム精製して化合物(7)1.0g
を得た。
合物の具体例を下記に例示する。
は、通常用いられる構造の電荷輸送物質で、且つメルカ
プト基を有している化合物である。即ち、代表的には硬
化性有機ケイ素化合物と結合して、樹脂層を形成するこ
とが出来る下記一般式で示される電荷輸送性化合物を挙
げることができるが、下記構造に限定されるものではな
く、電荷輸送性能を有し、且つメルカプト基を有してい
る化合物であればよい。
子、各々置換又は非置換のアルキレン、アリーレン基で
あり、mは1以上、好ましくは1〜5である。
ごときものが挙げられる。
の具体例を下記に例示する。
通常用いられる構造の電荷輸送物質で、且つアミノ基を
有している化合物である。即ち、代表的には硬化性有機
ケイ素化合物と結合して、樹脂層を形成することが出来
る下記一般式で示される電荷輸送性化合物を挙げること
ができるが、下記構造に限定されるものではなく、電荷
輸送性能を有し、且つアミノ基を有している化合物であ
ればよい。
子、各々置換又は非置換のアルキレン、アリーレン基で
あり、R2は水素原子、置換又は非置換のアルキル基、
置換又は非置換のアリール基、mは1以上、好ましくは
1〜5である。
ごときものがある。
で、第一アミン化合物(−NH2)の場合は2個の水素
原子が有機ケイ素化合物と反応し、シロキサン構造に連
結することもあり得る。第2アミン化合物(−NHR)
の場合は1個の水素原子が有機ケイ素化合物と反応し、
残りのRはブランチとして残存する基でも良く、架橋反
応を起こす基でも良く、電荷輸送物質を含む化合物基で
もよい。
成比としては、上記の一般式(A)〜(D)で表される
有機ケイ素化合物(以下、単に(A)、(B)、
(C)、(D)とする)によれば、(A)+(B)成分
1モルに対し、(C)+(D)成分0.05〜1モルを
用いることが好ましい。
は(A)+(B)+(C)+(D)成分の総重量100
部に対し(E)を1〜30重量部を用いることが好まし
い。又上記有機ケイ素化合物やコロイダルシリカと反応
して樹脂層を形成することができる電荷輸送性化合物
(F)を加える場合は、(A)+(B)+(C)+
(D)成分の総重量100部に対し(F)を1〜500
重量部を用いることが好ましい。(A)+(B)成分が
上記の範囲外で使用されると、(A)+(B)成分が少
ない場合はシロキサン樹脂層は架橋密度が小さすぎ硬度
が不足する。又、(A)+(B)成分が多すぎると架橋
密度が大きすぎ硬度は十分だが、脆い樹脂層となる。
(E)成分のコロイダルシリカ成分の過不足も、(A)
+(B)成分と同様の傾向がみられる。一方、(F)成
分が少ない場合はシロキサン樹脂層の電荷輸送能が小さ
く、感度の低下、残電の上昇を生じ、(F)成分が多い
場合はポリシロキサン硬化樹脂含有層の膜強度が弱くな
る傾向がみられる。
にシロキサン結合を有するモノマー、オリゴマー、ポリ
マーに触媒や架橋剤を加えて新たな化学結合を形成させ
3次元網目構造を形成することもあり、又加水分解反応
とその後の脱水縮合によりシロキサン結合を促進させモ
ノマー、オリゴマー、ポリマーから3次元網目構造を形
成することもできる。一般的には、アルコキシシランか
らなる組成物、又はアルコキシシランとコロイダルシリ
カからなる組成物の縮合反応により3次元網目構造を形
成することができる。
としては有機カルボン酸、亜硝酸、亜硫酸、アルミン
酸、炭酸及びチオシアン酸の各アルカリ金属塩、有機ア
ミン塩(水酸化テトラメチルアンモニウム、テトラメチ
ルアンモニウムアセテート)、スズ有機酸塩(スタンナ
スオクトエート、ジブチルチンジアセテート、ジブチル
チンジラウレート、ジブチルチンメルカプチド、ジブチ
ルチンチオカルボキシレート、ジブチルチンマリエート
等)、アルミニウム、亜鉛のオクテン酸、ナフテン酸
塩、アセチルアセトン錯化合物等が挙げられる。
ール、ヒンダートアミン、チオエーテル又はホスファイ
ト部分構造を持つ酸化防止剤を添加することができ、環
境変動時の電位安定性・画質の向上に効果的である。
ル化合物の水酸基に対しオルト位置に分岐アルキル基を
有する化合物類及びその誘導体を云う。但し、水酸基が
アルコキシに変成されていても良い。
式で示される有機基を有する化合物類が挙げられる。
R12、R13、R14、R15はアルキル基、R16は水素原
子、水酸基又は1価の有機基を示す。
防止剤としては、例えば特開平1−118137号(P
7〜P14)記載の化合物が挙げられるが本発明はこれ
に限定されるものではない。
剤としては、例えば特開平1−118138号(P7〜
P9)記載の化合物も挙げられるが本発明はこれに限定
されるものではない。製品化されている酸化防止剤とし
ては以下のような化合物、例えばヒンダートフェノール
系として「イルガノックス1076」、「イルガノック
ス1010」、「イルガノックス1098」、「イルガ
ノックス245」、「イルガノックス1330」、「イ
ルガノックス3114」、「イルガノックス1076」
「3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシビフェニ
ル」、ヒンダートアミン系として「サノールLS262
6」、「サノールLS765」「サノールLS262
6」、「サノールLS770」、「サノールLS74
4」、「チヌビン144」、「チヌビン622LD」、
「マークLA57」、「マークLA67」、「マークL
A62」、「マークLA68」、「マークLA63」、
「スミライザ−TPS」、チオエーテル系として「スミ
ライザーTP−D」、ホスファイト系として「マーク2
112」、「マークPEP−8」、「マークPEP−2
4G」、「マークPEP−36」、「マーク329
K」、「マークHP−10」が挙げられ、特にヒンダー
トフェノール、ヒンダートアミン系酸化防止剤が好まし
い。
組成物の総重量100部に対し0.01〜50重量部を
用いることが好まく、0.1〜25重量部が更に好まし
い。
が、電荷発生層、電荷輸送層、或いは電荷発生・電荷輸
送層(電荷発生と電荷輸送の両方の機能を有する単層型
感光層)等の感光層とその上にポリシロキサン硬化樹脂
含有の表面層を塗設した構成をとるのが好ましい。又、
上記電荷発生層、電荷輸送層、或いは電荷発生・電荷輸
送層は各層が複数の層から構成されていてもよい。
M)としては、例えばフタロシアニン顔料、多環キノン
顔料、アゾ顔料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、キナク
リドン顔料、アズレニウム顔料、スクワリリウム染料、
シアニン染料、ピリリウム染料、チオピリリウム染料、
キサンテン色素、トリフェニルメタン色素、スチリル色
素等が挙げられ、これらの電荷発生物質は単独で又は適
当なバインダー樹脂と共に層形成が行われる。
TM)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、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘
導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、イミ
ダゾロン誘導体、イミダゾリン誘導体、ビスイミダゾリ
ジン誘導体、スチリル化合物、ヒドラゾン化合物、ベン
ジジン化合物、ピラゾリン誘導体、スチルベン化合物、
アミン誘導体、オキサゾロン誘導体、ベンゾチアゾール
誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、キナゾリン誘導
体、ベンゾフラン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジ
ン誘導体、アミノスチルベン誘導体、ポリ−N−ビニル
カルバゾール、ポリ−1−ビニルピレン、ポリ−9−ビ
ニルアントラセン等が挙げられこれらの電荷輸送物質は
通常バインダーと共に層形成が行われる。
電荷発生層(CGL)、電荷輸送層(CTL)に含有さ
れるバインダー樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、
ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、メタクリル樹
脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニ
リデン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルア
セテート樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、塩化ビニリ
デン−アクリロニトリル共重合体樹脂、塩化ビニル−無
水マレイン酸共重合体樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹
脂、エポキシ樹脂、シリコン−アルキッド樹脂、フェノ
ール樹脂、ポリシラン樹脂、ポリビニルカルバゾール等
が挙げられる。
樹脂との割合は重量比で1:5〜5:1が好ましい。又
電荷発生層の膜厚は5μm以下が好ましく、特には0.
05〜2μmが好ましい。
インダー樹脂を適当な溶剤に溶解し、その溶液を塗布乾
燥することによって形成される。電荷輸送物質とバイン
ダー樹脂との混合割合は重量比で3:1〜1:3が好ま
しい。
10〜40μmが好ましい。又、電荷輸送層が複数設け
られている場合は、電荷輸送層の上層の膜厚は10μm
以下が好ましく、かつ、電荷輸送層の上層の下に設けら
れた電荷輸送層の全膜厚より小さいことが好ましい。
上記電荷輸送層を兼ねても良いが、好ましくは電荷輸送
層もしくは電荷発生層或いは単層型の電荷発生・輸送層
等の感光層の上に、これらとは別層として設けるのがよ
い。この場合、上記感光層とポリシロキサン硬化樹脂含
有層との間に接着層を設けるのが更に良い。
としては、n−ブチルアミン、ジエチルアミン、エチレ
ンジアミン、イソプロパノールアミン、トリエタノール
アミン、トリエチレンジアミン、N,N−ジメチルホル
ムアミド、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソ
プロピルケトン、シクロヘキサノン、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、1,2
−ジクロロエタン、1,2−ジクロロプロパン、1,
1,2−トリクロロエタン、1,1,1−トリクロロエ
タン、トリクロロエチレン、テトラクロロエタン、テト
ラヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサン、メタノー
ル、エタノール、ブタノール、イソプロパノール、酢酸
エチル、酢酸ブチル、ジメチルスルホキシド、メチルセ
ロソルブ等が挙げられる。本発明はこれらに限定される
ものではないが、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエ
タン、メチルエチルケトン等が好ましく用いられる。
又、これらの溶媒は単独或いは2種以上の混合溶媒とし
て用いることもできる。
例えば1)アルミニウム板、ステンレス板などの金属
板、2)紙或いはプラスチックフィルムなどの支持体上
に、アルミニウム、パラジウム、金などの金属薄層をラ
ミネート若しくは蒸着によって設けたもの、3)紙或い
はプラスチックフィルムなどの支持体上に、導電性ポリ
マー、酸化インジウム、酸化錫などの導電性化合物の層
を塗布若しくは蒸着によって設けたもの等が挙げられ
る。
間に、バリヤー機能を備えた中間層を設けることもでき
る。
ビニルアルコール、ニトロセルロース、エチレン−アク
リル酸共重合体、ポリビニルブチラール、フェノール樹
脂ポリアミド類(ナイロン6、ナイロン66、ナイロン
610、共重合ナイロン、アルコキシメチル化ナイロン
等)、ポリウレタン、ゼラチン及び酸化アルミニウムを
用いた中間層、或いは特開平9−68870号の如く金
属アルコキシド、有機金属キレート、シランカップリン
グ剤による硬化型中間層等が挙げられる。中間層の膜厚
は、0.1〜10μmが好ましく、特には0.1〜5μ
mが好ましい。
を補うための被覆を施すことや、特に画像入力がレーザ
ー光の場合には問題となる干渉縞の発生を防止すること
などを目的とした導電層を設けることができる。この導
電層は、カーボンブラック、金属粒子又は金属酸化物粒
子等の導電性粉体を適当なバインダー樹脂中に分散した
溶液を塗布乾燥して形成することができる。導電層の膜
厚は5〜40μmが好ましく、特に10〜30μmが好
ましい。
ザープリンター、LEDプリンター、液晶シャッター式
プリンター等の電子写真装置一般に適用し得るものであ
るが、更には電子写真技術を応用したディスプレイ、記
録、軽印刷、製版、ファクシミリ等の装置にも広く適用
し得るものである。
する。
を印加して感光体(像担持体)を帯電する接触帯電ロー
ラー方式を用いることが出来る。
ーラーに印加する直流帯電方式、交流をローラーに印加
する誘導帯電方式のいずれでもよい。
fは任意のものが用いられるが、ストロービングすなわ
ち縞模様を防止するために、導電性ローラー及び像担持
体部材の相対速度で適当な周波数を選択できる。上記の
相対速度は導電性ローラーと像担持体との接触領域の大
きさによって決めることができる。
部材よりなる層(単に導電性弾性層ともいう)を被覆し
たものである。導電性弾性部材の材質は弾性を有する導
電性ゴムが好ましく、高分子材料例えばネオプレン(登
録商標)、E.P.D.Mゴム、ハイパロン(登録商
標)ゴム、ニトリルゴム、ポリウレタンゴム(ポリエス
テルタイプ)、ポリウレタンゴム(ポリエーテルタイ
プ)、シリコーンゴム、ビトン/フルオロレルゴム又は
エピクロロヒドリンゴム、又は黒鉛その他の導電性添加
物を適当に配合した後103〜107Ωcmの範囲の直流
体積抵抗率を有する他の類似材料で作られたものが好ま
しい。
体表面に残留したトナー等の帯電部材への付着を防止す
る目的で、離型性被膜を設けてもよい。
ン、ポリ塩化ビニリデンや、ナイロン系の樹脂などが好
ましく用いられる。
条件について説明する。
剤及び二成分現像剤のいずれかを用いて像担持体上の静
電潜像を現像することができる。
バインダー樹脂よりなる磁性トナーからなり、これらに
は着色剤を含むこともできる。
非接触での正規現像又は非接触での反転現像を行う。そ
のときの直流現像電界は絶対値で1×103〜1×105
V/cm、好ましくは5×103〜1×104V/cmと
され、103V/cm未満だと現像が不足し、十分な画
像濃度が得られず、105V/cmを越えると画質が荒
れ、かぶりが発生する。
p)、好ましくは1〜3kV(p−p)とされ、又周波
数は0.1〜10kHz、好ましくは2〜8kHzとさ
れる。
未満の場合、キャリアに付着したトナーが離脱せず、非
接触現像が不十分となり、画像濃度が不足する。又交流
バイアスが4kV(p−p)を越えると現像剤中のキャ
リアが飛翔して感光体上にキャリア付着を生ずる。
未満では矢張りキャリアからのトナーの脱離が不十分と
なり現像不足、画像濃度低下を招く。又交流バイアスの
周波数が10kHzを越えるとトナーが電界の変動に追
随できず、矢張り現像不良となり、画像濃度が低下す
る。
る。
1例を示す図である。この画像形成装置は本発明を実施
するためのものであり、静電潜像形成及びトナー転写の
際の帯電にローラー帯電器を感光体ドラムに接触させて
帯電せしめることによりオゾンの発生を回避させた態様
のものでいわゆる接触帯電方式を採用しており、そして
非接触現像により静電潜像を現像するものである。
て帯電された感光体ドラム2上に静電潜像が形成され
る。そして、この静電潜像は、感光体ドラム2に近接し
て配置された現像装置3の現像剤担持体である現像スリ
ーブ4によってトナー像に現像される。そして、転写前
の除電ランプ5によって感光体ドラム2の電荷が除電さ
れた後、トナー像は、給紙カセットから搬送ローラー8
によって搬送されてきた複写紙Pに、転写ローラー6に
より転写される。転写後の複写紙Pは、感光体ドラム2
から分離された後、搬送ベルト7によって定着装置へ送
られ、加熱ローラーと押圧ローラーによってトナー像が
複写紙Pに定着される。
6)には電源9(10)からDC及びAC成分から成る
バイアス電圧が印加され、オゾン発生量が極めて少い状
態で感光体ドラム2への帯電及びトナー像の転写紙Pへ
の転写が行なわれる。前記バイアス電圧は通常±500
〜1000VのDCバイアスとこれに重畳して100H
z〜10KHz、200〜3500V(p−p)のAC
バイアスとからなる。
感光体ドラム2への圧接下に従動又は強制回転される。
0g/cmとされローラーの回転は感光体ドラム2の周
速の1〜8倍とされる。
1(及び転写ローラー6)は芯金20と、その外周に設
けられた導電性弾性部材であるクロルプレンゴム、ウレ
タンゴム、シリコーンゴム等のゴム層又はそれらのスポ
ンジ層21から成り、好ましくは最外層に0.01〜1
μm厚の離型性弗素系樹脂又はシリコーン樹脂層から成
る保護層22を設けて構成される。
11のクリーニングブレード12の圧接によりクリーニ
ングされ次の画像形成に供えられる。
と、現像器、クリーニング器等の構成要素をプロセスカ
ートリッジとして一体に結合して構成し、このユニット
を装置本体に対して着脱自在に構成しても良い。又像露
光器、現像器、転写又は分離器、クリーニング器の少な
くとも1つを感光体とともに一体に支持してプロセスカ
ートリッジを形成し、装置本体に着脱自在の単一ユニッ
トとし、装置本体のレールなどの案内手段を用いて着脱
自在の構成としても良い。
ターとして使用する場合には、原稿からの反射光や透過
光を感光体に照射すること、或いはセンサーで原稿を読
み取り信号化し、この信号に従ってレーザービームの走
査、LEDアレイの駆動、又は液晶シャッターアレイの
駆動を行い感光体に光を照射することなどにより行われ
る。
する場合には、像露光器は受信データをプリントするた
めの露光を行うことになる。
ザープリンター、LEDプリンター、液晶シャッター式
プリンター等の電子写真装置一般に適用し得るものであ
るが、更には電子写真技術を応用したディスプレイ、記
録、軽印刷、製版、ファクシミリ等の装置にも広く適用
し得るものである。
するが、本発明の態様はこれに限定されない。
液を円筒状アルミニウム基体上に浸漬塗布法で塗布し、
膜厚0.3μmの中間層を形成した。
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、膜厚0.2μmの電荷発生層を形
成した。
塗布液を前記電荷発生層の上に浸漬塗布法で塗布し、膜
厚20μmの電荷輸送層を形成した。
ロキサン単位20モル%からなるポリシロキサン樹脂1
0重量部にモレキュラーシーブ4Aを添加し、15時間
静置し脱水処理した。この樹脂をトルエン10重量部に
溶解し、これにメチルトリメトキシシラン5重量部、ジ
ブチル錫アセテート0.2重量部を加え均一な溶液にし
た。
ミン(例示化合物T−1)6重量部、ヒンダードアミン
(例示化合物2−1)0.3重量部を加えて混合し、表
面層塗布液を調製した。この溶液を乾燥膜厚2μmの表
面層として塗布した後、120℃、1時間の加熱硬化を
行い、感光体1を作製した。
フェニルアミンを4−[2−(トリエトキシシリル)エ
チル]トリフェニルアミンに代えた以外は感光体1と全
く同様にして感光体2を作製した。
ダードフェノール(例示化合物1−32)に代えた以外
は感光体1と全く同様にして感光体3を作製した。
ない以外は感光体1と全く同様にして感光体4を作製し
た。
ないで120℃、1時間の乾燥を行った以外は感光体1
と同様にして感光体5を作製した。
フェニルアミンを用いない以外は感光体1と全く同様に
して感光体6を作製した。
を行った。
電ローラーを使用したプリンター(PC−PR100/
4R、日本電気社製)に搭載し、高温高湿下(30℃、
80RH%)にて連続5万枚プリントの実写評価を行っ
た。評価は下記の電子写真特性(初期感度及び5万枚プ
リント後の露光部及び未露光部の電位変動)、画像の目
視評価及び感光体実写前後の膜厚減耗量を測定した。
又、帯電ローラの表面、傷や減耗状態を目視観察した。
せ、モノクロメータを用い、780nmに分光したタン
グステンランプ光の5mj/m2を感光体表面に照射し
た。この露光部の表面電位(VL)及び照射してない未
露光部の表面電位(VH)を、初期及び5万枚プリント
後の各感光体について測定し、その差の絶対値(Δ)を
算出した。
った。
生による濃度低下が生じ、実用に適さない画像。
の差の絶対値を算出した。 ・帯電ローラの目視観察 5万枚プリント後の帯電ローラの表面状態を目視観察し
た。 :良好。 △:表面の汚染が比較的大きいが、減耗、損傷状態は実
用的には問題なし。 ×:表面の汚染、減耗、損傷状況は悪く、実用不可。
高温高湿下での5万枚プリント後でも安定な電位性能を
有し、減耗量や傷の防止に優れ、しかも画像ボケ、フィ
ルミング発生等の画像欠陥がない、長寿命の耐刷性能の
感光体が得られた。しかしながら感光体4〜6は何れも
が欠陥を有しており、特に感光体4では上記欠点の他帯
電ローラの汚染、損傷による画像欠陥を生じ、感光体5
では画像ボケ、感光体の傷や帯電ローラの汚染、損傷に
よる画像欠陥が生じ、又感光体6ではフィルミングの発
生による濃度低下が生じるなど、得られた画像が実用に
適さないことが分かる。
少ない接触帯電方式を利用して感光体表面を所定の電位
に帯電させる系で、表面硬度が高く、耐摩耗性、耐傷性
が高く、繰り返し使用時の電子写真特性が高温高湿下で
も安定で、得られる画像も良好な電子写真画像形成方
法、及び電子写真画像形成装置を提供することにある。
図。
Claims (7)
- 【請求項1】 少なくとも帯電、露光、現像、転写及び
クリーニングの各手段を有し、かつ電子写真感光体上に
トナー像を形成した後、転写材に転写する電子写真画像
形成装置において、前記帯電手段が感光体表面に接触配
置された導電性弾性部材により構成された帯電ローラー
であり、前記電子写真感光体の表面層が電荷輸送性能を
有する構造単位を含むポリシロキサン硬化樹脂及び酸化
防止剤を含有することを特徴とする電子写真画像形成装
置。 - 【請求項2】 前記電子写真感光体の表面層に含有され
るポリシロキサン硬化樹脂が水酸基或いは加水分解性基
を有する有機ケイ素化合物と、水酸基、メルカプト基及
びアミン基の少なくとも1つを有する電荷輸送性能を有
する構造単位を含む化合物とを反応させて得られるもの
であることを特徴とする請求項1記載の電子写真画像形
成装置。 - 【請求項3】 前記酸化防止剤がヒンダードアミン又は
ヒンダードフェノール構造単位を含有する化合物である
ことを特徴とする請求項1又は2記載の電子写真画像形
成装置。 - 【請求項4】 少なくとも帯電、露光、現像、転写及び
クリーニングの各工程を有し、かつ電子写真感光体上に
トナー像を形成した後、転写材に転写する電子写真画像
形成方法において、前記帯電工程が感光体表面に接触配
置された導電性弾性部材により構成された帯電ローラー
によるものであり、前記電子写真感光体の表面層が電荷
輸送性能を有する構造単位を含むポリシロキサン硬化樹
脂及び酸化防止剤を含有することを特徴とする電子写真
画像形成方法。 - 【請求項5】 前記酸化防止剤がヒンダードアミン又は
ヒンダードフェノール構造単位を含有する化合物である
ことを特徴とする請求項4記載の電子写真画像形成方
法。 - 【請求項6】 少なくとも帯電、露光、現像、転写及び
クリーニングの各手段を有し、かつ電子写真感光体上に
トナー像を形成した後、転写材に転写する電子写真画像
形成装置に使用されるプロセスカートリッジが、感光体
表面に接触配置された導電性弾性部材により構成された
帯電ローラー及び表面層が電荷輸送性能を有する構造単
位を含むポリシロキサン硬化樹脂及び酸化防止剤を含有
する感光体とを有し、像露光器、現像器、転写又は分離
器、クリーニング器の少なくとも何れか1つとを組み合
わせて構成され、かつ画像形成装置本体に着脱自在であ
ることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 【請求項7】 前記酸化防止剤がヒンダードアミン又は
ヒンダードフェノール構造単位を含有する化合物である
ことを特徴とする請求項6記載のプロセスカートリッ
ジ。
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