JP5217446B2 - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
前記高耐久化技術としては、感光体摩耗量の低減と、静電疲労による感光体特性変化の低減とが大きな2つの課題となる。前者に関しては、耐摩耗性を有する表面層の開発があり、高硬度な保護層や表面エネルギーを低下させた表面層(保護層、電荷輸送層)の開発が行われている。後者に関しては、静電疲労に強い主材料(電荷発生材料、電荷輸送材料)の開発、静電劣化を防止する副材料(酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等の各種添加剤)の開発が行われている。
前記高安定化技術としては、高耐久化と同様に如何に静電疲労を押さえ込むかということがポイントになっている。このように感光体を比較的短い周期で交換せずに、非常に長い期間使用するようなプロセスにおいては、感光体寿命が律速となり、画像形成装置の安定性を決定する原因となっている。
しかし、有機系材料から構成される感光体を機械寿命と同等に取り扱うためには、いかに感光体特性を初期状態と同等に維持するかということに集約される。言い換えれば画像形成装置の中で、感光体をどのように保護しながら使用するかという点が重要となる。
これらの提案により、感光体表面の劣化には非常に大きな効果が得られ、例えば摩耗量の低減が著しく促進されたり、感光体表面エネルギーを低い状態で維持できるようになった。また、感光体表面の劣化に関しては、外部からの添加剤の供給により、画像形成装置内での制御が可能になる。その結果、感光体寿命の律速となっていた「感光体表面の摩耗」から「静電疲労」が寿命を決定する要因に変化してきた。
このように、高耐久かつ高安定な画像形成装置を設計するために感光体摩耗が抑えられたシステムでは、感光体は長期の繰り返し使用による帯電電位低下及び残留電位上昇の抑制と共に、酸化性物質に対する耐性も有していることが求められる。
また、電子写真プロセスにおける信頼性の高い帯電方式はコロナ放電によるものであり、ほとんどの複写機及びプリンターはこの方式が採用されている。しかし、正極性と比べて負極性のコロナ放電は不安定であり、このためスコロトロンによる帯電方式が採用され、コストアップの一要因となっている。負極性のコロナ放電は化学的損傷を引き起こす物質であるオゾンの発生量をより多く伴うため、長時間使用することで帯電時に発生するオゾンによるバインダー樹脂及び電荷移動材料の酸化劣化や、帯電時に生成するイオン性化合物、例えば窒素酸化物イオン、イオウ酸化物イオン、アンモニウムイオン等が感光体表面に蓄積することによる、画質低下が発生し問題となる。このため、オゾンの外部排出を防ぐべく、負帯電方式の複写機、プリンターにはオゾンフィルターが用いられる場合が多く、これも装置のコストアップの要因となっている。更に、多量に発生するオゾンは環境汚染の問題ともなる。
しかし、正帯電型の単層型や逆層感光体は、オゾン、窒素酸化物イオン等の酸化性物質に対して非常に影響を受けやすい電荷発生材料が、表面近傍にあるため周りの環境ガス、例えばブルーヒーター、車からの排気ガスによる特性変動が大きいという欠点を有している。これまでに提案されている正帯電型の単層感光体としては、例えば特許文献3及び4等が挙げられるが、いずれも電子輸送材料の電子移動度がやや低いため複写機、プリンターの高速化、小型化を考えた場合には、感光体感度特性は充分ではなく、繰り返し使用により画像ボケをひきおこすという欠点がある。
更に、特許文献7には、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド誘導体を電子輸送物質として用いられることが開示されているが、単にナフタレンテトラカルボン酸ジイミド誘導体を電子輸送物質として用いた電子写真感光体では、繰り返し使用により画像ボケを引き起こしてしまうという欠点がある。
<1> 感光体と、該感光体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、感光体表面に添加剤を供給する添加剤供給手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、
前記感光体が、支持体と、該支持体上に少なくとも感光層を有し、該感光層が少なくとも電荷発生材料と、下記一般式(1)で表されるナフタレンテトラカルボン酸ジイミド誘導体とを含有することを特徴とする画像形成装置である。
<2> 電荷発生材料が、フタロシアニン化合物である前記<1>に記載の画像形成装置である。
<3> フタロシアニン化合物が、チタニルフタロシアニンである前記<2>に記載の画像形成装置である。
<4> チタニルフタロシアニンが、Cu−Kα線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも27.2°に最大回折ピークを有し、更に9.4゜、9.6゜、24.0゜に主要なピークを有し、かつ最も低角側の回折ピークとして7.3゜にピークを有し、7.3゜のピークと9.4゜のピークの間にピークを有さない前記<3>に記載の画像形成装置である。
<5> 添加剤供給手段が、感光体に当接する部材である前記<1>から<4>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<6> 添加剤供給手段が、ブラシ状構造部材である前記<1>から<5>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<7> 添加剤供給手段が、現像手段を利用した供給手段である前記<1>から<5>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<8> 添加剤供給手段が、ブラシ状構造部材と、現像手段を利用した供給手段との併用である前記<1>から<5>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<9> 添加剤が、ワックス類及び滑剤から選択される少なくとも1種である前記<1>から<8>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<10> 添加剤が、ステアリン酸亜鉛である前記<9>に記載の画像形成装置である。
<11> 帯電手段による帯電が正帯電である前記<1>から<10>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<12> 画像形成装置が、複数の感光体を具備してなり、それぞれの感光体上に現像された単色のトナー画像を順次重ね合わせてカラー画像を形成する前記<1>から<11>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<13> 少なくとも感光体を有してなるプロセスカートリッジであって、前記<1>から<12>のいずれかに記載の画像形成装置に着脱可能に搭載されることを特徴とするプロセスカートリッジである。
前記感光体が、支持体と、該支持体上に少なくとも感光層を有し、該感光層が少なくとも電荷発生材料と、上記一般式(1)で表されるナフタレンテトラカルボン酸ジイミド誘導体とを含有する。
本発明の画像形成装置においては、前記添加剤供給手段を有することにより、感光体表面に添加剤を供給することにより感光体表面を保護することができ、その結果、感光体の摩耗を大幅に低減することができる。
また、電荷輸送材料として上記一般式(1)のナフタレンテトラカルボン酸ジイミド誘導体を用いた感光体は、繰り返し使用による特性の変化が小さく、また感光耐摩耗が抑えられた場合に課題となる酸化性ガスに対し優れた耐性を有するため、長期にわたり高品位な画像を安定して出力することができ、信頼性の高い画像形成装置を提供することができる。
本発明における、前記一般式(1)で表されるナフタレンテトラカルボン酸ジイミド誘導体が繰り返し使用による画像品質維持に有効である理由は、現時点では明らかになっていないが、化学構造内に含まれるアミノ基は塩基性の強い基であるので、画像ボケの原因物質と考えられている酸化性ガスに対しての電気的な中和効果を発揮するものと推測される。
また、前記一般式(1)で表されるナフタレンテトラカルボン酸ジイミド誘導体は非常に優れた電子輸送性を示すものであるため、感光層に電子輸送材料として含有させることで、高感度な感光体となる。
更に、電荷発生材料においても特定の材料を用いることにより特性が向上する。本発明においては電荷発生材料として公知の材料を用いることが可能であるが、中でもフタロシアン構造のものが本発明で用いられるナフタレンテトラカルボン酸ジイミド誘導体との組合せ上好ましい。
その中でも特に中心金属としてチタンを有するチタニルフタロシアニンとすることによって、特に感度が高い感光層とすることができ、画像形成装置として高速化をより一層図ることが可能となる。
前記一般式(1)で表されるナフタレンテトラカルボン酸ジイミド誘導体は電子輸送性を示すものであるため、感光層が支持体側から電荷発生層、電荷輸送層の順で設けられる場合の積層構成においては正帯電感光体となる。また、感光層が単層構成で用いられる場合には、正孔輸送材料を併用することで正負両帯電において用いることが可能であるが、正帯電の方が、帯電性が安定しており、また、発生する酸化性ガスが少ない(負帯電の1/10程度)ため好ましい。
したがって、以上の構成を満たすことにより、本発明の画像形成装置及びプロセスカートリッジは、繰り返し使用によっても感光体の特性が安定しており、長期にわたり高品位な画像を安定して出力することができる
本発明の画像形成装置は、感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、添加剤供給手段とを少なくとも有し、定着手段、クリーニング手段、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。なお、帯電手段と、露光手段とを合わせて静電潜像形成手段と称することもある。
前記画像形成装置としては、複数の感光体を具備してなり、それぞれの感光体上に現像された単色のトナー画像を順次重ね合わせてカラー画像を形成するものが好ましい。
前記感光体(以下、「電子写真感光体」、「静電潜像担持体」と称することもある)は、支持体と、該支持体上に少なくとも感光層を有してなり、下引き層、更に必要に応じてその他の層を有してなる。
前記支持体としては、体積抵抗1010Ω・cm以下の導電性を示すものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金等の金属;酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を蒸着又はスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、或いはアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板又はそれらをDrawing Ironing法、Impact Ironing法、Extruded Ironing法、Extruded Drawing法、切削法等の工法により素管化後、切削、超仕上げ、研磨などにより表面処理した管などを使用することができる。また、特開昭52−36016号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも支持体として用いることができる。また、厚み50μm〜150μmのニッケル箔でもよく、或いは厚み50μm〜150μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの表面にアルミニウム蒸着等の導電加工を行ったものでもよい。
前記導電性粉体としては、例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック、また、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀等の金属粉、或いは導電性酸化スズ、ITO等の金属酸化物粉体などが挙げられる。また、同時に用いられる結着樹脂には、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルトルエン樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられる。
前記導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。
前記積層型感光層は、電荷発生層、及び電荷輸送層を有する。図7は、感光層が電荷発生層(CGL)22と、電荷輸送層(CTL)23とから構成される機能分離積層タイプのものであり、支持体21と電荷発生層22との間には下引き層24が設けられている。
以下、積層型感光層の各層構成について説明する。
前記電荷発生層は、電荷発生材料を主成分として含有し、必要に応じてバインダー樹脂等のその他の成分を含有してなる。
前記M(中心金属)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばH、Li、Be、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Ba、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、TI、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Th、Pa、U、Np、Am等の単体、もしく酸化物、塩化物、フッ化物、水酸化物、臭化物などの2種以上の元素からなる。
このようなチタニルフタロシアニンは、次のようにして合成(後述の顔料合成例1)することができる。即ち、1,3−ジイミノイソインドリンとスルホランを混合し、窒素気流下でチタニウムテトラブトキシドを滴下する。滴下終了後、徐々に180℃まで昇温し、反応温度を170℃〜180℃の間に保ちながら5時間撹拌して反応を行い、反応終了後、放冷した後析出物を濾過し、クロロホルムで粉体が青色になるまで洗浄し、次にメタノールで数回洗浄し、更に80℃の熱水で数回洗浄した後乾燥し、粗チタニルフタロシアニンを得て、得られた粗チタニルフタロシアニンを20倍量の濃硫酸に溶解し、100倍量の氷水に撹拌しながら滴下し、析出した結晶を濾過、次いで洗浄液が中性になるまで水洗を繰り返し、チタニルフタロシアニン顔料のウェットケーキを得る。
得られたウェットケーキを水混和性有機溶媒(THF)に投入し、4時間撹拌を行いこれにメタノール100gを追加して、1時間撹拌を行った後、濾過を行い、乾燥して、チタニルフタロシアニン結晶粉末が得られる。得られたチタニルフタロシアニン結晶粉末は図10に示すX線回折スペクトルを示す。
前記バインダー樹脂は、電荷発生材料100質量部に対し500質量部以下が好ましく、10質量部〜300質量部がより好ましい。
また、前記バインダー樹脂として、高分子電荷輸送材料を用いることができる。更に必要に応じて電荷輸送材料を添加してもよい。
前記電荷発生層の厚みは、0.01μm〜5μmが好ましく、0.1μm〜2μmがより好ましい。
前記電荷輸送層は、電荷輸送材料とバインダー成分との混合物又は共重合体を適当な溶剤に溶解又は分散し、これを塗布し、乾燥することにより形成することができる。
前記電荷輸送層のバインダー成分として用いることのできる高分子化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリスチレン、スチレン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂などの熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの高分子化合物は、単独又は2種以上の混合物として、或いはそれらの原料モノマー2種以上からなる共重合体として、更には、電荷輸送材料と共重合化して用いることができる。
前記電荷輸送層の環境変動に対する安定性確保させる目的として、電気的に不活性な高分子化合物を用いる場合には、例えばポリエステル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル/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、エチレン/酢酸ビニル共重合体等が有効である。
ここで、電気的に不活性な高分子化合物とは、トリアリールアミン構造のような光導電性を示す化学構造を含まない高分子化合物を指す。
これらの樹脂を添加剤としてバインダー樹脂と併用する場合には、光減衰感度の制約から、その添加量は50質量%以下とすることが好ましい。
前記一般式(1)における芳香族炭化水素基としては、例えばベンゼン、ビフェニル、ナフタレン、アントラセン、フルオレン、ピレン等の芳香族環の基;ピリジン、キノリン、チオフェン、フラン、オキサゾール、オキサジアゾール、カルバゾール等の芳香族複素環の基などが挙げられる。
これらの置換基としては、前記アルキル基の具体例で挙げたもの、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子のハロゲン原子;ジアルキルアミノ基、ジフェニルアミノ基、前記芳香族炭化水素基;ピロリジン、ピペリジン、ピペラジン等の複素環の基、などが挙げられる。
更に、R1及びR2が互いに結合して窒素原子を含む複素環基を形成する場合、その複素環基としてはピロリジノ基、ピペリジノ基、ピペラジノ基などに芳香族炭化水素基が縮合した縮合複素環基などを挙げることができる。
以下に前記一般式(1)で表される化合物の好ましい具体例を挙げる。ただし、これらの化合物に限定されるものではない。
前記溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、クロロナフタレン、酢酸、ピリジン、メチルピリジン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルエチレンウレア、ジメチルスルホキサイド、などが挙げられる。
前記反応温度としては室温〜250℃の間が好ましい。また反応促進のためにpH調整して行うこともできる。pH調整には水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の塩基性水溶液をリン酸等の酸との混合により作製した緩衝液を用いることができる。具体的には、以下のように、第一工程で;ナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物誘導体と1,1−二置換ヒドラジン誘導体とを反応させてモノイミド体を製造し、第二工程で;置換アミン誘導体とを反応させることにより、前記一般式(1)で表されるナフタレンテトラカルボン酸ジイミド誘導体が製造できる。
前記電子輸送材料としては、例えばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4−オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイドなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記正孔輸送材料としては、電子供与性物質が好ましく用いられる。その例としては、例えばオキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、9−(p−ジエチルアミノスチリルアントラセン)、1,1−ビス−(4−ジベンジルアミノフェニル)プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
塗工方法としては浸漬法、スプレー塗工法、リングコート法、ロールコータ法、グラビア塗工法、ノズルコート法、スクリーン印刷法等が採用される。
前記電荷輸送層の厚みは、15μm〜40μmが好ましく、15μm〜30μmがより好ましく、解像力が要求される場合には、25μm以下が好適である。
次に、単一の層中に電荷発生材料と電荷輸送材料を含有する単層型感光層について説明する。
図8は、本発明の画像形成装置で用いられる感光体の一例を模式的に示す断面図であり、支持体21の上に少なくとも電荷発生材料と、前記一般式(1)で表されるナフタレンテトラカルボン酸ジイミド誘導体を含む感光層25が設けられている。
また、図示していないが、支持体21と感光層25の間に下引き層を設けることも可能である。
単層構成の感光層に用いることができる電荷発生材料は積層構成時と同様に公知の材料を使用することができるが、前述のようにフタロシアニン系の顔料が本発明に必要な諸特性の面から特に好ましい。
その中でも前述のように、特に中心金属としてチタンを有するチタニルフタロシアニンであることによって、特に感度が高い感光層とすることができ、画像形成装置として高速化をよりいっそう図ることが可能となる。更に積層同様に各種の結晶形のうち、ブラッグ角2θの27.2°に最大回折ピークを有するチタニルフタロシアニンが特に優れた感度特性を示し、良好に使用される。特に、特開2001−19871号公報に記載されている27.2°に最大回析ピークを有し、更に9.4゜、9.6゜、24.0゜に主要なピークを有し、かつ最も低角側の回析ピークとして7.3°にピークを有し、該7.3゜のピークと9.4゜のピークの間にピークを有さないチタニルフタロシアニンを用いることで、高感度を失うことなく、繰り返し使用しても帯電性の低下を生じない安定した電子写真感光体を得ることができる。
これらの顔料は、予めテトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノンなどの溶媒を用いてボールミル、アトライター、サンドミルなどにより分散しておくことが好ましい。また分散時には必要に応じてバインダー樹脂と共に分散してもよい。
前記単層構成の感光層において、電荷発生材料は感光層全体に対して0.1質量%〜30質量%が好ましく、0.5質量%〜10質量%がより好ましい。前記電子輸送材料はバインダー樹脂成分100質量部に対して5質量部〜300質量部が好ましく、10質量部〜150質量部がより好ましい。ただし、前記電子輸送材料全体に対し、前記一般式(1)で表されるナフタレンテトラカルボン酸ジイミド誘導体の含有量が50質量%〜100質量%であることが好ましい。また、前記正孔輸送材料は、バインダー樹脂成分100質量部に対して5〜300質量部、好ましくは20〜150質量部が適当である。電子輸送材料と正孔輸送材料を併用する場合は、電子輸送材料と正孔輸送材料の総量が、バインダー樹脂成分100質量部に対して20質量部〜300質量部が好ましく、30質量部〜200質量部がより好ましい。
前記感光層塗工液を調製する際に使用できる溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、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;ジオキサン、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブ等のエーテル類;トルエン、キシレン等の芳香族類;クロロベンゼン、ジクロロメタン等のハロゲン類;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記感光層には、必要に応じて、酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤等の低分子化合物、レベリング剤などを添加することもできる。これらの化合物は単独又は2種以上の混合物として用いることができる。前記低分子化合物の使用量は、バインダー樹脂等の高分子化合物100質量部に対して0.1質量部〜50質量部が好ましく、0.1〜20質量部がより好ましい。前記レベリング剤の使用量は、バインダー樹脂等の高分子化合物100質量部に対して0.001質量部〜5質量部が好ましい。
前記塗工方法としては、例えば浸漬法、スプレー塗工法、リングコート法、ロールコータ法、グラビア塗工法、ノズルコート法、スクリーン印刷法、などが挙げられる。
前記感光層の厚みは、10μm〜45μmが好ましく、15μm〜32μmがより好ましく、解像力が要求される場合には、25μm以下が好適である。
前記下引き層は、接着性の向上、モワレの防止、上層の塗工性の改良、残留電位の低減、支持体からの電荷注入の防止などの目的で設けられる。
前記下引き層は、樹脂を主成分とし、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記樹脂は、下引き層上に溶剤を用いて感光層を塗布することを考慮すると、一般の有機溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂であることが好ましく、このような樹脂としては、例えばポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウムなどの水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロンなどのアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂など三次元網目構造を形成する硬化型樹脂、などが挙げられる。
前記下引き層には、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物、或いは金属硫化物、金属窒化物などの微粉末を加えてもよい。
前記下引き層は、前述の感光層と同様、適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。
前記下引き層としては、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤などを使用して、例えばゾル−ゲル法などにより形成した金属酸化物層も有用である。その他に、アルミナを陽極酸化により設けたもの、ポリパラキシリレン(パリレン)などの有機物、酸化ケイ素、酸化スズ、酸化チタン、ITO、セリアなどの無機物を真空薄膜作製法にて設けたものも下引き層として好適に使用できる。
前記下引き層の厚みは、0.1μm〜10μmが好ましく、1μm〜5μmがより好ましい。
前記帯電手段は、電子写真感光体表面を帯電させる手段である。
前記帯電手段としては、前記電子写真感光体の表面に電圧を印加して一様に帯電させることができるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、電子写真感光体と非接触で帯電させる非接触方式の帯電手段が用いられる。
前記帯電手段による帯電が正帯電であることが好ましい。
前記非接触の帯電手段としては、例えば、コロナ放電を利用した非接触帯電器及び針電極デバイス、固体放電素子;電子写真感光体に対して微小な間隙をもって配設された導電性又は半導電性の帯電ローラなどが挙げられる。これらの中でも、コロナ放電が特に好ましい。
前記コロトン帯電器は、放電ワイヤの周囲に半空間を占めるケーシング電極とそのほぼ中心に置かれた放電ワイヤとから構成される。
前記スコロトロン帯電器は、前記コロトロン帯電器にグリッド電極を追加したものであり、グリッド電極は電子写真感光体表面から1.0mm〜2.0mm離れた位置に設けられている。
前記露光は、例えば、前記露光手段を用いて前記電子写真感光体の表面を像様に露光することにより行うことができる。
前記露光における光学系は、アナログ光学系とデジタル光学系とに大別される。前記アナログ光学系は、原稿を光学系により直接電子写真感光体上に投影する光学系であり、前記デジタル光学系は、画像情報が電気信号として与えられ、これを光信号に変換して電子写真感光体を露光し作像する光学系である。
前記露光手段としては、前記帯電手段により帯電された前記電子写真感光体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系、LED光学系、などの各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記電子写真感光体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記現像手段は、前記静電潜像を、トナー乃至現像剤を用いて現像して可視像を形成する手段である。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像を前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、前記トナー乃至現像剤を収容し、前記静電潜像に該トナー乃至該現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられる。
前記転写手段は、前記可視像を記録媒体に転写する手段であり、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記電子写真感光体を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
なお、記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、OHP用のPETベース等も用いることができる。
前記定着手段は、記録媒体に転写された可視像を定着装置を用いて定着させる手段であり、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記定着部材としては、例えば、無端状ベルトとローラとの組合せ、ローラとローラとの組合せ、などが挙げられるが、ウォームアップ時間を短縮することができ、省エネルギー化の実現の点で、また、定着可能幅の拡大の点で、熱容量が小さい無端状ベルトとローラとの組合せであるのが好ましい。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記電子写真感光体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記電子写真感光体上に残留する前記電子写真トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
前記添加剤供給手段は、感光体表面に添加剤を供給する手段である。
前記添加剤供給手段は、画像形成装置のどの位置に配置されていても構わないが、1周の間の画像形成を考慮すると、トナー像を乱す可能性のない領域(感光体表面が転写部材を通過した後の位置)に配置されることが好ましい。また、固体状態の物質を供給する場合には、感光体表面に均一に供給するために、クリーニング手段の前に配置されることにより、クリーニング手段により感光体表面で均一化され、感光体表面にまんべんなく供給されるので好ましい。更に、クリーニング手段と供給手段とが兼用になっているような機構も装置のコンパクト化のためには有効な方法である。
また、現像手段14を利用して添加剤を供給することも有効な手段である。この場合、現像剤に添加剤を混合するか、現像剤に含まれるトナーに含有するかの何れかの方法が用いられる。この場合、添加剤の種類によっては粉末のような状態で感光体表面に付着している場合があり、ブレード状構造部材を併用することにより、延伸化させることが好ましく、より効果が期待できる。
ブラシ状構造部材26での供給、現像手段14による供給のいずれにも長所・短所は存在する。ブラシ状構造部材26を使用する場合には、添加剤27を感光体11表面に均一に付着させるという機能は比較的容易に達成できるが、添加剤27の使用量が多い場合には、画像形成装置の繰り返し使用に伴って、どこかで添加剤27の補給をしなければならないというデメリットがある。一方、現像手段14による供給の場合、現像剤やトナー補給を行う方法で添加剤を補給することが可能であり、補給に関しては問題にならないが、出力画像の画像濃度が極端に低い場合、あるいは非常に印字部が偏った原稿の場合に、感光体全面に均一に供給しにくいという短所がある。
このような両者の長所を生かし、短所を補完する意味で、両方の機構の併用は非常に効果を上げるものである。
また、添加剤供給手段は、感光体表面に対して接離機構を有してもよい。このような機構を有することにより、感光体表面に常時当接している必要はなく、感光体表面への添加剤供給過多や、添加剤供給手段あるいは感光体表面の劣化を防ぐことができる。
前記エステル系ワックスは、エステル結合を有するものであり、例えば、カルナウバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス等の天然ワックス、及びモンタンワックス等が挙げられる。
前記オレフィンワックスとしては、例えばポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等の合成ワックスが挙げられる。
前記滑剤としては、例えばPTFE、PFA、PVDF等の各種フッ素含有樹脂;シリコーン樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ステアリン酸亜鉛、ラウリル酸亜鉛、ミリスチン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム等の脂肪酸金属塩、などが挙げられる。これらの中でも、ステアリン酸亜鉛が特に好ましい。
また、感光体表面からの酸化性ガスや有害な光などから守るため、酸化防止剤や紫外線吸収剤を添加剤として使用することもできる。これらは、市販の材料を任意に使用できるものである。酸化防止剤等は、感光体中に多量に添加すると残留電位の上昇など副作用を生じるものであり、その添加量が制限されるものであるが、本発明のように感光体表面に外部添加する場合には、不必要な量はすべてブレード等により除去されるため、悪影響を与えることがない。
図1は、本発明の画像形成装置を説明するための概略図であり、後述するような変形例も本発明の範疇に属するものである。
図1において感光体11は少なくとも支持体上に感光層を有し、該感光層中に少なくとも電荷発生材料と、前記一般式(1)で表されるナフタレンテトラカルボン酸ジイミド誘導体とを含む。感光体11はドラム状の形状を示しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであってもよい。
図1の画像形成装置には、感光体表面に各種添加剤を供給する添加供給手段29を有してなる。添加供給手段29としては、図9に示すようなブラシ状構造部材26及びブレード状構造部材28を有する添加剤供給装置が工程である。
転写手段16としては、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器(ソリッド・ステート・チャージャー)、帯電ローラを始めとする公知の帯電器を使用できるが、転写チャージャーと分離チャージャーを併用したものが効果的である。
露光手段13、除電手段1A等に用いられる光源には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザー(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)などの発光物全般を挙げることができる。そして、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
現像手段14により感光体上に現像されたトナー15は、記録媒体18に転写されるが、全部が転写されるわけではなく、感光体上に残存するトナーも生ずる。このようなトナーは、クリーニング手段17により、感光体より除去される。クリーニング手段は、ゴム製のクリーニングブレードやファーブラシ、マグファーブラシ等のブラシ等を用いることができる。
駆動手段1Cにより駆動され、帯電手段12による帯電、露光手段13による像露光、現像(図示せず)、転写手段16による転写、クリーニング前露光手段1Bによるクリーニング前露光、クリーニング手段17によるクリーニング、除電手段1Aによる除電が繰返し行われる。図2においては、感光体(この場合は支持体が透光性である)の支持体側よりクリーニング前露光の光照射が行われる。
以上の電子写真プロセスは、本発明における実施形態を例示するものであって、もちろん他の実施形態も可能である。例えば、図2において支持体側よりクリーニング前露光を行っているが、これは感光層側から行ってもよいし、また、像露光、除電光の照射を支持体側から行ってもよい。一方、光照射工程は、像露光、クリーニング前露光、除電露光が図示されているが、他に転写前露光、像露光のプレ露光、及びその他公知の光照射工程を設けて、感光体に光照射を行うこともできる。
感光体11は、本発明の要件を満たす電子写真感光体である。各色の現像手段14Bk,14C,14M,14Yは各々独立に制御可能となっており、画像形成を行う色の現像手段のみが駆動される。感光体11上に形成されたトナー像は中間転写ベルト1Fの内側に配置された第1の転写手段1Dにより、中間転写ベルト1F上に転写される。第1の転写手段1Dは感光体11に対して接離可能に配置されており、転写動作時のみ中間転写ベルト1Fを感光体11に当接させる。各色の画像形成を順次行い、中間転写ベルト1F上で重ね合わされたトナー像は第2の転写手段1Eにより、記録媒体18に一括転写された後、定着手段19により定着されて画像が形成される。第2の転写手段1Eも中間転写ベルト1Fに対して接離可能に配置され、転写動作時のみ中間転写ベルト1Fに当接する。
転写ドラム方式の画像形成装置では、転写ドラムに静電吸着させた記録媒体に各色のトナー像を順次転写するため、厚紙にはプリントできないという記録媒体の制限があるのに対し、図4に示すような中間転写方式の画像形成装置では中間転写体1F上で各色のトナー像を重ね合わせるため、記録媒体の制限を受けないという特長がある。このような中間転写方式は図4に示す装置に限らず前述の図1、図2、図3、及び後述する図5(具体例を図6に記す)に記す画像形成装置に適用することができる。
<ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド誘導体の合成>
−モノイミド体の合成−
ナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物(東京化成株式会社製)5.36g(20.0mmol)、N,N−ジメチルホルムアミド30ml、及び酢酸3mlをフラスコに入れ、加熱還流させた。これに、2−ヘプチルアミン2.42g(21.0mmol)とN,N−ジメチルホルムアミド6mlとの溶液を撹拌しながら約2時間で滴下した。更に5時間還流下に反応させ、冷却後、溶媒を減圧蒸留で除き、残渣にトルエンを加え不溶物を濾別した後、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製した。更にシクロヘキサン/トルエン混合溶媒で再結晶し、下記構造式で示されるモノイミド体3.02g(収率41.3%)を得た。融点は149.0〜150.0℃であった。
合成例1で得られたモノイミド体1.83g(5.00mmol)、N,N−ジメチルホルムアミド15mlに1,1−ジベンジルヒドラジン(東京化成株式会社製)1.06g(5.00mmol)を加え、アルゴン気流下、60℃で3.5時間撹拌した。その後、溶媒のN,N’−ジメチルホルムアミドを減圧蒸溜にて留去して、赤色結晶を得た。これをシリカゲルカラム処理精製〔溶離液:トルエン/酢酸エチル(30/1)vol混合溶媒〕し、得られた橙赤色結晶を酢酸エチル/エタノール混合溶媒にて再結晶し、得られた結晶を減圧加熱乾燥器により乾燥して、黄色針状結晶の下記構造式の例示化合物No.30を2.21g(収率78.9%)を得た。融点は147.0〜148.0℃であった。
特開2001−19871号公報に準じて、顔料を作製した。即ち、1,3−ジイミノイソインドリン29.2gと、スルホラン200mlとを混合し、窒素気流下でチタニウムテトラブトキシド20.4gを滴下した。滴下終了後、徐々に180℃まで昇温し、反応温度を170℃〜180℃の間に保ちながら5時間撹拌して反応を行った。反応終了後、放冷した後析出物を濾過し、クロロホルムで粉体が青色になるまで洗浄した。次に、メタノールで数回洗浄し、更に80℃の熱水で数回洗浄した後乾燥し、粗チタニルフタロシアニンを得た。得られた粗チタニルフタロシアニンを20倍量の濃硫酸に溶解し、100倍量の氷水に撹拌しながら滴下し、析出した結晶をろ過し、次いで、洗浄液が中性になるまで水洗いを繰り返し、チタニルフタロシアニン顔料のウェットケーキ(水ペースト)を得た。得られたウェットケーキ(水ペースト)2gをテトラヒドロフラン20gに投入し、4時間攪拌を行った後、濾過を行い、乾燥して、チタニルフタロシアニン粉末を得た。
得られたチタニルフタロシアニン粉末を、下記条件によりX線回折スペクトル測定し、Cu−Kα線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも27.2°に最大回折ピークを有し、更に9.4゜、9.6゜、24.0゜に主要なピークを有し、かつ最も低角側の回折ピークとして7.3゜にピークを有し、7.3゜のピークと9.4゜のピークの間にピークを有さないチタニルフタロシアニンであることを確認した(図10参照)。
−X線回折スペクトル測定条件−
・X線管球:Cu
・電圧:50kV
・電流:30mA
・走査速度:2°/分
・走査範囲:3°〜40°
・時定数:2秒
o−フタロジニトリル200g(156mmol)、チタンテトラブトキサイド146.1g(42.9mmol)、塩基触媒としてo−メチルイソ尿素硫酸塩(OMIU)、及び反応溶媒としてトリエチレングリコールモノメチルエーテル(MTG)160mlの混合物を150℃で5時間加熱攪拌した。その後冷却し、メタノール100mlを加え60℃で温時濾過をした。そしてメタノール、アセトンで洗浄し、粗ケーキを得た。
次に、ジメチルホルムアミド1000mlを加えて100℃で30分間加熱懸洗を行い冷却後、メタノール、アセトンで洗浄したものをろ過し、粗チタニルフタロシアニンを得た。
その後、熱水洗浄処理した粗チタニルフタロシアニン顔料のうち60質量部を96質量%の硫酸1000質量部に3℃〜5℃下で攪拌し、溶解してろ過した。得られた硫酸溶液を氷水35000質量部中に攪拌しながら滴下し、析出した結晶をろ過した。次いで、洗浄液が中性になるまで水洗を繰り返し、ろ過して乾燥し、青紫色のチタニルフタロシアニン粉末を得た。
得られたチタニルフタロシアニン粉末を顔料合成例1と同じ条件によりX線回折スペクトルを測定した(図11参照)。
・ポリエステル樹脂・・・100質量部
・カーボンブラック・・・10質量部
・サリチル酸誘導体亜鉛塩・・・2質量部
上記組成の混合物を、溶融混練し、粉砕し、分級して、平均粒径7.5μmのトナー母体粒子を作製した。
得られたトナー母体粒子に対し酸化チタン微粒子0.9質量%、シリカ微粒子0.9質量%、及びステアリン酸亜鉛0.2質量%を外添した。以上によりトナー1を作製した。
・ポリエステル樹脂・・・95質量部
・カーボンブラック・・・10質量部
・サリチル酸誘導体亜鉛塩・・・2質量部
上記組成の混合物を、溶融混練し、粉砕し、分級して、平均粒径8.0μmのトナー母体粒子を作製した。
得られたトナー母体粒子について、ステアリン酸亜鉛を外添しない以外は、トナー作製例1と同様にして、トナー2を作製した。
<感光体No.1の作製>
下記組成の下引き層用塗工液、電荷発生層用塗工液、及び電荷輸送層用塗工液をそれぞれ作製した。
−下引き層用塗工液−
・アルキッド樹脂(大日本インキ化学工業株式会社製、ベッコゾール M−6401−50)・・・60質量部
・メラミン樹脂(大日本インキ化学工業株式会社製、スーパーベッカミン L−121−60)・・・40質量部
・酸化チタン(石原産業株式会社製、CR−EL)・・・400質量部
・メチルエチルケトン・・・500質量部
これらをボールミル装置(メディアとして直径10mmのアルミナボールを使用)にて5日間ボールミルを行い下引き層用塗工液とした。
・無金属フタロシアニン顔料(大日本インキ工業株式会社、Fastogen Blue8120B)・・・12質量部
・ポリビニルブチラール樹脂(積水化学工業株式会社、エスレックBX−1)・・・5質量部
・2−ブタノン・・・200質量部
・シクロヘキサノン・・・400質量部
これらを直径9cmのガラスポットに直径0.5mmのPSZボールを用い、回転数100rpmで5時間分散を行い電荷発生層用塗工液とした。
・下記構造式で表されるナフタレンテトラカルボン酸誘導体(例示化合物No.8)・・・10質量部
・シリコーンオイル(信越化学工業株式会社製、KF50)・・・0.01質量部
・テトラヒドロフラン・・・80質量部
これらを撹拌し、溶解して電荷輸送層用塗工液とした。
トナー及び現像剤はimgio Neo 270専用のものから極性が逆となるトナー及び現像剤に交換して使用した。
また、画像形成装置の帯電手段は外部電源を用いて、帯電ローラの印加電圧はAC成分としてピーク間電圧1.9kV、周波数1.35kHzとした。また、DC成分は試験開始時の感光体の帯電電位が+700Vとなるようなバイアスを設定し、試験終了に至るまでこの帯電条件で試験を行った。また、現像バイアスは+500Vとした。試験環境は23℃、55%RHであった。
<暗部電位>
一次帯電の後、現像部位置まで移動した際の感光体表面電位とし、初期において+700Vとするように帯電器の印加電圧を調整し、その後は試験終了後まで一定の印加電圧とした。
一時帯電の後、画像露光(全面露光)を受け、現像部位置まで移動した際の感光体表面電位を測定した。
600dpi×600dpiの画素密度で画像濃度が5%のドット画像を連続10枚プリントアウトし、そのドット形状を実体顕微鏡で観察して、輪郭のシャープネスを以下の基準で5段階(5が優れ、1が劣る)に分けて評価した。
〔評価基準〕
5:輪郭が明瞭で、良好である。
4:輪郭のぼやけが極めてごく僅かに観察されるが、良好である。
3:輪郭のぼやけがごく僅かに観察されるが実質的に良好である。
2:輪郭のぼやけが観察され、画像の種類によっては問題となる。
1:ドット画像の判別できない。
−感光体No.2の作製及び画像形成−
実施例1において、無金属フタロシアニン(大日本インキ工業株式会社、Fastogen Blue8120B)を図11に示すX線回折スペクトルを有するチタニルフタロシアニンに変更した以外は、実施例1と同様にして、感光体No.2を作製し、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表1に示す。
−感光体No.3の作製及び画像形成−
実施例1において、無金属フタロシアニン(大日本インキ化学工業株式会社、Fastogen Blue8120B)を顔料合成例1で作製した図10に示すX線回折スペクトルを有するチタニルフタロシアニンに変更した以外は、実施例1と同様にして、感光体No.3を作製し、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表1に示す。
−感光体No.4〜8の作製及び画像形成−
実施例3において、例示化合物No.8のナフタレンテトラカルボン酸誘導体を表1に示した化合物に変更した以外は、実施例3と同様にして、感光体No.4〜8を作製し、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表1に示す。
−感光体No.9の作製−
実施例3において、例示化合物No.8のナフタレンテトラカルボン酸誘導体を下記構造式で表される化合物(ETM1)に変更した以外は、実施例3と同様にして、感光体No.9を作製し、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表1に示す
−感光体No.10の作製−
実施例3において、例示化合物No.8のナフタレンテトラカルボン酸誘導体を下記構造式で表される化合物(ETM2)に変更した以外は、実施例3と同様にして、感光体No.10を作製し、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表1に示す。
−感光体No.11の作製−
実施例3において、例示化合物No.8のナフタレンテトラカルボン酸誘導体を下記構造式で表される化合物(ETM3)に変更した以外は、実施例3と同様にして、感光体No.11を作製し、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例8及び比較例1〜3において、画像形成装置の添加剤供給手段を外した以外は、実施例8及び比較例1〜3と同様にして、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表1に示す。
<感光体No.12の作製及び画像形成>
無金属フタロシアニンを下記組成の処方、条件にて分散を行い、顔料分散液を作製した。
・無金属フタロシアニン顔料(大日本インキ化学工業株式会社、Fastogen Blue8120B)・・・3質量部
・シクロヘキサノン・・・97質量部
直径9cmのガラスポットに直径0.5mmのPSZボールを用い、回転数100rpmで2時間分散を行った。
・上記顔料分散液・・・60質量部
・下記構造式で表される正孔輸送材料(HTM1)・・・30質量部
・シリコーンオイル(信越化学工業株式会社製、KF50)・・・0.01質量部
・テトラヒドロフラン・・・350質量部
以上のようにして作製した感光体No.12を実装用にした後、実施例1で用いた画像形成装置と同様の画像形成装置を用いて画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表2に示す。
−感光体No.13及び画像形成−
実施例9において、無金属フタロシアニンを図11に示すX線回折スペクトルを有するチタニルフタロシアニンに変更した以外は、実施例9と同様にして、感光体No.13を作製し、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表2に示す。
−感光体No.14の作製及び画像形成−
実施例9において、無金属フタロシアニンを顔料合成例1で作製した図10に示すX線回折スペクトルを有するチタニルフタロシアニンに変更した以外は、実施例9と同様にして、感光体No.14を作製し、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表2に示す。
−感光体No.15〜20の作製及び画像形成−
実施例11において、例示化合物No.8のナフタレンテトラカルボン酸誘導体を表2に示した化合物に変更した以外は、実施例11と同様にして、感光体No.15〜20を作製し、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表2に示す。
−感光体No.21の作製及び画像形成−
実施例11において、例示化合物No.8のナフタレンテトラカルボン酸誘導体を下記構造式で表される化合物(ETM1)に変更した以外は、実施例11と同様にして、感光体No.21を作製し、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表2に示す。
−感光体No.22の作製及び画像形成−
実施例11において、例示化合物No.8のナフタレンテトラカルボン酸誘導体を下記構造式で表される化合物(ETM2)に変更した以外は、実施例11と同様にして、感光体No.22を作製し、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表2に示す。
−感光体No.23の作製及び画像形成−
実施例11において、例示化合物No.8のナフタレンテトラカルボン酸誘導体を下記構造で表される化合物(ETM3)に変更した以外は、実施例11と同様にして、感光体No.23を作製し、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表2に示す。
実施例17及び比較例8〜10において、画像形成装置の添加剤供給手段を外した以外は、実施例17及び比較例8〜10と同様にして、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表2に示す。
−感光体No.24の作製及び画像形成−
実施例11において、正孔輸送材料(HTM1)を下記構造式で表される正孔輸送材料(HTM2)に変更した以外は、実施例11と同様にして、感光体No.24を作製し、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表3に示す。
−感光体No.25〜27の作製及び画像形成−
実施例18において、例示化合物No.8のナフタレンテトラカルボン酸誘導体を表3に示した化合物に変更した以外は、実施例18と同様にして、感光体No.25〜27を作製し、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表3に示す。
−感光体No.28の作製及び画像形成−
実施例11において、正孔輸送材料(HTM1)を下記構造式で表される正孔輸送材料(HTM3)に変更した以外は、実施例11と同様にして、感光体No.28を作製し、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表4に示す。
−感光体No.29〜31の作製及び画像形成−
実施例22において、例示化合物No.8のナフタレンテトラカルボン酸誘導体を表4に示した化合物に変更した以外は、実施例22と同様にして、感光体No.29〜31を作製し、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表4に示す。
−感光体No.32の作製及び画像形成−
実施例11において、正孔輸送材料(HTM1)を下記構造式で表される正孔輸送材料(HTM4)に変更した以外は、実施例11と同様にして、感光体No.32を作製し、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表5に示す。
−感光体No.33〜35の作製及び画像形成−
実施例26において、例示化合物No.8のナフタレンテトラカルボン酸誘導体を表5に示した化合物に変更した以外は、実施例26と同様にして、感光体No.33〜35を作製し、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表5に示す。
−感光体No.36の作製及び画像形成−
顔料合成例1で作製したチタニルフタロシアニンを下記組成の処方、条件にて分散を行い、顔料分散液を作製した。
・顔料合成例1で作製したチタニルフタロシアニン・・・3質量部
・シクロヘキサノン・・・97質量部
直径9cmのガラスポットに直径0.5mmのPSZボールを用い、回転数100rpmで2時間分散を行った。
・上記顔料分散液・・・60質量部
・下記構造式で表される正孔輸送材料(HTM1)・・・20質量部
・シリコーンオイル(信越化学工業株式会社製、KF50)・・・0.01質量部
・テトラヒドロフラン・・・350質量部
以上のように作製した感光体No.36を実装用にした後、画像形成装置(株式会社リコー製、imgio Neo 270改造機)に搭載し、書き込み率5%チャート(A4サイズ全面に対して、画像面積として5%相当の文字が平均的に書かれている)を用い通算10万枚印刷する耐刷試験を行った。
トナーは、imgio Neo 270専用のものからトナー作製例1により作製したトナー1(ステアリン酸亜鉛外添)に交換した。
また、画像形成装置の帯電手段は外部電源を用いて、帯電ローラの印加電圧はAC成分としてピーク間電圧1.9kV、周波数1.35kHzとした。また、DC成分は試験開始時の感光体の帯電電位が−700Vとなるようなバイアスを設定し、試験終了に至るまでこの帯電条件で試験を行った。また、現像バイアスは−500Vとした。試験環境は23℃、55%RHである。
耐刷試験の前後で暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を実施例1と同様にして行った。結果を表6に示す。
−感光体No.37の作製及び画像形成−
実施例30において、正孔輸送材料(HTM1)を下記構造式で表される正孔輸送材料(HTM2)に変更した以外は、実施例30と同様にして、感光体No.37を作製し、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表6に示す。
−感光体No.38の作製及び画像形成−
実施例30において、正孔輸送材料(HTM1)を下記構造式で表される正孔輸送材料(HTM3)に変更した以外は、実施例30と同様にして、感光体No.38を作製し、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表6に示す。
−感光体No.39の作製及び画像形成−
実施例30において、正孔輸送材料(HTM1)を下記構造式で表される正孔輸送材料(HTM4)に変更した以外は、実施例30と同様にして、感光体No.39を作製し、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表6に示す。
実施例30において、画像形成装置(株式会社リコー製、imgio Neo 270改造機)に、更に図9に示すようなブラシ状構造部材及びブレード状構造部材を有する添加剤供給手段(添加剤としてはステアリン酸亜鉛を用いた)を装着した以外は、実施例30と同様にして、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表6に示す。
実施例30において、トナー1をトナー作製例2により作製したトナー2に変更した以外は、実施例30と同様にして、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表6に示す。
実施例31において、トナー1をトナー作製例2で作製したトナー2に変更した以外は、実施例31と同様にして、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表6に示す。
実施例32において、トナー1をトナー作製例2で作製したトナー2に変更した以外は、実施例32と同様にして、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表6に示す。
実施例33において、トナー1をトナー作製例2で作製したトナー2に変更した以外は、実施例33と同様にして、画像形成を行い、暗部電位、明部電位、及びドット解像度の評価を行った。結果を表6に示す。
比較例15〜18では、耐刷試験による感光体摩耗が大きく、試験後には正常な画像出力ができなかった。
実施例1〜8及び比較例1〜3において作製した感光体No.1〜11を実装用にした後、タンデム機構を有するフルカラー画像形成装置(株式会社リコー製、IPSiO Color8100改造機、パワーパックを交換し正帯電となるよう改造し、更に書込みに用いるLDの波長を780nmのものに換装し、更に図9に示すようなブラシ状構造部材及びブレード状構造部材を有する添加剤供給装置(添加剤としてステアリン酸亜鉛を用いた)を装着した装置)に搭載し、書き込み率5%チャート(A4サイズ全面に対して、画像面積として5%相当の文字が平均的に書かれている)を用い通算10万枚印刷する耐刷試験を行った。
トナー及び現像剤はIPSiO Color8100専用のものから極性が逆となるトナー及び現像剤に交換して使用した。
また、画像形成装置の帯電手段は外部電源を用いて、帯電ローラの印加電圧はAC成分としてピーク間電圧1.9kV、周波数1.35kHzを選択した。また、DC成分は試験開始時の感光体の帯電電位が+700Vとなるようなバイアスを設定し、試験終了に至るまでこの帯電条件で試験を行った。また、現像バイアスは+500Vとした。試験環境は23℃、55%RHであった。
<ドット解像度評価>
600dpi×600dpiの画素密度で画像濃度が5%のドット画像を連続10枚プリントアウトし、そのドット形状を実体顕微鏡で観察して、輪郭のシャープネスを以下の基準で5段階(5が優れ、1が劣る)に分けて評価した。
〔評価基準〕
5:輪郭が明瞭で、良好である。
4:輪郭のぼやけが極めてごく僅かに観察されるが、良好である。
3:輪郭のぼやけがごく僅かに観察されるが実質的に良好である。
2:輪郭のぼやけが観察され、画像の種類によっては問題となる。
1:ドット画像の判別できない。
フルカラーパターン画像を出力し、初期において出力した画像と10万枚印刷後の画像とを比較し、色彩の変化や濃度から色再現性を以下の基準で5段階(5が優れ、1が劣る)に分けて評価した。
〔評価基準〕
5:初期とほとんど変わらず、良好である。
4:色彩や濃度の変化が極めてごく僅かに観察されるが、良好である。
3:色彩や濃度の変化が僅かに観察されるが実質的に良好である。
2:色彩や濃度の変化が観察される。
1:色彩や濃度の変化が非常に大きい。
実施例42及び比較例19〜21において、画像形成装置の添加剤供給手段を外した以外は、実施例42及び比較例19〜21と同様にして、画像形成を行い、ドット解像度及び色再現性の評価を行った。結果を表7に示す。
実施例9〜17及び比較例8〜10において作製した感光体No.12〜23を実装用にした後、実施例35で用いたタンデム機構を有する画像形成装置と同様の画像形成装置を用い、実施例35と同様にして、画像形成を行い、ドット解像度及び色再現性の評価を行った。結果を表8に示す。
実施例51及び比較例26〜28において、画像形成装置の添加剤供給手段を外した以外は、実施例42及び比較例19〜21と同様にして、ドット解像度及び色再現性の評価を行った。結果を表8に示す。
12 帯電手段
13 露光手段
14 現像手段
15 トナー
16 転写手段
17 クリーニング手段
18 記録媒体
19 定着手段
1A 除電手段
1B クリーニング前露光手段
1C 駆動手段
1D 第1の転写手段
1E 第2の転写手段
1F 中間転写体
1G 記録媒体担持体
21 支持体
22 電荷発生層
23 電荷輸送層
24 下引き層
25 感光層
26 ブラシ状構造部材
27 固形化した添加剤
28 ブレード状構造部材
29 添加剤供給手段
Claims (13)
- 感光体と、該感光体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、感光体表面に添加剤を供給する添加剤供給手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、
前記感光体が、支持体と、該支持体上に少なくとも感光層を有し、該感光層が少なくとも電荷発生材料と、下記一般式(1)で表されるナフタレンテトラカルボン酸ジイミド誘導体とを含有することを特徴とする画像形成装置。
- 電荷発生材料が、フタロシアニン化合物である請求項1に記載の画像形成装置。
- フタロシアニン化合物が、チタニルフタロシアニンである請求項2に記載の画像形成装置。
- チタニルフタロシアニンが、Cu−Kα線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも27.2°に最大回折ピークを有し、更に9.4゜、9.6゜、24.0゜に主要なピークを有し、かつ最も低角側の回折ピークとして7.3゜にピークを有し、7.3゜のピークと9.4゜のピークの間にピークを有さない請求項3に記載の画像形成装置。
- 添加剤供給手段が、感光体に当接する部材である請求項1から4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 添加剤供給手段が、ブラシ状構造部材である請求項1から5のいずれかに記載の画像形成装置。
- 添加剤供給手段が、現像手段を利用した供給手段である請求項1から5のいずれかに記載の画像形成装置。
- 添加剤供給手段が、ブラシ状構造部材と、現像手段を利用した供給手段との併用である請求項1から5のいずれかに記載の画像形成装置。
- 添加剤が、ワックス類及び滑剤から選択される少なくとも1種である請求項1から8のいずれかに記載の画像形成装置。
- 添加剤が、ステアリン酸亜鉛である請求項9に記載の画像形成装置。
- 帯電手段による帯電が正帯電である請求項1から10のいずれかに記載の画像形成装置。
- 画像形成装置が、複数の感光体を具備してなり、それぞれの感光体上に現像された単色のトナー画像を順次重ね合わせてカラー画像を形成する請求項1から11のいずれかに記載の画像形成装置。
- 少なくとも感光体を有してなるプロセスカートリッジであって、請求項1から12のいずれかに記載の画像形成装置に着脱可能に搭載されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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