JP2011133731A - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、短波長レーザー露光で形成された高密度のドット潜像にハイブリット現像方式を適用すると、発生しやすい画像濃度の低下やカブリの問題を解決し、更に、小粒径トナーを用いた場合でも十分な画像濃度や高精細のドット画像の再現性が達成される画像形成方法を提供することであり、画像形成方法を用いた画像形成装置を提供することである。
【解決手段】有機感光体が円筒状導電性支持体上に中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した構成を有し且つ電荷発生層が縮合多環顔料を含有し、前記現像手段が少なくとも現像ローラと該現像ローラに隣接する搬送ローラを備えており、該搬送ローラが現像ローラとの対向領域まで二成分現像剤を搬送し、現像ローラの外周面にトナーを選択的に供給して、該現像ローラの外周面にトナー薄層を形成し、該トナー薄層による静電潜像の現像により、有機感光体上にトナー像を形成する画像形成方法。
【選択図】図3
【解決手段】有機感光体が円筒状導電性支持体上に中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した構成を有し且つ電荷発生層が縮合多環顔料を含有し、前記現像手段が少なくとも現像ローラと該現像ローラに隣接する搬送ローラを備えており、該搬送ローラが現像ローラとの対向領域まで二成分現像剤を搬送し、現像ローラの外周面にトナーを選択的に供給して、該現像ローラの外周面にトナー薄層を形成し、該トナー薄層による静電潜像の現像により、有機感光体上にトナー像を形成する画像形成方法。
【選択図】図3
Description
本発明は、電子写真方式の画像形成に用いる画像形成装置及び画像形成方法に関し、更に詳しくは、複写機やプリンターの分野で用いられる電子写真方式の画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。
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が開発されている。
近年では電荷発生と電荷輸送の機能を異なる材料に担当させた機能分離型の感光体が主流となっており、例えば、導電性支持体上に中間層を介して電荷発生層、電荷輸送層を積層した積層型の感光体が広く用いられている(特許文献1)。
一方、複写機やプリンターにおいても、高画質のデジタルカラー画像を求める傾向が強い。というのも、現在では電子写真方式の画像形成方法の印刷分野への進出が進展しており、この印刷画質に対応した高画質および高安定化が求められている。このような要求に対し、露光スポット径を小さく絞りやすい光源として短波長のレーザ光を用い、高密度のデジタル画像を形成することが提案されている(特許文献2)。
しかしながら、このような小スポット径、例えば、露光スポット径が40μm以下で、800dpi以上の高画質画像を形成するための、画像形成方法がまだ十分に達成できていない。
高画質を形成する画像形成方法としては、2成分現像剤を用いた1成分現像法(以下、ハイブリット現像方式と云う)を用いた画像形成方法が提案されている(特許文献3)。
該ハイブリット現像方式は2成分現像剤を用いた1成分現像法であり、搬送ローラで運ばれてきた2成分現像剤からトナーのみを選択して、現像ローラに薄層のトナー層を形成し、感光体の静電潜像をトナー像に変換する現像方法を採用しているが、該ハイブリット方式は、感光体上の静電潜像の電位に対する現像の再現性が良好であるため、感光体の電位特性がそのまま、トナー画像として再現され、感光体の電位の安定性が悪いと、濃度ムラやカブリ等が発生しやすい。
この為、該ハイブリット現像方式に適応する電子写真感光体は良好な感度特性と電位安定性を要求され、このような要求を満たす感光体としては、チタニルフタロシアニン顔料等を電荷発生物質に用いた高感度の有機感光体が開発されてきた。
しかしながら、該チタニルフタロシアニン顔料を用いた有機感光体は、短波長レーザー光(380nm〜500nmの発振波長のレーザー)に対する感度特性と電位安定性が必ずしも十分でなく、該チタニルフタロシアニン顔料を用いた有機感光体上に短波長レーザー光で静電潜像を形成し、該静電潜像を前記ハイブリット現像方式でトナー像に現像すると、しばしば、カブリの発生や画像濃度の低下を引き起こし、高精細のドット画像が達成されないという問題が発生している。
又、上記ハイブリット現像方式に、高画質を得るために、現像剤は平均粒径が10μm以下の小粒径トナーを採用すると、画像濃度が十分でなく、鮮鋭性の良いドット画像の再現性が得られにくいという問題が発生している。
本発明の目的は、上記問題点を解決するために、前記ハイブリット現像方式の課題を解決し、短波長レーザー露光で形成された高密度のドット潜像にハイブリット現像方式を適用すると、発生しやすい画像濃度の低下やカブリの問題を解決し、更に、小粒径トナーを用いた場合でも十分な画像濃度や高精細のドット画像の再現性が達成される画像形成方法を提供することであり、画像形成方法を用いた画像形成装置を提供することである。
我々は上記問題点について検討を重ねた結果、短波長レーザー露光での感光体の感度と電位特性の安定性を高めて、ハイブリット現像方式に適応する有機感光体を見出すことが、上記本願発明の課題を解決することに有効であることを見出し、本願発明を達成した。
1.有機感光体上に帯電手段により帯電電位を付与し、続いて、露光手段によりデジタル静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段により現像してトナー像を形成し、該トナー像を転写手段により記録媒体に転写し、その後、記録媒体に転写されたトナー像を定着手段により定着する画像形成方法において、前記有機感光体が円筒状導電性支持体上に中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した構成を有し且つ電荷発生層が縮合多環顔料を含有し、前記現像手段が少なくとも現像ローラと該現像ローラに隣接する搬送ローラを備えており、該搬送ローラが現像ローラとの対向領域まで二成分現像剤を搬送し、現像ローラの外周面にトナーを選択的に供給して、該現像ローラの外周面にトナー薄層を形成し、該トナー薄層による静電潜像の現像により、有機感光体上にトナー像を形成することを特徴とする画像形成方法。
2.前記露光手段の書き込み光源の波長が380〜450nmの半導体レーザー又は発光ダイオードであり、該書き込み光源の露光スポット径が10〜50μmであることを特徴とする前記1に記載の画像形成方法。
3.前記縮合多環顔料がピランスロン系顔料であることを特徴とする前記1又は2に記載の画像形成方法。
4.有機感光体上に帯電手段により帯電電位を付与し、続いて、露光手段によりデジタル静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段により現像してトナー像を形成し、該トナー像を転写手段により記録媒体に転写し、その後、記録媒体に転写されたトナー像を定着手段により定着する画像形成装置において、前記有機感光体が円筒状導電性支持体上に中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した構成を有し且つ電荷発生層が縮合多環顔料を含有し、前記現像手段が少なくとも現像ローラと該現像ローラに隣接する搬送ローラを備えており、該搬送ローラが現像ローラとの対向領域まで二成分現像剤を搬送し、現像ローラの外周面にトナーを選択的に供給して、該現像ローラの外周面にトナー薄層を形成し、該トナー薄層による静電潜像の現像により、有機感光体上にトナー像を形成することを特徴とする画像形成装置。
本発明の画像形成方法を用いることにより、現像ローラに薄層のトナー層を形成する現像手段で発生しやすいカブリや画像濃度の低下を防止し、有機感光体上の微細な静電潜像を忠実に顕像化し、十分な画像濃度を達成し、ドット再現性が良好な電子写真画像を形成することができる。
以下、本発明について、詳細に説明する。
本願発明の画像形成方法は、有機感光体上に帯電手段により帯電電位を付与し、続いて、露光手段によりデジタル静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段により現像してトナー像を形成し、該トナー像を転写手段により記録媒体に転写し、その後、記録媒体に転写されたトナー像を定着手段により定着する画像形成方法でおいて、前記有機感光体が円筒状導電性支持体上に中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した構成を有し且つ電荷発生層が縮合多環顔料を含有し、前記現像手段が少なくとも現像ローラと該現像ローラに隣接する搬送ローラを備えており、該搬送ローラが現像ローラとの対向領域まで二成分現像剤を搬送し、現像ローラの外周面にトナーを選択的に供給して、該現像ローラの外周面にトナー薄層を形成し、該トナー薄層による静電潜像の現像により、有機感光体上にトナー像を形成することを特徴とする。
本発明の画像形成方法は上記構成を有することにより、現像ローラに薄層のトナー層を形成する現像手段で発生しやすいカブリや画像濃度の低下を防止し、有機感光体上の微細な静電潜像を忠実に顕像化し、十分な画像濃度を達成し、ドット再現性が良好な電子写真画像を形成することができる。
本願発明の画像形成方法に用いられる画像形成装置を以下に例示し、該画像形成装置に基づいて本願発明の画像形成方法を説明する。
先ず、本願発明の有機感光体が用いられる画像形成方法について、説明する。
本願発明に係わる画像形成方法のプロセスを下記図1で例示する画像形成装置を用いて説明する。
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、転写材搬送手段としての転写材搬送部Dから構成されている。
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。
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。
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。
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(光除電工程)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。
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ー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。
本発明の画像形成方法においては、感光体上に800dpi以上のデジタル静電潜像を形成するに際し、発振波長が380〜450nmの半導体レーザー又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10〜40μm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、800dpi(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。
本願発明では、像露光のスポット径(書き込み光のスポット径のこと)を40μm以下に、好ましくは30nm以下、15nm以上に絞り込み、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2400dpiの高解像度の電子写真画像をうることができる。
前記像露光のスポット径とは該露光ビームの強度がピーク強度の1/e2以上の光強度に対応する面積を真円面積に換算し、該真円面積の直径とする。
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/e2までの部分をスポット面積とする。
像露光光源(書き込み光源)は、高速露光を行うために、複数のレーザー光源を用いてもよく、アレイ状に配置されたレーザー光源を用いてもよい。このような該複数のレーザー光を用いたマルチビーム方式の像露光の場合に、本願発明のページ内画像ムラの改善効果が顕著に表れる。
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。
ここで、本願発明に係わる現像手段について、図3に例示して詳述する。図3に示すように、現像手段23は、現像剤容器231、攪拌ミキサー232、パドルミキサー233、磁気ローラ234及び現像ローラ235を備えている。現像剤容器231は、上記各色の現像剤(トナー)を収容する例えばカートリッジタイプの収容部である。攪拌ミキサー232は、現像剤容器231から補給された現像剤を攪拌するものである。パドルミキサー233は、現像剤を攪拌するとともに、現像ローラ235上の現像に使用されなかった残留トナーを回収した磁気ブラシを掻き取ることによって該現像剤を回収するものである。
磁気ローラ234(現像ローラに隣接する搬送ローラのこと)は、内部に配設された磁石によって、現像剤に含まれるキャリアで磁気ブラシを発生させて、現像ローラ235上にトナー薄層を形成するものである。現像ローラ235は、トナー薄層を担持して、感光体ドラム21上の静電潜像を現像するものである。
本発明において、現像手段は複数あってもよく、プロセス速度が450mm/sec以上の高速領域においては、現像手段が少なくとも2つ以上有することが好ましい。
本実施形態では、上記現像剤として、トナーとキャリアとからなる所謂2成分現像剤が採用されている。トナーは、着色剤、電荷制御剤およびワックス等の添加剤をバインダー樹脂中に分散させた粒径が例えば2〜9μmの微粉体であり、ここでは、負帯電性トナーを採用している。これに対してキャリアは、磁鉄鉱(Fe3O4)等の粒径が例えば20〜60μmの磁性粒子であり、トナーの帯電に使用される。キャリアは、トナーの回収と供給との役割を有しており、例えば体積固有抵抗が108Ω・cm以上であるものを用いている。
そして、現像ローラ235及び磁気ローラ234間のニップにおいて、強固に静電的に付着したトナーを磁気ブラシで引き剥がすとともに、現像に必要なトナーを供給する。このとき、トナーとの接点を増やすためには、50μm以下のフェライトキャリアを用いて、キャリアの表面積を高めることが望ましい。
現像手段23における当該2成分現像剤は、磁気ローラ234上にトナーとキャリアとからなる磁気ブラシを形成する。このトナーは攪拌ミキサー232によって攪拌されて適正なレベルに帯電される。そして、この2成分現像剤によって磁気ローラ234上に磁気ブラシが形成され、穂切りブレードによって層規制されながら一定の層厚で現像ローラ235に接触し、磁気ローラ234及び現像ローラ235間の電位差|DC1−DC2|(この電位差をΔVと表現する)によって、その磁気ブラシから現像ローラ235上に(磁気ブラシから現像ローラへトナーのみが選択的に供給され)トナーのみの薄層が形成される。
即ち、トナーのみが磁気ローラ234から現像ローラ235に移行するように磁気ローラ及び現像ローラにはバイアス電圧(直流及び交流電圧)が印可され、そのバイアス電圧の電位差ΔVや穂切りブレードによる層規制等により、現像ローラにトナー層が形成される。トナー層の膜厚は6μm〜15μmに形成される。
上記“DC1”は、第1バイアス電源236によって磁気ローラ234に印加されるトナー供給バイアス電圧の直流成分を示し、“DC2”は第2バイアス電源237によって現像ローラ235に印加される現像バイアス電圧の直流成分を示している。
転写材搬送部Dでは、画像形成ユニットの下方に異なるサイズの転写材Pが収納された転写材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材Pは案内ローラ43によって搬送路40に沿って給紙され、給紙される転写材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によって転写材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、爪分離手段250等によって、転写材P上に転写され、該転写材Pも感光体から分離され、その後、転写材Pは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、転写搬送ベルト装置45により定着手段50に搬送される。
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、転写材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材Pは排紙トレイ64上に排出される。
以上は転写材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、転写材案内部177が開放され、転写材Pは破線矢印の方向に搬送される。
更に、搬送機構178により転写材Pは下方に搬送され、転写材反転部179によりスイッチバックさせられ、転写材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。
転写材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で転写材Pを再給紙し、転写材Pを搬送路40に案内する。
再び、上述したように感光体21方向に転写材Pを搬送し、転写材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。
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。
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。
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。
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。
上記各現像手段(4Y、4M、4C、4Br)には、全て図3で示したようなハイブリット現像方式の現像手段が用いられる。
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。
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。
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。
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。
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の軸方向に図1の像露光手段で説明した380〜450nmのレーザー光学系などが用いられる。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
〈トナー〉
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。
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。
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。
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。
〈現像剤〉
本発明に係わる現像剤は二成分現像剤を用いる。
本発明に係わる現像剤は二成分現像剤を用いる。
二成分現像剤のキャリアとしては、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15〜60μm、より好ましくは20〜50μmの小径のものが、キャリアの表面積を高めて、トナーの供給量を増大させる為に、好ましい。
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ー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。
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。
以下、本発明の画像形成方法に用いられる有機感光体について詳しく説明する。
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。
本発明の有機感光体の感光層の構成は、導電性支持体上に、中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を有した構成が好ましく、必要により保護層を有してもよい。
導電性支持体
感光体に用いられる導電性支持体として、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を用いる。
感光体に用いられる導電性支持体として、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を用いる。
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。
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103Ω・cm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。
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。
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。
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。
N型半導性粒子としては、酸化チタン(TiO2)、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。
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。
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。
N型半導性粒子はシランカップリング剤や下式で表される反応性有機ケイ素化合物で表面処理したものが好ましい。
(R)n−Si−(X)4−n
(上式中、Siはケイ素原子、Rは該ケイ素原子に炭素が直接結合した形の有機基を表し、Xは加水分解性基を表し、nは0〜3の整数を表す。)
上式で表される有機ケイ素化合物において、Rで示されるケイ素に炭素が直接結合した形の有機基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、ドデシル等のアルキル基、フェニル、トリル、ナフチル、ビフェニル等のアリール基、γ−グリシドキシプロピル、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル等の含エポキシ基、γ−アクリロキシプロピル、γ−メタアクリロキシプロピルの含(メタ)アクリロイル基、γ−ヒドロキシプロピル、2,3−ジヒドロキシプロピルオキシプロピル等の含水酸基、ビニル、プロペニル等の含ビニル基、γ−メルカプトプロピル等の含メルカプト基、γ−アミノプロピル、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピル等の含アミノ基、γ−クロロプロピル、1,1,1−トリフルオロプロピル、ノナフルオロヘキシル、パーフルオロオクチルエチル等の含ハロゲン基、その他ニトロ、シアノ置換アルキル基を挙げられる。また、Xの加水分解性基としてはメトキシ、エトキシ等のアルコキシ基、ハロゲン基、アシルオキシ基が挙げられる。
(上式中、Siはケイ素原子、Rは該ケイ素原子に炭素が直接結合した形の有機基を表し、Xは加水分解性基を表し、nは0〜3の整数を表す。)
上式で表される有機ケイ素化合物において、Rで示されるケイ素に炭素が直接結合した形の有機基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、ドデシル等のアルキル基、フェニル、トリル、ナフチル、ビフェニル等のアリール基、γ−グリシドキシプロピル、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル等の含エポキシ基、γ−アクリロキシプロピル、γ−メタアクリロキシプロピルの含(メタ)アクリロイル基、γ−ヒドロキシプロピル、2,3−ジヒドロキシプロピルオキシプロピル等の含水酸基、ビニル、プロペニル等の含ビニル基、γ−メルカプトプロピル等の含メルカプト基、γ−アミノプロピル、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピル等の含アミノ基、γ−クロロプロピル、1,1,1−トリフルオロプロピル、ノナフルオロヘキシル、パーフルオロオクチルエチル等の含ハロゲン基、その他ニトロ、シアノ置換アルキル基を挙げられる。また、Xの加水分解性基としてはメトキシ、エトキシ等のアルコキシ基、ハロゲン基、アシルオキシ基が挙げられる。
また、上式で表される有機ケイ素化合物は、単独でも良いし、2種以上組み合わせて使用しても良い。
また、上式で表される有機ケイ素化合物の具体的化合物で、nが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていても良い。同様に、nが2以下の場合、複数のXは同一でも異なっていても良い。又、上式で表される有機ケイ素化合物を2種以上を用いるとき、R及びXはそれぞれの化合物間で同一でも良く、異なっていても良い。
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。
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0.5〜2.0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50〜200体積部を用いることが好ましい。
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。
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、これ以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。
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。
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。
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。
本発明の中間層の膜厚は0.3〜10μmが好ましい。
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1×108Ω・cm以上である。本発明の中間層及び保護層の体積抵抗は1×108〜1015Ω・cmが好ましく、1×109〜1014Ω・cmがより好ましく、更に好ましくは、2×109〜1×1013Ω・cmである。体積抵抗は下記のようにして測定できる。
測定条件;JIS:C2318−1975に準ずる。
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%
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層(CGL)と電荷輸送層(CTL)に分離した機能分離型の構成を用いる。
測定条件:測定プローブ HRS
印加電圧:500V
測定環境:30±2℃、80±5RH%
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層(CGL)と電荷輸送層(CTL)に分離した機能分離型の構成を用いる。
電荷発生層
本願発明は電荷発生層はバインダー樹脂及び電荷発生物質を含有する。
本願発明は電荷発生層はバインダー樹脂及び電荷発生物質を含有する。
電荷発生層の電荷発生物質(CGM)としては、短波長レーザー光に対して高感度の縮合多環顔料を用いる。
縮合多環顔料を電荷発生物質として用いることにより、短波長レーザに対して高感度な感光体及び初期の電位変動が安定した感光体を達成できると共に、該感光体を前記したハイブリット現像に適用することにより、高精細でハーフトーン画像がなめらかな電子写真画像を得ることができる。
短波長レーザー光に対して高感度の電荷輸送物質としては、フタロシアニン顔料、ハロゲン置換縮合多環顔料等が挙げられるが、中でも、ピランスロン系顔料が短波長光源の波長が350〜500nmの範囲内の半導体レーザ又は発光ダイオードの像露光に十分な感度を有し、好ましい。
ピランスロン系顔料としては、下記一般式(1)の化合物が挙げられる。
(一般式(1)中、nは1〜6の整数)
一般式(1)の化合物で、置換Brの数、nは1〜6個であり、これらBrの置換位置は下記一般式(2)のR1〜R14の位置に置換可能である。
一般式(1)の化合物で、置換Brの数、nは1〜6個であり、これらBrの置換位置は下記一般式(2)のR1〜R14の位置に置換可能である。
しかしながら、Brの置換位置を正確に特定する手段は、確立されておらず、置換位置の正確な特定は困難である。
又、前記一般式(1)の化合物は下記の合成例で示すように、置換Brの数、nが複数の混合体として得られ、これら混合体を電荷発生層の電荷発生物質として使用することが好ましい。
以下に、前記一般式(1)で表される化合物の合成例を記載する。
合成例1
CGM−1(n=1〜3の混合物)
8,16−ピランスレンジオン:5.0g、ヨウ素:0.25gをクロロ硫酸:50gに溶解し、臭素3.0gを滴下した。50℃にて3時間加熱撹拌し、室温まで冷却後、氷500gにあけた。濾過、水洗した後乾燥し、顔料粗品6.8gを得た。顔料粗品5.0gをパイレックス(登録商標)ガラスチューブに入れ、このチューブを、チューブの長さに沿って約440℃〜約20℃の温度勾配(1mの長さで、約440℃〜約20℃の温度勾配をつけた)を生ずる炉の内側に置いた。ガラスチューブ内を約1×10−2Paに減圧し、精製すべき顔料粗品が置かれた位置を約440℃に加熱した。生成した蒸気をチューブの低温側に移動、凝縮させ、約300〜380℃の間の領域に凝縮した昇華物(CGM−1)2.4gを得た。
CGM−1(n=1〜3の混合物)
8,16−ピランスレンジオン:5.0g、ヨウ素:0.25gをクロロ硫酸:50gに溶解し、臭素3.0gを滴下した。50℃にて3時間加熱撹拌し、室温まで冷却後、氷500gにあけた。濾過、水洗した後乾燥し、顔料粗品6.8gを得た。顔料粗品5.0gをパイレックス(登録商標)ガラスチューブに入れ、このチューブを、チューブの長さに沿って約440℃〜約20℃の温度勾配(1mの長さで、約440℃〜約20℃の温度勾配をつけた)を生ずる炉の内側に置いた。ガラスチューブ内を約1×10−2Paに減圧し、精製すべき顔料粗品が置かれた位置を約440℃に加熱した。生成した蒸気をチューブの低温側に移動、凝縮させ、約300〜380℃の間の領域に凝縮した昇華物(CGM−1)2.4gを得た。
CGM−1のマススペクトル測定の結果、n=1〜3の混合物であり、n=1/n=2/n=3のピーク強度比は11/59/30であった。
合成例2
CGM−2(n=3〜5の混合物)
8,16−ピランスレンジオン:5.0g、ヨウ素:0.25gをクロロ硫酸:50gに溶解し、臭素5.9gを滴下した。70℃にて5時間加熱撹拌し、室温まで冷却後氷500gにあけた。濾過、水洗した後乾燥し、顔料粗品8.5gを得た。顔料粗品5.0gをパイレックス(登録商標)ガラスチューブに入れ、このチューブを、チューブの長さに沿って約460℃〜約20℃の温度勾配(1mの長さで、約460℃〜約20℃の温度勾配をつけた)を生ずる炉の内側に置いた。ガラスチューブ内を約1×10−2Paに減圧し、精製すべき顔料粗品が置かれた位置を約460℃に加熱した。生成した蒸気をチューブの低温側に移動、凝縮させ、約300〜400℃の間の領域に凝縮した昇華物3.3gを得た。
CGM−2(n=3〜5の混合物)
8,16−ピランスレンジオン:5.0g、ヨウ素:0.25gをクロロ硫酸:50gに溶解し、臭素5.9gを滴下した。70℃にて5時間加熱撹拌し、室温まで冷却後氷500gにあけた。濾過、水洗した後乾燥し、顔料粗品8.5gを得た。顔料粗品5.0gをパイレックス(登録商標)ガラスチューブに入れ、このチューブを、チューブの長さに沿って約460℃〜約20℃の温度勾配(1mの長さで、約460℃〜約20℃の温度勾配をつけた)を生ずる炉の内側に置いた。ガラスチューブ内を約1×10−2Paに減圧し、精製すべき顔料粗品が置かれた位置を約460℃に加熱した。生成した蒸気をチューブの低温側に移動、凝縮させ、約300〜400℃の間の領域に凝縮した昇華物3.3gを得た。
マススペクトル測定の結果、n=3〜5の混合物であり、n=3/n=4/n=5のピーク強度比は16/67/17であった。
合成例3
CGM−3(n=3〜6の混合物)
8,16−ピランスレンジオン:5.0g、ヨウ素:0.25gをクロロ硫酸:50gに溶解し、臭素5.9gを滴下した。75℃にて6時間加熱撹拌し、室温まで冷却後氷500gにあけた。濾過、水洗した後乾燥し、顔料粗品8.7gを得た。顔料粗品5.0gをパイレックス(登録商標)ガラスチューブに入れ、このチューブを、チューブの長さに沿って約480℃〜約20℃の温度勾配(1mの長さで、約480℃〜約20℃の温度勾配をつけた)を生ずる炉の内側に置いた。ガラスチューブ内を約1×10−2Paに減圧し、精製すべき顔料粗品が置かれた位置を約480℃に加熱した。生成した蒸気をチューブの低温側に移動、凝縮させ、約300〜420℃の間の領域に凝縮した昇華物(CGM−3)3.0gを得た。
CGM−3(n=3〜6の混合物)
8,16−ピランスレンジオン:5.0g、ヨウ素:0.25gをクロロ硫酸:50gに溶解し、臭素5.9gを滴下した。75℃にて6時間加熱撹拌し、室温まで冷却後氷500gにあけた。濾過、水洗した後乾燥し、顔料粗品8.7gを得た。顔料粗品5.0gをパイレックス(登録商標)ガラスチューブに入れ、このチューブを、チューブの長さに沿って約480℃〜約20℃の温度勾配(1mの長さで、約480℃〜約20℃の温度勾配をつけた)を生ずる炉の内側に置いた。ガラスチューブ内を約1×10−2Paに減圧し、精製すべき顔料粗品が置かれた位置を約480℃に加熱した。生成した蒸気をチューブの低温側に移動、凝縮させ、約300〜420℃の間の領域に凝縮した昇華物(CGM−3)3.0gを得た。
CGM−3のマススペクトル測定の結果、n=3〜6の混合物であり、n=3/n=4/n=5/n=6のピーク強度比は17/51/27/5であった。
上記一般式(1)以外の電荷発生物質としては、下記に例示するような化合物が挙げられる。
一方、電荷発生層のバインダー樹脂として、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用いられるが、中でも、ポリビニルブチラールと塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体を併用することが好ましい。
バインダー樹脂と電荷発生物質の顔料との割合は、バインダー樹脂100質量部に対し、顔料100〜500質量部が好ましく、100〜300質量部が特に好ましい。又、電荷発生層の膜厚は0.2μm〜2μmが好ましい。
電荷発生層の分散塗布溶媒としては、ケトン系溶媒が好ましい。例えば、2−ブタノン、シクロヘキサン、アセトン、メチルイソブチルケトン等が好ましい。また、これら溶媒にエステル系溶媒、或いはエーテル系溶媒を混合して用いてもよい。例えば、酢酸エチル、酢酸t−ブチル等或いはテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等が挙げられる。
電荷輸送層
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無機微粒子や酸化防止剤等の添加剤を含有しても良い。
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無機微粒子や酸化防止剤等の添加剤を含有しても良い。
電荷輸送層(CTL)に用いられるバインダー樹脂としては、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、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が用いられるが、中でも、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。
電荷輸送物質(CTM)としては、公知の電荷発生物質を用いることができるが、本願発明では、短波長のレーザ光等に対し、透過性のよい電荷輸送物質を用いることが好ましい。短波長のレーザ光等に対し、透過性のよい電荷輸送物質として、下記一般式(3)の化合物を用いることが好ましい。該電荷輸送物質は、380〜450nmの波長領域に吸収を有しないので、380〜450nmの波長領域の像露光の露光光を遮ることなく電荷発生層に到達させ、又、電荷輸送層中で、光露光による電荷トラップの発生もなく、電荷発生層からの正孔キャリアを効率よく感光体の表面まで輸送することができる。
一般式(3)中、R1〜R6は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数4以下のアルキル基又はアルコキシ基を表し、R7は、水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。
前記一般式(3)の電荷輸送物質の具体例としては、下記のような化合物例が挙げられる。
一般式(3)で表される化合物を合成するには、ビフェニル基を有するトリフェニルアミンを種々のケトン化合物と酸触媒にて反応することにより、合成する事ができる。また、下記一般式(4)で表されるジアミノ体とハロゲン化アリールを種々の合成法によって合成することもできる。
一般式(4)中、Ar1は、置換基を有しても良いフェニル基又は、一般式(3)に於ける置換基を有するビフェニル基を表す。
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。
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。
電荷輸送層の合計膜厚は、10〜30μmが好ましい。
又、電荷輸送層には酸化防止剤を含有させることが好ましい。感光体の表面層は帯電時の活性ガス、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。
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。
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。
感光体1の作製
下記の様に感光体1を作製した。
下記の様に感光体1を作製した。
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=0.7(μm)の導電性支持体を用意した。
〈中間層〉
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。
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。
(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(1.00体積部)
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(1.0体積部)
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。
バインダー樹脂:(例示ポリアミドN−1) 1部(1.00体積部)
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(1.0体積部)
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。
前記導電性支持体上に、上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の中間層を形成した。
〈電荷発生層:CGL〉
電荷発生物質(CGM):前記合成例1のCGM−2の化合物 3部
バインダー:塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合樹脂(l:m:n=91:2:7(モル%)、分子量:2.2万) 1部
2−ブタノン/シクロヘキサノン(体積比4/1)混合液 70部
上記組成物を混合し、ビーズミル分散機で分散し、電荷発生物質の平均粒子径が50nm〜200nmとなったことを確認し、電荷発生層塗布液を作製した。この塗布液を前記中間層上に乾燥膜厚0.3μmとなる様に浸漬塗布法で塗布し、80℃50分の乾燥を行い、電荷発生層を形成した。
電荷発生物質(CGM):前記合成例1のCGM−2の化合物 3部
バインダー:塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合樹脂(l:m:n=91:2:7(モル%)、分子量:2.2万) 1部
2−ブタノン/シクロヘキサノン(体積比4/1)混合液 70部
上記組成物を混合し、ビーズミル分散機で分散し、電荷発生物質の平均粒子径が50nm〜200nmとなったことを確認し、電荷発生層塗布液を作製した。この塗布液を前記中間層上に乾燥膜厚0.3μmとなる様に浸漬塗布法で塗布し、80℃50分の乾燥を行い、電荷発生層を形成した。
〈電荷輸送層(CTL)〉
電荷輸送物質(CTM):例示化合物CTM−1 225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。
電荷輸送物質(CTM):例示化合物CTM−1 225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。
評価
基本的に図2の構成を有するフルカラー複合機bizhub PRO C6500(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)改造機(像露光光源に405nmのレーザ光を使用し、ビーム径30μmで、1200dpiの露光条件に改造し、更に、現像手段を図3に記載のハイブリット現像方式の現像手段に変更し、反転現像)に上記感光体1を搭載して、電子写真画像を形成し評価した。
基本的に図2の構成を有するフルカラー複合機bizhub PRO C6500(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)改造機(像露光光源に405nmのレーザ光を使用し、ビーム径30μmで、1200dpiの露光条件に改造し、更に、現像手段を図3に記載のハイブリット現像方式の現像手段に変更し、反転現像)に上記感光体1を搭載して、電子写真画像を形成し評価した。
評価条件
感光体の線速:外径60mmφの感光体を用い、感光体の線速を300mm/secに設定した。
感光体の線速:外径60mmφの感光体を用い、感光体の線速を300mm/secに設定した。
帯電条件:感光体の表面電位を−650Vに帯電した。
像露光:405nmのレーザ光、露光ビーム径:25μm、800dpi
現像条件:反転現像
図3に記載のハイブリット現像方式の現像手段
現像剤:
キャリア:平均粒径30μmのスチレンアクリル樹脂被覆のフェライトキャリア
トナー:平均粒径6μmの重合トナー
現像バイアス条件:
現像ローラ:DC:−450V、AC:Vp−p=1.6kV、周波数=2.6kHz
磁気ローラ:DC:−300V、AC:Vp−p=2.6kV、周波数=2.6kHz
電子写真画像の評価
《画像評価》
上記フルカラー複合機bizhub PRO C6500改造機中の画像形成ユニットに各感光体及び現像剤を取り付け、常温常湿(30℃、80%RH)環境でA4紙、1万枚の文字画像(印字率5%)を有するオリジナルモノクロ画像データの複写を1枚間欠にて行い、スタート時及び1万枚出力後にカブリ、画像濃度、ドット再現性の評価を下記の基準で行った。
現像条件:反転現像
図3に記載のハイブリット現像方式の現像手段
現像剤:
キャリア:平均粒径30μmのスチレンアクリル樹脂被覆のフェライトキャリア
トナー:平均粒径6μmの重合トナー
現像バイアス条件:
現像ローラ:DC:−450V、AC:Vp−p=1.6kV、周波数=2.6kHz
磁気ローラ:DC:−300V、AC:Vp−p=2.6kV、周波数=2.6kHz
電子写真画像の評価
《画像評価》
上記フルカラー複合機bizhub PRO C6500改造機中の画像形成ユニットに各感光体及び現像剤を取り付け、常温常湿(30℃、80%RH)環境でA4紙、1万枚の文字画像(印字率5%)を有するオリジナルモノクロ画像データの複写を1枚間欠にて行い、スタート時及び1万枚出力後にカブリ、画像濃度、ドット再現性の評価を下記の基準で行った。
カブリ:ベタ白画像濃度で判定
マクベス反射濃度計「RD−918」を用いて、印字されていないコピー用紙(白紙)の濃度を20カ所、絶対画像濃度で測定し、その平均値を白紙濃度とする。次に、画像形成がなされた評価用紙の白地部分を同様に20カ所、絶対画像濃度で測定し、その平均濃度から前記白紙濃度を引いた値をカブリ濃度として評価した。
マクベス反射濃度計「RD−918」を用いて、印字されていないコピー用紙(白紙)の濃度を20カ所、絶対画像濃度で測定し、その平均値を白紙濃度とする。次に、画像形成がなされた評価用紙の白地部分を同様に20カ所、絶対画像濃度で測定し、その平均濃度から前記白紙濃度を引いた値をカブリ濃度として評価した。
◎:スタート時及び1万枚出力後の両方とも、0.005以下(良好)
○:スタート時及び1万枚出力後の両方とも、0.005より大で、0.01以下(実用上問題ないレベル)
×:スタート時及び1万枚出力後の少なくともどちらか一方が、0.01より大(明らかに、実用上問題あり)
画像濃度
画像濃度の測定は、各色のべた部を濃度計「RD−918」(マクベス社製)を使用し、記録紙をゼロとした相対反射濃度で測定した。
○:スタート時及び1万枚出力後の両方とも、0.005より大で、0.01以下(実用上問題ないレベル)
×:スタート時及び1万枚出力後の少なくともどちらか一方が、0.01より大(明らかに、実用上問題あり)
画像濃度
画像濃度の測定は、各色のべた部を濃度計「RD−918」(マクベス社製)を使用し、記録紙をゼロとした相対反射濃度で測定した。
◎:スタート時及び1万枚出力後の両方とも、Bk及びY、M、Cのソリッド(べた)画像部の各濃度が1.2以上(良好)
○:スタート時及び1万枚出力後の両方とも、Bk及びY、M、Cのソリッド(べた)画像部の各濃度が1.0以上(実用上問題なし)
×:スタート時及び1万枚出力後の少なくともどちらか一方が、Bk及びY、M、Cのソリッド(べた)画像部の各濃度が1.0未満(実用上問題あり)
ドット再現性
下記の2ドットラインを作製し評価した。
○:スタート時及び1万枚出力後の両方とも、Bk及びY、M、Cのソリッド(べた)画像部の各濃度が1.0以上(実用上問題なし)
×:スタート時及び1万枚出力後の少なくともどちらか一方が、Bk及びY、M、Cのソリッド(べた)画像部の各濃度が1.0未満(実用上問題あり)
ドット再現性
下記の2ドットラインを作製し評価した。
べた黒の画像の中に、2ドットラインの白線を作製し、下記の基準で評価した。
◎:2ドットラインの白線が連続して再現されており、黒べたの画像濃度が1.2以上(良好)
○:2ドットラインの白線は連続して再現されているが、黒べたの画像濃度が1.2未 満〜1.0以上(実用性に問題なし)
×:2ドットラインの白線が切断されて再現されているか、又は2ドットラインの白線 は連続して再現されていても、黒べたの画像濃度が1.0未満(実用性に問題有り)
評価結果
ハイブリット現像方式の現像手段の画像形成装置で上記感光体1を用いて作製した電子写真画像は、カブリ◎、画像濃度◎、ドット再現性◎の高精細の良好な電子写真画像が得られている。
○:2ドットラインの白線は連続して再現されているが、黒べたの画像濃度が1.2未 満〜1.0以上(実用性に問題なし)
×:2ドットラインの白線が切断されて再現されているか、又は2ドットラインの白線 は連続して再現されていても、黒べたの画像濃度が1.0未満(実用性に問題有り)
評価結果
ハイブリット現像方式の現像手段の画像形成装置で上記感光体1を用いて作製した電子写真画像は、カブリ◎、画像濃度◎、ドット再現性◎の高精細の良好な電子写真画像が得られている。
感光体2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CGM−2からCGM−1に変更した以外は同様にして感光体2を作製した。
感光体1の作製において、電荷発生層の電荷発生物質をCGM−2からCGM−1に変更した以外は同様にして感光体2を作製した。
感光体3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CGM−2からCGM−7に変更した以外は同様にして感光体3を作製した。
感光体1の作製において、電荷発生層の電荷発生物質をCGM−2からCGM−7に変更した以外は同様にして感光体3を作製した。
感光体4(比較例)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CGM−2から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感光体4を作製した。
感光体1の作製において、電荷発生層の電荷発生物質をCGM−2から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感光体4を作製した。
評価
上記感光体2〜4を感光体1と同じ画像評価を行った。
上記感光体2〜4を感光体1と同じ画像評価を行った。
評価結果
感光体2は感光体1と同様に、カブリ◎、画像濃度◎、ドット再現性◎の高精細の良好な電子写真画像が得られている。
感光体2は感光体1と同様に、カブリ◎、画像濃度◎、ドット再現性◎の高精細の良好な電子写真画像が得られている。
感光体3は画像濃度の低下が少し発生していて○、カブリ◎やドット再現性◎は良好で実用範囲内の電子写真画像が得られている。
一方、感光体4を用いた場合は、カブリが発生し×、画像濃度の低下も大きく×、ドット再現性も×で、ハイブリット現像方式での画像形成には不適である。
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
L 発光点
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
L 発光点
Claims (4)
- 有機感光体上に帯電手段により帯電電位を付与し、続いて、露光手段によりデジタル静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段により現像してトナー像を形成し、該トナー像を転写手段により記録媒体に転写し、その後、記録媒体に転写されたトナー像を定着手段により定着する画像形成方法において、前記有機感光体が円筒状導電性支持体上に中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した構成を有し且つ電荷発生層が縮合多環顔料を含有し、前記現像手段が少なくとも現像ローラと該現像ローラに隣接する搬送ローラを備えており、該搬送ローラが現像ローラとの対向領域まで二成分現像剤を搬送し、現像ローラの外周面にトナーを選択的に供給して、該現像ローラの外周面にトナー薄層を形成し、該トナー薄層による静電潜像の現像により、有機感光体上にトナー像を形成することを特徴とする画像形成方法。
- 前記露光手段の書き込み光源の波長が380〜450nmの半導体レーザー又は発光ダイオードであり、該書き込み光源の露光スポット径が10〜50μmであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
- 前記縮合多環顔料がピランスロン系顔料であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成方法。
- 有機感光体上に帯電手段により帯電電位を付与し、続いて、露光手段によりデジタル静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段により現像してトナー像を形成し、該トナー像を転写手段により記録媒体に転写し、その後、記録媒体に転写されたトナー像を定着手段により定着する画像形成装置において、前記有機感光体が円筒状導電性支持体上に中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した構成を有し且つ電荷発生層が縮合多環顔料を含有し、前記現像手段が少なくとも現像ローラと該現像ローラに隣接する搬送ローラを備えており、該搬送ローラが現像ローラとの対向領域まで二成分現像剤を搬送し、現像ローラの外周面にトナーを選択的に供給して、該現像ローラの外周面にトナー薄層を形成し、該トナー薄層による静電潜像の現像により、有機感光体上にトナー像を形成することを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009294187A JP2011133731A (ja) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | 画像形成方法及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009294187A JP2011133731A (ja) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | 画像形成方法及び画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011133731A true JP2011133731A (ja) | 2011-07-07 |
Family
ID=44346524
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2009294187A Pending JP2011133731A (ja) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | 画像形成方法及び画像形成装置 |
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JP (1) | JP2011133731A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013044823A (ja) * | 2011-08-22 | 2013-03-04 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置、及びプロセスカートリッジ |
-
2009
- 2009-12-25 JP JP2009294187A patent/JP2011133731A/ja active Pending
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