JP2017201366A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】単位面積あたりの静電容量が2×10−10F/cm2以上2×10−9F/cm2以下である下引層を有する電子写真感光体と、帯電手段と、静電潜像形成手段と、現像手段と、トナー像を記録媒体の表面に直接転写する直接転写方式の転写手段と、を備える画像形成装置。
【選択図】なし
Description
そして、転写領域に搬送される用紙における電子写真感光体の軸方向の長さが相対的に短い用紙(以下「短形紙」ともいう)に繰り返し画像を形成した後に、前記電子写真感光体軸方向の長さが相対的に長い用紙(以下「長形紙」ともいう)に画像を形成すると、長形紙のうち、転写領域において短形紙が通過しない領域に相当する位置に、カブリが発生することがある。
即ち、請求項1に係る発明は、
導電性基体と前記導電性基体上に設けられ単位面積あたりの静電容量が2×10−10F/cm2以上2×10−9F/cm2以下である下引層と前記下引層上に設けられた感光層とを有する電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に直接転写する直接転写方式の転写手段と、
を備える画像形成装置である。
前記下引層は、結着樹脂と、金属酸化物粒子と、電子受容性化合物と、を含有する請求項1に記載の画像形成装置である。
前記金属酸化物粒子は、酸化錫粒子、酸化チタン粒子、及び酸化亜鉛粒子から選ばれる少なくとも1種を含む請求項2に記載の画像形成装置である。
前記金属酸化物粒子の体積平均一次粒径は、100nm以下である請求項2又は請求項3に記載の画像形成装置である。
前記金属酸化物粒子は、1種以上のカップリング剤で処理されたものである請求項2〜請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置である。
前記カップリング剤は、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、及びアルミニウム系カップリング剤から選択される少なくとも1種を含む請求項5に記載の画像形成装置である。
前記電子受容性化合物は、アントラキノン骨格を有する電子受容性化合物である請求項2〜請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置である。
前記アントラキノン骨格を有する電子受容性化合物は、下記一般式(1)で表される化合物である請求項7に記載の画像形成装置である。
前記下引層の厚みが15μm以上35μm以下である請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の画像形成装置である。
本実施形態に係る画像形成装置は、電子写真感光体と、電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、トナーを含む現像剤により、電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を記録媒体の表面に直接転写する直接転写方式の転写手段と、を備える。
上記の電子写真感光体(以下、単に「感光体」とも称する)は、導電性基体と、導電性基体上に設けられた下引層と、下引層上に設けられた感光層と、を有する。そして、下引層における単位面積あたりの静電容量が2×10−10F/cm2以上2×10−9F/cm2以下である。
ここで、直接転写方式の画像形成装置において、感光体から記録媒体にトナー像が転写される際には、転写手段に転写電圧が印加され、それによって転写手段から感光体へと転写電流が流入する。このとき、転写領域のうち通紙領域と非通紙領域との間で電気抵抗に差があると、電気抵抗の小さい非通紙領域において選択的に電流が流れこみ、感光体のうち非通紙領域に相当する部分に、相対的に多くの電荷が蓄積されやすくなる。
具体的には、短形紙への繰り返し画像形成により、帯電電位と逆極性の電荷が感光体の非通紙領域に過度に蓄積されると、次の帯電工程で感光体の表面を帯電しても、蓄積された逆極性の電荷によって表面電荷が打ち消され、帯電不良が起こりやすくなる。その結果、短形紙への繰り返し画像形成後に長形紙に画像形成を行うと、長形紙のうち、短形紙の非通紙領域に相当する部分にカブリが生じることがある。
なお、短形紙への繰り返し画像形成後に長形紙に画像形成を行う形態としては、例えば、A4寸法の用紙を横方向での搬送で繰り返し画像形成した後にA3寸法の用紙を横方向での搬送で画像を形成した場合のほか、A4寸法の用紙を横方向での搬送で繰り返し画像形成した後にA4寸法の用紙を縦方向での搬送で画像を形成した場合等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
具体的には、下引層における単位面積あたりの静電容量を従来よりも小さい上記範囲とすることで、下引層が電荷を溜めにくくなり、転写工程において転写手段から感光体に転写電流が流入しても、流入した電荷が導電性基体側に流れやすくなる。その上、流入した電荷と逆極性の電荷も下引層内を移動しやすいため、前記流入した電荷と前記逆極性の電荷とが打ち消しあい、消滅しやすい。その結果、次の画像形成が始まる時点で、感光体に蓄積されている電荷量が少なくなると考えられる。そのため、次の画像形成において、特定の領域(短形紙の非通紙領域)のみに多くの電荷が蓄積していることに起因する帯電不良が起こりにくいため、カブリが生じにくくなると推測される。
図1に示すように、本実施形態に係る画像形成装置10には、例えば、電子写真感光体7が設けられている。電子写真感光体7は、円柱状とされ、駆動モータ27(駆動部の一例)にギア等の駆動力伝搬部材(不図示)を介して連結されており、当該駆動モータ27により、回転駆動(図1中の矢印A方向)される。
電子写真感光体7としては、導電性基体と、導電性基体上に設けられた下引層と、下引層上に設けられた感光層と、を有する構成の感光体が適用される。
なお、感光層は、電荷発生層と電荷輸送層とを有する機能分離型の感光層(以下「機能分離型感光層」ともいう)であってもよいし、単層型の感光層(以下「単層型感光層」ともいう)であってもよい。感光層が機能分離型感光層である場合、電荷発生層に電荷発生材料を含み、電荷輸送層に電荷輸送材料を含む。
図2は、電子写真感光体7の層構成の一例として示した電子写真感光体7Aの模式断面図である。図2に示す電子写真感光体7Aは、導電性基体1上に、下引層3、電荷発生層4、及び電荷輸送層5がこの順序で積層された構造を有する。そして、電荷発生層4及び電荷輸送層5が機能分離型感光層6を構成している。
なお、電子写真感光体7Aは、必要に応じてその他の層を設けてもよい。必要に応じて設けられる層としては、例えば、電荷輸送層5上に更に設けられる保護層等が挙げられる。
なお、電子写真感光体7Bは、必要に応じてその他の層を設けてもよい。必要に応じて設けられる層としては、例えば、単層型感光層2上に更に設けられる保護層等が挙げられる。
導電性基体としては、例えば、金属(アルミニウム、銅、亜鉛、クロム、ニッケル、モリブデン、バナジウム、インジウム、金、白金等)又は合金(ステンレス鋼等)を含む金属板、金属ドラム、及び金属ベルト等が挙げられる。また、導電性基体としては、例えば、導電性化合物(例えば導電性ポリマー、酸化インジウム等)、金属(例えばアルミニウム、パラジウム、金等)又は合金を塗布、蒸着又はラミネートした紙、樹脂フィルム、ベルト等も挙げられる。ここで、「導電性」とは体積抵抗率が1013Ωcm未満であることをいう。
酸性処理液による処理は、例えば、以下のようにして実施される。先ず、リン酸、クロム酸及びフッ酸を含む酸性処理液を調製する。酸性処理液におけるリン酸、クロム酸及びフッ酸の配合割合は、例えば、リン酸が10質量%以上11質量%以下の範囲、クロム酸が3質量%以上5質量%以下の範囲、フッ酸が0.5質量%以上2質量%以下の範囲であって、これらの酸全体の濃度は13.5質量%以上18質量%以下の範囲がよい。処理温度は例えば42℃以上48℃以下が好ましい。被膜の膜厚は、0.3μm以上15μm以下が好ましい。
下引層は、導電性基体と感光層との間に設けられ、単位面積あたりの静電容量が2×10−10F/cm2以上2×10−9F/cm2以下である層である。
前述のように、下引層における単位面積あたりの静電容量が上記範囲であることにより、上記範囲よりも大きい場合に比べてカブリが抑制される。また、下引層における単位面積あたりの静電容量が上記範囲であることにより、上記範囲よりも小さい場合に比べて感光体の良好な電気特性が得られやすくなる。
また、下引層における単位面積あたりの静電容量は、カブリ抑制の観点から、2×10−10F/cm2以上2×10−9F/cm2以下が好ましく、5×10−10F/cm2以上1×10−9F/cm2以下がより好ましい。
例えば、電子写真感光体の各層を構成する導電性有機膜の等価回路としては、一般的に、抵抗(抵抗値:R)とコンデンサー(静電容量:C)との並列回路が適用される。抵抗値R、及び静電容量Cが不明な並列回路において、抵抗値Rと静電容量Cとを解析・算出する方法として、コール・コールプロット(Cole・Cole Plot)解析が挙げられる。
コール・コールプロット解析とは、抵抗値R及び静電容量Cが不明の並列回路(例えば、導電性有機膜)の両端に電極を取り付け、両電極間に、周波数を変化させながら交流電圧を印加し、印加させた電圧と得られた電流の位相関係を解析する方法である。この方法により、上記並列回路の抵抗値R及び静電容量Cを求め、静電容量Cの値と取り付けた電極の面積の値とから、単位面積あたりの静電容量を求める。
測定条件としては、例えば、DCバイアス(直流印加電圧):0V、AC(交流印加電圧):±1V、周波数:1Hz以上100Hz以下の範囲が挙げられる。
得られた測定結果から、コール・コールプロット解析により上記静電容量Cが求められ、対向電極の電極面積S(cm2)で除することにより、下引層における単位面積あたりの静電容量が算出される。
まず、測定対象となる感光体を準備する。次に、例えば、下引層を被覆している電荷発生層、及び電荷輸送層等の感光層をアセトン、テトラヒドロフラン、メタノール、エタノール等の溶剤を用いて除去し、下引層を露出させる。そして、露出された下引層上に真空蒸着法やスパッタ法等の手段により金電極を装着して、測定用試料とする。そして、この測定用試料について測定を行い、単位面積あたりの静電容量を求める。
金属酸化物粒子を分散させた下引層形成用塗布液の塗膜を形成して下引層を形成する場合、形成された下引層の膜中に、例えば、金属酸化物粒子の一次粒子とともに、一次粒子が凝集した二次粒子が存在することがある。二次粒子の金属酸化物粒子は、一次粒子に比べて粒径が大きく、この二次粒子の存在によって電荷が移動する経路が形成されやすい。そのため、例えば、金属酸化物粒子の分散度を調整して、二次粒子の金属酸化物粒子を制御することによって、下引層の単位面積当たりの静電容量が制御される。
具体的には、金属酸化物粒子の分散度が低い場合(すなわち金属酸化物粒子の分散粒径が大きい場合)、下引層中での電荷の移動度が高くなり、単位面積当たりの静電容量が低下し易くなる。一方、金属酸化物粒子の分散度が高い場合(すなわち金属酸化物粒子の分散粒径が小さい場合)、下引層中での電荷の移動度が低くなり、単位面積当たりの静電容量が増大し易くなる傾向がある。
なお、分散度を調整する方法は、例えば、下引層形成用塗布液を形成する際における金属酸化物粒子の分散時間等によって調整する方法が挙げられる。
さらに、金属酸化物粒子としてアミノ基を有するシランカップリング剤により表面処理した酸化亜鉛粒子を用い、結着樹脂としてアセタール樹脂を用いた場合、例えば、金属酸化物粒子の表面処理量を多くすると金属酸化物粒子の分散度が下がることで下引層の静電容量が下がり、金属酸化物粒子の表面処理量を少なくすると金属酸化物粒子の分散度が上がることで下引層の静電容量が上がる傾向がある。
また、例えば、金属酸化物粒子の含有量を多くすると結着樹脂量が少なくなることで下引層の静電容量が下がり、金属酸化物粒子の含有量を少なくすると結着樹脂量が多くなることで下引層の静電容量が上がる傾向がある。
また、例えば、電子受容性化合物の含有量を多くすると下引層の静電容量が下がり、電子受容性化合物の含有量を少なくすると下引層の静電容量が上がる傾向がある。
以下、下引層の一例として、結着樹脂と金属酸化物粒子と電子受容性化合物とを含有する層について、材料、製造方法、及び特性等を説明する。
金属酸化物粒子としては、例えば、酸化錫粒子、酸化チタン粒子、酸化亜鉛粒子、酸化ジルコニウム粒子等が挙げられ、その中でも、酸化錫粒子、酸化チタン粒子、及び酸化亜鉛粒子から選ばれる少なくとも1種が好ましく、酸化亜鉛粒子がより好ましい。
金属酸化物粒子の体積平均一次粒径が上記範囲であることにより、上記範囲よりも小さい場合に比べて、金属酸化物粒子の表面積が大きすぎることによる分散液中での偏在が抑制される。また、金属酸化物粒子の体積平均一次粒径が上記範囲であることにより、上記範囲よりも大きい場合に比べて、二次粒子又はそれ以上の高次粒子の粒径が大きくなりすぎることによる下引層内での偏在が抑制される。なお、上記下引層内での偏在が起こると、下引層内で金属酸化物粒子の存在する部分と存在しない部分とで構成された海島構造が形成され、ハーフトーン濃度のムラ等の画像欠陥が発生することがある。
また、金属酸化物粒子の体積平均一次粒径は、下引層における単位面積当たりの静電容量を前記範囲に調整する観点から、20nm以上70nm以下が好ましく、30nm以上50nm以下がより好ましい。
下引層は、電子写真プロセス速度に対応した周波数で適切なインピーダンスを得ることが好ましく、その観点で、金属酸化物粒子の体積抵抗率が上記範囲であることが好ましい。すなわち、金属酸化物粒子の体積抵抗率が上記範囲であることにより、上記範囲よりも低い場合に比べて、インピーダンスの粒子含有量依存性の傾きが小さくなり、インピーダンスの制御困難性が抑制されやすくなる。また、金属酸化物粒子の体積抵抗率が上記範囲であることにより、上記範囲よりも高い場合に比べて、残留電位の上昇が抑制されやすくなる。
また、金属酸化物粒子の体積抵抗率は、下引層における単位面積当たりの静電容量を前記範囲に調整する観点から、3×106Ω・cm以上3×109Ω・cm以下が好ましく、5×106Ω・cm以上1×109Ω・cm以下がより好ましい。
まず、層中から金属酸化物粒子を分離する。そして、20cm2の電極板を配した円形の治具の表面に、測定対象となる分離した金属酸化物粒子を1mm以上3mm以下程度の厚さになるように載せ、金属酸化物粒子層を形成する。この上に前記同様の20cm2の電極板を載せ金属酸化物粒子層を挟み込む。金属酸化物粒子間の空隙をなくすため、金属酸化物粒子層上に載せた電極板の上に4kgの荷重をかけてから金属酸化物粒子層の厚み(cm)を測定する。金属酸化物粒子層上下の両電極には、エレクトロメーター及び高圧電源発生装置に接続されている。両電極に電界が予め定められた値となるように高電圧を印加し、このとき流れた電流値(A)を読み取ることにより、金属酸化物粒子の体積抵抗率(Ω・cm)を計算する。金属酸化物粒子の体積抵抗率(Ω・cm)の計算式は、下式に示す通りである。
なお、式中、ρは金属酸化物粒子の体積抵抗率(Ω・cm)、Eは印加電圧(V)、Iは電流値(A)、I0は印加電圧0Vにおける電流値(A)、Lは金属酸化物粒子層の厚み(cm)をそれぞれ表す。本評価では印加電圧が1000Vの時の体積抵抗率を用いた。
・式:ρ=E×20/(I−I0)/L
なお、上記BET比表面積は、BET式比表面積測定器(島津製作所製:フローソープII2300)を用い窒素置換法にて測定した値である。
なお、金属酸化物粒子は、表面処理の異なるものを2種以上混合して用いてもよく、粒子径の異なるものを2種以上混合して用いてもよい。
電子受容性化合物は、下引層中に金属酸化物粒子と共に分散して含まれていてもよいし、金属酸化物粒子の表面に付着した状態で含まれていてもよい。電子受容性化合物が金属酸化物粒子の表面に付着した状態で含まれる場合、電子受容性化合物は、金属酸化物粒子の表面と化学反応する材料、又は金属酸化物粒子の表面に吸着する材料であることが好ましく、金属酸化物粒子の表面に選択的に存在し得る。
なお、電子受容性化合物は、これら骨格に、酸性基(例えば、水酸基、カルボキシル基、スルホニル基等)、アリール基、アミノ基等の置換基で置換された化合物であってもよい。
R11及びR12が表す炭素数1以上10以下のアルコキシ基(アルコキシル基)としては、直鎖状、又は分枝状のいずれでもよく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基等が挙げられる。炭素数1以上10以下のアルコキシ基としては、好ましくは1以上8以下のアルコキシル基、より好ましくは1以上6以下のアルコキシル基である。
電子受容性化合物の含有量が上記範囲であることにより、上記範囲よりも小さい場合に比べて、電子受容性化合物のアクセプターとしての効果が得られやすい。また、電子受容性化合物の含有量が上記範囲であることにより、上記範囲よりも大きい場合に比べて、金属酸化物粒子同士の凝集を引き起こして下引層内に金属酸化物粒子が偏在しすぎることが起こりにくく、金属酸化物粒子が偏在しすぎることによる残留電位の上昇、黒点の発生、ハーフトーン濃度ムラ等が起こりにくい。
また、電子受容性化合物の含有量は、下引層における単位面積当たりの静電容量を前記範囲に調整する観点から、下引層中の全固形分に対して、0.1質量%以上5質量%以下が好ましく、0.5質量%以上1質量%以下がより好ましい。
下引層に用いる結着樹脂としては、例えば、アセタール樹脂(例えばポリビニルブチラール等)、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、カゼイン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂等の公知の高分子化合物;ジルコニウムキレート化合物;チタニウムキレート化合物;アルミニウムキレート化合物;チタニウムアルコキシド化合物;有機チタニウム化合物;シランカップリング剤等の公知の材料が挙げられる。
下引層に用いる結着樹脂としては、例えば、電荷輸送性基を有する電荷輸送性樹脂、導電性樹脂(例えばポリアニリン等)等も挙げられる。
これら結着樹脂を2種以上組み合わせて使用する場合には、その混合割合は、必要に応じて設定される。
下引層には、電気特性向上、環境安定性向上、画質向上のために種々の添加剤を含んでいてもよい。
添加剤としては、多環縮合系、アゾ系等の電子輸送性顔料、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニウムアルコキシド化合物、有機チタニウム化合物、シランカップリング剤等の公知の材料が挙げられる。シランカップリング剤は前述のように金属酸化物粒子の表面処理に用いられるが、添加剤として更に下引層に添加してもよい。
下引層の表面粗さ(十点平均粗さ)は、モアレ像抑制のために、使用される露光用レーザ波長λの1/(4n)(nは上層の屈折率)から1/2までに調整されていることがよい。
表面粗さ調整のために下引層中に樹脂粒子等を添加してもよい。樹脂粒子としてはシリコーン樹脂粒子、架橋型ポリメタクリル酸メチル樹脂粒子等が挙げられる。また、表面粗さ調整のために下引層の表面を研磨してもよい。研磨方法としては、バフ研磨、サンドブラスト処理、湿式ホーニング、研削処理等が挙げられる。
下引層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた下引層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱することで行う。
これらの溶剤として具体的には、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロロベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤が挙げられる。
図示は省略するが、下引層と感光層との間に中間層をさらに設けてもよい。
中間層は、例えば、樹脂を含む層である。中間層に用いる樹脂としては、例えば、アセタール樹脂(例えばポリビニルブチラール等)、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、カゼイン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂等の高分子化合物が挙げられる。
中間層は、有機金属化合物を含む層であってもよい。中間層に用いる有機金属化合物としては、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、マンガン、ケイ素等の金属原子を含有する有機金属化合物等が挙げられる。
これらの中間層に用いる化合物は、単独で又は複数の化合物の混合物若しくは重縮合物として用いてもよい。
中間層を形成する塗布方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が用いられる。
電荷発生層は、例えば、電荷発生材料と結着樹脂とを含む層である。また、電荷発生層は、電荷発生材料の蒸着層であってもよい。電荷発生材料の蒸着層は、LED(Light Emitting Diode)、有機EL(Electro−Luminescence)イメージアレー等の非干渉性光源を用いる場合に好適である。
なお、n−型の判定は、通常使用されるタイムオブフライト法を用い、流れる光電流の極性によって判定され、正孔よりも電子をキャリアとして流しやすいものをn−型とする。
結着樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂(ビスフェノール類と芳香族2価カルボン酸の重縮合体等)、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂等が挙げられる。ここで、「絶縁性」とは、体積抵抗率が1013Ωcm以上であることをいう。
これらの結着樹脂は1種を単独で又は2種以上を混合して用いられる。
なお、この分散の際、電荷発生層形成用塗布液中の電荷発生材料の平均粒径を0.5μm以下、好ましくは0.3μm以下、更に好ましくは0.15μm以下にすることが有効である。
電荷輸送層は、例えば、電荷輸送材料と結着樹脂とを含む層である。電荷輸送層は、高分子電荷輸送材料を含む層であってもよい。
上記各基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、炭素数1以上3以下のアルキル基で置換された置換アミノ基も挙げられる。
上記各基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、炭素数1以上3以下のアルキル基で置換された置換アミノ基も挙げられる。
cm及びcnは、各々独立に、0、1又は2を表す。
直鎖状のアルキル基として具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−イコシル基等が挙げられる。
分岐状のアルキル基として具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、イソヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、イソヘプチル基、sec−ヘプチル基、tert−ヘプチル基、イソオクチル基、sec−オクチル基、tert−オクチル基、イソノニル基、sec−ノニル基、tert−ノニル基、イソデシル基、sec−デシル基、tert−デシル基、イソウンデシル基、sec−ウンデシル基、tert−ウンデシル基、ネオウンデシル基、イソドデシル基、sec−ドデシル基、tert−ドデシル基、ネオドデシル基、イソトリデシル基、sec−トリデシル基、tert−トリデシル基、ネオトリデシル基、イソテトラデシル基、sec−テトラデシル基、tert−テトラデシル基、ネオテトラデシル基、1−イソブチル−4−エチルオクチル基、イソペンタデシル基、sec−ペンタデシル基、tert−ペンタデシル基、ネオペンタデシル基、イソヘキサデシル基、sec−ヘキサデシル基、tert−ヘキサデシル基、ネオヘキサデシル基、1−メチルペンタデシル基、イソヘプタデシル基、sec−ヘプタデシル基、tert−ヘプタデシル基、ネオヘプタデシル基、イソオクタデシル基、sec−オクタデシル基、tert−オクタデシル基、ネオオクタデシル基、イソノナデシル基、sec−ノナデシル基、tert−ノナデシル基、ネオノナデシル基、1−メチルオクチル基、イソイコシル基、sec−イコシル基、tert−イコシル基、ネオイコシル基等が挙げられる。
これらの中でも、アルキル基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基等の低級アルキル基が好ましい。
直鎖状のアルコキシ基として具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基、n−ウンデシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基、n−トリデシルオキシ基、n−テトラデシルオキシ基、n−ペンタデシルオキシ基、n−ヘキサデシルオキシ基、n−ヘプタデシルオキシ基、n−オクタデシルオキシ基、n−ノナデシルオキシ基、n−イコシルオキシ基等が挙げられる。
分岐状のアルコキシ基として具体的には、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、イソペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、tert−ペンチルオキシ基、イソヘキシルオキシ基、sec−ヘキシルオキシ基、tert−ヘキシルオキシ基、イソヘプチルオキシ基、sec−ヘプチルオキシ基、tert−ヘプチルオキシ基、イソオクチルオキシ基、sec−オクチルオキシ基、tert−オクチルオキシ基、イソノニルオキシ基、sec−ノニルオキシ基、tert−ノニルオキシ基、イソデシルオキシ基、sec−デシルオキシ基、tert−デシルオキシ基、イソウンデシルオキシ基、sec−ウンデシルオキシ基、tert−ウンデシルオキシ基、ネオウンデシルオキシ基、イソドデシルオキシ基、sec−ドデシルオキシ基、tert−ドデシルオキシ基、ネオドデシルオキシ基、イソトリデシルオキシ基、sec−トリデシルオキシ基、tert−トリデシルオキシ基、ネオトリデシルオキシ基、イソテトラデシルオキシ基、sec−テトラデシルオキシ基、tert−テトラデシルオキシ基、ネオテトラデシルオキシ基、1−イソブチル−4−エチルオクチルオキシ基、イソペンタデシルオキシ基、sec−ペンタデシルオキシ基、tert−ペンタデシルオキシ基、ネオペンタデシルオキシ基、イソヘキサデシルオキシ基、sec−ヘキサデシルオキシ基、tert−ヘキサデシルオキシ基、ネオヘキサデシルオキシ基、1−メチルペンタデシルオキシ基、イソヘプタデシルオキシ基、sec−ヘプタデシルオキシ基、tert−ヘプタデシルオキシ基、ネオヘプタデシルオキシ基、イソオクタデシルオキシ基、sec−オクタデシルオキシ基、tert−オクタデシルオキシ基、ネオオクタデシルオキシ基、イソノナデシルオキシ基、sec−ノナデシルオキシ基、tert−ノナデシルオキシ基、ネオノナデシルオキシ基、1−メチルオクチルオキシ基、イソイコシルオキシ基、sec−イコシルオキシ基、tert−イコシルオキシ基、ネオイコシルオキシ基等が挙げられる。
これらの中でも、アルコキシ基としては、メトキシ基が好ましい。
アリール基として具体的には、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ビフェニリル基などが挙げられる。
これらの中でも、アリール基としては、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
ここで、炭化水素環構造として具体的には、例えば、シクロアルカン環構造、シクロアルケン環構造、シクロアルカンポリエン環構造等が挙げられる。
つまり、ブタジエン系電荷輸送材料(CT1)は、下記構造式(CT1A)で示される電荷輸送材料(例示化合物(CT1−3))であることがより好ましい。
・−CH3:メチル基
・−OCH3:メトキシ基
直鎖状のアルキル基として具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基等が挙げられる。
分岐状のアルキル基として具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、イソヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、イソヘプチル基、sec−ヘプチル基、tert−ヘプチル基、イソオクチル基、sec−オクチル基、tert−オクチル基、イソノニル基、sec−ノニル基、tert−ノニル基、イソデシル基、sec−デシル基、tert−デシル基等が挙げられる。
これらの中でも、アルキル基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基等の低級アルキル基が好ましい。
直鎖状のアルコキシ基として具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基等が挙げられる。
分岐状のアルコキシ基として具体的には、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、イソペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、tert−ペンチルオキシ基、イソヘキシルオキシ基、sec−ヘキシルオキシ基、tert−ヘキシルオキシ基、イソヘプチルオキシ基、sec−ヘプチルオキシ基、tert−ヘプチルオキシ基、イソオクチルオキシ基、sec−オクチルオキシ基、tert−オクチルオキシ基、イソノニルオキシ基、sec−ノニルオキシ基、tert−ノニルオキシ基、イソデシルオキシ基、sec−デシルオキシ基、tert−デシルオキシ基等が挙げられる。
これらの中でも、アルコキシ基としては、メトキシ基が好ましい。
アリール基として具体的には、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。
これらの中でも、アリール基としては、フェニル基が好ましい。
具体的には、ベンジジン系電荷輸送材料(CT2)は、下記構造式(CT2A)で示される電荷輸送材料(例示化合物(CT2−2))であることが特に好ましい。
・−CH3:メチル基
・−C2H5:エチル基
・−OCH3:メトキシ基
・−OC2H5:エトキシ基
なお、電荷輸送材料と結着樹脂との配合比は、質量比で10:1から1:5までが好ましい。
保護層は、必要に応じて感光層上に設けられる。保護層は、例えば、帯電時の感光層の化学的変化を防止したり、感光層の機械的強度をさらに改善する目的で設けられる。
そのため、保護層は、硬化膜(架橋膜)で構成された層を適用することがよい。これら層としては、例えば、下記1)又は2)に示す層が挙げられる。
2)非反応性の電荷輸送材料と、電荷輸送性骨格を有さず、反応性基を有する反応性基含有非電荷輸送材料と、を含む組成物の硬化膜で構成された層(つまり、非反応性の電荷輸送材料と、当該反応性基含有非電荷輸送材料の重合体又は架橋体と、を含む層)
なお、保護層形成用塗布液は、無溶剤の塗布液であってもよい。
単層型感光層(電荷発生/電荷輸送層)は、例えば、電荷発生材料と電荷輸送材料と、必要に応じて、結着樹脂、及びその他周知の添加剤と、を含む層である。なお、これら材料は、電荷発生層及び電荷輸送層で説明した材料と同様である。
そして、単層型感光層中、電荷発生材料の含有量は、全固形分に対して10質量%以上85質量%以下がよく、好ましくは20質量%以上50質量%以下である。また、単層型感光層中、電荷輸送材料の含有量は、全固形分に対して5質量%以上50質量%以下がよい。
単層型感光層の形成方法は、電荷発生層や電荷輸送層の形成方法と同様である。
単層型感光層の膜厚は、例えば、5μm以上50μm以下がよく、好ましくは10μm以上40μm以下である。
帯電装置15(帯電手段の一例)は、感光体7の表面を帯電する。帯電装置15は、例えば、感光体7の表面を帯電する帯電部材14に帯電電位を印加する電源28(帯電部材用の電圧印加部の一例)を含んで構成されている。電源28は、帯電部材14に電気的に接続されている。
静電潜像形成装置(露光装置)16(静電潜像形成手段の一例)は、帯電された感光体7の表面に静電潜像を形成する。
具体的には、例えば、静電潜像形成装置16は、画像形成装置10に設けられた制御装置36に電気的に接続されており、制御装置36により駆動制御されて、帯電部材14により帯電された感光体7の表面に、形成する対象となる画像の画像情報に基づいて変調された光Lを露光する。そして、感光体7上に画像情報の画像に応じた静電潜像を形成し、露光された感光体の表面は、静電潜像形成装置の露光光量に応じた露光後電位となる。
現像装置18は、例えば、静電潜像形成装置16による光Lの照射位置より感光体7の回転方向下流側に設けられている。現像装置18内には、現像剤を収容する収容部が設けられている。
そして、現像電位に帯電された現像部材18Aは、例えば、現像装置18内に収容された現像剤を表面に保持して、現像剤に含まれるトナーを現像装置18内から感光体7の表面へと供給する。
これにより、例えば、感光体7上の静電潜像は、現像部材18Aから供給されたトナーによって現像されて、感光体7上には、静電潜像に応じたトナー像が形成される。
転写装置31(転写手段の一例)は、例えば、現像部材18Aの配設位置より感光体7の回転方向下流側に設けられている。
転写装置31は、例えば、感光体7の表面に形成されたトナー画像を用紙P(記録媒体の一例)へ転写する転写部材20と、転写部材20に転写電圧を印加する電源30(転写部材用の電圧印加部の一例)と、を含んで構成されている。転写部材20は、例えば、円柱状とされており、矢印C方向に回転し、感光体7との間で用紙Pを挟んで搬送する。転写部材20は、例えば、電源30に電気的に接続されている。
ここで、「転写電流値」とは、感光体から記録媒体にトナー像が転写される際に、転写手段から感光体に流れる転写電流の電流値を示す。
転写電流値は、転写不良の抑制及びカブリの抑制を両立する観点から、50μA以上200μA以下が好ましく、75μA以上150μA以下がより好ましい。
再帯電装置40(再帯電手段の一例)は、トナー像を前記記録媒体の表面に直接転写した後の前記電子写真感光体を帯電させる。再帯電装置40は、例えば、再帯電部材40Aに帯電電位を印加する電源(不図示)を含んで構成されている。図示しない電源は、例えば、再帯電部材40Aに電気的に接続されている。
清掃装置(クリーニング装置)22(清掃手段(クリーニング手段)の一例)は、転写領域Tより感光体7の回転方向下流側に設けられている。
清掃装置22は、トナー像を用紙Pに転写した後に、感光体7に付着した付着物を除去する(つまり、クリーニング装置22は、感光体7の表面をクリーニングする)。
清掃装置22は、感光体7上の残留トナーや紙粉等の付着物を除去する。清掃装置22としては、例えば、感光体7に対して、予め定めた線圧で接触する清掃ブレード(クリーニングブレード)22Aを有する構成等が挙げられる。清掃ブレード22Aは、例えば、線圧10g/cm以上150g/cm以下で感光体7に接触することがよい。
除電装置24(除電手段の一例)は、例えば、清掃装置22より感光体7の回転方向下流側に設けられている。
除電装置24は、トナー画像を転写した後、感光体7の表面を露光して除電する。
具体的には、例えば、除電装置24は、画像形成装置10に設けられた制御装置36に電気的に接続されており、制御装置36により駆動制御されて、感光体7の全表面(具体的には例えば画像形成領域の全面)を露光して除電する。
定着装置26(定着手段の一例)は、例えば、転写領域Tより用紙Pの搬送経路34の搬送方向下流側に設けられている。
定着装置26は、例えば、用紙P上に転写されたトナー像を定着する。
具体的には、例えば、定着装置26は、画像形成装置10に設けられた制御装置36に電気的に接続されており、制御装置36により駆動制御されて、用紙P上に転写されたトナー像を熱または熱及び圧力によって用紙Pに定着する。
トナー像の定着によって画像形成された用紙Pは、図示を省略する複数の搬送部材によって、画像形成装置10の外部へと排出される。
なお、感光体7は、除電装置24による除電後、再度、帯電装置15によって帯電される。
制御装置36は、装置全体の制御及び各種演算を行うコンピュータとして構成されている。具体的には、制御装置36は、例えば、CPU(中央処理装置; Central Processing Unit)、各種プログラムを記憶したROM(Read Only Memory)、プログラムの実行時にワークエリアとして使用されるRAM(Random Access Memory)、各種情報を記憶する不揮発性メモリ、及び入出力インターフェース(I/O)を備えている。CPU、ROM、RAM、不揮発性メモリ、及びI/Oの各々は、バスを介して接続されている。そして、I/Oには、感光体7(駆動モータ27を含む)、帯電装置15(電源28を含む)、静電潜像形成装置16、現像装置18(電源32を含む)、転写装置31(電源30を含む)、再帯電装置40(不図示の電源含む)、除電装置24、定着装置26等の画像形成装置10の各部が接続されている。
画像形成装置10の画像形成動作について説明する。
まず、感光体7の表面が帯電装置15により帯電される。静電潜像形成装置16は、帯電された感光体7の表面を画像情報に基づいて露光する。これにより、感光体7上に画像情報に応じた静電潜像が形成される。現像装置18では、トナーを含む現像剤により、感光体7の表面に形成された静電潜像が現像される。これにより、感光体7の表面に、トナー画像が形成される。転写装置31では、感光体7の表面に形成されたトナー画像が用紙Pへ転写される。用紙Pに転写されたトナー画像は、定着装置26により定着される。
一方、トナー画像を転写した後の感光体7の表面は、再帯電装置40によって、感光体7の表面を再帯電することで、感光層内部に蓄積されていた逆極性の電荷が打ち消される。また、感光体7の表面に残留した残留トナーの極性を揃えるように帯電が制御される。そして、清掃装置22により清掃され、除電装置24により除電される。
さらに、本実施形態に係る画像形成装置において、トナー像の転写後、転写手段よりも感光体7の回転方向下流側で、清掃手段(クリーニング手段)よりも感光体7の回転方向上流側に、再帯電手段を備える装置を例に挙げて説明したが、本実施形態に係る画像形成装置は、上記構成に限らない。
〔表面処理金属酸化物粒子1〕
金属酸化物粒子として酸化亜鉛(商品名:MZ−300、テイカ株式会社製、体積平均一次粒径:35nm)100質量部と、シランカップリング剤としてγ−アミノプロピルトリエトキシシランの10質量%トルエン溶液5質量部と、トルエン200質量部と、を混合し、攪拌を行い、2時間還流を行った。その後10mmHgにてトルエンを減圧留去し、135℃で2時間焼き付け処理を行い、表面処理金属酸化物粒子を得た。
金属酸化物粒子の種類及びγ−アミノプロピルトリエトキシシランの10質量%トルエン溶液の添加量(表中の「カップリング剤溶液の添加量」)を表1に示す通りにした以外は、表面処理金属酸化物粒子1と同様にして、表面処理金属酸化物粒子を得た。
〔感光体1〕
(下引層の形成)
表2に示す表面処理金属酸化物粒子33質量部と、硬化剤としてブロック化イソシアネート(スミジュール3175、住友バイエルンウレタン社製)6質量部と、表2に示す電子受容性化合物9質量部と、メチルエチルケトン25質量部と、を30分間混合した。その後、ブチラール樹脂(商品名:エスレックBM−1、積水化学工業社製)5質量部と、シリコーンボール(商品名:トスパール120、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)3質量部と、レベリング剤としてシリコーンオイル(商品名:SH29PA、東レダウコーニングシリコーン社製):0.01質量部と、を添加し、サンドミルにて1時間の分散を行い、下引層形成用塗布液を得た。
電荷発生材料としてCuKα特性X線に対するブラッグ角(2θ±0.2゜)の少なくとも7.5゜、9.9゜、12.5゜、16.3゜、18.6゜、25.1゜及び28.3゜に強い回折ピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料15質量部と、結着樹脂として塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂(商品名:VMCH、株式会社NUC製)10質量部と、溶媒としてn−ブチルアルコール300質量部と、からなる混合物を、サンドミルにて4時間分散して電荷発生層形成用塗布液を得た。
得られた電荷発生層形成用塗布液を、前記下引層上に浸漬塗布し、100℃で10分間乾燥して、膜厚0.2μmの電荷発生層を得た。
電荷輸送材料としてN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン4質量部と、結着樹脂としてビスフェノールZポリカーボネート樹脂(重量平均分子量:4万)6質量部と、をテトラヒドロフラン24質量部及びクロロベンゼン5質量部の混合溶媒に加え、電荷輸送層形成用塗布液を得た。
得られた電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層上に塗布して130℃で40分間乾燥して膜厚35μmの電荷輸送層を形成し、目的の電子写真感光体を得た。
上記下引層の形成において得られた下引層形成用塗布液を、直径30mm、長さ340mmのアルミニウム基材に浸漬塗布し、180℃で30分乾燥硬化を行い厚さ20μmの下引層を得た。対向電極としてφ6mmの金電極を真空蒸着法にて下引層上に形成し、常温常湿(22℃/50%RH)おいて、ソーラトロン社製インピーダンスアナライザー126096W型を用い、DCバイアス0V、AC±1V、周波数1〜100Hzの範囲で測定を行い、下引層における単位面積あたりの静電容量(表中の「静電容量」)を求めた。結果を表2に示す。
感光体1の下引層の形成において、用いた表面処理金属酸化物粒子の種類並びに電子受容性化合物の種類及び添加量を表2示すようにした以外は、感光体1と同様にして電子写真感光体を得た。
また、感光体1と同様にして、得られた下引層形成用塗布液を用いて測定を行い、下引層における単位面積あたりの静電容量(表中の「静電容量」)を求めた。結果を表2に示す。
〔カブリの評価〕
得られた感光体を、画像形成装置(富士ゼロックス社製:複写機DocuCentre f 1100)に搭載し、転写電流値:120μA、プロセス速度:400mm/sec、温度22℃、湿度50%の環境下で、画像濃度3%の文字チャートをA4サイズの記録媒体に横送りで連続5000枚形成した後、画像濃度3%の文字チャートをA3ノビサイズの記録媒体に1枚形成し、A3ノビサイズの非画像部を目視で観察することで、下記評価基準によりカブリの評価を行った。結果を表2に示す。
また、転写電流値:250μA、プロセス速度:400mm/secの条件においても同様にカブリの評価を行った。結果を表2に示す。
A(○):発生しない又は識別困難
B(△):よく観察してようやく識別できる程度に発生するが、許容範囲内である
C(×):明らかに識別できる程度に発生し、許容範囲を超える
・1−2:電子受容性化合物の例示化合物(1−2)
・1−9:電子受容性化合物の例示化合物(1−9)
・1−14:電子受容性化合物の例示化合物(1−14)
・1−21:電子受容性化合物の例示化合物(1−21)
Claims (9)
- 導電性基体と前記導電性基体上に設けられ単位面積あたりの静電容量が2×10−10F/cm2以上2×10−9F/cm2以下である下引層と前記下引層上に設けられた感光層とを有する電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に直接転写する直接転写方式の転写手段と、
を備える画像形成装置。 - 前記下引層は、結着樹脂と、金属酸化物粒子と、電子受容性化合物と、を含有する請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記金属酸化物粒子は、酸化錫粒子、酸化チタン粒子、及び酸化亜鉛粒子から選ばれる少なくとも1種を含む請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記金属酸化物粒子の体積平均一次粒径は、100nm以下である請求項2又は請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記金属酸化物粒子は、1種以上のカップリング剤で処理されたものである請求項2〜請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記カップリング剤は、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、及びアルミニウム系カップリング剤から選択される少なくとも1種を含む請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記電子受容性化合物は、アントラキノン骨格を有する電子受容性化合物である請求項2〜請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記アントラキノン骨格を有する電子受容性化合物は、下記一般式(1)で表される化合物である請求項7に記載の画像形成装置。
(一般式(1)中、n1及びn2は、各々独立に0以上3以下の整数を表す。但し、n1及びn2の少なくとも一方は、各々独立に1以上3以下の整数を表す。m1及びm2は、各々独立に0又は1の整数を示す。R11及びR12は、各々独立に炭素数1以上10以下のアルキル基、又は炭素数1以上10以下のアルコキシ基を表す。) - 前記下引層の厚みが15μm以上35μm以下である請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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