説明

有機感光体、有機感光体の製造方法、プロセスカートリッジ及び画像形成方法

【課題】本発明の目的は、電荷発生層(CGL)及び電荷輸送層(CTL)の構造を有する有機感光体において、電荷発生層中の電荷発生物質の顔料の含有量比(PB比)を高め、繰り返し画像形成における電位変化の変動を小さくし、電位の安定化を実現すると共に、PB比の上昇により発生しやすいCGLの膜付きの劣化を防止し、白抜けの発生等の画像欠陥の発生を防止し、更に、電荷発生層塗布液の顔料(電荷発生物質)の分散安定性を改良できる有機感光体、該有機感光体の製造方法、及び該有機感光体を用いたプロセスカートリッジ、画像形成方法等を提供することである。
【解決手段】導電性基体上に少なくとも電荷発生層と電荷輸送層をこの順に積層し、該電荷発生層はメタノールウェッタビリティが5以上50以下である電荷発生物質を分散含有することを特徴とする有機感光体。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子写真方式の画像形成方法等に用いる有機感光体、該有機感光体の製造方法、該有機感光体を用いたプロセスカートリッジ、画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
電子写真用の感光体はSe、ヒ素、ヒ素/Se合金、CdS、ZnO等の無機感光体から、公害や製造の容易性等の利点に優れる有機感光体に主体が移り、様々な材料を用いた有機感光体(以下、単に感光体とも云う)が開発されている。
【0003】
該有機感光体の構成は、基本的には導電性支持体上に中間層を介して感光層を形成した構成を有するものであるが、該感光層を、更に、電荷発生層と電荷輸送層に分離した機能分離型層構成が主流の構成と成っている。
【0004】
一方、近年、印刷分野やカラー印刷の分野において、電子写真方式の複写機やプリンターを使用される機会が増加している。該印刷分野やカラー印刷の分野においては、高画質のデジタルのモノクロ画像或いはカラー画像を求める傾向が強い。このような要求に対し、露光光源として短波長のレーザ光を用い、高精細のデジタル画像を形成することが提案されている。しかしながら、該短波長レーザ光を用い、露光のドット径を絞り、電子写真感光体上に細密の静電潜像を形成しても、最終的に得られる電子写真画像は、十分な高画質を達成し得ていないのが現状である。
【0005】
その原因は、電子写真感光体の感光特性や現像剤のトナーの帯電特性等が細密なドット潜像の形成やトナー画像の形成に必要な特性を十分に備えていないことによる。
【0006】
即ち、電子写真感光体としては、従来の長波長レーザ用に開発された有機感光体では、感度特性が劣り、短波長レーザ光を用いて露光のドット径を絞った像露光を行うと、ドット潜像が明瞭に形成されず、ドット画像の再現性が劣化しやすい。
【0007】
従来、短波長レーザ用感光体の電荷発生物質としては、アンスアンスロン系顔料やピランスロン系化合物がよく知られている(特許文献1)。又、多環キノン系顔料を高感度化するために、昇華精製を施すことも知られている(特許文献2)。しかしながら、縮合多環顔料を電荷発生物質として用いた場合には、電荷発生層中の電荷発生物質の顔料の含有量比(PB比と云う)が低い場合、長時間の繰り返し特性が悪くなってしまう傾向がある。そこで、PB比を高くすることによって繰り返し特性を改善する方法が採用されるが、一方で、PB比を高くすることにより、電荷発生層と中間層或いは導電性支持体との接着性が劣化し、白ポチ等の画像欠陥が発生すると云った問題が発生していた。
【特許文献1】特開2000−47408号公報
【特許文献2】特開昭57−67934号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上記問題点を解決するためになされた。本発明の目的は、電荷発生層(CGL)及び電荷輸送層(CTL)の構造を有する有機感光体において、電荷発生層中の電荷発生物質の顔料の含有量比(PB比)を高め、繰り返し画像形成における電位変化の変動を小さくし、電位の安定化を実現すると共に、PB比の上昇により発生しやすいCGLの膜付きの劣化を防止し、白抜けの発生等の画像欠陥の発生を防止し、更に、電荷発生層塗布液の顔料(電荷発生物質)の分散安定性を改良できる有機感光体、該有機感光体の製造方法、及び該有機感光体を用いたプロセスカートリッジ、画像形成方法等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
我々は上記問題点について検討を重ねた結果、本発明の課題は、電荷発生層中に含有される電荷発生物質の顔料と電荷発生層中のバインダー樹脂との相溶性を改善し、顔料の分散性を改善することが有効であるとの仮説を考え、この分散性を改善する為に、顔料の表面処理を種々検討した。その結果、顔料をオゾンによる表面処理を行うことが、電子写真特性、即ち、感度や電位安定性の劣化を伴わないで、CGLの膜付きの劣化を防止し、白抜けの発生等の画像欠陥の発生を防止し、更に、電荷発生層塗布液の顔料(電荷発生物質)の分散安定性を改良できることが見出された。
【0010】
即ち、本発明は以下のような構成を有する有機感光体を用いることにより達成される。
【0011】
1.導電性基体上に少なくとも電荷発生層と電荷輸送層をこの順に積層し、該電荷発生層はメタノールウェッタビリティが5以上50以下である電荷発生物質を分散含有することを特徴とする有機感光体。
【0012】
2.前記電荷発生物質が分散処理前にオゾン処理したものであることを特徴とする前記1記載の有機感光体。
【0013】
3.前記電荷発生物質が、縮合多環系顔料であることを特徴とする前記1又は2に記載の有機感光体。
【0014】
4.前記電荷発生物質が、下記一般式(1)であることを特徴とする、前記1〜3のいずれか1項に記載の有機感光体。
【0015】
【化1】

【0016】
(一般式(1)中、nは1〜6の整数を表す。)
5.導電性基体上に少なくとも電荷発生層と電荷輸送層をこの順に積層した有機感光体の製造方法において、該電荷発生層はメタノールウェッタビリティが5以上50以下である電荷発生物質を分散媒体中に分散した塗布液を導電性支持体上に塗布して形成したことを特徴とする有機感光体の製造方法。
【0017】
6.有機感光体及び該有機感光体を帯電する帯電手段、静電潜像を形成する潜像形成手段、該有機感光体上の静電潜像を顕像化する現像手段、該有機感光体上に顕像化されたトナー像を転写材上に転写する転写手段及び転写後の該有機感光体上の残留するトナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジにおいて、前記1〜4にいずれか1項に記載の有機感光体と該有機感光体上を帯電手段、潜像形成手段、現像手段、転写手段、除電手段及びクリーニング手段の少なくとも1つの手段とが一体的に支持され、画像形成装置本体に着脱自在に装着可能であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【0018】
7.有機感光体及び該有機感光体上に書込み光源を持ち、前記書込み光源で静電潜像を形成する露光手段、該有機感光体上の静電潜像を顕像化する現像手段、該有機感光体上に顕像化されたトナー像を転写材上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1〜4のいずれか1項に記載の有機感光体を用いることを特徴とする画像形成方法。
【発明の効果】
【0019】
本発明の有機感光体、有機感光体の製造方法、プロセスカートリッジ、画像形成方法を用いることにより、電荷発生層(CGL)及び電荷輸送層(CTL)の構造を有する有機感光体において、電荷発生層中の電荷発生物質の顔料の含有量比(PB比)を高め、繰り返し画像形成における電位変化の変動を小さくし、電位の安定化を実現すると共に、PB比の上昇により発生しやすいCGLの膜付きの劣化を防止し、白抜けの発生等の画像欠陥の発生を防止し、更に、電荷発生層塗布液の顔料(電荷発生物質)の分散安定性を改良できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下、本発明の有機感光体、該有機感光体の製造方法について、詳細に説明する。
【0021】
本願発明の有機感光体は、導電性基体上に少なくとも電荷発生層と電荷輸送層をこの順に積層し、該電荷発生層はメタノールウェッタビリティが5以上50以下である電荷発生物質を分散含有することを特徴とする。
【0022】
又、本願発明の有機感光体の製造方法は、導電性基体上に少なくとも電荷発生層と電荷輸送層をこの順に積層した有機感光体の製造方法であり、該電荷発生層はメタノールウェッタビリティが5以上50以下である電荷発生物質を分散媒体中に分散した塗布液を導電性支持体上に塗布して形成したことを特徴とする。
【0023】
本願発明の有機感光体及び有機感光体の製造方法は上記構成を有することにより、電荷発生層(CGL)及び電荷輸送層(CTL)の構造を有する有機感光体において、電荷発生層中の電荷発生物質の顔料の含有量比(PB比)を高め、繰り返し画像形成における電位変化の変動を小さくし、電位の安定化を実現すると共に、PB比の上昇により発生しやすいCGLの膜付きの劣化を防止し、白抜けの発生等の画像欠陥の発生を防止し、更に、電荷発生層塗布液の顔料(電荷発生物質)の分散安定性を改良できる。
【0024】
以下、上記構成について、順次記載する。
【0025】
本願発明に係わるかる電荷発生層はメタノールウェッタビリティが5以上50以下である電荷発生物質を分散含有する。
【0026】
即ち、上記電荷発生物質は電荷発生層中に分散含有され、その電荷発生物質はメタノールウェッタビリティが5以上50以下である電荷発生物質を用いる。
【0027】
「電荷発生物質は電荷発生層中に分散含有され」とは、電荷発生物質が電荷発生層中に、分散して含有されていることであり、この電荷発生物質が分散されることから、本願発明に係わる電荷発生物質は粒子状の顔料が好ましい。
【0028】
即ち、本願発明に係わる電荷発生物質は、例えばフタロシアニン顔料、アゾ顔料、縮合多環系顔料、アズレニウム顔料等の電荷発生顔料が好ましく、この中でも、縮合多環系顔料が良好な効果が得られる。以下本願発明に好ましく用いられる縮合多環系顔料について記載する。
【0029】
本願発明に係わる縮合多環系顔料としては、多環キノン顔料、ペリレン顔料等が本願発明に適用可能であるが、短波長レーザの像露光源に好ましい顔料としては、前記一般式(1)で表される化学構造の顔料が好ましく用いられる。
【0030】
一般式(1)で表されるピランスロン化合物は、1分子中に1個乃至6個の臭素原子を結合してなる構造を有するものである。1分子中に1個乃至6個の臭素原子を結合してなるピランスロン化合物の具体例を下記に示すが、本発明に使用可能なピランスロン化合物は以下に示すもののみに限定されるものではない。
【0031】
【化2】

【0032】
【化3】

【0033】
一般式(1)で表されるピランスロン化合物の分子構造中に結合させる臭素原子の数は、後述するピランスロン化合物の合成例の記載にもある様に、臭素の添加量を変化させることにより制御が可能である。また、合成したピランスロン化合物分子に結合している臭素原子の数は、公知の質量分析法(Mass Spectrometry;マススペクトル法)により確認することができる。
【0034】
本発明に使用可能な前記一般式(1)で表されるピランスロン化合物を得るために最初に行うピランスロン化合物の合成方法は、特に限定されるものではないが、以下にその代表的な合成例を挙げる。
【0035】
先ず、8,16−ピランスレンジオン5.0質量部とヨウ素0.25質量部をクロロ硫酸50質量部に溶解させておき、これに、臭素5.5質量部を滴下する。滴下終了後60℃で5時間の加熱撹拌を行って反応処理を行う。反応系を室温まで冷却し、500質量部の氷に反応系をあける。さらに、濾過処理を行った後、洗浄液が中性になるまで水洗を繰り返し、乾燥処理することにより臭素原子を結合してなるピランスロン化合物が得られる。
【0036】
なお、上記ピランスロン化合物を質量分析法で測定したところ、臭素原子を4個結合してなる構造のものを含有するものであった。
【0037】
また、ピランスロン化合物に結合する臭素原子の数を制御するために、上記反応工程で臭素の添加量を1.9質量部に変更した他は同様の手順で反応させたところ、臭素原子が2つ結合してなる構造のものを含有するピランスロン化合物が得られた。また、臭素の添加量を3.1質量部に変更して他は同様の手順で反応させたところ、臭素原子が3つ結合してなる構造のものを含有するピランスロン化合物が得られた。この様に、上記合成例で、反応時に添加する臭素の量を変化させることにより、ピランスロン化合物に結合させる臭素原子数を制御することができる。
【0038】
又、電荷発生層中には、上記電荷発生物質を分散含有させるために、CGMの分散媒としてバインダーを用いることが好ましい。バインダーとしては公知の樹脂を用いることができるが、最も好ましい樹脂としてはホルマール樹脂、ブチラール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ブチラール樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられる。バインダー樹脂と電荷発生物質との割合は、バインダー樹脂100質量部に対し20〜800質量部が好ましい。より好ましくは、バインダー樹脂100質量部に対し50〜500質量部である。
【0039】
これらの樹脂を用いることにより、繰り返し使用に伴う残留電位増加を最も小さくできる。電荷発生層の膜厚は0.2μm〜2μmが好ましい。
【0040】
本願発明に係わるメタノールウェッタビリティについて説明する。
【0041】
尚、本願発明の「メタノールウェッタビリティが5以上50以下である電荷発生物質」とは、電荷発生物質のメタノールに対する濡れ性の尺度で示される。即ち、以下のように定義される。
【0042】
メタノールウェッタビリティ=(a/(a+50))×100
メタノールウェッタビリティの測定方法を以下に記す。
【0043】
内容量200mlのビーカー中に入れた蒸留水50mlに、測定対象の電荷発生物質の粒子を0.2g秤量し添加する。メタノールを先端が液体中に浸せきされているビュレットから、ゆっくり撹拌した状態で粒子の全体が濡れるまで(全部が沈降するまで)ゆっくり滴下する。この粒子全体を濡らすために必要なメタノールの量をa(ml)とした場合に、上記式によりメタノールウェッタビリティが算出される。
【0044】
本願発明に係わるメタノールウェッタビリティ数値範囲を有する電荷発生物質を作製するには、電荷発生物質の顔料粒子に、コロナ放電処理、プラズマ放電処理またはオゾンで暴露するオゾン処理により行うことができるが、放電処理のように電極の指向性を考慮する必要が無く、顔料をオゾン雰囲気下に曝すことで顔料粒子に対して均一な処理が可能であるオゾン処理が特に好ましい。
【0045】
上記、コロナ放電処理としては、例えば、高周波電源装置(AGI−020S、春日電機社製)を用い、0.25kWの出力により、コロナ放電を発生させ、電極との距離3mm、角度15度にて60秒間放電することにより行われる。メタノールウェッタビリティの値は、出力と放電時間で調整することができる。
【0046】
また、上記プラズマ放電処理としては、例えば、プラズマジェット処理装置(PJ−1、春日電機社製)を用い、距離50mm、処理速度20mm/秒で移動させる放電処理を20回繰り返しすることにより行われる。メタノールウェッタビリティの値は、処理速度と回数で調整することができる。
【0047】
また、上記オゾン処理としては、例えば、UVCオゾンエージングテスター(PPHM UVC−D、東洋精機製作所社製)を用い、オゾン濃度50pphm(Part Per Hundred Million)、温度40℃の雰囲気下で、24時間処理をすることにより行われる。メタノールウェッタビリティの値は、オゾン濃度と暴露時間で調整することができるが、顔料に対する処理の均一性を得るためには、比較的低濃度で長時間暴露することが好ましく、具体的には、オゾン濃度は10〜100pphm、暴露時間は10〜50時間が好ましい。
【0048】
本発明に係わる有機感光体は、前記一般式(1)のピランスロン系化合物を電荷発生物質として含有する有機感光体であるが、これらの電荷発生物質を含有する有機感光体の構成について以下に記載する。
【0049】
本発明において、有機感光体とは電子写真感光体の構成に必要不可欠な電荷発生機能及び電荷輸送機能の少なくとも一方の機能を有機化合物に持たせて構成された電子写真感光体を意味し、公知の有機電荷発生物質又は有機電荷輸送物質から構成された感光体、電荷発生機能と電荷輸送機能を高分子錯体で構成した感光体等公知の有機感光体を全て含有する。
【0050】
本発明の有機感光体の構成は、本発明に係わる前記一般式(1)で表される化合物を含有する限り特に制限されるものではなく、例えば、以下に示すような構成が挙げられる;
1)導電性支持体上に感光層として電荷発生層および電荷輸送層を順次積層した構成;
2)導電性支持体上に感光層として電荷発生層、第1電荷輸送層および第2電荷輸送層を順次積層した構成;
3)導電性支持体上に感光層として電荷輸送材料と電荷発生材料とを含む単層を形成した構成;
4)導電性支持体上に感光層として電荷輸送層および電荷発生層を順次積層した構成;
5)上記1)〜5)の感光体の感光層上にさらに表面保護層を形成した構成。
【0051】
感光体が上記いずれの構成を有する場合であってもよい。感光体の表面層とは、感光体が空気界面と接触する層であり、導電性支持体上に単層式の感光層のみが形成されている場合は当該感光層が表面層であり、導電性支持体上に単層式または積層式感光層と表面保護層とが積層されている場合は表面保護層が最表面層である。本発明では上記2)の構成が最も好ましく用いられる。尚、本発明の感光体はいずれの構成を有する場合であっても、導電性支持体上、感光層の形成に先だって、下引層(中間層)が形成されていてもよい。
【0052】
電荷輸送層とは、光露光により電荷発生層で発生した電荷キャリアを有機感光体の表面に輸送する機能を有する層を意味し、該電荷輸送機能の具体的な検出は、電荷発生層と電荷輸送層を導電性支持体上に積層し、光導伝性を検知することにより確認することができる。
【0053】
次に、有機感光体の層構成を上記1)の構成を中心にして記載する。
【0054】
導電性支持体
感光体に用いられる導電性支持体としてはシート状、円筒状のどちらを用いても良いが、画像形成装置をコンパクトに設計するためには円筒状導電性支持体の方が好ましい。
【0055】
円筒状導電性支持体とは回転することによりエンドレスに画像を形成できるに必要な円筒状の支持体を意味し、真直度で0.1mm以下、振れ0.1mm以下の範囲にある導電性の支持体が好ましい。この真直度及び振れの範囲を超えると、良好な画像形成が困難になる。
【0056】
導電性の材料としてはアルミニウム、ニッケルなどの金属ドラム、又はアルミニウム、酸化錫、酸化インジュウムなどを蒸着したプラスチックドラム、又は導電性物質を塗布した紙・プラスチックドラムを使用することができる。導電性支持体としては常温で比抵抗10Ωcm以下が好ましい。本発明の導電性支持体としては、アルミニウム支持体が最も好ましい。該アルミニウム支持体は、主成分のアルミニウム以外にマンガン、亜鉛、マグネシウム等の成分が混合したものも用いられる。
【0057】
中間層
本発明においては導電性支持体と感光層の間に、中間層を設けることが好ましい。
【0058】
本発明に用いられる中間層にはN型半導性粒子を含有することが好ましい。該N型半導性粒子とは、主たる電荷キャリアが電子である粒子を意味する。すなわち、主たる電荷キャリアが電子であることから、該N型半導性粒子を絶縁性バインダーに含有させた中間層は、基体からのホール注入を効率的にブロックし、また、感光層からの電子に対してはブロッキング性が少ない性質を有する。
【0059】
N型半導性粒子としては、酸化チタン(TiO)、酸化亜鉛(ZnO)が好ましく、特に酸化チタンが特に好ましく用いられる。
【0060】
N型半導性粒子は数平均一次粒径が3.0〜200nmの範囲の微粒子を用いる。特に、5nm〜100nmが好ましい。数平均一次粒径とは、微粒子を透過型電子顕微鏡観察によって10000倍に拡大し、ランダムに100個の粒子を一次粒子として観察し、画像解析によってフェレ方向平均径としての測定値である。数平均一次粒径が3.0nm未満のN型半導性粒子は中間層バインダー中での均一な分散ができにくく、凝集粒子を形成しやすく、該凝集粒子が電荷トラップとなって残電上昇が発生しやすい。一方、数平均一次粒径が200nmより大きいN型半導性粒子は中間層の表面に大きな凹凸を作りやすく、これらの大きな凹凸を通してドット画像が劣化しやすい。又、数平均一次粒径が200nmより大きいN型半導性粒子は分散液中で沈澱しやすく、凝集物が発生しやすく、その結果、ドット画像が劣化しやすい。
【0061】
前記酸化チタン粒子は、結晶形としては、アナターゼ形、ルチル形、ブルッカイト形及びアモルファス形等があるが、中でもルチル形酸化チタン顔料又はアナターゼ形酸化チタン顔料は、中間層を通過する電荷の整流性を高め、即ち、電子の移動性を高め、帯電電位を安定させ、残留電位の増大を防止すると共に、ドット画像の劣化を防止することができ、本発明のN型半導性粒子として最も好ましい。
【0062】
N型半導性粒子はメチルハイドロジェンシロキサン単位を含む重合体で表面処理されたものが好ましい。該メチルハイドロジェンシロキサン単位を含む重合体の分子量は1000〜20000のものが表面処理効果が高く、その結果、N型半導性粒子の整流性を高め、このN型半導性粒子を含有する中間層を用いることにより、黒ポチ発生が防止され、又、良好なドット画像の再現性に効果がある。
【0063】
メチルハイドロジェンシロキサン単位を含む重合体とは−(HSi(CH)O)−の構造単位とこれ以外の構造単位(他のシロキサン単位のこと)の共重合体が好ましい。他のシロキサン単位としては、ジメチルシロキサン単位、メチルエチルシロキサン単位、メチルフェニルシロキサン単位及びジエチルシロキサン単位等が好ましく、特にジメチルシロキサンが好ましい。共重合体中のメチルハイドロジェンシロキサン単位の割合は10〜99モル%、好ましくは20〜90モル%である。
【0064】
メチルハイドロジェンシロキサン共重合体はランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等のいずれでもよいがランダム共重合体及びブロック共重合体が好ましい。又、共重合成分としてはメチルハイドロジェンシロキサン以外に、一成分でも二成分以上でもよい。
【0065】
本発明に用いられる中間層を形成するために作製する中間層塗布液は前記表面処理酸化チタン等のN型半導性粒子の他にバインダー樹脂、分散溶媒等から構成される。
【0066】
N型半導性粒子の中間層中での比率は、中間層のバインダー樹脂との体積比(バインダー樹脂の体積を1とすると)で1.0〜2.0倍が好ましい。中間層中でこのような高密度で本発明のN型半導性粒子を用いることにより、中間層の整流性が高まり、膜厚を厚くしても残留電位の上昇やドット画像の劣化を効果的に防止でき、良好な有機感光体を形成することができる。又、このような中間層はバインダー樹脂100体積部に対し、N型半導性粒子を100〜200体積部を用いることが好ましい。
【0067】
一方、これらの粒子を分散し、中間層の層構造を形成するバインダー樹脂としては、粒子の良好な分散性を得る為にポリアミド樹脂が好ましいが、特に以下に示すポリアミド樹脂が好ましい。
【0068】
中間層のバインダー樹脂としてはアルコール可溶性ポリアミド樹脂が好ましい。有機感光体の中間層のバインダー樹脂としては、中間層を均一な膜厚で形成するために、溶媒溶解性の優れた樹脂が必要とされている。このようなアルコール可溶性のポリアミド樹脂としては、前記した6−ナイロン等のアミド結合間の炭素鎖の少ない化学構造から構成される共重合ポリアミド樹脂やメトキシメチル化ポリアミド樹脂が知られているが、これ意外にも下記のようなポリアミドも好ましく用いることができる。
【0069】
【化4】

【0070】
又、上記ポリアミド樹脂の分子量は数平均分子量で5,000〜80,000が好ましく、10,000〜60,000がより好ましい。数平均分子量が5,000以下だと中間層の膜厚の均一性が劣化し、本発明の効果が十分に発揮されにくい。一方、80,000より大きいと、樹脂の溶媒溶解性が低下しやすく、中間層中に凝集樹脂が発生しやすく、黒ポチの発生やドット画像の劣化を起こしやすい。
【0071】
上記ポリアミド樹脂はその一部が既に市販されており、例えばダイセル・デグサ(株)製のベスタメルトX1010、X4685等の商品名で販売されて、一般的なポリアミドの合成法で作製することができるが、以下に合成例の一例を挙げる。
【0072】
上記ポリアミド樹脂を溶解し、塗布液を作製する溶媒としては、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、t−ブタノール、sec−ブタノール等の炭素数2〜4のアルコール類が好ましく、ポリアミドの溶解性と作製された塗布液の塗布性の点で優れている。これらの溶媒は全溶媒中に30〜100質量%、好ましくは40〜100質量%、更には50〜100質量%が好ましい。前記溶媒と併用し、好ましい効果を得られる助溶媒としては、メタノール、ベンジルアルコール、トルエン、メチレンクロライド、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
【0073】
本発明の中間層の膜厚は0.3〜10μmが好ましい。中間層の膜厚が0.5μm未満では、黒ポチ等が発生しやすく、ドット画像の劣化を起こしやすい。10μmを超えると、残留電位の上昇が発生しやすく、ドット画像が劣化しやすい。中間層の膜厚は0.5〜5μmがより好ましい。
【0074】
又、上記中間層は実質的に絶縁層であることが好ましい。ここで絶縁層とは、体積抵抗が1×10Ω・cm以上である。本発明の中間層及び保護層の体積抵抗は1×10〜1015Ω・cmが好ましく、1×10〜1014Ω・cmがより好ましく、更に好ましくは、2×10〜1×1013Ω・cmである。体積抵抗は下記のようにして測定できる。
【0075】
測定条件;JIS:C2318−1975に準ずる。
【0076】
測定器:三菱油化社製Hiresta IP
測定条件:測定プローブ HRS
印加電圧:500V
測定環境:30±2℃、80±5RH%
体積抵抗が1×10Ω・cm未満では中間層の電荷ブロッキング性が低下し、黒ポチの発生が増大し、有機感光体の電位保持性も劣化し、良好な画質が得られない。一方1015Ω・cmより大きいと繰り返し画像形成で残留電位が増大しやすく、良好な画質が得られない。
【0077】
感光層
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。
【0078】
以下に機能分離負帯電感光体の感光層構成について説明する。
【0079】
電荷発生層
本発明の有機感光体の電荷発生層には、メタノールウェッタビリティが5〜50の電荷発生物質(CGM)を分散含有する。
【0080】
電荷発生層にCGMの分散媒としてバインダーを用いる場合、バインダーとしては公知の樹脂を用いることができるが、最も好ましい樹脂としてはホルマール樹脂、ブチラール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ブチラール樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられる。バインダー樹脂と電荷発生物質との割合は、バインダー樹脂100質量部に対し20〜600質量部が好ましい。これらの樹脂を用いることにより、繰り返し使用に伴う残留電位増加を最も小さくできる。電荷発生層の膜厚は0.3μm〜2μmが好ましい。
【0081】
電荷輸送層
本発明では電荷輸送層を複数の電荷輸送層から構成し、且つ最上層の電荷輸送層に本発明の無機微粒子を含有させた構成を用いてもよい。
【0082】
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前記した無機微粒子の他に酸化防止剤等の添加剤を含有しても良い。
【0083】
電荷輸送物質(CTM)としては、公知の正孔輸送性(P型)の電荷輸送物質(CTM)を用いることができる。例えばトリフェニルアミン誘導体、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、ベンジジン化合物、ブタジエン化合物などを用いることができる。これら電荷輸送物質は通常、適当なバインダー樹脂中に溶解して層形成が行われる。
【0084】
電荷輸送層(CTL)に用いられるバインダー樹脂としては熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂いずれの樹脂かを問わない。例えばポリスチレン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂並びに、これらの樹脂の繰り返し単位構造のうちの2つ以上を含む共重合体樹脂。又これらの絶縁性樹脂の他、ポリ−N−ビニルカルバゾール等の高分子有機半導体が挙げられる。これらの中で吸水率が小さく、CTMの分散性、電子写真特性が良好なポリカーボネート樹脂が最も好ましい。
【0085】
バインダー樹脂と電荷輸送物質との割合は、バインダー樹脂100質量部に対し50〜200質量部が好ましい。
【0086】
電荷輸送層の合計膜厚は、10〜30μmが好ましい。該合計膜厚が10μm未満では、現像時の潜像電位を十分に獲得しにくく、画像濃度の低下やドット再現性の劣化が発生しやすく、又、30μmを超えると、電荷キャリアの拡散(電荷発生層で発生した電荷キャリアの拡散)が大きくなり、ドット再現性が劣化しやすい。また、電荷輸送層を複層で形成した場合、表面層となる電荷輸送層の膜厚は1.0〜8.0μmが好ましい。
【0087】
中間層、電荷発生層、電荷輸送層等の層形成に用いられる溶媒又は分散媒としては、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、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトン等の地球環境に優しい溶媒が好ましく用いられる。また、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。
【0088】
次に有機感光体を製造するための塗布加工方法としては、スライドホッパー型塗布装置の他に、浸漬塗布、スプレー塗布等の塗布加工法が用いられる。
【0089】
上記塗布液供給型の塗布装置の中でもスライドホッパー型塗布装置を用いた塗布加方法は、前記した低沸点溶媒を用いた分散液を塗布液として用いる場合に最も適しており、円筒状の感光体の場合は特開昭58−189061号公報等に詳細に記載されている円形スライドホッパー型塗布装置等を用いて塗布することが好ましい。
【0090】
又、本発明に係わる感光体の表面層には酸化防止剤を含有させることが好ましい。表面層は感光体の帯電時の活性ガス、例えばNOxやオゾン等で酸化されやすく、画像ボケが発生しやすいが、酸化防止剤を共存させることにより、画像ボケの発生を防止することが出来る。該酸化防止剤とは、その代表的なものは有機感光体中ないしは有機感光体表面に存在する自動酸化性物質に対して、光、熱、放電等の条件下で酸素の作用を防止ないし、抑制する性質を有する物質である。
【0091】
中間層、電荷発生層、電荷輸送層等の層形成に用いられる溶媒又は分散媒としては、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。また、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。
【0092】
次に、本発明に係わる有機感光体を用いた画像形成装置について説明する。
【0093】
図1に示す画像形成装置1は、デジタル方式による画像形成装置であって、画像読取り部A、画像処理部B、画像形成部C、転写紙搬送手段としての転写紙搬送部Dから構成されている。
【0094】
画像読取り部Aの上部には原稿を自動搬送する自動原稿送り手段が設けられていて、原稿載置台11上に載置された原稿は原稿搬送ローラ12によって1枚宛分離搬送され読み取り位置13aにて画像の読み取りが行われる。原稿読み取りが終了した原稿は原稿搬送ローラ12によって原稿排紙皿14上に排出される。
【0095】
一方、プラテンガラス13上に置かれた場合の原稿の画像は走査光学系を構成する照明ランプ及び第1ミラーから成る第1ミラーユニット15の速度vによる読み取り動作と、V字状に位置した第2ミラー及び第3ミラーから成る第2ミラーユニット16の同方向への速度v/2による移動によって読み取られる。
【0096】
読み取られた画像は、投影レンズ17を通してラインセンサである撮像素子CCDの受光面に結像される。撮像素子CCD上に結像されたライン状の光学像は順次電気信号(輝度信号)に光電変換されたのちA/D変換を行い、画像処理部Bにおいて濃度変換、フィルター処理などの処理が施された後、画像データは一旦メモリに記憶される。
【0097】
画像形成部Cでは、画像形成ユニットとして、像担持体であるドラム状の感光体21と、その外周に、該感光体21を帯電させる帯電手段(帯電工程)22、帯電した感光体の表面電位を検出する電位検出手段220、現像手段(現像工程)23、転写手段(転写工程)である転写搬送ベルト装置45、前記感光体21のクリーニング装置(クリーニング工程)26及び光除電手段(光徐電工程)としてのPCL(プレチャージランプ)27が各々動作順に配置されている。また、現像手段23の下流側には感光体21上に現像されたパッチ像の反射濃度を測定する反射濃度検出手段222が設けられている。感光体21には、本発明に係わる有機感光体を使用し、図示の時計方向に駆動回転される。
【0098】
回転する感光体21へは帯電手段22による一様帯電がなされた後、像露光手段(像露光工程)30としての露光光学系により画像処理部Bのメモリから呼び出された画像信号に基づいた像露光が行われる。書き込み手段である像露光手段30としての露光光学系は図示しないレーザダイオードを発光光源とし、回転するポリゴンミラー31、fθレンズ34、シリンドリカルレンズ35を経て反射ミラー32により光路が曲げられ主走査がなされるもので、感光体21に対してAoの位置において像露光が行われ、感光体21の回転(副走査)によって静電潜像が形成される。本実施の形態の一例では文字部に対して露光を行い静電潜像を形成する。
【0099】
本発明の画像形成装置においては、感光体上に静電潜像を形成するに際し、発振波長が350〜500nmの半導体レーザ又は発光ダイオードを像露光光源として用いる。これらの像露光光源を用いて、書込みの主査方向の露光ドット径を10〜50μmに絞り込み、有機感光体上にデジタル露光を行うことにより、600dpi(dpi:2.54cm当たりのドット数)以上から2500dpiの高解像度の電子写真画像をうることができる。
【0100】
前記露光ドット径とは該露光ビームの強度がピーク強度の1/e以上の領域の主走査方向にそった露光ビームの長さ(Ld:長さが最大位置で測定する)を云う。
【0101】
用いられる光ビームとしては半導体レーザを用いた走査光学系及びLEDの固体スキャナー等があり、光強度分布についてもガウス分布及びローレンツ分布等があるがそれぞれのピーク強度の1/e以上の領域を本発明に係わる露光ドット径とする。
【0102】
感光体21上の静電潜像は現像手段23によって反転現像が行われ、感光体21の表面に可視像のトナー像が形成される。本発明の画像形成方法では、該現像手段に用いられる現像剤には重合トナーを用いることが好ましい。形状や粒度分布が均一な重合トナーを本発明に係わる有機感光体と併用することにより、より鮮鋭性が良好な電子写真画像を得ることができる。
【0103】
本発明の有機感光体上に形成された静電潜像は現像によりトナー像として顕像化される。現像に用いられるトナーは、粉砕トナーでも、重合トナーでもよいが、本発明に係わるトナーとしては、安定した粒度分布を得られる観点から、重合法で作製できる重合トナーが好ましい。
【0104】
重合トナーとはトナー用バインダーの樹脂の生成とトナー形状がバインダー樹脂の原料モノマーの重合と、必要によりその後の化学的処理により形成されるトナーを意味する。より具体的には懸濁重合、乳化重合等の重合反応と、必要によりその後に行われる粒子同士の融着工程を経て形成されるトナーを意味する。
【0105】
なお、トナーの体積平均粒径、即ち、上記50%体積粒径(Dv50)は2〜9μm、より好ましくは3〜7μmであることが望ましい。この範囲とすることにより、解像度を高くすることができる。さらに上記の範囲と組み合わせることにより、小粒径トナーでありながら、微細な粒径のトナーの存在量を少なくすることができ、長期に亘ってドット画像の再現性が改善され、鮮鋭性の良好な、安定した画像を形成することができる。
【0106】
本発明に係わるトナーは、一成分現像剤でも二成分現像剤として用いてもよい。
【0107】
一成分現像剤として用いる場合は、非磁性一成分現像剤、あるいはトナー中に0.1〜0.5μm程度の磁性粒子を含有させ磁性一成分現像剤としたものがあげられ、いずれも使用することができる。
【0108】
又、キャリアと混合して二成分現像剤として用いることができる。この場合は、キャリアの磁性粒子として、鉄、フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等の従来から公知の材料を用いることが出来る。特にフェライト粒子が好ましい。上記磁性粒子は、その体積平均粒径としては15〜100μm、より好ましくは25〜80μmのものがよい。
【0109】
キャリアの体積平均粒径の測定は、代表的には湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパティック(SYMPATEC)社製)により測定することができる。
【0110】
キャリアは、磁性粒子が更に樹脂により被覆されているもの、あるいは樹脂中に磁性粒子を分散させたいわゆる樹脂分散型キャリアが好ましい。コーティング用の樹脂組成としては、特に限定は無いが、例えば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル系樹脂或いはフッ素含有重合体系樹脂等が用いられる。また、樹脂分散型キャリアを構成するための樹脂としては、特に限定されず公知のものを使用することができ、例えば、スチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、フェノール樹脂等を使用することができる。
【0111】
転写紙搬送部Dでは、画像形成ユニットの下方に異なるサイズの転写紙Pが収納された転写紙収納手段としての給紙ユニット41(A)、41(B)、41(C)が設けられ、また側方には手差し給紙を行う手差し給紙ユニット42が設けられていて、それらの何れかから選択された転写紙Pは案内ローラ43によって搬送路40に沿って給紙され、給紙される転写紙Pの傾きと偏りの修正を行う対の給紙レジストローラ44によって転写紙Pは一時停止を行ったのち再給紙が行われ、搬送路40、転写前ローラ43a、給紙経路46及び進入ガイド板47に案内され、感光体21上のトナー画像が転写位置Boにおいて転写極24及び分離極25によって転写搬送ベルト装置45の転写搬送ベルト454に載置搬送されながら転写紙Pに転写され、該転写紙Pは感光体21面より分離し、転写搬送ベルト装置45により定着手段50に搬送される。
【0112】
定着手段50は定着ローラ51と加圧ローラ52とを有しており、転写紙Pを定着ローラ51と加圧ローラ52との間を通過させることにより、加熱、加圧によってトナーを定着させる。トナー画像の定着を終えた転写紙Pは排紙トレイ64上に排出される。
【0113】
以上は転写紙の片側への画像形成を行う状態を説明したものであるが、両面複写の場合は排紙切換部材170が切り替わり、転写紙案内部177が開放され、転写紙Pは破線矢印の方向に搬送される。
【0114】
更に、搬送機構178により転写紙Pは下方に搬送され、転写紙反転部179によりスイッチバックさせられ、転写紙Pの後端部は先端部となって両面複写用給紙ユニット130内に搬送される。
【0115】
転写紙Pは両面複写用給紙ユニット130に設けられた搬送ガイド131を給紙方向に移動し、給紙ローラ132で転写紙Pを再給紙し、転写紙Pを搬送路40に案内する。
【0116】
再び、上述したように感光体21方向に転写紙Pを搬送し、転写紙Pの裏面にトナー画像を転写し、定着手段50で定着した後、排紙トレイ64に排紙する。
【0117】
本発明の画像形成装置としては、上述の感光体と、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、帯電器、像露光器、現像器、転写又は分離器、及び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。
【0118】
図2は、本発明の一実施の形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図である。
【0119】
このカラー画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、4組の画像形成部(画像形成ユニット)10Y、10M、10C、10Bkと、無端ベルト状中間転写体ユニット7と、給紙搬送手段21及び定着手段24とから成る。画像形成装置の本体Aの上部には、原稿画像読み取り装置SCが配置されている。
【0120】
イエロー色の画像を形成する画像形成部10Yは、第1の像担持体としてのドラム状の感光体1Yの周囲に配置された帯電手段(帯電工程)2Y、露光手段(露光工程)3Y、現像手段(現像工程)4Y、一次転写手段(一次転写工程)としての一次転写ローラ5Y、クリーニング手段6Yを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部10Mは、第1の像担持体としてのドラム状の感光体1M、帯電手段2M、露光手段3M、現像手段4M、一次転写手段としての一次転写ローラ5M、クリーニング手段6Mを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部10Cは、第1の像担持体としてのドラム状の感光体1C、帯電手段2C、露光手段3C、現像手段4C、一次転写手段としての一次転写ローラ5C、クリーニング手段6Cを有する。黒色画像を形成する画像形成部10Bkは、第1の像担持体としてのドラム状の感光体1Bk、帯電手段2Bk、露光手段3Bk、現像手段4Bk、一次転写手段としての一次転写ローラ5Bk、クリーニング手段6Bkを有する。
【0121】
前記4組の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Bkは、感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bkを中心に、回転する帯電手段2Y、2M、2C、2Bkと、像露光手段3Y、3M、3C、3Bkと、回転する現像手段4Y、4M、4C、4Bk、及び、感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bkをクリーニングするクリーニング手段5Y、5M、5C、5Bkより構成されている。
【0122】
前記画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Bkは、感光体1Y、1M、1C、1Bkにそれぞれ形成するトナー画像の色が異なるだけで、同じ構成であり、画像形成ユニット10Yを例にして詳細に説明する。
【0123】
画像形成ユニット10Yは、像形成体である感光体ドラム1Yの周囲に、帯電手段2Y(以下、単に帯電手段2Y、あるいは、帯電器2Yという)、露光手段3Y、現像手段4Y、クリーニング手段5Y(以下、単にクリーニング手段5Y、あるいは、クリーニングブレード5Yという)を配置し、感光体ドラム1Y上にイエロー(Y)のトナー画像を形成するものである。また、本実施の形態においては、この画像形成ユニット10Yのうち、少なくとも感光体ドラム1Y、帯電手段2Y、現像手段4Y、クリーニング手段5Yを一体化するように設けている。
【0124】
帯電手段2Yは、感光体ドラム1Yに対して一様な電位を与える手段であって、本実施の形態においては、感光体ドラム1Yにコロナ放電型の帯電器2Yが用いられている。
【0125】
像露光手段3Yは、帯電器2Yによって一様な電位を与えられた感光体ドラム1Y上に、画像信号(イエロー)に基づいて露光を行い、イエローの画像に対応する静電潜像を形成する手段であって、この露光手段3Yとしては、感光体ドラム1Yの軸方向にアレイ状に発光素子を配列したLEDと結像素子(商品名;セルフォックレンズ)とから構成されるもの、あるいは、レーザ光学系などが用いられる。
【0126】
本発明の画像形成装置としては、上述の感光体と、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(画像形成ユニット)として一体に結合して構成し、この画像形成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、帯電器、像露光器、現像器、転写又は分離器、及び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(画像形成ユニット)を形成し、装置本体に着脱自在の単一画像形成ユニットとし、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。
【0127】
無端ベルト状中間転写体ユニット7は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の第2の像担持体としての無端ベルト状中間転写体70を有する。
【0128】
画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Bkより形成された各色の画像は、一次転写手段としての一次転写ローラ5Y、5M、5C、5Bkにより、回動する無端ベルト状中間転写体70上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット20内に収容された転写材(定着された最終画像を担持する支持体:例えば普通紙、透明シート等)としての転写材Pは、給紙手段21により給紙され、複数の中間ローラ22A、22B、22C、22D、レジストローラ23を経て、二次転写手段としての二次転写ローラ5bに搬送され、転写材P上に二次転写してカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された転写材Pは、定着手段24により定着処理され、排紙ローラ25に挟持されて機外の排紙トレイ26上に載置される。ここで、中間転写体や転写材等の感光体上に形成されたトナー画像の転写支持体を総称して転写媒体と云う。
【0129】
一方、二次転写手段としての二次転写ローラ5bにより転写材Pにカラー画像を転写した後、転写材Pを曲率分離した無端ベルト状中間転写体70は、クリーニング手段6bにより残留トナーが除去される。
【0130】
画像形成処理中、一次転写ローラ5Bkは常時、感光体1Bkに当接している。他の一次転写ローラ5Y、5M、5Cはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体1Y、1M、1Cに当接する。
【0131】
二次転写ローラ5bは、ここを転写材Pが通過して二次転写が行われる時にのみ、無端ベルト状中間転写体70に当接する。
【0132】
また、装置本体Aから筐体8を支持レール82L、82Rを介して引き出し可能にしてある。
【0133】
筐体8は、画像形成部10Y、10M、10C、10Bkと、無端ベルト状中間転写体ユニット7とから成る。
【0134】
画像形成部10Y、10M、10C、10Bkは、垂直方向に縦列配置されている。感光体1Y、1M、1C、1Bkの図示左側方には無端ベルト状中間転写体ユニット7が配置されている。無端ベルト状中間転写体ユニット7は、ローラ71、72、73、74を巻回して回動可能な無端ベルト状中間転写体70、一次転写ローラ5Y、5M、5C、5Bk、及びクリーニング手段6bとから成る。
【0135】
次に図3は本発明の有機感光体を用いたカラー画像形成装置(少なくとも有機感光体の周辺に帯電手段、露光手段、複数の現像手段、転写手段、クリーニング手段及び中間転写体を有する複写機あるいはレーザビームプリンター)の構成断面図である。ベルト状の中間転写体70は中程度の抵抗の弾性体を使用している。
【0136】
1は像形成体として繰り返し使用される回転ドラム型の感光体であり、矢示の反時計方向に所定の周速度をもって回転駆動される。
【0137】
感光体1は回転過程で、帯電手段(帯電工程)2により所定の極性・電位に一様に帯電処理され、次いで不図示の像露光手段(像露光工程)3により画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザビームによる走査露光光等による画像露光を受けることにより目的のカラー画像のイエロー(Y)の色成分像(色情報)に対応した静電潜像が形成される。
【0138】
次いで、その静電潜像がイエロー(Y)の現像手段:現像工程(イエロー色現像器)4Yにより第1色であるイエロートナーにより現像される。この時第2〜第4の現像手段(マゼンタ色現像器、シアン色現像器、ブラック色現像器)4M、4C、4Bkの各現像器は作動オフになっていて感光体1には作用せず、上記第1色目のイエロートナー画像は上記第2〜第4の現像器により影響を受けない。
【0139】
中間転写体70はローラ79a、79b、79c、79d、79eで張架されて時計方向に感光体1と同じ周速度をもって回転駆動されている。
【0140】
感光体1上に形成担持された上記第1色目のイエロートナー画像が、感光体1と中間転写体70とのニップ部を通過する過程で、一次転写ローラ5aから中間転写体70に印加される一次転写バイアスにより形成される電界により、中間転写体70の外周面に順次中間転写(一次転写)されていく。
【0141】
中間転写体70に対応する第1色のイエロートナー画像の転写を終えた感光体1の表面は、クリーニング装置6aにより清掃される。
【0142】
以下、同様に第2色のマゼンタトナー画像、第3色のシアントナー画像、第4色のクロ(ブラック)トナー画像が順次中間転写体70上に重ね合わせて転写され、目的のカラー画像に対応した重ね合わせカラートナー画像が形成される。
【0143】
二次転写ローラ5bで、二次転写対向ローラ79bに対応し平行に軸受させて中間転写体70の下面部に離間可能な状態に配設してある。
【0144】
感光体1から中間転写体70への第1〜第4色のトナー画像の順次重畳転写のための一次転写バイアスはトナーとは逆極性で、バイアス電源から印加される。その印加電圧は、例えば+100V〜+2kVの範囲である。
【0145】
感光体1から中間転写体70への第1〜第3色のトナー画像の一次転写工程において、二次転写ローラ5b及び中間転写体クリーニング手段6bは中間転写体70から離間することも可能である。
【0146】
ベルト状の中間転写体70上に転写された重ね合わせカラートナー画像の第2の画像担持体である転写材Pへの転写は、二次転写ローラ5bが中間転写体70のベルトに当接されると共に、対の給紙レジストローラ23から転写紙ガイドを通って、中間転写体70のベルトに二次転写ローラ5bとの当接ニップに所定のタイミングで転写材Pが給送される。二次転写バイアスがバイアス電源から二次転写ローラ5bに印加される。この二次転写バイアスにより中間転写体70から第2の画像担持体である転写材Pへ重ね合わせカラートナー画像が転写(二次転写)される。トナー画像の転写を受けた転写材Pは定着手段24へ導入され加熱定着される。
【0147】
本発明の画像形成装置は電子写真複写機、レーザプリンター、LEDプリンター及び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応するが、更に、電子写真技術を応用したディスプレー、記録、軽印刷、製版及びファクシミリ等の装置にも幅広く適用することができる。
【実施例】
【0148】
以下、実施例をあげて本発明を詳細に説明するが、本発明の様態はこれに限定されない。尚、下記文中「部」とは「質量部」を表す。
【0149】
以下、実施例で用いるメタノールウェッタビリティを調整した電荷発生物質について、例示する。
【0150】
処理顔料Aの作製
母体顔料として、例示化合物C−10の粉体を10g準備した。この化合物に対して、UVCオゾンエージングテスター(PPHM UVC−D、東洋精機製作所社製)を用い、温度40℃の雰囲気下で、処理条件として、オゾン濃度50pphm(Part Per Hundred Million)、処理時間24時間に設定することによりオゾン処理顔料Aを作製した。
【0151】
処理顔料Bの作製
処理顔料Aの作製において、母体顔料を例示化合物C−11に変更した以外は、同様にしてオゾン処理顔料Bを作製した。
【0152】
処理顔料Cの作製
処理顔料Aの作製において、母体顔料を例示化合物C−12に変更した以外は、同様にしてオゾン処理顔料Cを作製した。
【0153】
処理顔料Dの作製
処理顔料Aの作製において、母体顔料を例示化合物C−13に変更した以外は、同様にしてオゾン処理顔料Dを作製した。
【0154】
処理顔料Eの作製
処理顔料Dの作製において、処理条件として、オゾン濃度を10pphm、処理時間10時間に変更した以外は、同様にしてオゾン処理顔料Eを作製した。
【0155】
処理顔料Fの作製
処理顔料Dの作製において、処理条件として、オゾン濃度を100pphm、処理時間50時間に変更した以外は、同様にしてオゾン処理顔料Fを作製した。
【0156】
処理顔料Gの作製
母体顔料として、例示化合物C−12の粉体を10g準備した。この化合物に対して、高周波電源装置(AGI−020S、春日電機社製)を用い、0.25kWの出力により、コロナ放電を発生させ、電極との距離3mm、角度15度にて60秒間放電させことによりコロナ放電処理顔料Gを作製した。
【0157】
処理顔料Hの作製
母体顔料として、例示化合物C−12の粉体を10g準備した。この化合物に対して、プラズマジェット処理装置(PJ−1、春日電機社製)を用い、距離50mm、処理速度20mm/秒で移動させる放電処理を20回繰り返しすることによりプラズマ放電処理顔料Hを作製した。
【0158】
処理顔料Iの作製
処理顔料Aの作製において、母体顔料をCuKαの特性X線に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2°)として、少なくとも27.2°に最大回折ピークを有するチタニルフタロシアニン顔料に変更した以外は、同様にしてオゾン処理顔料Iを作製した。
【0159】
処理顔料Jの作製
処理顔料Aの作製において、母体顔料を下記構造のペリレン顔料に変更した以外は、同様にしてオゾン処理顔料Jを作製した。
【0160】
【化5】

【0161】
処理顔料Kの作製
処理顔料Aの作製において、母体顔料を下記構造のアゾ顔料に変更した以外は、同様にしてオゾン処理顔料Kを作製した。
【0162】
【化6】

【0163】
処理顔料Lの作製
処理顔料Aの作製において、母体顔料を下記構造の縮合多環顔料に変更した以外は、同様にしてオゾン処理顔料Lを作製した。
【0164】
【化7】

【0165】
処理顔料Mの作製
処理顔料Dの作製において、処理条件として、オゾン濃度を5pphm、処理時間1時間に変更した以外は、同様にしてオゾン処理顔料Mを作製した。
【0166】
処理顔料Nの作製
処理顔料Dの作製において、処理条件として、オゾン濃度を200pphm、処理時間80時間に変更した以外は、同様にしてオゾン処理顔料Nを作製した。
【0167】
上記処理顔料A〜処理顔料N、例示化合物C−10、上記チタニルフタロシアニン顔料、及び上記アゾ顔料のメタノールウェッタビリティを表1に記載する。
【0168】
(実施例1)
感光体1の作製
下記の様に感光体1を作製した。
【0169】
円筒形アルミニウム支持体の表面を切削加工し、十点表面粗さRz=1.5(μm)の導電性支持体を用意した。
【0170】
〈中間層〉
中間層1
上記導電性支持体上に、下記中間層塗布液を浸漬塗布法で塗布し、120℃30分で乾燥し、乾燥膜厚1.0μmの中間層1を形成した。
【0171】
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。
【0172】
(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
N型半導性粒子:ルチル形酸化チタンA1(一次粒径35nm;メチルハイドロジェンシロキサンとジメチルシロキサンの共重合体(モル比1:1)を用い、酸化チタン全質量の5質量%の量で表面処理したもの) 3.5部
エタノール/n−プロピルアルコール/THF(=45/20/30質量比) 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。
【0173】
〈電荷発生層:CGL〉
電荷発生物質(CGM):処理顔料A 24部
ポリビニルブチラール樹脂「エスレックBL−1」(積水化学社製) 12部
2−ブタノン/シクロヘキサノン=4/1(v/v) 300部
上記組成物を混合し、サンドミルを用いて分散し、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0.5μmの電荷発生層を形成した。
【0174】
〈電荷輸送層(CTL)〉
電荷輸送物質(CTM):下記CTM−6 225部
ポリカーボネート(Z300:三菱ガス化学社製) 300部
酸化防止剤(下記AO−1) 6部
THF/トルエン混合液(体積比3/1混合) 2000部
シリコーンオイル(KF−54:信越化学社製) 1部
を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液1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、110℃70分の乾燥を行い、乾燥膜厚20.0μmの電荷輸送層1を形成し、感光体1を作製した。
【0175】
【化8】

【0176】
感光体2〜17の作製
感光体1の作製において、電荷発生層の電荷発生物質を表1に記載のCGMに変更した以外は、全く同様にして、感光体2〜17を作製した。
【0177】
なお、感光体15〜17の電荷発生材料は、未処理の顔料を使用した。
【0178】
《評価》
評価1.電位安定性の評価
コニカミノルタ社製デジタル複合機bizhub920改造機(像露光光源に405nmの半導体レーザを使用、ビーム径30μmで、1200dpiの露光を行い、プロセス速度は400mm/secに改造)は、帯電部材としてスコロトロン帯電器、転写部材として転写ローラを用いた。試験前のプロセス条件が下記になるように設定し、書き込み率6%のチャート(A4全面に対して、画像面積として6%相当の文字が平均的に書かれている)を用い、30℃、80%RHの環境下で10万枚印刷を行った。
【0179】
感光体帯電電位(未露光部電位): −700V
現像バイアス: −550V(反転現像)
露光部電位 : −100V
電位安定性の評価は、10万枚の画像印刷前後における感光体の露光部電位VLを測定した。
【0180】
測定方法としては、図1に示す現像部位置に、表面電位計を搭載し、感光体を−700Vに帯電した後、上記半導体レーザでベタ書込みを行い、現像部位における露光部電位VLを測定し、初期に対する10万枚印刷後の露光部電位との差ΔVL(V)をもとめた。結果を表2に示す。
【0181】
評価2.分散安定性の評価
分散安定性の評価は、上記で作製した電荷発生層用塗布液を下記の期間放置した後の微粒子の沈降程度を目視にて評価した。
【0182】
評価基準
◎:30日間放置しても微粒子の沈降が見られず(良好)
○:14日間放置後に微粒子の沈降が見られる(実用性あり)
×:1日放置後に微粒子の沈降が見られる(実用性に問題あり)
評価3.接着性評価
接着性評価はJISK 5400に基づき、碁盤目テープ法により行った。特に指定のない項目についてはJISの規定に従う。
【0183】
測定手順を次に示す。
【0184】
1.実施例で作製した電子写真感光体を固定し、感光体の中央1カ所にカッターナイフにより試料の製品規格に規定するすきま間隔のカッターガイドなどを用いて碁盤目上の切り傷を付ける。
【0185】
切り傷の間隔は1mmでます目の数は100を基準とする。樹脂層と感光層の界面以外の界面部分で剥離された碁盤目については測定対象外とするが、半数以上の碁盤目が対象外となった場合には切り傷のます目間隔を1mm単位で順次広げていき測定可能なます目間隔で測定する。
【0186】
2.切り傷を付けるときのカッターナイフは常に新しいものを用い、塗面に対して35〜45度の範囲の一定の角度に保つようにする。
【0187】
3.切り傷は、塗膜を貫通して導電性支持体に届くように、切り傷1本につき約0.5秒間かけて等速で引く。
【0188】
4.碁盤目の上に接着部分の長さが約50mmになるようにセロハン粘着テープを貼りつけ、消しゴムでこすって塗膜にテープを完全に付着させる。
【0189】
5.テープを付着させてから1〜2分後に、テープの一方の端を持って塗面に直角に保ち、瞬間的に引き剥がす。
【0190】
6.塗面とテープを観察し、感光層と樹脂層の界面で剥離された碁盤目数を求め、剥がれ面積の割合を算出する。接着性試験は上記感光体をJIS記載の方法により碁盤目試験を行い、100個のうち残留した碁盤目の数をカウントした。
【0191】
評価4.画像評価
評価機として、基本的に図1の構成を有するコニカミノルタ社製デジタル複合機bizhub920改造機(像露光光源に405nmの半導体レーザを使用、ビーム径30μmで、1200dpiの露光を行い、プロセス速度は400mm/secに改造)を用い、該複写機に感光体1〜11を搭載し、画像評価を行った。
【0192】
画像評価の方法と基準を下記に示す。
【0193】
画像評価の方法
書き込み率6%のチャート(A4全面に対して、画像面積として6%相当の文字が平均的に書かれている)を用い、23℃、50%RHの環境下で100万枚印刷を行った。
【0194】
プロセス条件
感光体帯電電位(未露光部電位): −700V
現像バイアス: −550V(反転現像)
露光部電位 : −100V
50万枚印刷後、黒べた画像、白べた画像、ハーフトーン画像をそれぞれ印刷し、下記の基準で評価した。
【0195】
◎:黒べた画像、白べた画像、ハーフトーン画像が、それぞれなめらかに印刷されており、良好な画像が得られている(良好)。
【0196】
○:黒べた画像、白べた画像、ハーフトーン画像が、それぞれ目立った画像欠陥もなく印刷された画像が得られている(実用性に問題なし)。
【0197】
×:黒べた画像、白べた画像及びハーフトーン画像の少なくとも1つに、はっきりした白ヌケの画像欠陥が発生している(実用性に問題有り)。
【0198】
結果を表1に示す。
【0199】
【表1】

【0200】
表1より明らかなように、本発明の感光体1〜12は、電位安定性、分散安定性、接着性、画質が問題ないのに対し、比較とした発明外の感光体13〜17は、前記のいずれかの項目で問題があることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【0201】
【図1】本発明の画像形成装置の機能が組み込まれた概略図である。
【図2】本発明の一実施の形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図である。
【図3】本発明の有機感光体を用いたカラー画像形成装置の構成断面図である。
【符号の説明】
【0202】
10Y、10M、10C、10Bk 画像形成ユニット
1Y、1M、1C、1Bk 感光体
2Y、2M、2C、2Bk 帯電手段
3Y、3M、3C、3Bk 露光手段
4Y、4M、4C、4Bk 現像手段

【特許請求の範囲】
【請求項1】
導電性基体上に少なくとも電荷発生層と電荷輸送層をこの順に積層し、該電荷発生層はメタノールウェッタビリティが5以上50以下である電荷発生物質を分散含有することを特徴とする有機感光体。
【請求項2】
前記電荷発生物質が分散処理前にオゾン処理したものであることを特徴とする請求項1記載の有機感光体。
【請求項3】
前記電荷発生物質が、縮合多環系顔料であることを特徴とする請求項1又は2に記載の有機感光体。
【請求項4】
前記電荷発生物質が、下記一般式(1)であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機感光体。
【化1】

(一般式(1)中、nは1〜6の整数を表す。)
【請求項5】
導電性基体上に少なくとも電荷発生層と電荷輸送層をこの順に積層した有機感光体の製造方法において、該電荷発生層はメタノールウェッタビリティが5以上50以下である電荷発生物質を分散媒体中に分散した塗布液を導電性支持体上に塗布して形成したことを特徴とする有機感光体の製造方法。
【請求項6】
有機感光体及び該有機感光体を帯電する帯電手段、静電潜像を形成する潜像形成手段、該有機感光体上の静電潜像を顕像化する現像手段、該有機感光体上に顕像化されたトナー像を転写材上に転写する転写手段及び転写後の該有機感光体上の残留するトナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジにおいて、請求項1〜4にいずれか1項に記載の有機感光体と該有機感光体上を帯電手段、潜像形成手段、現像手段、転写手段、除電手段及びクリーニング手段の少なくとも1つの手段とが一体的に支持され、画像形成装置本体に着脱自在に装着可能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】
有機感光体及び該有機感光体上に書込み光源を持ち、前記書込み光源で静電潜像を形成する露光手段、該有機感光体上の静電潜像を顕像化する現像手段、該有機感光体上に顕像化されたトナー像を転写材上に転写する転写手段を有する画像形成方法において、請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機感光体を用いることを特徴とする画像形成方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2010−96887(P2010−96887A)
【公開日】平成22年4月30日(2010.4.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−266128(P2008−266128)
【出願日】平成20年10月15日(2008.10.15)
【出願人】(303000372)コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Fターム(参考)】