JP2018155857A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】単層型感光体を備え、かつ、除電手段を備えていない画像形成装置において、画像形成工程前に帯電極性と逆極性の電圧を印加しない場合と比較し、前画像の履歴が残ることで生じる残像現象の発生を抑制する。【解決手段】画像形成装置10は、導電性基体と導電性基体上に設けられ電荷発生材料及び電荷輸送材料を含有する単層型の感光層を有する感光体50と、感光体50の表面50Aを帯電するスコロトロン帯電器14と、スコロトロン帯電器14で帯電した感光体50の表面50Aに静電潜像を形成する露光装置16と、静電潜像を、トナーを含む現像剤で現像しトナー像を形成する現像装置12と、トナー像をシート部材Pに転写する転写ロール22と、を備えている。しかし、感光体50の表面50Aを除電する除電手段を有していない。そして、画像形成工程前にスコロトロン帯電器14の帯電極性と逆極性である負極性の電圧を転写ロール22によって感光体50に印加する。【選択図】図1
Description
本発明は、画像形成装置に関する。
特許文献1には、導電性基体上に設けられた単層型の感光層を有する感光体を用いた画像形成装置に関する技術が開示されている。この先行技術の感光体は、結着樹脂と、電荷発生材料と、正孔輸送材料と、電子輸送材料と、を含んで構成され、且つ正帯電時の半減露光量が0.18μJ/cm2以下、負帯電時の半減露光量が前記正帯電時の半減露光量の2倍以上12倍以下である感光層を有している。
製造コストを抑えた廉価帯の画像形成装置として、単層型の感光層を有する感光体(以下「単層型感光体」と記す場合がある)を備えた画像形成装置が挙げられる。また、さらに製造コストを抑えた画像形成装置として、単層型感光体を備え、かつ、転写後の感光体の表面を除電する除電手段を備えていない画像形成装置が考えられる。
しかしながら、上記画像形成装置は、除電手段を備えていないので、前画像の履歴が残ることで生じる残像現象が発生しやすくなる。
本発明の課題は、単層型感光体を備え、かつ、除電手段を備えていない画像形成装置において、画像形成工程前にそのままの帯電状態で帯電手段によって帯電する場合と比較し、前画像の履歴が残ることで生じる残像現象の発生を抑制した画像形成装置を提供することである。
請求項1の発明は、導電性基体と導電性基体上に設けられ、電荷発生材料及び電荷輸送材料を含有する単層型の感光層を有する感光体と、前記感光体の表面を帯電する帯電手段と、前記帯電手段で帯電した前記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、前記静電潜像を、トナーを含む現像剤で現像し、トナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を、被転写体に転写する転写手段と、を備え、前記感光体の表面における前記転写手段による転写後且つ前記帯電手段による帯電前の領域において、前記感光体の表面を除電する除電手段を有しておらず、画像形成工程前に前記帯電手段の帯電極性と逆極性の電圧を前記転写手段によって前記感光体に一周以上印加する、画像形成装置である。
請求項2の発明は、前記感光層全体に対する前記電荷発生材料の含有量は、0.8質量%以上且つ5質量%以下である請求項1に記載の画像形成装置である。
請求項3の発明は、前記転写手段で印加する帯電と逆極性の電圧は、−200V以下且つ−1500V以上である、請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置である。
請求項4に記載の発明は、連続して画像形成を行う際は、予め定めた画像形成工程数毎に、前記帯電手段の帯電極性と逆極性の電圧を前記転写手段によって前記感光体に印加する、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置である。
請求項1に係る発明によれば、画像形成工程前に帯電手段の帯電極性と逆極性の電圧を転写手段によって感光体に印加しない場合と比較し、前画像の履歴が残ることで生じる残像現象の発生を抑制することができる。
請求項2に係る発明によれば、電荷発生材料の含有量が5質量%を超える場合に比べ、前画像の履歴が残ることで生じる残像現象の発生を抑制することができる。
請求項3に係る発明によれば、転写手段で印加する帯電と逆極性の電圧が−200Vよりも大きい場合と比較し、前画像の履歴が残ることで生じる残像現象の発生を抑制することができる。
請求項4に係る発明によれば、連続して画像形成を行う際に、一枚毎に帯電手段の帯電極性と逆極性の電圧を転写手段によって感光体に印加する場合と比較し、生産性が向上する。
以下、本発明の一例である実施形態について詳細に説明する。
[画像形成装置]
本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例について説明する。
[画像形成装置]
本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例について説明する。
(全体構成)
まず、画像形成装置10の全体構成について、図1を用いて説明する。なお、以後の説明では、画像形成装置10の上下方向(鉛直方向)をY方向、水平方向をX方向と記載し、X方向及びY方向と直交する奥行き方向をZ方向と記載する。
まず、画像形成装置10の全体構成について、図1を用いて説明する。なお、以後の説明では、画像形成装置10の上下方向(鉛直方向)をY方向、水平方向をX方向と記載し、X方向及びY方向と直交する奥行き方向をZ方向と記載する。
図1に示されるように、画像形成装置10は、感光体50とスコロトロン帯電器14と露光装置16と現像装置12と転写ロール22と定着装置24とクリーニング装置26とを備えている。また、制御装置30が、本画像形成装置10の各種装置等を制御する。
帯電手段の一例としてのスコロトロン帯電器14は、潜像保持体の一例としてのドラム状(円筒状)の感光体50の表面50Aを正極性に帯電させる。静電潜像形成手段の一例としての露光装置16は、表面50Aが帯電した感光体50に画像データに基づいてレーザ光Lを照射して感光体50に静電潜像を形成する。現像手段の一例としての現像装置12は、感光体50に形成された静電潜像にトナーを選択的に転移してトナー画像として可視化する。転写手段の一例としての転写ロール22は、図示していない電源から負極性の電圧(又は電流)が印加され、感光体50の表面50Aに形成されたトナー画像を、搬送経路20に沿って供給される被転写体の一例としてのシート部材(記録媒体)Pに転写する。定着装置24は、シート部材P上の転写されたトナー画像を加熱及び加圧して、シート部材Pに定着させる。また、クリーニング装置26は、トナー画像が転写された後の感光体50に残留するトナーを清掃し回収する。
画像形成装置10の下部には、シート部材Pを一枚ずつ給紙する給紙装置40が設けられている。給紙装置40は、シート部材Pが複数枚積載されたシート部材収容部41、42を備えている。このシート部材収容部41、42に積載されたシート部材Pは、取出ロール43、44によって順次取り出され、一枚ずつ搬送される構成となっている。そして、シート部材Pの搬送経路20に沿って複数の搬送ロール48が設けられており、シート部材Pが搬送経路20に沿ってシート部材Pの搬送方向の下流側(以下単に「下流側」と記す場合がある)へ搬送されるように構成されている。
また、搬送経路20の下流側には、前述した定着装置24が設けられている。定着装置24は、加熱ロール24Hと加圧ロール24Nとを備えており、これら加熱ロール24Hと加圧ロール24Nとの間をシート部材Pが通過することで、シート部材Pに転写されたトナー画像がシート部材Pに定着するように構成されている。また、定着装置24の下流側には、トナー画像が定着されたシート部材Pを排出部45に排出する排出ロール38が設けられている。
なお、本実施形態では、感光体50の表面50Aにおける転写ロール22による転写後(感光体50の回転方向下流側)且つスコロトロン帯電器44による帯電前(感光体50の回転方向上流側)の領域において、感光体50の表面50Aを除電する除電手段は、備えられていない。除電手段は、例えば、感光体50の回転軸方向幅の全域に光照射する照射装置等である。
(感光体の概要)
次に、本実施形態の感光体50の概要について説明する。
次に、本実施形態の感光体50の概要について説明する。
本実施形態の感光体50は、表面50Aを正極性に帯電させる正帯電型感光体である。
また、感光体50は、図2に示すように、ドラム状の導電性基体52上に、単層型の感光層54が設けられている単層型感光体である。ドラム状の導電性基体52は、接地されている。
単層型の感光層54は、少なくとも電荷発生材料及び電荷輸送材料を含有している。本実施形態における感光層54全体に対する電荷発生材料の含有量は、2質量%である。なお、感光層54は、必要に応じて電荷発生材料及び電荷輸送材料以外の成分を含有してもよい。
また、感光体50は、必要に応じて感光層54以外のその他の層を設けてもよい。その他の層としては、例えば、導電性基体52と単層型の感光層54との間に設けられる下引層(アンダーコート層)及び単層型の感光層2上に設けられる保護層(オーバーコート層)等が挙げられる。
なお、本実施形態に係る感光体50についての詳細は、後述する。
(画像形成工程)
次に、画像形成装置10の画像形成工程について説明する。
次に、画像形成装置10の画像形成工程について説明する。
まず、スコロトロン帯電器14が感光体50の表面50Aを正極性に帯電させる。続いて、図示しないスキャナによって読み取られた画像データ又は外部から送られたデータに基づいて露光装置16が帯電された感光体50の表面50Aを露光し、感光体50の表面50Aに静電潜像を形成する。そして、現像装置12が静電潜像を現像し、トナー画像として可視化する。
一方、シート部材収容部41又はシート部材収容部42から搬送経路20にシート部材Pが送り出される。搬送経路20に送り出されたシート部材Pは、トナー画像を保持した感光体50と転写ロール22との間に形成された転写部NTを通り、負極性の電圧が印加された転写ロール22によってトナー画像がシート部材Pに転写される。シート部材Pに転写されたトナー画像は、定着装置24の加熱ロール24Hと加圧ロール24Nとの間を通過することで、シート部材Pに定着される。トナー画像が定着したシート部材Pは排出ロール38によって排出部45に排出される。
なお、上記、画像形成工程の前に、転写ロール22で感光体50を一周以上、帯電極性である正極性と逆極性の負極性の電圧を印加するが、これについての説明は後述する。
(各装置の動作タイミング)
次に画像形成時における帯電(スコロトロン帯電器14)、露光(露光装置16)、現像(現像装置12)及び転写(転写ロール22)の動作タイミングについて説明する。
次に画像形成時における帯電(スコロトロン帯電器14)、露光(露光装置16)、現像(現像装置12)及び転写(転写ロール22)の動作タイミングについて説明する。
図4に示すように、前述の帯電、露光、現像及び転写の画像形成工程の前に、感光体50(図1参照)に対して、スコロトロン帯電器14の帯電極性である正極性と逆極性の負極性の電圧を転写ロール22で1周以上印加する。なお、本実施形態では、1周印加している。
連続して画像を形成する場合は、画像形成工程を複数回終了毎(複数枚画像形成する毎)に、本実施形態では画像形成工程を五回終了毎(本実施形態では5枚画像形成を行う毎)に、1周、転写ロール22で負極性の電圧を感光体50(図1参照)に印加する。
なお、図4のVGが画像形成工程前の転写ロール22による負極性の電圧の印加を表している。
画像形成工程における転写ロール22に印加する転写時の印加電圧VTは−900Vである。また、画像形成工程の前に転写ロール22に印加する印加電圧VGは、−900Vとなっている。
[作用]
次に、本実施形態の作用について説明する。
次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態の画像形成装置10は、感光層が積層型の感光体よりも低コストである感光層54が単層型の感光体50を用い、且つ除電手段を備えていないので、製造コストが抑えられている。
ここで、本実施形態の画像形成装置10は、除電手段を備えていないので、前画像の画像部が次に形成された画像に濃く表れるポジゴースト(残像現像の一例)が発生しやすい。より具体的に説明すると、画像を形成する過程で画像部と非画像部とに表面電位に差が生じ、この表面電位の差が次の画像形成で残り、履歴画像として現れてしまう現象である。
しかし、本実施形態では、帯電、露光、現像及び転写の画像形成工程の前に、感光体50を一周以上、転写ロール22で負極性の電圧を印加しているので、印加していない場合と比較し、ポジゴーストの発生が抑制される。
次に、ポジゴーストの発生及び画造形成前の転写ロール22による負極性の電圧の印加によってポジゴーストが抑制されることについて、図2及び図3を用いて説明する。
なお、図中における「+」は、正極性の電荷を示し、「−」は負極性の電荷を示している。
図2に示すように、帯電工程においては、感光体50の表面50Aは、スコロトロン帯電器14(図1参照)によって正極性に帯電する。また、感光体50の表面50Aを正極性に帯電することで、導電性基体52には負極性の電荷が発生する。
この状態で露光されると、感光層54に正極性の電荷(正孔)と負極性の電荷(電子)とが発生し、これらが移動することで、露光部の表面電位が下がり、静電潜像が形成される。
しかし、一部の負極性の電荷(電子)が感光層54に残留し残留電荷RD(図3を参照)となる。そして、この負極性の残留電荷RDが、次の帯電時に解放され、感光体50の表面50Aの前回露光部の表面電位が低下する(前回の露光部は非露光部よりも表面電位が低くなる)。
そして、この次の露光では、表面電位が低下している部分の露光後電位が下がり、ポジゴーストとなる。
しかし、本実施形態では、図3に示すように、画像形成工程前に、感光体50の表面50Aを転写ロール22で負極性の電圧を印加する。これにより、導電性基体52には正極性の電荷が発生する。単層型の感光層54は、材料特性上、負極性よりも正極性の電荷の方が移動しやすいので、正極性の電荷が感光層54に注入される。
そして、感光層54に注入された正極性の電荷(正孔)CDが、負極性の残留電荷RDと打ち消しあい、前回露光部分の感光体50の表面50Aの表面電位の低下が抑制され、その結果、ポジゴーストが抑制される。
なお、上記説明は、現時点は仮説であり、推測であるが、画像形成工程前に、感光体50の表面50Aを転写ロール22で負極性の電圧を印加することで、ポジゴーストが抑制されることは実験によって確認されている。
よって、次に感光体50の表面50Aを転写ロール22で負極性の電圧を印加することで、ポジゴーストが抑制されることを確認した実験結果について、図5の表を用いて説明する。
なお、表における画像形成工程前の電圧印加の有無は、画像形成工程前の転写ロール22により負極性の電圧の印加することの有無である。
電荷発生材料比率は、後述する感光体(1)〜(5)における感光層54全体に対する電荷発生材料の含有量の質量%である。
印加電圧VGは、画像形成工程の前に転写ロール22に印加する電圧値である。
後述する感光体(1)〜(5)を用い、22℃55%RHの環境下で、図6に示すゴースト評価画像を10枚連続印字した。
なお、図6に示す評価画像は、白の背景に黒色の「G]文字を有する領域と、画像濃度30%のハーフトーン画像の領域と、をプリントした評価画像である。
そして、ポジゴーストは、10枚目の画像について、目視で以下の基準で評価した。
◎: 未発生
○: ごくわずかに発生、実使用上問題なし
△: わずかに発生、実使用上問題なし
×: 発生、画質上容認できない
表中の画像濃度は、10枚目の30%ハーフトーン画像部を目視で以下の基準で評価した。
○: 濃度問題なし
△: ごくわずかに薄いが実使用上問題なし
×: 濃度薄い、画質上容認できない
後述する感光体(1)〜(5)を用い、22℃55%RHの環境下で、図6に示すゴースト評価画像を10枚連続印字した。
なお、図6に示す評価画像は、白の背景に黒色の「G]文字を有する領域と、画像濃度30%のハーフトーン画像の領域と、をプリントした評価画像である。
そして、ポジゴーストは、10枚目の画像について、目視で以下の基準で評価した。
◎: 未発生
○: ごくわずかに発生、実使用上問題なし
△: わずかに発生、実使用上問題なし
×: 発生、画質上容認できない
表中の画像濃度は、10枚目の30%ハーフトーン画像部を目視で以下の基準で評価した。
○: 濃度問題なし
△: ごくわずかに薄いが実使用上問題なし
×: 濃度薄い、画質上容認できない
そして、この図5の表からポジゴーストが○又は◎で且つ画像濃度が○は、条件1、条件2、条件4、条件6、条件7、条件8、条件9及び条件10である。
これは、画像形成工程前の転写ロール22により負極性の印加電圧VGは−200V以下、−1500V以上である。また、感光層54全体に対する電荷発生材料の含有量は、0.8質量%以上で5.0質量%以下である。
本実施形態では、画像形成工程前の転写ロール22により負極性の印加電圧VGは−900であり、感光層54全体に対する電荷発生材料の含有量は、2質量%であるので、上記条件内に含まれている。よって、ポジゴーストが効果的に抑制され、また画像濃度が画質仕様を満足している。
なお、印加電圧VGは−200V未満の場合は、感光層54に注入される正極性の電荷(正孔)CDが少ない又は注入されないので、ポジゴーストの抑制効果が低いと考えられる。また、電荷発生材料の含有量が5.0質量%よりも多い場合は、負極性の残留電荷RDが多いので、ポジゴーストの抑制効果が低いと考えられる。また、電荷発生材料の含有量が0.8質量%未満の場合は、露光後電位が十分に下がらないため、画像濃度が確保されないと考えられる。
なお、前述したように、画像形成工程前に転写ロール22で負極性の電圧を印加することで、正極性の電荷CDが注入され、残留電荷RDが打ち消され、印加しない場合と比較し、ポジゴーストが抑制される。つまり、画像形成工程前の転写ロール22により負極性の印加電圧VGは−200V以下−1500V以上、感光層54全体に対する電荷発生材料の含有量は、0.8質量%以上5.0質量%以下の範囲外であっても、印加しない場合と比較し、ポジゴーストが抑制される。
ここで、感光体50の一周分は負極性が印加されているが、二周目以降は負極性がかかって無い。しかし、感光体50に負極性を印加することによるポジゴーストの抑制効果は、二周目以降も持続される。但し、印字毎にその効果は徐々に低下し、本実施形態では、約30周目で効果がほぼ無くなる。
よって、30周までは注入した正極性の電荷CDが感光体50の感光層54に残っており、ポジゴーストの抑制効果を発揮していると考えられる。なお、30周は、画像形成工程の何工程分に相当するかは、感光体径、出力用紙サイズ等によって変わる。感光体径が30mm、出力用紙サイズがA4縦の場合、30周は、画像形成工程の5工程分に相当する。
本実施形態では、図4のタイミングチャートに示すように、連続して画像形成を行う場合は、画像形成工程が五回終了毎に、転写ロール22で負極性を印加しているので、連続印字中においても、ポジゴーストの抑制効果が得られる。また、一枚印字する毎に、転写ロール22で負極性を印加する場合と比較し、生産性が向上する。
[その他]
なお、本発明は、上記実施形態に限定されない。
[その他]
なお、本発明は、上記実施形態に限定されない。
上記実施形態では、帯電手段はスコロトロン帯電器14であり、転写手段は転写ロール22であったが、これらは一例であり、これらに限定されない。例えば、帯電手段は、帯電ロール等の接触式の帯電装置であってもよいし、転写手段は、コロトロン帯電器等の非接触式の帯電器であってもよい。
また、例えば、上記実施形態では、画像形成工程の前に、感光体50に対して、負極性の電圧を転写ロール22で1周印加しているが、これに限定されない。感光層54の組成、転写手段の仕様及び帯電手段の帯電能力等を考慮し、適宜調整すればよい。なお、少なくとも1周以上、感光体50に印加すれば、ポジゴーストの抑制効果が得られる。
ここで、画像形成工程前に転写ロール22による負極性の電圧を感光体50に少なくとも一周以上印加することについて説明する。感光体50における転写ロール22によって負極性の電圧を印加した部位が、一周回って再度転写ロール22に到達した際に画像形成工程によって形成されたトナー像が形成されていないことを意味する。
また、例えば、上記実施形態では、図4のタイミングチャートに示すように、連続して画像形成を行う場合は、画像形成工程が五回終了する毎に、転写ロール22で負極性を印加していたが、これに限定されない。感光層54の組成、転写手段の仕様及び帯電手段の帯電能力等を考慮し、適宜調整すればよい。
また、例えば、上記実施形態では、画像形成工程前の転写ロール22により負極性の印加電圧VGは−200V以下で−1500V以上、及び、感光層54全体に対する電荷発生材料の含有量は、0.8質量%以上で5.0質量%以下、が画像品質の仕様範囲に設定されていた。しかし、これに限定されるものではない。画像形成装置の画質等の各種仕様、感光層54の組成、転写手段の仕様及び帯電手段の帯電能力等に応じて、適宜範囲を設定すればよい。要は、画像形成工程前に転写手段で帯電手段と逆極性の電圧を一周以上印加し、印加しない場合と比較し、ポジゴーストを抑制すればよい。
また、画像形成装置の構成としては、上記実施形態の構成に限られず種々の構成とすることが可能である。例えば、上記画像形成装置では、単色印字のプリンターであったが、これに限定されない。カラー印字のプリンターであってもよい。また、カラー印字の場合は、各色に対応した感光体12から中間転写ベルト等の中間転写体(被転写体の一例)に各色トナー像を転写して、一括して記録媒体に転写する方法であってもよい。
更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない
[感光体の詳細]
次に、感光体50の詳細を説明する。なお、以降の説明においては、符号は省略する。
次に、感光体50の詳細を説明する。なお、以降の説明においては、符号は省略する。
(導電性基体)
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。
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。
導電性基体の表面は、感光体がレーザプリンタに使用される場合、レーザ光を照射する際に生じる干渉縞を抑制する目的で、中心線平均粗さRaで0.04μm以上0.5μm以下に粗面化されていることが好ましい。なお、非干渉光を光源に用いる場合、干渉縞防止の粗面化は、特に必要ないが、導電性基体の表面の凹凸による欠陥の発生を抑制するため、より長寿命化に適する。
粗面化の方法としては、例えば、研磨剤を水に懸濁させて支持体に吹き付けることによって行う湿式ホーニング、回転する砥石に導電性基体を圧接し、連続的に研削加工を行うセンタレス研削、陽極酸化処理等が挙げられる。
粗面化の方法としては、導電性基体の表面を粗面化することなく、導電性又は半導電性粉体を樹脂中に分散させて、導電性基体の表面上に層を形成し、その層中に分散させる粒子により粗面化する方法も挙げられる。
陽極酸化による粗面化処理は、金属製(例えばアルミニウム製)の導電性基体を陽極とし電解質溶液中で陽極酸化することにより導電性基体の表面に酸化膜を形成するものである。電解質溶液としては、例えば、硫酸溶液、シュウ酸溶液等が挙げられる。しかし、陽極酸化により形成された多孔質陽極酸化膜は、そのままの状態では化学的に活性であり、汚染され易く、環境による抵抗変動も大きい。そこで、多孔質陽極酸化膜に対して、酸化膜の微細孔を加圧水蒸気又は沸騰水中(ニッケル等の金属塩を加えてもよい)で水和反応による体積膨張でふさぎ、より安定な水和酸化物に変える封孔処理を行うことが好ましい。
陽極酸化膜の膜厚は、例えば、0.3μm以上15μm以下が好ましい。この膜厚が上記範囲内にあると、注入に対するバリア性が発揮される傾向があり、また繰り返し使用による残留電位の上昇が抑えられる傾向にある。
導電性基体には、酸性処理液による処理又はベーマイト処理を施してもよい。
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。
ベーマイト処理は、例えば90℃以上100℃以下の純水中に5分から60分間浸漬すること、又は90℃以上120℃以下の加熱水蒸気に5分から60分間接触させて行う。被膜の膜厚は、0.1μm以上5μm以下が好ましい。これをさらにアジピン酸、硼酸、硼酸塩、燐酸塩、フタル酸塩、マレイン酸塩、安息香酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩等の被膜溶解性の低い電解質溶液を用いて陽極酸化処理してもよい。
(単層型の感光層)
単層型の感光層は、例えば、結着樹脂と、電荷発生材料と、電荷輸送材料として正孔輸送材料及び電子輸送材料と、を含み、必要に応じてその他添加剤を含んでもよい。
単層型の感光層は、例えば、結着樹脂と、電荷発生材料と、電荷輸送材料として正孔輸送材料及び電子輸送材料と、を含み、必要に応じてその他添加剤を含んでもよい。
<結着樹脂>
結着樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、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、スチレン−アルキッド樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシラン等が挙げられる。これらの結着樹脂は1種を単独で又は2種以上混合して用いてもよい。
結着樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、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、スチレン−アルキッド樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシラン等が挙げられる。これらの結着樹脂は1種を単独で又は2種以上混合して用いてもよい。
これら結着樹脂の中でも、感光層の機械的強度等の観点から、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂が好ましい。
また、感光層の成膜性の観点から、粘度平均分子量30000以上80000以下のポリカーボネート樹脂、及び粘度平均分子量30000以上80000以下のポリアリレート樹脂の少なくとも1種を用いることがよい。
なお、粘度平均分子量は、下記の方法により測定される値である。樹脂1gをメチレンクロライド100cm3に溶解し、25℃の測定環境下でウベローデ粘度計により、比粘度ηspを測定する。そして、ηsp/c=〔η〕+0.45〔η〕2cの関係式(但しcは濃度(g/cm3))から極限粘度〔η〕(cm3/g)を求め、H.Schnellによって与えられている関係式〔η〕=1.23×10−4MV0.83から粘度平均分子量MVを求める。
感光層の全固形分に対する結着樹脂の含有量は、例えば、35質量%以上60質量%以下、望ましくは40質量%以上55質量%以下である。
−電荷発生材料−
電荷発生材料としては、前述のΔEa−Ipの範囲内を満たすものであれば、特に限定されるものでない。
電荷発生材料としては、前述のΔEa−Ipの範囲内を満たすものであれば、特に限定されるものでない。
電荷発生材料の電子親和力(Ea)は、電荷漏れを抑制し、色点の発生を抑制する点で、例えば、3.8eV以上4.0eV以下(好ましくは、3.8eV以上3.9eV以下)であることがよい。
なお、電荷発生材料は、電子親和力(Ea)の異なる電荷発生材料を2種以上用いてもよい。この場合、電荷発生材料の電子親和力(Ea)は、感光層に含まれる電荷発生材料のうち、最も含有比率(質量比)の高い電荷発生材料の電子親和力(Ea)を示す。一方、含有比率が同じ場合は、各々の電荷発生材料の電子親和力(Ea)の平均値を表す。
以下、電荷発生材料について詳細に説明する。
電荷発生材料としては、例えば、ビスアゾ、トリスアゾ等のアゾ顔料;ジブロモアントアントロン等の縮環芳香族顔料;ペリレン顔料;ピロロピロール顔料;フタロシアニン顔料;酸化亜鉛;三方晶系セレン等が挙げられる。
これらの中でも、近赤外域のレーザ露光に対応させるためには、電荷発生材料としては、金属フタロシアニン顔料、又は無金属フタロシアニン顔料を用いることがよい。具体的には、例えば、ヒドロキシガリウムフタロシアニン;クロロガリウムフタロシアニン;ジクロロスズフタロシアニン;チタニルフタロシアニンが挙げられる。
一方、近紫外域のレーザ露光に対応させるためには、電荷発生材料としては、ジブロモアントアントロン等の縮環芳香族顔料;チオインジゴ系顔料;ポルフィラジン化合物;酸化亜鉛;三方晶系セレン;ビスアゾ顔料等を用いることがよい。
すなわち、電荷発生材料としては、例えば380nm以上500nm以下の露光波長の光源を用いる場合には無機顔料を用いることがよく、700nm以上800nm以下の露光波長の光源を用いる場合には、金属及び無金属フタロシアニン顔料を用いことがよい。
中でも、電荷発生材料としては、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料及びクロロガリウムフタロシアニン顔料から選択される少なくとも1種を用いることが望ましい。これらの電荷発生材料としては、単独又は2種以上混合して用いてもよい。感光体の高感度化の点から、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料がよい。
なお、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料及びクロロガリウムフタロシアニン顔料を併用する場合には、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料とクロロガリウムフタロシアニン顔料との比率は、質量比で、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料:クロロガリウムフタロシアニン顔料=9:1乃至3:7(好ましくは9:1乃至6:4)であることがよい。
ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料としては、特に制限はないが、V型のヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料がよい。
特に、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料としては、例えば、600nm以上900nm以下の波長域での分光吸収スペクトルにおいて、810nm以上839nm以下の範囲に最大ピーク波長を有するヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料がより優れた分散性が得られる観点から望ましい。
また、上記の810nm以上839nm以下の範囲に最大ピーク波長を有するヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料は、平均粒径が特定の範囲であり、且つ、BET比表面積が特定の範囲であることが好ましい。具体的には、平均粒径が0.20μm以下であることが好ましく、0.01μm以上0.15μm以下であることがより好ましい。一方、BET比表面積は45m2/g以上であることが好ましく、50m2/g以上であることがより好ましく、55m2/g以上120m2/g以下であることがさらに好ましい。平均粒径は、体積平均粒径であり、レーザ回折散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所LA−700)にて測定した値である。BET比表面積は、流動式比表面積自動測定装置(島津製作所フローソープII2300)を用い窒素置換法にて測定した値である。
ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料の最大粒径(一次粒径の最大値)は、1.2μm以下が好ましく、1.0μm以下がより好ましく、0.3μm以下が更に好ましい。
ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料は、平均粒径が0.2μm以下であり、且つ、最大粒径が1.2μm以下であり、且つ、BET比表面積が45m2/g以上であることが好ましい。
ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料は、CuKα特性X線を用いたX線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも7.3゜、16.0゜、24.9゜、28.0゜に回折ピークを有するV型であることが好ましい。
一方、クロロガリウムフタロシアニン顔料としては、感光層の感度の点から、ブラッグ角度(2θ±0.2°)7.4°、16.6°、25.5°、28.3°に回折ピークを有する化合物が好ましい。クロロガリウムフタロシアニン顔料の最大ピーク波長、平均粒径、最大粒径、及びBET比表面積の好ましい範囲は、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料と同様である。
電荷発生材料は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
単層型の感光層の全固形分に対する電荷発生材料の含有量は、ゴーストの発生を抑制する観点から、0.8質量%以上5質量%以下が好ましく、0.8質量%以上4質量%以下がより好ましく、0.8質量%以上3質量%以下がさらに好ましい。
<正孔輸送材料>
正孔輸送材料としては、特に制限はないが、例えば、2,5−ビス(p−ジエチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール等のオキサジアゾール誘導体;1,3,5−トリフェニル−ピラゾリン、1−[ピリジル−(2)]−3−(p−ジエチルアミノスチリル)−5−(p−ジエチルアミノスチリル)ピラゾリン等のピラゾリン誘導体;トリフェニルアミン、N,N′−ビス(3,4−ジメチルフェニル)ビフェニル−4−アミン、トリ(p−メチルフェニル)アミニル−4−アミン、ジベンジルアニリン等の芳香族第3級アミノ化合物;N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−N,N′−ジフェニルベンジジン等の芳香族第3級ジアミノ化合物、3−(4′−ジメチルアミノフェニル)−5,6−ジ−(4′−メトキシフェニル)−1,2,4−トリアジン等の1,2,4−トリアジン誘導体;4−ジエチルアミノベンズアルデヒド−1,1−ジフェニルヒドラゾン等のヒドラゾン誘導体;2−フェニル−4−スチリル−キナゾリン等のキナゾリン誘導体;6−ヒドロキシ−2,3−ジ(p−メトキシフェニル)ベンゾフラン等のベンゾフラン誘導体;p−(2,2−ジフェニルビニル)−N,N−ジフェニルアニリン等のα−スチルベン誘導体;エナミン誘導体;N−エチルカルバゾール等のカルバゾール誘導体;ポリ−N−ビニルカルバゾール及びその誘導体等;上記した化合物で構成される基を主鎖又は側鎖に有する重合体;などが挙げられる。これらの正孔輸送材料は、1種又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
正孔輸送材料としては、特に制限はないが、例えば、2,5−ビス(p−ジエチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール等のオキサジアゾール誘導体;1,3,5−トリフェニル−ピラゾリン、1−[ピリジル−(2)]−3−(p−ジエチルアミノスチリル)−5−(p−ジエチルアミノスチリル)ピラゾリン等のピラゾリン誘導体;トリフェニルアミン、N,N′−ビス(3,4−ジメチルフェニル)ビフェニル−4−アミン、トリ(p−メチルフェニル)アミニル−4−アミン、ジベンジルアニリン等の芳香族第3級アミノ化合物;N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−N,N′−ジフェニルベンジジン等の芳香族第3級ジアミノ化合物、3−(4′−ジメチルアミノフェニル)−5,6−ジ−(4′−メトキシフェニル)−1,2,4−トリアジン等の1,2,4−トリアジン誘導体;4−ジエチルアミノベンズアルデヒド−1,1−ジフェニルヒドラゾン等のヒドラゾン誘導体;2−フェニル−4−スチリル−キナゾリン等のキナゾリン誘導体;6−ヒドロキシ−2,3−ジ(p−メトキシフェニル)ベンゾフラン等のベンゾフラン誘導体;p−(2,2−ジフェニルビニル)−N,N−ジフェニルアニリン等のα−スチルベン誘導体;エナミン誘導体;N−エチルカルバゾール等のカルバゾール誘導体;ポリ−N−ビニルカルバゾール及びその誘導体等;上記した化合物で構成される基を主鎖又は側鎖に有する重合体;などが挙げられる。これらの正孔輸送材料は、1種又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
正孔輸送材料の具体例としては、例えば、下記一般式(B−1)で示される化合物及び下記一般式(B−2)で示される化合物が挙げられる。さらに、下記一般式(1)で表される化合物が挙げられる。これらの中でも、電荷移動度の観点から、下記一般式(1)で表される正孔輸送材料が適用されることが好ましい。
一般式(B−1)中、RB1は、水素原子またはメチル基を示す。n11は1または2を示す。ArB1およびArB2は各々独立に置換若しくは未置換のアリール基、−C6H4−C(RB3)=C(RB4)(RB5)、または−C6H4−CH=CH−CH=C(RB6)(RB7)を示し、RB3乃至RB7はそれぞれ独立に水素原子、置換若しくは未置換のアルキル基、または置換若しくは未置換のアリール基を表す。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、または炭素数1以上3以下のアルキル基で置換された置換アミノ基を示す。
一般式(B−2)中、RB8およびRB8’は同一でも異なってもよく、各々独立に水素原子、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、を示す。RB9、RB9’、RB10、およびRB10’は同一でも異なってもよく、各々独立にハロゲン原子、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、炭素数1以上2以下のアルキル基で置換されたアミノ基、置換若しくは未置換のアリール基、−C(RB11)=C(RB12)(RB13)、または−CH=CH−CH=C(RB14)(RB15)を示し、RB11乃至RB15は各々独立に水素原子、置換若しくは未置換のアルキル基、または置換若しくは未置換のアリール基を表す。m12、m13、n12およびn13は各々独立に0以上2以下の整数を示す。
ここで、一般式(B−1)で示される化合物及び一般式(B−2)で示される化合物のうち、特に、「−C6H4−CH=CH−CH=C(RB6)(RB7)」を有する一般式(B−1)で示される化合物、及び「−CH=CH−CH=C(RB14)(RB15)」を有する一般式(B−2)で示される化合物が好ましい。
以下、一般式(B−1)で示される化合物及び一般式(B−2)で示される化合物の具体例として、下記構造式(HT−A)〜(HT−G)を挙げるが、正孔輸送材料は、これらに限られるものではない。
一般式(1)中、R1、R2、R3、R4、R5、及びR6は、各々独立に、水素原子、低級アルキル基、アルコキシ基、フェノキシ基、ハロゲン原子、又は、低級アルキル基、低級アルコキシ基及びハロゲン原子から選ばれる置換基を有していてもよいフェニル基を示す。m及びnは、各々独立に、0又は1を示す。
一般式(1)中、R1〜R6が示す低級アルキル基としては、例えば、直鎖状又は分岐状で、炭素数1以上4以下のアルキル基が挙げられ、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基等が挙げられる。
これらの中でも、低級アルキル基としては、メチル基、エチル基が好ましい。
一般式(1)中、R1〜R6が示すアルコキシ基としては、例えば、炭素数1以上4以下のアルコキシ基が挙げられ、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。
一般式(1)中、R1〜R6が示すハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
一般式(1)中、R1〜R6が示すフェニル基としては、例えば、未置換のフェニル基;p−トリル基、2,4−ジメチルフェニル基等の低級アルキル基置換のフェニル基;p−メトキシフェニル基等の低級アルコキシ基置換のフェニル基;p−クロロフェニル基等のハロゲン原子置換のフェニル基等が挙げられる。
なお、フェニル基に置換し得る置換基としては、例えば、R1〜R6が示す低級アルキル基、低級アルコキシ基、ハロゲン原子が挙げられる。
一般式(1)の正孔輸送材料の中でも、高感度化の点から、m及びnが1を示す正孔輸送材料が好ましく、R1〜R6が各々独立に、水素原子、炭素数1以上4以下の低級アルキル基、又はアルコキシ基を示し、m及びnが1を示す正孔輸送材料がより好ましい。
以下に、一般式(1)で表される化合物の例示として化合物(1−1)〜(1−64)を挙げるが、これに限定されるわけではない。置換基の前に付す番号は、ベンゼン環に対する置換位置を示す。
なお、上記例示化合物中の略記号は、以下の意味を示す。
・4−Me:フェニル基の4−位に置換するメチル基
・3−Me:フェニル基の3−位に置換するメチル基
・4−Cl:フェニル基の4−位に置換する塩素原子
・4−MeO:フェニル基の4−位に置換するメトキシ基
・4−F:フェニル基の4−位に置換するフッ素原子
・4−Pr:フェニル基の4−位に置換するプロピル基
・4−PhO:フェニル基の4−位に置換するフェノキシ基
・3−Me:フェニル基の3−位に置換するメチル基
・4−Cl:フェニル基の4−位に置換する塩素原子
・4−MeO:フェニル基の4−位に置換するメトキシ基
・4−F:フェニル基の4−位に置換するフッ素原子
・4−Pr:フェニル基の4−位に置換するプロピル基
・4−PhO:フェニル基の4−位に置換するフェノキシ基
<電子輸送材料>
電子輸送材料としては、特に制限はないが、例えば、クロラニル、ブロモアニル等のキノン系化合物;テトラシアノキノジメタン系化合物;2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、9−ジシアノメチレン−9−フルオレノン−4−カルボン酸オクチル等のフルオレノン系化合物;2−(4−ビフェニル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(4−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)1,3,4−オキサジアゾール等のオキサジアゾール系化合物;キサントン系化合物;チオフェン系化合物;3,3’−ジ−tert−ペンチル−ジナフトキノン等のジナフトキノン系化合物;3,3’−ジ−tert−ブチル−5,5’−ジメチルジフェノキノン、3,3’,5,5’−テトラ−tert−ブチル−4,4’−ジフェノキノン等のジフェノキノン系化合物;上記した化合物で構成される基を主鎖又は側鎖に有する重合体;などが挙げられる。これらの電子輸送材料は、1種又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
電子輸送材料としては、特に制限はないが、例えば、クロラニル、ブロモアニル等のキノン系化合物;テトラシアノキノジメタン系化合物;2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、9−ジシアノメチレン−9−フルオレノン−4−カルボン酸オクチル等のフルオレノン系化合物;2−(4−ビフェニル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(4−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)1,3,4−オキサジアゾール等のオキサジアゾール系化合物;キサントン系化合物;チオフェン系化合物;3,3’−ジ−tert−ペンチル−ジナフトキノン等のジナフトキノン系化合物;3,3’−ジ−tert−ブチル−5,5’−ジメチルジフェノキノン、3,3’,5,5’−テトラ−tert−ブチル−4,4’−ジフェノキノン等のジフェノキノン系化合物;上記した化合物で構成される基を主鎖又は側鎖に有する重合体;などが挙げられる。これらの電子輸送材料は、1種又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
電子輸送材料としては、高感度の点から、下記の一般式(2)で表される化合物が好ましい。
一般式(2)中、R11、R12、R13、R14、R15、R16、及びR17は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、又はアラルキル基を示す。R18は、アルキル基、−L19−O−R20、アリール基、又はアラルキル基を表す。ただし、L19はアルキレン基を示し、R20はアルキル基を表す。
一般式(2)中、R11〜R17が示すハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
一般式(2)中、R11〜R17が示すアルキル基としては、例えば、直鎖状又は分岐状で、炭素数1以上4以下(好ましくは1以上3以下)のアルキル基が挙げられ、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基等が挙げられる。
一般式(2)中、R11〜R17が示すアルコキシ基としては、例えば、炭素数1以上4以下(好ましくは1以上3以下)のアルコキシ基が挙げられ、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。
一般式(2)中、R11〜R17が示すアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基等が挙げられる。これらの中でも、R11〜R17が示すアリール基としては、フェニル基が好ましい。
一般式(2)中、R11〜R17が示すアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基等が挙げられる。
一般式(2)中、R18が示すアルキル基としては、例えば、炭素数1以上12以下(好ましくは炭素数5以上10以下)の直鎖状のアルキル基、炭素数3以上10以下(好ましくは炭素数5以上10以下)の分岐状のアルキル基が挙げられる。
炭素数1以上12以下の直鎖状のアルキル基としては、例えば、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、n−ウンデシル、n−ドデシル基等が挙げられる。
炭素数3以上10以下の分岐状のアルキル基としては、例えば、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。
一般式(2)中、R18が示す−L19−O−R20で示される基は、L19がアルキレン基を示し、R20は、アルキル基を示す。
L19が示すアルキレン基としては、直鎖状又は分岐状の炭素数1以上12以下のアルキレン基が挙げられ、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基、sec−ブチレン基、tert−ブチレン基、n−ペンチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基、tert−ペンチレン基等が挙げられる。
R20が示すアルキル基としては、上記R11〜R17が示すアルキル基と同様の基が挙げられる。
一般式(2)中、R18が示すアリール基としては、例えば、フェニル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、エチルフェニル基等が挙げられる。
なお、R18が示すアリール基は、アルキル基で置換されたアルキル置換アリール基であることが、溶解性の観点で好ましい。アルキル置換アリール基のアルキル基としては、R11〜R17が示すアルキル基と同様の基が挙げられる。
一般式(2)中、R18が示すアラルキル基としては、−L21−Arで示される基が挙げられる。但し、L21は、アルキレン基を示す、Arは、アリール基を示す。
L21が示すアルキレン基としては、直鎖状又は分岐状の炭素数1以上12以下のアルキレン基が挙げられ、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基、sec−ブチレン基、tert−ブチレン基、n−ペンチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基、tert−ペンチレン基等が挙げられる。
Arが示すアリール基としては、フェニル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、エチルフェニル基等が挙げられる。
一般式(2)中、R18が示すアラルキル基として具体的には、ベンジル基、メチルベンジル基、ジメチルベンジル基、フェニルエチル基、メチルフェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基等が挙げられる。
一般式(2)の電子輸送材料としては、高感度化の点から、R18が炭素数5以上10以下のアルキル基又はアラルキル基を示す電子輸送材料が好ましく、特に、R11〜R17が各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、又はアルキル基を示し、かつ、R18が炭素数5以上10以下のアルキル基又はアラルキル基を示す電子輸送材料が好ましい。
以下、一般式(2)の電子輸送材料の例示化合物を示すが、これに限定されるわけではない。なお、以下の例示化合物番号は、例示化合物(2−番号)と以下表記する。具体的には、例えば、例示化合物15は、「例示化合物(2−15)」と以下表記する。
なお、上記例示化合物中の略記号は、以下の意味を示す。
・Ph:フェニル基
電子輸送材料の具体例としては、一般式(2)で表される電子輸送材料の他に、その他の電子輸送材料として、例えば、下記構造式(ET−A)〜(ET−E)で示される化合物も挙げられる。
電子輸送材料の具体例としては、一般式(2)で表される電子輸送材料の他に、その他の電子輸送材料として、例えば、下記構造式(ET−A)〜(ET−E)で示される化合物も挙げられる。
一般式(2)の電子輸送材料は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を組合せて用いてもよい。また、一般式(2)で表される電子輸送材料を用いる場合、一般式(2)で表される電子輸送材料と、一般式(2)で表される電子輸送材料以外の電子輸送材料(例えば、上記の構造式(ET−A)〜(ET−E)で示される化合物の電子輸送材料)とを併用してもよい。
なお、一般式(2)で表される電子輸送材料以外の電子輸送材料を含有させる場合の含有量としては、電子輸送材料全体に対し、10質量%以下の範囲であることが好ましい。
感光層の全固形分に対する全電子輸送材料の含有量は、4質量%以上30質量%以下がよく、好ましくは6質量%以上20質量%以下である。
<正孔輸送材料と電子輸送材料との質量比>
正孔輸送材料と電子輸送材料との比率は、質量比(正孔輸送材料/電子輸送材料)で、50/50以上90/10以下が望ましく、より望ましくは60/40以上80/20以下である。
正孔輸送材料と電子輸送材料との比率は、質量比(正孔輸送材料/電子輸送材料)で、50/50以上90/10以下が望ましく、より望ましくは60/40以上80/20以下である。
<その他添加剤>
単層型の感光層は、酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤、フッ素樹脂粒子、シリコーンオイル等の公知の添加剤を含んでいてもよい。
単層型の感光層は、酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤、フッ素樹脂粒子、シリコーンオイル等の公知の添加剤を含んでいてもよい。
本実施形態に係る感光体は、色点の発生を抑制する点で、単層型の感光層が、前述のヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料及びクロロガリウムフタロシアニン顔料から選択される少なくとも1種の電荷発生材料と、正孔輸送剤と、前述の一般式(2)で表される電子輸送材料とを含むことが好ましい。また、同様の点で、単層型の感光層は、これらの電荷発生材料と電子輸送材料とを含むことに加えて、さらに、前述の一般式(1)で表される正孔輸送材料とを含むことが好ましい。
<単層型の感光層の形成>
単層型の感光層は、上記成分を溶剤に加えた感光層形成用塗布液を用いて形成される。
単層型の感光層は、上記成分を溶剤に加えた感光層形成用塗布液を用いて形成される。
溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素類、アセトン、2−ブタノン等のケトン類、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素類、テトラヒドロフラン、エチルエーテル等の環状もしくは直鎖状のエーテル類等の通常の有機溶剤が挙げられる。これら溶剤は単独又は2種以上混合して用いる。
感光層形成用塗布液中に粒子(例えば電荷発生材料)を分散させる方法としては、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、横型サンドミル等のメディア分散機や、攪拌、超音波分散機、ロールミル、高圧ホモジナイザー等のメディアレス分散機が利用される。高圧ホモジナイザーとしては、高圧状態で分散液を液−液衝突や液−壁衝突させて分散する衝突方式や、高圧状態で微細な流路を貫通させて分散する貫通方式などが挙げられる。
感光層形成用塗布液を塗布する方法としては、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、カーテン塗布法等が挙げられる。
単層型の感光層の膜厚は、好ましくは5μm以上60μm以下、より好ましくは5μm以上50μm以下、さらに好ましくは10μm以上40μm以下の範囲に設定される。
なお、感光層形成用塗布液を調製する際に、電荷発生材料の分散性を高めるための操作を行ってもよい。電荷発生材料の分散性を高めるための操作としては、例えば、感光層形成用塗布液を調製する際に、電荷発生材料を溶剤に分散させた溶液(以下、「電荷発生材料分散溶液」とも称する)を別途調製し、それを感光層形成用塗布液に添加する方法(電荷発生材料の予備混合方法);が挙げられる。電荷発生材料を溶剤に分散させるためには、下記分散手段を用いればよい。
上記分散手段としては、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、横型サンドミル等のメディア分散機や、攪拌、超音波分散機、ロールミル、高圧ホモジナイザー(衝突方式、貫通方式等)、超音波ホモジナイザー、ナノマイザー分散機等のメディアレス分散機などが挙げられる。これらの中でも、電荷発生材料の分散性を高める観点から、超音波ホモジナイザー、ナノマイザー分散機、超音波分散機が好ましい。
また、電荷発生材料の分散性をより高めるため、上記電荷発生材料分散溶液を調製する際に、分散助剤(例えばアミン化合物)を用いてもよい。さらに、感光層形成用塗布液に上記電荷発生材料分散溶液を添加した後、感光層形成用塗布液中に含まれる他の感光層成分(正孔輸送材料、電子輸送材料、結着樹脂等)と共に電荷発生材料を分散させることが好ましい。このとき用いる分散手段としては、上述した分散手段が挙げられるが、電荷発生材料の分散性をより高める観点から、ナノマイザー分散機が好ましい。
上記操作により、感光層形成用塗布液中での電荷発生材料の分散性は高まる。よって、この感光層形成用塗布液を用いて形成された感光層は、電荷発生材料が均一に近い状態で分散された状態となり、単層型の感光層の表面(外周面)側に近い位置で電荷が発生しやすくなると考えられる。これにより、電子が感光層の表面側で効率よく発生しやすくなり、発生した電子の移動効率も高まる。この結果、単層型の感光層における電荷の蓄積が抑制され、蓄積した電荷の開放に起因するゴーストの発生が抑制されると推測される。
なお、上記観点から、単層型の感光層における「露光波長780nmの光に対する透過率が50%になる位置」は、「感光層の膜厚の表面側から25%以内の位置」にあることが好ましい。ここで、「露光波長780nmの光に対する透過率が50%になる位置」とは、感光層中において電荷が発生する平均位置のことを示す。具体的には、感光層の最表面側から導電性基体に向かって、感光層全体の膜厚(深さ)に対する透過率を100%としたときに、その透過率が50%となる位置を感光層の最表面側からの深さの割合で表したものである。また、「感光層の膜厚の表面側から25%以内の位置」とは、感光層の最表面側から導電性基体に向かって、感光層の膜厚の25%の厚さ(深さ)以内に相当する領域のことを示す。
<感光体の作製>
次に感光体の具体的な作製例について説明する。
次に感光体の具体的な作製例について説明する。
(感光体(1)の作製)
電荷発生材料としてCuKα特性X線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも7.3°、16.0°、24.9°、28.0°の位置に回折ピークを有するV型のヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料(以下「電荷発生材料CG1」ともいう)を1質量部、及びCuKα特性X線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも7.4°、16.6°、25.5°、28.3°の位置に回折ピークを有するクロロガリウムフタロシアニン顔料(以下「電荷発生材料CG2」ともいう)を1質量部(すなわち、電荷発生材料の合計添加量が2質量部)と、前記一般式(2)で表される電子輸送材料の例示化合物(2−2)8質量部と、前記構造式(HT−D)で表される正孔輸送材料14質量部と、前記一般式(1)で表される正孔輸送材料の例示化合物(1−1)22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(粘度平均分子量:4.5万)54質量部と、溶剤としてテトラヒドロフラン250質量部と、を混合し、直径1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて4時間分散処理を行い、感光層形成用塗布液を得た。
電荷発生材料としてCuKα特性X線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも7.3°、16.0°、24.9°、28.0°の位置に回折ピークを有するV型のヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料(以下「電荷発生材料CG1」ともいう)を1質量部、及びCuKα特性X線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも7.4°、16.6°、25.5°、28.3°の位置に回折ピークを有するクロロガリウムフタロシアニン顔料(以下「電荷発生材料CG2」ともいう)を1質量部(すなわち、電荷発生材料の合計添加量が2質量部)と、前記一般式(2)で表される電子輸送材料の例示化合物(2−2)8質量部と、前記構造式(HT−D)で表される正孔輸送材料14質量部と、前記一般式(1)で表される正孔輸送材料の例示化合物(1−1)22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(粘度平均分子量:4.5万)54質量部と、溶剤としてテトラヒドロフラン250質量部と、を混合し、直径1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて4時間分散処理を行い、感光層形成用塗布液を得た。
アルミニウム製基体(直径30mm、長さ244.5mm、肉厚0.7mmの管状)を用意した。このアルミニウム製基体を、pH8.1の水を入れた水槽に浸してアルミニウム製基体の洗浄を行った。水槽から出したアルミニウム製基体を乾燥させた後、感光層形成用塗布液をアルミニウム製基体に浸漬塗布し、125℃で24分間の乾燥を行い、層厚22μmの単層型の感光層を形成して、感光体(1)を作製した。
得られた感光体について、感度の評価を行った。具体的には、静電複写紙試験装置(エレクトロスタティックアナライザーEPA−8100、川口電気社製)を用いて、20℃、40%RHの環境下、+800Vに帯電させた後、タングステンランプの光を、モノクロメーターを用いて800nmの単色光にし、感光体表面上で1μW/cm2になるように調整して、照射した。そして、帯電直後における感光体表面の表面電位Vo(V)、感光体表面の光照射により表面電位が1/2×Vo(V)となる半減露光量E1/2(μJ/cm2)を測定した。その結果、半減露光量が0.35μJ/cm2以下であり、感度が許容範囲であった。
(感光体(2)の作製)
電荷発生材料CG1の添加量を1質量部から2.5質量部、電荷発生材料CG2の添加量を1質量部から2.5質量部(すなわち、電荷発生材料の合計添加量が5質量部)に変更した以外は、感光体(1)と同様にして、感光体(2)を得た。
電荷発生材料CG1の添加量を1質量部から2.5質量部、電荷発生材料CG2の添加量を1質量部から2.5質量部(すなわち、電荷発生材料の合計添加量が5質量部)に変更した以外は、感光体(1)と同様にして、感光体(2)を得た。
感光体(1)と同様にして感度の評価を行ったところ、半減露光量が0.35μJ/cm2以下であり、感度が許容範囲であった。
(感光体(3)の作製)
電荷発生材料CG1の添加量を1質量部から3質量部、電荷発生材料CG2の添加量を1質量部から3質量部(すなわち、電荷発生材料の合計添加量が6質量部)に変更した以外は、感光体(1)と同様にして、感光体(3)を得た。
電荷発生材料CG1の添加量を1質量部から3質量部、電荷発生材料CG2の添加量を1質量部から3質量部(すなわち、電荷発生材料の合計添加量が6質量部)に変更した以外は、感光体(1)と同様にして、感光体(3)を得た。
感光体(1)と同様にして感度の評価を行ったところ、半減露光量が0.35μJ/cm2以下であり、感度が許容範囲であった。
(感光体(4)の作製)
電荷発生材料CG1の添加量を1質量部から0.4質量部、電荷発生材料CG2の添加量を1質量部から0.4質量部(すなわち、電荷発生材料の合計添加量が0.8質量部)に変更した以外は、感光体(1)と同様にして、感光体(4)を得た。
電荷発生材料CG1の添加量を1質量部から0.4質量部、電荷発生材料CG2の添加量を1質量部から0.4質量部(すなわち、電荷発生材料の合計添加量が0.8質量部)に変更した以外は、感光体(1)と同様にして、感光体(4)を得た。
感光体(1)と同様にして感度の評価を行ったところ、半減露光量が0.35μJ/cm2以下であり、感度が許容範囲であった。
(感光体(5)の作製)
電荷発生材料CG1の添加量を1質量部から0.25部、電荷発生材料CG2の添加量を1質量部から0.25部(すなわち、電荷発生材料の合計添加量が0.5質量部)に変更した以外は、感光体(1)と同様にして、感光体(5)を得た。
電荷発生材料CG1の添加量を1質量部から0.25部、電荷発生材料CG2の添加量を1質量部から0.25部(すなわち、電荷発生材料の合計添加量が0.5質量部)に変更した以外は、感光体(1)と同様にして、感光体(5)を得た。
感光体(1)と同様にして感度の評価を行ったところ、半減露光量が0.35μJ/cm2を超えていた。また、半減露光量が0.35μJ/cm2を超えていた。
10 画像形成装置
12 現像装置(現像手段の一例)
14 スコロトロン帯電器(帯電手段の一例)
16 露光装置(静電潜像形成手段の一例)
22 転写ロール(転写手段の一例)
50 感光体
52 導電性基体
54 感光層
P シート部材(被転写体の一例)
12 現像装置(現像手段の一例)
14 スコロトロン帯電器(帯電手段の一例)
16 露光装置(静電潜像形成手段の一例)
22 転写ロール(転写手段の一例)
50 感光体
52 導電性基体
54 感光層
P シート部材(被転写体の一例)
Claims (4)
- 導電性基体と導電性基体上に設けられ、電荷発生材料及び電荷輸送材料を含有する単層型の感光層を有する感光体と、
前記感光体の表面を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段で帯電した前記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、
前記静電潜像を、トナーを含む現像剤で現像し、トナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を、被転写体に転写する転写手段と、
を備え、
前記感光体の表面における前記転写手段による転写後且つ前記帯電手段による帯電前の領域において、前記感光体の表面を除電する除電手段を有しておらず、
画像形成工程前に前記帯電手段の帯電極性と逆極性の電圧を前記転写手段によって前記感光体に一周以上印加する、画像形成装置。 - 前記感光層全体に対する前記電荷発生材料の含有量は、0.8質量%以上且つ5質量%以下である請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記転写手段で印加する帯電と逆極性の電圧は、−200V以下且つ−1500V以上である、請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
- 連続して画像形成を行う際は、予め定めた画像形成工程数毎に、前記帯電手段の帯電極性と逆極性の電圧を前記転写手段によって前記感光体に印加する、
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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-
2017
- 2017-03-16 JP JP2017051272A patent/JP2018155857A/ja active Pending
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