(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視像が形成される電子写真感光体と、記録材を担持し搬送する記録材担持体と、該記録材担持体を介して前記電子写真感光体に相対する転写帯電手段とを備えた画像形成装置において、
前記電子写真感光体が、導電性支持体上に少なくとも感光層及び表面保護層をこの順に有し、
前記転写帯電手段が、少なくとも記録材担持体に接する転写帯電部材と、該転写帯電部材を記録材担持体及び電子写真感光体に押圧するための押圧部材とを有し、
前記電子写真感光体の表面保護層のユニバーサル硬さ値が１８０乃至２５０Ｎ／ｍｍ２、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に定める十点平均粗さ（Ｒｚ）が０．０４乃至１０．００μｍであり、かつ
前記押圧部材の押圧が０．３乃至７．０ｇ／ｍｍ２である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写帯電部材の形状がブレード状である請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記転写帯電部材の形状がローラー状である請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可視像が形成される電子写真感光体と、記録材を担持し搬送する記録材担持体と、記録材担持体を介して電子写真感光体に相対する転写帯電手段とを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図１に示すようなカラー電子写真装置は公知である。同装置の本体内には、第１、第２、第３及び第４画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが併設され、各々異なった色の画像が潜像、現像、転写のプロセスを経て形成される。
【０００３】
画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄは、それぞれ専用の電子写真感光体、本例では電子写真感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄを備えており、また潜像形成部、現像部及び転写部をそれぞれ備えている。これらの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄにおいて、電子写真感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄ上に形成された画像は、各画像形成部に隣接して移動する記録材担持体８上に担持されて搬送される記録材６に転写され、さらに定着部７にて加熱及び加圧され、定着された記録画像として排出される。
【０００４】
このような構成の電子写真装置において、電子写真感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄ上の可視像を記録材６上に良好に転写するため、転写時に電子写真感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄと記録材６との接する圧がある範囲内であることが必要であった。すなわち圧が低すぎると転写帯電の電圧が精度よく印加されず電界が弱まるため、トナーが飛び散るなどして記録材６上に適切に転写されないなどのいわゆる転写不良が起こる。また圧が強すぎる場合には、トナーが電子写真感光ドラムに押圧され、記録材６上に転写されずに電子写真感光ドラム上に残留する現象が発生するなどの転写不良が起こる。
【０００５】
しかしながら、転写時の電子写真感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄと記録材６との接する圧を適正範囲内にしても電子写真感光ドラムの表面の表面粗さにより転写が適正でなくなることがあった。また耐久により電子写真感光ドラムの表面の表面粗さが変わると転写が適正でなくなることがあった。
【０００６】
電子写真感光体には、当然ながら、適用される電子写真プロセスに応じた所要の感度、電気特性及び光学特性を有することが要求される。特に繰り返し使用される感光体にあっては、感光体の表面には帯電、画像露光、トナー現像、紙への転写及びクリーニング等の電気的、機械的外力が直接加えられるため、それらに対する耐久性が要求される。具体的には、転写やクリーニング等の際の感光体表面の摺擦によって生じる表面の摩耗や傷、帯電時に発生するオゾンや帯電生成物による感光体及び電位特性の劣化等に対する耐久性が要求される。
【０００７】
上記のような感光体に要求される特性を満足するために、感光層上に樹脂を主成分とする表面保護層を設ける試みがなされている。例えば特開昭５６−４２８６３号公報及び特開昭５３−１０３７４１号公報等には、硬化型樹脂を主成分とする保護層を用いることにより、感光体表面の硬度や耐摩耗性を向上させることが提案されている。
【０００８】
また、より優れた画像を得るためには、感光体の保護層には高い硬度及び優れた耐摩耗性等の特性だけでなく、保護層自体の抵抗が適当であることが要求される。保護層の抵抗が高すぎる場合、帯電−露光といった電子写真プロセスを繰り返すことにより、保護層に電荷が蓄積されていく、所謂残留電位の増加が起こり、感光体の繰り返し使用時に電位が安定しないために、画質も不安定になる。また、抵抗が低すぎる場合には、静電潜像が保護層中を面方向に流れてしまい、画像のにじみやボケ等の問題が発生してしまう。この問題を解決するために、例えば特開昭５７−３０８４３号公報には保護層に導電性微粒子として金属酸化物を添加することによって層の抵抗を抑制することが提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この保護層においても、表面粗さが小さすぎたり、大きすぎたりすると電子写真感光ドラムとして用い画像形成装置に組み込んだ場合、転写不良の現象が発生するという問題があった。また、保護層の硬さが十分でない場合も耐久により表面粗さが変わり転写不良の現象が発生することがあった。
【００１０】
近年の更なる高画質化、高耐久化に伴い、より優れた耐久性を有し、優れた画像を安定して提供できる電子写真感光体、画像形成装置が検討されている。
【００１１】
本発明の目的は、高耐久、高寿命でかつ耐久を通じ転写不良による画像欠陥のない高画質の画像が得られる画像形成装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、可視像が形成される電子写真感光体と、記録材を担持し搬送する記録材担持体と、該記録材担持体を介して前記電子写真感光体に相対する転写帯電手段とを備えた画像形成装置において、
前記電子写真感光体が、導電性支持体上に少なくとも感光層及び表面保護層をこの順に有し、
前記転写帯電手段が、少なくとも記録材担持体に接する転写帯電部材と、該転写帯電部材を記録材担持体及び電子写真感光体に押圧するための押圧部材とを有し、
前記電子写真感光体の表面保護層のユニバーサル硬さ値が１８０乃至２５０Ｎ／ｍｍ２、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に定める十点平均粗さ（Ｒｚ）が０．０４乃至１０．００μｍであり、かつ
前記押圧部材の押圧が０．３乃至７．０ｇ／ｍｍ２である
ことを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
本発明において、転写帯電部材の形状は、例えばブレード状、ローラー状あるいはブラシ状である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる電子写真感光体の感光層は、少なくとも電荷発生材料および電荷輸送材料を含有する。
【００１５】
電荷発生材料の例としては、フタロシアニン顔料、多環キノン顔料、アゾ系顔料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔料、アズレニウム塩染料、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、キノンイミン色素、トリフェニルメタン色素、スチリル色素、セレン、セレン−テルル合金、アモルファスシリコン及び硫化カドミウムなどが挙げられる。
【００１６】
電荷輸送材料の例としては、ピレン化合物、Ｎ−アルキルカルバゾール化合物、ヒドラゾン化合物、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアニリン化合物、ジフェニルアミン化合物、トリフェニルアミン化合物、トリフェニルメタン化合物、ピラゾリン化合物、スチリル化合物、スチルベン化合物、ポリニトロ化合物及びポリシアノ化合物、さらにこれらの化合物をポリマー上に固定したペンダントポリマーなどが挙げられる。
【００１７】
本発明においては、電荷発生材料及び電荷輸送材料などを、それぞれ成膜性を有する結着樹脂中に分散、あるいは溶解した溶液を塗布し、乾燥することにより、感光層を形成する。かかる結着樹脂としてはポリエステル、ポリウレタン、ポリアリレート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリイミド、フェノール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、アリル樹脂、アルキッド樹脂、ポリアミド−イミド、ナイロン、ポリサルホン、ポリアリルエーテル、ポリアセタール及びブチラール樹脂などが挙げられる。
【００１８】
感光層は単層構成であっても、積層構成であってもよい。積層構成の場合には、少なくとも電荷発生層と電荷輸送層により構成され、導電性支持体側に電荷発生層が設けられる場合と電荷輸送層が設けられる場合とでは帯電極性、使用するトナー極性などが異なる。電荷発生層の膜厚としては０．００１〜６μｍ、好ましくは０．０１〜２μｍである。電荷発生層に含有される電荷発生材料の含有率は１０〜１００重量％であることが好ましく、より好ましくは５０〜１００重量％である。電荷輸送層の膜厚は５〜４０μｍ、好ましくは１５〜３０μｍである。電荷輸送層中に含有される電荷輸送材料の含有量は２０〜８０重量％であることが好ましく、より好ましくは３０〜７０重量％である。
【００１９】
本発明に用いられる電子写真感光体の有する導電性支持体としては鉄、銅、金、銀、アルミニウム、亜鉛、チタン、鉛、ニッケル、錫、アンチモン及びインジウムなどの金属や合金あるいは前記金属の酸化物、カーボン、導電性ポリマーなどが使用可能であり、形状は円筒状、円柱状などのドラム状、ベルト状及びシート状のものなどがある。前記導電性材料はそのまま成型加工される場合、塗料として用いられる場合、蒸着される場合やエッチング、プラズマ処理により加工される場合もある。塗料の場合には支持体として前記の金属や合金、紙、プラスチックなども用いられる。
【００２０】
本発明においては、導電性支持体と感光層の間に、界面での電荷注入制御や接着層として機能する下引き層を設けてもよい。下引き層は主に結着樹脂からなるが、前記金属や合金またはそれらの酸化物、塩類、界面活性剤などを含んでいてもよい。下引き層を形成する結着樹脂の例としてはポリエステル、ポリウレタン、ポリアリレート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリイミド、フェノール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、アリル樹脂、アルキッド樹脂、ポリアミド−イミド、ナイロン、ポリサルホン、ポリアリールエーテル、ポリアセタール及びブチラール樹脂などが挙げられる。膜厚は０．０５〜７μｍが好ましく、より好ましくは０．１〜２μｍである。
【００２１】
本発明に用いられる電子写真感光体における表面保護層は、熱または光で硬化させることにより得られる樹脂を主成分とする。樹脂としては、例えばポリビニルアセタール、ポリスチレン、アクリル樹脂、セルロースエステル、セルロースエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノキシ樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート、スチレン樹脂及びシリコーン樹脂等の熱可塑性樹脂や硬化性の樹脂が挙げられる。より高い硬度及び優れた耐摩耗性を得るためには、光でモノマーまたはオリゴマーを硬化させることが好ましく、また、さらにモノマーやオリゴマーとしてはアクリロイル基やメタクリロイル基を有するものが好ましい。モノマーまたはオリゴマーを硬化させる際には光開始剤を用いてもよい。光開始剤の添加量はモノマーまたはオリゴマーの全重量に対し、０．１〜１５０重量％が好ましく、特には０．５〜１００重量％であることが好ましい。
【００２２】
本発明に用いられる電子写真感光体の表面保護層は、表面保護層の抵抗を調節するという観点から、金属酸化物粒子等の導電性粒子を分散含有することが好ましい。導電性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、インジウムをドープした酸化スズ、アンチモンをドープした酸化スズ及び酸化ジルコニウム等の粒子が挙げられる。これらの金属酸化物は一種類もしくは二種類以上を混合して用いる。二種類以上を混合した場合には固溶体または融着の形をとってもよい。金属酸化物粒子の含有量は表面保護層の全重量に対し、５〜９０重量％が好ましい。５重量％未満では表面保護層としての抵抗値が高くなりすぎることがあり、９０重量％より多いと感光体表面層として低抵抗となり易く、帯電能の低下やピンホールの原因となることがある。
【００２３】
また、導電性金属酸化物の吸水性を下げ表面保護層の抵抗の環境変動を抑えるという観点から、金属酸化物表面を撥水処理することが好ましい。撥水処理に用いられる処理剤としてはチタネート系カップリング剤、フッ素含有シランカップリング剤、フッ素変性シリコーンオイル、フッ素系界面活性剤及びアセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等の化合物が挙げられる。
【００２４】
表面保護層に導電性粒子を分散する場合、分散粒子による入射光の散乱を防ぐためには、粒子径が入射光の波長よりも小さいことが好ましく、一般には数平均粒径で０．３μｍ以下が好ましい。
【００２５】
また、本発明の画像形成装置は、残留トナーを除去するのにクリーニング装置を搭載してもよいが、クリーニング手段のなかで、もっとも一般的なブレードクリーニング方式はブレード反転の問題が常につきまとう。これは感光体表面とブレードの間の摩擦力が非常に高いために生じる問題であり、ある閾値を越えたときにブレード反転が生じる。そこで、本発明における表面保護層において、感光体表面の摩擦力を下げるために表面保護層にフッ素系原子含有樹脂微粒子のような潤滑剤を含有させてもよい。
【００２６】
また、本発明においては、分散性、接着性及び耐環境性等もさらに向上させるため、表面保護層に各種カップリング剤や酸化防止剤を添加してもよい。
【００２７】
本発明における表面保護層の膜厚は０．１〜１０μｍが好ましく、特には０．５〜７μｍであることが好ましい。
【００２８】
上記各種層は、蒸着や塗布により形成することができる。特に塗布による方法は、薄膜から厚膜まで広い範囲で、しかも、様々な組成の膜の形成が可能であるので好ましい。塗布方法としては、浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、ビームコーティング法、バーコーティング法、ブレードコーティング法及びローラーコーティング法等が挙げられる。
【００２９】
本発明に用いられる電子写真感光体の表面保護層のユニバーサル硬さ値は次のように定められる。すなわち、四角錐で先端の対面角１３６度のダイヤモンド圧子を荷重をかけて表面保護層の膜に１μｍまで押し込み、圧子の幾何学的形状から計算された圧痕の表面積とその時の荷重から次の式（１）のように求まる。
【００３０】
ユニバーサル硬さ値ＨＵ（Ｎ／ｍｍ２）＝荷重（Ｎ）／荷重下での圧痕の表面積（ｍｍ２）      …（１）
【００３０】
本発明に用いられる電子写真感光体の表面保護層のユニバーサル硬さ値は、１８０乃至２５０Ｎ／ｍｍ２であり、特に２１５Ｎ／ｍｍ２以上がより好ましい。
【００３１】
本発明に用いられる電子写真感光体の表面の表面粗さは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に定める十点平均粗さ（Ｒｚ）で０．０４乃至１０．００μｍであり、より好ましくは０．０５乃至５μｍである。
【００３２】
本発明に転写手段として用いられる転写帯電部材の形状はいずれのものでもよく、例えば、ローラー状、ベルト状、ブレード状またはブラシ状のものが挙げられる。帯電器の向きは特にブレード状またはブラシ状の帯電器の場合は電子写真感光ドラムの中心に対し傾かせることができるが、その向きはどちらでもよい。また押圧部材は、帯電部材と兼ねてもよく一体になっていてもよい。さらに、押し当てる位置は帯電している位置でもその近傍でも構わない。押圧部材の個数は複数でもよい。
【００３３】
本発明において、押圧部材の押圧は０．３乃至７．０ｇ／ｍｍ２である。
【００３４】
【実施例】
（実施例１）
表面保護層のユニバーサル硬さ値が２５０Ｎ／ｍｍ２、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に定める十点平均粗さ（Ｒｚ）が０．２μｍである電子写真感光体を作製した。次に図２に示すようなブレード状の転写帯電器を用い、押圧が３．０ｇ／ｍｍ２となるようにし、前記電子写真感光体を組み込んだ画像形成装置で３万枚画出しを行い、初期及び耐久での画像を見た。結果を表１に示す。
【００３５】
（実施例２〜３）
押圧がそれぞれ０．３ｇ／ｍｍ２または７．０ｇ／ｍｍ２である以外は実施例１と同様に評価を行った。結果を表１に示す。
【００３６】
（実施例４〜５）
表面保護層のユニバーサル硬さ値がそれぞれ１８０Ｎ／ｍｍ２または２２０Ｎ／ｍｍ２である電子写真感光体を用いた以外は実施例１と同様に評価を行った。結果を表１に示す。
【００３７】
（実施例６〜８）
表面保護層のＪＩＳ  Ｂ０６０１に定める十点平均粗さ（Ｒｚ）がそれぞれ０．０５μｍ、２．５μｍまたは４．０μｍである電子写真感光体を用いた以外は実施例１と同様に評価を行った。結果を表１に示す。
【００３８】
（実施例９〜１６）
図３に示すようなローラー状の転写帯電器を用いた以外はそれぞれ実施例１〜８と同様に評価を行った。結果を表１に示す。
【００３９】
（比較例１〜２）
押圧がそれぞれ０．２ｇ／ｍｍ２または８．０ｇ／ｍｍ２である以外は実施例１と同様に評価を行った。結果を表１に示す。
【００４０】
（比較例３〜４）
表面保護層のユニバーサル硬さ値がそれぞれ１４０Ｎ／ｍｍ２または１７０Ｎ／ｍｍ２である電子写真感光体を用いた以外は実施例１と同様に評価を行った。結果を表１に示す。
【００４１】
（比較例５〜６）
表面保護層のＪＩＳ  Ｂ０６０１に定める十点平均粗さ（Ｒｚ）がそれぞれ０．０５μｍ、１１．５μｍまたは１５．０μｍである電子写真感光体を用いた以外は実施例１と同様に評価を行った。結果を表１に示す。
【００４２】
（比較例７〜１２）
図３に示すようなローラー状の転写帯電器を用いた以外はそれぞれ比較例１〜６と同様に評価を行った。結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】
0003689570.tif 000002
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、高耐久かつ高寿命で初期から耐久後まで転写不良による画像欠陥のない高画質の画像が得られる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来のカラー電子写真記録装置（画像形成装置）の全体構成を示す断面図である。
【図２】  本発明におけるブレード状の転写帯電器を用いた場合の転写手段の例の概略断面図である。
【図３】  本発明におけるローラー状の転写帯電器を用いた場合の転写手段の例の概略断面図である。
【符号の説明】
１  電子写真感光体（ドラム）
２  記録材
３  記録材担持体
４  転写帯電器（押圧部材）
【図１】
0003689570.tif 000003
【図２】
0003689570.tif 000004
【図３】
0003689570.tif 000005