JP5124357B2 - 単層型電子写真感光体およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents
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また、上記の感光体には、アモルファスセレン(a−Se)またはアモルファスセレン砒素(a−AsSe)などからなる層を感光層に用いたセレン系感光体;酸化亜鉛(ZnO)または硫化カドミウム(CdS)を感光層に用いた酸化亜鉛系感光体または硫化カドミウム系感光体;およびアモルファスシリコン(a−Si)を感光層に用いたアモルファスシリコン系感光体(a−Si感光体)などの無機系感光体と有機系光導電性材料、すなわち有機光導電体(Organic Photoconductor;略称:OPC)を用いた感光体(以下、「有機系感光体」ともいう)がある。
さらに、有機系感光体は、感光層を、例えば浸漬塗布法に代表される容易かつ安価な方法で形成できるという特徴を有しているので、現在では、感光体の主流を占めてきている。
主に露光用光源として用いられるレーザーは、低コストで消費エネルギーが少なく軽量小型である半導体レーザーが実用化されており、発振波長や出力の安定性、寿命の点において800nm付近の近赤外領域に発振波長を有するものが一般的なものであった。
記録密度の高い高解像度の画質を達成するひとつの手段として、光学的な方法としてはレーザービームのスポット径を絞り、書込み密度を上げることが挙げられる。
その原因はレーザー光の回折限界にあり、これは避けることの出来ない現象である。
D=1.22λ/NA
(式中、Dはレーザーのスポット径を表し、λはレーザービームの波長を表し、NAはレンズ開口数を表す)
すなわち、現在主流の近赤外半導体レーザーに替えて、青色半導体レーザーを用いることにより、さらなる高解像度が実現できることが判る。
積層型感光体は、一般に、表面側に電荷輸送層、支持体側に電荷発生層を設ける構成となっている。これは膜強度の弱い電荷発生層を樹脂成分は多く膜強度の強い電荷輸送層で保護するという目的からである。この構成の場合、像露光は、表面側の電荷輸送層を通過して電荷発生層に届き、電荷が生成する。一方の電荷は支持体側へ流れ、他方の電荷は、電界によって表面側へ移動し、表面の帯電電荷を消去する。この場合、電荷輸送層内では、一部の電荷は周辺へ散乱され、表面到達時には、静電潜像が不鮮明な状態になる。これは電荷輸送層の膜厚が厚いほど顕著になる。
一方、正帯電方式は上記の負帯電方式の問題を有さず、セレン系感光体およびa−Si感光体などの正帯電方式の無機系感光体におけるプロセス技術を適用できることから、高性能な正帯電方式の有機系感光体の出現が望まれてきており、特許第2718048号公報(特許文献1)には、電子輸送能を有する電荷輸送物質としてジフェノキノン化合物が開示されているものの電荷移動速度の低さから感度が十分ではない。
さらに、一般には、単層型感光体は、表面層全体に低分子化合物である電荷発生物質と電荷輸送物質が分布しているために、表面側に電荷輸送物質だけが存在する積層型に比べ耐摩耗性に弱いことが問題となっている。
しかしながら、上記の特許文献4に記載の単層型感光体は、上記のように耐摩耗性に弱いという問題点と、電荷発生を担う顔料自体が電荷輸送においてトラップとして働き、感度低下や、繰返し使用時の残留電位上昇を引き起こすという欠点を有している。
で表される2価の基である)
で示されるスチリル系化合物を、電荷発生物質かつ電荷輸送物質として含有することを特徴とする単層型電子写真感光体が提供される。
で示されるジフェノキノン系化合物を含有する上記の単層型電子写真感光体が提供される。
また、本発明の単層型感光体は、オゾン発生の少ない正帯電方式に適した感光体を提供することができる。
しかしながら、本発明による単層型電子写真感光体では、用いられているスチリル系化合物が、電荷発生物質と電荷輸送物質を兼ねているため、上記のような電荷注入の問題が生じない。
図1および2は、本発明の単層型感光体の要部の構成を示す模式断面図である。
図1の単層型感光体1は、導電性支持体11上に、スチリル系化合物12を含有する単層型感光層140が積層されてなる。
なお、符号17はバインダ樹脂を示す。
導電性支持体の構成材料は、単層型感光層140の電極としての機能と支持部材としての機能を有し、当該分野で用いられる材料であれば特に限定されない。
すなわち、レーザーを露光光源として用いる電子写真プロセスでは、レーザー光の波長が揃っているので、感光体の表面で反射されたレーザー光と感光体の内部で反射されたレーザー光とが干渉を起こし、この干渉による干渉縞が画像に現れて画像欠陥の発生することがある。そこで、導電性支持体の表面に乱反射処理を施すことにより、波長の揃ったレーザー光の干渉による画像欠陥を防止することができる。
単層型感光層は、電荷発生物質かつ電荷輸送物質として次の一般式(1):
で表される2価の基である)
で示されるスチリル系化合物と、バインダ樹脂とを含有する。
上記の一般式(1)および(2)におけるAr1およびAr4〜Ar5が意味する置換または未置換のアリ−ル基としては、フェニル基、p−トリル基、ナフチル基、2,4−キシリル基またはp−クロロフェニル基;芳香族置換アルキルとしてはベンジル基またはフェニチル基;および置換、未置換の複素環としてはピリジル基が挙げられる。
また、R1およびR2の例としては、水素原子、または置換もしくは未置換のアルキル基として、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基またはtert−ブチル基;置換もしくは未置換のアリ−ル基としてフェニル基、ナフチル基、p−トリル基、2,4−キシリル基またはp−クロロフェニル基が挙げられる。
で示されるスチリル化合物であるか、または副式(5):
本発明の画像形成装置は露光波長として400〜450nmの青色半導体レーザー光を用いることにより、上記のスチリル系化合物はこの光を吸収し電荷を発生させることができる。
で示されるジフェノキノン系化合物を添加してもよい
また、シクロアルキル基としては、シクロペンチル基またはシクロヘキシル基が挙げられる。
また、アリール基としては、フェニル基およびナフチル基が挙げられる。
また、アラルキルとしては、ベンジル基およびフェネチル基が挙げられる。
また、この中でも異なる置換基を有するジフェノキノン化合物は、分子の対称性が低く分子間の相互作用が小さく、溶解性に優れているために好ましい。
これらのジフェノキノン誘導体は、一種または二種以上混合して用いることもできる。
これらのバインダ樹脂は1種を単独でまたは2種以上を組み合せて使用することができる。
スチリル系化合物の含有量が70重量%を超える場合には、膜強度が低下することがある。
一方、スチリル系化合物の含有量が5重量%未満の場合には、電荷を輸送することができず感度が低下することがある。
バインダ樹脂の割合が80重量%を超える場合には、単層型感光層の機能が低下するおそれがある。
一方、バインダ樹脂の含有量が30重量%未満の場合には、単層型感光層の膜強度が低下するおそれがある。
有機溶剤としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、ジフェニルメタン、ジメトキシベンゼン、ジクロルベンゼンなどの芳香族炭化水素類;ジクロロメタン、ジクロロエタン、テトラクロロプロパンなどのハロゲン化炭化水素;テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン、ジベンジルエーテル、ジメトキシメチルエーテル、1,2−ジメトキシエタンなどのエーテル類;メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン、イソホロンなどのケトン類;安息香酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、ジフェニルスルフィドなどの含イオウ溶剤;ヘキサフロオロイソプロパノールなどのフッ素系溶剤;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどの非プロトン性極性溶剤などが挙げられ、これらは単独または混合溶剤として使用できる。また、このような溶剤に、アルコール類、アセトニトリルまたはメチルエチルケトンを加えた混合溶剤を使用することもできる。これらの溶剤の中でも、地球環境に対する配慮から、非ハロゲン系有機溶剤が好適に用いられる。
酸化防止剤の含有量が50重量部を超える場合には、感光体特性に悪影響を及ぼすことがある。
一方、酸化防止剤の含有量が0.1重量部未満の場合には、塗布液の安定性の向上および感光体の耐久性の向上に充分な効果を得ることができないことがある。
可塑剤、レベリング剤の配合により、成膜性、可撓性および表面平滑性を向上させることができる。
乾燥温度が140℃を超える場合には、単層型感光体の繰返し使用時の電気的特性が悪化して、得られる画像が劣化するおそれがある。一方、乾燥温度が50℃未満の場合には、乾燥時間が長くなることがある。
単層型感光層の膜厚が40μmを超える場合には、感光体の生産性が低下するおそれがある。一方、単層型感光層の膜厚が5μm未満の場合には、感光体表面の帯電保持能が低下し、出力画像のコントラストが低下するおそれがある。
本発明の単層型感光体は、導電性支持体11と単層型感光層140との間に中間層18を有するのが好ましい(図2参照)。
また、中間層形成用塗布液は、金属酸化物粒子を含んでいてもよい。
金属酸化物粒子は、中間層の体積抵抗値を容易に調節でき、単層型感光層への電荷の注入をさらに抑制できると共に、各種環境下において感光体の電気特性を維持できる。
中間層形成用塗布液におけるバインダ樹脂と金属酸化物粒子との合計重量Cと溶剤の重量Dとの比率(C/D)は、1/99〜40/60が好ましく、2/98〜30/70が特に好ましい。
中間層の膜厚は特に限定されないが、0.01〜20μmが好ましくは、0.05〜10μmが特に好ましい。
図3は、本発明の電子写真装置の構成を示す模式側面図である。
本発明の電子写真装置における帯電手段は、有害なオゾンガス発生低減の観点から、正帯電であるのが好ましい。
酸化チタン(商品名:タイベークTTO−D−1、石原産業株式会社製)9重量部と共重合ナイロン樹脂(商品名:アミランCM8000、東レ株式会社製)9重量部とを、1,3−ジオキソラン41重量部とメタノール41重量部との混合溶剤に加え、ペイントシェーカにて12時間分散処理し、中間層用塗布液(4L)を調製した。
得られた中間層用塗布液を、導電性支持体としてアルミニウムを蒸着したPETフィルム上にアプリケータ塗布法により塗布し、膜厚1μmの中間層を形成した。
例示化合物5に代えて例示化合物2を用いたほかは実施例1と同様にして単層型感光体を作製した。
例示化合物5に代えてに例示化合物1を用いたほかは実施例1と同様にして単層型感光体を作製した。
実施例1において例示化合物5を10重量部とし、下記構造を有する3,5−ジメチル−3′,5′−ジ−tert−ブチルジフェノキノン化合物(DQ)2重量部を用いたこと以外は実施例1と同様にして、図2の単層型感光体を作製した。
実施例4においてバインダ樹脂としてポリカーボネート樹脂(商品名:PCZ−400、三菱ガス化学株式会社製)にかえてポリエステル樹脂(商品名:バイロン290、東洋紡株式会社製)を用いたほかは実施例4と同様にして単層型感光体を作製した。
実施例5において中間層を形成せず導電性支持体上に直接感光層を形成するほかは実施例5と同様にして単層型感光体を作製した。
実施例1と同様にして中間層を設けた。
ブチラール樹脂(エスレック BM−2:積水化学社製 商標)1重量部、1,3−ジオキソラン97重量部、下記に示すチタニルフタロシアニン2重量部をボールミルにより72時間分散し電荷発生層用塗工液(4L)を作製した。この塗布液を用いて、前記の中間層を設けた導電性支持体上にアプリケータ塗工法により膜厚が0.2μmとなるように電荷発生層を成膜した。
実施例1と同様にして中間層を設けた後、先に電荷輸送層、後に電荷発生層を設け比較例2とは逆の積層型感光体を作製した。
1.実施例1〜4および比較例1〜3で得られた各電子写真感光体について、静電紙試験装置(商品名:EPA−8200、株式会社川口電機製作所製)を用いて、以下のようにして電気特性を評価した。
自己印字モードで1ライン画像、縦横の2ライン画像、黒ベタの1ライン抜け画像、1by1ドット(1ドット置きに1ドットを印字)画像の評価を行った。
さらに、高解像度化においても露光光源の短波長化による光学系のメリットを十分に生かした画像形成装置が実現できることがわかった。
しかし実施例6については、中間層がなく導電性支持体上に直接感光層を形成したことより、帯電性において劣ることがわかった。従って、実施例5のように感光層の下に中間層を形成することで、帯電性がより安定することがわかった。
このように電気特性上は問題ないものの表面の電荷発生層は有機顔料の含有比率が高く膜強度が弱いため容易にキズが発生してしまい耐摩耗性に大きな問題がある。
また、本発明の単層型感光体は、オゾン発生の少ない正帯電方式に適した感光体を提供することができる。
11 導電性支持体
12 スチリル系化合物
140 単層型感光層
17 バインダ樹脂
18 中間層
31 露光手段(半導体レーザー)
32 帯電手段(コロナ帯電器)
33 現像手段(現像器)
33a 現像ローラ
33b ケーシング
34 転写手段(転写帯電器)
35 定着手段(定着器)
35a 加熱ローラ
35b 加圧ローラ
36 クリーニング手段(クリーナ)
36a クリーニングブレード
36b 回収用ケーシング
37 分離手段
38 ハウジング
41 矢符
44 回転軸線
51 転写紙
100 電子写真装置(レーザープリンタ)
Claims (11)
- 導電性支持体上に、単層型感光層が設けられ、前記単層型感光層が、次の一般式(1):
環基であり、Ar2は、置換を有していてもよいアリレン基であり、R1は水素原子、置換を有していてもよいアルキル基、アリ−ル基、またはアラルキル基であり、Yは、結合手であるか、または一般式(2):
で表される2価の基である)
で示されるスチリル系化合物を、電荷発生物質かつ電荷輸送物質として含有し、
電荷発生物質が、前記一般式(1)で示されるスチリル系化合物のみからなることを特徴とする単層型電子写真感光体。 - 前記R1およびR2が、互いに独立してフェニル基、o−もしくはp−トリル基、2,3−キシリル基もしくは2,4−キシリル基、ベンジル基またはフェネチル基である請求項1または2に記載の単層型電子写真感光体。
- 前記R3〜R6が、互いに独立して水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、p−トリル基、2,4−キシリル基、p−クロロフェニル基、ナフチル基、ベンジル基、フェネチル基からなる群から選択される基である請求項4に記載の単層型電子写真感光体。
- 前記R3〜R6が、互いに独立してメチル基、イソプロピル基またはtert−ブチル基である請求項5に記載の単層型電子写真感光体。
- 前記感光層が、有機顔料を含有しない請求項1〜6のいずれか一つに記載の単層型電子写真感光体。
- 前記感光層が、前記導電性支持体と前記単層型感光層との間に中間層を有する請求項1〜7のいずれか一つに記載の単層型電子写真感光体。
- 前記感光層が、青色半導体レーザーを露光手段とするための感光層である請求項1〜8のいずれか一つに記載の単層型電子写真感光体。
- 請求項1〜9のいずれか1つに記載の単層型電子写真感光体と、前記単層型電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、帯電された前記単層型電子写真感光体に対して露光波長が400〜450nmの光で露光する露光手段と、露光によって形成される静電潜像を現像する現像手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
- 前記露光手段が青色半導体レーザーであることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
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