JP6736942B2 - 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

本発明は、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。
従来、電子写真方式の画像形成装置としては、電子写真感光体(以下、「感光体」という場合がある。)を用いて帯電、静電潜像形成、現像、転写、クリーニング等の工程を順次行う装置が広く知られている。
電子写真感光体としては、アルミニウム等の導電性を有する基体上に、電荷を発生する電荷発生層と、電荷を輸送する電荷輸送層を積層する機能分離型の感光体、又は、電荷を発生する機能と電荷を輸送する機能を同一の層が果たす単層型感光体が知られている。
例えば、特許文献1には、「トナー像を担持する像担持体と、
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。
特許文献2には、「像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記像担持体表面の帯電面に画像データに応じて露光を行うことで静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、その前記像担持体表面の静電潜像を、帯電させたトナーによりトナー画像として可視化する処理を行う現像手段と、その前記像担持体表面のトナー画像の記録媒体への転写を行う転写手段と、トナー画像の転写処理により帯電をした記録媒体にバイアスを印加して帯電電荷を除去することにより、記録媒体の像担持体への静電的な吸着を防止する除電手段と、前記像担持体表面に残っている転写処理後の残留電荷を光照射によって除電処理を行う前露光手段を有し、前記除電手段から記録媒体へ印加されるバイアスの大きさに応じて、前記前露光手段の発光量を変化させることを特徴とする画像形成装置」が開示されている。
特開2014−153410号公報 特開2007−108588号公報
電子写真方式の画像形成装置は、低コスト、省スペースの観点から、除電手段を省略した構成が、近年、求められている。
本発明は、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を超え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、又は、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を含まない感光層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に比べ、専用の除電手段を備えていなくても、画像形成を繰り返した場合に前画像の履歴が残ることで生じる残像現象(以下「ゴースト」とも称する)の発生が抑制される画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、以下の発明が提供される。
<1>に係る発明は、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、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。
<2>に係る発明は、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<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。)
<3>に係る発明は、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<1>又は<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。)
<4>に係る発明は、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<1><3>のいずれか1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。)
<5>に係る発明は、前記トナーの体積平均粒径が5.0μm以下である<1><4>のいずれか1に記載の画像形成装置。
<6>に係る発明は、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プロセスカートリッジ。
<1><2>、又は<3>に係る発明によれば、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を超え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、又は、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を含まない感光層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に比べ、ゴーストの発生が抑制される画像形成装置が提供される。
<4>に係る発明によれば、前記電子写真感光体が、前記感光層として、電荷発生層と、電荷輸送材料としてN,N´−ビス(3−メチルフェニル)−N,N´−ジフェニルベンジジンのみを含有する電荷輸送層とを有する場合に比べ、ゴーストの発生が抑制される画像形成装置が提供される。
<5>に係る発明によれば、トナーの体積平均粒径が5.0μm以下である現像剤を用いた場合でも、ゴーストの発生と転写不良の発生が抑制される画像形成装置が提供される。
<6>に係る発明によれば、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を超える中間転写ベルトとを備えたプロセスカートリッジ、又は、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を含まない感光層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たプロセスカートリッジを、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適用した場合に比べ、ゴーストの発生が抑制されるプロセスカートリッジが提供される。
本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 本実施形態における電子写真感光体の層構成の一例を示す概略部分断面図である。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、図面中、同様の機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
[画像形成装置]
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。
本実施形態に係る画像形成装置によれば、専用の除電機構を有することなく、画像形成を繰り返した場合にゴーストの発生が抑制される。その理由は以下のように推測される。
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。
前サイクルの露光部の感光体内に残留する電荷は、移動度の遅い成分から速い成分まで広く分布しており、かつ移動度が電場依存性を持つ為、移動度の遅い成分を画像形成工程中の数十ミリ秒の短時間の電場印加のみで全てを解放するためには、強い電場を印加する必要がある。そのため、ゴーストと転写不良の抑制と両立することは困難である。
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。
一方、本実施形態に係る画像形成装置では、感光体の感光層に含まれているヒンダードフェノール系酸化防止剤又はベンゾフェノン系紫外線吸収剤によって転写後に残留する電荷が捕捉され、残留電荷が低減されると考えられる。また、本実施形態に係る画像形成装置で用いる中間転写ベルトは電界依存性が小さいため、移動度の遅い成分(電荷)の発生が抑制されると考えられる。このように本実施形態に係る画像形成装置は、移動度の遅い残留電荷の発生を抑制した上で、転写電場によって移動度の速い残留電荷を解放する構成を有することで、専用の除電機構を備えていなくても、ゴーストの発生が抑制されると考えられる。
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例について、図面を参照しつつ説明する。図1は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を概略的に示している。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
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。
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの図面における上方には、各ユニットを通して中間転写体としての中間転写ベルト20が延設されている。中間転写ベルト20は、図における左から右方向に互いに離間して配置された駆動ロール22及び中間転写ベルト20内面に接する支持ロール24により内面から支持されるよう設けられ、第1のユニット10Yから第4のユニット10Kに向う方向に走行されるようになっている。なお、支持ロール24は、図示しないバネ等により駆動ロール22から離れる方向に力が加えられており、両者に支持された中間転写ベルト20に張力が与えられている。また、中間転写ベルト20の外側には、駆動ロール22と対向して中間転写体クリーニング装置30が備えられている。
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。
第1乃至第4のユニット10Y、10M、10C、10Kは、同等の構成を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向の上流側に配設されたイエロー画像を形成する第1のユニット10Yについて代表して説明する。なお、第1のユニット10Yと同等の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)を付した参照符号を付すことにより、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kの説明を省略する。
第1のユニット10Yは、像保持体として作用する感光体1Yを有している。感光体1Yの周囲には、感光体1Yの表面を予め定められた電位に帯電させる帯電ロール(帯電手段の一例)2Y、帯電された表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線3Yによって露光して静電荷像を形成する露光装置(静電荷像形成手段の一例)3、静電荷像に帯電したトナーを供給して静電荷像を現像する現像装置(現像手段の一例)4Y、現像したトナー画像を中間転写ベルト20上に転写する一次転写ロール5Y(一次転写手段の一例)、及び一次転写後に感光体1Yの表面に残存するトナーを除去する感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)6Yが順に配置されている。
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。
以下、第1ユニット10Yにおいてイエロー画像を形成する動作について説明する。
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。
静電荷像とは、帯電によって感光体1Yの表面に形成される像であり、レーザ光線3Yによって、感光層の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体1Yの表面の帯電した電荷が流れ、一方、レーザ光線3Yが照射されなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。
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。
現像装置4Y内には、例えば、少なくともイエロートナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤が収容されている。イエロートナーは、現像装置4Yの内部で攪拌されることで摩擦帯電し、感光体1Y上に帯電した帯電荷と同極性(負極性)の電荷を有して現像剤ロール(現像剤保持体の一例)上に保持されている。そして感光体1Yの表面が現像装置4Yを通過していくことにより、感光体1Y表面上の除電された潜像部にイエロートナーが静電的に付着し、潜像がイエロートナーによって現像される。イエローのトナー画像が形成された感光体1Yは、引続き予め定められた速度で走行され、感光体1Y上に現像されたトナー画像が予め定められた一次転写位置へ搬送される。
感光体1Y上のイエロートナー画像が一次転写へ搬送されると、一次転写ロール5Yに一次転写バイアスが印加され、感光体1Yから一次転写ロール5Yに向う静電気力がトナー画像に作用され、感光体1Y上のトナー画像が中間転写ベルト20上に転写される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と逆極性の(+)極性であり、例えば第1ユニット10Yでは制御部に(図示せず)よって+26μAに制御されている。
感光体1Yは、トナー画像が中間転写ベルト20に転写された後、一次転写ロール5Yによって除電のための電流(以下、「除電バイアス」と称する場合がある)が印加される。なお、各感光体1Y、1M、1C、1Kに印加する除電バイアスは、トナー画像が中間転写ベルト20に転写された後、それぞれ帯電装置(帯電ロール2Y、2M、2C、2K)によって帯電される前に印加されればよく、中間転写ベルト20に一次転写されたトナー画像が記録紙P上に二次転写された後に印加されてもよい。
感光体1Yに印加される除電バイアスは、残留電荷と逆極性の(+)極性であり、5μA以上50μA以下であることが好ましい。除電バイアスが10μA以上であれば、感光体1Yに残留する電圧が確実に除去され、50μA以下であれば、過剰な電圧により逆極性に帯電したトナーの中間転写ベルト20から感光体1Yへの再転写による画像濃度ムラが防止できる。かかる観点から、除電バイアスは、10μA以上40μA以下であることがより好ましく、15μA以上30μA以下であることがさらに好ましい。
一方、感光体1Y上に残留したトナーは感光体クリーニング装置6Yで除去されて回収される。
また、第2のユニット10M以降の一次転写ロール5M、5C、5Kに印加される一次転写バイアス及び除電バイアスも、第1のユニットに準じて制御されている。
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。
第1乃至第4のユニットを通して4色のトナー画像が多重転写された中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20と中間転写ベルト内面に接する支持ロール24と中間転写ベルト20の像保持面側に配置された二次転写ロール(二次転写手段の一例)26とから構成された二次転写部へと至る。一方、記録紙(記録媒体の一例)Pが供給機構を介して二次転写ロール26と中間転写ベルト20とが接触した隙間に予め定められたタイミングで給紙され、二次転写バイアスが支持ロール24に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と同極性の(−)極性であり、中間転写ベルト20から記録紙Pに向う静電気力がトナー画像に作用され、中間転写ベルト20上のトナー画像が記録紙P上に転写される。なお、この際の二次転写バイアスは二次転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段(図示せず)により検出された抵抗に応じて決定されるものであり、電圧制御されている。
この後、記録紙Pは定着装置(定着手段の一例)28における一対の定着ロールの圧接部(ニップ部)へと送り込まれトナー画像が記録紙P上へ定着され、定着画像が形成される。
トナー画像を転写する記録紙Pとしては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される普通紙が挙げられる。記録媒体は記録紙P以外にも、OHPシート等も挙げられる。
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。
カラー画像の定着が完了した記録紙Pは、排出部へ向けて搬出され、一連のカラー画像形成動作が終了される。
以下、本実施形態に係る画像形成装置の構成について具体的に説明する。
<電子写真感光体>
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。
図2は、本実施形態における電子写真感光体1の層構成の一例を示す概略部分断面図である。図2に示す電子写真感光体1は、導電性基体14上に、下引層11、電荷発生層12及び電荷輸送層13がこの順序で積層された構造を有する。電荷発生層12及び電荷輸送層13が感光層15を構成している。
電子写真感光体1は、下引層11が設けられていない層構成であってもよい。また、電子写真感光体1は、電荷輸送層13上に、更に保護層が設けられた層構成であってもよい。また、各電子写真感光体1は、電荷発生層12と電荷輸送層13との機能が一体化した単層型感光層であってもよい。
以下、電子写真感光体の各要素について説明する。なお、各要素の符号は、符号は省略して説明する。
(導電性基体)
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。
導電性基体の表面は、電子写真感光体がレーザプリンタに使用される場合、レーザ光を照射する際に生じる干渉縞を抑制する目的で、中心線平均粗さRaで0.04μm以上0.5μm以下に粗面化されていることが好ましい。なお、非干渉光を光源に用いる場合、干渉縞防止の粗面化は、特に必要ないが、導電性基体の表面の凹凸による欠陥の発生を抑制するため、より長寿命化に適する。
粗面化の方法としては、例えば、研磨剤を水に懸濁させて支持体に吹き付けることによって行う湿式ホーニング、回転する砥石に導電性基体を圧接し、連続的に研削加工を行うセンタレス研削、陽極酸化処理等が挙げられる。
粗面化の方法としては、導電性基体の表面を粗面化することなく、導電性又は半導電性粉体を樹脂中に分散させて、導電性基体の表面上に層を形成し、その層中に分散させる粒子により粗面化する方法も挙げられる。
陽極酸化による粗面化処理は、金属製(例えばアルミニウム製)の導電性基体を陽極とし電解質溶液中で陽極酸化することにより導電性基体の表面に酸化膜を形成するものである。電解質溶液としては、例えば、硫酸溶液、シュウ酸溶液等が挙げられる。しかし、陽極酸化により形成された多孔質陽極酸化膜は、そのままの状態では化学的に活性であり、汚染され易く、環境による抵抗変動も大きい。そこで、多孔質陽極酸化膜に対して、酸化膜の微細孔を加圧水蒸気又は沸騰水中(ニッケル等の金属塩を加えてもよい)で水和反応による体積膨張でふさぎ、より安定な水和酸化物に変える封孔処理を行うことが好ましい。
陽極酸化膜の膜厚は、例えば、0.3μm以上15μm以下が好ましい。この膜厚が上記範囲内にあると、注入に対するバリア性が発揮される傾向があり、また繰り返し使用による残留電位の上昇が抑えられる傾向にある。
導電性基体には、酸性処理液による処理又はベーマイト処理を施してもよい。
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。
ベーマイト処理は、例えば90℃以上100℃以下の純水中に5分から60分間浸漬すること、又は90℃以上120℃以下の加熱水蒸気に5分から60分間接触させて行う。被膜の膜厚は、0.1μm以上5μm以下が好ましい。これをさらにアジピン酸、硼酸、硼酸塩、燐酸塩、フタル酸塩、マレイン酸塩、安息香酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩等の被膜溶解性の低い電解質溶液を用いて陽極酸化処理してもよい。
(下引層)
下引層は、例えば、無機粒子と結着樹脂とを含む層である。
無機粒子としては、例えば、粉体抵抗(体積抵抗率)10Ωcm以上1011Ωcm以下の無機粒子が挙げられる。
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BET法による比表面積は、例えば、10m/g以上がよい。
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。
無機粒子の含有量は、例えば、結着樹脂に対して、10質量%以上80質量%以下であることが好ましく、より好ましくは40質量%以上80質量%以下である。
無機粒子は、表面処理が施されていてもよい。無機粒子は、表面処理の異なるもの、又は、粒子径の異なるものを2種以上混合して用いてもよい。
表面処理剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、界面活性剤等が挙げられる。特に、シランカップリング剤が好ましく、アミノ基を有するシランカップリング剤がより好ましい。
アミノ基を有するシランカップリング剤としては、例えば、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
シランカップリング剤は、2種以上混合して使用してもよい。例えば、アミノ基を有するシランカップリング剤と他のシランカップリング剤とを併用してもよい。この他のシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピル−トリス(2−メトキシエトキシ)シラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
表面処理剤による表面処理方法は、公知の方法であればいかなる方法でもよく、乾式法又は湿式法のいずれでもよい。
表面処理剤の処理量は、例えば、無機粒子に対して0.5質量%以上10質量%以下が好ましい。
ここで、下引層は、無機粒子と共に電子受容性化合物(アクセプター化合物)を含有することが、電気特性の長期安定性、キャリアブロック性が高まる観点からよい。
電子受容性化合物としては、例えば、クロラニル、ブロモアニル等のキノン系化合物;テトラシアノキノジメタン系化合物;2,4,7−トリニトロフルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン等のフルオレノン化合物;2−(4−ビフェニル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(4−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(4−ジエ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;キサントン系化合物;チオフェン化合物;3,3’,5,5’テトラ−t−ブチルジフェノキノン等のジフェノキノン化合物;等の電子輸送性物質等が挙げられる。
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。
電子受容性化合物は、下引層中に無機粒子と共に分散して含まれていてもよいし、無機粒子の表面に付着した状態で含まれていてもよい。
電子受容性化合物を無機粒子の表面に付着させる方法としては、例えば、乾式法、又は、湿式法が挙げられる。
乾式法は、例えば、無機粒子をせん断力の大きなミキサ等で攪拌しながら、直接又は有機溶媒に溶解させた電子受容性化合物を滴下、乾燥空気や窒素ガスとともに噴霧させて、電子受容性化合物を無機粒子の表面に付着する方法である。電子受容性化合物の滴下又は噴霧するときは、溶剤の沸点以下の温度で行うことがよい。電子受容性化合物を滴下又は噴霧した後、更に100℃以上で焼き付けを行ってもよい。焼き付けは電子写真特性が得られる温度、時間であれば特に制限されない。
湿式法は、例えば、攪拌、超音波、サンドミル、アトライター、ボールミル等により、無機粒子を溶剤中に分散しつつ、電子受容性化合物を添加し、攪拌又は分散した後、溶剤除去して、電子受容性化合物を無機粒子の表面に付着する方法である。溶剤除去方法は、例えば、ろ過又は蒸留により留去される。溶剤除去後には、更に100℃以上で焼き付けを行ってもよい。焼き付けは電子写真特性が得られる温度、時間であれば特に限定されない。湿式法においては、電子受容性化合物を添加する前に無機粒子の含有水分を除去してもよく、その例として溶剤中で攪拌加熱しながら除去する方法、溶剤と共沸させて除去する方法が挙げられる。
なお、電子受容性化合物の付着は、表面処理剤による表面処理を無機粒子に施す前又は後に行ってよく、電子受容性化合物の付着と表面処理剤による表面処理と同時に行ってもよい。
電子受容性化合物の含有量は、例えば、無機粒子に対して0.01質量%以上20質量%以下がよく、好ましくは0.01質量%以上10質量%以下である。
下引層に用いる結着樹脂としては、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、不飽和ポリエステル樹脂、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、尿素樹脂、フェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂等の公知の高分子化合物;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。
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。
これらの中でも、下引層に用いる結着樹脂としては、上層の塗布溶剤に不溶な樹脂が好適であり、特に、尿素樹脂、フェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂;ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂及びポリビニルアセタール樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂と硬化剤との反応により得られる樹脂が好適である。
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。
下引層には、電気特性向上、環境安定性向上、画質向上のために種々の添加剤を含んでいてもよい。
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。
添加剤としてのシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピル−トリス(2−メトキシエトキシ)シラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルメトキシシラン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
ジルコニウムキレート化合物としては、例えば、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセト酢酸エチル、ジルコニウムトリエタノールアミン、アセチルアセトネートジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムオキサレート、ジルコニウムラクテート、ジルコニウムホスホネート、オクタン酸ジルコニウム、ナフテン酸ジルコニウム、ラウリン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、イソステアリン酸ジルコニウム、メタクリレートジルコニウムブトキシド、ステアレートジルコニウムブトキシド、イソステアレートジルコニウムブトキシド等が挙げられる。
チタニウムキレート化合物としては、例えば、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレート等が挙げられる。
アルミニウムキレート化合物としては、例えば、アルミニウムイソプロピレート、モノブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムブチレート、ジエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)等が挙げられる。
これらの添加剤は、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。
下引層は、ビッカース硬度が35以上であることがよい。
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。
下引層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた下引層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱することで行う。
下引層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、公知の有機溶剤、例えば、アルコール系溶剤、芳香族炭化水素溶剤、ハロゲン化炭化水素溶剤、ケトン系溶剤、ケトンアルコール系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤等が挙げられる。
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。
下引層形成用塗布液を調製するときの無機粒子の分散方法としては、例えば、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、コロイドミル、ペイントシェーカー等の公知の方法が挙げられる。
下引層形成用塗布液を導電性基体上に塗布する方法としては、例えば、ブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
下引層の膜厚は、例えば、好ましくは15μm以上、より好ましくは20μm以上50μm以下の範囲内に設定される。
(中間層)
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。
これらの中でも、中間層は、ジルコニウム原子又はケイ素原子を含有する有機金属化合物を含む層であることが好ましい。
中間層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた中間層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥、必要に応じて加熱することで行う。
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。
中間層の膜厚は、例えば、好ましくは0.1μm以上3μm以下の範囲に設定される。なお、中間層を下引層として使用してもよい。
(電荷発生層)
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。
電荷発生材料としては、ビスアゾ、トリスアゾ等のアゾ顔料;ジブロモアントアントロン等の縮環芳香族顔料;ペリレン顔料;ピロロピロール顔料;フタロシアニン顔料;酸化亜鉛;三方晶系セレン等が挙げられる。
これらの中でも、近赤外域のレーザ露光に対応させるためには、電荷発生材料としては、金属フタロシアニン顔料、又は無金属フタロシアニン顔料を用いることが好ましい。具体的には、例えば、特開平5−263007号公報、特開平5−279591号公報等に開示されたヒドロキシガリウムフタロシアニン;特開平5−98181号公報等に開示されたクロロガリウムフタロシアニン;特開平5−140472号公報、特開平5−140473号公報等に開示されたジクロロスズフタロシアニン;特開平4−189873号公報等に開示されたチタニルフタロシアニンがより好ましい。
一方、近紫外域のレーザ露光に対応させるためには、電荷発生材料としては、ジブロモアントアントロン等の縮環芳香族顔料;チオインジゴ系顔料;ポルフィラジン化合物;酸化亜鉛;三方晶系セレン;特開2004−78147号公報、特開2005−181992号公報に開示されたビスアゾ顔料等が好ましい。
450nm以上780nm以下に発光の中心波長があるLED,有機ELイメージアレー等の非干渉性光源を用いる場合にも、上記電荷発生材料を用いてもよいが、解像度の観点より、感光層を20μm以下の薄膜で用いるときには、感光層中の電界強度が高くなり、基体からの電荷注入による帯電低下、いわゆる黒点と呼ばれる画像欠陥を生じやすくなる。これは、三方晶系セレン、フタロシアニン顔料等のp−型半導体で暗電流を生じやすい電荷発生材料を用いたときに顕著となる。
これに対し、電荷発生材料として、縮環芳香族顔料、ペリレン顔料、アゾ顔料等のn−型半導体を用いた場合、暗電流を生じ難く、薄膜にしても黒点と呼ばれる画像欠陥を抑制し得る。n−型の電荷発生材料としては、例えば、特開2012−155282号公報の段落[0288]〜[0291]に記載された化合物(CG−1)〜(CG−27)が挙げられるがこれに限られるものではない。
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。
電荷発生層に用いる結着樹脂としては、広範な絶縁性樹脂から選択され、また、結着樹脂としては、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン、ポリシラン等の有機光導電性ポリマーから選択してもよい。
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、電荷発生材料と結着樹脂の配合比は、質量比で10:1から1:10までの範囲内であることが好ましい。
電荷発生層には、その他、周知の添加剤が含まれていてもよい。
電荷発生層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた電荷発生層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱することで行う。なお、電荷発生層の形成は、電荷発生材料の蒸着により行ってもよい。電荷発生層の蒸着による形成は、特に、電荷発生材料として縮環芳香族顔料、ペリレン顔料を利用する場合に好適である。
電荷発生層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、メタノール、エタノール、n−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、トルエン等が挙げられる。これら溶剤は、1種を単独で又は2種以上を混合して用いる。
電荷発生層形成用塗布液中に粒子(例えば電荷発生材料)を分散させる方法としては、例えば、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、横型サンドミル等のメディア分散機や、攪拌、超音波分散機、ロールミル、高圧ホモジナイザー等のメディアレス分散機が利用される。高圧ホモジナイザーとしては、例えば、高圧状態で分散液を液−液衝突や液−壁衝突させて分散する衝突方式や、高圧状態で微細な流路を貫通させて分散する貫通方式等が挙げられる。
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。
電荷発生層形成用塗布液を下引層上(又は中間層上)に塗布する方法としては、例えばブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
電荷発生層の膜厚は、例えば、好ましくは0.1μm以上5.0μm以下、より好ましくは0.2μm以上2.0μm以下の範囲内に設定される。
(電荷輸送層)
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−
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。
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。
一般式(CT1)において、RC11、RC12、RC13、RC14、RC15、及びRC16が表すハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。これらの中でも、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子が好ましく、塩素原子がより好ましい。
一般式(CT1)において、RC11、RC12、RC13、RC14、RC15、及びRC16が表すアルキル基としては、炭素数1以上20以下(好ましくは1以上6以下、より好ましくは1以上4以下)の直鎖状又は分岐状のアルキル基が挙げられる。
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、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。
一般式(CT1)において、RC11、RC12、RC13、RC14、RC15、及びRC16が表すアルコキシ基としては、炭素数1以上20以下(好ましくは1以上6以下、より好ましくは1以上4以下)の直鎖状又は分岐状のアルコキシ基が挙げられる。
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。
一般式(CT1)において、RC11、RC12、RC13、RC14、RC15、及びRC16が表すアリール基としては、炭素数6以上30以下(好ましくは6以上20以下、より好ましくは6以上16以下)のアリール基が挙げられる。
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。
なお、一般式(CT1)において、RC11、RC12、RC13、RC14、RC15、及びRC16が表す上記各置換基は、さらに置換基を有する基も含む。この置換基としては、上記例示した原子及び基(例えばハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基など)が挙げられる。
一般式(CT1)において、RC11、RC12、RC13、RC14、RC15、及びRC16の隣接する二つの置換基同士(例えばRC11及びRC12同士、RC13及びRC14同士、RC15及びRC16同士)が連結した炭化水素環構造における、当該置換基同士を連結する基としては、単結合、2,2’−メチレン基、2,2’−エチレン基、2,2’−ビニレン基などが挙げられ、これらの中でも単結合、2,2’−メチレン基が好ましい。
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。
一般式(CT1)において、n及びmは、1であることが好ましい。
一般式(CT1)において、電荷輸送能の高い感光層(電荷輸送層)を得る点から、RC11、RC12、RC13、RC14、RC15、及びRC16が水素原子、炭素数1以上20以下のアルキル基、又は炭素数1以上20以下のアルコキシ基を表し、m及びnが1又は2を表することが好ましく、RC11、RC12、RC13、RC14、RC15、及びRC16が水素原子を表し、m及びnが1を表すことがより好ましい。
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。
以下に、ブタジエン系電荷輸送材料(CT1)の具体例を示すが、これに限定されるわけではない。
なお、上記例示化合物中の略記号は、以下の意味を示す。また、置換基の前に付す番号は、ベンゼン環に対する置換位置を示している。
・−CH:メチル基
・−OCH:メトキシ基
ブタジエン系電荷輸送材料(CT1)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
電荷輸送層は、電荷輸送材料として、下記式(CT2)で表される電荷輸送材料(以下、「ベンジジン系電荷輸送材料(CT2)」と称する場合がある。)を含んでもよい。
一般式(CT2)中、RC21、RC22、及びRC23は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、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6以上10以下のアリール基を表す。
一般式(CT2)において、RC21、RC22、及びRC23が表すハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。これらの中でも、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子が好ましく、塩素原子がより好ましい。
一般式(CT2)において、RC21、RC22、及びRC23が表すアルキル基としては、炭素数1以上10以下(好ましくは1以上6以下、より好ましくは1以上4以下)の直鎖状又は分岐状のアルキル基が挙げられる。
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。
一般式(CT2)において、RC21、RC22、及びRC23が表すアルコキシ基としては、炭素数1以上10以下(好ましくは1以上6以下、より好ましくは1以上4以下)の直鎖状又は分岐状のアルコキシ基が挙げられる。
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。
一般式(CT2)において、RC21、RC22、及びRC23が表すアリール基としては、炭素数6以上10以下(好ましくは6以上9以下、より好ましくは6以上8以下)のアリール基が挙げられる。
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。
なお、一般式(CT2)において、RC21、RC22、及びRC23が表す上記各置換基は、さらに置換基を有する基も含む。この置換基としては、上記例示した原子及び基(例えばハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基など)が挙げられる。
一般式(CT2)において、特に、電荷輸送能の高い感光層(電荷輸送層)を得る点から、RC21、RC22、及びRC23が、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ことが好ましく、RC21、及びRC23が水素原子を表し、RC22が炭素数1以上10以下のアルキル基(特に、メチル基)を表すことがより好ましい。
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。
以下に、ベンジジン系電荷輸送材料(CT2)の具体例を示すが、これに限定されるわけではない。
なお、上記例示化合物中の略記号は、以下の意味を示す。また、置換基の前に付す番号は、ベンゼン環に対する置換位置を示している。
・−CH:メチル基
・−C:エチル基
・−OCH:メトキシ基
・−OC:エトキシ基
ベンジジン系電荷輸送材料(CT2)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
−ヒンダードフェノール系酸化防止剤−
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。
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は、例えば、炭素数4以上8以下のアルキル基(例えば炭素数4以上8以下の分岐状のアルキル基)が少なくとも一つ置換されたフェノール環である。より具体的には、ヒンダードフェノール環は、例えば、フェノール性水酸基に対してオルトの位置が三級アルキル基(例えばtert−ブチル基)で置換されたフェノール環である。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、
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。
具体的には、ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、ゴーストの抑制の点から、下記一般式(HP)で示される酸化防止剤が好ましい。
一般式(HP)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。
H3、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。
H5は、炭素数1以上10以下のアルキレン基を表す。
一般式(HP)中、RH1、及びRH2が表すアルキル基としては、炭素数4以上8以下(好ましくは炭素数4以上6以下)の分岐状のアルキル基が挙げられる。
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。
一般式(HP)中、RH3、及びRH4としては、炭素数1以上10以下(好ましくは炭素数1以上4以下)の直鎖状又は分岐状のアルキル基が挙げられる。
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、エチル基等の低級アルキル基が好ましい。
一般式(HP)中、RH5は、炭素数1以上10以下(好ましくは1以上4以下)の直鎖状又は分岐状アルキレン基を表す。
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。
なお、一般式(HP)中、RH1、RH2、RH3、RH4、及びRH5が表す上記各置換基は、さらに置換基を有する基も含む。この置換基としては、例えば、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子)、アルコキシ基(例えば炭素数1以上4以下のアルコキシ基)、アリール基(例えばフェニル基、ナフチル基等)等が挙げられる。
一般式(HP)において、特に、ゴーストの抑制の点から、RH1、及びRH2がtert−ブチル基を表すことが好ましく、RH1、及びRH2がtert−ブチル基を表し、RH3、及びRH4が炭素数1以上3以下のアルキル基(特にメチル基)を示し、RH5が炭素数1以上4以下のアルキレン基(特にメチレン基)を表すことが好ましい。
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。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤の分子量は、ゴーストの抑制の点から、300以上1000以下が好ましく、300以上900以下がより好ましく、300以上800以下が更に好ましい。
以下に、本実施形態で用いることができるヒンダードフェノール系酸化防止剤の具体例を示すが、これらに限定されるわけではない。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
次に、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤について説明する。
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。
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、1)2つのベンゼン環が無置換の化合物、2)2つのベンゼン環に、各々に独立に、水酸基、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、及びアリール基よりなる群から選択される少なくとも一つの置換基で置換された化合物が挙げられる。特に、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤は、2つのベンゼン環の一方に、少なくとも水酸基が置換(特に、−C(=O)−基に対してオルトの位置に置換)されている化合物がよい。
具体的には、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、ゴーストの抑制の点から、下記一般式(BP)で示される紫外線吸収剤が好ましい。
一般式(BP)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6以上10以下のアリール基を表す。
一般式(BP)において、RB1、RB2、及びRB3が表すハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。これらの中でも、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子が好ましく、塩素原子がより好ましい。
一般式(BP)において、RB1、RB2、及びRB3が表すアルキル基としては、炭素数1以上10以下(好ましくは1以上6以下、より好ましくは1以上4以下)の直鎖状又は分岐状のアルキル基が挙げられる。
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。
一般式(BP)において、RB1、RB2、及びRB3が表すアルコキシ基としては、炭素数1以上10以下(好ましくは1以上6以下、より好ましくは1以上4以下)の直鎖状又は分岐状のアルコキシ基が挙げられる。
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。
一般式(BP)において、RB1、RB2、及びRB3が表すアリール基としては、炭素数6以上10以下(好ましくは6以上9以下、より好ましくは6以上8以下)のアリール基が挙げられる。
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。
なお、一般式(BP)において、RB1、RB2、及びRB3が表す上記各置換基は、さらに置換基を有する基も含む。この置換基としては、上記例示した原子及び基(例えばハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基など)が挙げられる。
一般式(BP)において、特に、ゴーストの抑制の点から、RB1、RB2及びRB3の少なくとも1つが炭素数1以上3以下のアルコキシ基を表すことが好ましい。
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。
以下に、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤(一般式(BP)で示されるベンゾフェノン系紫外線吸収剤)の他の具体例を示すが、これらに限定されるわけではない。
なお、上記例示化合物中の略記号は、以下の意味を示す。また、置換基の前に付す番号は、ベンゼン環に対する置換位置を示している。
・−CH:メチル基
・−C:エチル基
・−(CH−CH:オクチル基
・−OCH:メトキシ基
・−OH:ヒドロキシ基
・−C(CH:tert−ブチル基
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
次に、電荷輸送材料、酸化防止剤及び紫外線吸収剤の含有量について説明する。
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、ブタジエン系電荷輸送材料(CT1)及びベンジジン系電荷輸送材料(CT2)以外の他の電荷輸送材料を併用してもよい。但し、その場合、全電荷輸送材料に占める他の電荷輸送材料の含有量は、10質量%以下(好ましくは5質量%以下)であることがよい。
ヒンダーフェノール系酸化防止剤の含有量は、ゴーストの抑制の点から、全電荷輸送材料量100質量%に対して、0.5質量%以上30.0質量%以下が好ましく、0.5質量%以上15質量%以下がより好ましく、0.5質量%以上9.0質量%以下が更に好ましい。なお、このヒンダーフェノール系酸化防止剤の含有量は、全電荷輸送材料の含有量を100質量部としたときの部数(質量部)を示している。
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤の含有量は、ゴーストの抑制の点から、全電荷輸送材料量100質量%に対して、0.5質量%以上30.0質量%以下が好ましく、0.5質量%以上15質量%以下がより好ましく、0.5質量%以上9.0質量%以下が更に好ましい。なお、このベンゾフェノン系紫外線吸収剤の含有量は、全電荷輸送材料の含有量を100質量部としたときの部数(質量部)を示している。
なお、ヒンダー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の含有量は、共に、30.0質量%以下とすることで、酸化防止剤及び紫外線吸収剤による電荷輸送材料の電荷輸送能力の阻害が抑制される。つまり、光照射による感光体表面への静電潜像形成の阻害が抑制され、目的とする濃度の画像が得られ易くなる。
電荷輸送層に用いる結着樹脂は、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、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、スチレン−アルキッド樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシラン等が挙げられる。これらの中でも、結着樹脂としては、ポリカーボネート樹脂又はポリアリレート樹脂が好適である。これらの結着樹脂は1種を単独で又は2種以上で用いる。
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。
電荷輸送層には、その他、周知の添加剤が含まれていてもよい。
電荷輸送層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた電荷輸送層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥、必要に応じて加熱することで行う。
電荷輸送層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素類;アセトン、2−ブタノン等のケトン類;塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素類;テトラヒドロフラン、エチルエーテル等の環状又は直鎖状のエーテル類等の通常の有機溶剤が挙げられる。これら溶剤は、単独で又は2種以上混合して用いる。
電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層の上に塗布する際の塗布方法としては、ブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
電荷輸送層の膜厚は、例えば、好ましくは5μm以上50μm以下、より好ましくは10μm以上30μm以下の範囲内に設定される。
(保護層)
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。
1)反応性基及び電荷輸送性骨格を同一分子内に有する反応性基含有電荷輸送材料を含む組成物の硬化膜で構成された層(つまり当該反応性基含有電荷輸送材料の重合体又は架橋体を含む層)
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)
反応性基含有電荷輸送材料の反応性基としては、連鎖重合性基、エポキシ基、−OH、−OR[但し、Rはアルキル基を示す]、−NH、−SH、−COOH、−SiRQ1 3−Qn(ORQ2Qn[但し、RQ1は水素原子、アルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を表し、RQ2は水素原子、アルキル基、トリアルキルシリル基を表す。Qnは1〜3の整数を表す]等の周知の反応性基が挙げられる。
連鎖重合性基としては、ラジカル重合しうる官能基であれば特に限定されるものではなく、例えば、少なくとも炭素二重結合を含有する基を有する官能基である。具体的には、ビニル基、ビニルエーテル基、ビニルチオエーテル基、スチリル基、ビニルフェニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、及びそれらの誘導体から選択される少なくとも一つを含有する基等が挙げられる。なかでも、その反応性に優れることから、連鎖重合性基としては、ビニル基、スチリル基、ビニルフェニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、及びそれらの誘導体から選択される少なくとも一つを含有する基であることが好ましい。
反応性基含有電荷輸送材料の電荷輸送性骨格としては、電子写真感光体における公知の構造であれば特に限定されるものではなく、例えば、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、ヒドラゾン系化合物等の含窒素の正孔輸送性化合物に由来する骨格であって、窒素原子と共役している構造が挙げられる。これらの中でも、トリアリールアミン骨格が好ましい。
これら反応性基及び電荷輸送性骨格を有する反応性基含有電荷輸送材料、非反応性の電荷輸送材料、反応性基含有非電荷輸送材料は、周知の材料から選択すればよい。
保護層には、その他、周知の添加剤が含まれていてもよい。
保護層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた保護層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱等の硬化処理することで行う。
保護層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤;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系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテル等のセロソルブ系溶剤;イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール系溶剤等が挙げられる。これら溶剤は、単独で又は2種以上混合して用いる。
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。
保護層形成用塗布液を感光層(例えば電荷輸送層)上に塗布する方法としては、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挙げられる。
保護層の膜厚は、例えば、好ましくは1μm以上20μm以下、より好ましくは2μm以上10μm以下の範囲内に設定される。
(単層型感光層)
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>
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。
中間転写ベルト20の体積抵抗率は、以下のようにして測定される。
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。
また、電圧がV1(V)以上V2(V)以下の範囲内における中間転写ベルトの体積抵抗率の電界依存性P(logΩ・cm/V)は、下記式(1)によって示される。
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。
本実施形態における中間転写ベルトは、ゴーストの発生を抑制する観点から、500V以上1000V以下の範囲内における体積抵抗率の電界依存性が0.0010(logΩ・cm)/V以上0.0028(logΩ・cm)/V以下であることが好ましい。
本実施形態における中間転写ベルト、すなわち、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以下の中間転写ベルトを製造する方法は特に限定されないが、ポリアミック酸とカーボンブラックを含むポリアミック酸組成物を含むポリイミド前駆体溶液を用いて形成した円筒形状の塗布膜をイミド化して得られるポリイミド製の無端ベルトが好ましい。この場合、カーボンブラックの分散性を高めることで体積抵抗率の電界依存性が上記範囲内の無端ベルト(中間転写ベルト)を製造することができる。具体的には、下記の第1実施形態のポリアミック酸組成物又は第2実施形態のポリアミック酸組成物を含むポリイミド前駆体溶液を用いることが好ましい。
<第1実施形態のポリアミック酸組成物>
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。
〔ポリアミック酸〕
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。
既述のように、ポリアミック酸は、主として、両末端がアミノ基であるポリアミック酸(以下「DA」ともいう)と、両末端がカルボキシ基であるポリアミック酸(以下「DC」ともいう)と、一方の末端がアミノ基であり他方の末端がカルボキシ基であるポリアミック酸(以下「AC」ともいう)とに分けられる。
ここで、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)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、DAの両末端に存在する末端アミノ基、および、ACの片末端に存在する末端アミノ基の合計モル量をいう。すなわち、末端アミノ基の総モル量(X)は、ポリアミック酸組成物中の末端アミノ基を有するポリアミック酸の全末端アミノ基量(モル量)をいう。
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カルボキシ基の総モル量(Y)も、同様である。
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。
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、上記2つの中和滴定から得られるXとYとの比である。
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。
ポリアミック酸の好ましい重量平均分子量(Mw)の範囲は、ポリアミック酸を加熱、脱水縮合して得るポリイミドの用途によって異なり、一般に、27,000以上39,000以下であるが、例えば、ポリアミック酸組成物を画像形成装置の中間転写体に用いる無端ベルトの製造に用いる場合は、33,000以下であることが好ましく、30,000以下であることがより好ましい。
ポリアミック酸は、一般に、テトラカルボン酸二無水物もしくはその誘導体と、ジアミン化合物とを、等モルで重合させて合成することで、両末端がアミノ基であるポリアミック酸(DA)と、両末端がカルボキシ基であるポリアミック酸(DC)と、一方の末端がアミノ基であり他方の末端がカルボキシ基であるポリアミック酸(AC)とが、DA:DC:AC=2:2:1(モル基準)で得られる。
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−
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。
(一般式(I)中、Rは4価の有機基であり、芳香族、脂肪族、環状脂肪族、芳香族と脂肪族を組み合わせたもの、又はそれらの置換された基である。)
芳香族系のテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−フランテトラカルボン酸二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルプロパン二無水物、3,3’,4,4’−パーフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(フタル酸)フェニルホスフィンオキサイド二無水物、p−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、m−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4’−ジフェニルエーテル二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4’−ジフェニルメタン二無水物等を挙げられる。
脂肪族のテトラカルボン酸二無水物としては、ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、3,5,6−トリカルボキシノルボナン−2−酢酸二無水物、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフリル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸二無水物、ビシクロ[2,2,2]−オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物等の脂肪族又は脂環式テトラカルボン酸二無水物;1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−メチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン等の芳香環を有する脂肪族テトラカルボン酸二無水物等を挙げられる。
前記テトラカルボン酸二無水物としては、芳香族系のテトラカルボン酸二無水物が好ましく、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物がより好ましい。
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−
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。
ジアミン化合物としては、p−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、が好ましい。これらのジアミン化合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。
−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−
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(重合)する際の重合系の固形分濃度は、特に規定されるものではないが、5質量%以上50質量%以下が好ましく、10質量%以上30質量%以下がより好ましい。
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。
〔溶媒〕
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。
ポリアミック酸組成物に含まれる溶媒は、1種のみを用いても、2種以上を混合して用いてもよい。また、ポリアミック酸組成物中の溶媒の含有量は、酸性カーボンブラックの分散性の観点から、ポリアミック酸組成物全量に対し70質量%以上80質量%以下であることが好ましく、76質量%以上78質量%以下であることがより好ましい。
なお、上記有機極性溶媒は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを反応させ、ポリアミック酸を合成する際に用いる重合溶媒としても用いられ、前記有機極性溶媒を単独又は混合して使用するのが好ましい。重合溶媒としては、更に、キシレン、トルエンの如き芳香族炭化水素を使用してもよい。ポリアミック酸の重合溶媒は、ポリアミック酸を溶解するものであれば特に限定されない。
〔酸性カーボンブラック〕
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。
具体的には、酸性カーボンブラックは、例えばコンタクト法により製造される。このコンタクト法としては、チャネル法、ガスブラック法等が挙げられる。また、酸性カーボンブラックは、ガス又はオイルを原料とするファーネスブラック法により製造され得る。更に必要に応じて、これらの処理を施した後、硝酸などで液相酸化処理を行ってもよい。
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。
酸性カーボンブラックのpH値は7未満であるが、pH4.4以下が好ましく、pH4.0以下がより好ましい。
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、例えば、揮発成分の含有量が1質量%以上25質量%以下であることが好ましく、2質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、3.5%以上15%以下であることが更に好ましい。
酸性カーボンブラックとして、具体的には、例えば、オリオンエンジニアドカーボンズ社製の「プリンテックス150T」(pH4.5、揮発分10.0%)、同「スペシャルブラック350」(pH3.5、揮発分2.2%)、同「スペシャルブラック100」(pH3.3、揮発分2.2%)、同「スペシャルブラック250」(pH3.1、揮発分2.0%)、同「スペシャルブラック5」(pH3.0、揮発分15.0%)、同「スペシャルブラック4」(pH3.0、揮発分14.0%)、同「スペシャルブラック4A」(pH3.0、揮発分14.0%)、同「スペシャルブラック550」(pH2.8、揮発分2.5%)、同「スペシャルブラック6」(pH2.5、揮発分18.0%)、同「カラーブラックFW200」(pH2.5、揮発分20.0%)、同「カラーブラックFW2」(pH2.5、揮発分16.5%)、同「カラーブラックFW2V」(pH2.5、揮発分16.5%)、キャボット社製「MONARCH1000」(pH2.5、揮発分9.5%)、キャボット社製「MONARCH1300」(pH2.5、揮発分9.5%)、キャボット社製「MONARCH1400」(pH2.5、揮発分9.0%)、同「MOGUL−L」(pH2.5、揮発分5.0%)、同「REGAL400R」(pH4.0、揮発分3.5%)等が挙げられる。
酸性カーボンブラックのポリアミック酸組成物中の含有量は、組成物の全固形分に対して10質量%以上80質量%以下であるが、さらに、20質量%以上40質量%以下であることが好ましく、22質量%以上29質量%以下であることがより好ましい。
〔分散剤等〕
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−
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の調製方法〕
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。
さらに、酸性カーボンブラックの分散性を高めるため、ミキサーや攪拌子による攪拌、平行ロール、超音波分散などの物理的手法を用いて、ポリアミック酸溶液中の成分を混合してもよい。さらに酸性カーボンブラックの分散性を高める手法として、ポリアミック酸溶液中への分散剤の導入などの化学的手法が例示されるが、これらに限定されるものではない。
<第2実施形態のポリアミック酸組成物>
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。
ここで、ポリアミック酸は、一例としての下記スキームのように、ポリアミック酸の合成、必要に応じて、カルボン酸モノ無水物による封止を行ったポリアミック酸である。
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。
そして、ポリアミック酸組成物中の全ポリアミック酸における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)は、両末端がアミノ基であるポリアミック酸(DA)の両末端に存在する末端アミノ基のうち、カルボン酸モノ無水物のカルボキシル基と反応していない末端アミノ基の合計モル量をいう。
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。
一方、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)は、両末端がアミノ基であるポリアミック酸(DA)の両末端に存在する末端アミノ基のうち、カルボン酸モノ無水物のカルボキシル基と反応した末端の合計モル量をいう。
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。
つまり、全末端がアミノ基であるポリアミック酸において、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は、上記測定方法から得られるXとZとの比である。
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。
ここで、両末端がアミノ基であるポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物もしくはその誘導体と、ジアミン化合物とを、ジアミン化合物過剰で重合させて合成することで得られる。
また、両末端がアミノ基であるポリアミック酸において、末端アミノ基を封止するカルボン酸モノ無水物は、カルボキシル基を2つ有し、この2つのカルボキシ基が分子内脱水縮合反応を起こした環状のカルボン酸無水物である。
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。
以上説明した第2実施形態のポリアミック酸は、上記以外は第1実施形態のポリアミック酸組成物と同様であるため、説明を省略する。
本実施形態における中間転写ベルトは、例えば、上記第1又は第2実施形態に係るポリアミック酸組成物を含むポリイミド前駆体溶液を用いて形成した円筒形状の塗布膜をイミド化して得られる。なお、この場合、塗布膜の乾燥温度を130℃以上200℃以下の範囲とすることが好ましい。
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>
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。
帯電装置は、感光体1Y、1M、1C、1Kに対し、通常、直流電流を印加するが、交流電流を更に重畳させて印加してもよい。
<露光装置>
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>
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。
現像装置4Y、4M、4C、4Kに使用される現像剤は、トナー単独の一成分系現像剤であってもよいし、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤であってもよい。また、現像剤は、磁性であってもよいし、非磁性であってもよい。これら現像剤は、周知のものが適用される。
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。
ここで、トナーの体積平均粒径とは、例えばトナー粒子と外添剤とを含むトナーの場合、トナー粒子の体積平均粒径に相当する。
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>
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>
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>
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10Ωcm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>
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>
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。
<中間転写ベルトクリーニング装置>
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。
なお、本実施形態に係る画像形成装置は、専用の除電手段を備えていなくても、ゴーストの発生が抑制されるが、転写後の感光体1Y、1M、1C、1Kの表面に残留している残留電位をより確実に除去するために除電手段を備えていてもよい。
[プロセスカートリッジ]
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。
本実施形態に係るプロセスカートリッジを、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を介して記録媒体に転写し、かつ、電子写真感光体の表面に形成されたトナー画像が中間転写ベルトに転写された後、電子写真感光体に転写バイアス電流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転写手段を備えた画像形成装置に装着することで、専用の除電手段を備えていなくても、ゴーストの発生が抑制される。
なお、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、上記構成に限られず、必要に応じて、例えば、帯電手段、静電荷像形成手段、現像手段等のその他手段から選択される少なくとも一つと、を備える構成であってもよい。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
<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。
(合成例1)
−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。
(合成例2)
−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。
〔ポリアミック酸組成物A1の調製〕
・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。
〔中間転写ベルトAの作製〕
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。
その後、金型及び塗布物を乾燥炉中で145℃空気雰囲気下、10rpmで回転させながら30分乾燥処理を行った。
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。
乾燥処理後、次いで、クリーンオーブン中で、300℃、2時間焼成処理を行い、イミド化反応を進行させた。その後、金型を25℃にして、金型から樹脂を取り外し、目的のポリイミド無端ベルトAを得た。
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。
得られたベルトの体積抵抗率及び電界依存性を既述の方法によって測定したところ、ベルトAの体積抵抗率は11.0logΩ・cmであり、電界依存性は500V以上1000V以下の範囲内で0.0025(logΩ・cm)/Vであった。
〔中間転写ベルトBの作製〕
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Cの作製〕
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Dの作製〕
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。
[感光体の作製]
(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:15m/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。
次に、電荷発生材料として、CuKα特性X線に対するブラッグ角(2θ±0.2゜)の少なくとも7.5゜、9.9゜、12.5゜、16.3゜、18.6゜、25.1゜及び28.3゜に強い回折ピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶15質量部、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂(VMCH、日本ユニオンカーバイト社製)10質量部及びn−ブチルアルコール300質量部からなる混合物を、直径1mmのガラスビーズを用いてサンドミルにて4時間分散して電荷発生層形成用塗布液を得た。電荷発生層形成用塗布液の塗布温度24℃における粘度は1.8mPa・sであった。この塗布液を前記下引層上に浸漬塗布法にて塗布速度65mm/minで浸漬塗布し、150℃で7.5分間乾燥して電荷発生層を得た。
次に、4フッ化エチレン樹脂粒子8質量部(平均粒径:0.2μm)と、フッ化アルキル基含有メタクリルコポリマー(アロンGF400、東亜合成社製)0.01質量部とを、テトラヒドロフラン4質量部、トルエン1質量部とともに20℃の液温に保ち、48時間攪拌混合し、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液A(以下「A液」と略す)を得た。
次に、電荷輸送性材料として下記構造式1を示す化合物を1.6質量部、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3質量部、結着樹脂として、下記構造式2及び下記構造式3の繰り返し単位からなるポリカーボネート共重合体(重量平均分子量45000)6質量部、酸化防止剤として2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.1質量部、及び下記構造式4で表されるヒンダードフェノール系酸化防止剤0.14重量部と、下記構造式5で表されるベンゾフェノン系紫外線吸収剤0.07質量部とを混合して、テトラヒドロフラン24質量部及びトルエン11質量部を混合溶解して、混合溶解液B(以下「B液」と略す)を得た。
B液に前記A液を加えて攪拌混合した後、微細な流路を持つ貫通式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー(吉田機械興行株式会社製)を用いて、500kgf/cmまで昇圧しての分散処理を6回繰り返した液に、エーテル変性シリコーンオイル(商品名:KP340:信越化学工業社製)を5ppm添加し、十分に撹拌して電荷輸送層形成用塗布液を得た。この塗布液を電荷発生層上に40μmの厚さで塗布して145℃で40分間乾燥して電荷輸送層を形成し、目的の電子写真感光体を得た。このようにして得た電子写真感光体を感光体Aとした。
(感光体Bの作製)
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Cの作製)
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Dの作製)
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Eの作製)
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Fの作製)
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。
<実施例1>
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。
[評価]
−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−
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
<実施例2乃至6及び比較例1乃至5>
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。
上記結果から、実施例では、比較例に比べ、「ゴースト」及び「転写不良」が抑制されていることがわかる。
1、1Y、1M、1C、1K 電子写真感光体、2Y、2M、2C、2K 帯電ロール(帯電手段の一例)、3 露光装置(静電荷像形成手段の一例)、3Y、3M、3C、3K レーザ光線、4Y、4M、4C、4K 現像装置(現像手段の一例)、5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール(一次転写手段の一例)、6Y、6M、6C、6K 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)、8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ、10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット、11 下引層、12 電荷発生層、13 電荷輸送層、14 導電性基体、15 感光層、20 中間転写ベルト、22 駆動ロール、24 支持ロール、26 二次転写ロール(二次転写手段の一例)、30 中間転写体クリーニング装置、P 記録紙(記録媒体の一例)

Claims (5)

  1. 導電性基体と、前記導電性基体上に配置され、分子量が300以上のヒンダードフェノール系酸化防止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。
  2. 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。)
  3. 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又は請求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。)
  4. 前記トナーの体積平均粒径が5.0μm以下である請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 導電性基体と、前記導電性基体上に配置され、分子量が300以上のヒンダードフェノール系酸化防止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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