JP5239488B2 - 有機感光体、画像形成方法、画像形成装置および画像形成ユニット - Google Patents
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Description
1.導電性支持体上に、少なくとも中間層、感光層を設けた有機感光体において、該導電性支持体は、切削加工を行った後、水、ドライアイス粒子、アルミナ粒子のいずれかを吹き付ける処理を行って得られるものであり、該導電性支持体の断面曲線は規則的な凹凸加工形状を有するもので、そのスキューネス(Rsk)が、−8<Rsk<0となることを特徴とする有機感光体。
2.前記断面曲線が切削加工形状を有することを特徴とする前記1に記載の有機感光体。
3.前記中間層が、N型半導電性粒子を含有することを特徴とする前記1または2に記載の有機感光体。
4.前記N型半導電性粒子が、酸化チタン微粒子又は酸化亜鉛微粒子であることを特徴とする前記3に記載の有機感光体。
5.有機感光体、有機感光体の表面を帯電させる帯電手段、帯電された有機感光体上に露光して静電潜像を形成する露光手段、有機感光体上の潜像をトナーにて現像してトナー像を形成する現像手段、有機感光体上のトナー像を転写媒体に転写する転写手段を有する画像形成方法において、前記帯電手段が接触帯電方式であり、有機感光体が前記1〜4のいずれか1項に記載の有機感光体であることを特徴とする画像形成方法。
6.前記5に記載の画像形成方法を用いて電子写真画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
7.有機感光体、有機感光体の表面を帯電させる帯電手段、帯電された有機感光体上に露光して静電潜像を形成する露光手段、有機感光体上の潜像をトナーにて現像してトナー像を形成する現像手段、有機感光体上のトナー像を転写媒体に転写する転写手段を有し、画像形成部を形成しており、画像形成装置本体から脱着可能な画像形成ユニットにおいて、前記帯電手段が接触帯電方式であり、有機感光体が前記1〜4のいずれか1項に記載の有機感光体であることを特徴とする画像形成ユニット。
lr:X軸方向の長さ
Z(x):x位置でのZ軸方向の高さ
又、本願発明に係わる断面曲線のスキューネス(Rsk)の測定は、以下の測定条件で行った。
測定機:表面粗さ計(東京精密社製 Surfcom 1400D)
測定長さL:8.0mm
カットオフ波長λc:0.08mm
触針先端形状:先端角度60°円錐
触針先端半径:0.5μm
測定速度:0.3mm/sec
測定倍率:100000倍
測定位置:上、中、下の3カ所、(円筒状支持体の場合は、軸心の中心と軸心と端部の中間点の3カ所)
上記3カ所の平均値を本願発明のスキューネス(Rsk)の値とする。
本発明に係わる導電性支持体は前記で記載した特性を有する導電性支持体を用いる。
上記のRzはJISB0601−1982に記載の(十点平均粗さ)を意味する。即ち、基準長さの標準値の距離間で上位から5つの山頂の平均高さと、下位から5つの谷底の平均低さとの差である。
測定機:表面粗さ計(東京精密社製 Surfcom 1400D)
測定長さL:基準長さの標準値
触針先端形状:先端角度60°円錐
触針先端半径:0.5μm
測定速度:0.3mm/sec
測定倍率:100000倍
測定位置:上、中、下の3カ所、(円筒状支持体の場合は、軸心の中心と軸心と端部の中間点の3カ所)
上記3カ所のRzの平均値を、Rzの値とする。
(R)n−Si−(X)4−n
(式中、Siはケイ素原子、Rは該ケイ素原子に炭素が直接結合した形の有機基を表し、Xは加水分解性基を表し、nは0〜3の整数を表す。)
一般式(2)で表される有機ケイ素化合物において、Rで示されるケイ素に炭素が直接結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、ペンチル、ヘキシル、オクチル、ドデシル等のアルキル基、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を挙げられる。また、Xの加水分解性基としてはメトキシ、エトキシ等のアルコキシ基、ハロゲン基、アシルオキシ基が挙げられる。
R−Si−X3
式中、Rはアルキル基、アリール基、Xはメトキシ基、エトキシ基、ハロゲン基を表す。
測定条件:測定プローブ HRS
印加電圧:500V
測定環境:20±2℃、65±5RH%
本発明の中間層の表面粗さはRmaxで0.20〜3.00μmが好ましい。更に、0.20〜2.00μmが好ましい。
本発明の感光体の感光層構成は前記中間層上に電荷発生機能と電荷輸送機能を1つの層に持たせた単層構造の感光層構成でも良いが、より好ましくは感光層の機能を電荷発生層(CGL)と電荷輸送層(CTL)に分離した構成をとるのがよい。機能を分離した構成を取ることにより繰り返し使用に伴う残留電位増加を小さく制御でき、その他の電子写真特性を目的に合わせて制御しやすい。負帯電用の感光体では中間層の上に電荷発生層(CGL)、その上に電荷輸送層(CTL)の構成を取ることが好ましい。正帯電用の感光体では前記層構成の順が負帯電用感光体の場合の逆となる。本発明の最も好ましい感光層構成は前記機能分離構造を有する負帯電感光体構成である。
電荷発生層には電荷発生物質(CGM)を含有する。その他の物質としては必要によりバインダー樹脂、その他添加剤を含有しても良い。
電荷輸送層には電荷輸送物質(CTM)及びCTMを分散し製膜するバインダー樹脂を含有する。その他の物質としては必要により酸化防止剤等の添加剤を含有しても良い。
感光体の表面層として、前記した本発明のシロキサン系樹脂層を設けることにより、本発明の最も好ましい層構成を有する感光体を得ることができる。
・基体1
円筒状アルミニウム基体の切削加工において、複雑な凹凸パターン加工形状を形成するダイヤモンド焼結平バイトを用い、該バイトの取り付け角度と押し込み深さを調整した後、洗浄DWビークリアCW5524(第1工業製薬)を10倍希釈した洗浄液を用い、噴射圧3.92MPaにて高圧噴射処理を行い、基体の断面曲線のスキューネス(Rsk)を−0.24、十点表面粗さRzを1.3μmとした。
・中間層1
上記基体上に、下記中間層塗布液を浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚5.0μmの中間層1を形成した。下記中間層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フィルター公称濾過精度:5ミクロン、圧力;50kPa)し、中間層塗布液を作製した。
(中間層分散液の作製)
バインダー樹脂:(例示ポリアミドN−1) 1部
アナターゼ形酸化チタンA1(一次粒径30nm;表面処理は、フッ化エチルトリメトキシシラン処理) 3.0部
イソプロピルアルコール 10部
上記成分を混合し、サンドミル分散機を用い、10時間、バッチ式にて分散して、中間層分散液を作製した。
・電荷発生層
下記成分を混合し、サンドミル分散機を用いて分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この塗布液を浸漬塗布法で塗布し、前記中間層の上に乾燥膜厚0.8μmの電荷発生層を形成した。
ポリビニルブチラール(#6000−C、電気化学工業社製) 10部
酢酸t−ブチル 700部
4−メトキシ−4−メチル−2−ペンタノン 300部
・電荷輸送層
下記成分を混合し、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24μmの電荷輸送層を形成し、感光体1を作製した。
ポリカーボネート樹脂「ユーピロン−Z300」(三菱ガス化学社製) 100部
酸化防止剤(下記化合物A) 2部
テトラヒドロフラン/トルエン(体積比7/3) 750部
感光体2〜5の作製
アルミニウム基体の切削条件(バイトの角度や押し込み深さ)ならびにドライアイスあるいはサンドの噴射圧を適宜変えて表1のようにRsk及びRzを変更し、中間層の酸化チタン、膜厚等も表1のように変更した以外は感光体1と同様にして感光体2〜9を作製した。
感光体2
感光体1の基体の高圧噴射処理に代えて、ドライアイスブラストである、スーパーブラスト DSC−1(不二製作所)にて、ドライアイス粒子0.3mmを用い、噴射圧力0.4MPaにて行い、中間層の膜厚を6μmにした以外は感光体1と同様に行った。
感光体3
感光体2において、ドライアイス粒子1mmを用い、噴射圧力0.6MPaで行い、中間層の膜厚を6μmに変更した以外は感光体2と同様に行った。
感光体4
感光体1の基体の高圧噴射処理に代えて、精密サンドブラストである、MICROBLASTER MB1(新東ブレーター)にて、砥粒としてアルミナ(Al2O3) #5000(平均粒径2μm)を用い、吹付圧力3kg/cm2で行い、中間層の膜厚を5μmに変更した以外は感光体1と同様に行った。
感光体5
感光体4において、砥粒としてアルミナ(Al2O3) #3000(平均粒径5μm)を用い、吹付圧力5.5kg/cm2で行い、中間層の膜厚を8μmにした以外は感光体4と同様に行った。
感光体6
感光体1において、切削加工条件(単純な凹凸パターンを生じる、ダイヤモンド焼結Rバイトを用い、バイトの角度や押し込み深さも変えて)を変えて、断面曲線のスキューネス(Rsk)、十点平均粗さRzを表1のように変え、中間層の酸化チタンの一次平均粒径を25nmのルチル形酸化チタンA2(表面処理はA1と同じ)にし、膜厚も3μmに変更した以外は同様にして感光体6作製した。
感光体7
感光体4において、切削加工条件(単純な凹凸パターンを生じるダイヤモンド焼結平バイトを用い、バイトの角度や押し込み深さも変えて)を変えて、断面曲線のスキューネス(Rsk)、十点平均粗さRzを表1のように変え、中間層の酸化チタンの一次平均粒径を35nmのルチル形酸化チタンA3(表面処理はA1と同じ)にし、膜厚も2μmに変更した以外は同様にして感光体7作製した。
感光体8
感光体1において、中間層中のアナターゼ形酸化チタンA1をルチル形酸化チタンA4(一次平均粒径15nm、メチルハイドロジェンシロキサン表面処理)にし、膜厚も3μmに変更した以外は同様にして、感光体8を作製した。
感光体9
感光体4において、中間層中のアナターゼ形酸化チタンA1を酸化亜鉛(一次粒径155nm、メチルハイドロジェンシロキサン表面処理)に変更した以外は同様にして、感光体9を作製した。
感光体10
感光体4において、中間層中のアナターゼ形酸化チタンA1をブルッカイト形酸化チタンA5(一次平均粒径75nm、メチルハイドロジェンシロキサン表面処理)に変更した以外は同様にして、感光体10を作製した。
感光体11(比較例)
感光体1において、高圧洗浄の噴射圧力を行わない以外は同様にして感光体11作製した。
感光体12(比較例)
感光体4において、吹付圧力1kg/cm2で行った以外は感光体4と同様にして、感光体12を作製した。
評価1
以上のようにして得た感光体を基本的に、2に記載の構造を有するEPSON LP−2400(エプソン(株)販売:A4紙16枚/分のプリンター:帯電ブラシによる接触帯電、及びクリーナーレスプロセスを採用している)に各々装着し、低温低湿(LL:10℃20%RH)で耐久試験を行った(但し、絶縁破壊については高温高湿(HH:30℃80%RH)条件でも評価した)。詳しくは、画素率が7%の文字画像、ハーフトーン画像、ベタ白画像、ベタ黒画像がそれぞれ1/4等分にある画像サンプルを計2万枚印刷し、スタート時及び5000枚毎に評価した。評価項目と評価基準を以下に示す。評価結果を表2に示す。
露光部電位目標:−50V未満にする露光量に設定。
露光ビーム:ドット密度600dpi(dpiとは2.54cm当たりのドット数)の像露光を行った。レーザは780nmの半導体レーザを使用。
現像条件:非磁性一成分現像剤(重量平均粒径6.3μm、0.3μmの疎水性酸化チタンと15nmの疎水性シリカの外添剤を含有する非磁性一成分現像剤)を用いた反転現像。
<画像濃度>
マクベス社製RD−918を使用して測定。紙の反射濃度を「0」とした相対反射濃度で測定した。多数枚のコピーで残留電位が増加すると、画像濃度が低下する。
○:黒ベタ画像が1.0以上、1.2以下(実用上問題なし)
×:黒ベタ画像が1.0未満(実用上問題あり)
<カブリ>
カブリ濃度はべた白画像をマクベス社製RD−918を使用し反射濃度で測定した。該反射濃度は相対濃度(印刷していないA4紙の濃度を0.000とする)で評価した。
○:濃度が0.010以上、0.020以下(実用上問題ないレベル)
×:濃度が0.020より高い(実用上問題となるレベル)
<黒ポチ>
周期性が感光体の周期と一致し、目視できる黒ポチ、黒筋状の画像欠陥が、A4サイズ当たり何個あるかで判定した。
○:0.4mm以上の画像欠陥の頻度:6個/A4以上、10個/A4以下が1枚以上発生(実用上問題なし)
×:0.4mm以上の画像欠陥の頻度:11個/A4以上が1枚以上発生(実用上問題有り)
<絶縁破壊>
低温低湿(LL:10℃20%RH)、高温高湿(30℃80%RH)で評価
○:LL又はHHで電荷リークによる感光体の絶縁破壊が発生なし。
<干渉縞>
ハーフトーン画像を出画して、干渉縞の発生レベルを確認した。
○:干渉縞 部分的に発生が見られるが実用上問題ないレベル
×:干渉縞 全面に発生し実用上問題となるレベル
評価2
評価1の評価機の帯電ブラシを帯電ローラに変更して、感光体1〜12の評価を行った。各感光体の評価結果は評価1とほぼ同等の結果が得られた。
2 感光体カートリッジ
3 現像カートリッジ
4 露光装置
5 給紙装置
6 転写ローラ
7 定着器
8 排紙トレイ
21 感光体
22 帯電ブラシ
23、27 電源接続部材
24 プレ帯電フィルム
25、26 帯電ならし部材
Claims (7)
- 導電性支持体上に、少なくとも中間層、感光層を設けた有機感光体において、
該導電性支持体は、切削加工を行った後、水、ドライアイス粒子、アルミナ粒子のいずれかを吹き付ける処理を行って得られるものであり、
該導電性支持体の断面曲線は規則的な凹凸加工形状を有するもので、そのスキューネス(Rsk)が、−8<Rsk<0となることを特徴とする有機感光体。 - 前記断面曲線が切削加工形状を有することを特徴とする請求項1に記載の有機感光体。
- 前記中間層が、N型半導電性粒子を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の有機感光体。
- 前記N型半導電性粒子が、酸化チタン微粒子又は酸化亜鉛微粒子であることを特徴とする請求項3に記載の有機感光体。
- 有機感光体、有機感光体の表面を帯電させる帯電手段、帯電された有機感光体上に露光して静電潜像を形成する露光手段、有機感光体上の潜像をトナーにて現像してトナー像を形成する現像手段、有機感光体上のトナー像を転写媒体に転写する転写手段を有する画像形成方法において、前記帯電手段が接触帯電方式であり、有機感光体が請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機感光体であることを特徴とする画像形成方法。
- 請求項5に記載の画像形成方法を用いて電子写真画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
- 有機感光体、有機感光体の表面を帯電させる帯電手段、帯電された有機感光体上に露光して静電潜像を形成する露光手段、有機感光体上の潜像をトナーにて現像してトナー像を形成する現像手段、有機感光体上のトナー像を転写媒体に転写する転写手段を有し、画像形成部を形成しており、画像形成装置本体から脱着可能な画像形成ユニットにおいて、前記帯電手段が接触帯電方式であり、有機感光体が請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機感光体であることを特徴とする画像形成ユニット。
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