图像形成装置的制作方法

文档序号:2787033阅读:98来源:国知局
专利名称:图像形成装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种电摄影方式的图像形成装置,具体而言,涉及一种具有清洁电摄影感光体的清洁装置的图像形成装置。
背景技术
近年来,电摄影方式的图像形成装置中的电摄影用感光体(以下,简称为感光体)开始广泛利用具有有机光导电物质(organicphotoconductive material)的有机感光体(organic photoconductor)(以下称为OPC)。OPC具有容易开发出适应各种曝光波长的材料和制造成本低廉等优点,但是,有时发生机械强度差,大量打印时感光体表面容易劣化,另外,容易被损伤等问题。
特别是在最近,作为市场需求,除了彩色化、高画质化之外,开始重视高寿命、免维护之类特性。
具体而言,重视潜像及显影特性的稳定性或耐损耗性等特性,以感光体为代表,更为重视其对系统的化学性劣化、机械性劣化以及电学性劣化等的耐久性。
对于通常使用的采用Carlson法的电摄影图像形成装置而言,由于感光体反复用于带电、曝光、显影、转印、清洁步骤,因此在电学性、机械性外力的作用下,极有可能发生感光体损耗或异物附着。
基于上述背景,开始要求电摄影感光体对由带电时产生的臭氧及氮氧化物引起的化学性劣化、由带电时发生放电或清洁部件滑擦引起的机械性劣化以及电学性劣化等化学性·电学性·机械性外力具有耐久性。
为了满足以上要求的各种特性,开始进行各种研究。
例如,为了提高上述OPC的耐久性,开始研究提高该OPC的耐放电稳定性、对机械性劣化或电学性劣化的耐久性的技术方案。
作为该方法,公开了一种在上述OPC中使用固化性树脂作为电荷传递层用树脂的方法(例如,参见特开平2-127652号公报)。
另外,公开了一种包含表面保护层的OPC,该表面保护层使用含有电荷传递物质的固化性树脂,而且具有润滑剂或抗氧化功能(例如,参见特开2001-175016号公报、特开2002-040686号公报、特开2001-166520号公报、特开2002-236382号公报、特开2001-265044号公报)。
但是,如果增加OPC的机械强度,降低磨损速度,则难以除去能够在现有磨损下被有效除去的、起因于附着在感光体表面的调色剂或纸粉(paper dust)等的附着物,结果有时因堆积的附着物导致在高湿环境中发生图像缺失(image deletion)等图像品质降低的不良情况。
作为改善上述情况的方法,公开了一种方法,即在配置了具有由具有交联结构的树脂构成的表面层的感光体与由清洁刮板构成的清洁装置的体系内,进一步配置用于辅助清洁的刷辊,规定纤维的粗细程度、刷密度之类该刷辊的形状特性和该刷辊接触感光体时的挤压压力或驱动力矩之类对感光体的设置条件(例如,特开2001-051576号公报);还公开了一种规定了由纤维的粗细程度、刷密度之类该刷辊的形状特性和刷的杨氏模量、对感光体的设置条件、驱动条件组成的关系式的范围的方法(例如,特开2002-182536号公报)。
但是,在特开2001-051576号公报中并未暗示有关图像缺失等图像结果。另外,特开2002-182536号公报中公开了在不足0.45μm/200kc(1kc=1000copy)的磨损速度下防止感光体劣化的效果不够充分的内容。
另外,上述方法中,即使在所谓能够抑制通常的图像缺失的条件、并且显然是清洁性良好的条件下,有时也会因耐刷而出现条纹状图像缺陷。该条纹状缺陷常见于高亮度侧的半色调图案中。特别是输出该图像的彩色图像形成装置存在上述问题,对于希望获得高画质的装置而言,上述缺陷会成为更大的障碍。
针对由耐刷引起的条纹状图像缺陷,本发明人等对耐磨损性不同的各种感光体进行了比较评价,结果发现磨损速度小、即耐磨损性高的感光体有容易发生上述缺陷的倾向。

发明内容
本发明的目的在于提供一种能够长期输出良好图像的图像形成装置。
本发明的另一个目的在于提供一种能够长期保持良好的清洁性的图像形成装置。
本发明的另一个目的在于提供一种提高了感光体或清洁部件的耐久性的图像形成装置。
本发明的另一个目的在于提供一种能够防止由耐刷引起的条纹缺陷等图像缺陷、另一方面能够高水平地维持感光体或清洁装置的耐久性的图像形成装置。
参照附图、并且阅读下述详细说明,可以明确本发明更进一步的目的及特征。


图1为本发明实施方案的图像形成装置的模式剖面图。
图2A、2B、2C为表示本发明实施方案的清洁部件固定方法的模式剖面图。
图3为模式地示出本发明实施方案的电摄影方式的图像形成装置中优选使用的感光体层结构的模式图。
图4为示出使用Fischerscope H100V(Fischer公司制)测定的压入深度与负荷的关系之一例的曲线图。
图5示出利用图4所示曲线图算出的压入深度与万能硬度值的关系之一例。
图6为示出本发明实施方案的图像形成装置中可拆装的处理盒概况的模式剖面图。
图7为本发明其他实施方案的图像形成装置的模式剖面图。
具体实施例方式
下面,参照附图,详细地举例说明本发明的优选实施方案。但是,如非特别限定,则本发明的范围并不限定于该实施方案中记载的构成产品的尺寸、材质、形状、及其相对配置等。另外,如无特别说明,则在下述说明中进行了一次说明的部件的材质、形状等与最初的说明相同。
(实施方案)参照图1~图7,说明实施方案中的图像形成装置。
(图像形成装置本体的概况)首先,参照图1说明本实施方案的图像形成装置。图1为本实施方案的图像形成装置的模式剖面图。
感光体101被可旋转地支撑在垂直于纸面的轴的周围,在感光体的内部具有作为控制感光体表面温度的温度控制装置的鼓加热器DH。在感光体101的周围,分别在适当的角度位置设置带电装置102、曝光装置103、显影装置104、转印装置122、清洁装置107、消电装置108、内部电位传感器109等。
曝光装置103由图像信号源117和反射由图像信号源117发射的激光等光线的镜118构成。
扫描器116读取由图像读取光源115发射的光对应于原稿的深浅进行反射而形成的光线,将载置在原稿台114上的原稿113转换成图像信号。
利用带电装置(例如电晕放电器)102使感光体101均匀带电,利用曝光装置103形成对应于图像信号的潜像。上述潜像经显影装置104(由于本实施方案采用彩色图像形成装置,因此具有黄色、品红、青色、黑色4种显影器104a~104d)显影为显影剂像。
上述显影剂像按每种颜色转印在一次转印装置(例如中间转印带)122上,4种颜色重叠后,经二次转印装置(例如转印辊)106,一并转印在经过送纸通路119、由对抗辊1 20使运送时间同步的转印材料P上。
然后,利用运送带110将转印材料P运送至定影装置112,将显影剂像定影在转印材料P上。
清洁感光体上的残留物的清洁装置107具有作为清洁部件107a的弹性刮板和接触感光体101的可旋转滑擦部件107b。该滑擦部件107b具有辅助清洁部件107a清洁感光体的功能。另外,根据需要,也可以具有废调色剂运送装置107c、刮刀107d等。
清洁部件107a可以使用公知的清洁部件。另外,其固定方法也可以使用公知的方法,如图2A、2B及2C所示,可以使用将弹性刮板固定在作为支撑装置的支撑板107e前端的所谓前刮板型(图2A),或将板状的弹性刮板固定在107e上的所谓钣金板状刮板型(图2B),或使固定了弹性刮板的支撑板107e经由弹簧107f等接触感光体的所谓弹簧加压型(图2C)等。
下面,说明本实施方案的各个要素。
(有机光导电体(OPC))<层结构>
图3为模式地示出本发明实施方案的电摄影方式的图像形成装置中优选使用的感光体层结构的结构图。
本实施方案的感光体300在导电性支撑体301上依次叠层感光层302及表面层(OCL)305,表面层305的最外层表面为自由表面306。
如图所示,感光层302是依次叠层含有电荷发生物质的电荷发生层(charge generation layer)303及含有电荷传递物质的电荷传递层(charge transport layer)304而构成的,除此之外,也可以为由在同一层中分散了电荷发生物质与电荷传递物质的单层感光层302构成的结构。需要说明的是在前者叠层型中,也可以设置二层或二层以上的电荷传递层304。在任一种情况下,都是只要感光层302含有电荷传递性化合物即可。
从电摄影感光体的特性、特别是残留电位等电特性及耐久性方面考虑,在按电荷发生层303/电荷传递层304/表面层305的顺序叠层而成的功能分离型感光体结构中,优选至少在表面层305内含有一种电荷传递性化合物的聚合物,且该电荷传递性化合物的聚合物具有含有电荷传递性化合物的链聚合性基团,由此,能够在不降低电荷传递功能的前提下提高表面层的耐久性。
另外,如图3所示,感光体300也可以在导电性支撑体301和感光层302之间附加由导电层或具有整流性的底层等构成的导电层307。导电层307可以设定在10~20μm的范围内。
<表面层>
作为本实施方案的感光体,从确保高耐久性的观点考虑,优选含有交联结构的表面层,特别优选具有电荷传递功能的表面层。
具体而言,可以举出在电荷移动层中含有具有碳-碳双键的单体、使其在热或光的能量作用下与电荷移动材料的碳-碳双键反应形成电荷移动层固化膜的感光体(例如,参见特开平5-216249、特开平7-72640号公报等),或具有硅氧烷(siloxane)类化合物交联而成的表面层的感光体(例如,参见特开2002-182536号公报)等。
而且,为了提高摩擦特性,优选含有含氟原子化合物等作为润滑剂的表面层,作为上述表面层,可以使用特开2001-166509号公报、特开2001-166517号公报等公开的热固型表面层、紫外线固化型表面层、电子束固化型表面层等。
(感光体的制造方法)下面,具体说明本实施方案的电摄影感光体的制造方法。
表面层以下(支撑体侧)的层可以使用公知的感光体。对此进行简要说明。
作为感光体的支撑体,只要是具有导电性的材料即可。另外,从膜的密合性或防止激光等可干涉光发生干涉等方面考虑,还优选控制该支撑体的表面形状。
在导电性支撑体上可以设置具有隔离功能和粘合功能的底层。
形成底层是为了改良感光层的粘合性、改良涂布性、保护支撑体、被覆支撑体上的缺陷、改良电荷从支撑体的注入性、另外保护对感光层的电学性破坏等。底层的膜厚优选为0.1~2μm。
本实施方案的感光体为功能分离型的感光体时,叠层电荷发生层以及电荷传递层。电荷发生层中使用的电荷发生物质可以使用公知的材料,其膜厚优选为5μm或5μm以下,特别优选在0.1~2μm的范围内。
电荷传递层的材料可以使用公知的材料,该电荷传递层的膜厚优选设定为与电荷发生层的总膜厚为5~50μm,特别是在本发明所述的具有耐磨损性优良的表面层的体系内,从成本等观点考虑,更优选将其薄层化。其膜厚更优选为30μm或30μm以下,最优选为20μm或20μm以下。
基于本实施方案的耐磨损性、耐气候性,表面层是具有良好的摩擦特性、良好地维持清洁性的重要因素之一。
作为本实施方案的表面层材料的优选例,优选具有含有电荷传递性化合物的链聚合性官能团的固化性树脂。另外,固化性树脂的结构骨架中也可以含有电荷传递性化合物。此时,不必特别添加影响固化性的电荷传递性物质,可以容易地控制膜特性。
上述具有链聚合性官能团的电荷传递性化合物,首先,作为含有电荷传递性化合物的溶液涂布在上述感光体上。
此时,根据需要,优选添加润滑剂。润滑剂可以采用使用适当分散剂使上述含氟树脂分散在表面层材料中等方法进行添加。在本实施方案中,该表面层中所含润滑剂的比例相对于作为表面层的层的总重量优选为1~50%,更优选为5~30%。如果润滑剂比例大于50%,则作为表面层的层的机械强度容易降低;如果比例小于1%,则作为表面层的层的防水性、润滑性有时变得不够充分。
通常在涂布上述溶液后,使其发生聚合反应,但是也可以预先使含有该电荷传递性化合物的溶液反应得到固化物后,使其再次分散或溶解在溶剂中,形成表面层。涂布上述溶液的方法例如可以使用公知的涂布方法。例如,已知有浸涂法、喷涂法、帘涂法以及旋涂法等,从效率性/生产率方面考虑,优选浸涂法。另外,可以适当选择蒸镀、等离子等其他的公知制膜方法。
本实施方案的具有链聚合性基团的电荷传递性化合物可以在热、光或放射线的作用下聚合。优选利用放射线使其聚合。
利用放射线使其聚合的最大优点为不需要使用聚合引发剂,由此可以制成具有极高密度交联的表面层,能够确保良好的电摄影特性。另外,还可以举出以下优点由于聚合反应时间短且效率高,因此生产率高,而且由于放射线的透过性良好,因此在膜较厚或膜中存在添加剂等掩蔽物质时的固化障碍影响非常小。
但是,因链聚合性基团的种类或中心骨架的种类不同,有时难以进行聚合反应,此时可以在不产生影响的范围内添加聚合引发剂。此时使用的放射线为电子束以及γ射线。照射电子束时,作为加速器,可以使用扫描型、电子帘型、宽束型、脉冲型以及层流型等任一种形式的加速器。
照射电子束时,为了表现出电特性以及耐久性能,照射条件是非常重要的。在本实施方案中,加速电压优选为250kV或250kV以下,最优选为150kV或150kV以下。另外,照射剂量优选在1Mrad~10Mrad的范围内,更优选在1.5Mrad~50Mrad的范围内。如果加速电压超过上述范围,则电子束照射对感光体特性的损害有增加的倾向。另外,在照射剂量低于上述范围时,固化容易变得不充分;照射剂量多时,感光体特性容易发生劣化。
另外,该聚合中对感光体温度的调整与控制聚合固化度一样,是控制摩擦特性的重要项目。在本实施方案中,聚合温度优选为50~150℃。温度为50℃以下时,有时聚合固化时间延长,使成本增加,或使聚合固化变得不充分。另一方面,温度为超过150℃的高温时,有时产生由基底的电荷传递层~底层的损伤等引起的残留电位升高等影响。温度更优选为130℃或130℃以下。
形成表面层后,优选采用研磨等上述方法控制表面形状。
但是,如上所述表面层具有作为保护层的功能。为了防止因损伤或不均匀磨损而露出电荷传递层等的基底,优选具有较厚的表面层。另一方面,该表面层具有使各种曝光透过至电荷发生层的作为窗体材料的功能也非常重要。为了抑制由该表面层的吸收引起的透过光损耗或特别是由分散含氟树脂作为润滑剂等情况下的光散射等引起的感光度变化或潜像变宽,优选具有较薄的表面层。
该表面层的厚度也取决于其耐磨损性、硬度、光吸收特性或散射特性,表面层的厚度优选为0.5~10μm,更优选为1~7μm。
(表面层的物性)本发明人等对具有上述表面层的感光体进行了进一步的研究,结果发现鉴于感光体的耐磨损性、以及清洁部件的损伤等,从获得该感光体的耐磨损性、以及良好地抑制清洁部件的缺损或损耗等来获得系统的高耐久性方面考虑,优选具有以下特征的感光体,即在温度为25℃、湿度为50%的环境中,使用维氏方锥形金刚石压头对该感光体进行硬度试验,以最大负荷6mN压入时的HU(万能硬度值)为150N/mm2或150N/mm2以上、220N/mm2或220N/mm2以下,且弹性变形率(We)为43%或43%以上、65%或65%以下。下面,进行详细描述。
通常,膜在外部应力作用下的变形量越小,其硬度越高,电摄影感光体也必然是铅笔硬度或维氏硬度高者能够提高对机械性劣化的耐久性。但是,上述测定得到的硬度高的感光体并不一定能够提高耐久性,可知硬度在上述范围内时较为良好。
万能硬度值(以下称为HU)与弹性变形率不能分开定义,例如,HU超过220N/mm2时,如果弹性变形率不足43%,则由于感光体的弹力不足,另外,如果弹性变形率大于65%,则由于即使弹性变形率增加,也会导致弹性变形量变小,因此其结果为导致纸粉或显影剂等对清洁部件等局部施加较大的压力,使感光体容易发生损伤,或导致磨损量增大。有时发生清洁部件缺损或损耗。从而认为HU高的材料未必适合用作感光体。
另外,HU不足150N/mm2,弹性变形率超过65%的情况下,即使提高弹性变形率,也会导致塑性变形量变大,通过夹在清洁部件等之间的纸粉或显影剂的摩擦,导致该感光体被削刮,或发生细小损伤,导致耐久寿命缩短。
HU及弹性变形率可以在通常环境(温度25±2℃、湿度50±10%,以下称为N/N环境)中,使用以压头连续施加负荷、直接读出负荷下的压入深度以便连续求出硬度的微小硬度测定装置FiseherscopeH100V(Fischer公司制)进行测定。压头使用对面角为136°的维氏方锥形金刚石压头。负荷条件为阶段性(各点的保持时间为0.1sec,共计273点)测定至最终负荷6mN。
图4为表示使用Fischerscope H100V(Fischer公司制)测定的压入深度与负荷的关系之一例的曲线图。纵轴为负荷(mN),横轴为压入深度h(μm),示出阶段性增加负荷至负荷为6mN、然后同样地阶段性减少负荷的测定结果。
HU由根据压入深度和压头(indenter)形状求出的表面积以及试验负荷计算。由图4示出的压入深度vs试验负荷的曲线图得到图5所示压入深度vs HU的曲线图。
本发明中,利用压入深度vs负荷、以6mN进行压入时相同负荷下的压入深度,由下述式(1)规定HU。
式(1)=0.00826.43h2(N/mm2)]]>h试验负荷下的压入深度(mm)弹性变形率是由压头对膜的作功量(能量)、即由压头对膜负荷的增减引起的能量变化而求出的,可以由下述式(2)求出其数值。总作功量Wt(nW)用图4所示由A-B-D-A围成的面积表示,弹性变形的作功量W(nW)用由C-B-D-C围成的面积表示。
弹性变形率We=W/Wt×100(%) 式(2)为了使该感光体表面层的特性在上述范围内,优选由含有电荷传递性化合物的固化性树脂、及/或具有电荷传递功能的固化性树脂形成的保护层。
通过使用固化性树脂,可以调整固化性树脂的固化度,容易使感光体的HU、特别是弹性变形率We在上述范围内。另外,通过含有电荷传递物质或具有电荷传递性功能,能够抑制感光度降低、残留电位升高,因此优选含有电荷传递物质。
(清洁装置)<清洁部件(清洁刮板)>
对于清洁部件107a的橡胶物性而言,从清洁的稳定性或该清洁部件的耐久性等观点考虑,优选回弹性为5~60%、硬度为20~85度的弹性刮板。
如果硬度大于85度,则有时发生感光体局部损耗,或清洁性降低。另一方面,如果硬度小于20度,则清洁部件107a容易发生卷曲。如果回弹性小于5%,则有时感光体表面变得凹凸不平或因异物等导致该刮板缺损,或感光体发生局部损耗。另一方面,如果回弹性大于60%,则有时刮板容易在感光体的移动方向上被拉伸,容易发生该清洁部件107a卷曲或显影剂漏出。需要说明的是硬度为JIS-A硬度,基于JISK-6253进行测定,另外,回弹性基于JISK-6255进行测定。
另外,清洁部件107a的厚度优选为1~4mm。如果厚度小于1mm,则无法优选使用硬度、回弹性之类上述橡胶物性,容易发生清洁不良。另一方面,如果厚度大于4mm,则有时感光体发生局部损耗。
也可以在清洁部件107a至少与感光体接触的部分导入摩擦控制部件。例如,优选进行尼龙被覆或使用紫外线等的改性加工等。
对于清洁部件107a的保持装置而言,在上述前刮板型的情况下,多使用钣金107e;在夹持式的情况下,通常采用由铝、SUS等金属制钣金107e、由磷青铜等构成的图中未示出的背板、以及用于调节清洁部件107a对感光体表面的压接压力的弹簧107f等构成的结构。
作为控制施加在清洁部件107a上的负荷不均的装置,控制保持装置的方法也是有效的。通过控制钣金的厚度、或形状、固定状态、自由长度、与感光体的接触压力、接触角等,可以良好地分散清洁部件107a受到的负荷,实质上控制该清洁部件107a的摩擦力偏差。
另外,并用清洁部件107a的自由长度或接触角等的调整也是有效的方法。
从良好地维持接触压力以及该接触压力的分布方面考虑,清洁部件107a的自由长度优选在2~10mm的范围内,接触角优选在20~40°的范围内。
<滑擦部件>
为了辅助清洁部件107a的清洁,本实施方案中的清洁装置具有滑擦感光体的滑擦部件107b。
滑擦部件107b设置成接触感光体的状态,在图中未示出的驱动装置作用下旋转。在感光体101的旋转方向上,滑擦部件107b边在清洁部件107a的上游侧旋转,边滑擦除去感光体101上的带电生成物。
另外,滑擦部件107b具有作为除去感光体101上的转印残留显影剂或纸粉等异物的所谓清洁辅助部件、或作为向清洁部件107a和感光体101的接触部适当补给外添加剂等润滑剂的部件的功能。
另外,滑擦部件107b优选根据需要配置刮刀107d,以便从滑擦部件107b上除去从感光体101上除去的异物或过剩的外添加剂。
滑擦部件107b除了具有对感光体101的滑擦力、作为清洁辅助部件的清洁性的能力之外,还可以举出不损伤感光体101或具有耐久性等重要因素。因此,作为滑擦部件107b,优选由弹性部件构成的弹性辊或由纤维构成的毛刷辊状的部件。
本实施方案中使用的弹性辊的构成材料可以使用任一种材料,但是,优选使用疏水性及介电常数高的高分子聚合物。如果具有导电性,则例如也优选通过接地控制显影剂的剥离放电等。
弹性辊通过在金属芯上铸塑橡胶或发泡体等弹性材料而制成。弹性部件可以以聚氨酯等树脂、硫化剂、发泡剂等为处方、在金属芯上形成辊状后根据需要进行切削、表面研磨而制成。该弹性辊可以为绝缘性、导电性中的任一种,也可以使用分散了炭黑或金属氧化物等导电性物质的橡胶材料、或使上述材料发泡、或不分散导电性物质或与导电性物质并用,使用离子导电性材料,调整为低电阻。
作为弹性辊的材质,除了弹性发泡体之外,作为弹性体材料,可以举出乙烯-丙烯-二烯聚乙烯(EPDM)、聚氨酯橡胶、有机硅橡胶等。另外,为了提高滑擦力或异物除去能力,该弹性辊表面优选具有平均池径为5~300μm的微小池或凹凸。该池可以为封闭池(closedcell)、开放池(open cell)中的任一种。
弹性辊中使用的弹性部件的硬度以Asker-C硬度计,优选为5度或5度以上、30度或30度以下。硬度不足5度时,由于缺乏足够的滑擦力,因此无法除去表面附着物。另外,有时导致弹性辊本身损耗,寿命降低。另一方面,如果硬度大于30度,则造成感光体表面损伤,使感光体寿命降低。
另外,本实施方案的刷辊的刷构成材料可以使用任一种材料,优选疏水性且介点常数高的纤维形成性高分子聚合物。
作为该高分子聚合物,例如,可以举出人造丝、尼龙、聚碳酸酯、聚酯、甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、苯乙烯-丁二烯共聚物、偏氯乙烯-丙烯腈共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物、有机硅树脂、有机硅-醇酸树脂、酚醛树脂、苯乙烯-醇酸树脂或聚乙烯醇缩醛(例如聚乙烯醇缩丁醛)等。
上述粘合树脂可以单独使用,也可以使用2种或2种以上的混合物。特别优选人造丝、尼龙、聚酯、丙烯酸树脂、聚丙烯。
另外,上述刷可以为导电性,也可以为绝缘性,可以使用在构成材料中含有碳等低电阻物质调整为任意电阻的刷。另外,毛刷的纤维可以为直毛状态,也可以为环状。
刷辊中使用的刷的单纤维纤度为0.56tex(5D)或0.56tex(5D)以上、3.33tex(30D)或3.33tex(30D)以下。如果纤度不足0.56tex,则由于缺乏足够的滑擦力,因此无法除去表面附着物。另外,如果纤度大于3.33tex,则由于纤维变得刚直,因此会损伤感光体表面,使感光体的寿命降低。
此处,“tex”是以g(gram)为单位测定构成上述刷的纤维1000m长度的重量得到的数值,可以按tex=D/9换算成目前常用的“旦尼尔(D)”。
另外,上述刷的纤维密度为4×102f/cm2或4×102f/cm2以上、20×103f/cm2或20×103f/cm2以下。如果纤维密度不足4×102f/cm2,则擦过时形成结块,无法均匀地除去附着物。如果纤维密度大于20×103f/cm2,则有时附着物陷入刷纤维之间,无法完全除去调色剂、异物,发生堆积,损失上述刷的特性。
上述由弹性辊、毛刷等构成的滑擦部件可以接地,也可以施加适当的偏压。
(感光体温度控制装置)<鼓加热器>
作为控制感光体温度Td的优选方法,可以举出加热器。
在图1中,感光体101在其内侧具有面状的鼓加热器DH。在感光体内侧,除了该鼓加热器DH以外,还具有用于测定感光体表面温度Td、图中未示出的作为温度测定装置的陶瓷加热器。
由该温度测定装置和图中未示出的控制装置控制对该鼓加热器DH的输出,将感光体表面温度Td维持在规定温度。
另外,如上所述,还优选在感光体内部以外设置非接触式温度计(图中未示出)等来控制感光体101的表面温度。另外,除了组合鼓加热器DH和温度测定装置、控制装置之外,也可以使用在规定温度下改变电阻的自控型加热器。
鼓加热器DH不仅可以使用图1示出的平面状加热器,也可以将感光体的中心轴制成棒状加热器等。温度控制装置也可以使用公知的方法。
(处理盒)图6为示出在本实施方案的图像形成装置中可拆装的处理盒概况的模式剖面图。如图6所示,将上述感光体101、一次带电装置102、显影装置104及清洁装置107等构成要素中的多个要素结合成一体构成处理盒100,也可以将该处理盒100构成为相对于复印机或激光打印机等电摄影方式的图像形成装置本体可以拆装的结构。
例如,将一次带电装置102、显影装置104及清洁装置107中的至少一种与感光体101一同支撑为一体,形成处理盒,使用装置本体的轨道等导向装置,制成相对于装置本体可拆装的处理盒100。带电装置102可以任意选择使用Corotron·Scorotron方式、接触带电方式等。
(显影剂)<显影剂构成>
显影剂含有作为由着色剂或树脂等构成的母体的分级品、即调色剂粒子和外添加在该分级品周围的外添加剂。在双组分显影剂中,还含有载体。
为了适应高分辨率(高dpi)等,显影剂、即调色剂粒子的平均粒径优选为约9μm或9μm以下的小粒径。另外,从高画质观点考虑,优选利用双组分显影剂。本实施方案的显影剂可以使用满足上述要求的公知显影剂。
该显影剂中调色剂的平均粒径以重均粒径进行定义,该重均粒径的优选范围为3~9μm。从良好地维持画质及清洁性观点考虑,优选使用该范围的调色剂。
该重均粒径不足3μm的调色剂除了调色剂的总表面积增加外,作为粉体的流动性及搅拌性降低,灰雾或转印性具有恶化倾向,除了发生熔结以外,还容易成为图像不均的原因,除此之外,由于转印效率降低,因此感光体上的转印残留调色剂增多,对清洁刮板的局部冲击变得过量,难以获得清洁性或抑制调色剂熔结。
另外,该重均粒径超过9μm时,文字或线形图像容易发生飞散,难以获得高分辨率。而且,如果增加装置的分辨率,则10μm或10μm以上的调色剂对1点(dot)的再现有恶化的倾向。
另外,作为双组分显影剂中使用的磁性载体,可以使用磁性体分散型的树脂载体、或表面被覆了树脂的铁素体等磁性体单体的磁性载体、磁性体分散型的树脂载体等。
另外,本实施例的调色剂在用差示扫描量热计(differentialscanning calorimeter)(DSC)测定的升温时的DSC曲线中,优选在玻璃化温度(glass-transition temperature)Tg为40~90℃(优选为50~70℃)的温度区域内至少具有1个吸热峰。如果Tg低于上述范围,则在高温气氛内,调色剂容易发生劣化,另外,在定影时容易发生偏移。另外,如果Tg超过上述范围,则定影性有降低的倾向。
为了得到具有上述范围的吸热峰的调色剂,可以使调色剂含有在利用差示扫描量热计(DSC)测定的升温时的DSC曲线中在40~90℃内具有吸热峰的蜡。
通过在该范围内具有吸热峰,可以改善调色剂的定影性及抗偏移性。使用差示热分析测定装置(DSC测定装置),例如DSC-7(Perkin-Elmer Corp.制)或DSC2920(TA instrument Japan公司制),基于ASTM标准规定的D3418-82测定调色剂的吸热峰温度。DSC曲线使用在一次升温、降温取得前经历后,以10℃/min的升温速度升温时测定的DSC曲线。本实施方案中,使用DSC-7,在下述条件下进行测定。
试样5~20mg,优选10mg测定方法将试样放入铝盘中,使用空铝盘作为对照温度曲线升温I(20℃→180℃,升温速度10℃/min)降温I(180℃→10℃,降温速度10℃/min)升温II(10℃→180℃,升温速度10℃/min)在上述测定顺序中,使用升温II中测定的吸热峰,以吸热峰前后的基线中点连线与差示热曲线的交点为本实施方案的玻璃化温度Tg。
下面,通过实施例具体说明本发明的效果。需要说明的是本发明并不限定于下述实施例。
(实施例1)
如下所述地制成本实施方案的具有表面层的感光体。
首先,以与佳能(株)制CP680用产品鼓相同的处方,形成包含支撑体的表面层以下的各层,分别为2μm的底层、膜厚为2μm的电荷发生层、厚度为13μm的电荷传递层,制成感光体。
<1.固化型表面层的制造>
<1-1.放射线固化型表面层基本型>
表面层的处方如表1所示。原料使用具有下式(M1)所示结构的聚合性电荷传递性化合物。生成该化合物时,使其通过适当的硅胶柱,进行精制,除去杂质。
化学式1 另一方面,作为润滑剂,使用作为含氟树脂的四氟乙烯树脂。
由使用玻璃珠的砂磨装置分散本实施方案中作为感光层中含有的润滑剂的四氟乙烯树脂粒子(Lublon L-2,大金工业制;以下称为特富龙(注册商标)树脂)26质量份(以下简称为“份”)、以及单氟苯50份。在该四氟乙烯树脂粒子分散液中加入上述电荷传递性化合物(化学式1)60份,使其溶解后,加入二氯甲烷30份,调制成表面层用涂料。
将该涂料涂布在上述感光体上,在加速电压为150kV、照射剂量为5Mrad、感光体表面温度为110℃的条件下照射电子束,使树脂固化,形成膜厚为5μm的固化表面层,得到电摄影感光体K0。
<1-2.特富龙(注册商标)量·电子束量·感光体表面温度条件>
相对于上述<1-1>中制成的感光体K0,改变特富龙(注册商标)树脂含量、电子束量、制造时的感光体表面温度等条件,制成感光体K1~K20。
<1-3.电荷传递性材料>
使上述<1-2>中制成的感光体进一步含有下述电荷传递性化合物M2、及M3,制成感光体K21~30。
(电荷传递性化合物M2)化学式2 (电荷传递性化合物M3)化学式3 <2.非磁性双组分显影剂>
作为彩色用显影剂,按以下步骤制成双组分显影剂。
<2-1.载体>
本实施例中使用的双组分显影材料用载体可以使用公知的铁素体载体等,也可以使用下述新型载体。
在本实施例中,载体粒子为球形聚合粒子,制造方法为在由聚合法制成的单体中添加粘合树脂和磁性金属氧化物及非磁性金属氧化物等得到单体组合物,使该单体组合物悬浮在水性介质中,经聚合得到球形载体粒子(需要说明的是生成方法并不限定于上述方法,可以采用乳液聚合法等生成载体粒子,也可以添加其他添加物)。
<2-1-1.载体的制造例>
在个数平均粒径为0.24μm的作为强磁性体的磁铁矿粉末(FeO·Fe2O3)与个数平均粒径为0.60μm的非磁性体α-Fe2O3粉末中分别加入5.5重量%的硅烷类偶合剂(3-(2-氨基乙基氨基丙基)二甲氧基硅烷),在容器内、100℃或100℃以上的温度下进行高速混合搅拌,对各金属氧化物微粒进行亲油化处理。
接下来,在烧瓶中加入由含有28重量%NH4OH水溶液的水构成的水性介质,再将含有上述各金属氧化物微粒的下述组合(C1)放入烧瓶中,边搅拌、混合,边在40分钟内升温至85℃,维持该温度反应3小时,使其热固化。然后,冷却至30℃,再添加水后,除去上清液,将沉淀洗涤、风干。然后,在减压(5mmHg或5mmHg以下)、50~60℃的条件下干燥,由聚合法得到磁性树脂载体。
组合(C1)·苯酚 10重量份·甲醛溶液(甲醛40重量%,甲醇10重量%,水50重 6重量份量%)·经亲油化处理的磁铁矿粉末 60重量份·经亲油化处理的α-Fe2O3粉末 40重量份再以上述得到的磁性树脂载体为核粒子,采用下述方法,在其表面被覆热固性有机硅树脂。
以甲苯为溶剂制备含10重量%有机硅树脂材料的涂布溶液,使磁性载体表面的被覆树脂量为1.0重量%。边对该溶液连续施加剪切应力,边挥发溶剂,对核粒子表面进行涂布。然后,使涂布了涂布溶液的磁性载体在200℃下固化1小时,粉碎后,用200目筛进行分级,得到表面被覆了有机硅树脂的磁性体分散型磁性树脂载体C。
测定上述得到的磁性树脂载体C的粒径时,用Nireco公司制的图像处理解析装置Luzex3测定的个数平均粒径为28.3μm。另外,在1千奥斯特磁场内的磁化强度为129emu/cm3。磁化强度使用理研电子(株)制的振动磁场型磁特性自动记录装置BHV-30进行测定。
<2-2.非磁性调色剂>
<2-2-1.非磁性调色剂的制造>
在具有高速搅拌装置TK-均相混合机的四口烧瓶内加入去离子水900重量份和聚乙烯醇100重量份,调整转速为1200rpm,加热至60℃,制成水性介质。另一方面,混合下述组合(T1),加热至60℃后,使用TK式均相混合机(特殊机化工业公司制),以12000rpm的转速进行搅拌。再在其中溶解2,2-偶氮二异丁腈3重量份得到聚合性单体组合物,将聚合性单体组合物投入预先制成的水性介质中,在60℃、氮气气氛中,用TK式均相混合机,以10000rpm的转速搅拌10分钟,然后,边用桨式搅拌叶片进行搅拌,边升温至80℃,使其反应10小时。聚合反应结束后,在减压下除去残留单体,再将其冷却,加入盐酸,溶解磷酸钙后,经过滤、洗涤、干燥,得到聚合物调色剂T。此处,给出黑色调色剂的制造例。
组合(T1)·苯乙烯单体90重量份·丙烯酸正丁酯单体 22重量份·炭黑 10重量份·水杨酸金属化合物 1重量份·脱模剂20重量份然后,将上述聚合物调色剂T0.9重量份分散在甲醇5.0重量份中,然后,作为硅化合物,溶解四乙氧基硅烷0.5重量份、甲基三乙氧基硅烷0.3重量份,再加入50重量份的甲醇。接下来,边在其中滴加在28重量%NH4OH水溶液10重量份中加入100重量份甲醇得到的溶液,边在室温下搅拌48小时。
反应结束后,用蒸馏水洗涤得到的粒子,接下来,用甲醇洗涤后,将粒子过滤、干燥,得到平均粒径为6.5μm、形状系数SF1为1.06的调色剂粒子T。本调色剂的Tg=65℃。
<2-2-2.外添加剂的制造>
另一方面,作为外添加剂中使用的无机微粒,用六甲基二硅氮烷处理个数平均一次粒径为9nm的二氧化硅后,用硅油进行处理,得到处理后的BET值为200m2/g的疏水性二氧化硅微粉。
除此之外,可以使用偏氟乙烯微粉、聚四氟乙烯微粉等含氟树脂粉末,湿法二氧化硅、干法二氧化硅等二氧化硅微粉,氧化钛微粉,氧化铝微粉,用硅烷偶合剂、钛偶合剂、硅油对上述物质进行表面处理、赋予了疏水性的处理二氧化硅、处理氧化钛、处理氧化铝等。
<2-2-3.外添加步骤>
作为外添加剂,在调色剂粒子100质量份中,加入疏水性二氧化硅微粉1.0份,使用三井三池化工机(株)制亨舍尔混合机,使搅拌叶片的圆周速度为40m/sec,混合3分钟,制成非磁性调色剂T。
<2-3.显影剂>
作为显影剂,按质量比T/C=8%混合上述磁性树脂载体C与非磁性调色剂,充分搅拌,制成显影器用显影剂。另外,以该非磁性调色剂T作为耐久试验中的补给用显影剂。
<2-4.评价装置>
为了评价上述制成的电摄影感光体、包括滑擦部件的清洁装置以及感光体温度控制装置,将佳能(株)制CP680、同公司制IR6000、同公司制CLC5000改造后使用。
将CP680中显影装置或转印装置等的位置保持产品状态不变,将显影装置改为双组分显影装置,在处理盒的清洁部件的上游侧设置滑擦部件及该滑擦部件的驱动装置。在感光体的内部设置面状加热器及热敏电阻,使感光体的温度能够被控制。另外,将带电装置改为Scorotron方式。
另外,将IR6000的显影装置也改为双组分显影方式,再改为图1所示的彩色图像形成装置,使清洁装置中的磁辊能够安装其他的滑擦部件,并使该滑擦部件能够被自由驱动。另外,使用负带电性的感光体,进行电源极性变更等处理,使其能够采用反转显影方式形成图像。
另外,如图7所示,将CLC5000的清洁部向上方平移,使其能够设置自由驱动的滑擦部件。
在IR6000、CLC5000中,作为感光体温度Td控制装置,使用IR6000及CLC5000的产品中已有的加热器,将该加热器控制电路部分改造后使用。
需要说明的是由于显影剂为上述无油双组分显影剂(由含有外添加剂的、内添加了非磁性蜡的调色剂和磁性载体构成),因此上述任一种评价机中的定影装置均被改造成适应该显影剂的结构。另外,使感光体的面速度能够被调节。当然也可以将运送纸或显影装置、转印装置等的速度调整为与该感光体的面速度同步。另外,被清洁装置回收的转印残留调色剂或纸粉等可以由废调色剂运送装置107c等运送装置回收在图中未示出的废调色剂盒内。并且,将评价机改造成能够调整曝光量或带电条件、或设置电位计,以便能够进行电位评价。需要说明的是电位计使用TRek公司制344、555P-1,用专用夹具设置在显影装置位置,进行电位测定。
<3.滑擦部件>
作为设置在上述评价机内的滑擦部件,采用公知方法,在φ8的金属芯上制成由分散了炭黑的发泡聚氨酯构成的弹性辊DR1。该弹性辊DR1可以具有多个平均孔径为φ100μm的封闭池。使Asker-C硬度为20度,对感光体的侵入量设置为0.5mm。另外,在清洁装置内制成并设置刮刀,使其对该弹性辊的侵入量为0.2mm。
另外,用分散了炭黑的2tex(18D)的人造丝以9.3×103f/cm3(60kf/inch2)的纤维密度制成刷辊BR1,使其对感光体的侵入量为1.5mm。另外,在清洁装置内制成对该刷辊的侵入量为0.5mm的刮板,设置成并行地接触感光体。
与感光体的驱动同步地驱动该弹性辊及该刷辊,使其在任意面速度下旋转。
该滑擦部件的驱动条件以相对于感光体表面圆周速度S的相对速度(%)表示。需要说明的是+表示与感光体同方向,-表示反方向,例如,+100%表示以相同的速度与感光体一同旋转的状态,0%表示停止状态,-100%表示以与感光体面速度相同的速度反向旋转的状态。
另外,该感光体与该滑擦部件的相对速度差的绝对值ΔS(m/sec)由感光体的表面圆周速度S与相对速度差进行计算。
<4.评价(鼓的万能硬度值HU、弹性变形率We)>
对上述制成的电摄影感光体的初期电摄影特性、反复使用时的电摄影特性及图像进行评价。需要说明的是以相同处方制成多个感光体用于测定万能硬度HU、弹性变形率We、及耐刷试验。
将感光体根据其外径安装在上述佳能(株)制IR6000改造机(以下称为IR6000)、CLC5000改造机(称为CLC5000)、CP680改造机(称为CP680)内之后,对其初期电摄影特性及耐久性进行评价。需要说明的是感光体的面速度保持产品原状不变。
清洁部件(刮板及该刮板的支撑装置)保持产品原状不变。另外,使用上述<3>中制成的弹性辊DR1、及具有刮刀的清洁装置,以相对于感光体的面速度S为70%的相对速度、与感光体同方向旋转。
耐久试验中,日间使主开关处于ON位置,间隔1张,耐久输出4000张A4尺寸的纸,夜间关闭主开关。另外,开启主开关后,在评价装置的升温过程中,将感光体表面温度Td升至40±2℃,本体电源开启(主开关开启)期间,在维持上述温度范围的条件下,进行初期感光体电特性评价、硬度物性评价。
初期感光体电特性评价取出显影装置,设置电位计,使作为带电装置的Scorotron的电线中流过-800μA的电流,采用吸入式电源,对栅极施加-600V的电压。在该状态下,测定暗部电位Vd。然后,调整对栅极的施加电压,设定暗部电位为-600V,测定V1感光度作为使其发生光衰减至-150V所必需的光量、及残留电位Vs1作为照射3倍于感光度的光量时的电位。
电特性评价时,作为参考,将CTL(电荷传递层)制成与K0~K30的CTL+表面层相等的厚度,同样地评价未制成表面层的感光体NSL(No Surface Layer)。
结果为本实施例中制成的感光体K0~K30具有与NSL相同的带电特性、感光度特性、残电特性,也不发生由表面层引起的感光度降低或Vs1增加,显示出良好的电特性。
使用微小硬度测定装置Fischerscope H100V(Fischer公司制),测定上述感光体K0~K30的万能硬度值HU、弹性变形率We。
然后,分别对K0~K30进行耐刷试验。
评价装置恢复了显影装置,设置与测定上述电特性、HU、We相同处方的感光体。在该N/N环境中,进行40000张送纸耐久试验,再将耐久后的感光体在温度30℃/湿度80%的(H/H)环境中及温度10℃/湿度15%的(L/L)环境中分别进行30000张、总计100000张的送纸耐久试验。
耐久试验过程中,每隔2000张目测一次感光体表面的损伤、粗糙度、观察图像样品有无图像缺陷或清洁性、条纹。
图像样品的图像缺陷对由感光体表面的损伤或磨损等形成的条纹状、带状缺陷或局部的图像不均性进行评价。另外,感光体表面的条纹评价使用表面粗糙度测定机(小坂研究所制,Surfcorder SE-3400),在JIS1982模式下,以0.1mm/sec的测定速度、5mm的测定长度、λc=0.8mm的截止波长对感光体表面任意12点及由目测确认为损伤或条纹的部位进行测定。
清洁性对由清洁不良引起的成膜或漏出、清洁部件的振动音(振动)、共振音进行评价。
条纹评价为以纵向300μm线形成单色图案及4色混合的半色调图案,评价图像中有无条纹状的图像缺陷。
而且,每隔10000张测定一次上述感光体特性,以电位差分、或V1感光度的变化量Δ感光度相对于初期感光度的比例Δ感光度比求出由耐久试验引起的暗部电位Vd的变化量ΔVd、以及残留电位Vs1的变化量ΔVs1。
另外,测定结果中,用显微镜观察耐久试验前后清洁部件的蚀刻部,评价损耗水平。
在耐久试验前后同样地测定感光体的磨损量。需要说明的是磨损量使用涡流式膜厚测定器(Fischer公司制,PERMASCOPETYPEE111)进行测定,以每转的磨损Rate(10-6μm/转)进行计算。
评价基准如下所述。需要说明的是在进行各缺陷评价时,在对图像进行判断的同时评价感光体的膜厚或表面形状、或清洁刮板或带电装置或清洁装置通过后感光体表面的污染度等。根据上述评价结果,判断图像缺陷的主要原因。即使图像上出现条纹,也要根据损伤、清洁不良(以下称为清洁不良)、条纹状缺陷等主要原因判定下述各评价项目。
·图像缺陷(损伤)测定半色调图像、实心白色图像、实心黑色图像、以及2色调图像中由感光体损伤引起的图像缺陷的大小和个数,对0.1mm或0.1mm以上宽度的条纹或带状缺陷最多的图像,计数其在1张A3尺寸纸中存在几处缺陷,同时,结合感光体表面观察结果进行判定。判定基准如下所述。
◎感光体表面、图像上均无/非常良好○感光体表面出现最大高度Rz(本测定即JIS06011982所称Rmax)为1.5μm或1.5μm以上的缺陷,图像中未出现/良好●长度在10mm以内、且宽度在0.5mm以内的图像缺陷在图像上有5处以内。并且,长度超过10mm或宽度超过0.5mm的图像缺陷没有/可实用×上述以外(图像缺陷有5处或5处以上。或存在长度为10mm或10mm以上,或宽度超过0.5mm的图像缺陷)/实用方面存在问题·图像缺陷(显影剂熔结)测定半色调图像、实心白色图像、实心黑色图像、及2色调图像中由显影剂熔结引起的黑色斑点、白色斑点的大小和个数,对0.1mm或0.1mm以上的黑色斑点或白色斑点最多的图像,判定其在1张A3尺寸纸中存在的斑点个数。判定基准如下所述。
◎感光体表面、图像上均无/良好○0.1mm以内,但是图像上存在3个以内,且0.3mm或0.3mm以上的斑点不存在/可实用●0.3mm以内,但是图像上存在5个以内,且0.5mm或0.5mm以上的斑点不存在/可实用×上述以外(4个或4个以上,或存在0.5mm或0.5mm以上的斑点)/实用方面存在问题·清洁不良(漏出、振动、共振音、卷曲)对于清洁不良而言,目测评价漏出引起的条纹状图像缺陷(对半色调图像、实心白色图像、实心黑色图像、2色调图像进行评价)。对于漏出引起的成膜状图像缺陷而言,使用反射浓度计(TOKYODENSHOKU(株)制,REFRECTMETERMODEL TC-6D(S))进行测定,设图像输出后白底部反射浓度最低值为Ds、输出前纸面反射浓度平均值为Dr时,以(Ds-Dr)为成膜量。
另外,评价是否发生卷曲、振动、漏出及共振音。判定基准如下所述。
◎成膜不足3%。无漏出。卷曲、振动、共振音无/良好○成膜3%或3%以上,不足4%。无漏出。或条纹状缺陷为2个以内、且宽度不足0.3mm、长度不足1mm。无卷曲,有时在感光体停止时出现共振音,或有时发生振动(频率低)/可实用●成膜4%或4%以上、不足5%。无漏出。有时同时存在共振音和振动(频率低)/勉强可实用×上述以外(成膜5%或5%以上,或有漏出。或漏出为3个或3个以上,或宽度为0.3mm或0.3mm以上、或长度为1mm或1mm以上)。或有时发生卷曲。发生振动和共振音甚至频率较高/实用方面存在问题。
·清洁损耗耐刷试验后,用显微镜观察清洁刮板的截面和接触面,评价清洁刮板的缺损或缺失。判定基准如下所述。
◎刮板无缺损。调色剂粒径以下的缺失或缺损在3处以内。清洁不良无/良好○调色剂粒径以下的缺失或缺损为4~5处。无调色剂粒径以上的缺失或缺损。清洁不良无/可实用。
●调色剂粒径以下的缺失或缺损为6处或6处以上。有调色剂粒径以上的缺失或缺损。清洁不良无/可实用×上述以外。发生起因于缺损/缺失等刮板损耗的清洁不良。/实用方面存在问题·条纹图像缺陷(条纹)(black lined defective image)测定半色调图像、实心白色图像(blank copy image)、实心黑色图像(solid black image)及2色调图像中条纹状图像缺陷的大小和个数,对0.1mm或0.1mm以上宽度的条纹或带状缺陷最多的图像判定1张A3纸中存在几个缺陷。另外,以绝对浓度进行图像浓度测定,使用浓度计“RD-918”(Macbeth公司制)测定各图像评价时的上述图像。需要说明的是在耐久试验全过程中确保实心黑色图像的浓度为1.3或1.3以上。判定基准如下所述。
◎图像上条纹状缺陷无/非常良好○有条纹,但是,条纹状缺陷在该条纹部与附近的非条纹部的图像浓度差不足0.1,长度为10mm以内、且宽度为0.5mm以内的图像缺陷在图像上有5处以内。而且,不存在长度超过10mm或宽度超过0.5mm的图像缺陷。
●有条纹,但是,该条纹部与附近的非条纹部的图像浓度差为0.1或0.1以上、不足0.2,长度为10mm以内、且宽度为0.5mm以内的图像缺陷在图像上有5处以内。而且,长度超过10mm或宽度超过0.5mm的图像缺陷无/可实用×上述以外(该条纹部和附近非条纹部的图像浓度差为0.2或0.2以上,或图像缺陷为5处或5处以上。或存在长度为10mm或10mm以上、或宽度超过0.5mm的图像缺陷),或文字模糊,发生所谓的图像缺失/实用方面存在问题·感光体的膜厚损耗量差测定耐刷试验前后各感光体的膜厚损耗。
感光体的膜厚测定在圆周方向测定8点、在长轴方向测定3点、共计测定24点感光层均匀膜厚部分的膜厚,以其平均值作为感光层的膜厚。使用涡流式膜厚测定器EDDY560C(HELMUT FISCHERGMBTECO公司制)进行膜厚测定。需要说明的是磨损量的计算为,使通过|100k张耐刷试验结束后的感光体膜厚|-|开始时的感光体膜厚|=磨损量Δd(μm)求出的Δd除以感光体转数,算出每转的磨损Rate(10-6μm/转(rot))。判定基准如下所述。
◎磨损Rate不足20(10-6μm/rot)。不均匀磨损无/良好○磨损Rate为20或20以上、不足40(10-6μm/rot)。不均匀磨损无/可实用●磨损Rate为40或40以上、50(10-6μm/rot)以内。或存在不均匀磨损。但是,耐刷试验结束后表面层消失的部位无/勉强可实用×上述以外,磨损Rate大于50(10-6μm/rot),或在耐刷试验后磨损进行至基底侧/实用方面存在问题上述感光体的物性、IR6000改造机的评价条件示于表1。
需要说明的是表1中A=ΔS×Ps。下表中,如无特别说明,则A表示相同含义。
表1

使用IR6000改造机的耐久试验结果示于表2。
表2

(其中,CLN为清洁的简称)如表1及表2所示,虽然感光体K1(HU=150(N/mm2)、We=65(%))至感光体K10(HU=220(N/mm2)、We=40(%))在耐久试验中也显示出良好的结果,但是感光体K11(HU=148(N/mm2)、We=64(%))、感光体K23(HU=145(N/mm2)、We=63(%))、感光体K29(HU=152(N/mm2)、We=66(%))等特别是在H/H环境中发生的损伤在大小或个数方面已经达到不可忽略的程度。
另外,虽然感光体K10(HU=220(N/mm2)、We=40(%))在耐久试验中也显示出良好的特性,但是感光体K13(HU=223(N/mm2)、We=41(%))特别是在H/H环境中发生的损伤在大小或个数方面已经达到不可忽略的程度。
因此,由上述结果可知感光体的万能硬度值HU为150或150以上、220或220以下(N/mm2),且We为40或40以上、65或65以下(%)为优选的范围。
使用具有上述固化型表面层的感光体时的感光体特性与图像均良好,耐久试验中的磨损量少,且即使在耐久试验中,感光体特性也几乎不发生变化,显示出非常稳定的良好特性。另外,耐磨损性、磨损量急剧降低,100K耐久试验后的磨损量为5μm或5μm以下,且不发生不均匀磨损等情况,显示出非常良好的耐久性。
另一方面,在上述范围以外的情况下,有时发生损伤·磨损或清洁部件的耐久性降低。
(实施例2)使用实施例1中使用的感光体K0以及评价装置,另外,除了弹性部件DR1以外,使用DR2~DR10改变A×Td/S2的值、或使用毛刷F1~F10改变B×Td/S2的值,在与实施例1相同的条件下,在N/N、N/L、H/H环境中进行耐刷试验及评价。需要说明的是上述A=ΔS×Ps、B=ΔS×Df2。
评价条件示于表3,另外,使用IR6000改造机的耐刷评价结果示于表4。
表3

表4

由表3、表4可知,使用弹性部件或毛刷的滑擦步骤,在以相对于感光体为-150~+150%的相对速度驱动时能够得到良好的结果。但是,任一种滑擦部件在停止(0%)时,特别是在滑擦的长轴方向出现结块,或在共同旋转(+100%)时,滑擦效果降低,出现画质下降。该滑擦部件的驱动速度更优选在排除0±5%及+100±5%的范围内的上述-150~+150%的范围内。
另外,弹性部件以Asker C硬度计优选在5~30°的范围内。硬度超过30°的弹性部件有时使感光体发生损耗。另外,对于硬度低于5°的弹性部件,有时弹性部件的接触压力降低,滑擦效果下降,或弹性部件破损,外径发生变化等无法耐受上述耐久试验。
另一方面,毛刷的纤度为0.56~3.33tex(5D~30D)时能够得到良好的结果。纤度不足0.56tex时,刷毛发生损耗或变形,或滑擦效果变得不充分。另外,纤度超过3.33时,感光体有时发生损耗。
在本实施例中,A×Td/S2在1E0≤A×Td/S2≤5E2(其中,A=ΔS×Ps)的范围内时、更优选在2.840≤A×Td/S2≤127的范围内时,另外,B×Td/S2为1E-1≤B×Td/S2≤1E2(其中,B=ΔS×Df2)的范围内时、更优选在0.11≤B×Td/S2≤11.4的范围内时,能够得到良好的结果。
另外,利用调色剂粒子中所含的蜡,改变调色剂的Tg进行研究时发现,Tg=40~90℃、更优选为50~70℃时能够得到良好的结果。在上述范围以外,有时发生定影性不良,除此之外,特别容易在低Tg侧发生熔结。
(实施例3)使用实施例1中使用的感光体K0及评价装置,相对于实施例1,使用上述加热器,将该感光体K0的温度Td控制在30~55℃,除此之外,在与实施例1同样的条件下,于N/N、N/L、H/H环境中进行耐刷试验及评价。
评价条件示于表5。
为了使电影胶片拍摄的某一镜头的画面I、I+1、I+2、I+3、I+4…相邻的任意两个画幅之间的视差符合人的左右眼立体视信息,对于以24幅/秒速度拍摄的胶片来说,摄影机应在拍摄平台上以1.56米/秒均匀的速度移动以保证在65mm×24=1.56米的移动拍摄距离之内平均分配24个画幅拍摄视点。当然这是一种理想的状态,在真实的电影拍摄过程中拍摄平台的运动情况只能根据故事情节的需要来选择。对于电影拍摄的胶片的送片速度、拍摄平台的移动速度与胶片上相邻的画面所具有的人眼立体视差的关系通过下述表格中的数据来说明。

上述35℃或35℃以上、50℃或50℃以下的范围内,能够得到特别良好的结果。
(实施例4)使用实施例1中使用的感光体K0及评价装置,改变弹性辊DR1~DR13的驱动条件,分别与实施例1同样地在N/N、N/L、H/H环境中进行耐刷试验及评价。
评价条件示于表7。
表7

另外,使用IR6000改造机的耐久试验结果示于表8。
表8

由表7、表8可知,在1E0≤A×Td/S2≤5E2(A=ΔS×Ps)的范围内、更优选在5.233≤A×Td/S2≤493.6的范围内能够得到良好的结果。
(实施例5)使用实施例1中使用的感光体K0及评价装置,使用上述加热器,将该感光体K0的温度Td控制在30~55℃的范围内,使用毛刷,进行与实施例4相同的评价。评价条件示于表9。
表9

另外,使用IR6000改造机的耐久试验结果示于表10。
表10

由表9、表10的结果可知,在1E-1≤B×Td/S2≤1E2(B=ΔS×Df2)的范围内、更优选在0.111≤B×Td/S2≤8.736的范围内能够得到良好的结果。
如果B×Td/S2大于1E2,则因滑擦过多而导致感光体发生损耗;另一方面,如果小于1E-1,则有时因滑擦不足而导致发生条纹等图像缺陷。
需要说明的是即使在该范围内,与实施例2同样,在使毛刷的驱动速度为100±5%以内、或0±5%以内的相对速度时,有时发生感光体损耗或由滑擦不均等引起的图像缺陷。
(实施例6)使用感光体K0、弹性部件DR1或毛刷F1,改变IR6000改造机污染;操作简单、体系更换简便;准确度高,重现性好;应用范围广泛,特别适用于高粘度和易造固定相吸附的物质的分析和分离;性价比高,适宜在原药材产地及经济欠发达地区推广使用,有助于解决目前标准制定与实施中受仪器条件制约的问题;HSCCC色谱图可包含丰富的化学信息。
另外,由于采用色谱指纹图谱法建立药材质量标准面临的难题是需克服色谱操作中的各种影响因素产生的总体稳定性和重现性波动以及难以有效、简便、快速分析图谱特征的问题,提出了数字化色谱指纹谱。数字化色谱指纹谱是一种针对复杂组分样品分析的新方法、新技术,但它并非是色谱仪器或色谱技术本身的改进,而是对色谱分析所得到的色谱图及色谱数据进行适当的处理,将复杂难辨图谱转为直观的数字,建立一系列参数和相应的一整套比较规则和计算公式,使复杂组分样品的分析、鉴定成为可能。因此,数字化色谱指纹谱是一种将色谱图数字化的技术,由于数字化的色谱指纹谱有效地改善了原始色谱图的浮动性,使色谱图之间的直观比较改变为数据之间的比较,从而增强了样品相互间的可比性。数字化色谱指纹谱不仅可提供复杂组分样品的定性描述,还可建立其相应的量化指标,使鉴定结果更科学、更客观,也易于建立和使用指纹谱库。
现有的数字化指纹谱只是将不同批次(产地)样品各对应组分的相对保留时间和相对峰面积列于两个表中。例如样品1和样品N的相对保留时间的差异程度(表1),没有采用相对偏差、相对标准偏差等进行明确的计算;任意2个样品之间的相对峰面积的差异(表2)也没有通过差异率体现在数字指纹谱的表中(洪筱坤,王智华.中药数字化色谱指纹谱.上海上海科学技术出版社.2003.)。
表1 不同批次(产地)样品各对应组分的相对保留时间

表2 不同批次(产地)样品各对应组分的相对峰面积

另外,评价结果示于表12。
表12

使用毛刷时的评价条件示于表13。
表13

另外,评价结果示于表14。
表14

由表11~表14可知,感光体的面速度在350mm/sec或350mm/sec以下的范围时能够得到良好的结果。如果超过350mm/sec,则有时发生感光体损耗。
另外,面速度不足100mm/sec(约20ppm)的低速机在市场中要求具有的寿命水平为数千张~数万张。本发明所述具有固化型表面层的感光体、以及滑擦部件在技术方面能够得到良好的结果,但是由于成本增加,因此从相对于费用的效果方面考虑,未必实用。
(实施例7)使用实施例4至5中作为滑擦部件的弹性部件DR1~DR13、毛刷F1~F12,相对于实施例4至5中能够得到良好结果的结构,设置成弹性部件的长轴方向相对于感光体的长轴方向倾斜2°,且使毛刷的长轴方向相对于感光体的长轴方向倾斜5°。
进行与实施例4至5同样的评价,结果为能够得到优于实施例4至5的结果。另外,即使在驱动速度差ΔS低于实施例4至5的条件下,也可以使特别是条纹水平处于◎水平,设定范围扩大。
(实施例8)使用CP680改造机、CLC5000改造机,进行与使用上述IR6000改造机进行的实施例1~7相同的评价。
结果与IR6000改造机相同,滑擦步骤以相对于感光体为-150~+150%的相对速度(0±5%以及+100±5%的范围除外)进行驱动时能够得到良好的结果。
另外,弹性部件的Asker C硬度在5~30°或1E0≤A×Td/S2≤5E2(A=ΔS×Ps)的范围内较良好。
毛刷纤度在0.56~3.33tex的范围内,或1E-1≤B×Td/S2≤1E2(B=ΔS×Df2)的范围内较良好。
感光体的表面温度Td优选在35℃或35℃以上、50℃或50℃以下的范围内,感光体的面速度优选在350mm/sec或350mm/sec以下的范围内。
综上所述,本发明主要是使用HU为150N/mm2或150N/mm2以上、220N/mm2或220N/mm2以下、且We为40%或40%以上、65%或65%以下的感光体,并具有滑擦步骤和控制感光体表面温度Td的步骤,相应地设定滑擦步骤条件及控制温度条件。
从而,除了抑制图像抹污或条纹状缺陷之外,能够抑制清洁刮板卷曲或漏出、熔结·成膜之类清洁不良,确保长期稳定的画质及清洁性。
另外,通过并用滑擦步骤与温度控制步骤,可以更低水平地滑擦感光体,不仅能够防止感光体损耗,也可以防止清洁部件损耗,实现寿命延长,即使无维护的条件下也能够得到同样的效果。
另外,可以进一步减少转印残留显影剂的量,即所谓废调色剂量。对感光体进行适当的滑擦及温度控制,维持良好的表面性,由此可以提高经过耐久试验的转印效率。
如上所述,根据本发明,能够提高一种可以长期输出良好图像的图像形成方法及图像形成装置。
另外,能够长期保持良好的清洁性,无图像不良,且提高感光体或清洁部件的耐久性。
另外,能够防止由耐刷引起的条纹状缺陷等图像缺陷,另一方面,可以高水平地维持感光体或清洁装置的耐久性。
权利要求
1.一种图像形成装置,所述图像形成装置具有以下部分感光体;将所述感光体带电的带电装置;用显影剂将形成在所述感光体上的静电像显影的显影装置;清洁残留在所述感光体上的显影剂的清洁装置;设置在与所述清洁装置相比位于所述感光体旋转方向的上游侧、用于辅助所述清洁装置清洁的、滑擦所述感光体的滑擦装置;控制所述感光体的表面温度的控制装置;其中,所述感光体的万能硬度值HU为150N/mm2或150N/mm2以上、220N/mm2或220N/mm2以下,且弹性变形率为43%或43%以上、65%或65%以下。
2.如权利要求1所述的图像形成装置,其特征为,所述控制装置将所述感光体的所述表面温度控制为比所述图像形成装置的放置环境温度高3deg或3deg以上。
3.如权利要求1所述的图像形成装置,其特征为,所述感光体具有导电性支撑体、设置在该导电性支撑体上的感光层和表面层,所述表面层至少含有固化性树脂及电荷传递性化合物,所述电荷传递性化合物至少能够在热、光、放射线中的任一种作用下发生聚合、固化。
4.如权利要求3所述的图像形成装置,其特征为,所述电荷传递性化合物在同一分子内具有1个或1个以上的链聚合性官能团。
5.如权利要求1所述的图像形成装置,其特征为,所述控制装置至少到图像形成开始为止,将所述感光体的所述表面温度控制在35~50℃的温度范围内。
6.如权利要求1所述的图像形成装置,其特征为,所述滑擦装置具有以相对于感光体的圆周速度为-150~+150%的圆周速度被驱动的滑擦部件。
7.如权利要求6所述的图像形成装置,其特征为,所述滑擦部件是Asker C硬度为5~30°的弹性部件。
8.如权利要求6所述的图像形成装置,其特征为,所述滑擦部件为0.56~3.33tex(5D~30D)的毛刷。
9.如权利要求6所述的图像形成装置,其特征为,设所述感光体的圆周速度为S(mm/sec)、所述滑擦部件的圆周速度与所述感光体的圆周速度之间的圆周速度差为ΔS(mm/sec)、所述感光体的表面温度为Td(K)、所述滑擦部件相对于所述感光体在所述感光体长轴方向每单位长度的接触压力为Ps(gf/cm)时,满足1E0≤ΔS×Ps×Td/S2≤5E2的关系。
10.如权利要求8所述的图像形成装置,其特征为,设所述感光体的圆周速度为S(mm/sec)、所述滑擦部件的圆周速度与所述感光体的圆周速度之间的圆周速度差为ΔS(mm/sec)、所述毛刷纤维的纤度为Df(tex)、所述感光体的表面温度为Td(K)时,满足1E-1≤ΔS×Df2×Td/S2≤1E2的关系。
11.如权利要求9或10所述的图像形成装置,其特征为,所述感光体的圆周速度S(mm/sec)为100~350mm/sec。
12.如权利要求6所述的图像形成装置,其特征为,设计成所述滑擦部件的长轴方向相对于所述感光体的长轴方向倾斜。
13.如权利要求3所述的图像形成装置,其特征为,所述表面层的厚度为2μm~10μm。
14.如权利要求1所述的图像形成装置,其特征为,所述清洁装置往返移动及/或振动。
15.如权利要求1所述的图像形成装置,其特征为,所述显影剂中所含调色剂粒子的平均粒径为3μm~9μm。
16.如权利要求1所述的图像形成装置,其特征为,所述显影剂中所含调色剂粒子经差示扫描型量热计测定的玻璃化温度Tg为40~90℃。
17.如权利要求1所述的图像形成装置,其特征为,所述图像形成装置具有在经所述带电装置带电后的所述像承载体上形成所述静电像的静电像形成装置和将形成在所述像承载体上的显影剂像转印至转印材料上的转印装置。
全文摘要
本发明涉及一种图像形成装置,所述图像形成装置具有以下部分感光体;使感光体带电的带电器;用显影剂将形成在感光体上的静电像显影的显影器;清洁残留在感光体上的显影剂的清洁刮板;设置在与清洁刮板相比位于感光体旋转方向的上游侧、用于辅助清洁刮板清洁、滑擦感光体的滑擦部件;控制感光体的表面温度的控制器;感光体的HU(万能硬度值)为150N/mm
文档编号G03G5/147GK1621956SQ20041009554
公开日2005年6月1日 申请日期2004年11月29日 优先权日2003年11月28日
发明者河田将也, 川上宏明, 梅田宜良 申请人:佳能株式会社
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