JP2011257457A - 正帯電単層型電子写真感光体、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接触帯電方式により直流電圧を印加する帯電部を備え、正帯電単層型電子写真感光体を用いる画像形成装置において、転写メモリの発生を抑制することにより画像不良の発生を抑制できる正帯電単層型電子写真感光体を提供することを目的とする。
【解決手段】導電性基体上に、少なくとも電荷発生剤、正孔輸送剤、電子輸送剤、及びバインダ樹脂を含む単層構造の感光層が形成されており、接触帯電方式の帯電部を備える画像形成装置において像担持体として使用される正帯電単層型電子写真感光体において、感光層に含まれる正孔輸送剤のドリフト移動度を５．０×１０^−６ｃｍ^２／Ｖ／ｓｅｃ以上とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、正帯電単層型電子写真感光体、及び正帯電単層型電子写真感光体を備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置に備えられる電子写真感光体としては、セレン等の無機材料からなる感光層を備える無機感光体と、主に、結着樹脂、電荷発生剤、電荷輸送剤等の有機材料からなる感光層を備える有機感光体とがある。そして、これらの感光体のなかでは、無機感光体と比較して製造が容易であり、感光層の材料を幅広い材料から選択でき、設計の自由度が高いことから有機感光体が幅広く使用されている。

かかる有機感光体としては、電荷発生剤及び電荷輸送剤を同一層に含む感光層を備える単層型有機感光体が挙げられる。単層型有機感光体は、導電性基体上に電荷発生剤を含有する電荷発生層と電荷輸送剤を含有する電荷輸送層とを積層した積層型有機感光体と比較して、構造が簡単で製造が容易であるとともに、皮膜欠陥の発生を抑制できることが知られている。

また、このような電子写真感光体を用いて、以下の１）〜５）の工程を含む画像形成プロセスが実施されている。
１）電子写真感光体の表面を帯電させる工程
２）帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する工程
３）静電潜像を現像バイアス電圧が印加された状態でトナー現像する工程
４）形成されたトナー像を反転現像方式により被転写体に転写する工程
５）被転写体に転写されたトナー像を加熱定着する工程

しかし、このような画像形成プロセスにおいては、電子写真感光体を回転させて使用するため、前周回において露光された部分の電位（明電位）が残留して、次の周における帯電工程を経ても、かかる部分においては所望する帯電電位（暗電位）を得ることができない現象（転写メモリ）が見られた。そして、転写メモリのある部分と無い部分とでは画像濃度が変わってしまい、良好な画像を得難い問題がある。

また、単層型電子写真感光体には正帯電型と負帯電型とがあり、電子写真感光体の帯電方式としては接触帯電方式と非接触帯電方式とがあるが、電子写真感光体の表面を帯電させる際に、電子写真感光体の寿命やオフィス環境に悪影響を与えるオゾン等の酸化性ガスをほとんど発生しないことから、接触帯電方式と正帯電単層型電子写真感光体とを組み合わせて使用することが多い。

さらに、接触帯電方式では、放電領域が狭いため、非接触方式よりも帯電能力に乏しい。そして、接触帯電方式において、交流電圧や直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧を電子写真感光体に印加する場合より、直流電圧を印加する場合のほうが、帯電効率が劣るため、電子写真感光体の表面の電位が安定しにくく転写メモリが発生しやすい問題がある。

このような理由から、接触帯電方式により直流電圧を印加する帯電部を備える画像形成装置において、正帯電単層型電子写真感光体を使用する場合、非常に転写メモリが発生しやすく、転写メモリの発生にともない画像不良も発生しやすい。

接触帯電方式の帯電部を備え、正帯電単層型電子写真感光体を用いる画像形成装置における転写メモリの問題を解決する方法としては、例えば、特許文献１に感光層に含まれる正孔輸送材料及び電荷発生剤に関して、正孔輸送剤のイオン化ポテンシャルＩＰ１（ｅＶ）と電荷発生剤のイオン化ポテンシャルＩＰ２（ｅＶ）との差を０．１〜０．４（ｅＶ）の範囲内の値とする方法が提案されている。

特開２００７−２３２９０４号公報

しかし、特許文献１に記載の方法は、接触帯電方式により直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧を正帯電単層型電子写真感光体の表面に印加する際の転写メモリの発生を抑制する方法であって、より転写メモリが発生しやすい、接触帯電方式により直流電圧を正帯電単層型電子写真感光体の表面に印加する方法における転写メモリの発生を抑制する方法ではない。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、接触帯電方式により直流電圧を印加する帯電部を備え、正帯電単層型電子写真感光体を用いる画像形成装置において、転写メモリの発生を抑制することにより画像不良の発生を抑制できる正帯電単層型電子写真感光体を提供することを目的とする。また、本発明は前述の正帯電単層型電子写真感光体を像担持体として備える画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、導電性基体状に感光層が形成された正帯電単層型電子写真感光体において、感光層に含まれる正孔輸送剤のドリフト移動度を５．０×１０^−６ｃｍ^２／Ｖ／ｓｅｃ以上とすることにより、接触帯電方式により直流電圧を印加する帯電部を備える画像形成装置において正帯電単層型電子写真感光体を用いる場合に、転写メモリの発生を抑制することにより画像不良の発生を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には本発明は以下のものを提供する。

（１） 導電性基体上に、少なくとも電荷発生剤、正孔輸送剤、電子輸送剤、及びバインダ樹脂を含む単層構造の感光層が形成されており、直流電圧を印加する接触帯電方式の帯電部を備える画像形成装置において像担持体として使用される正帯電単層型電子写真感光体であって、
前記正孔輸送剤は、アルミニウム製の基材上に形成された、前記正孔輸送剤３０質量％と粘度平均分子量５０，０００のビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂７０質量％とからなるポリカーボネート樹脂組成物の厚さ７μｍの膜を試料に用いて、温度２３℃、電界強度３．０×１０^５Ｖ／ｃｍの条件で測定されるドリフト移動度が５．０×１０^−６ｃｍ^２／Ｖ／ｓｅｃ以上であることを特徴とする正帯電単層型電子写真感光体。

（２） 前記正孔輸送剤を感光層の材料の全質量に対して２０質量％以上含有する、（１）記載の正帯電単層型電子写真感光体。

（３） 像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電するための、直流電圧を印加する接触帯電方式の帯電部と、
帯電された前記像担持体の表面を露光して前記像担持体の表面に静電潜像を形成するための露光部と、
前記静電潜像をトナー像として現像するための現像部と、
前記トナー像を前記像担持体から被転写体へ転写するための転写部と、を備え、
前記像担持体が、（１）又は（２）記載の正帯電単層型電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、接触帯電方式により直流電圧を印加する帯電部を備え、正帯電単層型電子写真感光体を用いる画像形成装置において、転写メモリの発生を抑制することにより画像不良の発生を抑制できる。

本発明の実施形態にかかる正帯電単層型電子写真感光体の構造を示す概略断面図である。 本発明の実施形態にかかる正帯電単層型電子写真感光体を備えた画像形成装置の構成を示す概略図である。 実施例における正孔輸送剤のドリフト移動度と、転写メモリ電位との関係のグラフを示す図である。

以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。

［第１の実施形態］
第１の実施形態は、導電性基体上に、少なくとも電荷発生剤、電荷輸送剤、電子輸送剤、及びバインダ樹脂からなる単層構造の感光層が形成されており、直流電圧を印加する接触帯電方式の帯電部を備える画像形成装置において像担持体として使用される正帯電単層型電子写真感光体（以下、単層型感光体、又は感光体と称する場合がある）であって、
正孔輸送剤は、アルミニウム製の基材上に形成された、前記正孔輸送剤３０質量％と粘度平均分子量５０，０００のビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂７０質量％とからなるポリカーボネート樹脂組成物の厚さ７μｍの膜を試料に用いて、温度２３℃、電界強度３．０×１０^５Ｖ／ｃｍの条件で測定されるドリフト移動度が５．０×１０^−６ｃｍ^２／Ｖ／ｓｅｃ以上であることを特徴とする正帯電単層型電子写真感光体に関する。

本発明の正帯電単層型電子写真感光体１０は、図１に示すように、導電性基体１２と、導電性基体１２上に形成された、電荷発生剤、電荷輸送剤、電子輸送剤、及びバインダ樹脂を含有する単層の感光層１４とが備えられたものである。そして、正帯電単層型電子写真感光体１０は、導電性基体１２と感光層１４とを備えていれば、特に限定されない。具体的には、例えば、図１（ａ）に示すように、導電性基体１２上に感光層１４を直接備えていてもよいし、図１（ｂ）に示すように、導電性基体１２と感光層１４との間に中間層１６を備えていてもよい。また、図１（ａ）や図１（ｂ）に示すように、感光層１４が最外層となって露出していてもよいし、図１（ｃ）に示すように、感光層１４上に保護層１８を備えていてもよい。

以下、導電性基体、及び感光層について順に説明する。

〔導電性基体〕
導電性基体は、正帯電単層型電子写真感光体の導電性基体として用いることができるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、導電性を有する材料で少なくとも表面部が構成されるもの等が挙げられる。すなわち、具体的には、例えば、導電性を有する材料からなるものであってもよいし、プラスチック材料等の表面を、導電性を有する材料で被覆したものであってもよい。また、導電性を有する材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、錫、白金、銀、バナジウム、モリブデン、クロム、カドニウム、チタン、ニッケル、パラジウム、インジウム、ステンレス鋼、真鍮等が挙げられる。また、導電性を有する材料としては、導電性を有する材料を１種で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて、例えば、合金等として用いてもよい。また、導電性基体としては、上記の中でも、アルミニウム又はアルミニウム合金からなることが好ましい。そうすることによって、より好適な画像を形成することができる正帯電単層型電子写真感光体を提供することができる。このことは、感光層から導電性基体への電荷の移動が良好であることによると考えられる。

導電性基体の形状は、使用する画像形成装置の構造に合わせて適宜選択することができ、例えば、シート状、ドラム状等の基体が好適に使用できる。

〔感光層〕
正帯電単層型電子写真感光体が備える感光層としては、正帯電単層型電子写真感光体の感光層として用いることができ、少なくとも電荷発生剤、正孔輸送剤、電子輸送剤、及びバインダ樹脂からなる単層構造の感光層であって、正孔輸送剤の特定の条件下で測定されるドリフト移動度が５．０×１０^−６ｃｍ^２／Ｖ／ｓｅｃ以上であれば特に限定されない。

以下、感光層を構成する成分である、電荷発生剤、正孔輸送剤、電子輸送剤、バインダ樹脂、及び添加剤、並びに正帯電単層型電子写真感光体の製造方法について説明する。

（電荷発生剤）
電荷発生剤としては、正帯電単層型電子写真感光体の電荷発生剤として用いることができるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、下記式（Ｉ）で表されるＸ型無金属フタロシアニン（ｘ−Ｈ２Ｐｃ）、Ｙ型オキソチタニルフタロシアニン（Ｙ−ＴｉＯＰｃ）、ペリレン顔料、ビスアゾ顔料、ジチオケトピロロピロール顔料、無金属ナフタロシアニン顔料、金属ナフタロシアニン顔料、スクアライン顔料、トリスアゾ顔料、インジゴ顔料、アズレニウム顔料、シアニン顔料、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミウム、アモルファスシリコン等の無機光導電材料の粉末、ピリリウム塩、アンサンスロン系顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン系顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料、キナクリドン系顔料等が挙げられる。

また、電荷発生剤は、所望の領域に吸収波長を有するように、単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。さらに、前述の各電荷発生剤のうち、特に半導体レーザ等の光源を使用したレーザビームプリンタやファクシミリ等のデジタル光学系の画像形成装置には、７００ｎｍ以上の波長領域に感度を有する正帯電単層型電子写真感光体が必要となるため、例えば、無金属フタロシアニンやオキソチタニルフタロシアニン等のフタロシアニン系顔料が好適に用いられる。なお、上記フタロシアニン系顔料の結晶形については特に限定されず、種々のものが使用される。また、ハロゲンランプ等の白色の光源を使用した静電式複写機等のアナログ光学系の画像形成装置には、可視領域に感度を有する正帯電単層型電子写真感光体が必要となるため、例えば、ペリレン顔料やビスアゾ顔料等が好適に用いられる。

（正孔輸送剤）
本発明では、ドリフト移動度が５．０×１０^−６ｃｍ^２／Ｖ／ｓｅｃ以上である正孔輸送剤を用いる。本発明では、感光層の材料として、所定のドリフト移動度を有する正孔輸送剤を選択することによって、直流電圧を印加する接触帯電方式である帯電部を備える画像形成装置において正帯電単層型電子写真感光体を用いる、転写メモリが極めて発生しやすい条件であっても、転写メモリの発生を抑制でき良好な画像を形成することができる。

正孔輸送剤のドリフト移動度は以下の方法に従って測定できる。
＜ドリフト移動度測定方法＞
粘度平均分子量５０，０００のビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂と、試料の全質量に対して３０質量％の正孔輸送剤とを、有機溶媒中に加え、ポリカーボネート樹脂及び正孔輸送剤を溶解させて塗布液を調製する。得られた塗布液を、アルミニウムからなる基材上に塗布し、８０℃３０分間熱所処理を行い、溶媒を除去して厚さ７μｍの塗膜を形成した。次いで、この塗膜上に真空蒸着法にて半透明金電極を形成して測定試料とした。得られた試料を用いて、温度２３℃、電界強度３．０×１０^５Ｖ／ｃｍの条件で、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）法に従ってドリフト移動度が測定される。

ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量［Ｍ］は、オストワルド粘度計によって、極限粘度［η］を求め、Ｓｃｈｎｅｌｌの式によって、［η］＝１．２３×１０^−４Ｍ^０．８３より算出できる。なお、［η］は、２０℃で、塩化メチレンを溶媒として、濃度が６．０ｇ／ｄｍ^３となるようにポリカーボネート樹脂を溶解させて得られるポリカーボネート樹脂溶液を用いて測定できる。

本発明において用いる正孔輸送剤の化学構造は、正孔輸送剤が所定のドリフト移動度を有する限り特に限定されない。本発明において用いる正孔輸送剤は、従来から正帯電単層型電子写真感光体の感光層において使用される正孔輸送剤のドリフト移動度を上記方法に従い測定することにより選択することができる。従来から正帯電単層型電子写真感光体の感光層において使用される正孔輸送剤としては、例えば、ベンジジン誘導体、オキサジアゾール系化合物、スチリル系化合物、カルバゾール系化合物、有機ポリシラン化合物、ピラゾリン系化合物、ヒドラゾン系化合物、トリフェニルアミン系化合物、インドール系化合物、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、イミダゾール系化合物、ピラゾール系化合物、トリアゾール系化合物等の含窒素環式化合物、縮合多環式化合物等が挙げられる。

５．０×１０^−６ｃｍ^２／Ｖ／ｓｅｃ以上のドリフト移動度を示す正孔輸送剤の好適な例としては、以下の一般式（１）〜（５）で表される化合物が挙げられる。

〔一般式（１）において、Ｒ^１〜Ｒ^３はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、又はアリール基である。ａ及びｂはそれぞれ０〜５の整数を表す。〕

〔一般式（２）において、Ｒ^４〜Ｒ^７はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、又はアリール基である。ｃ及びｄはそれぞれ０〜５の整数を表し、ｅは０〜４の整数を表し、ｐは０又は１を表す。〕

〔一般式（３）において、Ｒ^８及びＲ^９はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、又はアリール基である。ｆ及びｇはそれぞれ０〜５の整数を表す。〕

〔一般式（４）において、Ｒ^１０〜Ｒ^１２はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、又はアリール基である。ｈ〜ｊはそれぞれ０〜５の整数を表す。〕

〔一般式（５）において、Ｒ^１３〜Ｒ^１６はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、又はアリール基である。ｋ〜ｎはそれぞれ０〜５の整数を表す。〕

一般式（１）〜（５）で表される化合物が有する置換基Ｒ^１〜Ｒ^１６がアルキル基である場合、炭素原子数１〜１２のアルキル基が好ましく、炭素原子数１〜８のアルキル基がより好ましく、炭素原子数１〜６のアルキル基が特に好ましい。

Ｒ^１〜Ｒ^１６で表される置換基がアルキル基である場合の具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉｓｏ−ペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｉｓｏ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、２−エチルヘキシル基、ｔｅｒｔ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基等が挙げられる。

一般式（１）〜（５）で表される化合物が有する置換基Ｒ^１〜Ｒ^１６がアルコキシ基である場合、炭素原子数１〜１２のアルコキシ基が好ましく、炭素原子数１〜８のアルコキシ基がより好ましく、炭素原子数１〜６のアルコキシ基が特に好ましい。

Ｒ^１〜Ｒ^１６で表される置換基がアルコキシ基である場合の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロピルオキシ基、ｉｓｏ−プロピルオキシ基、ｎ−ブチルオキシ基、ｓｅｃ−ブチルオキシ基、ｔｅｒ−ブチルオキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、ｉｓｏ−ペンチルオキシ基、ｔｅｒｔ−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基、ｉｓｏ−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、２−エチルヘキシルオキシ基、ｔｅｒｔ−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−ドデシルオキシ基等が挙げられる。

一般式（１）〜（５）で表される化合物が有する置換基Ｒ^１〜Ｒ^１６がアリール基である場合、フェニル基、又は２〜６個のベンゼン環が縮合されるか単結合により連結されて形成される基が好ましい。アリール基に含まれるベンゼン環の数は、１〜６が好ましく、１〜３がより好ましく、１又は２が特に好ましい。

Ｒ^１〜Ｒ^１６で表される置換基がアリール基である場合の具体例としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基等が挙げられる。

（電子輸送剤）
電子輸送剤としては、正帯電単層型電子写真感光体の感光層に含まれる電子輸送剤として用いることができるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、ナフトキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、アントラキノン誘導体、アゾキノン誘導体、ニトロアントアラキノン誘導体、ジニトロアントラキノン誘導体等のキノン誘導体、マロノニトリル誘導体、チオピラン誘導体、トリニトロチオキサントン誘導体、３，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン誘導体、ジニトロアントラセン誘導体、ジニトロアクリジン誘導体、テトラシアノエチレン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、ジニトロベンゼン、ジニトロアントラセン、ジニトロアクリジン、無水コハク酸、無水マレイン酸、ジブロモ無水マレイン酸等が挙げられる。電子輸送剤は単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

（バインダ樹脂）
バインダ樹脂としては、正帯電単層型電子写真感光体の感光層に含まれるバインダ樹脂として用いることができるものであれば、特に限定されない。バインダ樹脂として好適に使用される樹脂の具体例としては、ポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、アクリル共重合体、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂；シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、その他架橋性の熱硬化性樹脂等の熱硬化性樹脂；エポキシアクリレート樹脂、ウレタン−アクリレート共重合樹脂等の光硬化性樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

これらの樹脂の中では、加工性、機械的特性、光学的特性、耐摩耗性のバランスに優れた感光層が得られることから、ビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂、ビスフェノールＺＣ型ポリカーボネート樹脂、ビスフェノールＣ型ポリカーボネート樹脂、及びビスフェノールＡ型ポリカーボネート樹脂等のポリカーボネート樹脂がより好ましい。

（添加剤）
正帯電単層型電子写真感光体の感光層は、電子写真特性に悪影響を与えない範囲で、電荷発生剤、正孔輸送剤、電子輸送剤、及びバインダ樹脂の他に、各種添加剤を含んでいてもよい。感光層に配合できる添加剤としては、例えば、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、１重項クエンチャー、紫外線吸収剤等の劣化防止剤、軟化剤、可塑剤、表面改質剤、増量剤、増粘剤、分散安定剤、ワックス、アクセプター、ドナー、界面活性剤、及びレベリング剤等が挙げられる。

（正帯電単層型電子写真感光体の製造方法）
正帯電単層型電子写真感光体の製造方法は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。正帯電単層型電子写真感光体の製造方法の好適な例としては、感光層用の塗布液を導電性基体上に塗布して感光層を形成する方法が挙げられる。具体的には、電荷発生剤、正孔輸送剤、電子輸送剤、バインダ樹脂、及び必要に応じて各種添加剤等を溶剤に溶解又は分散させた塗布液を導電性基体上に塗布し、乾燥することによって、感光層を製造することができる。塗布方法は、特に限定されないが、例えば、スピンコーター、アプリケーター、スプレーコーター、バーコーター、ディップコーター、ドクターブレード等を用いる方法が挙げられる。また、導電性基体上に形成された塗膜の乾燥方法としては、例えば、８０〜１５０℃で１５〜１２０分間の条件で熱風乾燥する方法等が挙げられる。

正帯電単層型電子写真感光体において、電荷発生剤、正孔輸送剤、電子輸送剤、及びバインダ樹脂の各含有量は、適宜選定され、特に限定されない。具体的には、例えば、電荷発生剤の含有量は、バインダ樹脂１００質量部に対して、０．１〜５０質量部であることが好ましく、０．５〜３０質量部であることがより好ましい。電子輸送剤の含有量は、バインダ樹脂１００質量部に対して、５〜１００質量部であることが好ましく、１０〜８０質量部であることがより好ましい。正孔輸送剤の含有量は、バインダ樹脂１００質量部に対して、５〜５００質量部であることが好ましく、２５〜２００質量部であることがより好ましい。また、正孔輸送剤と電子輸送剤との総量、すなわち、電荷輸送剤の含有量は、バインダ樹脂１００質量部に対して、２０〜５００質量部であることが好ましく、３０〜２００質量部であることがより好ましい。

正帯電単層型電子写真感光体の感光層の厚さは、感光層として充分に作用することができれば、特に限定されない。具体的には、例えば、５〜１００μｍであることが好ましく、１０〜５０μｍであることが好ましい。

感光層用の塗布液に含有される溶剤としては、感光層を構成する各成分を溶解又は分散させることができれば、特に限定されない。具体的には、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール類；ｎ−ヘキサン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族系炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素；ジクロロメタン、ジクロロエタン、四塩化炭素、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素；ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル類；ジメチルホルムアルデヒド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性有機溶媒が挙げられる。これらの溶剤は、単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

正帯電単層型電子写真感光体は、後述の、直流電圧を印加する接触帯電方式の帯電部を備える画像形成装置の像担持体として使用される。そうすることによって、単層型電子写真感光体の帯電極性が正帯電であり、帯電方式が直流電圧を印加する接触帯電方式であるという極めて転写メモリが生じやすい条件であるにもかかわらず、転写メモリが抑制され、高品質の画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態は、像担持体と、像担持体の表面を帯電するための直流電圧を印加する接触帯電方式の帯電部と、帯電された像担持体の表面を露光して像担持体の表面に静電潜像を形成するための露光部と、静電潜像をトナー像として現像するための現像部と、トナー像を像担持体から被転写体へ転写するための転写部とを備え、像担持体として第１の実施形態にかかる正帯電単層型電子写真感光体を用いる画像形成装置に関する。

また、本発明の画像形成装置としては、後述するような、複数色のトナーを用いるタンデム方式のカラー画像形成装置が好ましい。より具体的には、例えば、後述するような、複数色のトナーを用いるタンデム方式のカラー画像形成装置が挙げられる。ここでは、タンデム方式のカラー画像形成装置について説明する。

なお、本実施形態にかかる正帯電単層型電子写真感光体を備えた画像形成装置は、各表面上にそれぞれ異なった各色のトナーによるトナー像を形成させるために、所定方向に並設された、複数の像担持体と、各像担持体に対向して配置され、表面にトナーを担持して搬送し、搬送されたトナーを、各像担持体の表面にそれぞれ供給する、現像ローラを備えた複数の現像部とを備え、各像担持体として、それぞれ第１の実施形態にかかる正帯電単層型電子写真感光体を用いる。

図２は、本発明の実施形態にかかる正帯電単層型電子写真感光体を備えた画像形成装置の構成を示す概略図である。ここでは、画像形成装置としては、カラープリンタ１を例に挙げて説明する。

このカラープリンタ１は、図２に示すように、箱型の機器本体１ａを有している。この機器本体１ａ内には、用紙Ｐを給紙する給紙部２と、この給紙部２から給紙された用紙Ｐを搬送しながら当該用紙Ｐに画像データ等に基づくトナー像を転写する画像形成部３と、この画像形成部３で用紙Ｐ上に転写された未定着トナー像を用紙Ｐに定着する定着処理を施す定着部４とが設けられている。さらに、機器本体１ａの上面には、定着部４で定着処理の施された用紙Ｐが排紙される排紙部５が設けられている。

給紙部２は、給紙カセット１２１、ピックアップローラ１２２、給紙ローラ１２３，１２４，１２５、及びレジストローラ１２６を備えている。給紙カセット１２１は、機器本体１ａから挿脱可能に設けられ、各サイズの用紙Ｐを貯留する。ピックアップローラ１２２は、給紙カセット１２１の図２に示す左上方位置に設けられ、給紙カセット１２１に貯留されている用紙Ｐを１枚ずつ取り出す。給紙ローラ１２３，１２４，１２５は、ピックアップローラ１２２によって取り出された用紙Ｐを用紙搬送路に送り出す。レジストローラ１２６は、給紙ローラ１２３，１２４，１２５によって用紙搬送路に送り出された用紙Ｐを一時待機させた後、所定のタイミングで画像形成部３に供給する。

また、給紙部２は、機器本体１ａの図２に示す左側面に取り付けられる不図示の手差しトレイとピックアップローラ１２７とをさらに備えている。このピックアップローラ１２７は、手差しトレイに載置された用紙Ｐを取り出す。ピックアップローラ１２７によって取り出された用紙Ｐは、給紙ローラ１２３，１２５によって用紙搬送路に送り出され、レジストローラ１２６によって、所定のタイミングで画像形成部３に供給される。

画像形成部３は、画像形成ユニット７と、この画像形成ユニット７によってその表面（接触面）にコンピュータ等から電送された画像データに基づくトナー像が１次転写される中間転写ベルト３１と、この中間転写ベルト３１上のトナー像を給紙カセット１２１から送り込まれた用紙Ｐに２次転写させるための２次転写ローラ３２とを備えている。

画像形成ユニット７は、上流側（図２では右側）から下流側に向けて順次配設されたブラック用ユニット７Ｋと、イエロー用ユニット７Ｙと、シアン用ユニット７Ｃと、マゼンタ用ユニット７Ｍとを備えている。各ユニット７Ｋ，７Ｙ，７Ｃ及び７Ｍは、それぞれの中央位置に像担持体としての正帯電単層型電子写真感光体３７（以下、感光体３７）が矢符（時計回り）方向に回転可能に配置されている。そして、各感光体３７の周囲には、帯電部３９、露光部３８、現像部７１、不図示のクリーニング部及び除電部としての除電器等が、回転方向上流側から順に各々配置されている。なお、感光体３７としては、第１の実施形態にかかる正帯電単層型電子写真感光体を用いる。

帯電部３９は、矢符方向に回転されている感光体３７の周面を均一に帯電させる。帯電部３９の具体例としては、帯電ローラ及び帯電ブラシ等が感光体３７に接触したまま、感光体３７の周面（表面）を帯電させる、接触方式の帯電ローラ及び帯電ブラシ等を備えた帯電部が挙げられ、帯電ローラを備えた帯電部が好ましく用いられる。

接触方式の帯電ローラを備えた帯電部は、帯電ローラが感光体３７と接触したまま、感光体３７の周面（表面）を帯電させる。このような帯電ローラとしては、例えば、感光体３７と接触したまま、感光体３７の回転に従属して回転するもの等が挙げられる。また、帯電ローラとしては、例えば、少なくとも表面部が樹脂で構成されたローラ等が挙げられる。より具体的には、例えば、回転可能に軸支された芯金と、芯金上に形成された樹脂層と、芯金に電圧を印加する電圧印加部とを備えたもの等が挙げられる。このような帯電ローラを備えた帯電部は、電圧印加部によって、芯金に電圧を印加することによって、樹脂層を介して接触する感光体３７の表面を帯電させることができる。

電圧印加部により帯電ローラに印加される電圧は直流電圧のみである。交流電圧や直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧を帯電ローラに印加する場合より、帯電ローラに直流電圧のみを印加する場合のほうが、感光層の磨耗量が少なくなる傾向がある。正帯電単層型電子写真感光体に印加する直流電圧は、１０００〜２０００Ｖが好ましく、１２００〜１８００Ｖがより好ましく、１４００〜１６００Ｖが特に好ましい。

画像形成装置が帯電ローラを備える直流電圧を印加する帯電部と、像担持体として正帯電単層型電子写真感光体とを備える場合、転写バイアスが発生しやすい傾向があったが、第１の実施形態にかかる正帯電単層型電子写真感光体を像担持体として用いる場合、転写バイアスの発生が抑制され画像不良の発生を抑制することができる。

また、帯電ローラの樹脂層を構成する樹脂は、感光体３７の周面を良好に帯電させることができれば特に限定されない。樹脂層に用いる樹脂の具体例としては、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン変性樹脂等が挙げられる。また、樹脂層には、無機充填材を含有させていてもよい。

露光部３８は、いわゆるレーザ走査ユニットであり、帯電部３９によって均一に帯電された感光体３７の周面に、上位装置であるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）から入力された画像データに基づくレーザ光を照射し、感光体３７上に画像データに基づく静電潜像を形成する。現像部７１は、静電潜像が形成された感光体３７の周面にトナーを供給することで、画像データに基づくトナー像を形成させる。そして、このトナー像が中間転写ベルト３１に１次転写される。クリーニング部は、中間転写ベルト３１へのトナー像の１次転写が終了した後、感光体３７の周面に残留しているトナーを清掃する。除電器は、１次転写が終了した後、感光体３７の周面を除電する。クリーニング部及び除電器によって清浄化処理された感光体３７の周面は、新たな帯電処理のために帯電部へ向かい、新たな帯電処理が行われる。

中間転写ベルト３１は、無端状のベルト状回転体であって、表面（接触面）側が各感光体３７の周面にそれぞれ当接するように駆動ローラ３３、従動ローラ３４、バックアップローラ３５、及び１次転写ローラ３６等の複数のローラに架け渡されている。また、中間転写ベルト３１は、各感光体３７と対向配置された１次転写ローラ３６によって感光体３７に押圧された状態で、複数のローラによって無端回転するように構成されている。駆動ローラ３３は、ステッピングモータ等の駆動源によって回転駆動し、中間転写ベルト３１を無端回転させるための駆動力を与える。従動ローラ３４、バックアップローラ３５、及び１次転写ローラ３６は、回転自在に設けられ、駆動ローラ３３による中間転写ベルト３１の無端回転に伴って従動回転する。これらのローラ３４，３５，３６は、駆動ローラ３３の主動回転に応じて中間転写ベルト３１を介して従動回転するとともに、中間転写ベルト３１を支持する。

１次転写ローラ３６は、１次転写バイアス（トナーの帯電極性とは逆極性）を中間転写ベルト３１に印加する。そうすることによって、各感光体３７上に形成されたトナー像は、各感光体３７と１次転写ローラ３６との間で、駆動ローラ３３の駆動により矢符（反時計回り）方向に周回する中間転写ベルト３１に重ね塗り状態で順次転写（１次転写）される。

２次転写ローラ３２は、トナー像と逆極性の２次転写バイアスを用紙Ｐに印加する。そうすることによって、中間転写ベルト３１上に１次転写されたトナー像は、２次転写ローラ３２とバックアップローラ３５との間で用紙Ｐに転写され、これによって、用紙Ｐにカラーの転写画像（未定着トナー像）が転写される。

定着部４は、画像形成部３で用紙Ｐに転写された転写画像に定着処理を施すものであり、通電発熱体により加熱される加熱ローラ４１と、この加熱ローラ４１に対向配置され、周面が加熱ローラ４１の周面に押圧当接される加圧ローラ４２とを備えている。

そして、画像形成部３で２次転写ローラ３２により用紙Ｐに転写された転写画像は、当該用紙Ｐが加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する際の加熱による定着処理で用紙Ｐに定着される。そして、定着処理の施された用紙Ｐは、排紙部５へ排紙されるようになっている。また、本実施形態のカラープリンタ１では、定着部４と排紙部５との間の適所に搬送ローラ６が配設されている。

排紙部５は、カラープリンタ１の機器本体１ａの頂部が凹没されることによって形成され、この凹没した凹部の底部に排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ５１が形成されている。

カラープリンタ１は、以上のような画像形成動作によって、用紙Ｐ上に画像形成を行う。そして、上記のようなタンデム方式の画像形成装置では、像担持体として、第１の実施形態にかかる正帯電単層型電子写真感光体が備えられているので、帯電方式が接触帯電方式であり、像担持体が正帯電単層型電子写真感光体である転写メモリが生じやすい条件であっても、転写メモリが生じ難いため、好適な画像を形成することができる画像形成装置が得られる。

以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は実施例により何ら限定されるものではない。

〔実施例１〕
無金属フタロシアニン５質量部、正孔輸送剤（ＨＴＭ−１）５０質量部、電子輸送剤（ＥＴＭ−１）３５質量部、粘度平均分子量５０，０００のビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂１００質量部、及びテトラヒドロフラン８００質量部をボールミルに加え、５０時間、混合、分散処理し、感光層用の塗布液を調製した。得られた塗布液を導電性基板上にディップコート法により塗布し、１００℃で４０分間処理して塗膜よりテトラヒドロフランを除去して、膜厚３０μｍの感光層を備える正帯電単層電子写真感光体を得た。

〔実施例２〜８、及び比較例１〜３〕
正孔輸送剤を表１に記載の種類及び濃度に変える他は、実施例１と同様にして正帯電単層型電子写真感光体を得た。なお、表１に記載の濃度は、感光層の全質量に対する、感光層に含まれる正孔輸送剤の質量％である。

実施例、及び比較例では、正孔輸送剤として下式で表されるＨＴＭ−１〜ＨＴＭ９を用い、電子輸送剤として下式で表されるＥＴＭ−１を用いた。

〔正孔輸送材料〕

〔電子輸送材料〕

〔転写メモリ及び画像の評価〕
実施例及び比較例で得られた正帯電単層型電子写真感光体を、帯電部を帯電ローラに換装したプリンタ（ＦＳ−５３００ＤＮ、京セラミタ株式会社製）に装着し、転写バイアスをオフした時の白紙部電位と転写バイアスをオンした時の白紙部電位との差を転写メモリとして評価した。また１時間耐久印刷した後、印刷画像を観察し、画像不良の発生の有無を評価した。画像の評価は、画像不良が見られないものを◎とし、一辺１０ｍｍのベタパッチがハーフトーン部にゴーストとして現れる状態を○とし、前述のベタパッチがゴーストとして現れるとともに、一辺３ｍｍのアルファベットがゴーストとして現れその文字がはっきり読める状態を×とした。転写メモリ及び画像の評価結果を表１に示す。

実施例１〜７、及び比較例１〜３の結果より、正孔輸送剤のドリフト移動度と転写メモリ電位との関係をグラフ化し、図３に示す。図３より正孔輸送剤のドリフト移動度が５．０×１０^−６ｃｍ^２／Ｖ／ｓｅｃを下回ることにより、転写メモリ電位が急激に上昇することが分かる。

実施例１〜８で得られた正帯電単層型電子写真感光体は、ドリフト移動度が５．０×１０^−６ｃｍ^２／Ｖ／ｓｅｃ以上の正孔輸送剤を用いているために、帯電方式が直流電圧を印加する接触帯電方式であり、感光体が正帯電単層型感光体であるという転写メモリが発生しやすい条件であっても、転写メモリ電位が低く、転写メモリに起因する画像不良が生じにくいことが分かる。

また、実施例１〜７と実施例８との比較から、正帯電単層型電子写真感光体において、ドリフト移動度が５．０×１０^−６ｃｍ^２／Ｖ／ｓｅｃ以上の正孔輸送剤を、感光層の全質量中２０質量％以上となるように用いることで、特に高い転写メモリの抑制効果が得られ、特に高品質の画像が形成されることが分かる。

一方、比較例１〜３から、正帯電単層型電子写真感光体において、ドリフト移動度が５．０×１０^−６ｃｍ^２／Ｖ／ｓｅｃ未満の正孔輸送剤を用いた場合、転写メモリ電位は高くなり、グレー画像ムラやゴースト等の画像不良が発生しやすいことが分かる。

１０ 正帯電単層型電子写真感光体
１２ 導電性基体
１４ 感光層
１６ 中間層
１８ 保護層

Claims (3)

1. 導電性基体上に、少なくとも電荷発生剤、正孔輸送剤、電子輸送剤、及びバインダ樹脂を含む単層構造の感光層が形成されており、接触帯電方式の帯電部を備える画像形成装置において像担持体として使用される正帯電単層型電子写真感光体であって、
   前記正孔輸送剤は、アルミニウム製の基材上に形成された、前記正孔輸送剤３０質量％と粘度平均分子量５０，０００のビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂７０質量％とからなるポリカーボネート樹脂組成物の厚さ７μｍの膜を試料に用いて、温度２３℃、電界強度３．０×１０^５Ｖ／ｃｍの条件で測定されるドリフト移動度が５．０×１０^−６ｃｍ^２／Ｖ／ｓｅｃ以上であることを特徴とする正帯電単層型電子写真感光体。
2. 前記正孔輸送剤を感光層の材料の全質量に対して２０質量％以上含有する、請求項１記載の正帯電単層型電子写真感光体。
3. 像担持体と、
   前記像担持体の表面を帯電するための接触帯電方式の帯電部と、
   帯電された前記像担持体の表面を露光して前記像担持体の表面に静電潜像を形成するための露光部と、
   前記静電潜像をトナー像として現像するための現像部と、
   前記トナー像を前記像担持体から被転写体へ転写するための転写部と、を備え、
   前記像担持体が、請求項１又は２記載の正帯電単層型電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置。

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