JP6582901B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
画質安定性を向上させるため、たとえば、特許文献1では、帯電→露光→現像→転写の後に再度帯電および露光(除電)を同時に行うことが提案されている(段落0005、実施例1、図1、実施例3、図2など参照)。
したがって、本発明の主な目的は、サイズメモリや転写メモリにかかる耐メモリ性を向上させることができる画像形成装置を提供することにある。
導電性支持体上に、中間層、感光層および保護層が形成された有機感光体であって、前記保護層に電荷輸送物質が含有されている前記有機感光体と、
前記有機感光体を帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置により帯電された前記有機感光体に露光する露光装置と、
前記露光装置により露光された前記有機感光体にトナーを供給する現像装置と、
前記有機感光体上に形成されたトナー像を転写する転写装置と、
転写後の前記有機感光体を帯電させる第2の帯電装置と、
前記第2の帯電装置による帯電と同時に、転写後の前記有機感光体に露光する第2の露光装置と、を備え、
前記電荷輸送物質が一般式(1)で表される構造を含み、かつ
前記中間層には、無機処理を施した金属酸化物粒子が含有されていることを特徴とする画像形成装置が提供される。
以下では、数値範囲を示す「〜」の前後に記載される数値は下限値および上限値として含まれる。
図1に示すとおり、画像形成装置1は、書込みユニット21、転写ローラー23、定着装置24および給紙トレイ25を備えている。
書込みユニット21は、ドラム状の有機感光体2aと、有機感光体2aの回転方向に沿って配置された帯電装置2b、露光装置2c、現像装置2d、クリーニング装置2e、第2の帯電装置40および第2の露光装置60とを、備えている。
図2(a)に示すとおり、第2の帯電装置40はコロトロン方式の帯電器42で構成されている。帯電器42はシールド44に放電ワイヤ46が配置された構成を有している。第2の露光装置60はライン状のランプ62で構成され、汎用の露光装置または除電装置が用いられる。たとえば、第2の露光装置60はレーザー、LEDランプ、ハロゲンランプ、冷陰極管、蛍光燈などから構成され、好ましくは赤色LEDランプから構成される。第2の露光装置60は複数の点状LEDを直線状に配置したものであってもよい。
「同時に」とは、重複幅W3が形成されるという意味であり、重複幅W3は好ましくは露光幅W2の10%以上を占めている。
「帯電幅W1」とは、帯電器42で有機感光体2aを帯電しうる幅であって、有機感光体2aの回転方向に沿うシールド44の幅である。
「露光幅W2」とは、有機感光体2aに対し露光しうる幅であって、有機感光体2aの回転方向に沿う露光幅である。
「重複幅W3」は帯電幅W1と露光幅W2とが重複する幅であって、有機感光体2aの回転方向に沿う幅である。
なお、図2(a)では、帯電器42とランプ62とを有機感光体2aに沿って並べて配置した例を示しているが、帯電器42のバックプレート(シールド44)の上方に配置してもよい。バックプレートは帯電器42の有機感光体2aとは反対側に配置された金属板(シールド44の天板部)であってその裏側が開口された部材である。かかる構成でも、ランプ62の光をその開口部から露光しうるため、帯電器42による帯電とランプ62による露光とを同時に実行しうる。
図2(c)に示すとおり、第2の帯電装置40は帯電ローラー52で構成されてもよい。かかる構成では、「帯電幅W1」は帯電ローラー52の直径である。
図2(b)、図2(c)の構成でも、重複幅W3は好ましくは露光幅W2の10%以上を占めている。
その他、第2の帯電装置40はブラシまたはブレードで構成されてもよい。かかる構成では、「帯電幅W1」は有機感光体2aの回転方向に沿う、有機感光体2aと接触するブラシまたはブレードの先端部分の幅である。
ブラシまたはブレードの構成でも、重複幅W3は好ましくは露光幅W2の10%以上を占めている。
第2の帯電装置40は帯電装置2bと同極性を有する直流式帯電器であるか、または帯電装置2bと同極性を有する直流成分を含む交流式帯電器であるのが望ましい。
図3に示すとおり、有機感光体2aはドラム状の導電性支持体31、中間層32、感光層33および保護層34から構成され、導電性支持体31上に中間層32、感光層33および保護層34がこの順に形成されている。
導電性支持体31として、たとえば、アルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛、ステンレスなどの金属を成形したドラムが使用される。
有機感光体2aがベルト、プレートなどの形状を呈する場合は、導電性支持体31としては、導電性ポリマー、酸化インジウム、酸化スズなどの導電性物質や、アルミニウム、銅などの金属膜を形成した樹脂フィルム、紙などを用いたベルト、プレートなどが使用されてもよい。
中間層32は、ガスバリアー性および密着性を高める観点から、導電性支持体31と感光層33との間に設けられている。
バインダー樹脂としては、たとえば、カゼイン、ポリビニルアルコール、ニトロセルロース、エチレン−アクリル酸コポリマー、ポリアミド、ポリウレタン、ゼラチンなどが使用され、好ましくはアルコール可溶性のポリアミド樹脂が使用される。
バインダー樹脂の濃度は、中間層32の層厚や生産速度に合わせて適宜選択することができる。
かかる金属酸化物粒子によれば、素管からのホール注入が防止されるとともに、第2の帯電装置40と第2の露光装置60との帯電同時露光によって電荷発生層33aで発生した電荷を、有効に感光層33へ流すことができ、帯電同時露光の耐メモリ性が良好になる。
金属酸化物粒子としては、たとえば、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマスなどの金属酸化物粒子、スズをドープした酸化インジウム、アンチモンをドープした酸化スズ、酸化ジルコニウムなどの導電性の金属酸化物粒子が使用される。
これら金属酸化物粒子は1種単独で使用されてもよいし、または2種以上が混合され使用されてもよい。2種以上が混合される場合は固溶体または融着した状態で使用されてもよい
表面処理剤となる無機酸化物としては、たとえば、アルミナ、シリカ、ジルコニアやそれらの水和物などの無機酸化物が挙げられる。これらのなかでも、特にアルミナ、シリカ、アルミナおよびシリカの組み合わせが好ましい。これらは単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
ここでは金属酸化物粒子として酸化チタン粒子を無機処理する例を示す。
すなわち、酸化チタン粒子を水などの溶媒に分散させ、撹拌および懸濁させる。分散液の濃度は、粒子表面全体が表面処理できれば特に制限はないが、酸化チタン粒子の濃度を0.1〜20質量%とすることが好ましい。この懸濁液に、水酸化ナトリウムなどを添加してpHを好ましくは8.0以上とする。
次いで、シリカ処理の場合はケイ酸塩溶液など、アルミナ処理の場合はアルミン酸溶液などの前駆体溶液を分散液に添加し、好ましくは60〜100℃に昇温する。無機表面処理剤の添加量としては、酸化チタン粒子に対して無機酸化物が1〜20質量%が好ましい。
その後、pHが酸性となるように酸を0.5〜5時間かけて滴下して中和し、得られた表面処理済み酸化チタン粒子を濾過し、洗浄し、乾燥して完成させることができる。なお、かかる処理方法は一例であり、必ずしもこれらの条件を充足しなくてもよい。
無機酸化物による表面処理(無機処理)を施した酸化チタン粒子としては、シリカ、アルミナ処理を施した酸化チタン粒子などの市販品を使用してもよい。
市販品としては、例えば、T−805(日本アエロジル社製)、STT−30A、STT−65S−S(チタン工業社製)、TAF−500T、TAF−1500T(富士チタン工業社製)、MT−100S、MT−100T、MT−100SA、MT−500SA、SMT500SAS(テイカ社製)、IT−S(石原産業社製)などが挙げられる。
金属酸化物粒子の数一次平均粒径は、好ましくは0.3μm以下であり、より好ましくは0.1μm以下である。数一次平均粒径は保護層34に含有される金属酸化物粒子の数一次平均粒径と同様に算出しうる(後述参照)。
感光層33は電荷発生層33aと電荷輸送層33bとを備えている。
露光装置2cにより照射された光が感光層33に到達すると、照射された光量に応じた電荷が電荷発生層33aで発生し、この電荷が電荷輸送層33b中を移動して有機感光体2aの表面に到達し、静電潜像が形成される。
図3に示す感光層33は多層構造であるが、電荷発生物質と電荷輸送物質との両方を含有する単層構造であってもよい。
電荷発生層33aは、バインダー樹脂と、光エネルギーを吸収すると電荷を発生する電荷発生物質とを、含有している。
電荷発生層33aは、電荷発生物質をバインダー樹脂溶液中に分散させ、これを塗布して形成した塗布膜を乾燥させることにより、形成される。
電荷発生層33a中の電荷発生物質については、露光光に対する感度が高いほうが、第2の帯電装置40と第2の露光装置60との帯電同時露光で速やかに電荷が発生し、耐メモリ性が良好になるため、当該電荷発生物質としては、好ましくはフタロシアニン顔料が使用され、より好ましくは、チタニルフタロシアニンに、(2R,3R)−2,3−ブタンジオールまたは(2S,3S)−2,3−ブタンジオールの少なくとも一方の付加体を含む顔料が使用される。
これら電荷発生物質は単独で使用されてもよいし、または公知の樹脂中に分散された状態で使用されてもよい。
電荷発生物質の分散手段としては、たとえば、超音波分散機、ボールミル、サンドグラインダー、ホモミキサーなどが使用される。
バインダー樹脂としては、たとえば、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、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、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、これらの樹脂のうち2つ以上を含む共重合体樹脂(たとえば、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体樹脂など)、ポリ−ビニルカルバゾール樹脂などが使用される。
電荷発生層33aの層厚は、電荷発生物質の特性、バインダー樹脂の特性、含有量などにより異なるが、好ましくは0.01〜5μmの範囲内であり、より好ましくは0.05〜3μmの範囲である。
電荷輸送層33bはバインダー樹脂と電荷輸送物質とを含有している。
電荷輸送層33bは、バインダー樹脂溶液中に電荷輸送物質を溶解させ、これを塗布して塗布膜を形成し、その後に乾燥させることにより、形成される。
これら電荷輸送物質は単独で使用されてもよいし、または2種以上が混合され使用されてもよい。
これらバインダー樹脂のなかでも、ポリカーボネート樹脂が好ましく、耐クラック、耐磨耗性および帯電特性を高める観点からは、ビスフェノールA(BPA)型、ビスフェノールZ(BPZ)型、ジメチルBPA型、BPA−ジメチルBPA共重合体型のポリカーボネート樹脂などが好ましい。
酸化防止剤としては、特開2000−305291号公報、電子導電剤としては特開昭50−137543号公報、同58−76483号公報などに記載された材料を用いることができる。
保護層34は、有機感光体2aを外力から保護する観点から有機感光体2aの最表面に設けられている。
保護層34はバインダー樹脂と金属酸化物粒子と電荷輸送物質とを含有している。
これらバインダー樹脂のなかでも、有機感光体2aの耐摩耗性および耐久性を高める観点から、紫外線や電子線などの活性線の照射により重合性化合物を重合および硬化させて得られる硬化樹脂が好ましい。
硬化樹脂と非硬化樹脂を併用することもできる。
硬化樹脂に使用できる重合性化合物としては、重合性官能基を2個以上有するモノマー(多官能重合性化合物)を使用することができ、重合性官能基を1個有するモノマー(単官能重合性化合物)を併用することもできる。
重合性化合物としては、重合性官能基を3個以上有するモノマーを用いることができる。2種以上の重合性化合物を併用する場合、重合性官能基を3個以上有するモノマーを50質量%以上の割合で用いることが好ましい。
これら重合性化合物は1種単独で使用されてもよいし、複数種が併用されてもよい。
これら重合性化合物のなかでも、少ない光量または短時間での硬化が可能であることから、アクリロイル基(CH2=CHCO−)またはメタクリロイル基(CH2=CCH3CO−)を2個以上有するアクリル系モノマーか、これらのオリゴマーであることが好ましい。
なお、下記例示化合物M1〜M15において、Rはアクリロイル基(CH2=CHCO−)を表し、R′はメタクリロイル基(CH2=CCH3CO−)を表す。
重合性化合物を重合反応させる方法としては、電子線開裂反応を利用する方法やラジカル重合開始剤の存在下で光や熱を利用する方法などが挙げられる。
ラジカル重合開始剤としては、光重合開始剤および熱重合開始剤のいずれも使用することができ、複数種の併用も可能である。
光重合開始剤の市販品としては、たとえば、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド(イルガキュア819:BASFジャパン社製)などが挙げられる。
重合度を調整するため、重合反応時にラジカル捕捉剤を使用することもできる。
ラジカル捕捉剤の市販品としては、たとえば、スミライザーGS(住友化学工業社製)などが挙げられる。
金属酸化物粒子としては、たとえば、シリカ(酸化ケイ素)、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉛、アルミナ(酸化アルミニウム)、酸化ジルコニウム、酸化スズ、チタニア(酸化チタン)、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化バナジウムなどの金属酸化物粒子が使用される。
これら金属酸化物粒子のなかでも、酸化スズ、酸化チタンまたは酸化亜鉛が好ましく、電気特性に優れることから、酸化スズがより好ましい。
金属酸化物粒子の製造方法は特に限定されず、たとえばJIS K1410に記載された間接法(フランス法)、直接法(アメリカ法)、プラズマ法などを使用することができる。
数平均一次粒径は、走査型電子顕微鏡(日本電子製)で10000倍の拡大写真を撮影し、ランダムに300個の粒子をスキャナーにより取り込んだ写真画像(凝集粒子は除いた)を、自動画像処理解析装置LUZEX AP(ニレコ社製、ソフトウエアバージョン Ver.1.32)で解析し算出することができる。
表面処理剤としては、金属酸化物粒子の表面に存在するヒドロキシ基などと反応するものが好ましく、シランカップリング剤、チタンカップリング剤などが挙げられる。
表面処理剤としては、ビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基などのラジカル重合性反応基を有する表面処理剤を用いることも好ましい。
このようなラジカル重合性反応基は、バインダー樹脂を構成する重合性化合物とも反応して強固な保護層34を形成することができる。ラジカル重合性反応基を有する表面処理剤としては、ラジカル重合性反応基を有するシランカップリング剤、シラン化合物などが好ましい。
S−1 CH2=CHSi(CH3)(OCH3)2
S−2 CH2=CHSi(OCH3)3
S−3 CH2=CHSiCl3
S−4 CH2=CHCOO(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2
S−5 CH2=CHCOO(CH2)2Si(OCH3)3
S−6 CH2=CHCOO(CH2)2Si(OC2H5)(OCH3)2
S−7 CH2=CHCOO(CH2)3Si(OCH3)3
S−8 CH2=CHCOO(CH2)2Si(CH3)Cl2
S−9 CH2=CHCOO(CH2)2SiCl3
S−10 CH2=CHCOO(CH2)3Si(CH3)Cl2
S−11 CH2=CHCOO(CH2)3SiCl3
S−12 CH2=C(CH3)COO(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2
S−13 CH2=C(CH3)COO(CH2)2Si(OCH3)3
S−14 CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(CH3)(OCH3)2
S−15 CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH3)3
S−16 CH2=C(CH3)COO(CH2)2Si(CH3)Cl2
S−17 CH2=C(CH3)COO(CH2)2SiCl3
S−18 CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(CH3)Cl2
S−19 CH2=C(CH3)COO(CH2)3SiCl3
S−20 CH2=CHSi(C2H5)(OCH3)2
S−21 CH2=C(CH3)Si(OCH3)3
S−22 CH2=C(CH3)Si(OC2H5)3
S−23 CH2=CHSi(OCH3)3
S−24 CH2=C(CH3)Si(CH3)(OCH3)2
S−25 CH2=CHSi(CH3)Cl2
S−26 CH2=CHCOOSi(OCH3)3
S−27 CH2=CHCOOSi(OC2H5)3
S−28 CH2=C(CH3)COOSi(OCH3)3
S−29 CH2=C(CH3)COOSi(OC2H5)3
S−30 CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OC2H5)3
表面処理剤の使用量は、金属酸化物粒子100質量部に対して0.1〜200質量部の範囲内にあることが好ましく、より好ましくは7〜70質量部の範囲内である。
表面処理装置としては、たとえば、サンドミル、ウルトラビスコミル、パールミル、グレンミル、ダイノミル、アジテータミル、ダイナミックミルなどを使用することができる。
画像形成装置1では、第2の帯電装置40と第2の露光装置60との帯電同時露光による耐メモリ性の改善のために、保護層34には電荷輸送物質が含有されている。当該電荷輸送物質にはホール輸送性が求められ、当該電荷輸送物質は一般式(1)で表される構造を含む化合物であるのがよい。
炭素数1〜7のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、1,2−ジメチル−プロポキシ基、n−へキシルオキシ基、3−メチルペンタン−2−イルオキシ基、3−メチルペンタン−3−イルオキシ基、4−メチルペンチルオキシ基、4−メチルペンタン−2−イルオキシ基、1,3−ジメチルブチルオキシ基、3,3−ジメチルブチルオキシ基、3,3−ジメチルブタン−2−イルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、1−メチルヘキシルオキシ基、3−メチルヘキシルオキシ基、4−メチルヘキシルオキシ基、5−メチルヘキシルオキシ基、1−エチルペンチルオキシ基、1−(n−プロピル)ブチルオキシ基、1,1−ジメチルペンチルオキシ基、1,4−ジメチルペンチルオキシ基、1,1−ジエチルプロピルオキシ基、1,3,3−トリメチルブチルオキシ基、1−エチル−2,2−ジメチルプロピルオキシ基などが挙げられる。このうち、炭素数1〜2のアルコキシ基がより好ましく、メトキシ基がさらに好ましい。
特に、R1、R2、R3およびR4の少なくとも1つに、プロピル基、ブチル基、ペンチル基を有することが好ましい。
また、特に、R1、R2が、それぞれ水素原子またはメチル基であることがより好ましい。また、R3が水素原子であり、R4が炭素数1〜5のアルキル基であることがより好ましい。
また、k、l、mおよびnがそれぞれ1であることがより好ましい。
ラジカル重合可能な官能基としては、ラジカル重合しうる官能基であれば特に限定されるものではなく、たとえば、ビニル基、ビニルエーテル基、ビニルチオエーテル基、スチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基およびそれらの誘導体から選択される少なくも1つを含有する基などが挙げられる。なかでも、その反応性に優れることから、アクリロイル基、メタクリロイル基およびそれらの誘導体から選択される少なくとも1つを含有する基であることが好ましい。
上記例示化合物では、たとえば、例示化合物CTM−1は非反応性の電荷輸送物質であり、例示化合物CTM−21は反応性の電荷輸送物質であり、ここでは好ましくは例示化合物CTM−1を使用するのがよい。
前駆体であるCTM−P1の合成経路を一例として以下に示す。
前駆体CTM−P1 10.0g(0.025mol)、トリエチルアミン 5.01g(0.050mol)をTHF150mlに溶解させた。メタクリル酸クロライド5.23g(0.050mol)を窒素気流中3℃で加え、室温で7時間攪拌した。その後トリエチルアミン5.01g(0.050mol)を3℃で加え、60℃で5時間攪拌し、反応を終了させた。この反応液を水に注ぎ、ジクロロメタンにて抽出し、この抽出液を水で繰り返し洗浄した。その後、この抽出液から溶媒を除去し、カラムクロマトグラフィー処理(吸着媒体:シリカゲル、展開溶媒:n−ヘキサン/酢酸エチル(2/1))にて精製した。このようにして、n粘性の反応性の例示化合物CTM−21を11.0g(中間体からの収率=95.7%)を得ることができる。
保護層34は、酸化防止剤や滑剤粒子、電荷輸送剤などをさらに含有することができる。
酸化防止剤としては、たとえば特開2000−305291号公報に記載のものを使用できる。
滑剤粒子としては、フッ素原子含有樹脂粒子などを使用できる。フッ素原子含有樹脂粒子としては、たとえば四フッ化エチレン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、六フッ化塩化エチレンプロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、二フッ化二塩化エチレン樹脂などを使用できる。
電荷輸送剤としては、後述する電荷輸送層33bが含有する電荷輸送物質を使用することができる。
バインダー樹脂として、硬化樹脂を使用する場合は、重合性化合物、重合開始剤などを含有する塗布膜を感光層33上に形成した後、乾燥、硬化させることにより、保護層34を形成することができる。
乾燥は、自然乾燥または熱乾燥でよい。
照射条件はそれぞれのランプによって異なるが、活性線の照射量は、通常5〜500mJ/cm2の範囲内であり、好ましくは5〜100mJ/cm2 の範囲内である。
ランプの電力は、好ましくは0.1kW〜5kWであり、特に好ましくは、0.5kW〜3kWである。
ただ、直接転写方式のほうが、転写による有機感光体2aへのホール注入電荷量が多く、帯電同時露光による耐メモリ性の向上が得られるため好ましい。
(1)実施例1
(1.1)導電性支持体
直径60mmの円筒形アルミニウム製の導電性支持体を準備した。
下記原料を用いて中間層を形成した。
ポリアミド樹脂CM8000(東レ社製) 100質量部
酸化チタン(A)SMT500SAS(テイカ社製) 200質量部
酸化チタン(B)SMT150MK(テイカ社製) 140質量部
エタノール/n−プロピルアルコール/テトラヒドロフラン 1700質量部
この溶液に、酸化チタン粒子(A)を200質量部、酸化チタン粒子(B)を140質量部添加し、ビーズミルにより、ミル滞留時間5時間として分散させた。酸化チタン粒子(A)は無機処理を施した金属酸化物粒子である。この溶液を一昼夜静置した後、ろ過することにより、中間層用塗布液を得た。ろ過は、ろ過フィルタとして、公称濾過精度が5μmのリジメッシュフィルタ(日本ポール社製)を用いて、50kPaの圧力下で行った。
得られた中間層塗布液を、洗浄後の導電性支持体の外周に浸漬塗布法で塗布して120℃で30分乾燥させ、乾燥膜厚2μmの中間層を形成した。
(1.3.1)無定形チタニルフタロシアニン(CG−1)の合成
1,3−ジイミノイソインドリン;29.2質量部をo−ジクロロベンゼン200質量部に分散し、チタニウムテトラ−n−ブトキシド;20.4質量部を加えて窒素雰囲気下に150〜160℃で5時間加熱した。放冷後、析出した結晶を濾過し、クロロホルムで洗浄し、2%塩酸水溶液で洗浄し、水洗メタノール洗浄して、乾燥後、26.2質量部(収率91%)の粗チタニルフタロシアニンを得た。
次いで、粗チタニルフタロシアニンを5℃以下において濃硫酸250質量部中で1時間攪拌して溶解させ、これを20℃の水5000質量部に注いだ。析出した結晶をろ過し、充分に水洗してウエットペースト品225質量部を得た。
このウエットペースト品を冷凍庫にて凍結し、再度解凍した後、ろ過、乾燥して無定形チタニルフタロシアニン24.8質量部(収率86%)(CG−1)を得た。
上記無定形チタニルフタロシアニン10.0質量部と(2R,3R)−2,3−ブタンジオール0.94質量部(0.6当量比)(当量比はチタニルフタロシアニンに対する当量比、以後同じ)をオルトクロロベンゼン(ODB)200質量部中に混合し60〜70℃で6.0時間加熱撹拌した。一夜放置後、該反応液にメタノールを加えて生じた結晶を濾過し、濾過後の結晶をメタノールで洗って(2R,3R)−2,3−ブタンジオール付加体チタニルフタロシアニンを含有する顔料(CG−2):10.3質量部を得た。
顔料(CG−2)のX線回折スペクトルでは、8.3°、24.7°、25.1°、26.5°に明確なピークがある。マススペクトルにおいて576と648にピークがあり、IRスペクトルでは970cm-1付近のTi=O、630cm-1付近にO−Ti−Oの両吸収が現れる。また熱分析(TG)では390〜410℃に約7%の質量減少があることから、チタニルフタロシアニンと(2R,3R)−2,3−ブタンジオールの1:1付加体と非付加体(付加していない)チタニルフタロシアニンの混合物と推定される。
得られた顔料(CG−2)のBET比表面積を流動式比表面積自動測定装置(マイクロメトリックス・フローソープ型:島津製作所)で測定したところ、31.2m2 /gであった。
下記原料を混合し、サンドミルを用いて10時間分散し、電荷発生層形成用塗布液を調製した。この電荷発生層形成塗布液を中間層上に浸漬コーティング法で塗布し、乾燥膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。
電荷発生物質:上記顔料(CG−2) 20質量部
溶媒:酢酸t−ブチル 700質量部
溶媒:4−メトキシ−4−メチル−2−ペンタノン 300質量部
下記原料を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液を調製した。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、120℃で70分間乾燥して乾燥膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。
300質量部
電荷輸送物質(4,4′−ジメチル−4″−(β−フェニルスチリル)トリフェニルアミン) 225質量部
酸化防止剤(BHT) 6質量部
THF 1600質量部
トルエン 400質量部
シリコーンオイル(KF−96:信越化学社製) 1質量部
(1.5.1)金属酸化物粒子
未処理金属酸化物粒子として下記酸化スズ〔1〕を用い、表面処理剤として上記例示化合物S−15を用い、以下に示すように表面処理を行い、金属酸化物粒子〔1〕を作製した。
酸化スズ〔1〕はCIKナノテック社製の下記特性を有する酸化スズである。
数平均一次粒子径:20nm、体積抵抗率:1.05×105 (Ω・cm)
まず、酸化スズ〔1〕100質量部、表面処理剤(例示化合物S−15:CH2 =C(CH3 )COO(CH2 )3 Si(OCH3 )3 )30質量部、トルエン/イソプロピルアルコール=1/1(質量比)の混合溶媒300質量部の混合液を、ジルコニアビーズとともにサンドミルに入れ約40℃で、回転速度1500rpmで撹拌することにより表面処理を行った。さらに、上記処理混合物を取り出し、ヘンシェルミキサーに投入して回転速度1500rpmで15分間撹拌した後、120℃で3時間乾燥することによって表面処理を終了し、表面処理済み酸化スズ粒子〔1〕を作製した。
下記原料を混合撹拌し、十分に溶解・分散し、保護層形成用塗布液を調製した。この保護層形成用塗布液を電荷輸送層上に円形スライドホッパー塗布装置を用いて塗布して塗膜を形成し、メタルハライドランプを用いて紫外線を1分間照射して、乾燥膜厚4.0μmの保護層を形成した。このとき、保護層のユニバーサル硬さは280N/mm2 であった。
重合開始剤:下記例示化合物P2 7質量部
ラジカル捕捉剤:「スミライザーGS」(住友化学工業社製) 7質量部
金属酸化物粒子:上記の表面処理済み酸化スズ粒子〔1〕 125質量部
電荷輸送物質:上記例示化合物CTM−1 13質量部
溶媒:2−ブタノール 200質量部
溶媒:テトラヒドロフラン 50質量部
上記のとおり作製した有機感光体を、図1と同様の構成を有する画像形成装置に設置し画像形成を行った。
有機感光体の回転方向のクリーニング装置の下流側には、第2の帯電装置としてのコロトロン方式の帯電器と、第2の露光装置としてのLEDランプとを、それぞれ設置した。
コロトロン方式の帯電器の帯電電流は−200μAに設定した。
LEDランプとして、波長650nmの光を照射する複数の点状LEDを直線状に配置したものを適用し(光量分布は用紙幅よりも広い。)、各点状LEDの露光強度は10μWに設定した。かかるLEDランプをコロトロン方式の帯電器のバックプレート上に設置した。バックプレートとはコロトロン方式の帯電器の感光体とは反対側に配置された金属板であってその裏側が開口されたものであり、LEDランプの光をその開口部から露光し、帯電器の帯電幅とLEDランプの露光幅との重複幅を10%に設定した。
実施例1において、保護層中の電荷輸送物質を、反応性の電荷輸送物質である上記例示化合物CTM−21に変更した。
それ以外は実施例1と同様にして有機感光体を作製し画像形成を行った。
実施例1において、中間層中の酸化チタン(A)SMT500SAS(テイカ社製)を、酸化チタン(B)SMT150MK(テイカ社製)200質量部に変更し、中間層に含有する金属酸化物粒子を、無機処理を施していない酸化チタン(B)のみで構成した。
それ以外は実施例1と同様にして有機感光体を作製し画像形成を行った。
実施例1において、電荷発生層中の電荷発生物質を、無定形チタニルフタロシアニン(CG−1)に変更した。
それ以外は実施例1と同様にして有機感光体を作製し画像形成を行った。
実施例1において、保護層中に電荷輸送物質を含有しなかった。
それ以外は実施例1と同様にして有機感光体を作製し画像形成を行った。
実施例1において、第2の露光装置から露光せずに画像形成を行った。
それ以外は実施例1と同様にして有機感光体を作製し画像形成を行った。
実施例1において、第2の帯電装置で帯電させずに画像形成を行った。
それ以外は実施例1と同様にして有機感光体を作製し画像形成を行った。
実施例1において、第2の帯電装置の帯電幅と第2の露光装置の露光幅との重複幅を10%未満に設定し画像形成を行った。
それ以外は実施例1と同様にして有機感光体を作製し画像形成を行った。
(1)使用初期のサイズメモリの評価
直接転写方式のモノクロ機(コニカミノルタ社製「bizhub PRESS 1250」)を使って、10℃/15%RH環境下でA4(縦方向)白紙通紙40枚後の用紙の内外のV0段差(帯電後の電位差)を測定し、その測定結果からサイズメモリを評価した。評価基準は下記のとおりとした。
◎:30V以下
○:30V以上50V以下
△:50V以上70V以下
×:70V以上(実用上NG)
上記モノクロ機において、第2の帯電装置および第2の露光装置だけを24時間作動させ、24時間通電劣化させた後のサイズメモリを、初期評価と同様にして評価した。評価基準は上記と同様とした。
評価機として、中間転写ベルト方式のコニカミノルタ社製「bizhub PRESS C8000」を用いて評価を行った。画像比率6%の文字画像をA4横送りにおいて各300,000枚両面連続でプリントを行う耐久試験を実施した。耐久試験後に、有機感光体の画像特性の評価を行った。耐久試験後に、10℃/15%RH環境下で、有機感光体1回転目にベタ画像、有機感光体2回転目にハーフトーン画像が存在する画像をA3サイズの「PODグロスコート紙(100g/m2)」(王子製紙社製)に印刷し、2回転目のハーフトーン画像に1回転目のベタ画像パターンがメモリとして現れるかを目視にて観察した。評価基準は下記のとおりとした。
◎:メモリ発生なし(OK)
○:軽微なメモリが確認される(OK)
×:メモリが確認される(NG)
表2に示すとおり、実施例1〜4と比較例1〜4とを比較すると、実施例1〜4で結果が良好であった。このことから、転写後に帯電と露光とを同時に行い、保護層に電荷輸送物質を含有させることが、サイズメモリや転写メモリにかかる耐メモリ性を向上させるのに有用であることがわかる。
特に実施例1〜4のなかでも、実施例1と実施例2との比較結果から、保護層中には、非反応性の電荷輸送物質を含有させるのが有用であるのがわかる。
実施例1と実施例3との比較結果から、中間層中には、無機処理を施した金属酸化物粒子を含有させるのが有用であるのがわかる。
実施例1と実施例4との比較結果から、電荷発生層中には、チタニルフタロシアニンに、(2R,3R)−2,3−ブタンジオール付加体を含む顔料を含有させるのが有用であるのがわかる。
2a 有機感光体
40 第2の帯電装置
42 帯電器(コロトロン方式)
44 シールド
46 放電ワイヤ
48 帯電器(スコロトロン方式)
50 グリッド電極
52 帯電ローラー
60 第2の露光装置
62 ランプ
W1 帯電幅
W2 露光幅
W3 重複幅
Claims (5)
- 導電性支持体上に、中間層、感光層および保護層が形成された有機感光体であって、前記保護層に電荷輸送物質が含有されている前記有機感光体と、
前記有機感光体を帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置により帯電された前記有機感光体に露光する露光装置と、
前記露光装置により露光された前記有機感光体にトナーを供給する現像装置と、
前記有機感光体上に形成されたトナー像を転写する転写装置と、
転写後の前記有機感光体を帯電させる第2の帯電装置と、
前記第2の帯電装置による帯電と同時に、転写後の前記有機感光体に露光する第2の露光装置と、を備え、
前記電荷輸送物質が一般式(1)で表される構造を含み、かつ
前記中間層には、無機処理を施した金属酸化物粒子が含有されていることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1に記載の画像形成装置において、
前記保護層が重合性化合物を重合および硬化させた硬化樹脂から構成されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1または2に記載の画像形成装置において、
前記中間層には、前記無機処理を施した金属酸化物粒子として、シリカ又はアルミナ処理を施した酸化チタン粒子が含有されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記感光層が電荷発生層と電荷輸送層とを有し、
前記電荷発生層には、チタニルフタロシアニンに、(2R,3R)−2,3−ブタンジオールまたは(2S,3S)−2,3−ブタンジオールの少なくとも一方の付加体を含む顔料が含有されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
トナーを前記有機感光体から用紙に直接転写する直接転写方式が採用されていることを特徴とする画像形成装置。
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