JP2017181600A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
Description
前記像担持体に帯電バイアスを印加して帯電部にて前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段により前記像担持体に帯電バイアスを印加した際に流れる帯電電流を検出する帯電電流検出手段と、
前記像担持体上に担持されたトナー像を転写部にて被転写部材に転写する転写手段と、
前記転写手段に転写バイアスを印加する転写電源と、
前記転写手段に転写バイアスが印加された際に流れる転写電流を検出する転写電流検出手段と、
前記転写部にトナー像が通過していない期間において、所定電位に帯電された前記像担持体の領域が前記転写部を通過するときに複数の異なる転写バイアスを前記転写手段に印加し、各前記転写バイアスと、各前記転写バイアスが印加されたときに前記転写部を通過した前記像担持体の領域が次に前記帯電部を通過するときに前記帯電電流検出手段により検出される帯電電流との関係に基づき、転写バイアスを設定する転写バイアス設定シーケンスを実行可能な制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置」が開示されている。
(一般式(HF)中、RH1、及びRH2は、各々独立に、炭素数4以上8以下の分岐状のアルキル基を表す。RH3、及びRH4は、各々独立に、水素原子、又は、炭素数1以上10以下のアルキル基を表す。RH5は、炭素数1以上10以下のアルキレン基を表す。)
(一般式(BF)中、RB1、RB2、及びRB3は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1以上10以下のアルキル基、炭素数1以上10以下のアルコキシ基、又は、炭素数1以上10以下のアリール基を表す。)
(一般式(CT1)中、RC11、RC12、RC13、RC14、RC15、及びRC16は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数1以上20以下のアルコキシ基、又は、炭素数6以上30以下のアリール基を表し、隣接する2つの置換基同士が結合して炭化水素環構造を形成してもよい。n及びmは、各々独立に、0、1又は2を表す。)
体積抵抗率の電界依存性が500V以上1000V以下の範囲内で0.003(logΩ・cm)/V以下である中間転写ベルトと、
を備え、
前記電子写真感光体の表面に形成されたトナー画像を前記中間転写ベルトを介して記録媒体に転写し、かつ、前記電子写真感光体の表面に形成された前記トナー画像が前記中間転写ベルトに転写された後、前記電子写真感光体に電流を印加することにより前記電子写真感光体の表面を除電する転写手段を備えた画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
本実施形態に係る画像形成装置は、導電性基体と、前記導電性基体上に配置され、ヒンダードフェノール系酸化防止剤及びベンゾフェノン系紫外線吸収剤よりなる群から選択される少なくとも1種を含む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に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー画像を形成する現像手段と、
体積抵抗率の電界依存性が500V以上1000V以下の範囲内で0.003(logΩ・cm)/V以下である中間転写ベルトを有し、前記電子写真感光体の表面に形成された前記トナー画像を前記中間転写ベルトを介して記録媒体に転写し、前記電子写真感光体の表面に形成された前記トナー画像が前記中間転写ベルトに転写された後、前記電子写真感光体に電流を印加することにより前記電子写真感光体の表面を除電する転写手段と、
を備える。
電子写真方式による画像形成では、ゴーストの発生抑制のため、画像形成サイクルの終了後に感光体表面に残留した電荷を除去する工程が必要である。感光体表面の残留電荷を除去(除電)する方法としては、例えば、逆極のバイアスを感光体表面に印加する方法、次サイクルの作像前に感光体を露光し、発生した電荷によって残留電荷を打ち消す方法が知られている。しかし、いずれの除電方法でも、前サイクルで作像した履歴部と、未作像部に存在する感光体内部の電荷量に差異があることから、次サイクルでの潜像形成に差異が残り、ゴーストによる濃度変動が発生し易い。
さらに、中間転写ベルトなどの転写部材も体積抵抗に電場依存性を持つ為、移動度の遅い成分はより遅く、速い成分はより早く解放されてしまい、転写条件がより限定されてしまう。特に、より強い転写電場が求められるような、付着力の大きい、粒径の小さなトナーを用いて高速で画像を形成する場合には転写不良が顕著に現れ易い。
図1に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づくイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」と称する場合がある)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に対して脱着するプロセスカートリッジであってもよい。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーを含むトナーの供給がなされる。
なお、一次転写ロール5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。更に、各一次転写ロール5Y、5M、5C、5Kには、一次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各一次転写ロールに印加する転写バイアスを可変する。
まず、動作に先立って、帯電ロール2Yによって感光体1Yの表面が−600V乃至−800Vの電位に帯電される。
感光体1Yは、導電性(例えば20℃における体積抵抗率:1×10−6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂の抵抗)であるが、レーザ光線3Yが照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー画像パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って予め定められた現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによってトナー画像として可視像(現像像)化される。
こうして、第1のユニット10Yにてイエロートナー画像の転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー画像が重ねられて多重転写される。
定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録紙Pの表面も平滑が好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等が好適に使用される。
電子写真感光体(以下「感光体」とも称する)は、導電性基体と、前記導電性基体上に配置され、ヒンダードフェノール系酸化防止剤及びベンゾフェノン系紫外線吸収剤よりなる群から選択される少なくとも1種を含む感光層とを有する。
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、例えば、無機粒子と結着樹脂とを含む層である。
これらの中でも、上記抵抗値を有する無機粒子としては、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の金属酸化物粒子がよく、特に、酸化亜鉛粒子が好ましい。
無機粒子の体積平均粒径は、例えば、50nm以上2000nm以下(好ましくは60nm以上1000nm以下)がよい。
特に、電子受容性化合物としては、アントラキノン構造を有する化合物が好ましい。アントラキノン構造を有する化合物としては、例えば、ヒドロキシアントラキノン化合物、アミノアントラキノン化合物、アミノヒドロキシアントラキノン化合物等が好ましく、具体的には、例えば、アントラキノン、アリザリン、キニザリン、アントラルフィン、プルプリン等が好ましい。
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。
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無機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。
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み、更に、ヒンダードフェノール系酸化防止剤及びベンゾフェノン系紫外線吸収剤よりなる群から選択される少なくとも1種を含む。
電荷輸送材料としては、下記式(CT1)で表される電荷輸送材料(以下、「ブタジエン系電荷輸送材料(CT1)」と称する場合がある。)が好ましい。ブタジエン系電荷輸送材料CT1は、電荷輸送速度が速く、電荷輸送層の表面までの電荷輸送性に優れるため、残留電荷を解消し易く、高速での転写に有利である。
n及びm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、シクロアルカン構造、シクロアルケン構造、シクロアルカンポリエン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
ヒンダードフェノール系酸化防止剤について説明する。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤は、ヒンダードフェノール環を有する化合物であり、分子量が300以上の化合物であることが好ましい。ヒンダードフェノール系酸化防止剤の分子量が300以上であれば、感光層を形成するときの乾燥工程において、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が揮発することが抑制され、感光層中に残留し易くなるため、ヒンダードフェノール系酸化防止剤による作用効果が得られ易い。
1)ヒンダードフェノール環を1つ有する酸化防止剤、
2)ヒンダードフェノール環を2つ以上4つ以下有し、且つ直鎖又は分岐状の2価以上4価以下の脂肪族炭化水素基からなる連結基、又は2価以上4価以下の脂肪族炭化水素基の炭素−炭素の結合間に、エステル結合(−C(=O)O−)及びエーテル結合(−O−)の少なくとも一方が介在した連結基で、2つ以上4つ以下のヒンダードフェノール環が連結された酸化防止剤
3)2つ以上4つ以下のヒンダードフェノール環と、一つのベンゼン環(未置換、又はアルキル基等で置換された置換ベンゼン環)又はイソシアヌレート環とを有し、2つ以上4つ以下のヒンダードフェノール環が、各々、ベンゼン環又はイソシアヌレート環とアルキレン基を介して連結された酸化防止剤
等が挙げられる。
RH3、及びRH4は、各々独立に、水素原子、又は、炭素数1以上10以下のアルキル基を表す。
RH5は、炭素数1以上10以下のアルキレン基を表す。
分岐状のアルキル基として具体的には、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−オクチル基が挙げられる。
これらの中でも、アルキル基としては、tert−ブチル基、tert−ペンチル基が好ましく、tert−ブチル基がより好ましい。
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、エチル基等の低級アルキル基が好ましい。
直鎖状のアルキレン基として具体的には、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、n−ブチレン基、n−ペンチレン基、n−ヘキシレン基、n−ヘプチレン基、n−オクチレン基、n−ノニレン基、n−デシレン基等が挙げられる。
分岐状のアルキレン基として具体的には、イソプロピレン基、イソブチレン基、sec−ブチレン基、tert−ブチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基、tert−ペンチレン基、イソヘキシレン基、sec−ヘキシレン基、tert−ヘキシレン基、イソヘプチレン基、sec−ヘプチレン基、tert−ヘプチレン基、イソオクチレン基、sec−オクチレン基、tert−オクチレン基、イソノニレン基、sec−ノニレン基、tert−ノニレン基、イソデシレン基、sec−デシレン基、tert−デシレン基等が挙げられる。
これらの中でも、アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、ブチレン基等の低級アルキレン基が好ましい。
具体的には、ヒンダードフェノール系酸化防止剤は、例示化合物(HP−3)で示されるヒンダードフェノール系酸化防止剤が特に好ましい。
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤は、ベンゾフェノン骨格を有する化合物である。
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。
例えば、下記構造式で示されるベンゾフェノン系紫外線吸収剤であることが特に好ましい。
・−CH3:メチル基
・−C2H5:エチル基
・−(CH2)7−CH3:オクチル基
・−OCH3:メトキシ基
・−OH:ヒドロキシ基
・−C(CH3)3:tert−ブチル基
ブタジエン系電荷輸送材料(CT1)の含有量は、電荷輸送能の高い感光層(電荷輸送層)を得る点から、ブタジエン系電荷輸送材料(CT1)と結着樹脂との配合比(質量比 CT1:結着樹脂)で0.1:9.9から4.0:6.0までの範囲内であることが好ましく、0.4:9.6から3.5:6.5までの範囲内であることがより好ましく、0.6:9.4から3.0:7.0の範囲内であることが更に好ましい。
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、ヒンダードフェノール系酸化防止剤及びベンゾフェノン系紫外線吸収剤よりなる群から選択される少なくとも1種と、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。
中間転写ベルト20は、半導電性を付与したポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、又はゴム等を含むベルト状であり、体積抵抗率の電界依存性が500V以上1000V以下の範囲内で0.003(logΩ・cm)/V以下である。
デジタルエレクトロメータ8340A(アドバンテスト社製)に、UR100プローブ(ダイアインスツルメンツ社製)、及びレジテーブルUFL(ダイアインスツルメンツ社製)を接続し、プローブとテーブル間に測定対象のベルトを挟み、レジテーブルより500V、750V、1000Vの電圧をそれぞれ5秒ずつ印加した際にプローブに流れる電流量を測定し、電圧、電流、電極面積及びベルト厚から、体積抵抗率を算出する。なお、測定は22℃、55%RHの環境にて実施する。
P=(R2−R1)/(V2−V1) (1)
R1は中間転写ベルトに対して転写電圧V1(V)が印加されたときの中間転写ベルトの体積抵抗率(logΩ・cm)を示し、R2は中間転写ベルトに対して転写電圧V2(V)が印加されたときの中間転写ベルトの体積抵抗率(logΩ・cm)を示す。
本実施形態では、V1=500V、及び、V2=750Vの場合、並びに、V1=750V、及び、V2=1000Vの場合に、それぞれ上記式(1)によって算出される電界依存性Pが、0.003(logΩ・cm)/V以下である中間転写ベルトを用いる。
なお、500V以上1000V以下の転写電圧は、画像形成装置において一般的な転写電圧であり、本実施形態に係る画像形成装置においても適用可能である。
第1実施形態のポリアミック酸組成物は、末端アミノ基及び末端カルボキシ基の総モル量(X)に対する末端カルボキシ基の総モル量(Y)の割合Y/X(以下、末端アミノ基の総モル量(X)に対する末端カルボキシ基の総モル量(Y)の割合Y/Xとも称する。)が、0≦Y/X<0.4であるポリアミック酸と、全固形分に対して10質量%以上80質量%以下のpH7未満のカーボンブラックと、溶媒と、を含んで構成される。なお、第1実施形態におけるポリアミック酸とは、カルボン酸二無水物と、ジアミン化合物との重合体であり、かつカルボン酸モノ無水物で末端封止されていないポリアミック酸とする。以下、pH7未満のカーボンブラックを、「酸性カーボンブラック」とも称する。
第1実施形態のポリアミック酸組成物は、末端アミノ基の総モル量(X)に対する末端カルボキシ基の総モル量(Y)の割合Y/Xが、0≦Y/X<0.4であるポリアミック酸を含有する。なお、「末端カルボキシ基」には、2つのカルボキシ基が脱水した末端無水カルボキシ基を含む。
ポリアミック酸は、ポリイミドの前駆体であり、アミド結合(−NH−CO−)とカルボキシ基とを同一繰り返し単位内に有する高分子化合物である。
第1実施形態に係るポリアミック酸は、少なくとも1種が、アミド結合とカルボキシ基とを有する繰り返し単位を含む分子鎖(主鎖)の末端にアミノ基を有していればよく、かつ、ポリアミック酸組成物中の全ポリアミック酸における末端アミノ基の総モル量(X)に対する末端カルボキシ基の総モル量(Y)の割合Y/Xが、0≦Y/X<0.4となる範囲であれば、アミド結合とカルボキシ基とを有する繰り返し単位を含む分子鎖(主鎖)の末端にカルボキシ基を有していてもよい。また、ポリアミック酸の主鎖部分は、アミド結合とカルボキシ基とが並存する繰り返し単位を含む構造であれば、特に制限されない。
末端アミノ基の総モル量(X)は、ポリアミック酸組成物を、酸(例えば、塩酸等)を用いて中和滴定することにより測定される。
末端カルボキシ基の総モル量(Y)は、ポリアミック酸組成物中に、DA、DC、及びACの全種類のポリアミック酸が含まれている場合、DCの両末端に存在する末端カルボキシ基、および、ACの片末端に存在する末端カルボキシ基の合計モル量をいう。すなわち、末端カルボキシ基の総モル量(Y)は、ポリアミック酸組成物中の末端カルボキシ基を有するポリアミック酸の全末端カルボキシ基量(モル量)をいう。
末端カルボキシ基の総モル量(Y)は、ポリアミック酸組成物を、塩基(例えば、水酸化ナトリウム等)を用いて中和滴定することにより測定される。
Y/Xは、酸性カーボンブラックの分散性の観点から、0≦Y/X<0.4であることが好ましく、0≦Y/X≦0.3であることがより好ましい。一方、Y/Xは、ポリアミック酸組成物のポットライフの観点から、0.1≦Y/X<0.4が好ましく、0.2≦Y/X<0.4がより好ましい。
また、ポリアミック酸組成物中の全ポリアミック酸の含有量は、酸性カーボンブラックとの分散性の観点から、ポリアミック酸組成物の全固形分量に対して、10質量%以上80質量%以下であることが好ましく、20質量%以上40質量%以下であることがより好ましい。
ポリアミック酸の合成に用い得るテトラカルボン酸二無水物、及び、ジアミン化合物は、例えば、次のものを用いればよい。
テトラカルボン酸二無水物としては、分子構造中にカルボン酸無水物に由来する構造(−CO−O−CO−)を2つ有する化合物であれば、特に制限はなく、芳香族系、脂肪族系いずれの化合物も使用してもよい。
例えば、下記の一般式(I)で示されるものが挙げられる。
これらのテトラカルボン酸二無水物は、単独で使用しても、2種以上組み合わせて使用してもよい。
ジアミン化合物は、分子構造中に2つのアミノ基を有するジアミン化合物であれば特に限定されない。
前記ジアミン化合物は、例えば、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、1,5−ジアミノナフタレン、3,3−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、5−アミノ−1−(4’−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン、6−アミノ−1−(4’−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン、4,4’−ジアミノベンズアニリド、3,5−ジアミノ−3’−トリフルオロメチルベンズアニリド、3,5−ジアミノ−4’−トリフルオロメチルベンズアニリド、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2,7−ジアミノフルオレン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)、2,2’,5,5’−テトラクロロ−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジクロロ−4,4’−ジアミノ−5,5’−ジメトキシビフェニル、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)−ビフェニル、1,3’−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、4,4’−(p−フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’−(m−フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、2,2’−ビス[4−(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−2−トリフルオロメチル)フェノキシ]−オクタフルオロビフェニル等の芳香族ジアミン;ジアミノテトラフェニルチオフェン等の芳香環に結合された2個のアミノ基と当該アミノ基の窒素原子以外のヘテロ原子を有する芳香族ジアミン;1,1−メタキシリレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、4,4−ジアミノヘプタメチレンジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、イソフォロンジアミン、テトラヒドロジシクロペンタジエニレンジアミン、ヘキサヒドロ−4,7−メタノインダニレンジメチレンジアミン、トリシクロ[6,2,1,02.7]−ウンデシレンジメチルジアミン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)等の脂肪族ジアミン及び脂環式ジアミン等が挙げられる。
ポリアミック酸の合成に用いる、好ましいテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との組み合わせは、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族系ジアミンとの組合せが好ましい。
ポリアミック酸を合成する際の重合温度としては、0℃以上80℃以下の範囲が好ましい。
第1実施形態のポリアミック酸組成物は、少なくとも1種の溶媒を含有する。
溶媒は、ポリアミック酸組成物中で酸性カーボンブラックが分散する分散媒ともなる。
かかる溶媒としては、例えば、有機極性溶媒が挙げられ、具体的には、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶媒;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミドなどのホルムアミド系溶媒;N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミドなどのアセトアミド系溶媒;N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドンなどのピロリドン系溶媒;フェノール、o−、m−、又はp−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノール、カテコールなどのフェノール系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン等のエーテル系溶媒;メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール系溶媒;ブチルセロソルブ等のセロソルブ系;及びヘキサメチルホスホルアミド、γ−ブチロラクトンなどを挙げられる。
中でも、ピロリドン系溶媒が好ましく、N−メチル−2−ピロリドン(以下「NMP」ともいう)がより好ましい。
第1実施形態のポリアミック酸組成物は、10質量%以上80質量%以下のpH7未満のカーボンブラック(酸性カーボンブラック)を含有する。
酸性カーボンブラックは、カーボンブラックを酸化処理することで、表面にカルボキシル基、キノン基、ラクトン基、水酸基等を付与して製造される。この酸化処理は、高温(例えば、300℃以上800℃以下)雰囲気下で、空気と接触され、反応させる空気酸化法、常温(例えば25℃、以下同様)下で窒素酸化物やオゾンと反応させる方法、及び高温(例えば300℃以上800℃以下)下での空気酸化後、低い温度(例えば20℃以上200℃以下)下でオゾン酸化する方法などにより行われる。
なお、酸性カーボンブラックは、コンタクト法で製造され得るが、密閉式のファーネス法によって製造するのが一般的である。ファーネス法では通常高pH・低揮発分のカーボンブラックしか製造されないが、これに上述の液相酸処理を施してpHを調整してもよい。このためファーネス法による製造により得られるカーボンブラックで、後工程処理によりpHが7未満となるように調節されたカーボンブラックも、適用し得る。
ここで、酸性カーボンブラックのpHは、カーボンブラックの水性懸濁液を調整し、ガラス電極で測定することで求められる。また、酸性カーボンブラックのpHは、酸化処理工程での処理温度、処理時間等の条件によって、調整される。
酸性カーボンブラックは、既述のように、ポリアミック酸組成物中に存在する超過分としてのポリアミック酸の末端アミノ基と水素結合を結ぶことにより分散性が高まると考えられるが、分散性をより高めるために、ポリアミック酸組成物は、更に分散剤を含有していてもよい。
酸性カーボンブラックを分散するために使用し得る分散剤としては、低分子量でも高分子量でもよく、カチオン系、アニオン系、非イオン系から選ばれるいずれの種類の分散剤を使用してもよい。分散剤として非イオン系高分子を使用することが好ましい。
非イオン系高分子としては、ポリ(N−ビニル−2−ピロリドン)、ポリ(N,N’−ジエチルアクリルアジド)、ポリ(N−ビニルホルムアミド)、ポリ(N−ビニルアセトアミド)、ポリ(N−ビニルフタルアミド)、ポリ(N−ビニルコハク酸アミド)、ポリ(N−ビニル尿素)、ポリ(N−ビニルピペリドン)、ポリ(N−ビニルカプロラクタム)、ポリ(N−ビニルオキサゾリン)等が挙げられる。
これらの非イオン系高分子は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。中でも、ポリ(N−ビニル−2−ピロリドン)が好ましい。
ポリアミック酸組成物中の非イオン系高分子の配合量は、ポリアミック酸100質量部に対して、0.2質量部以上3質量部以下であることが好ましい。
第1実施形態のポリアミック酸組成物は、次のようにして調製すればよい。
まず、テトラカルボン酸二無水物と、ジアミン化合物とを、溶媒中で重合反応させて、ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミック酸溶液を得る。かかるポリアミック酸溶液は、メタノールなどの貧溶媒中に添加して、一旦、ポリアミック酸を貧溶媒中に析出させ、再沈殿させて精製する。析出したポリアミック酸をろ別した後、γ−ブチロラクトン等のポリアミック酸が溶解する溶媒に再溶解させ、ポリアミック酸溶液を得る。
次に、得られたポリアミック酸溶液に、酸性カーボンブラックを、例えば、ポリアミック酸樹脂の乾燥質量100質量部に対して合計20質量部以上50質量部以下の範囲で添加すればよい。
第2実施形態のポリアミック酸組成物は、全末端がアミノ基であるポリアミック酸であって、カルボン酸モノ無水物で封止されていない末端アミノ基及びカルボン酸モノ無水物で封止されている末端アミノ基の総モル量(X)に対するカルボン酸モノ無水物で封止されている末端アミノ基の総モル量(Z)の割合Z/X(以下、カルボン酸モノ無水物で封止されていない末端アミノ基の総モル量(X)に対する末端アミノ基がカルボン酸モノ無水物で封止された末端の総モル量(Z)の割合Z/Xとも称する。)が、0≦Z/X<0.4であるポリアミック酸と、全固形分に対して10質量%以上80質量%以下のpH7未満のカーボンブラックと、溶媒と、を含んで構成される。
まず、例えば、テトラカルボン酸二無水物又はその誘導体とジアミン化合物とを、ジアミン化合物過剰で反応させ、全アミン末端ポリアミック酸を合成する。次に、カルボン酸モノ無水物と末端アミン基と反応させ、末端アミン基を封止する。このようにして、末端アミン基のカルボン酸モノ無水物封止末端とする。
末端アミノ基の総モル量(X)は、ポリアミック酸組成物を、酸(例えば、塩酸等)を用いて中和滴定することにより測定される。
ポリアミック酸組成物中の全ポリアミック酸における末端の総モル量(Z)は、酸(例えば、塩酸等)を用いて中和滴定して測定する。
Z/Xは、酸性カーボンブラックの分散性の観点から、0≦Z/X<0.4であることが好ましく、0≦Z/X≦0.3であることがより好ましい。一方、Z/Xは、ポリアミック酸組成物のポットライフの観点から、0.1≦Z/X<0.4が好ましく、0.2≦Z/X<0.4がより好ましい。
カルボン酸モノ無水物として具体的には、例えば、無水フタル酸、無水マレイン酸、2,3−ベンゾフェノンジカルボン酸無水物、3,4−ベンゾフェノンジカルボン酸無水物、2,3−ジカルボキシフェニルフェニルエーテル無水物、3,4−ジカルボキシフェニルフェニルエーテル酸無水物、2,3−ビフェニルジカルボン酸無水物、3,4−ビフェニルジカルボン酸無水物、2,3−ジカルボキシフェニルフェニルスルホン無水物、3,4−ジカルボキシフェニルフェニルスルホン無水物、2,3−ジカルボキシフェニルフェニルスルフィド無水物、3,4−ジカルボキシフェニルフェニルスルフィド無水物、1,2−ナフタレンジカルボン酸無水物、2,3−ナフタレンジカルボン酸無水物、1,8−ナフタレンジカルボン酸無水物、1,2−アントラセンジカルボン酸無水物、2,3−アントラセンジカルボン酸無水物、1,9−アントラセンジカルボン酸無水物等が挙げられ、これらの中でも、無水フタル酸、無水マレイン酸がよい。
なお、カルボン酸無水物は、上記Z/Xが上記範囲となる範囲で使用量(封止量)が調整される。
また、必要に応じて、ポリアミドを含む他の層を積層した構成としてもよい。
帯電装置としては、帯電ロール2Y、2M、2C、2Kに限定されず、例えば、ブラシ、フィルム、またはゴムブレード等を用いた接触型帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器やコロトロン帯電器など、公知の帯電器が広く適用される。これらの中でも接触型帯電器が好ましい。
露光装置3としては、特に制限はなく、例えば、感光体1Y、1M、1C、1Kの表面に、半導体レーザ光、LED(Light Emitting Diode、発光ダイオード)光、または液晶シャッタ光等の光源、またはこれらの光源からポリゴンミラーを介して定められた像様に露光し得る光学系機器など、公知の露光装置が広く適用される。
現像装置4Y、4M、4C、4Kとしては、目的に応じて選択され。例えば、一成分系現像剤または二成分系現像剤をブラシ、またはローラ等を用い接触または非接触で現像する公知の現像器などが挙げられる。
なお、トナーの体積平均粒径が5.0μm以下であるトナーは、高精細な画像が得られる反面、付着力が大きいため転写不良が発生し易い。しかし、本実施形態に係る画像形成装置を用いれば、トナーの体積平均粒径が5.0μm以下であってもゴーストの発生が抑制されるとともに転写不良の発生が効果的に抑制される。
トナー(トナー粒子)の体積平均粒径の測定は、以下のようにして行われる。
まず、分散剤として界面活性剤(望ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム)の5質量%水溶液2ml中に、測定試料を0.5mg以上50mg以下加え、これを電解液100ml以上150ml以下中に添加した。この測定試料を懸濁させた電解液を超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーII型(ベックマン−コールター社製)により、アパーチャー径が100μmのアパーチャーを用いて、粒径が2.0μm以上60μm以下の範囲の粒子の粒度分布を測定する。測定する粒子数は50,000とする。
得られた粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、小粒径側から体積累積分布を引いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとする。
なお、トナーの体積平均粒径が小さいほど転写し難くなる傾向があるため、本実施形態で用いるトナーの体積平均粒径は3.8μm以上であることが好ましい。
一次転写ロール5Y、5M、5C、5Kは単層または多層のいずれでもよい。例えば、単層構造の場合は、発泡または無発泡のシリコーンゴム、ウレタンゴム、またはEPDM等にカーボンブラック等の導電性粒子が適量配合されたロールで構成される。
一次転写ロールは、電子写真感光体の表面に形成されたトナー画像を中間転写ベルトに一次転写し、電子写真感光体のトナー画像が中間転写ベルトに一次転写された後、帯電される前に電子写真感光体に電流(除電バイアス)を印加することにより電子写真感光体の表面を除電する。
感光体クリーニング装置6Y、6M、6C、6Kは、一次転写工程後の感光体1Y、1M、1C、1Kの表面に付着する残存トナーを除去するためのものであり、クリーニングブレードの他、ブラシクリーニング、またはロールクリーニング等が用いられる。これらの中でもクリーニングブレードを用いることが好ましい。また、クリーニングブレードの材質としてはウレタンゴム、ネオプレンゴム、またはシリコーンゴム等が挙げられる。
二次転写ロール26の層構造は、特に限定されるものではないが、例えば、三層構造の場合、コア層と中間層とその表面を被覆する塗布層により構成される。コア層は導電性粒子を分散したシリコーンゴム、ウレタンゴム、またはEPDM等の発泡体で、中間層はこれらの無発泡体で構成される。塗布層の材料としては、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、またはパーフルオロアルコキシ樹脂などが挙げられる。二次転写ロール26の体積抵抗率は107Ωcm以下であることが好ましい。また、中間層を除いた2層構造としてもよい。
支持ロール24は、二次転写ロール26の対向電極を形成する。支持ロール24の層構造は、単層または多層のいずれでもよい。例えば単層構造の場合は、シリコーンゴム、ウレタンゴム、またはEPDM等にカーボンブラック等の導電性粒子が適量配合されたロールで構成される。二層構造の場合は、上記のゴム材料で構成される弾性層の外周面を高抵抗層で被覆したロールから構成される。
定着装置4Y、4M、4C、4Kとしては、例えば、熱ローラ定着器、加圧ローラ定着器、またはフラッシュ定着器など公知の定着器が広く適用される。
中間転写体クリーニング装置30としては、クリーニングブレードの他、ブラシクリーニング、またはロールクリーニング等が用いられる、これらの中でもクリーニングブレードを用いることが好ましい。また、クリーニングブレードの材質としてはウレタンゴム、ネオプレンゴム、またはシリコーンゴム等が挙げられる。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、導電性基体と、前記導電性基体上に配置され、ヒンダードフェノール系酸化防止剤及びベンゾフェノン系紫外線吸収剤よりなる群から選択される少なくとも1種を含む感光層とを有する電子写真感光体と、体積抵抗率の電界依存性が500V以上1000V以下の範囲内で0.003(logΩ・cm)/V以下である中間転写ベルトと、を備え、前記電子写真感光体の表面に形成されたトナー画像を前記中間転写ベルトを介して記録媒体に転写し、かつ、前記電子写真感光体の表面に形成された前記トナー画像が前記中間転写ベルトに転写された後、前記電子写真感光体に電流を印加することにより前記電子写真感光体の表面を除電する転写手段を備えた画像形成装置に着脱される構成を有する。
<中間転写ベルトの作製>
〔ポリアミック酸の合成〕
分子鎖の両末端がアミノ基であるポリアミック酸として、ポリアミック酸DA−A1と、分子鎖の両末端がカルボキシ基であるポリアミック酸として、ポリアミック酸DC−A1とを下記の方法によって合成した。
−ポリアミック酸溶液DA−A1の調製−
N−メチル−2−ピロリドン(以下「NMP」と略す)800g中に、ジアミン化合物として、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(以下「ODA」と略す)83.48g(416.9ミリモル)を加え、常温(25℃)で攪拌させながら溶解した。次いで、テトラカルボン酸二無水物として、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(以下「BPDA」と略す)116.52g(396.0ミリモル)を徐々に添加した。テトラカルボン酸二無水物の添加、溶解後、反応液の温度を60℃まで加熱して、その後反応液温度を保持したまま20時間重合反応を行い、ポリアミック酸DA−A1及びNMPを含む反応液を得た。
得られた反応液を、#800のステンレスメッシュを用いてろ過して室温(25℃)まで冷却をして25℃における溶液粘度2.0Pa・sのポリアミック酸溶液DA−A1を得た。なお、ポリアミック酸溶液の溶液粘度は、東機産業社製、E型回転粘度計、TV−20Hを用い、標準ローター(1°34“×R24)で、測定温度:25℃、回転数:0.5rpm(100Pa・s以上)、1rpm(100Pa・s未満)の条件にて測定を行った値である。以下の合成例で得られたポリアミック酸溶液の溶液粘度も同様に測定した値である。
−ポリアミック酸溶液DC−A1の調製−
ODAを79.57g(397.4ミリモル)、BPDAを120.43g(409.3ミリモル)とした以外は、合成例1と同様にして、ポリアミック酸DC−A1及びNMPを含む溶液粘度6.0Pa・sのポリアミック酸溶液DC−A1を得た。
・ポリアミック酸DA−A1を含むポリアミック酸溶液DA−A1 700g
・ポリアミック酸DC−A1を含むポリアミック酸溶液DC−A1 300g
・酸性カーボンブラック(乾燥状態;導電剤)
〔SPECIAL BLACK6 :オリオンエンジニアドカーボンズ社製、pH2.5、揮発分:18.0%、(以下「SB−6」と略する)〕 55.6g
上記組成のポリアミック酸溶液DA−A1及びポリアミック酸溶液DC−A1を混合し、酸性カーボンブラックSB−6を、ポールミルにて30℃にて12時間分散処理することによりポリアミック酸溶液の混合液に分散した。その後、SB−6が分散した混合液を、#400ステンレスメッシュでろ過して、下記組成のポリアミック酸組成物A1を得た。
ポリアミック酸組成物A1の組成は、ポリアミック酸固形分(ポリアミック酸DA−A1とDC−A1の合計)/NMP/SB−6=185.4/814.6/55.6(質量比)であった。
ポリアミック酸組成物A1中の全ポリアミック酸における末端アミノ基の総モル量(X)に対する末端カルボキシ基の総モル量(Y)の割合Y/Xは0.3であった。
外径278mm、長さ400mmのSUS材料製筒型金型を用意し、その外表面にシリコーン系離型剤を塗布・乾燥処理(離型剤処理)を行った。
離型剤処理を施した円筒型金型を周方向に10rpmの速度で回転させながら、円筒型金型端部より、上記ポリアミック酸組成物A1を口径1.0mmディスペンサーより吐出し、金型上に設置した金属ブレードにて一様の圧力で押し付けて塗布を行った。ディスペンサーユニットを円筒型金型の軸方向に100mm/分の速度で移動させることによってポリアミック酸組成物A1を円筒型金型上に螺旋状に塗布した。
乾燥後、塗布物より溶媒が揮発することで、塗布物は自己支持性を有するポリアミック酸樹脂成形品(無端ベルト本体)と変化した。
得られたポリイミド無端ベルトAの両端部を切断して作製した中間転写ベルト(厚み:80μm)をベルトAとした。
中間転写ベルトAの作製における乾燥処理温度を160℃とした以外は同様にして作製した中間転写ベルト(厚み:80μm)をベルトBとした。
ベルトBの体積抵抗率は10.2logΩ・cmであり、電界依存性は500V以上1000V以下の範囲内で0.0040(logΩ・cm)/Vであった。
中間転写ベルトAの作製における乾燥処理温度を155℃、乾燥処理時間を40分とした以外は同様にして作製した中間転写ベルト(厚み:80μm)をベルトCとした。
ベルトCの体積抵抗率は10.8logΩ・cmであり、電界依存性は500V以上1000V以下の範囲内で0.0029(logΩ・cm)/Vであった。
中間転写ベルトAの作製における乾燥処理温度を170℃、焼成処理温度を310℃とした以外は同様にして作製した中間転写ベルト(厚み:80μm)をベルトDとした。
ベルトDの体積抵抗率は10.0logΩ・cmであり、電界依存性は500V以上1000V以下の範囲内で0.0055(logΩ・cm)/Vであった。
(感光体Aの作製)
酸化亜鉛(平均粒子径:70nm、テイカ社製、比表面積値:15m2/g)100質量部をメタノール500質量部と攪拌混合し、シランカップリング剤として、KBM603(信越化学工業社製)0.75質量部を添加し、2時間攪拌した。その後、メタノールを減圧蒸留にて留去し、120℃で3時間焼き付けを行い、シランカップリング剤表面処理酸化亜鉛粒子を得た。
前記表面処理を施した酸化亜鉛粒子60質量部と、電子受容性化合物として4-エトキシ-1,2-ジヒドロキシ-9,10-アントラキノン1.2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3173、住友バイエルンウレタン社製)13.5質量部と、ブチラール樹脂(エスレック BM−1、積水化学工業社製)15質量部とを、メチルエチルケトン85質量部に溶解した溶液38質量部と、メチルエチルケトン25質量部とを混合し、直径1mmのガラスビーズを用いてサンドミルにて4時間の分散を行い、分散液を得た。得られた分散液に、触媒としてジオクチルスズジラウレート0.005質量部と、シリコーン樹脂粒子(トスパール145、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)4.0質量部とを添加し、下引層形成用塗布液を得た。下引層形成用塗布液の塗布温度24℃における粘度は235mPa・sであった。
この塗布液を、浸漬塗布法にて塗布速度220mm/minで直径30mmのアルミニウム基材上に塗布し、180℃、40分の乾燥硬化を行い、厚さ23.5μmの下引層を得た。
感光体Aの作製において、電荷輸送性材料として、N,N´−ビス(3−メチルフェニル)−N,N´−ジフェニルベンジジンを4.6質量部のみを用いた以外は同様にして作製した感光体を感光体Bとした。
感光体Aの作製において、電荷輸送層形成用塗布液に、ヒンダードフェノール系酸化防止剤とベンゾフェノン系紫外線吸収剤を加えない以外は同様にして作製した感光体を感光体Cとした。
感光体Aの作製において、電荷輸送性材料として、N,N´−ビス(3−メチルフェニル)−N,N´−ジフェニルベンジジンを4.6質量部のみを用い、ヒンダードフェノール系酸化防止剤とベンゾフェノン系紫外線吸収剤を加えない以外は同様にして作製した感光体を感光体Dとした。
感光体Aの作製において、電荷輸送層形成用塗布液に、ヒンダードフェノール系酸化防止剤を加えない以外は同様にして作製した感光体を感光体Eとした。
感光体Aの作製において、電荷輸送層形成用塗布液に、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤を加えない以外は同様にして作製した感光体を感光体Fとした。
上述のように作製した中間転写ベルトA及び感光体Aを、DocuCentre−IV C5575(富士ゼロックス社製)の改造機に組み込んで画像形成を行い、下記の評価を行った。上記改造機は、除電バイアスを調節することができるように改造されている。
−ゴースト−
ゴーストは、DocuCentre−IV C5575の改造機に実施例又は比較例の感光体及び中間転写ベルトを組み込んで高温高湿の条件下にて画像密度100%の20mm×20mm画像を出力し、さらに連続してA4ハーフトーン30%画像を出力し、感光体一周後のハーフトーン上の濃度変動を目視評価した。ここで高温高湿とは、28℃、85%RHの周辺環境である。
A:濃度変動無し
B:わずかに濃度変動有り
C:濃度変動有り
D:明らかな濃度変動有り
転写不良は、DocuCentre−IV C5575の改造機に実施例又は比較例の感光体及び中間転写ベルトを組み込んで高温高湿の条件下にて画像密度100%の20mm×20mm画像を出力し、画像内の白抜けを目視評価した。ここで高温高湿とは、28℃、85%RHの周辺環境である。
A:白抜け無し
B:わずかに白抜け有り
C:白抜け有り
D:明らかな白抜け有り
感光体、中間転写ベルト及びトナーを表1に示す組み合わせに変更したこと以外は、実施例1と同様に画像形成を行い、評価を行った。
各例で用いた中間転写体と感光体及び評価結果を表1に示す。
Claims (6)
- 導電性基体と、前記導電性基体上に配置され、ヒンダードフェノール系酸化防止剤及びベンゾフェノン系紫外線吸収剤よりなる群から選択される少なくとも1種を含む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に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー画像を形成する現像手段と、
体積抵抗率の電界依存性が500V以上1000V以下の範囲内で0.003(logΩ・cm)/V以下である中間転写ベルトを有し、前記電子写真感光体の表面に形成された前記トナー画像を前記中間転写ベルトを介して記録媒体に転写し、かつ、前記電子写真感光体の表面に形成された前記トナー画像が前記中間転写ベルトに転写された後、前記電子写真感光体に電流を印加することにより前記電子写真感光体の表面を除電する転写手段と、
を備えた画像形成装置。 - 前記ヒンダードフェノール系酸化防止剤が下記式(HF)で表される構造を有する請求項1に記載の画像形成装置。
(一般式(HF)中、RH1、及びRH2は、各々独立に、炭素数4以上8以下の分岐状のアルキル基を表す。RH3、及びRH4は、各々独立に、水素原子、又は、炭素数1以上10以下のアルキル基を表す。RH5は、炭素数1以上10以下のアルキレン基を表す。) - 前記ベンゾフェノン系紫外線吸収剤が下記式(BF)で表される構造を有する請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
(一般式(BF)中、RB1、RB2、及びRB3は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1以上10以下のアルキル基、炭素数1以上10以下のアルコキシ基、又は、炭素数1以上10以下のアリール基を表す。) - 前記電子写真感光体が、前記感光層として、電荷発生層と、下記一般式(CT1)で示される電荷輸送材料を含有する電荷輸送層とを有する請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(一般式(CT1)中、RC11、RC12、RC13、RC14、RC15、及びRC16は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数1以上20以下のアルコキシ基、又は、炭素数6以上30以下のアリール基を表し、隣接する2つの置換基同士が結合して炭化水素環構造を形成してもよい。n及びmは、各々独立に、0、1又は2を表す。) - 前記トナーの体積平均粒径が5.0μm以下である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 導電性基体と、前記導電性基体上に配置され、ヒンダードフェノール系酸化防止剤及びベンゾフェノン系紫外線吸収剤よりなる群から選択される少なくとも1種を含む感光層とを有する電子写真感光体と、
体積抵抗率の電界依存性が500V以上1000V以下の範囲内で0.003(logΩ・cm)/V以下である中間転写ベルトと、
を備え、
前記電子写真感光体の表面に形成されたトナー画像を前記中間転写ベルトを介して記録媒体に転写し、かつ、前記電子写真感光体の表面に形成された前記トナー画像が前記中間転写ベルトに転写された後、前記電子写真感光体に電流を印加することにより前記電子写真感光体の表面を除電する転写手段を備えた画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
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