JP4711647B2 - 電子写真感光体、及びそれを用いたプロセスカートリッジ、画像形成装置 - Google Patents
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Description
純粋な放電帯電(図中の破線)では、帯電部材への印加電圧が所定の放電開始電圧(Vth)に達するまでは帯電電位は変化せず、放電開始電圧を超えたのちに帯電電位が変化し始める。このため感光体表面に帯電を行うためには、放電開始電圧(Vth)以上の電圧を帯電部材に印加する必要がある。
本発明の別の目的は、前記感光体を用いた画像形成装置の提供にあり、繰り返し使用においても異常画像の発生しない高耐久性及び高信頼性を有する省エネルギー型の帯電方式並びに画像形成装置を提供すること、装置全体をコンパクトに出来る画像形成装置を提供すること、略単色光による書き込みにおいて発生するモアレ画像を防止できる画像形成装置を提供することにある。更に、感光体表面の光学特性に依存しない書き込み可能な画像形成装置を提供することにある。
更に、前記感光体を用いた取り扱い性が良好でコンパクトな設計が可能であるプロセスカートリッジを提供することをその課題とする。
(1)少なくとも、感光体と、該感光体に帯電用の露光を行う手段と、
該帯電用の露光と同時又は露光後に該感光体と接触している導電性電圧印加部材を介して該感光体に負極性電圧を印加して該感光体表面に負極性の帯電を行う電圧印加手段と、
帯電後該感光体の像露光を行って該感光体に静電荷潜像を形成する像露光手段と、
該静電荷潜像をトナーで現像するための現像手段と、
現像された画像を転写体に転写する手段とを有する画像形成装置に於いて、
該感光体が透光性導電性支持体上に少なくとも像露光に対して感度を有する感光層と、少なくとも帯電用露光で電荷を発生する電荷発生物質及び正孔輸送物質を含有する光電荷充電層を有し、且つ該光電荷充電層が感光体の表面にあり、該透光性導電性支持体側から該像露光が行われることを特徴とする画像形成装置。
(2)前記帯電用の露光手段として400nm以上の波長の光源を用いることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
(3)帯電用露光手段に用いられる光を光電荷充電層が80%以上吸収することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
(4)前記光電荷充電層に用いられる電荷発生物質が有機顔料であり、この有機顔料の最大吸収波長と、感光層に用いられる電荷発生物質が有機顔料であり、この有機顔料の最大吸収波長との差が、±10nmの範囲であることを特徴とする(1)〜(3)の何れかに記載の画像形成装置。
(5)前記光電荷充電層に含有される電荷発生物質が有機顔料であり、この有機顔料の最大吸収波長と前記感光層に含有される電荷発生物質が有機顔料であり、この有機顔料の最大吸収波長とが、200nm以上離れていることを特徴とする(1)〜(3)の何れかに記載の画像形成装置。
(6)感光体と、帯電用の露光手段、電圧印加手段、現像手段、クリーニング手段、除電手段及び転写手段から選ばれる少なくとも1つとを一体化し、装置本体と着脱自在なプロセスカートリッジを搭載していることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の画像形成装置。
(1):導電性支持体上に少なくとも像露光に対して感光する感光層と帯電用露光で電荷を発生する電荷発生物質又は電荷発生物質と電荷輸送物質を含有する光電荷充電層を有し且つ光電荷充電層が感光体の表面にあることにより、感光体に帯電用露光と同時又は露光後に、該感光体と接触している導電性電圧印加部材を介して該感光体に電圧を印加して、光電荷充電層に印加電圧と同極性の電荷を充電し、感光体の劣化要因であるコロナ放電を伴わない帯電を行うことを可能にする感光体を提供する。また透光性支持体を用いているため、光学系を感光体内に収納することで、コンパクトな書き込みが実施できる。
更に環境に優しい帯電方法、画像形成装置を提供する。
(2):光電荷充電層に含有される電荷発生物質が有機顔料であることで、帯電用の露光光源として、可視光を使用することが出来るため、紫外光による感光体の劣化が防止でき、長寿命な感光体の提供が可能になる。また、無機顔料と比較して吸収スペクトルのバラエティーに富み、感光体の設計が容易になる。
(3):光電荷充電層に含有される有機顔料がアゾ顔料であることで光電荷充電の効率の高い感光体が提供可能となる。
(4):特に(I)式で表されるアゾ顔料は電荷発生能力が高く、繰り返し使用における光疲労にも強く、光電荷充電効率が高い感光体が提供可能になる。
(5):(I)式の中でも、2つのカップラー成分の異なる非対称顔料は、極めて高い光キャリア発生能力を有し、光電荷充電効率が高い感光体が提供可能になる。
(6):光電荷充電層に含有される有機顔料がチタニルフタロシアニンであることで光電荷充電効率が高い感光体が提供可能となる。
(7):特定結晶のチタニルフタロシアニン(最大回折ピークを27.2度に有する)であることで、より光電荷充電効率が高い感光体が提供可能になる。
(8):特に特定結晶の特定結晶のチタニルフタロシアニンであることで、より光電荷充電効率が高い感光体が提供可能になる。
(9):光電荷充電層に電荷輸送物質を含有することで、より光電荷充電効率が高い感光体が提供可能になる。
(10):光電荷充電層に含有される電荷輸送物質が正孔輸送物質であることで負極性電荷の光電荷充電効率が高い感光体が提供可能となる。
(11):光電荷充電層に含有される正孔輸送物質が少なくともトリアリールアミン構造を有する化合物の1種以上であることで、高速な帯電が可能になる。
(12):光電荷充電層に電荷輸送物質として高分子電荷輸送性物質を用いることで、感光体表面の摩耗やキズが少なくなり、均一な光電荷充電が安定して得られる耐久性の高い感光体が提供可能となる。
(13):光電荷充電層に含有される高分子電荷輸送性物質が正孔輸送物質であることで負極性電荷の光電荷充電効率が高く、且つ、感光体表面の摩耗やキズが少なくなり、均一な光電荷充電が安定して得られる耐久性の高い感光体が提供可能となる。
(14):光電荷充電層に架橋構造を有する高分子電荷輸送性物質が含有されることで、光電荷充電層の硬度が高くなり、感光体表面の摩耗やキズがより少なく、均一な光電荷充電が安定して得られる耐久性の高い感光体が提供可能となる。
(15):光電荷充電層と感光層に含まれる電荷発生物質の吸収スペクトルがほぼ一致することで、帯電用露光を感光層にほとんど吸収させないことが可能になり、効率の良い帯電が可能になる。これは、画像用の書き込みを感光体内側から実施することによりなし得るものである。
(16):(15)と同様の効果であるが、両者の電荷発生物質が同一であることにより、その効果を確実なものにする。また、電荷注入性をスムースにする。更には、コストメリットが生じる。
(17):光電荷充電層と感光層(電荷発生層)に含有される電荷発生物質の最大吸収ピークが200nm以上はなれることで、互いの吸収領域が重ならず、効率の良い光電荷充電が可能になる。
(18):光電荷充電層中にフィラーが含有されることで感光体表面の摩耗が少なくなり、長寿命な感光体の提供が可能となる。
(19): 感光層が少なくとも電荷発生層と電荷輸送層からなることで高感度な光電荷充電用の感光体が提供可能となる。
(20):感光体がフレキシブルなエンドレスベルト形状であることで、電圧印加手段と感光体間の幅広い接触を可能にし、均一で、安定な光電荷充電による帯電が可能となり、感光体表面と現像部材間の現像ニップ、感光体と転写部材間の転写ニップ等を安定確保して、画像流れ、画像ボケ、ざらつき、スジ状地汚れなどの異常画像の発生しない信頼性の高い画像形成装置を設計できる感光体の提供を可能にする。
(22):帯電用の露光手段として紫外線を用いずに、400nm以長の光源を用いることで感光体の劣化が少なく、信頼性の高い画像形成装置の提供が可能となる。
(23):帯電用露光を電荷発生層に吸収させないことで、効率の良い光電荷充電が可能な装置が提供できる。
(24):感光体の光電荷充電層が正極性電荷の輸送機能を有し、電圧印加手段に負極性電圧が印加されることによって、光電荷充電効率が高く、信頼性の高い高速な画像形成装置の提供ができる。
(25):画像流れ、画像ボケ、ざらつき、スジ状地汚れなどの異常画像の発生しない、信頼性の高いプロセスカートリッジが提供出来る。
(2)この電荷が再結合して消失する前に感光体表面に接触した電圧印加部材(以下、「帯電部材」と表記することがある)に電圧を印加すると、印加電圧と逆極性の電荷が電圧印加部材に移動し、光電荷充電層には電圧印加部材と同極性の電荷が充電される(図3(b))。
(3)感光体の導電性支持体側には印加電圧と逆極性の電荷が誘起され、感光層には電圧が均一にかかる(図3(c))。
(4)以上のように、本発明における帯電は、光電荷充電層に形成された内部電荷のみによって形成されるものであり、そのためには光電荷充電層に光を吸収して電荷を発生する電荷発生物質が含有されている必要がある。
(5)また、光電荷充電層に電荷発生物質と同時に電荷輸送物質を含有させることで、光電荷充電層中における正負電荷対の分離効率、電荷の移動速度が高められ、しかも光電荷充電層と電圧印加部材との間の電荷授受がスムースになり、電荷充電効率を高くする(結果として、高い感光体表面電位を得る)ことが可能となる。
(6)その後、原稿(入力信号)に従った静電潜像形成のための画像露光(以下、単に画像露光と表記する場合がある)を行うと、感光層の露光部は画像光の照射により発生した光電荷によって光電荷充電層内の電荷が中和され、感光体には静電潜像が形成される(図3(d))。
<光電荷充電層>
本発明の光電荷充電層13に用いられる電荷発生物質としては、従来、電子写真用の電荷発生物質として公知の材料を用いることができる。中でも、有機材料は有効に使用できる。これは、有機材料は化学構造によりその吸収波長を任意にコントロールすることが可能で、後述のように帯電用露光と画像形成用露光をいずれも感光体表面側から行う場合、光電荷充電層に用いられる電荷発生物質と、光電荷充電層の下層である感光層(電荷発生層)の電荷発生物質の吸収波長領域を異ならせることで、効率良く光キャリア発生を行わせることができるなどの利点を生み出すことができる。このため、無機材料に比較して有機材料は本発明に有効に使用できるものである。
これを避ける方法としては、大きくは以下に記載する2つの方法がある。
また、光電荷充電層13には電荷輸送物質としての機能とバインダー樹脂の機能を持った高分子電荷輸送物質も良好に使用される。
これら高分子電荷輸送物質から構成される光電荷充電層13は、耐キズ性、耐摩耗性に優れたものである。
高分子電荷輸送物質としては、基本的には正孔輸送性、電子輸送性いずれの高分子電荷輸送物質も使用可能であるが、前述の理由から、光電荷充電層には正孔輸送性の高分子電荷輸送物質がより有効に使用されるものである。
正孔輸送性の高分子電荷輸送物質としては公知の材料が使用できるが、特に、トリアリールアミン構造を主鎖および/または側鎖に含むポリカーボネートが良好に用いられる。中でも、式(III)〜(XII)式で表わされる高分子電荷輸送物質が良好に用いられ、これらを以下に例示し、具体例を示す。
また、光電荷充電層に用いられる他の正孔輸送性の高分子電荷輸送物質としては、公知単量体の共重合物や、ブロック重合体、グラフト重合体、スターポリマーも使用可能である。更に、例えば、特開平3−109406号公報、特開平5−216249号公報、特開2000−206723号公報、特開2001−34001号公報などに開示されているような、製膜時に電子供与性基を有するモノマーあるいはオリゴマーの状態で、製膜後に硬化反応あるいは架橋反応をさせることで、最終的に2次元、あるいは3次元の架橋構造を有する重合体も使用可能である。
一般に有機光導電性膜の機械強度はバインダー樹脂によって補強することが可能であるが、絶縁性の高分子樹脂を多くすると電荷輸送性が低下し、光キャリアーの発生効率が低下する。. 本発の如く電荷輸送機能とバインダー樹脂機能を合わせ持った高分子電荷輸送物質を用いることで、光充電効率を低下させることなく、耐キズ性、耐摩耗性のより高い光電荷充電層の形成を可能にする。更に架橋型の高分子電荷輸送物質を用いることで、光電荷充電層の膜硬度がより高くなり、感光体の耐キズ性、耐摩耗性を更に高めることができる。このように、光電荷充電層に高分子電荷輸送物質を用いることは、より高耐久な光充電帯電用感光体を提供するに非常に有効である。
有機フィラ−材料としては、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末、シリコ−ン樹脂粉末、a−カ−ボン粉末等が挙げられ、無機フィラ−材料としては、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化カルシウム、アンチモンをド−プした酸化錫、錫をド−プした酸化インジウム等の金属酸化物、フッ化錫、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウム等の金属フッ化物、チタン酸カリウム、窒化硼素などの無機材料が挙げられる。これらのフィラーの中で、フィラーの硬度の点から無機フィラーを用いることが耐摩耗性の向上に対し有利である。更に高画質化に有効なフィラーとしては、電気絶縁性が高いフィラーが好ましく、シリカ、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム等が特に有効に使用できる。これら電気絶縁性が高いフィラーは、電気絶縁性が高いフィラー同士あるいは他のフィラーとを2種類以上を混合することも可能である。
透光性支持体の形状としては特に制限はなく、円筒状のものやフィルム上のものが用いられる。但し、内面側から画像書き込みを行うため、支持体の内側は平滑性があることが好ましい。
本発明における感光層12は、単層型でも積層型でもよいが、ここでは説明の都合上、まず積層型について述べる。図4に積層型感光層を用いた本発明の感光体の一例を示す。この場合、感光体構成は導電性支持体11上に感光層として電荷発生層12aと電荷輸送層12b, が設けられ、表面に光電荷充電層13が積層されている。更に導電性支持体と感光層との間に下引き層14が設けられている。
以上のようにして設けられる電荷発生層の膜厚は、0.01〜5μm程度が適当であり、好ましくは0.05〜2μmである。
電荷輸送層は、電荷発生層で生成した電荷を受け取り、その電荷を光電荷充電層との界面(ひいては感光体表面)まで輸送し、表面の帯電電荷と中和して、画像露光に対応した静電荷潜像を形成する機能を有する。そのために電荷輸送層は電荷輸送物質を主成分とした層であり、必要に応じて電荷輸送物質をバインダ−樹脂とともに溶解、塗工して形成される。必要に応じて使用できるバインダー樹脂としてはフィルム性の良いポリカーボネート(ビスフェノールAタイプ、ビスフェノールZタイプ、ビスフェノールCタイプ等、あるいはこれら共重合体)、ポリアリレート、ポリスルフォン、ポリエステル、メタクリル樹脂、ポリスチレン、酢酸ビニル、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂などが用いられる。これらのバインダーは、単独または2種以上の混合物として用いることができる。
次に下引き層14について説明する。
本発明の電子写真感光体には、必要に応じて導電性支持体と感光層との間に(感光層が積層タイプの場合は、導電性支持体と電荷発生層との間に)下引き層を設けることができる。下引き層は、接着性を向上する、電荷ブロッキング、上層の塗工性を改良する、残留電位を低減するなどの目的で設けられる。下引き層は一般に樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤でもって塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。
(モノフェノ−ル系化合物)
2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートなど。
2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)など。
1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネ−ト]メタン、ビス[3,3’−ビス(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)ブチリックアッシド]クリコ−ルエステル、トコフェロール類など。
N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジメチル−N,N’−ジ−t−ブチル−p−フェニレンジアミンなど。
2,5−ジ−t−オクチルハイドロキノン、2,6−ジドデシルハイドロキノン、2−ドデシルハイドロキノン、2−ドデシル−5−クロロハイドロキノン、2−t−オクチル−5−メチルハイドロキノン、2−(2−オクタデセニル)−5−メチルハイドロキノンなど。
ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネ−ト、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネ−ト、ジテトラデシル−3,3’−チオジプロピオネ−トなど。
トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ(2,4−ジブチルフェノキシ)ホスフィンなど。
図5は、本発明の実施例で画像形成に用いたもので、電子写真装置を説明するための概略図である。図5において、感光体1は、透光性の導電性支持体上に、少なくとも画像形成のための像露光に光感度を有する感光層と、少なくとも帯電用露光で電荷を発生する電荷発生物質を含有する光電荷充電層を有する感光体である。
1つは、装置がコンパクトになることである。これは、感光体表面側から画像露光を行う場合、光学系の配置によって装置が大きくなってしまう。本発明の場合には、帯電用の露光手段が必要であり、このことは装置を必要以上に大きくしない効果を十分に持つものである。
感光体1上の残留トナーはクリーニングファーブラシやクリーニングブレードなどのクリーニング手段7により除去され、次の電子写真サイクルに移る。又必要によっては、除電ランプなどの除電手段8を用いて、帯電前に感光体表面の電荷を除電してもよい。
尚、ベルト状感光体と駆動、支持ローラ−とが一体で、装置への脱着が自在にできるようにユニット化することも可能である。
尚、該カートリッジに搭載される感光体1は、透光性導電性支持体上に少なくとも、感光層と電荷発生物質を含有した光電荷充電層を有する感光体である。
透光性支持体として、特開平11−288115号公報の実施例1に記載の方法に準じて、外径100mmの円筒状支持体を下記のようにして作製した。
メタクリル酸ベンジル(BzMA)モノマ−とメタクリル酸メチル(MMA)モノマ−の配合比を20/80とした混合物に、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を添加し、50℃・3hr加熱して予備重合を行い、粘度約100cpのシロップ状重合性液状材料を得た。この重合性液状材料を内径100mm、長さ600mmの円筒状の型に注入し、型を回転させて遠心力により型の内壁に沿って密着させながら型全体を60℃・9hrの加熱処理を行い重合させた。得られた基体を0.2℃/分の速度で室温までアニーリング処理を行った後、型から取り出した。得られた基体に端部切断加工を行い、外径100mm、長さ360mmの円筒状支持体を得た。
上記のようにして得た円筒状支持体上に、下記導電層塗布液組成物を乾燥膜厚0.5μmになるよう塗布し、80℃・30分の熱処理を行い、導電層を形成し、電子写真感光体用の透明支持体とした。
住友金属鉱山社製の導電性塗料X−101H 1000g
トルエン 1000g
外径100mmの円筒支持体上に、下記組成の下引き層塗工液を乾燥後の膜厚が0.2μmになるように浸漬法で塗工し、下引き層を形成した。
ジルコニウムテトラアセチルアセトネート(ZC150:松本交商製) 3部
γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(KBM-503 信越化学工業製) 5部
イソプロピルアルコール 400部
上記の下引き層上に下記電荷発生層用塗工液を浸漬塗工して、加熱乾燥させ、電荷発生層を形成した。
下記構造式(1)のビスアゾ顔料 5重量部
ブチラール樹脂(エスレックBMS:積水化学) 2重量部
シクロヘキサノン 60重量部
メチルエチルケトン 20重量部
次に、この電荷発生層上に下記構造式(2)電荷輸送物質を含む電荷輸送層用塗工液を用いて浸積塗工し、130℃、20分加熱乾燥させ、膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。
ビスフェーノルZ型ポリカーボネート(粘度平均分子量5万) 1重量部
下記構造式(2)の電荷輸送物質 1重量部
テトラヒドロフラン 10重量部
このように作製した電荷輸送層の上に、下記光電荷充電層塗工液をスプレー塗工法で塗布、室温乾燥後、160℃、20分加熱乾燥して、膜厚1μmの光電荷充電層を形成し、電荷充電帯電用の感光体を作製した。
前記構造式(1)のビスアゾ顔料 3重量部
下記構造式(3)の電荷輸送物質 3重量部
ビスフェーノルZ型ポリカーボネート(粘度平均分子量5万) 1重量部
THF 100重量部
シクロヘキサノン 40重量部
上述のようにして作製した電荷発生層用塗工液と光電荷充電層用塗工液をそれぞれ、石英ガラス基板上に感光体と同じ条件で塗布・乾燥して、各々の吸収スペクトルを市販の分光光度計(日立:UV−3100)にて吸収スペクトルを測定した。その結果、電荷発生層および光電荷充電層の吸収スペクトルは、図11に示すCGM Aの吸収スペクトルにほぼ一致し、最大吸収ピーク波長は583nmであった。また、光電荷充電層の645nmの透過率は10%であった。
200mm/sの速度で回転する感光体に、φ16mm、電気抵抗104Ω・cmのシリコンゴムローラを接触させ、連れ周り状態で−400Vの電圧を印加した時の帯電電位を測定した。帯電用露光光として645nmの波長領域のLEDを用いた。露光しない場合の帯電電位(VOFF)は−150V、LEDを点灯した場合の帯電電位(VON)は−270Vであった。
LEDを点灯して帯電させた感光体に655±10nmの光を感光体内側にセットされた光学系を用いて、0.5μJ/cm2露光したところ、帯電電位は光減衰し、露光部の電位(VL)は−20Vとなった。
感光体1に、帯電用露光手段2によって645nmの波長領域のLED光(1μJ/cm2)を照射した直後に、電圧印加手段3の電圧印加部材として、直径8mmのステンレス製軸上に体積抵抗率約104Ω・cmの導電性ウレタン弾性層を設けた導電性ローラーを用い、これを感光体表面に接触し、−500Vの電圧を印加した。感光体1の初期帯電電位は−320Vであった。画像露光手段4は、画像情報に従って帯電後の感光体1に潜像を書き込むための装置であり、発振波長655nmのレーザー光とポリゴンミラーミラーを用いた光走査装置で、600dpiのドット画像を露光した。感光体への全面露光時の露光部の電位は−20Vであった。現像手段としては負極性に帯電したトナーと磁性キャリアーからなる2成分現像剤を用いて反転現像を行った。転写は、導電性の帯電ローラーに正極性の電圧を印加し、紙上に転写した。クリーニングは、ファーブラシクリーニングを用いた。上記条件で画像を形成したところ、画像ボケがなく、中間調部も均一でざらつき感のない鮮明な画像が得られた。
感光体に645nmのLED光照射と−500Vの電圧印加および655nmのレーザーの全面露光の10000回繰り返しテストを行った後、25℃、50%RH、と30℃、85%RHの温湿度環境下で、初期の画像形成と同様の方法で画像を作成したところ、いずれも画像ボケ、画像流れのない初期と同様の鮮明なドット画像が得られた。
実施例1の場合と同様に、−400Vの電圧を印加した時の帯電電位を測定した。露光しない場合の帯電電位(VOFF)は−150V、LEDを点灯した場合の帯電電位(VON)は−240Vであった。更にLEDを点灯して帯電させた感光体に655±10nmの光を0.5μJ/cm2露光したところ、帯電電位は光減衰し、露光部の電位(VL)は−20Vとなった。
更に、図5に示す画像形成装置で画像形成を行ったところ、−500Vの印加電圧で感光体の初期帯電電位は−300Vであった。実施例1と同様に画像形成を行ったところ、画像ボケがなく、中間調部も均一でざらつき感のない鮮明な画像が得られた。
実施例1の場合と同様に、−400Vの電圧を印加した時の帯電電位を測定した。露光しない場合の帯電電位(VOFF)は−150V、LEDを点灯した場合の帯電電位(VON)は−170Vであった。更にLEDを点灯して帯電させた感光体に780±10nmの光を0.5μJ/cm2露光したところ、帯電電位は光減衰し、露光部の電位(VL)は−30Vとなった。
更に、図5に示す画像形成装置で画像形成を行ったところ、−500Vの印加電圧で感光体の初期帯電電位は−210Vであった。実施例1と同様に画像形成を行ったところ、画像ボケは発生しなかったが、実施例1と比較してやや画像濃度の低い画像が得られた。
下記構造式(4)のビスアゾ顔料 3重量部
前記構造式(3)の電荷輸送物質 3重量部
ビスフェーノルZ型ポリカーボネート(粘度平均分子量5万) 1重量部
THF 100重量部
シクロヘキサノン 40重量部
実施例1の場合と同様に、−400Vの電圧を印加した時の帯電電位を測定した。露光しない場合の帯電電位(VOFF)は−140V、LEDを点灯した場合の帯電電位(VON)は−320Vであった。更にLEDを点灯して帯電させた感光体に655±10nmの光を0.5μJ/cm2露光したところ、帯電電位は光減衰し、露光部の電位(VL)は−20Vとなった。
この感光体を用いて、実施例1と同様に帯電特性測定装置用いてを測定したところ、帯電電位は印加電圧に比例して増加する電荷充電帯電特性を示し、−400Vの印加電圧でVOFF=−140V、VON=−190V、及びVL=−10Vであった。
チタニルフタロシアニン顔料 3重量部
(図12にXDスペクトルを示す)
前記構造式(3)の電荷輸送物質 3重量部
ビスフェーノルZ型ポリカーボネート(粘度平均分子量5万) 1重量部
THF 100重量部
シクロヘキサノン 40重量部
なお、上記チタニルフタロシアン顔料は、特開2001−19871号公報の段落番号[0140]に記載の合成例1に準じて合成した。
実施例1で光電荷充電層を設けなかった以外は実施例1と同様に感光体を作製した。
実施例1と同様に−400Vの電圧印加で帯電特性を測定したが、VOFF=0V、VON=+5Vであった。
次に実施例1で用いた画像形成装置の電圧印加ローラ−の代わりに、放電帯電用の非接触帯電ローラーを搭載し、放電により感光体表面に−350Vの帯電を行った以外は実施例1と同様に画像形成をしたところ、実施例1と同様に鮮明な初期画像が得られた。
以上のように、本発明の導電性支持体上に少なくとも感光層と光電荷充電層で構成される感光体を用いて、光電荷充電による帯電を行えば、従来の放電帯電を用いた場合より、感光体の劣化が無く、画像ボケや画像流れが発生しにくい画像形成装置が提供出来る
帯電用露光光源は645nmのLED光(1μJ/cm2)、電圧印加部材としてφ16mm、電気抵抗104Ω・cmのシリコンゴムローラを接触させ、連れ周り状態で−500Vの電圧を印加した時の帯電電位を測定したところ、−400V帯電した。
このような装置を用いて画像を形成したところ、画像ボケのない、中間調画像部に於いてもざらつき感の無い均一で鮮明な画像が得られた。
前記構造式(1)のビスアゾ顔料 3重量部
前記構造式(3)の電荷輸送物質 3重量部
ビスフェーノルZ型ポリカーボネート(粘度平均分子量5万) 1重量部
アルミナ 2重量部
(平均一次粒径:0.3μm、「AA03」住友化学工業製)
テトラヒドロフラン 100重量部
シクロヘキサノン 40重量部
この感光体を用いて実施例1と同様に画像形成を行ったところ、鮮明な画像が得られた。 又この感光体に実施例1と同様に帯電と露光のみの繰り返し強制疲労テストを行った後に25℃、50%RHと30℃、85%RHの温湿度環境下で初期の画像形成と同様の方法で画像を形成したところ、いずれの環境下においても、画像ボケ、画像流れのない初期と同様の鮮明なドット画像が得られた。
実施例1と同じ透光性円筒型支持体上に、下記組成の下引き層塗工液を乾燥後の膜厚が0.3μmになるように浸漬法で塗工し、下引き層を形成した。
アルコール可溶性ナイロン 3部
メタノール 70部
ブタノール 30部
この下引き層上に下記電荷発生層塗工液を浸漬塗工し、110℃、20分、加熱乾燥させ、膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。
チタニルフタロシアニン顔料 5重量部
(XDスペクトルを図12に示す)
ブチラール樹脂(エスレックBX−1:積水化学) 2重量部
メチルエチルケトン 80重量部
次に、この電荷発生層上に下記組成のの電荷輸送層用塗工液を用いて浸積塗工し、130℃、20分加熱乾燥させ、膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。
ビスフェーノルZ型ポリカーボネート(粘度平均分子量5万) 1重量部
前記構造式(2)の電荷輸送物質 1重量部
テトラヒドロフラン 10重量部
このように作製した電荷輸送層の上に、下記組成の光電荷充電層塗工液をスプレー塗工法で塗布、室温乾燥後、160℃、20分加熱乾燥して、膜厚1μmの光電荷充電層を形成し、電荷充電帯電用の感光体を作製した。
チタニルフタロシアニン顔料 3重量部
(XDスペクトルを図12に示す)
前記構造式(3)の電荷輸送物質 3重量部
ビスフェーノルZ型ポリカーボネート 1重量部
THF 100重量部
シクロヘキサノン 40重量部
上述のように作製した電荷発生層用途工液、光電荷充電層用塗工液を、それぞれ石英ガラス基板上に感光体と同じ条件で塗布・乾燥して、各々の吸収スペクトルを市販の分光光度計(日立:UV−3100)にて吸収スペクトルを測定した。その結果、電荷発生層、光電荷充電層の吸収スペクトルは、図11に示すCGM Cの吸収スペクトルにほぼ一致し、最大吸収ピーク波長は800nmであった。また、光電荷充電層の780nmの透過率は10%であった。
200mm/sの速度で回転する感光体に、740nmの波長領域のLED光(1μJ/ cm2)を照射した直後に、φ16mm、電気抵抗104Ω・cmのシリコンゴムローラを接触させ、連れ周り状態で−400Vの電圧を印加した時の帯電電位を測定した。露光しない場合の帯電電位(VOFF)は−150V、LEDを点灯した場合の帯電電位(VON)は−280Vであった。LDを点灯して帯電させた感光体に780±10nmのLED光を0.5μJ/cm2露光したところ、帯電電位は光減衰し、露光部の電位(VL)は−20Vとなった。
帯電部材として、直径8mmのステンレス製軸上に体積抵抗率約104Ω・cmの導電性ウレタン弾性層を設けた導電性の電圧印加ローラー3を用い、感光体表面に接触し、−500Vの電圧を印加した。感光体の初期帯電電位は−380Vであった。帯電用露光光として740nmの波長領域のLEDを用いた。露光装置(図示せず)は、画像情報に従って帯電後の感光体に潜像を書き込むための装置であり、発振波長780nmのレーザー光とポリゴンミラーミラーを用いた光走査装置で、600dpiのドット画像を露光した。感光体への全面露光時の露光部の電位は−30Vであった。現像手段としては負極性に帯電したトナーと磁性キャリアーからなる2成分現像剤を用いて反転現像を行った。転写は、導電性の帯電ローラーに正極性の電圧を印加し、紙上に転写した。クリーニングは、ファーブラシクリーニングを用いた。上記条件で画像を形成したところ、画像ボケがなく、中間調部も均一でざらつき感のない鮮明な画像が得られた。
下記構造式(8)のトリスアゾ顔料 3重量部
前記構造式(3)の電荷輸送物質 3重量部
ビスフェーノルZ型ポリカーボネート(粘度平均分子量5万) 1重量部
THF 100重量部
シクロヘキサノン 40重量部
実施例11の場合と同様に、−400Vの電圧を印加した時の帯電電位を測定した。露光しない場合の帯電電位(VOFF)は−140V、LEDを点灯した場合の帯電電位(VON)は−270Vであった。更にLEDを点灯して帯電させた感光体に780±10nmの光を0.5μJ/cm2露光したところ、帯電電位は光減衰し、露光部の電位(VL)は−10Vとなった。
(光電荷充電層塗工液)
構造式(2)のビスアゾ顔料 3重量部
下記構造式(9)の高分子電荷輸送物質 3重量部
(GPCによる測定の結果、nはおよそ240と求められた。)
THF 100重量部
シクロヘキサノン 40重量部
更に、実施例10と同様の方法で、1万枚の連続画像形成を行ったところ感光体表面に傷等が認められず、1万枚後の画像にも欠陥は認められなかった。
この感光体を用いて、実施例1と同様の画像形成装置を用いて同じ条件で画像を形成したところ、画像ボケがなく鮮明な画像画得られた。
更に、実施例10と同様の方法で、1万枚の連続画像形成を行ったところ感光体表面に傷等が認められず、1万枚後の画像にも欠陥は認められなかった。
光電荷充電層は下記組成の光電荷充電層塗工液を電荷輸送層表面にスプレーで塗工し、150℃で30分加熱乾燥を行って、乾燥膜厚が約1μmの硬化膜として形成した。
(光電荷充電層塗工液)
構造式(2)のビスアゾ顔料 1.5重量部
メチルメタアクリレート-スチレン−n-ブチルメタアクリレート共重合樹脂
(平均分子量:15000,組成比:20/30/30(重量比 )) 0.06重量部
1,4−ブタンジオールジメタクリレート 0.5重量部
下記構造式(11)の電荷輸送性化合物 1重量部
ベンゾイルパーオキサイド 0.01重量部
THF 50重量部
シクロヘキサノン 15重量部
更に、実施例10と同様の方法で、1万枚の連続画像形成を行ったところ感光体表面に傷等が認められず、1万枚後の画像にも欠陥は認められなかった。
2 帯電用露光手段
3 電圧印加手段、電圧印加ローラ
4 画像露光手段
5 現像手段
6 転写手段
7 クリーニング手段
8 除電手段、除電ローラ
9 転写紙
11 導電性支持体
12 感光層
12a 電荷発生層
12b 電荷輸送層
13 光電荷充電層
14 クリーニングブレード
15 トナー搬送コイル
16 現像剤セットケース
17 ドクターブレード
18 搬送スクリュー
19 現像スリーブ
20 LED光源
21 除電ローラ
22 表面電位計
23 画像露光用光源
Claims (6)
- 少なくとも、感光体と、該感光体に帯電用の露光を行う手段と、
該帯電用の露光と同時又は露光後に該感光体と接触している導電性電圧印加部材を介して該感光体に負極性電圧を印加して該感光体表面に負極性の帯電を行う電圧印加手段と、
帯電後該感光体の像露光を行って該感光体に静電荷潜像を形成する像露光手段と、
該静電荷潜像をトナーで現像するための現像手段と、
現像された画像を転写体に転写する手段とを有する画像形成装置に於いて、
該感光体が透光性導電性支持体上に少なくとも像露光に対して感度を有する感光層と、少なくとも帯電用露光で電荷を発生する電荷発生物質及び正孔輸送物質を含有する光電荷充電層を有し、且つ該光電荷充電層が感光体の表面にあり、該透光性導電性支持体側から該像露光が行われることを特徴とする画像形成装置。 - 前記帯電用の露光手段として400nm以上の波長の光源を用いることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 帯電用露光手段に用いられる光を光電荷充電層が80%以上吸収することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記光電荷充電層に用いられる電荷発生物質が有機顔料であり、この有機顔料の最大吸収波長と感光層に用いられる電荷発生物質が有機顔料であり、この有機顔料の最大吸収波長との差が、±10nmの範囲であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の画像形成装置。
- 前記光電荷充電層に含有される電荷発生物質が有機顔料であり、この有機顔料の最大吸収波長と前記感光層に含有される電荷発生物質が有機顔料であり、この有機顔料の最大吸収波長とが、200nm以上離れていることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の画像形成装置。
- 感光体と、帯電用の露光手段、電圧印加手段、現像手段、クリーニング手段、除電手段及び転写手段から選ばれる少なくとも1つとを一体化し、装置本体と着脱自在なプロセスカートリッジを搭載していることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の画像形成装置。
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