JP5645779B2 - 正帯電単層型電子写真感光体、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ピレン誘導体を正孔輸送剤として用いる正帯電単層型電子写真感光体、及び前述の電子写真感光体を像担持体として備える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、アモルファスシリコ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、バインダー樹脂、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（転写メモリー）が見られた。そして、転写メモリーの発生する部分と発生しな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好ましい。

接触帯電方式では、放電領域が狭いため、非接触帯電方式よりも帯電能力に乏しく、電子写真感光体表面を均一に帯電させにくい。そこで、接触帯電方式では、電子写真感光体表面の帯電均一性を上げるために、交流電圧や直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧が電子写真感光体に印加されている。かかる場合、帯電均一性の問題は解消されるが、交流電圧のマイナス成分により電子写真感光体表面の帯電電位が低下する問題がある。

このため、電子写真感光体表面を所望の電位に帯電させる観点から、接触帯電方式において、直流電圧が印加される場合も多い。しかしながら、かかる帯電方法では、電子写真感光体表面を所望の電位に帯電させることができても、やはり、電子写真感光体表面の電位が安定しにくい為、転写メモリーが発生しやすいという問題がある。

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、非常に転写メモリーが発生しやすく、転写メモリーの発生にともないゴースト等の画像不良を発生しやすい。

転写メモリーの発生を抑制するためには、電荷輸送能に優れた電荷輸送剤を用いることが有効である。かかる電荷輸送能に優れた電荷輸送剤の具体例としては、例えば、正孔輸送剤として使用される、下記一般式で表されるピレン誘導体が挙げられる（例えば、特許文献１）。

（一般式中、Ｒ^１はアルキル基、アリル基、フェニル基、又はアラルキル基を表し、Ｒ^２は置換基を有していてもよいフェニル基を表す。）

特開昭５８−１５９５３６号公報

確かに、特許文献１に記載のピレン誘導体は電荷輸送能に優れた電荷輸送剤ではある。しかし、転写メモリーは、種々の要因から発生するものであって、電荷輸送能に優れた正孔輸送剤の使用により、必ずしも転写メモリーの発生が抑制されるともいえない。また、特許文献１では、ピレン誘導体の性能について、積層型感光体でしか確認されておらず、ピレン誘導体を正帯電単層型電子写真感光体において電荷輸送剤として使用する場合に如何なる効果を奏するかは不明である。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、接触帯電方式の直流電圧印加型の帯電部を備え、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いて、転写メモリー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、導電性基体上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、特定の構造のピレン誘導体を正孔輸送剤として使用することにより、接触帯電方式の直流電圧印加型の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、転写メモリーの抑制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、及びバインダー樹脂を含む単層構造の感光層が形成されており、接触帯電方式の直流電圧印加型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、
前記正孔輸送剤が、下記一般式（１）で表されるピレン誘導体である、正帯電単層型電子写真感光体。

（一般式（１）中、Ｒ^１、及びＲ^２は、同一でも異なっていてもよい、炭素原子数１〜４のアルキル基であり、ａ、ｂ、及びｃは、それぞれ０〜３の整数である。）

（２） 前記正孔輸送剤の、ＰＭ３パラメーターを用いる、半経験的分子軌道計算を用いた構造最適化計算により算出される双極子モーメントの値が１．３２以下である、（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接触帯電方式の直流電圧印加型の帯電部と、
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、接触帯電方式の直流電圧印加型の帯電部を備え、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いて、転写メモリーの抑制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できる。また、本発明によれば、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、転写メモリーの抑制により画像不良の発生を抑制できる画像形成装置を提供できる。

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１〜３、参考例１〜５、及び比較例１〜３に関する、正孔輸送剤の双極子モーメントと転写メモリー電位の絶対値との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の要旨を限定するものではない。

［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、正孔輸送剤、電子輸送剤、及びバインダー樹脂を含む単層構造の感光層が形成されており、接触帯電方式の直流電圧印加型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、正孔輸送剤が、下記一般式（１）で表されるピレン誘導体である、正帯電単層型電子写真感光体に関する。

（一般式（１）中、Ｒ^１、及びＲ^２は、同一でも異なっていてもよい、炭素原子数１〜４のアルキル基であり、ａ、ｂ、及びｃは、それぞれ０〜３の整数である。）

第１の実施形態にかかる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、正孔輸送剤、電子輸送剤、及びバインダー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、カドミウム、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、少なくとも電荷発生剤、正孔輸送剤、電子輸送剤、及びバインダー樹脂を含む単層構造の感光層であり、正孔輸送剤が、下記一般式（１）で表されるピレン誘導体であれば特に限定されない。

（一般式（１）中、Ｒ^１、及びＲ^２は、同一でも異なっていてもよい、炭素原子数１〜４のアルキル基であり、ａ、ｂ、及びｃは、それぞれ０〜３の整数である。）

第１の実施形態にかかる正帯電単層型電子写真感光体の感光層は、電荷輸送能に優れる正孔輸送剤の中でも、一般式（１）で表されるピレン誘導体を正孔輸送剤として含有しているため、画像形成工程の転写工程において発生する転写メモリーを抑制することができる。以下、画像形成工程において発生する転写メモリーについて説明する。

一般に、電子写真方式を利用した画像形成工程は、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、除電工程等を含む。最初の工程である帯電工程においては、像担持体表面である正帯電単層型電子写真感光体の表面は、一様に一定電位まで帯電されることにより、正の電荷を有することとなる。次に、露光工程においては、一定電位まで帯電された正帯電単層型電子写真感光体の表面は、露光され、これにより静電潜像が形成される。

さらに、現像工程においては、上記露光された部分にトナーが付与されることにより、トナー像が形成され、静電潜像が可視化される。そして、転写工程においては、正帯電単層型電子写真感光体の表面に形成されたトナー像は、中間転写体に転写される。ここで、上記トナー像を上記中間転写体に転写する工程では、この中間転写体に正帯電単層型電子写真感光体の電荷と逆極性である負極性のバイアスが印加される。

上記中間転写体に負極性のバイアスが印加される際に、上記露光された部分は、その表面にトナー像を構成するトナーを有するため、上記負極性のバイアスが印加されても帯電時の極性（正極性）を維持する。しかしながら、露光されなかった部分は、その表面にトナー像を構成するトナーを有しないため、負極性のバイアスにより、帯電と逆極性（負極性）の電荷を有してしまうこととなる。その結果、正帯電単層型電子写真感光体上の露光された部分と露光されなかった部分とは、異なる極性の電位を有することとなり、この電位差が、以降の画像形成時において転写メモリー発生の原因となる。

そこで、本発明においては、転写メモリーの原因となっている上記露光されなかった部分の負極性の電荷を、感光層に含まれる一般式（１）で表されるピレン誘導体である正孔輸送剤の作用により、上記電位差を消失させ、転写工程において発生する転写メモリーを抑制する。

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、バインダー樹脂、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、特に半導体レーザー等の光源を使用したレーザービームプリンター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）
正孔輸送剤は、下記一般式（１）で表されるピレン誘導体である。

（一般式（１）中、Ｒ^１、及びＲ^２は、同一でも異なっていてもよい、炭素原子数１〜４のアルキル基であり、ａ、ｂ、及びｃは、それぞれ０〜３の整数である。）

一般式（１）における、Ｒ^１、及びＲ^２の具体例は、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、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基である。一般式（１）においてピレン誘導体が有するアルキル基の数に相当するａ、及びｂの和は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。ａ、及びｂの和は、典型的には、５以下の整数が好ましく、３以下の整数がより好ましい。一般式（１）であらわされるピレン誘導体が、かかる範囲の数のアルキル基を有する場合、アルキル基の数や種類を選択することによって、後述する、ピレン誘導体の双極子モーメントの値を調整しやすい。また、アルキル基の数が過多である場合、ピレン誘導体の分子量が大きくなってしまい、所望の効果を得るために、多量のピレン誘導体が必要になる場合がある。

正孔輸送剤は、ＰＭ３パラメーターを用いる、半経験的分子軌道計算を用いた構造最適化計算により算出される双極子モーメントの値が１．３２以下であるのが好ましく、１．３０以下であるのがより好ましく、１．２７以下であるのが特に好ましい。一般式（１）で表されるピレン誘導体の中でも、かかる値の双極子モーメントの化合物を用いる場合、転写メモリーの発生を抑制しやすい。

ＰＭ３パラメーターを用いる、半経験的分子軌道計算を用いた構造最適化計算は、例えば、ＭＯＰＡＣ９７プログラム等により行うことができる。

一般式（１）で表されるピレン誘導体のうち、好適な化合物の具体例としては、以下のＨＴＭ−１〜ＨＴＭ−５が挙げられる。なお、化合物の構造式の右下に付される数値は、各化合物のＭＯＰＡＣ９７プログラムを用いた双極子モーメントの計算値である。

これらの化合物は、双極子モーメントの計算値が１．３２以下であり、転写メモリーの発生を特に良好に抑制できることから好ましいものである。

一般式（１）で表されるピレン誘導体の製造方法は特に限定されない。一般式（１）で表されるピレン誘導体の製造方法としては、例えば、下記スキーム１に記載されるように、構造式（２）の１−ピレンカルバルデヒドと、一般式（３）で表されるヒドラジン誘導体とを、周知のヒドラゾン誘導体の製造方法に従って反応させる方法が挙げられる。一般式（２）、及び一般式（３）において、Ｒ^１、Ｒ^２、ａ、及びｂは、一般式（１）と同様である。

＜スキーム１＞

正孔輸送剤は、本発明の目的を阻害しない範囲で、一般式（１）で表されるピレン誘導体の他に、従来から電子写真感光体において正孔輸送剤として使用される種々の化合物を含んでいてもよい。一般式（１）で表される化合物とともに使用できる正孔輸送剤としては、例えば、ベンジジン誘導体、２，５−ジ（４−メチルアミノフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール等のオキサジアゾール系化合物、９−（４−ジエチルアミノスチリル）アントラセン等のスチリル系化合物、ポリビニルカルバゾール等のカルバゾール系化合物、有機ポリシラン化合物、１−フェニル−３−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）ピラゾリン等のピラゾリン系化合物、ヒドラゾン系化合物、一般式（１）で表される化合物の他の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。

（電子輸送剤）
電子輸送剤は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、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ている電子輸送剤から適宜選択して用いることができる。好適な電子輸送剤の具体例としては、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、及びジブロモ無水マレイン酸等が挙げられる。これらの中では、キノン誘導体がより好ましい。

（バインダー樹脂）
バインダー樹脂としては、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ー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。バインダー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、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、及びバインダー樹脂の他に、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、バインダー樹脂、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、及びバインダー樹脂の各含有量は、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、バインダー樹脂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、バインダー樹脂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、バインダー樹脂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、バインダー樹脂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、接触帯電方式の直流電圧印加型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転写メモリーが生じやすい条件であるにもかかわらず、転写メモリーが抑制され、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、現像ローラー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、カラープリンター１を例に挙げて説明する。

このカラープリンター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ー１２２、給紙ローラー１２３，１２４，１２５、及びレジストローラー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ー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。給紙ローラー１２３，１２４，１２５は、ピックアップローラー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。レジストローラー１２６は、給紙ローラー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ー１２７とをさらに備えている。このピックアップローラー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ー１２７によって取り出された用紙Ｐは、給紙ローラー１２３，１２５によって用紙搬送路に送り出され、レジストローラー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）にコンピューター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次転写ローラー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、及び不図示のクリーニング部と、必要に応じて不図示の除電部とが、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、帯電ローラー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ー及び帯電ブラシ等を備えた帯電部が挙げられ、帯電ローラー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ーを備えた帯電部は、帯電ローラーが感光体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ーとしては、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、帯電ローラーとしては、例えば、少なくとも表面部が樹脂で構成されたローラー等が挙げられる。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ーを備えた帯電部は、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ー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ーに印加する場合より、帯電ローラー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ー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、転写メモリーが発生しやすい傾向があるが、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、転写メモリー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、帯電ローラー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、いわゆるレーザー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ー（ＰＣ）から入力された画像データに基づくレーザー光を照射し、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。除電部は、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部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ー３３、従動ローラー３４、バックアップローラー３５、及び１次転写ローラー３６等の複数のローラー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次転写ローラー３６によって感光体３７に押圧された状態で、複数のローラーによって無端回転するように構成されている。駆動ローラー３３は、ステッピングモーター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。従動ローラー３４、バックアップローラー３５、及び１次転写ローラー３６は、回転自在に設けられ、駆動ローラー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。これらのローラー３４，３５，３６は、駆動ローラー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次転写ローラー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次転写ローラー３６との間で、駆動ローラー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。この後、所望により、除電光により各感光体３７の表面を除電するための除電部（図示せず）による除電が行われた後に、各感光体３７はさらに回転され、次のプロセスに移行する。この際、除電操作を行わないのがより好ましい。除電操作を行わない場合、カラープリンター１を除電部を備えない構成とすることができるため、カラープリンター１の小型化や、部品点数の低減による製造コストの低減が可能となる。除電部を備えない場合、転写メモリーがより発生しやすいが、感光体３７として第１の実施形態にかかる感光体を用いることにより、除電部を備えないカラープリンター１であっても、転写メモリーを抑制できる。

２次転写ローラー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次転写ローラー３２とバックアップローラー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ー４１と、この加熱ローラー４１に対向配置され、周面が加熱ローラー４１の周面に押圧当接される加圧ローラー４２とを備えている。

そして、画像形成部３で２次転写ローラー３２により用紙Ｐに転写された転写画像は、当該用紙Ｐが加熱ローラー４１と加圧ローラー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ー１では、定着部４と排紙部５との間の適所に搬送ローラー６が配設されている。

排紙部５は、カラープリンター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。

カラープリンター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、接触帯電方式であり直流電圧を印加する帯電方式であって、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ーが生じやすい条件であっても、転写メモリーが生じ難いため、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、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、参考例、及び比較例では、以下の正孔輸送剤（ＨＴＭ−１〜９）と、電子輸送剤（ＥＴＭ−１〜４）とを使用した。なお、正孔輸送剤の右下の数値は、ＭＯＰＡＣ９７プログラムにより計算した双極子モーメントの値である。

＜ＨＴＭ１〜９＞

＜ＥＴＭ−１〜４＞

〔参考例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１〜３、参考例２〜５、及び比較例１〜７〕
正孔輸送剤（ＨＴＭ）、及び電子輸送剤（ＥＴＭ）を表１に記載の種類に変える他は、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。

実施例、参考例、及び比較例で得られた正帯電単層型電子写真感光体を、帯電部を直流電圧を印加する帯電ローラーに換装したプリンター（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ーとして評価した。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るが、その文字がはっきり読みとれない状態を△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。転写メモリー及び画像の評価結果を表１に示す。

実施例１〜３、及び参考例１〜５によれば、直流電圧を印加する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像担持体として備える、転写メモリーが生じやすい画像形成装置あっても、一般式（１）で表されるピレン誘導体（ＨＴＭ−１〜ＨＴＭ−５）を正孔輸送剤として含む感光層を備える正帯電単層型電子写真感光体を使用すれば、転写メモリーを抑制し、好適な画像を形成することができることが分かる。

また、ＨＴＭ−１〜ＨＴＭ５は、いずれも双極子モーメントの計算値が１．３２以下であるため、実施例１〜３、及び参考例１〜５では、転写メモリー電位を良好に抑制でき、画像不良の見られない良好な画像を形成できた。

他方、比較例１〜７によれば、一般式（１）で表されるピレン誘導体以外の他の正孔輸送剤を含む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、直流電圧を印加する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像担持体として備える画像形成装置では、転写メモリーを抑制できず、画像不良が生じやすいことが分かる。

正孔輸送剤として、一般式（１）で表されるピレン誘導体、又は一般式（１）で表されるピレン誘導体とは異なる置換基を有するピレン誘導体を使用する、実施例１〜３、参考例１〜５、及び比較例１〜３について、双極子モーメントと転写メモリー電位の絶対値との関係を図３に示す。

図３によれば、一般式（１）で表されるピレン誘導体、又は一般式（１）で表されるピレン誘導体とは異なる置換基を有するピレン誘導体について、双極子モーメントの計算値が低いほど、転写メモリー電位を抑制しやすいことが分かる。また、図３によれば、ピレン誘導体について、双極子モーメントの計算値が１．３２を超える場合に、転写メモリー電位の絶対値が急激に上昇することが分かる。

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 (1)

1. 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直流電圧印加型の帯電部と、
   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、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、及びバインダー樹脂を含む単層構造の感光層が形成されている正帯電単層型電子写真感光体であり、
   前記正孔輸送剤が、下記ＨＴＭ−３〜５から選択されるピレン誘導体であり、
   前記電子輸送剤が、下記ＥＴＭ−１〜４から選択される、画像形成装置。
   

   

   

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