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JP4250487B2 - 電子写真装置、プロセスカートリッジ及びファクシミリ装置 - Google Patents

電子写真装置、プロセスカートリッジ及びファクシミリ装置 Download PDF

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JP4250487B2 JP2003321826A JP2003321826A JP4250487B2 JP 4250487 B2 JP4250487 B2 JP 4250487B2 JP 2003321826 A JP2003321826 A JP 2003321826A JP 2003321826 A JP2003321826 A JP 2003321826A JP 4250487 B2 JP4250487 B2 JP 4250487B2
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Description

本発明は、重合性官能基を含有する感光層を有する電子写真感光体を電子写真装置、プロセスカートリッジ及びファクシミリ装置に関する。
従来、例えば複写機、プリンタ、ファクシミリ等に採用される電子写真装置においては、電子写真感光体・静電記録誘電体等の像担持体(被帯電体)を所用の極性・電位に一様に帯電処理(除電処理も含む)する帯電装置としてコロナ帯電器(コロナ放電器)がよく使用されていた。
しかし、近年は、コロナ帯電器に比べて低オゾン・低電力等の利点があることから接触帯電装置が多く提案され、また実用化されている。
接触帯電装置には、像担持体等の被帯電体に、ローラ型、ファーブラシ型、磁気ブラシ型、ブレード型等の導電性の帯電部材(接触帯電部材・接触帯電器)を接触させ、この接触帯電部材に所定の帯電バイアスを印加して被帯電体面を所定の極性・電位に帯電させる方式が用いられている。中でも特に、帯電部材として導電ローラ(帯電ローラ)を用いたローラ帯電方式が、帯電の安定性という点で好ましく、広く用いられている。帯電ローラは、一般的に、導電性若しくは中抵抗のゴム材又は発泡体を用いて作成される。さらに、これらを積層して所望の特性を得たものもある。
接触帯電部材としての帯電ローラは被帯電体(以下、感光体と記す)との一定の接触状態を得るために、構成材料として上記発泡体等を用い、弾性を持たせているが、そのため摩擦抵抗が大きく、多くの場合感光体に従動させ、駆動される。従って、直接帯電しようとしても、絶対的帯電能力の低下や接触性の不足やローラ状のムラや感光体の付着物による帯電ムラは避けられないため、ローラ帯電ではその帯電機構は放電帯電系が支配的である。つまり、ローラ帯電は接触部付近の被帯電体との微小間隙に生じる放電現象により被帯電体表面を帯電している。
以下に、帯電ローラを用いた、従来の一般的な電子写真装置について説明する。
図6は、ローラ帯電装置および被帯電体の感光ドラムを示す正面図であり、図7は、図6のA−A線断面図であり、図8は、図6のローラ帯電装置の帯電ローラおよび感光ドラムを上方から見た平面図である。
感光ドラム101は回転可能に配置され、図中の矢印K方向に回転駆動される。ローラ帯電装置の帯電ローラ(ローラ状接触帯電部材)102は、感光ドラム101の表面に当接させて略平行に配列されている。

帯電ローラ102は、例えば鉄やステンレススチール等の導電性芯金102aと、その外周をローラ状に被覆して設けた導電性弾性体層102bと、さらに外周を被覆した表面被覆層102cとからなる。導電性弾性体層102bにはカーボン等の導電物質が分散されており、導電性弾性体層102bは導電物質の量や層厚を調節することによって、所定の電気抵抗を有するように調整される。
帯電ローラ102は、ハウジング103の開口内に収容され、このハウジング103は、感光ドラム101と一定の間隔を開けて図示しない不動部材に固定支持されている。ハウジング103の両端の内側には、感光ドラム101方向に向いた上下方向のバネ受け兼
軸受けガイド104が設けられ、この両端のバネ受け/軸受けガイド104内に、それぞれ導電性の軸受け105が上下動可能に取付けられている。帯電ローラ102の芯金102aは、両端で軸受け105によって回転自在に軸受けされる。
軸受け105は、図8に示すように、感光ドラム101の回転軸と帯電ローラ102の回転軸が互いに平行となるように配設され、帯電ローラ102は、各軸受け105とハウジング103の天井面との間に縮設した導電性の加圧バネ106の加圧力(これを図7に符号G、Hで示す)によって、感光ドラム101の回転軸に向って押圧されて、感光ドラム101の表面に当接状態に保たれる。したがって、感光ドラム101を矢印K方向に回転すると、帯電ローラ102は矢印J方向に従動回転する。
両端の加圧バネ106の一方の上端部に対応するハウジング103の天井面部分には、加圧バネ106に接触する電極板107が配設される。この電極板107のハウジング103外の一端には帯電電源108が接続され、導電性の加圧バネ106、軸受け105および帯電ローラ芯金102aを介して、帯電ローラ102に帯電バイアスが印加され、これにより感光ドラム101の周面が所望の電位・極性に帯電される。
図9は、接触帯電における帯電効率の一例を示すグラフである。横軸は接触帯電部材に印加したバイアスであり、縦軸は、印加されたバイアスに対応する感光体帯電電位である。図9に示すように、ローラ帯電の場合、およそ−500Vの放電閾値を過ぎてから帯電が始まる。従って、−500Vに帯電する場合は−1000Vの直流電圧を印加する。
より具体的に説明すると、厚さ25μmの有機感光体に対して帯電ローラを加圧当接させた場合には、約640V以上の電圧を印加すれば感光体の表面電位が上昇し始め、それ以降は、印加電圧に対して傾き1で線形に感光体表面電位が増加する。この閾値電圧を帯電開始電圧Vthと定義する。つまり、電子写真に必要とされる感光体表面電位Vdを得るためには、帯電ローラにはVd+Vth以上の直流(DC)電圧が必要となる。このようにしてDC電圧のみを接触帯電部材に印加して帯電を行なう方法を「DC帯電方式」と称する。
しかし、DC帯電においては環境変動等によって接触帯電部材の抵抗値が変動するため、また、感光体が削れることによって膜厚が変化すると帯電開始電圧Vthが変動するため、感光体の電位を所望の値にすることが難しかった。このため、更なる帯電の均一化を図るための技術として、所望のVdに相当するDC電圧に2×Vth以上のピーク間電圧を持つ交流(AC)成分を重畳した電圧を接触帯電部材に印加する「AC帯電方式」が知られている(例えば特許文献1)。この技術は、ACによる電位のならし効果を目的としたものである。この技術を用いることにより、被帯電体の電位がAC電圧のピークの中央であるVdに収束し、環境等の外乱に影響されることがなくなる。
具体的に説明すると、例えば上記の−500V直流の帯電電圧に加えて、放電閾値以上の電位差を常に持つようにピーク間電圧12.00Vの交流電圧を印加し感光体電位を帯電電位に収束させる方法が一般的である。当然、この方式も接触帯電部材から感光体への放電現象を利用した帯電法である。この方式においては帯電部材に印加する電圧にAC成分があるため、感光体表面電位との間に放電閾値以上の電圧値が常に印加され、DC帯電のみで帯電を行う方式より、放電を積極的に利用した帯電法となる。
ローラ帯電方式とコロナ帯電方式とを比較すると、ローラ帯電方式は微小空間の放電現象を利用した帯電であるため、放電電流が感光体表面と帯電ローラ表面の間の微小空間に流れており、非常に高エネルギーな電子やイオン等の粒子が感光体表面に衝突を繰り返す。また、コロナ帯電器に比べれば放電生成物の総発生量は格段に少ないが、生じることは
原理的に避けられない。むしろ、ローラ帯電は、放電している空間が、感光体表面と帯電ローラとの間で形成されるニップ部近傍の非常に狭い空間のみとなるため、放電生成物であるオゾン等の活性イオン濃度が、非常に高い環境に感光体表面をさらしている状態と同義となる。つまり、ローラ帯電方式は、感光体を制御性よく所望の帯電電位にするための帯電手法としては好適であるが、オゾン等の活性イオンによる、感光体表面の酸化反応劣化は、より顕著になり、上記の非常に高エネルギーな電子やイオン等の粒子が感光体表面に衝突を繰り返し、結果的に感光体は削れ易くなり、傷も入り易くなることで、耐久性が著しく低下するという問題が生じていた。さらに、感光体表面の滑り性の低下等によるクリ−ニング性の悪化等の弊害も生じていた。
先述したように、ローラ帯電において、DC帯電方式よりAC帯電方式の方が放電を積極的に利用していることから、AC帯電方式での感光体表面が受けるダメ−ジはさらに大きい。
このような問題に対して、感光体の高耐久化を図るうえで、表面層に硬化性の樹脂を用いる技術がいくつか開示されている(例えば特許文献2,3,4,5,6)。これらの技術により、ローラ帯電方式を採用した場合に生じる感光体の削れや傷の問題(感光体の耐久性の問題)を軽減することができるようになった。
しかし、帯電ローラに流れるAC電流値が大きく、それが40mA/m(=画像形成時
に電子写真装置本体の高圧電源より帯電ローラに流す総AC電流値/帯電ローラの長さ)
以上であるような高速印刷可能な電子写真装置を用い、表面層が硬化性樹脂で構成されている感光体の耐久試験を行った結果、以下のような問題が生じることが本発明者らによって明らかとなった。
すなわち、感光体の削れ速度は非常に小さいが、耐久試験中、突発的に深い傷が発生して成長することで、その傷部と傷の無い部分との間に静電容量の違いが生じること、クリ−ニングが出来ない傷部にトナ−が蓄積して露光がさえぎられること等が原因となり、傷起因の画像欠陥が表出し、耐久寿命を迎えるという問題が生じる。つまり、感光体の表面層に硬化性の樹脂を用いた場合、感光体の寿命は、削れ寿命ではなく、傷寿命が律則となってしまう。一般的に、硬化性樹脂を表面層に用いた場合、削れ同様、傷に関しても強化されているので、硬化性樹脂を用いることで耐久寿命は、他の熱可塑性の樹脂等に比べ、長くはなっている。しかし、削れ量によって試算される通常の耐久寿命、つまり表面層が削れて薄くなってしまい、感光体としての、容量が大きくなり、帯電性が悪化して寿命を迎える前に、突発性の深い傷、とくに、表面層が薄い保護層である場合には、これが、耐久使用の非常に早い段階で発生し、寿命を迎えるという問題があった。
特開昭63−149669号公報 特開平02−127652号公報 特開平05−216249号公報 特開平07−72640号公報 特開平11−265085号公報 特開2000-66425号公報
本発明の目的は、電子写真感光体の耐久使用に伴う突発性の傷の発生を抑制し、電子写真感光体の高耐久化を実現することにある。
上記電子写真感光体の耐久使用に伴う突発性の傷の発生は、ローラ帯電部材から前記電子写真感光体の導電性支持体へのAC電流値が40mA/m以上という大きな値のときに
顕著となる。
そこで本発明は、導電性支持体と前記導電性支持体上に形成された感光層とを有する電子写真感光体であって且つその表面層が少なくとも一つ以上の重合性官能基を有する化合物を含む電子写真感光体と、前記電子写真感光体に接触配置され、電圧を印加されることにより前記電子写真感光体を帯電するローラ帯電部材と、を有する電子写真装置であって、前記ローラ帯電部材から前記電子写真感光体の導電性支持体へのAC電流が40mA/
m以上であり、且つ、前記ローラ帯電部材の回転軸と前記電子写真感光体の回転軸とが互いに交差する電子写真装置を提供する。
また、導電性支持体と前記導電性支持体上に形成された感光層とを有する電子写真感光体であって且つその表面層が少なくとも一つ以上の重合性官能基を有する化合物を含む電子写真感光体と、前記電子写真感光体に接触配置され、電圧を印加されることにより前記電子写真感光体を帯電するローラ帯電部材と、を有し、電子写真装置本体に一的かつ着脱自在に設けられるプロセスカートリッジであって、前記ローラ帯電部材から前記電子写真感光体の導電性支持体へのAC電流が40mA/m以上であり、且つ、前記ローラ帯電部
材の回転軸と前記電子写真感光体の回転軸とが互いに交差するプロセスカートリッジを提供する。
また、導電性支持体と前記導電性支持体上に形成された感光層とを有する電子写真感光体であって且つその表面層が少なくとも一つ以上の重合性官能基を有する化合物を含む電子写真感光体と、前記電子写真感光体に接触配置され、電圧を印加されることにより前記電子写真感光体を帯電するローラ帯電部材と、を有する電子写真装置であって、前記ローラ帯電部材から前記電子写真感光体の導電性支持体へのAC電流が40mA/m以上であ
り、且つ、前記ローラ帯電部材の回転軸と前記電子写真感光体の回転軸とが互いに交差する電子写真装置と、リモート端末から画像情報を受信する手段と、を備えるファクシミリ装置を提供する。
さらに、上記構成において、前記ローラ帯電部材の両端が線圧5kg/m以上の加圧力
で前記電子写真感光体に押圧される電子写真装置、プロセスカートリッジ又はファクシミリ装置を提供する。
また、発明者らが鋭意研究した結果、下記の構成の電子写真装置によれば、より顕著な効果を得ることができることを、見出した。
そこで他の発明は、導電性支持体と前記導電性支持体上に形成された感光層とを有する電子写真感光体であって且つその表面層が、先記の化合物を含有し、且つ、弾性変形率46%以上65%以下、HU(ユニバ−サル硬さ値)1.5×108N/m2以上2.2×1
8N/m2以下である電子写真感光体と、前記電子写真感光体に接触配置され、電圧が印
加されることで放電を伴い前記電子写真感光体を帯電するローラ帯電部材と、を有する電子写真装置であって、前記ローラ帯電部材の回転軸と前記電子写真感光体の回転軸とが、0.4度以上の交差角で互いに交差する電子写真装置を提供する。
また、導電性支持体と前記導電性支持体上に形成された感光層とを有する電子写真感光体であって且つその表面層が、弾性変形率46%以上65%以下、HU(ユニバ−サル硬さ値)1.5×108N/m2以上2.2×108N/m2以下である電子写真感光体と、前記電子写真感光体に接触配置され、電圧が印加されることで放電を伴い前記電子写真感光体を帯電するローラ帯電部材と、を有し、電子写真装置本体に一的かつ着脱自在に設けられ
るプロセスカートリッジであって、前記ローラ帯電部材の回転軸と前記電子写真感光体の回転軸とが、0.4度以上の交差角で互いに交差するプロセスカートリッジを提供する。
また、導電性支持体と前記導電性支持体上に形成された感光層とを有する電子写真感光体であって且つその表面層が、先記の化合物を含有し、且つ、弾性変形率46%以上65%以下、HU(ユニバ−サル硬さ値)1.5×108N/m2以上2.2×108N/m2以下である電子写真感光体と、前記電子写真感光体に接触配置され、電圧が印加されることで放電を伴い前記電子写真感光体を帯電するローラ帯電部材と、を有する電子写真装置であって、前記ローラ帯電部材の回転軸と前記電子写真感光体の回転軸とが、0.4度以上の交差角で互いに交差する電子写真装置と、リモート端末から画像情報を受信する手段と、を備えるファクシミリ装置を提供する。
さらに、上記各構成において、前記ローラ帯電部材は、長手方向に沿って各端部の外周径よりも中央部の外周径が大きくなっている形状を有する電子写真装置、プロセスカートリッジ又はファクシミリ装置を提供する。
本発明によれば、耐久使用に伴う感光体表面の削れが小さくなり、突発性の深い傷が発生し難くなる。
(実施の形態1)
以下に本発明の詳細を説明する。
本発明の電子写真装置は、導電性支持体と前記導電性支持体上に形成された感光層とを有する電子写真感光体であって且つその表面層が少なくとも一つ以上の重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を硬化させた化合物を含む電子写真感光体と、前記電子写真感光体に接触配置され、電圧を印加されることにより前記電子写真感光体を帯電するローラ帯電部材と、を有する。

前記導電性支持体は、導電性を有し、感光層を支持することができるものであれば特に限定されない。
前記感光層は、導電性支持体の表面に直に設けられても良いし、電子写真感光体の電気的特性や機械的特性を改善するための適当な他の層を介して導電性支持体上に設けられても良い。
また、前記電子写真感光体の表面層は、前記感光層の一部をなすものであってもよいし、前記感光層から分離した別の層であってもよい。
また、前記ローラ帯電部材から前記電子写真感光体の導電性支持体へのAC電流は、4mA/m以上とする。また、前記ローラ帯電部材の中央部で前記ローラ帯電部材の回転軸
と前記電子写真感光体の回転軸とが互いに交差している。

さらに、前記ローラ帯電部材は、ロ−ラの両端の線圧が、5kg/m以上の加圧力で前
記電子写真感光体に押圧された状態にあるのが好ましい。また、前記重合性官能基は、下記一般式(7)で示される不飽和重合性官能基であるのが好ましい。
Figure 0004250487

{式中、Eは水素原子、ハロゲン原子、置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアリール基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、−COOR1(R1は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアラルキル基および置換基を有しても良いアリール基)、CONR2R8(R2、R8は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアラルキル基および置換基を有しても良いアリール基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい)を示し、Wは置換基を有しても良い二価のアリーレン基または置換基を有しても良い二価のアルキレン基、−COO−、−C−、−O−、−OO−、−S−、−CONR4−(R4は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアラルキル基または置換基を有しても良いアリール基)を示す。fは0または1を示す。}
また、一般式(7)で示される重合性官能基を有する化合物が、一分子中に一般式(7)の重合性官能基を二つ以上有する連鎖重合性化合物であるのが好ましい。
また、前記重合性官能基が一般式(8)〜(12)の何れかであるのが好ましい。
Figure 0004250487
また、前記重合性官能基が一般式(8)、(9)及び(12)の何れかであるのが特に好ましい。
また、一般式(1)で示される重合性官能基におけるWが、置換基を有しても良いベンゼン、またはナフタレン、アントラセン、ピレン等の芳香族炭化水素から二個水素を除いたアリーレン基であるのが好ましい。
また、前記重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を硬化させた化合物は、熱又は放射線によって重合・硬化されたものであるのが好ましい。

また、前記重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を硬化させた化合物は、電子線によって硬化されたものであるのが好ましい。

また、前記化合物を硬化するために用いる電子線の加速電圧は、250KV以下であるのが好ましい。
また、前記電子線の照射線量は、104〜106Gyであるのが好ましい。
また、前記電子写真感光体は、電荷発生層および電荷輸送層を、この順に積層して構成されたものであるのが好ましい。
また、前記電子写真感光体の感光層は、電荷発生層、電荷輸送層および保護層をこの順に積層して構成されたものであるのが好ましい。
また、前記電子写真感光体の表面層は、四フッ化エチレン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、六フッ化エチレンプロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、二フッ化塩化エチレン樹脂及びこれらの共重合体を含むフッ素原子含有樹脂粒子の一種または二種以上を含有するのが好ましい。

また、前記電子写真感光体の表面層は導電性粒子を含有するのが好ましい。
また、前記電子写真感光体の表面層に含有される導電性粒子は金属酸化物であるのが好ましい。
本発明は、帯電ローラに流れるAC電流値が4.0mA/m以上であるような高速印刷可能な電子写真装置(画像形成装置)、プロセスカートリッジ又はファクシミリ装置等を用いる場合、つまり放電電流値がある値以上の大きな状態で画像形成を行う場合に、硬化性樹脂表面層を有する感光体表面に、装置の耐久使用に伴って発生する深い傷を抑制するためのものである。従来の装置構成において、このような深い傷が発生してしまうことの原因は、以下のように考えられる。
感光体表面を帯電ローラで帯電する手法は、帯電ローラから感光体へのパッシェン則に基づいた放電現象を利用している。この放電により、感光体の表面へ、オゾン等の活性イオンや非常に高エネルギ−な電子やイオン等の粒子が衝突を繰り返し、感光体表面への放電生成物の吸着や感光体表面の酸化反応劣化が生ずる。これにより、感光体表面は、滑性が非常に悪くなり、電子写真装置における感光体への、当接部材である、クリーニングブレ−ド等との間で、摩擦力の増大が生ずる。この状態での、画像形成程下における、感光体上での、ゴム弾性を有するクリーニングブレ−ドの運動は、感光体上に貼りついては、離れるというような、動作を繰り返す。当然、この運動を行っている時でも、クリ−ニング不良無きよう、感光体とクリーニングブレ−ドの間を、現像剤がすり抜けないような設定にはなっているが、通常のクリ−ニング時より、感光体とクリーニングブレ−ドの間は、異物を挟み込む確率が高くなる。異物とは、例えば紙粉や外部より電子写真装置内に混入する糸クズ等であり、これがクリーニングブレ−ドと感光体の間に挟まり感光体表面を傷付けてしまい、感光体表面に深い傷が形成されてしまうものと考えている。

上記メカニズムに鑑みれば、ローラ帯電部材の回転軸と前記電子写真感光体の回転軸とが互いに交差する電子写真装置を用いることで、クリ−ニング部材と感光体表面の間の、摩擦力を低減させることが可能となる。
ローラ帯電部材の回転軸と前記電子写真感光体の回転軸とが互いに交差する電子写真装置は、特開2001−117318号公報、特開平8−179587号公報等に記載されている。とくに本発明は、感光体表面層が、少なくとも一つ以上の重合性官能基を有しており、ローラ帯電部材から前記電子写真感光体の導電性支持体へのAC電流が4.0mA/m以上である場合に問題となる感光体の傷寿命に対して考案されたものである。本発明に
よれば、感光体の削れや傷の発生を抑制し、感光体の寿命を大幅に延ばすことができる。つまり、信頼性の高い電子写真装置を提供できる。
ローラ帯電部材の回転軸と前記電子写真感光体の回転軸とが互いに交差する電子写真装置を用いることで感光体表面の耐久使用に伴う摩擦力の増大を低減できるメカニズムは、以下のように考えられる。
感光体と帯電ローラの回転軸が捻れの関係にある場合、感光体表面と帯電ローラの間に微小な周速差が生じ、感光体表面の摺擦が行われる。このとき、帯電ローラ自体が表面を摺擦する効果と感光体表面と帯電ローラの間に介在する現像剤内に添化されている微小な酸化金属粒子等を帯電ローラで感光体表面に擦りつける効果により、感光体表面に吸着した放電生成物または/及び感光体表面の極最表面の放電劣化物が除去されるものと考えら
れる。これにより、感光体表面は、画像形成時、放電されながら、リフレッシュされた表面を作ることができ、放電による感光体表面の摩擦力の上昇を抑制でき、ひいてはクリ−ニングブレ−ドと感光体の間の異物挟み込みの確率が減少し、深い傷の発生が起こらなくなるものと考えられる。
しかし、一方で、本発明の構成によるように、帯電ローラに用いているゴム材の捻れを起こす程度の摩擦力(それほど大きくない摩擦力)による摺擦で、硬化性樹脂で形成されている感光体表面の放電での付着物や劣化物を除去できることの理由は、以下のように考えられる。感光体表面に吸着した放電生成物や放電により劣化した感光体表面の構成物は、感光体表面に生成した初期段階では、弱い機械的摺擦で除去することが可能だが、時間が経ってしまうと除去が困難になるものと予想される。従って、本発明の装置構成のように、放電と同時に摺擦を行うことが感光体表面の放電生成物除去に対し効果的に働くものと考えられる。
以下に本発明に係る感光体について説明する。
本発明の感光体の表面層は、少なくとも一つ以上の重合性官能基を、重合あるいは架橋し、硬化させた化合物を含有している電子写真感光体であり、その硬化手段は熱や可視光、紫外線等の光、更に放射線を用いることができる。従って、本発明における表面層を形成する手順は、表面層用の重合あるいは架橋し硬化させることができる化合物を溶解、含有している塗布溶液を用い、浸漬コーティング法、スプレイコーティング法、カーテンコーティング法、スピンコーティング法等により塗工し、これを上記硬化手段により硬化するという手順になる。感光体を効率よく大量生産するには浸漬コーティング法が、最良であり本発明においても浸漬コーティング法は可能である。
本発明の感光体の構成は、導電性基体上に、電荷発生物質と電荷輸送物質の双方を(同一層内に)含有する層を形成した単層型、あるいは電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層とを、この順に、または逆の順に積層した構成の積層型の何れかである。更に、前記感光層上に表面保護層を形成することも可能である。ちなみに図2に示す感光体1は、導電性基体1a上に電荷発生物質と電荷輸送物質の双方を含有する層1bを形成し、さらにその上に表面保護層1cを形成したもの(後者)である。本発明は、少なくとも感光体の表面層が、熱や可視光、紫外線等の光、更に放射線により重合あるいは架橋し硬化させることができる化合物を含有していればよい。但し、感光体としての特性、特に残留電位等の電気的特性及び耐久性の点から、電荷発生層/電荷輸送
層を、この順に積層した機能分離型の感光体構成、または、この構成で積層された感光層上に表面保護層を形成した構成が好ましい。
本発明において、表面層の重合あるいは架橋させる化合物の硬化法は、感光体特性の劣
化無く残留電位の上昇が起こらず、十分な硬度を示すことができる点で、放射線を用いることが好適である。
この際、使用する放射線とは電子線およびγ線である。電子線照射をする場合、加速器としてはスキャニング型、エレクトロカーテン型、ブロードビーム型、パルス型およびラミナー型等何れの形式も使用することが出来る。電子線を照射する場合に、本発明の感光体における電気特性および耐久性能を発現させる上で、その照射条件は、加速電圧は250kV以下が好ましく、最適には150kV以下である。また照射線量は好ましくは104Gyから106Gyの範囲、より好ましくは3×104Gyから5×105Gyの範囲である。加速電圧が上記を越えると感光体特性に対する電子線照射のダメージが増加する傾向にある。また、照射線量が上記範囲よりも少ない場合には硬化が不十分となりやすく、線量が多い場合には感光体特性の劣化がおこりやすいので注意が必要である。
重合あるいは架橋し硬化させることのできる表面層用化合物としては、反応性の高さ、反応速度の速さ、硬化後に達成される硬度の高さ等の点から、分子内に不飽和重合性官能基を持つものが好ましく、さらにその中でもアクリル基、メタクリル基、及びスチレン基をもつ化合物が特に好ましい。
本発明における、不飽和重合性官能基を有する化合物とは、その構造単位の繰り返しにより、モノマ−とオリゴマ−に大別される。モノマ−とは、不飽和重合性官能基を有する構造単位の繰り返しが無く、比較的分子量の小さいものを示し、オリゴマ−とは不飽和重合性官能基を有する構造単位の繰り返し数が2〜2.0程度の重合体である。また、ポリマ−またはオリゴマ−の末端のみに不飽和重合性官能基を有するマクロモノマ−も本発明の表面層用の硬化性化合物として使用可能である。

また本発明における不飽和重合性官能基を有する化合物は、表面層として必要な電荷輸送機能を満足するために、上記化合物が電荷輸送化合物であると好ましい。中でも、正孔輸送機能をもった不飽和重合性化合物であることが更に好ましい。
その一例を表1及び表2のNo.1〜No.44、No.48、No.49に示すが、
本発明に用いることが出来る化合物は、これらに限定されるものでは無い。
Figure 0004250487
Figure 0004250487
次に本発明による電子写真感光体の感光層について説明する。
電子写真感光体の支持体としては導電性を有するものであればよく、例えばアルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛およびステンレス等の金属や合金をドラムまたはシート状に成形したもの、アルミニウムおよび銅等の金属箔をプラスチックフィルムにラミネートしたもの、アルミニウム、酸化インジウムおよび酸化錫等をプラスチックフィルムに蒸着したもの、導電性物質を単独または結着樹脂とともに塗布して導電層を設けた金属、またはプラスチックフィルムおよび紙等が挙げられる。本発明においては導電性支持体の上
にはバリアー機能と接着機能をもつ下引き層を設けることができる。下引き層は感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体の保護、支持体上の欠陥の被覆、支持体からの電荷注入性改良、また感光層の電気的破壊に対する保護等のために形成される。下引き層の材料としてはポリビニルアルコール、ポリ−N−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、カゼイン、ポリアミド、N−メトキシメチル化6ナイロン、共重合ナイロンおよびゼラチン等が使用可能である。これらはそれぞれに適した溶剤に溶解されて支持体上に塗布される。その際の膜厚としては0.1〜2μmが好ましい。
本発明の感光体が機能分離型の感光体である場合には電荷発生層および電荷輸送層を積層する。電荷発生層に用いる電荷発生物質としては、セレン−テルル、ピリリウム、チアピリリウム系染料、また各種の中心金属および結晶系、具体的には例えばα、β、γ、εおよびX型等の結晶型を有するフタロシアニン系化合物、アントアントロン顔料、ジベンズピレンキノン顔料、ピラントロン顔料、トリスアゾ顔料、ジスアゾ顔料、モノアゾ顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔料、非対称キノシアニン顔料、キノシアニンおよび特開昭54−143645号公報に記載のアモルファスシリコーン等が挙げられる。
機能分離型感光体の場合、電荷発生層は前記電荷発生物質を0.3〜4倍量の結着樹脂および溶剤とともにホモジナイザー、超音波分散、ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、アトライターおよびロールミル等の方法で良く分散し、分散液を塗布し、乾燥されて形成されるか、または前記電荷発生物質の蒸着膜等、単独組成の膜として形成される。その膜厚は5μm以下であることが好ましく、特に0.1〜2μmの範囲であることが好ましい。
結着樹脂として用いることの出来るものは、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、等のビニル化合物の重合体および共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリウレタン、セルロース樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
本発明における前記不飽和重合性官能基を有する正孔輸送性化合物は、前述した電荷発生層上に電荷輸送層として、もしくは電荷発生層上に電荷輸送物質と結着樹脂からなる電荷輸送層を形成した後に、表面保護層として用いることもできる。
表面保護層として用いた場合、その下層に当たる電荷輸送層は適当な電荷輸送物質、例えばポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリスチリルアントラセン等の複素環や縮合多環芳香族を有する高分子化合物や、ピラゾリン、イミダゾール、オキサゾール、トリアゾール、カルバゾール等の複素環化合物、トリフェニルメタン等のトリアリールアルカン誘導体、トリフェニルアミン等のトリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、N−フェニルカルバゾール誘導体、スチルベン誘導体、ヒドラゾン誘導体等の低分子化合物等を適当な結着樹脂(前述の電荷発生層用樹脂の中から選択できる)とともに溶剤に分散/溶解した溶液を前述の公知の方法によって塗布、乾燥して形成することができる。この場合の電荷輸送物質と結着樹脂の比率は、両者の全重量を100とした場合に電荷輸送物質の重量が30〜100が望ましく、好ましくは50〜100の範囲で適宜選択される。電荷輸送物質の量がそれ以下であると、電荷輸送能が低下し、感度低下および残留電位の上昇等の問題点が生ずる。この場合にも感光層の膜厚は5〜30μmの範囲であり、この時の感光層の膜厚とは電荷発生層、電荷輸送層及び表面保護層の各々の膜厚を合計した厚さである。

何れの場合も表面層の形成方法は、前記、正孔輸送性化合物を含有する溶液を塗布後、
重合/硬化反応をさせるのが一般的であるが、前もって前記正孔輸送性化合物を含む溶液を反応させて硬化物を得た後に再度溶剤中に分散あるいは溶解させたもの等を用いて、表面層を形成することも可能である。これらの溶液を塗布する方法は、例えば浸漬コーティング法、スプレイコーティング法、カーテンコーティング法およびスピンコーティング法等が知られているが、効率性/生産性の点からは浸漬コーティング法が好ましい。また蒸着、プラズマその他の公知の製膜方法が適宜選択できる。
本発明における表面保護層中には導電性粒子を混入させてもよい。導電性粒子としては、金属、金属酸化物及びカーボンブラック等が挙げられる。金属としては、アルミニウム、亜鉛、銅、クロム、ニッケル、ステンレス及び銀等、またはこれらの金属をプラスチックの粒子の表面に蒸着したもの等が挙げられる。金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、スズをドープした酸化インジウム、アンチモンをドープした酸化スズ及びアンチモンをドープした酸化ジルコニウム等が挙げられる。これらは単独で用いることも、2種以上を組み合わせて用いることもできる。2種以上を組み合わせて用いる場合は、単に混合しても、固溶体や融着の形にしてもよい。本発明に用いられる導電性粒子の平均粒径は保護層の透明性の点で0.3μm以下であることが好ましく、特には0.1μm以下であることが好ましい。また、本発明においては上述したような導電性粒子の中でも、透明性等の点で金属酸化物を用いることが特に好ましい。
前記表面保護層中の導電性金属酸化物粒子の割合は、直接的に表面保護層の抵抗を決定する要因のひとつであり、保護層の抵抗は1010〜1015ohm・cmの範囲であることが好ましい。
また、本発明における表面層中にはフッ素原子含有樹脂粒子を含有することができる。フッ素原子含有樹脂粒子としては、四フッ化エチレン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、六フッ化エチレンプロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、二フッ化二塩化エチレン樹脂及びこれらの共重合体のなかから1種あるいは2種以上を適宜選択するのが好ましいが、特に、四フッ化エチレン樹脂及びフッ化ビニリデン樹脂が好ましい。樹脂粒子の分子量や粒子の粒径は、適宜選択することができ、特に制限されるものではない。前記表面層中のフッ素原子含有樹脂粒子の割合は、表面層全重量に対し5〜70重量%が好ましく、より好ましくは10〜60重量%である。フッ素原子含有樹脂粒子の割合が70重量%より多いと表面層の機械的強度が低下し易く、フッ素原子含有樹脂粒子の割合が5重量%より少ないと表面層の表面の離型性、表面層の耐摩耗性や耐傷性が充分ではなくなることがある。
本発明においては、分散性、結着性及び耐候性を更に向上させる目的で、前記表面層中にラジカル補足剤や酸化防止剤等の添加物を加えてもよい。
本発明に用いる表面保護層の膜厚は0.2〜10μmの範囲が好ましく、より好ましくは0.5〜6μmの範囲である。
上記のようにして作成された感光体を用い画像を形成する電子写真装置について以下に説明する。
図1は、本発明のローラ帯電装置および被帯電体の感光ドラムを示す正面図、図2は、図1のA−A線断面図、図3は、図1のローラ帯電装置の帯電ローラおよび感光ドラムを上方から見た平面図である。
ローラ帯電装置10の帯電ローラ2は、図2に示すように、たとえば鉄やステンレスス
チール等の導電性芯金2aと、その外周をローラ状に被覆して設けた導電性弾性体層2bと、さらに外周を被覆した表面被覆層2cとから構成されている。導電性弾性体層2bにはカーボン等の導電物質が分散されており、導電性弾性体層2bは導電物質の量や層厚を調節することによって、所定の電気抵抗を有するように調整される。
帯電ローラ2は、図1に示すように、ハウジング3の開口内に収容され、このハウジング3は、感光ドラム1と一定の間隔を開けて図示しない不動部材に固定支持されている。ハウジング3の両端の内側には、感光ドラム1方向に向いた上下方向のバネ受け兼軸受けガイド4が設けられ、この両端のバネ受け/軸受けガイド4内に、それぞれ軸受け5が上下動可能に取付けられている。帯電ローラ2の芯金2aは、軸受け5によって回転自在に軸受けされる。
帯電ローラ2は、各軸受け5とハウジング3の天井面との間に縮設した導電性の加圧バネ6の加圧力(これを図1に符号G、Hで示す)によって、感光ドラム1の回転軸に向かって押圧されて、感光ドラム1の表面に当接状態に保たれる。したがって、感光ドラム1を図2中矢印K方向に回転すると、帯電ローラ2は矢印J方向に従動回転する。
両端の加圧バネ6の一方の上端部に対応するハウジング3の天井面部分には、加圧バネ6に接触する電極板7が配設され、この電極板7に前記の帯電電源8が接続される。帯電電源8からのAC電圧とDC電圧を重畳した帯電バイアス電圧は、導電性の加圧バネ6、軸受け5および帯電ローラ芯金2aを介して帯電ローラ2に印加され、これにより感光ドラム1の周面が所望の電位・極性に帯電される。
本発明の装置構成において、バネ受け/軸受けガイド4および軸受け5は、図3に示すように、感光ドラム1の回転軸に対して角度(交差角)θだけ傾けて設置することにより、帯電ローラ2を感光ドラム1の回転軸と中央部で角度θで交差するように当接させている。その押圧は、線圧で5kg/m以上にすることが好ましい。また、交差角θは、好ましくは0.4°以上とする。0.4°以下では、帯電ローラ2の摺擦が弱く、交差角を設けた効果が少ない。他方、交差角θの上限は、感光体の曲率と帯電ロ−ラの間のニップ形成状態(径、弾性率、押圧から決まる)で決まる。θが、大きすぎると、感光体と帯電ロ−ラのニップ幅が感光体上の長手方向で大きく変わり、放電状態が乱れ、感光体の帯電電位が、不均一になってしまい、画像欠陥が生じる。本発明においては、θは、帯電電位が不均一になる上限ぎりぎりまで、大きくすることができ、大きいほど、より大きな感光体の表面摺擦力を得ることができる。
上記のように、帯電ローラ2を中央部で感光ドラム1の回転軸と交差するようにして接触させて、帯電ローラ2の芯金2a両端に感光ドラム1の回転軸に向かって押圧を加えると、帯電ローラ2と感光ドラム1の周面は曲面であるので、図3に示すように、帯電ローラ2両端部と、帯電ローラ2の中央部の感光ドラム1との交差点Fの近傍とで、図2に示すように、帯電ローラ2の感光ドラム1外周面に対する法線方向の侵入量δが最も大きくなるような形で帯電ローラは感光ドラムに当接する。
本発明は、複写機、レーザープリンタ、LEDプリンタ及び液晶シャッター式プリンタ等の電子写真装置一般に適用し得るだけでなく、電子写真技術を応用したディスプレー、記録、軽印刷、製版、あるいはリモート端末から画像情報を受信する機能を備えるファクシミリ等の装置にも幅広く適用し得るものである。
以下、実施例に従って本発明を更に詳細に説明する。
(実施例1)
[実施例1−1]
(感光体の製造方法)
以下、実施例1中の「部」は「質量部」を意味する。
本発明の感光ドラムを下記のようにして作成した。
先ず、導電層用の塗料を以下の手順で調製した。10%の酸化アンチモンを含有する酸化スズで被覆した導電性酸化チタン粉体50部、フェノール樹脂25部、メチルセロソルブ2.0部、メタノール5部及びシリコーンオイル(ポリジメチルシロキサンポリオキシアルキレン共重合体、平均分子量3000)0.002部をφ1mmガラスビーズを用いたサンドミル装置で2時間分散して調製した。この塗料をφ30mm×357.5mmのアルミニウムシリンダー上に浸漬塗布法で塗布し、140℃で30分間乾燥して、膜厚が16μmの導電層を形成した。
次に、N−メトキシメチル化ナイロン5部をメタノール95部中に溶解し、中間層用塗工液を調製した。この塗工液を前記の導電層上に浸漬塗布法によって塗布し、100℃で2.0分間乾燥し、膜厚が0.6μmの中間層を形成した。
次に、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)の9.0°、14.2°、23.9°及び27.1°に強いピークを有するオキシチタニウムフタロシアニンを3部、ポリビニルブチラール(商品名:エスレツクBM2、積水化学(株)製)2部及びシクロヘキサノン35部をφ1mmガラスビーズを用いたサンドミル装置で2時間分散して、その後に酢酸エチル60部を加えて電荷発生層用塗工液を調製した。この塗工液を前記中間層上に浸漬塗布法で塗布して、100℃で1.5分間乾燥して、膜厚が0.2μmの電荷発生層を形成した。
次に、表1の化合物例No.11に示される化合物45部をジクロロメタン1.5部、トルエン40部の混合溶媒中に溶解し、電荷輸送用塗料を作成した。この塗料を前記の電荷発生層上に浸漬塗布方法で塗工し、50℃で1.5分乾燥した後、加速電圧1.50kV、照射線量3×105Gyの条件にて電子線を照射し樹脂を硬化することによって、膜
厚が18μmの電荷輸送層を形成し、電子写真感光体を作製した。
<電子写真装置の構成>
図4は、本発明の実施形態の電子写真装置であるところの電子写真プリンタの構成を示す断面図である。図4には、転写材にトナー画像を転写するための像担持体である感光ドラム1と、感光ドラム1上に一様帯電を行なう帯電部材である帯電ローラ2と、感光ドラム1のプロセススピード及び帯電ローラ2に印加する電圧のレベルを制御する制御手段(制御装置)13とを備えている。
また、図4には、感光ドラム1上に静電潜像を形成するレーザースキャナ23と、形成した静電潜像を現像する現像器24と、現像されたトナー画像を転写する転写材を収納するカセット25と、カセット25から転写材を給送する給紙ローラ26と、給紙ローラ26により給紙された転写材を感光ドラム1にタイミング良く転送するタイミングローラ27とを備えている。
さらに、図4には、転写材を感光ドラム1に押圧して転写材上にトナー像を転写する転写ローラ28と、トナー画像が転写された転写材を定着する定着器29と、トナー画像が定着された転写材を電子写真装置の外部に排紙する排紙ローラ30と、排紙された転写材を受ける排紙トレイ31と、転写残りのトナーをクリーニングするクリーナ12とを備えている。
クリーナ12を構成するクリーニングブレードは板金の先端部に一体的に保持されたポリウレタンゴムから成り、感光ドラム1に対して所定の侵入量、設定角の条件で当接されている。
後述するように、図4の電子写真装置には、感光ドラム1と、帯電ローラ2と、クリーナ12とを支持するプロセスカートリッジが着脱できるような構造としている。
レーザースキャナ23は、画像信号に基づいてラスタースキャンし露光する。レーザースキャナ23は、半導体レーザーの点滅をポリゴンスキャナで走査し、光学系により感光ドラム1上に照射させている。
現像器24は、ジャンピング現像や、2成分現像、FEED現像等を行い、記録するところを、レーザーを点灯して潜像のうち電位が低い方にトナーを付着させる、反転現像が組み合わせて用いられる。
さらに、転写ローラ28は、導電性の硬度の低い弾性体で、感光ドラム1と転写ローラ28で形成されるニップ部で、バイアス電界によって静電的に転写が行なわれる。
電子写真装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジは、プロセスカートリッジ枠体によって、感光ドラム1と、帯電ローラ2と、クリーナ12とを支持している。また、クリーナ12は、感光ドラム1から転写残りのトナーを掻き取るブレードと、掻き取ったトナーを図示しない廃トナー容器に搬送するスクリューとを備えている。
<電子写真装置の動作>
次に、図4の電子写真装置の動作について説明する。先ず、帯電ローラ2に、制御手段13によって、感光ドラム1に制御された電圧が印加される。そして、感光ドラム1上に帯電ローラ2によって一様帯電を行なう。
次に、レーザースキャナ23によって画像信号に基づいてラスタースキャンし露光する。レーザースキャナ23は、半導体レーザーの点滅をポリゴンスキャナで走査し、光学系により感光ドラム上に照射させる。こうして感光ドラム1上に静電潜像を形成する。
そして、静電潜像を現像器24によって現像する。現像は、ジャンピング現像等を用い、記録するところを、レーザーを点灯して潜像のうち電位が低い方にトナーを付着させる、反転現像が組み合わせて用いられる。この状態で、ホストコンピュータからプリント信号が送られると、カセット25に納められている転写材を、給紙ローラ26によって1枚ずつ給送する。
このとき、感光ドラム1は、プロセススピード(P.S.)が210mm/secで動作するよう制御されている。それから、タイミングローラ27によって、転写材を感光ドラム側に転送する。こうして、画像信号と同期をとって転写ローラ28で転写材上にトナー像が転写される。トナー画像が転写された転写材は、定着器29で定着され、排紙ローラ30で装置外へ送られ、排紙トレイ31に排出される。
一方、転写残りのトナーは、クリーナ12のクリーニングブレードによって除去され、廃トナー捕集シートによってクリーニング装置の外部へ飛散すること無く、スクリューによって搬送され、廃トナー回収容器に格納される。
<帯電ローラの構成等>
帯電ローラ2は、ステンレス製の芯金に導電性EPDMゴムが形成され表面には表面層が形成されている。
本実施例においては、感光ドラム1に加圧当接している帯電ローラ2の幅は32cmであり、感光ドラム1へのAC電流は、約5.8mA/m(=画像形成時に電子写真装置本体の高圧電源より帯電ローラに流す総AC電流値:1850μA/帯電ローラ長さ:32c
m)であった。
また、ローラ帯電装置2の感光ドラム1への加圧当接圧は、両端部の加圧バネとして、それぞれ700gfのものを用いた。また帯電ローラ2の自重は約150gであった。この際、感光ドラム1の外周面に置き換える形で加圧センサーを設置して、帯電ローラ2が感光ドラム1に加える総圧の測定を行ったが、その値は約1550gであり、線圧換算で約4.84kg/mであった。
ここで述べる線圧とは、感光ドラム1に対する帯電ローラ2の当接圧の総圧(単位g)を、図4に示すように、帯電ローラ2の回転軸方向の有効当接幅E(単位cm)で割ったものである。感光ドラム1に対する帯電ローラ2の当接圧の総圧は、加圧バネ6と同様な加圧バネを使用して帯電ローラ2を押圧しても、その加圧方向によって帯電ローラ2の自重の影響の受け方が異なるため、実際に帯電装置10に加圧バネ等を組み込んだ状態、もしくは帯電装置10を電子写真装置等に組み込んだ状態で測定を行う必要がある。
この電子写真装置を常温常湿環境下(20℃、50%RH)に設置し、耐久試験を行い、感光層表面に発生する傷について検討を行った。その結果を表3に示す。
Figure 0004250487
表3に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良は150K枚の耐久使用を行っても発生せず、上記したAC電流値による電子写真装置において、感光体の高耐久化を達成できた。
また、150K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定し
たところ感光体の周方向の8点計測平均で1.8μmであった。
[実施例1−2]
実施例1−1の感光体の電荷輸送層を以下に示すように変更した。スチリル化合物である電荷輸送材料10部及びポリカーボネート(重量平均分子量=46000)10部を、ジクロロメタン30部/モノクロロベンゼン60部の混合溶剤中に溶解して溶液を作製し、この溶液を電荷発生層表面に浸漬塗布し、120℃で60分間乾燥させ、膜厚が10μmの電荷輸送層を形成した。

次に、表1の化合物例No.11に示される化合物60部をブチルアルコ−ル50部/
エチルアルコ−ル50部の混合溶媒中に溶解し、表面保護層用塗料を作成した。この塗料を前記の電荷輸送層上に浸漬塗布方法で塗工し、50℃で1.5分乾燥した後、加速電圧150kV、照射線量3×105Gyの条件にて電子線を照射し樹脂を硬化することによって、膜厚が5μmの表面保護層を形成し、電子写真感光体を作製した。
この感光体を実施例1−1に示される電子写真装置を用い、実施例1−1と同様の評価を行った。その結果を表3に示す。表3に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良は150K枚の耐久使用を行っても発生せず、上記したAC電流値による電子写真装置において、感光体の高耐久化を達成できた。
また、150K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で1.7μmであった。
[実施例1−3]
実施例1−2における、表面保護層を以下のように代えた以外は、実施例1−2と同様の構成、方法で感光体を作成した。
表2のNo.46のアクリロイルオキシ基を含む化合物10部をジクロロメタン60部/トルエン12.0部の混合溶剤中に、実施例1−2に示した電荷輸送層に含まれるスチリル化合物10部と共に溶解し、表面保護層用塗料を調製した。この塗料を前記の電荷輸送層上にスプレー塗布で塗布し、120℃で60分間乾燥した後、加速電圧150kV、照射線量3×105Gyの条件にて電子線を照射し樹脂を硬化することによって、膜厚が5μmの表面保護層を形成し、感光体を作製した。
この感光体を実施例1−1に示される電子写真装置を用い、実施例1−1と同様の評価を行った。その結果を表3に示す。表3に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良は150K枚の耐久使用を行っても発生せず、上記したAC電流値による電子写真装置において、感光体の高耐久化を達成できた。
また、150K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で2.6μmであった。
[実施例1−4]
実施例1−2の、表面保護層に用いる表1又は表2の化合物を例No.43(表2)に代えた以外は実施例1−2と同様な構成、方法で表面保護層及び感光層を作成し感光体を作成した。この感光体を実施例1−1に示される電子写真装置を用い、実施例1−1と同様の評価を行った。その結果を表3に示す。表3に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良は150K枚の耐久使用を行っても発生せず、上記したAC電流値による電子写真装置において、感光体の高耐久化を達成できた。
また、150K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で2.0μmであった。
[実施例1−5]
実施例1−2の表面保護層用塗料に、ポリテトラフルオロエチレン微粒子(粒径0.18μm)5部を加え表1の化合物例No.20に示される化合物60部と共に、ブチルアルコ−ル50部/エチルアルコ−ル50部の混合溶媒中に溶解し、表面保
護層用塗料を作成した。この塗料を電荷輸送層上に浸漬塗布方法で塗工し、50℃で15分乾燥した後、加速電圧150kV、照射線量3×105Gyの条件にて電子線を照射し樹脂を硬化することによって、膜厚が5μmの表面保護層を形成し、電子写真感光体を作製した。
この感光体を実施例1−1に示される電子写真装置を用い、実施例1−1と同様の評価を行った。その結果を表3に示す。表3に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良は150K枚の耐久使用を行っても発生せず、上記したAC電流値による電子写真装置において、感光体の高耐久化を達成できた。
また、150K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で1.3μmであった。
[実施例1−6]
実施例1−1の、電荷輸送層を硬化するに際し、電子線を用いず、140℃で60分乾燥して硬化させた以外は、実施例1−1と同様な構成、方法で感光層を作成し感光体を作成した。
この感光体を実施例1−1に示される電子写真装置を用い、実施例1−1と同様の評価を行った。その結果を表3に示す。表3に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良は150K枚の耐久使用を行っても発生せず、上記したAC電流値による電子写真装置において、感光体の高耐久化を達成できた。
また、150K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で3.1μmであった。
[実施例1−7]
実施例1−2の表面保護層に用いる表1又は表2の化合物を例No.49(表2)に代えた以外は実施例1−2と同様な構成、方法で表面保護層及び感光層を作成し感光体を作成した。この感光体を実施例1−1に示される電子写真装置を用い、実施例1−1と同様の評価を行った。その結果を表3に示す。表3に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良は150K枚の耐久使用を行っても発生せず、上記したAC電流値による電子写真装置において、感光体の高耐久化を達成できた。
また、150K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で3.0μmであった。
[実施例1−8]
実施例1−2の電子写真装置の感光ドラム1へのAC電流が40mA/mであること以
外は、実施例1−2に示される電子写真装置を用い、実施例1−2と同様の評価を行った。その結果を表3に示す。表3に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良は150K枚の耐久を行っても発生せず、上記したAC電流値による電子写真装置において、感光体の高耐久化を達成できた。
また、150K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で1.4μmであった。
[実施例1−9]
実施例1−2の電子写真装置の感光ドラム1への帯電ローラの押圧が4.2kg/mで
あること以外は、実施例1−2に示される電子写真装置を用い、実施例1−2と同様の評価を行った。その結果を表3に示す。表3に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良は150K枚の耐久を行っても発生せず、上記したAC電流値による電子写真装置において、感光体の高耐久化を達成できた。
また、150K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で2.0μmであった。
[実施例1−10]
実施例1−2の電子写真装置の感光ドラム1への帯電ローラの押圧が5.5kg/mで
あること以外は、実施例1−2に示される電子写真装置を用い、実施例1−2と同様の評価を行った。その結果を表3に示す。表3に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良は150K枚の耐久を行っても発生せず、上記したAC電流値による電子写真装置において、感光体の高耐久化を達成できた。
また、150K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で1.5μmであった。
[実施例1−11]
実施例1−2の電子写真装置の感光ドラム1への帯電ローラの押圧が6.0kg/mで
あること以外は、実施例1−2に示される電子写真装置を用い、実施例1−2と同様の評価を行った。その結果を表3に示す。表3に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良は150K枚の耐久を行っても発生せず、上記したAC電流値による電子写真装置において、感光体の高耐久化を達成できた。
また、150K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で1.4μmであった。
[実施例1−12] 実施例1−2の電子写真装置の感光ドラム1への帯電ローラの交差角が0.2度であること以外は、実施例1−2に示される電子写真装置を用い、実施例1−2と同様の評価を行った。その結果を表3に示す。表3に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の実使用上の画像不良は150K枚の耐久を行っても発生せず、上記したAC電流値による電子写真装置において、感光体の高耐久化を達成できた。
また、150K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で3.2μmであった。
[実施例1−13]
実施例1−2の電子写真装置の感光ドラム1への帯電ローラの交差角が0.7度であること以外は、実施例1−2に示される電子写真装置を用い、実施例1−2と同様の評価を行った。その結果を表3に示す。表3に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の実使用上の画像不良は150K枚の耐久を行っても発生せず、上記したAC電流値による電子写真装置において、感光体の高耐久化を達成できた。
また、150K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で1.5μmであった。
[比較例1−1]
実施例1−2の電子写真装置の感光ドラム1への帯電ローラのAC電流が3.0mA/mであり、帯電ローラの交差角をつけず0度であること以外は、実施例1−2に示される電子写真装置を用い、実施例1−2と同様の評価を行った。その結果を表3に示す。表3に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良は200K枚の耐久を行っても発生せず、上記したAC電流値による電子写真装置においては、感光体を高耐久に使用することができた。
また、150K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で2.0μmであった。
[比較例1−2]
比較例1−1において帯電ローラのAC電流値を4.0mA/mとしたこと以外は、比較例1−1と同様の電子写真装置を用い、実施例1−1と同様の評価を行った。その結果を表3に示す。表3に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良が、120K枚の耐久で発生した。
この時、感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で6.1μmであった。
[比較例1−3]
実施例1−2の、表面保護層が無く、電荷輸送層を28(μm)の厚さで作成した感光体を用い、実施例1−1に示される電子写真装置を用い、実施例1−1と同様の評価を行った。その結果を表3に示す。表3に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良が、70K枚の耐久で発生した。
この時、感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で8.6μmであった。
(実施の形態2)
以下に他の発明の詳細を説明する。
本発明の電子写真装置は、導電性支持体と前記導電性支持体上に形成された感光層とを有する電子写真感光体を備える。
前記導電性支持体は、導電性を有し、感光層を支持することができるものであれば特に限定されない。
前記感光層は、導電性支持体の表面に直に設けられても良いし、電子写真感光体の電気的特性や機械的特性を改善するための適当な他の層を介して導電性支持体上に設けられても良い。
また、前記電子写真感光体の表面層は、前記感光層の一部をなすものであってもよいし、前記感光層から分離した別の層であってもよい。
前記電子写真感光体の表面層は、少なくとも一つ以上の重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を硬化させた化合物を含み、該表面層の弾性変形率46%以上65%以下、ユニバ−サル硬さ値1.5×10N/m以上2.2×10N/m以下である。

また、本発明の電子写真装置は、前記電子写真感光体に接触配置され、電圧が印加され
ることで放電を伴い前記電子写真感光体を帯電するローラ帯電部材を備える。
また、前記ローラ帯電部材の中央部で、前記前記ローラ帯電部材の回転軸と前記電子写真感光体の回転軸とは、0.4度以上の交差角で互いに交差する。

また、前記ローラ帯電部材は、長手方向に沿って各端部の外周径よりも中央部の外周径が大きくなっている形状を有するのが好ましい。
また、前記重合性官能基は、下記一般式(13)で示される不飽和重合性官能基であるのが好ましい。
Figure 0004250487

{式中、Eは水素原子、ハロゲン原子、置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアリール基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、−COOR1(R1は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアラルキル基および置換基を有しても良いアリール基)、CONR2R8(R2、R8は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアラルキル基および置換基を有しても良いアリール基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい)を示し、Wは置換基を有しても良い二価のアリーレン基または置換基を有しても良い二価のアルキレン基、−COO−、−C−、−O−、−OO−、−S−、−CONR4−(R4は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアラルキル基または置換基を有しても良いアリール基)を示す。fは0または1を示す。}
また、一般式(13)で示される重合性官能基を有する化合物が、一分子中に一般式(13)の重合性官能基を二つ以上有する連鎖重合性化合物であるのが好ましい。
また、前記重合性官能基が一般式(14)〜(18)の何れかであるのが好ましい。
Figure 0004250487
また、前記重合性官能基が一般式(14)、(15)及び(18)の何れかであるのが特に好ましい。
また、一般式(13)で示される重合性官能基におけるWが、置換基を有しても良いベンゼン、またはナフタレン、アントラセン、ピレン等の芳香族炭化水素から二個水素を除いたアリーレン基であるのが好ましい。
また、前記重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を硬化させた化合物は、熱又は放射線によって重合・硬化されたものであるのが好ましい。

また、前記重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を硬化させた化合物は、電子線によって硬化されたものであるのが好ましい。

また、前記化合物を硬化するために用いる電子線の加速電圧は、250KV以下であるのが好ましい。
また、前記電子線の照射線量は、1×104〜1×106Gyであるのが好ましい。
また、前記電子写真感光体は、電荷発生層および電荷輸送層を、この順に積層して構成されたものであるのが好ましい。
また、前記電子写真感光体の感光層は、電荷発生層、電荷輸送層および保護層をこの順に積層して構成されたものであるのが好ましい。
また、前記電子写真感光体の表面層は、四フッ化エチレン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、六フッ化エチレンプロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、二フッ化塩化エチレン樹脂及びこれらの共重合体を含むフッ素原子含有樹脂粒子の一種または二種以上を含有するのが好ましい。

また、前記電子写真感光体の表面層は導電性粒子を含有するのが好ましい。
また、前記電子写真感光体の表面層に含有される導電性粒子は金属酸化物であるのが好ましい。
本発明における感光体の表面層の弾性変形率と、HU(ユニバ−サル硬さ値)とは、圧子に連続的に荷重をかけ、荷重下での押し込み深さを直読し連続的硬さを求められる微小硬さ測定装置フィシャースコープH100V(Fisher社製)を用いて測定した。圧
子は対面角136°のビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を使用した。荷重の条件は最終荷重6mNまで段階的に(各点0.1sの保持時間で273点)測定した。
図5(a)は、押し込み深さと荷重との一般的な関係を示す。また、図5(b)は、本
発明の電子写真感光体について、押し込み深さと荷重との関係を測定した結果を示す。両図において、縦軸は荷重(mN)で横軸は押し込み深さh(μm)であり、段階的に荷重
を増加させ6mNまで荷重をかけ、その後同様に段階的に荷重を減少させた結果である。
なお、図5(b)に表示する各パラメータの意味は以下の通りである。
(1) HU…ユニバーサル硬度[N/mm2](2) Wt…全仕事量[nJ]
(3) We…弾性変形の仕事量[nJ]
(4) Wr…塑性変形の仕事量[nJ]
(5) E/(1−ν2)≒E…ヤング率[GPa] ν…ポアソン比
(7) H plast…塑性変形の硬さ値[N/mm2
(8) hr’…曲線BCの接線とX軸との交点[μm]
ここで、点A(図5(a))は測定開始点である。A→Bが圧子の押し込みに対応する曲線である。点Bは最大設定押し込み深さに到達したときの点であり、点Bでの荷重を、そのとき生じた圧痕の表面積で除した値がユニバーサル硬さ値(以下、HUと称する)である。B→Cの曲線が、圧子を押し込んだ後の「戻り」に対応する曲線である。即ち、この曲線は測定サンプルの弾性分に対応する。曲線BCにおいて、最大荷重の95%、60%に対応する2点を通る直線を引くと、経験的にその傾きがヤング率Eとなる。また、その直線とx軸との交点をhr’とすると、塑性変形の硬さ値H plastは、押し込み深さhr’での硬さ値で求められる。また、測定における弾性変形の仕事量WeはC−B−D−Cの囲む面積で表され、塑性変形の仕事量WrはA−B−C−Aの囲む面積で表される。全仕事量WtはWe+Wrで、A−B−D−Aの囲む面積で表される。
ここで、HUは、6mNで押し込んだ時の同荷重下での押し込み深さから下記式(1)によって規定される。
HU(N/m2)=試験荷重(N)/試験荷重でのビッカース圧子の表面積(m2
=6×103/26.43×h2 …(1)
但し、h:試験荷重下での押し込み深さ(mm)
弾性変形率は、圧子が膜に対して行った仕事量(エネルギー)、すなわち圧子の膜に対する荷重の増減によるエネルギーの変化より求めたものであり、下記式(2)からその値は求まる。全仕事量Wt(nW)は図5(a)中のA−B−D−Aで囲まれる面積で表され、弾性変形の仕事量We(nW)はC−B−D−Cで囲まれる面積で表される。
弾性変形率(%)=(We/Wt)×100 …(2)
一般的に硬度とは、外部応力に対する変形量の大きさで表され、変形量が小さいほど高く、感光体の表面層の、上記HUや鉛筆硬度、ビッカース硬度が高いものは、機械的強度が高く、耐久性が向上すると考えられていた。
しかし、本発明者らは、HUのような硬度が、かなり大きな値を示す、高硬度な硬化性樹脂が全て、必ずしも高耐久性の感光体と成り得たわけでなく、ローラ帯電方式を用いた電子写真装置においては、耐久使用による傷という別の問題により、耐久性が決定されてしまうことを確認した。
本発明は、上記の問題を解決すべく考案されたものであり、導電性支持体と該支持体上に形成される感光層とを有する電子写真感光体の表面層が、弾性変形率46%以上65%以下、HU(ユニバ−サル硬さ値)1.5×108N/m2以上2.2×108N/m2以下であり、該電子写真感光体に接触配置され、電圧を印加されることにより該電子写真感光体
を帯電するローラ帯電部材を有する電子写真装置において、該ローラ帯電部材の回転軸と該電子写真感光体の回転軸とが、互いに交差し、その交差角が0.4度以上である電子写真装置を用いることで達成される。
本発明者らは、本発明により上記課題を解決することができたメカニズムを、以下のように考えている。
ローラ帯電方式を用いた電子写真装置における耐久傷は、感光体表面の物性である弾性率、塑性変形量、滑り性が相互に関わりあって形成され、本発明は、各物性をコントロ−ルできたことで上記課題を解決できたものと考えている。
すなわち、感光体の表面層のHUが1.5×108N/m2未満、または弾性変形率が6
5%以上の場合は、塑性変形量が大きいこと、弾性力が大きいことで、クリーニングブレード等の当接部材と感光体表面との間に挟まれた紙粉やトナー、または、その他の異物が、感光体表面に押し込まれ易く、表面を傷つけてしまう。
HUが2.2×108N/m2以下より大きい、または弾性変形率が46%未満の場合は
、塑性変形量が、逆に小さくなってしまう態様が想定され、クリーニングブレード等の当接部材と感光体表面との間に挟まれた紙粉やトナー、また、その他の異物が、感光体表面でそれら粉体や異物による圧を吸収できず、局所的に大きな力が、感光体表面にかかり、傷を発生させてしまう。
一方、本発明者らは、本発明のローラ帯電部材の回転軸と感光体の回転軸とが、互いに交差し、その交差角が0.4度以上であるシステムを用いることで、クリーニング部材と感光体表面の間の、摩擦力を低減させることが可能になったと考えている。つまり、本発明においては、このドラム表面の滑性が上記ドラム表面の物性範囲内で効果的に働いており、クリーニングブレード等の当接部材と感光体表面との間に挟みこむ紙粉やトナー、または、その他の異物が、そこに、溜まり難い系となっていたり、感光体表面に局所的にかかる力を分散したりしていると考えており、その結果、HU上限2.2×108N/m2
下、弾性変形率下限46%という範囲で、傷に対し、効果が見られるシステムを確立できたものと考えている。
つまり、本発明は、感光体表面層の弾性変形率範囲、HU値範囲、ローラ帯電部材の回転軸と感光体の回転軸とが、互いに交差し、その交差角が0.4度以上であるシステムを組み合わせることで、その相乗効果により、感光体の耐久傷に関し絶大な効果を見出すことが可能となり、今までに無い高耐久な感光体を提供するに至ったものである。
ローラ帯電部材の回転軸と該電子写真感光体の回転軸とが、互いに交差する電子写真装置を用いることで、感光体表面の耐久での摩擦力アップを低減できるメカニズムを、本発明者らは、以下のように考えている。
感光体と帯電ローラの回転軸が捻れの関係にある場合、感光体表面と帯電ローラの間に微小な周速差が生じ、感光体表面の摺擦が行われる。このとき、帯電ローラ自体が表面を摺擦する作用と感光体表面と帯電ローラの間に介在する現像剤内に添化されている微小な酸化金属粒子等を帯電ローラで感光体表面に擦りつける作用により、感光体表面に吸着した放電生成物または/及び感光体表面の極最表面の放電劣化物が除去されるものと考えて
いる。これにより、感光体表面は、画像形成時、放電をうけながら、リフレッシュされた表面を作ることができ、放電による感光体表面の摩擦力の上昇を抑制できるものと考えている。
しかし、一方で、本発明において示されるように、帯電ローラに用いているゴム材の捻れを起こす程度の、それほど大きくない摩擦力による摺擦で、感光体表面の放電による付着物や劣化物を除去できていることに関して、本発明者らは、更に鋭意検討を行った結果そのメカニズムを以下のように考えた。
上記感光体表面層の物性条件である弾性変形率、HUを満足するような、本来、削れにくく、傷の付き難い表面に吸着した放電生成物や放電により劣化した感光体表面の構成物は、感光体表面に生成した初期段階では、非常に弱い力で吸着しており、時間と共に、その力が強くなる現象を確認した。ゆえに、本発明の装置構成である、放電同時摺擦を行うことで、小さな摺擦力で、感光体表面の放電生成物除去を効果的に行えたものと考えている。
本発明においては、前記電子写真感光体の表面層は、弾性変形率46%以上65%以下、HU(ユニバ−サル硬さ値)1.5×108N/m2以上2.2×108N/m2以下であれば良いが、特に、同一分子内に1つ以上の連鎖重合性官能基を有する正孔輸送性化合物及び/又は前記正孔輸送性化合物を重合、硬化したものを用いるのが効果的である。『同一分子内に1つ以上の連鎖重合性官能基を有する正孔輸送性化合物』とは、公知の正孔輸送性化合物の一部に連鎖重合性官能基が化学結合している化合物を示す。好ましくは同一分子内に2つ以上の重合性官能基を有する化合物がよい。詳しくは特開2000−66424号公報中に説明されている。
本発明の感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質を含有する所謂単一層型でも、電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層に機能分離された、所謂積層型でもよいが、積層型である方が好ましい。
以下に本発明に係る感光体について説明する。
本発明の感光体の表面層は、少なくとも一つ以上の重合性官能基を、重合あるいは架橋し、硬化させた化合物を含有している電子写真感光体であり、その硬化手段は熱や可視光、紫外線等の光、更に放射線を用いることができる。従って、本発明における表面層を形成する手順は、表面層用の重合あるいは架橋し硬化させることができる化合物を溶解、含有している塗布溶液を用い、浸漬コーティング法、スプレイコーティング法、カーテンコーティング法、スピンコーティング法等により塗工し、これを上記した硬化手段により硬化するという手順になる。感光体を効率よく大量生産するには浸漬コーティング法が、最良であり本発明においても浸漬コーティング法は可能である。
本発明の感光体の構成は導電性基体上に、電荷発生物質と電荷輸送物質の双方を含有する層構成の単層型、あるいは電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層を、この順に、または逆の順に積層した構成の積層型の何れかである。更に、前記感光層上に表面保護層を形成することも可能である。本発明は、少なくとも感光体の表面層が、熱や可視光、紫外線等の光、更に放射線により重合あるいは架橋し硬化させることができる化合物を含有していればよい。但し、感光体としての特性、特に残留電位等の電気的特性及び耐久性の点より電荷発生層/電荷輸送層を、この順に積層した機能分
離型の感光体構成、または、この構成で積層された感光層上に表面保護層を形成した構成が好ましい。
本発明において、表面層の重合あるいは架橋させる化合物の硬化法は、感光体特性の劣化無く残留電位の上昇が起こらず、十分な硬度を示すことができる点で、放射線を用いることが好適である。
この際、使用する放射線とは電子線およびγ線である。電子線照射をする場合、加速器としてはスキャニング型、エレクトロカーテン型、ブロードビーム型、パルス型およびラミナー型等何れの形式も使用することが出来る。電子線を照射する場合に、本発明の感光体における電気特性および耐久性能を発現させる上で、その照射条件は、加速電圧は250kV以下が好ましく、最適には150kV以下である。また照射線量は好ましくは1×104〜1×106Gyの範囲、より好ましくは3×104〜5×105Gyの範囲である。加速電圧が上記を越えると感光体特性に対する電子線照射のダメージが増加する傾向にある。また、照射線量が上記範囲よりも少ない場合には硬化が不十分となりやすく、線量が多い場合には感光体特性の劣化がおこりやすいので注意が必要である。
重合あるいは架橋し硬化させることのできる表面層用化合物としては、反応性の高さ、反応速度の速さ、硬化後に達成される硬度の高さ等の点から、分子内に不飽和重合性官能基を持つものが好ましく、さらにその中でもアクリル基、メタクリル基、及びスチレン基をもつ化合物が特に好ましい。
本発明における、不飽和重合性官能基を有する化合物とは、その構造単位の繰り返しより、モノマーとオリゴマーとに大別される。モノマーとは、不飽和重合性官能基を有する構造単位の繰り返しが無く、比較的分子量の小さいものを示し、オリゴマーとは不飽和重合性官能基を有する構造単位の繰り返し数が2〜20程度の重合体である。また、ポリマーまたはオリゴマーの末端のみに不飽和重合性官能基を有するマクロモノマーも本発明の表面層用の硬化性化合物として使用可能である。
また本発明における不飽和重合性官能基を有する化合物は、表面層として必要な電荷輸送機能を満足するために、上記化合物が電荷輸送化合物であると好ましい。中でも、正孔輸送機能をもった不飽和重合性化合物であることが更に好ましい。
次に、本発明による電子写真感光体の感光層について説明する。
電子写真感光体の支持体としては、導電性を有するものであればよく、例えばアルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛およびステンレス等の金属や合金をドラムまたはシート状に成形したもの、アルミニウムおよび銅等の金属箔をプラスチックフィルムにラミネートしたもの、アルミニウム、酸化インジウムおよび酸化錫等をプラスチックフィルムに蒸着したもの、導電性物質を単独または結着樹脂とともに塗布して導電層を設けた金属、またはプラスチックフィルムおよび紙等が挙げられる。
本発明においては導電性支持体の上にはバリアー機能と接着機能をもつ下引き層を設けることができる。
下引き層は、感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体の保護、支持体上の欠陥の被覆、支持体からの電荷注入性改良、また感光層の電気的破壊に対する保護等のために形成される。下引き層の材料としてはポリビニルアルコール、ポリ−N−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、カゼイン、ポリアミド、N−メトキシメチル化6ナイロン、共重合ナイロン、にかわおよびゼラチン等が使用可能である。これらはそれぞれに適した溶剤に溶解されて支持体上に塗布される。その際の膜厚としては0.1〜2μmが好ましい。
本発明の感光体が機能分離型の感光体である場合には、電荷発生層および電荷輸送層が積層形成される。電荷発生層に用いる電荷発生物質としては、セレン−テルル、ピリリウム、チアピリリウム系染料、また各種の中心金属および結晶系、具体的には例えばα、β、γ、εおよびX型等の結晶型を有するフタロシアニン系化合物、アントアントロン顔料
、ジベンズピレンキノン顔料、ピラントロン顔料、トリスアゾ顔料、ジスアゾ顔料、モノアゾ顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔料、非対称キノシアニン顔料、キノシアニンおよび特開昭54−143645号公報に記載のアモルファスシリコーン等が挙げられる。
機能分離型感光体の場合、電荷発生層は前記電荷発生物質を0.3〜4倍量の結着樹脂および溶剤とともにホモジナイザー、超音波分散、ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、アトライターおよびロールミル等の方法で良く分散し、分散液を塗布し、乾燥されて形成されるか、または前記電荷発生物質の蒸着膜等、単独組成の膜として形成される。その膜厚は5μm以下であることが好ましく、特に0.1〜2μmの範囲であることが好ましい。
結着樹脂として用いることの出来るものは、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、等のビニル化合物の重合体および共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリウレタン、セルロース樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
本発明における表面層は、前述した電荷発生層上の電荷輸送層、もしくは電荷発生層上に電荷輸送物質と結着樹脂からなる電荷輸送層を形成した後の保護層を、これに適用する。
表面層には、少なくとも一つ以上の重合性官能基を有する化合物を含有したものや、不飽和重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を含有したものを用いることができ、これを重合、硬化し、使用することが可能である。しかし、本発明は、表面層の機械的物性が弾性変形率46%以上65%以下、HU(ユニバ−サル硬さ値)1.5×108N/m2以上
2.2×108N/m2以下であればよく、これら材料に限定されるものではない。
表4及び表5に示される化合物のうちNo.1〜No.33、及びNo.40で示され
る化合物を、本発明の感光体の表面層に使用することが可能な、少なくとも一つ以上の重合性官能基を有する化合物として例示する。

Figure 0004250487
Figure 0004250487
保護層を表面層として用いた場合、その下層に当たる電荷輸送層は適当な電荷輸送物質、例えばポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリスチリルアントラセン等の複素環や縮合多環芳香族を有する高分子化合物や、ピラゾリン、イミダゾール、オキサゾール、トリアゾール、カルバゾール等の複素環化合物、トリフェニルメタン等のトリアリールアルカン誘導体、トリフェニルアミン等のトリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、N−フェニルカルバゾール誘導体、スチルベン誘導体、ヒドラゾン誘導体等の低分子化合物等を適当な結着樹脂(前述の電荷発生層用樹脂の中から選択できる)とともに溶剤に分散/溶解した溶液を前述の公知の方法によって塗布、乾燥して形成することができる。この場合の電荷輸送物質と結着樹脂の比率は、両者の全重量を100とした場合に電荷輸送物質の重量が30〜100が望ましく、好ましくは50〜100の範囲で適宜選択される。
電荷輸送物質の量がそれ以下であると、電荷輸送能が低下し、感度低下および残留電位の上昇等の問題点が生ずる。この場合にも感光層の膜厚は5〜30μmの範囲であり、この時の感光層の膜厚とは電荷発生層、電荷輸送層及び表面保護層の各々の膜厚を合計した厚さである。
何れの場合も表面層の形成方法は、前記正孔輸送性化合物を含有する溶液を塗布後、重合/硬化反応をさせるのが一般的であるが、前もって該正孔輸送性化合物を含む溶液を反応させて硬化物を得た後に再度溶剤中に分散あるいは溶解させたもの等を用いて、表面層を形成することも可能である。これらの溶液を塗布する方法は、例えば浸漬コーティング法、スプレイコーティング法、カーテンコーティング法およびスピンコーティング法等が知られているが、効率性/生産性の点からは浸漬コーティング法が好ましい。
本発明における表面層中にはフッ素原子含有樹脂粒子を含有することができる。
フッ素原子含有樹脂粒子としては、四フッ化エチレン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、六フッ化エチレンプロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、二フッ化二塩化エチレン樹脂及びこれらの共重合体のなかから1種あるいは2種以上を適宜選択するのが好ましいが、特に、四フッ化エチレン樹脂及びフッ化ビニリデン樹脂が好ましい。樹脂粒子の分子量や粒子の粒径は、適宜選択することができ、特に制限されるものではない。
前記表面層中のフッ素原子含有樹脂粒子の割合は、表面層全重量に対し5〜70重量%が好ましく、より好ましくは10〜60重量%である。フッ素原子含有樹脂粒子の割合が70重量%より多いと表面層の機械的強度が低下し易く、フッ素原子含有樹脂粒子の割合が5重量%より少ないと表面層の表面の離型性、表面層の耐摩耗性や耐傷性が充分ではなくなることがある。
本発明においては、分散性、結着性及び耐候性を更に向上させる目的で、前記表面層中にラジカル補足剤や酸化防止剤等の添加物を加えてもよい。
本発明に用いる表面保護層の膜厚は0.2〜10μmの範囲が好ましく、より好ましくは0.5〜6μmの範囲である。
上記のようにして作成された感光体を用い画像を形成する電子写真装置について以下に説明する。
以下、実施例に従って本発明を更に詳細に説明する。
なお、実施形態2(実施例2)で採用されるローラ帯電装置、被帯電体の感光ドラム、これらを備えた電子写真装置のハードウエア構成について、図1〜図4に表れる概観及び基本的な機能は、実施形態1(実施例1)で採用されるものとほぼ同様である。このため、実施形態2(実施例2)において、実施形態1(実施例1)と同等の構造及び機能を有する構成部材については、同一の部材番号を用いるとともに、その部材についての重複する説明は省略する。
(実施例2)
[実施例2−1]
(感光体の製造方法)
以下、実施例2中の「部」は「質量部」を意味する。
本発明の図1〜図4に示す感光ドラム1を下記のようにして作成した。
先ず、導電層用の塗料を以下の手順で調製した。10%の酸化アンチモンを含有する酸化スズで被覆した導電性酸化チタン粉体50部、フェノール樹脂25部、メチルセロソルブ20部、メタノール5部及びシリコーンオイル(ポリジメチルシロキサンポリオキシアルキレン共重合体、平均分子量3000)0.002部をφ1mmガラスビーズを用いたサンドミル装置で2時間分散して調製した。この塗料をφ30mm×357.5mmのアルミニウムシリンダー上に浸漬塗布法で塗布し、140℃で30分間乾燥して、膜厚が16μmの導電層を形成した。
次に、N−メトキシメチル化ナイロン5部をメタノール95部中に溶解し、中間層用塗工液を調製した。この塗工液を前記の導電層上に浸漬塗布法によって塗布し、100℃で20分間乾燥し、膜厚が0.6μmの中間層を形成した。
次に、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)の7.5°、9.9°、16.3°、18.6°、25.1°、28.3°に強いピークを有する結晶型のヒドロキシガリウムフタロシアニン10部とポリビニルブチラール(商品名:エスレツクBX−1、積水化学工業社製)5部、及びシクロヘキサノン250部をφ1mmガラスビーズを用いたサンドミル装置で3時間分散し、その後、酢酸エチル250部を加えて電荷発生層用塗工液を調製した。この塗工液を前記中間層上に浸漬塗布法で塗布して、100℃で15分間乾燥して、膜厚が0.2μmの電荷発生層を形成した。
次にスチリル化合物である電荷輸送材料7部及びポリカーボネート(重量平均分子量=46000)10部を、メチラ−ル28部/モノクロロベンゼン65部の混合溶剤中に溶解して溶液を作製し、この溶液を電荷発生層表面に浸漬塗布し、120℃で60分間乾燥させ、膜厚が10μmの電荷輸送層を形成した。

次に、表4の化合物例No.12に示される化合物40部をn−プロパノール60部の混合溶媒中に溶解し、表面保護層用塗料を作成した。この塗料を前記の電荷輸送層上に浸漬塗布方法で塗工し、50℃で15分乾燥した後、加速電圧150kV、吸収電子線量5×104Gyの条件にて電子線を酸素濃度10ppm以下の窒素雰囲気下で照射し、同雰
囲気下で100℃で10分加熱乾燥し、上記化合物を硬化することによって、膜厚が5μmの表面保護層を形成し、電子写真感光体を作製した。
この感光体と同条件で作製された感光体を、温度25℃、湿度50%の環境下に24時間放置した後、前述した硬度測定装置フィッシャースコープH100V(Fischer社製)を用いて、弾性変形率及びHUを求めた。その値を表6に示す。
Figure 0004250487
<帯電ローラの構成等>
帯電ローラ2は、ステンレス製の芯金に導電性EPDMゴムが形成され表面には表面層が形成されている。
本実施例においては、感光ドラム1に加圧当接している帯電ローラ2の幅は32cmであり、感光ドラム1へのAC電流は、約5.8mA/m(=画像形成時に電子写真装置
本体の高圧電源より帯電ローラに流す総AC電流値:1850μA/帯電ローラ長さ:3
2cm)であった。
また、ローラ帯電装置2の感光ドラム1への加圧当接圧は、両端部の加圧バネとして、それぞれ0.7kgfのものを用いた。また帯電ローラ2の自重は約0.15kgであった。この際、感光ドラム1の外周面に置き換える形で加圧センサーを設置して、帯電ローラ2が感光ドラム1に加える総圧の測定を行ったが、その値は約1.55kgであり、線圧換算で約4.84kg/mであった。
ここで述べる線圧とは、感光ドラム1に対する帯電ローラ2の当接圧の総圧(単位g)を、図4に示すように、帯電ローラ2の回転軸方向の有効当接幅E(単位mm)で割ったものである。感光ドラム1に対する帯電ローラ2の当接圧の総圧は、加圧バネを使用して帯電ローラ2を押圧しても、その加圧方向によって帯電ローラ2の自重の影響の受け方が異なるため、実際に帯電装置10に加圧バネ等を組み込んだ状態、もしくは帯電装置10を電子写真装置等に組み込んだ状態で測定を行う必要がある。
本実施例において、帯電ローラと感光ドラムの交差角は、0.4°とした。
この電子写真装置を常温常湿環境下(20℃、50%RH)に設置し、耐久試験を行い、感光層表面に発生する傷について検討を行った。その結果を表6に示す。表6に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良は200K枚の耐久を行っても発生せず、上記したAC帯電による電子写真装置において、削れ、傷共に高寿命な感光体を達成できた。
また、200K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で1.3μmであった。
[実施例2−2]
実施例2−1における電荷輸送層を変更し、保護層を設けない感光体を以下のように作製した。
表6の化合物例NO.11に示される化合物45部をジクロロメタン15部、トルエン40部の混合溶媒中に溶解し、電荷輸送用塗料を作成した。この塗料を前記の電荷発生層上に浸漬塗布方法で塗工し、50℃で15分乾燥した後、加速電圧150kV、吸収電子線量5×104Gyの条件にて電子線を窒素雰囲気下で照射し、同雰囲気下で100℃で
10分加熱乾燥し、さらに100℃で60分乾燥し、化合物を硬化することによって、膜厚が18μmの電荷輸送層を形成し、電子写真感光体を作製した。
この感光体と同条件で作製された感光体を、温度25℃、湿度50%の環境下に24時間放置した後、前述した硬度測定装置フィッシャースコープH100V(Fischer社製)を用いて、弾性変形率及びHUを求めた。その値を表6に示す。
このように作製された感光体を実施例2−1に示される電子写真装置を用い、実施例2−1と同様の評価を行った。その結果を表6に示す。表6に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良は、200K枚の耐久を行っても発生せず、上記したAC電流値による電子写真装置において、感光体の高耐久化を達成できた。
また、200K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で1.4μmであった。
[参考例1]
実施例2−1における、表面保護層を以下のようにかえた以外は、実施例2−1と同様の構成、方法で感光体を作製した。
表6のNo.34のアクリロイルオキシ基を含む化合物10部をジクロロメタン60部/トルエン120部の混合溶剤中に、実施例2−2に示した電荷輸送層に含まれるスチリル化合物10部と共に溶解し、表面保護層用塗料を調製した。この塗料を前記の電荷輸送層上にスプレー塗布で塗布し、120℃で60分間乾燥した後、加速電圧150kV吸収電子線量5×10Gyの条件にて電子線を窒素雰囲気下で照射し、同雰囲気下で100℃で10分加熱乾燥し、さらに100℃で60分乾燥し、化合物を硬化することによって、膜厚が5μmの表面保護層を形成し、感光体を作製した。
この感光体と同条件で作製された感光体を、温度25℃、湿度50%の環境下に24時間放置した後、前述した硬度測定装置フィッシャースコープH100V(Fischer社製)を用いて、弾性変形率及びHUを求めた。その値を表6に示す。
この感光体を、実施例2−1に示される電子写真装置を用い、実施例2−1と同様の評価を行った。その結果を表6に示す。表6に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良は200K枚の耐久を行っても発生せず、上記したAC電流値による電子写真装置において、感光体の高耐久化を達成できた。
また、200K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で2.6μmであった。
[実施例2−4]
実施例2−1の、表面保護層に用いる表4又は表5の化合物を例No.14(表4)に代えた以外は実施例2−1と同様な構成、方法で表面保護層及び感光層を作成し感光体を作成した。
この感光体と同条件で作製された感光体を、温度25℃、湿度50%の環境下に24時間放置した後、前述した硬度測定装置フィッシャースコープH100V(Fischer社製)を用いて、弾性変形率及びHUを求めた。その値を表6に示す。
この感光体を実施例2−1に示される電子写真装置を用い、実施例2−1と同様の評価を行った。その結果を表6に示す。表6に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良は200K枚の耐久を行っても発生せず、上記したAC電流値による電子写真装置において、感光体の高耐久化を達成できた。
また、200K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で1.9μmであった。
[実施例2−5]
実施例2−1の、表面保護層用塗料に、ポリテトラフルオロエチレン微粒子(粒径0.18μm)4部を加え、表4の化合物例No.12に示される化合物36部と共に、n−プロパノール60部の溶媒中に溶解し、表面保護層用塗料を作成した。この塗料を電荷輸送層上に浸漬塗布方法で塗工し、50℃で15分乾燥した後、加速電圧150kV吸収電子線量5×104Gyの条件にて電子線を窒素雰囲気下で照射し、同雰囲気下で100℃
で10分加熱乾燥し、さらに100℃で60分乾燥し、化合物を硬化することによって、膜厚が5μmの表面保護層を形成し、電子写真感光体を作製した。
この感光体と同条件で作製された感光体を、温度25℃、湿度50%の環境下に24時間放置した後、前述した硬度測定装置フィッシャースコープH100V(Fischer社製)を用いて、弾性変形率及びHUを求めた。その値を表6に示す。
この感光体を、実施例2−1に示される電子写真装置を用い、実施例2−1と同様の評価を行った。その結果を表6に示す。表6に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良は200K枚の耐久を行っても発生せず、上記したAC電流値による電子写真装置において、感光体の高耐久化を達成できた。
また、200K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で1.1μmであった。
[実施例2−6]
実施例2−1における吸収電子線量を4×105Gyに変え、電子線照射後、大気中で
の後加熱処理に変更した以外は、実施例2−1と同様な構成、方法で表面保護層及び感光層を作成し感光体を作成した。
この感光体と同条件で作製された感光体を、温度25℃、湿度50%の環境下に24時間放置した後、前述した硬度測定装置フィッシャースコープH100V(Fischer社製)を用いて、弾性変形率及びHUを求めた。その値を表6に示す。
この感光体を、実施例2−1に示される電子写真装置を用い、実施例2−1と同様の評価を行った。その結果を表6に示す。表6に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良は200K枚の耐久を行っても発生せず、上記したAC電流値による電子写真装置において、感光体の高耐久化を達成できた。
また、200K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で3.0μmであった。[実施例2−7]
実施例2−1と同様の感光層及び表面保護層の感光体を作成した。
この感光体を、実施例2−1における電子写真装置の帯電ローラのAC電流値を6.2mA/mにし、実施例2−1と同様の評価を行った。その結果を表6に示す。表6に示さ
れるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良は200K枚の耐久を行っても発生せず、上記したAC電流値による電子写真装置において、感光体の高耐久化を達成できた。
また、200K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で1.5μmであった。
[実施例2−8]
実施例2−1における電子写真装置の帯電ローラの押し圧を約5kg/mにした以外は
、実施例2−1と同様な構成、方法で表面保護層及び感光層を作成し感光体を作成した。
この感光体と同条件で作製された感光体を、温度25℃、湿度50%の環境下に24時間放置した後、前述した硬度測定装置フィッシャースコープH100V(Fischer社製)を用いて、弾性変形率及びHUを求めた。その値を表6に示す。
この感光体を、実施例2−1に示される電子写真装置を用い、実施例2−1と同様の評価を行った。その結果を表6に示す。表6に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良は200K枚の耐久を行っても発生せず、上記した
AC電流値による電子写真装置において、感光体の高耐久化を達成できた。
また、200K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で1.1μmであった。
[実施例2−9]
実施例2−1の、表面保護層に用いる表4又は表5の化合物を例No.40(表5)に代え、吸収電子線量を4×105Gyにかえた以外は実施例2−1と同様な構成、方法で
表面保護層及び感光層を作成し感光体を作成した。
この感光体と同条件で作製された感光体を、温度25℃、湿度50%の環境下に24時間放置した後、前述した硬度測定装置フィッシャースコープH100V(Fischer社製)を用いて、弾性変形率及びHUを求めた。その値を表6に示す。
この感光体を、実施例2−1に示される電子写真装置を用い、実施例2−1と同様の評価を行った。その結果を表6に示す。表6に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良は200K枚の耐久を行っても発生せず、上記したAC電流値による電子写真装置において、感光体の高耐久化を達成できた。
また、200K枚の耐久使用を行った時点の感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で1.2μmであった。
[比較例2−1]
実施例2−1における電子写真装置の帯電ローラと感光ドラムの間の交差角が無いこと以外は、実施例2−1と同様な構成、方法で表面保護層及び感光層を作成し感光体を作成した。
上記感光体の評価を、実施例2−1と同様に行った結果を表6に示す。表6に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良が、130K枚の耐久で発生した。
この時、感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で6.0μmであった。
[比較例2−2]
実施例2−1における電子写真装置の帯電ローラと感光ドラムの間の交差角が0.3°に変更した以外は、実施例2−1と同様な構成、方法で表面保護層及び感光層を作成し感光体を作成した。
上記感光体の評価を、実施例2−1と同様に行った結果を表6に示す。表6に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良が、190K枚の耐久で発生した。
この時、感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で4.2μmであった。
[比較例2−3]
実施例2−1の、表面保護層が無く、電荷輸送層を28(μm)の厚さで作成した感光体を用い、実施例2−1に示される電子写真装置を用い、実施例2−1と同様の評価を行った。その結果を表6に示す。表6に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接し
ている部分の傷起因の画像不良が、70K枚の耐久で発生した。
この時、感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で8.6μmであった。
[比較例2−4]
実施例2−6における吸収電子線量を1×105Gyに変更した以外は、実施例2−1
と同様な構成、方法で表面保護層及び感光層を作成し感光体を作成した。
この感光体を、温度25℃、湿度50%の環境下に24時間放置した後、前述した硬度測定装置フィッシャースコープH100V(Fischer社製)を用いて、弾性変形率及びHUを求めた。その値を表6に示す。
上記感光体の評価を、実施例2−1と同様に行った結果を表6に示す。表6に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良が、170K枚の耐久で発生した。
この時、感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で9.2μmであった。
[比較例2−5]
実施例2−1の、表面保護層に用いる表4又は表5の化合物を例No.36(表5)に変更し、膜厚1μmの膜を形成した以外は実施例2−1と同様な構成、方法で表面保護層及び感光層を作成し感光体を作成した。
この感光体と同条件で作製された感光体を、温度25℃、湿度50%の環境下に24時間放置した後、前述した硬度測定装置フィッシャースコープH100V(Fischer社製)を用いて、弾性変形率及びHUを求めた。その値を表6に示す。
上記感光体の評価を、実施例2−1と同様に行った結果を表6に示す。表6に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良が、180K枚
の耐久で発生した。
この時、感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で4.1μmであった。
[比較例2−6]
比較例2−3における電荷輸送層を形成した後、電荷輸送層に用いているポリカーボネート樹脂10部をモノクロロベンゼン100部およびジクロロメタン60部の混合溶媒中に溶解した溶液に疎水性シリカ粒子1重量部を混合、分散して成る塗布液を前記CTL上にスプレー塗布機により塗布して乾燥後の膜厚1.0μmの保護層を形成し、感光体を作製した。この感光体を、温度25℃、湿度50%の環境下に24時間放置した後、前述した硬度測定装置フィッシャースコープH100V(Fischer社製)を用いて、弾性変形率及びHUを求めた。その値を表6に示す。
上記感光体の評価を、実施例2−1と同様に行った結果を表6に示す。表6に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良が、160K枚の耐久で発生した。
この時、感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測
平均で5.1μmであった。
[比較例2−7]
比較例2−1と同様の表面保護層及び感光層を作成し感光体を作成し、比較例2−1における電子写真装置の帯電ローラのAC電流値を4.8mA/m2に変更した以外は、実施例2−1と同様な構成、方法で、この感光体の評価を、行った。その結果を表6に示す。表6に示されるように、感光体表面の帯電ローラが当接している部分の傷起因の画像不良が、200K枚の耐久で傷画像は、発生しなかった。
この時、感光体表面で、一番深い傷の深さを測定したところ感光体の周方向の8点計測平均で2.8μmであった。
本発明の実施の形態にかかるローラ帯電装置及び被帯電体の感光ドラムを示す正面図。 図1のA-A線断面図。 図1のローラ帯電装置の帯電ローラ及び感光ドラムを上方からみた平面。 同実施の形態にかかる電子写真装置を示す概略図。 押し込み深さと荷重との関係を示すグラフ。 従来のローラ帯電装置及び被帯電体の感光ドラムを示す正面図。 図6のA-A線断面図。 図6のローラ帯電装置の帯電ローラ及び感光ドラムを上方からみた平面図。 接触帯電における帯電効率例を表すグラフ。
符号の説明
1 感光体(感光ドラム)
1a 導電性基体
1b 電荷発生物質と電荷輸送物質の双方を含有する層
1c 表面保護層 2 接触帯電部材(帯電ローラ)
2a 導電性芯金
2b 導電性弾性体層(導電性ゴム)
2c 表面被覆層
10 ローラ帯電装置
12 クリーナ
13 制御手段(制御装置)
23 レーザースキャナ
24 現像器
25 カセット
26 給紙ローラ
27 タイミングローラ
28 転写ローラ
29 定着器
30 排紙ローラ
31 排紙トレイ

Claims (16)

  1. 導電性支持体と導電性支持体上に形成された感光層とを有する電子写真感光体であって且つその表面層が少なくとも一つ以上の重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を硬化させた化合物を含む電子写真感光体と、
    電子写真感光体に接触配置され、電圧を印加されることにより電子写真感光体を帯電するローラ帯電部材と、を少なくとも有する電子写真装置であって、
    ローラ帯電部材から電子写真感光体の導電性支持体へのAC電流が4mA/m以上であり、且つ、該ローラ帯電部材の中央部で、該ローラ帯電部材の回転軸と電子写真感光体の回転軸とが互いに交差する電子写真装置。
  2. 前記ローラ帯電部材の両端が線圧5kg/m以上の加圧力で前記電子写真感光体に押圧される請求項1記載の電子写真装置。
  3. 導電性支持体と導電性支持体上に形成された感光層とを有する電子写真感光体であって且つその表面層が少なくとも一つ以上の重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を硬化させた化合物を含み、該表面層の弾性変形率46%以上65%以下、ユニバ−サル硬さ値1.5×10N/m以上2.2×10N/m以下である電子写真感光体と、
    電子写真感光体に接触配置され、電圧が印加されることで放電を伴い電子写真感光体を帯電するローラ帯電部材と、を少なくとも有する電子写真装置であって、
    該ローラ帯電部材の中央部で、該ローラ帯電部材の回転軸と電子写真感光体の回転軸とが、0.4度以上の交差角で互いに交差する電子写真装置。
  4. 前記ローラ帯電部材は、長手方向に沿って各端部の外周径よりも中央部の外周径が大きくなっている形状を有する請求項1〜3の何れかに記載の電子写真装置。
  5. 前記重合性官能基が下記一般式(1)で示される不飽和重合性官能基である請求項1〜4の何れかに記載の電子写真装置。
    Figure 0004250487

    {式中、Eは水素原子、ハロゲン原子、置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアリール基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、−COOR1(R1は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアラルキル基および置換基を有しても良いアリール基)、CONR2R8(R2、R8は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアラルキル基および置換基を有しても良いアリール基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい)を示し、Wは置換基を有しても良い二価のアリーレン基または置換基を有しても良い二価のアルキレン基、−COO−、−C−、−O−、−OO−、−S−、−CONR4−(R4は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアラルキル基または置換基を有しても良いアリール基)を示す。fは0または1を示す。}
  6. 前記一般式(1)で示される重合性官能基を有する化合物が、一分子中に一般式(1)の重合性官能基を二つ以上有する連鎖重合性化合物である請求項記載の電子写真装置。
  7. 前記重合性官能基が一般式(2)〜(6)の何れかである請求項5又は6に記載の電子写真装置。
    Figure 0004250487
  8. 前記重合性官能基が一般式(2)、(3)及び(6)の何れかである請求項7記載の電子写真装置。
  9. 前記一般式(1)で示される重合性官能基におけるWが、置換基を有しても良いベンゼン、またはナフタレン、アントラセン、ピレン等の芳香族炭化水素から二個水素を除いたアリーレン基である請求項5又は6に記載の電子写真装置。
  10. 前記電子写真感光体は、電荷発生層および電荷輸送層を、この順に積層して構成されたものである請求項1〜の何れかに記載の電子写真装置。
  11. 前記電子写真感光体の感光層は、電荷発生層、電荷輸送層および保護層をこの順に積層して構成されたものである請求項10記載の電子写真装置。
  12. 前記電子写真感光体の表面層は、四フッ化エチレン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、六フッ化エチレンプロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、二フッ化二塩化エチレン樹脂及びこれらの共重合体を含むフッ素原子含有樹脂粒子の一種または二種以上を含有する請求項1〜11の何れかに記載の電子写真装置。
  13. 前記電子写真感光体の表面層は導電性粒子を含有する請求項1〜12の何れかに記載の電子写真装置。
  14. 前記電子写真感光体の表面層に含有される導電性粒子は金属酸化物である請求項13記載の電子写真装置。
  15. 導電性支持体と導電性支持体上に形成された感光層とを有する電子写真感光体であって且つその表面層が少なくとも一つ以上の重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を硬化させた化合物を含む電子写真感光体と、
    電子写真感光体に接触配置され、電圧を印加されることにより電子写真感光体を帯電するローラ帯電部材と、を少なくとも有し、
    電子写真装置本体に一的かつ着脱自在に設けられるプロセスカートリッジであって、
    ローラ帯電部材から電子写真感光体の導電性支持体へのAC電流が4mA/m以上
    であり、且つ、該ローラ帯電部材の中央部で、該ローラ帯電部材の回転軸と電子写真感光体の回転軸とが互いに交差するプロセスカートリッジ。
  16. 導電性支持体と導電性支持体上に形成された感光層とを有する電子写真感光体であって且つその表面層が少なくとも一つ以上の重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を硬化させた化合物を含み、該表面層の弾性変形率46%以上65%以下、ユニバ−サル硬さ値1.5×10N/m以上2.2×10N/m以下である電子写真感光体と、
    電子写真感光体に接触配置され、電圧が印加されることで放電を伴い電子写真感光体を帯電するローラ帯電部材と、を少なくとも有し、
    電子写真装置本体に一的かつ着脱自在に設けられるプロセスカートリッジであって、
    該ローラ帯電部材の中央部で、該ローラ帯電部材の回転軸と電子写真感光体の回転軸とが、0.4度以上の交差角で互いに交差するプロセスカートリッジ。
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