JP2016180899A - 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】感光層の摩耗を低減する電子写真感光体の提供。【解決手段】結着樹脂と、電荷発生材料と、正孔輸送材料と、一般式(1)で表される電子輸送材料と、を含む単層型の感光層を有し、電子写真感光体の表面に電圧を印加しながら、感光層を摩耗試験を実施後の感光層のガラス転移温度Tg(A)が、実施前の感光層のTg(B)よりも0.5℃以上低い電子写真感光体である。【選択図】図1
Description
本発明は、電子写真感光体、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関するものである。
従来の電子写真方式の画像形成装置においては、帯電、露光、現像、転写のプロセスを通じて電子写真感光体の表面上に形成したトナー像を被記録媒体に転写させる。
このような電子写真方式の画像形成装置に利用する電子写真感光体の感光層には、電荷輸送能が高められた電荷輸送材料を用いることが知られている。
例えば、特定の分子構造を持たせ、電子輸送性を向上させ、感度を高めた電子輸送材料が知られている(特許文献1〜2参照)。
例えば、特定の分子構造を持たせ、電子輸送性を向上させ、感度を高めた電子輸送材料が知られている(特許文献1〜2参照)。
また、電子写真方式の画像形成装置に利用する電子写真感光体として、例えば、特許文献3には、「基体上に、正孔輸送剤、電荷発生剤及び結着樹脂を含む感光層が設けられた電子写真感光体であって、前記正孔輸送剤を特定のヒドラゾン化合物とするとともに、前記感光層が、添加剤として特定の化合物を含有することを特徴とする電子写真感光体。」が開示されている
また、特許文献4には、「導電性基体上に、少なくとも、電荷発生剤、正孔輸送剤、及び結着樹脂を含有する感光層を備えた電子写真感光体であって、前記結着樹脂として複数のポリカーボネート樹脂を用いるとともに、前記感光層が、可塑剤成分として、特定のビフェニル誘導体を含有することを特徴とする電子写真感光体。」が開示されている。
また、特許文献5には、結着樹脂と共に、電荷発生材料、正孔輸送材料、及び電子輸送材料からなる特定の材料を含む単層型の感光層を有する電子写真感光体が開示されている。
本発明の課題は、結着樹脂と、電荷発生材料と、正孔輸送材料と、一般式(1)で表される電子輸送材料と、を含む単層型の感光層を有する電子写真感光体において、電子写真感光体の表面に電圧を印加しながら、感光層を2.0μm摩耗させる摩耗試験を実施した後の感光層のガラス転移温度Tg(A)が、摩耗試験を実施する前の感光層のガラス転移温度Tg(B)よりも0.5℃高い又は0.5℃未満の範囲で低い場合に比べ、感光層の摩耗を低減する電子写真感光体を提供することである。
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項1に係る発明は、
導電性基体と、
前記導電性基体上に設けられ、結着樹脂と、電荷発生材料と、正孔輸送材料と、下記一般式(1)で表される電子輸送材料と、を含む単層型の感光層と、
を有し、
電子写真感光体の表面に電圧を印加しながら、前記感光層を2.0μm摩耗させる摩耗試験を実施した後の前記感光層のガラス転移温度Tg(A)が、前記摩耗試験を実施する前の前記感光層のガラス転移温度Tg(B)よりも0.5℃以上低い電子写真感光体。
導電性基体と、
前記導電性基体上に設けられ、結着樹脂と、電荷発生材料と、正孔輸送材料と、下記一般式(1)で表される電子輸送材料と、を含む単層型の感光層と、
を有し、
電子写真感光体の表面に電圧を印加しながら、前記感光層を2.0μm摩耗させる摩耗試験を実施した後の前記感光層のガラス転移温度Tg(A)が、前記摩耗試験を実施する前の前記感光層のガラス転移温度Tg(B)よりも0.5℃以上低い電子写真感光体。
(一般式(1)中、R11、R12、R13、R14、R15、R16、及びR17は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、又はアラルキル基を示す。R18は、アルキル基、−L19−O−R20、アリール基、又はアラルキル基を示す。ただし、L19はアルキレン基を示し、R20はアルキル基を示す。)
請求項2に係る発明は、
前記正孔輸送材料が、下記一般式(2)で示される正孔輸送材料である請求項1に記載の電子写真感光体。
前記正孔輸送材料が、下記一般式(2)で示される正孔輸送材料である請求項1に記載の電子写真感光体。
(一般式(2)中、R1、R2、R3、R4、R5、及びR6は、各々独立に、水素原子、低級アルキル基、アルコキシ基、フェノキシ基、ハロゲン原子、又は、低級アルキル基、低級アルコキシ基及びハロゲン原子から選ばれる置換基を有していてもよいフェニル基を示す。p及びqは、各々独立に0又は1を示す。)
請求項3に係る発明は、
請求項1又は請求項2に記載の電子写真感光体を備え、
画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジ。
請求項1又は請求項2に記載の電子写真感光体を備え、
画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジ。
請求項4に係る発明は、
請求項1又は請求項2に記載の電子写真感光体と、
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の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
を備える画像形成装置。
請求項1又は請求項2に記載の電子写真感光体と、
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の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
を備える画像形成装置。
請求項1に係る発明によれば、結着樹脂と、電荷発生材料と、正孔輸送材料と、下記一般式(1)で表される電子輸送材料と、を含む単層型の感光層を有する電子写真感光体において、電子写真感光体の表面に電圧を印加しながら、感光層を2.0μm摩耗させる摩耗試験を実施した後の感光層のガラス転移温度Tg(A)が、摩耗試験を実施する前の感光層のガラス転移温度Tg(B)よりも高い又は0.5℃未満の範囲で低い場合に比べ、感光層の摩耗を低減する電子写真感光体が提供される。
請求項2に係る発明によれば、正孔輸送材料がトリアリールアミン構造を二つ有する正孔輸送材料である場合に比べ、感度の高い電子写真感光体が提供される。
請求項2に係る発明によれば、正孔輸送材料がトリアリールアミン構造を二つ有する正孔輸送材料である場合に比べ、感度の高い電子写真感光体が提供される。
請求項3、又は4に係る発明によれば、電荷発生材料と、正孔輸送材料と、下記一般式(1)で表される電子輸送材料と、を含む単層型の感光層を有する電子写真感光体において、電子写真感光体の表面に電圧を印加しながら、感光層を2.0μm摩耗させる摩耗試験を実施した後の感光層のガラス転移温度Tg(A)が、摩耗試験を実施する前の感光層のガラス転移温度Tg(B)よりも高い又は0.5℃未満の範囲で低い電子写真感光体を備える場合に比べ、感光層の摩耗を低減するプロセスカートリッジ、又は画像形成装置が提供される。
以下、本発明の一例である実施形態について説明する。
[電子写真感光体]
本実施形態に係る電子写真感光体は、導電性基体を備え、導電性基体上に単層型の感光層を有する正帯電有機感光体(以下、単に「感光体」又は「単層型感光体」と称することがある)である。
単層型の感光層は、結着樹脂と、電荷発生材料と、正孔輸送材料と、一般式(1)で表される電子輸送材料(以下「式(1)の電子輸送材料」とも称する)と、を含む。
そして、本実施形態に係る電子写真感光体は、感光体の表面に電圧を印加しながら、感光層を2.0μm摩耗させる摩耗試験を実施した後の感光層のガラス転移温度Tg(A)が、摩耗試験を実施する前の感光層のガラス転移温度Tg(B)よりも0.5℃以上低い。
本実施形態に係る電子写真感光体は、導電性基体を備え、導電性基体上に単層型の感光層を有する正帯電有機感光体(以下、単に「感光体」又は「単層型感光体」と称することがある)である。
単層型の感光層は、結着樹脂と、電荷発生材料と、正孔輸送材料と、一般式(1)で表される電子輸送材料(以下「式(1)の電子輸送材料」とも称する)と、を含む。
そして、本実施形態に係る電子写真感光体は、感光体の表面に電圧を印加しながら、感光層を2.0μm摩耗させる摩耗試験を実施した後の感光層のガラス転移温度Tg(A)が、摩耗試験を実施する前の感光層のガラス転移温度Tg(B)よりも0.5℃以上低い。
ここで、単層型感光体は、その単層型の感光層内に、電荷発生材料と正孔輸送材料と電子輸送材料とを含有する構成のため、積層型の感光層を有する有機感光体ほどの感度が得られず、更なる高感度化が求められている。
この点、式(1)の電子輸送材料は電子輸送能が高く、式(1)の電子輸送材料を含む単層型感光層は高感度化が図られ易い。
この点、式(1)の電子輸送材料は電子輸送能が高く、式(1)の電子輸送材料を含む単層型感光層は高感度化が図られ易い。
しかし、式(1)の電子輸送材料は、単層型感光層のガラス転移温度を低下させる働きをすることがわかってきた。このため、式(1)の電子輸送材料を含む単層型感光層の摩耗の低減も求められてきている。
そこで、式(1)の電子輸送材料を含む単層型感光層を有する単層型感光体において、感光体の表面に電圧を印加しながら、感光層を2.0μm摩耗させる摩耗試験を実施した後の感光層のガラス転移温度Tg(A)を、摩耗試験を実施する前の感光層のガラス転移温度Tg(B)よりも0.5℃以上低くする。これにより、本実施形態に係る電子写真感光体は、感光層の摩耗が低減される。この理由は、次のように推測される。
まず、摩耗試験を実施した後の感光層のガラス転移温度Tg(A)が、摩耗試験を実施する前の感光層のガラス転移温度Tg(B)よりも0.5℃以上低くなる感光層は、摩耗前に比べ、摩耗後の感光層は、式(1)の電子輸送材料の含有比率が高い状態になっていると考えられる。つまり、摩耗前の感光層の表層部は、内部に比べ、式(1)の電子輸送材料の含有比率が低く、結着樹脂の含有比率が高い状態になっていると考えられる。すなわち、摩耗前の感光層の表層部では、式(1)の電子輸送材料によるガラス転移温度の低下が抑制された状態になっていると考えられる。このため、式(1)の電子輸送材料を含む単層型感光層でも、感光層の表層部では結着樹脂由来の耐摩耗性が発現し易くなると考えらえる。
以上から、本実施形態に係る電子写真感光体では、感光層の摩耗が低減されると推測される。
また、本実施形態に係る電子写真感光体では、感光層の摩耗が低減されるため、摩耗の進行による感光層に含まれる成分(電荷発生材料、正孔輸送材料、電子輸送材料等)の露出が抑制される。感光層から成分が露出すると、その露出部に電流が集中して電流漏れ(電流リーク)が発生し易くなる。そして、電流漏れ(電流リーク)が生じた箇所で、画像に黒点が発生することがある。このため、本実施形態に係る電子写真感光体では、黒点の発生も抑制され易い。
ここで、本実施形態に係る電子写真感光体においては、摩耗試験を実施した後の感光層のガラス転移温度Tg(A)は、摩耗試験を実施する前の感光層のガラス転移温度Tg(B)よりも0.5℃以上低く、感光層の摩耗低減と共に感光層の高感度化の点から、3.0℃以上0.75℃以下の範囲で低くなることが好ましく、2.0℃以上1.0℃以下の範囲で低くなることが好ましい。
つまり、摩耗試験前後の感光層のガラス転移温度は、下記関係式(1)を満たし、感光層の摩耗低減と共に感光層の高感度化の点から、下記関係式(2)を満たすことが好ましく、下記関係式(3)を満たすことがより好ましい。
・関係式(1): Tg(A)−Tg(B)≦−0.5℃
・関係式(2): −3.0℃≦Tg(A)−Tg(B)≦−0.75℃
・関係式(3): −2.0℃≦Tg(A)−Tg(B)≦−1.0℃
つまり、摩耗試験前後の感光層のガラス転移温度は、下記関係式(1)を満たし、感光層の摩耗低減と共に感光層の高感度化の点から、下記関係式(2)を満たすことが好ましく、下記関係式(3)を満たすことがより好ましい。
・関係式(1): Tg(A)−Tg(B)≦−0.5℃
・関係式(2): −3.0℃≦Tg(A)−Tg(B)≦−0.75℃
・関係式(3): −2.0℃≦Tg(A)−Tg(B)≦−1.0℃
なお、摩耗試験前の感光層のガラス転移温度は、感光層の摩耗低減の観点から、75℃以上110℃以下が好ましく、85℃以上105℃以下がより好ましく、100℃以上105℃以下がより好ましい。
摩耗試験前後の感光層のガラス転移温度を上記関係とする方法としては、式(1)の電子輸送材料の量を調整(低減)する方法、感光層の形成条件(例えば乾燥条件等)を調整する方法等が挙げられる。これにより、摩耗前の感光層の表層部において、式(1)の電子輸送材料の含有比率が低く、結着樹脂の含有比率が高い状態になり易くなる。
感光層のガラス転移温度は、次に示す方法により測定される値である。
まず、測定対象となる感光体から単層型感光層から測定試料を採取する。なお、測定試料は、単層型感光層形成用塗布液を使用して作製してもよい。
次に、測定試料を用いて、動的粘弾性測定装置DMS6100(セイコーインスツル社製)により、動的弾性を測定し、平均損失弾性率E”のピーク温度をガラス転移温度として求める。測定条件は、引張りモード、周波数0.5Hz、昇温速度10℃/分で、温度を35℃から50℃まで昇温する条件とする。
まず、測定対象となる感光体から単層型感光層から測定試料を採取する。なお、測定試料は、単層型感光層形成用塗布液を使用して作製してもよい。
次に、測定試料を用いて、動的粘弾性測定装置DMS6100(セイコーインスツル社製)により、動的弾性を測定し、平均損失弾性率E”のピーク温度をガラス転移温度として求める。測定条件は、引張りモード、周波数0.5Hz、昇温速度10℃/分で、温度を35℃から50℃まで昇温する条件とする。
感光層の摩耗試験は、次に示す方法により実施される試験である。
感光体に導電性ゴムロールを接触させる。次に、導電性ゴムロールから感光体の表面に電圧を印加しながら、感光体を回転させ、導電性ゴムロールを従動回転させる。この感光体の回転を続け、感光層の摩耗量が2.0μmに達したときに感光体の回転を停止する。これにより摩耗試験を終了する。なお、詳細な試験条件は、次の通りとする。
・感光体の回転数: 60rpm
・感光体の表面への印加電圧:800V
・導電性ゴムロール:ステンレスを材質とする直径8mmのシャフトに、5.0mmの導電性弾性層を形成したゴムロール。
・導電性ゴムロールの表面硬度(JIS K−7312(1996)附則書2に記載されているタイプC硬さで、高分子計器社製、アスカーC硬度計により測定されるアスカーC硬度):65°
・導電性ゴムロールの表面の十点平均粗さRz(JIS B0601(1994年度)に準拠した方法で、(株)東京精密社製、表面粗さ形状測定機サーフコム1400により、測定される表面粗さ。なお、測定条件は、カットオフ:0.8mm、測定長:2.4mm、トラバーススピード:0.3mm/sである。):6.0μm
・導電性ゴムロールと感光体との接触圧:9.0N/mm
感光体に導電性ゴムロールを接触させる。次に、導電性ゴムロールから感光体の表面に電圧を印加しながら、感光体を回転させ、導電性ゴムロールを従動回転させる。この感光体の回転を続け、感光層の摩耗量が2.0μmに達したときに感光体の回転を停止する。これにより摩耗試験を終了する。なお、詳細な試験条件は、次の通りとする。
・感光体の回転数: 60rpm
・感光体の表面への印加電圧:800V
・導電性ゴムロール:ステンレスを材質とする直径8mmのシャフトに、5.0mmの導電性弾性層を形成したゴムロール。
・導電性ゴムロールの表面硬度(JIS K−7312(1996)附則書2に記載されているタイプC硬さで、高分子計器社製、アスカーC硬度計により測定されるアスカーC硬度):65°
・導電性ゴムロールの表面の十点平均粗さRz(JIS B0601(1994年度)に準拠した方法で、(株)東京精密社製、表面粗さ形状測定機サーフコム1400により、測定される表面粗さ。なお、測定条件は、カットオフ:0.8mm、測定長:2.4mm、トラバーススピード:0.3mm/sである。):6.0μm
・導電性ゴムロールと感光体との接触圧:9.0N/mm
以下、図面を参照しつつ、本実施形態に係る電子写真感光体を詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る電子写真感光体10の一部の断面を概略的に示している。
図1に示した電子写真感光体10は、例えば、導電性基体3を備え、導電性基体3上に、下引層1及び単層型の感光層2がこの順で設けられて構成されている。
なお、下引層1は、必要に応じて設けられる層である。すなわち、単層型の感光層2は、導電性基体3上に直接設けられていてもよく、下引層1を介して設けられてもよい。また、必要に応じてその他の層を設けてもよい。
図1は、本実施形態に係る電子写真感光体10の一部の断面を概略的に示している。
図1に示した電子写真感光体10は、例えば、導電性基体3を備え、導電性基体3上に、下引層1及び単層型の感光層2がこの順で設けられて構成されている。
なお、下引層1は、必要に応じて設けられる層である。すなわち、単層型の感光層2は、導電性基体3上に直接設けられていてもよく、下引層1を介して設けられてもよい。また、必要に応じてその他の層を設けてもよい。
以下、本実施形態に係る電子写真感光体の各層について詳細に説明する。なお、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。
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。
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)102Ωcm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。
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、10m2/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さらに好ましい。
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。
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。
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。
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1/2λ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1/2λ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。
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。
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。
(単層型感光層)
単層型感光層は、結着樹脂と、電荷発生材料と、電子輸送材料と、正孔輸送材料と、を含む。単層型感光層は、必要に応じてその他添加剤を含んでもよい。
単層型感光層は、結着樹脂と、電荷発生材料と、電子輸送材料と、正孔輸送材料と、を含む。単層型感光層は、必要に応じてその他添加剤を含んでもよい。
−結着樹脂−
結着樹脂としては、特に制限はないが、例えば、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。これらの結着樹脂は、単独又は2種以上混合して用いてもよい。
結着樹脂としては、特に制限はないが、例えば、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。これらの結着樹脂は、単独又は2種以上混合して用いてもよい。
これらの結着樹脂の中でも、特に、感光層の摩耗低減の点から、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂が好ましく、ポリカーボネート樹脂がより好ましい。ポリカーボネート樹脂を含む感光層は、式(1)の電荷輸送材料によりガラス転移温度が低下し易く、感光層の摩耗が進行し易いが、本実施形態では、ポリカーボネート樹脂を含む感光層でも、摩耗が抑制され易くなる。
また、結着樹脂の粘度平均分子量は、感光層の摩耗低減の点から、40,000以上70,000以下が好ましく、50,000以上60,000以下がより好ましい。
なお、粘度平均分子量の測定は、次の方法により測定される値である。まず、樹脂1gをメチレンクロライド100cm3に溶解し、25℃の測定環境下でウベローデ粘度計で、その比粘度ηspを測定する。そして、ηsp/c=〔η〕+0.45〔η〕2cの関係式(ただしcは濃度(g/cm3)より極限粘度〔η〕(cm3/g)を求める。さらに、H.Schnellによって与えられている式、〔η〕=1.23×10−4Mv0.83の関係式より粘度平均分子量Mvを求める。以上の一点測定法が用いられる。
なお、粘度平均分子量の測定は、次の方法により測定される値である。まず、樹脂1gをメチレンクロライド100cm3に溶解し、25℃の測定環境下でウベローデ粘度計で、その比粘度ηspを測定する。そして、ηsp/c=〔η〕+0.45〔η〕2cの関係式(ただしcは濃度(g/cm3)より極限粘度〔η〕(cm3/g)を求める。さらに、H.Schnellによって与えられている式、〔η〕=1.23×10−4Mv0.83の関係式より粘度平均分子量Mvを求める。以上の一点測定法が用いられる。
結着樹脂の感光層の全固形分に対する含有量は、35質量%以上60質量%以下であることがよく、好ましくは20質量%以上35質量%以下である。
−電荷発生材料−
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。
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。
すなわち電荷発生材料としては、例えば380nm以上500nmの露光波長の光源を用いる場合には無機顔料が好ましく、700nm以下800nmの露光波長の光源を用いる場合には、金属及び無金属フタロシアニン顔料が好ましい。
ここで、電荷発生材料としては、単層型感光体の高感度化の点から、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料及びクロロガリウムフタロシアニン顔料から選択される少なくとも1種が好ましく、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料がより好ましい。
ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料としては、特に制限はないが、V型のヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料がよい。
特に、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料としては、例えば、600nm以上900nm以下の波長域での分光吸収スペクトルにおいて、810nm以上839nm以下の範囲に最大ピーク波長を有するヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料がより優れた分散性が得られる観点から望ましい。電子写真感光体の材料として用いた場合に、優れた分散性と、十分な感度、帯電性及び暗減衰特性とが得られ易くなる。
特に、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料としては、例えば、600nm以上900nm以下の波長域での分光吸収スペクトルにおいて、810nm以上839nm以下の範囲に最大ピーク波長を有するヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料がより優れた分散性が得られる観点から望ましい。電子写真感光体の材料として用いた場合に、優れた分散性と、十分な感度、帯電性及び暗減衰特性とが得られ易くなる。
また、上記の810nm以上839nm以下の範囲に最大ピーク波長を有するヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料は、平均粒径が特定の範囲であり、且つ、BET比表面積が特定の範囲であることが望ましい。具体的には、平均粒径が0.20μm以下であることが望ましく、0.01μm以上0.15μm以下であることがより望ましく、一方、BET比表面積が45m2/g以上であることが望ましく、50m2/g以上であることがより望ましく、55m2/g以上120m2/g以下であることが特に望ましい。平均粒径は、体積平均粒径(d50平均粒径)でレーザ回折散乱式粒度分布測定装置(LA−700、堀場製作所社製)にて測定した値である。また、BET式比表面積測定器(島津製作所製:フローソープII2300)を用い窒素置換法にて測定した値である。
ここで、平均粒径が0.20μmより大きい場合、又は比表面積値が45m2/g未満である場合は、顔料粒子が粗大化しているか、又は顔料粒子の凝集体が形成される傾向があり、分散性や、感度、帯電性及び暗減衰特性といった特性に欠陥が生じやすい傾向にあり、それにより画質欠陥を生じ易くなることがある。
ここで、平均粒径が0.20μmより大きい場合、又は比表面積値が45m2/g未満である場合は、顔料粒子が粗大化しているか、又は顔料粒子の凝集体が形成される傾向があり、分散性や、感度、帯電性及び暗減衰特性といった特性に欠陥が生じやすい傾向にあり、それにより画質欠陥を生じ易くなることがある。
ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料の最大粒径(一次粒子径の最大値)は、1.2μm以下であることが望ましく、1.0μm以下であることがより望ましく、より望ましくは0.3μm以下である。かかる最大粒径が上記範囲を超えると、黒点が発生しやすい傾向にある。
ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料は、感光体が蛍光灯などに暴露されたことに起因する濃度ムラを抑制する観点から、平均粒径が0.2μm以下、最大粒径が1.2μm以下であり、且つ、比表面積値が45m2/g以上であることが望ましい。
ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料は、CuKα特性X線を用いたX線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも7.3゜,16.0゜,24.9゜,28.0゜に回折ピークを有するV型であることが望ましい。
一方、クロロガリウムフタロシアニン顔料としては、例えば、電子写真感光体材料として優れた感度が得られる、ブラッグ角度(2θ±0.2°)7.4°、16.6°、25.5°及び28.3°に回折ピークを有するものであることが望ましい。
なお、クロロガリウムフタロシアニン顔料の好適な分光吸収スペクトルの最大ピーク波長、平均粒径、最大粒径、及び比表面積値は、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料と同様である。
なお、クロロガリウムフタロシアニン顔料の好適な分光吸収スペクトルの最大ピーク波長、平均粒径、最大粒径、及び比表面積値は、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料と同様である。
感光層の全固形分に対する電荷発生材料の含有量は、1質量%以上5質量%以下がよく、好ましくは1.2質量%以上4.5質量%以下である。
−正孔輸送材料−
正孔輸送材料としては、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、アリールアルカン系化合物、アリール置換エチレン系化合物、スチルベン系化合物、アントラセン系化合物、ヒドラゾン系化合物等の化合物が挙げられる。これらの正孔輸送材料は1種を単独で又は2種以上を混合して用いられるが、これらに限定されるものではない。
正孔輸送材料としては、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、アリールアルカン系化合物、アリール置換エチレン系化合物、スチルベン系化合物、アントラセン系化合物、ヒドラゾン系化合物等の化合物が挙げられる。これらの正孔輸送材料は1種を単独で又は2種以上を混合して用いられるが、これらに限定されるものではない。
正孔輸送材料としては、電荷移動度の観点から、例えば、下記一般式(2)で表される化合物(以下「式(2)の正孔輸送材料」とも称する)、下記一般式(B−1)で表される化合物、下記一般式(B−2)で表される化合物、及び、一般式(B−3)で示される化合物が好ましい。これらの中でも、特に、単層型感光体の高感度化の点から、式(2)の正孔輸送材料が特に好ましい。
一般式(2)中、R1、R2、R3、R4、R5、及びR6は、各々独立に、水素原子、低級アルキル基、アルコキシ基、フェノキシ基、ハロゲン原子、又は、低級アルキル基、低級アルコキシ基及びハロゲン原子から選ばれる置換基を有していてもよいフェニル基を示す。p及びqは、各々独立に0又は1を示す。)
一般式(2)中、R1〜R6が示す低級アルキル基としては、例えば、直鎖状又は分岐状で、炭素数1以上4以下のアルキル基が挙げられ、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基等が挙げられる。
これらの中でも、低級アルキル基としては、メチル基、エチル基が好ましい。
これらの中でも、低級アルキル基としては、メチル基、エチル基が好ましい。
一般式(2)中、R1〜R6が示すアルコキシ基としては、例えば、炭素数1以上4以下のアルコキシ基が挙げられ、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。
一般式(2)中、R1〜R6が示すハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
一般式(2)中、R1〜R6が示すフェニル基としては、例えば、未置換のフェニル基;p−トリル基、2,4−ジメチルフェニル基等の低級アルキル基置換のフェニル基;p−メトキシフェニル基等の低級アルコキシ基置換のフェニル基;p−クロロフェニル基等のハロゲン原子置換のフェニル基等が挙げられる。
なお、フェニル基に置換し得る置換基としては、例えば、R1〜R6が示す低級アルキル基、低級アルコキシ基、ハロゲン原子が挙げられる。
なお、フェニル基に置換し得る置換基としては、例えば、R1〜R6が示す低級アルキル基、低級アルコキシ基、ハロゲン原子が挙げられる。
式(2)の正孔輸送材料の中でも、単層型感光体の高感度化の観点から、p及びqが1を示す正孔輸送材料が好ましく、R1〜R6が各々独立に、水素原子、低級アルキル基、又はアルコキシ基を示し、p及びqが1を示す正孔輸送材料がより好ましい。
以下、式(2)の正孔輸送材料の例示化合物を示すがこれに限定されるわけではない。なお、以下の例示化合物番号は、例示化合物(2−番号)と以下表記する。具体的には、例えば、例示化合物15は、「例示化合物(2−15)」と以下表記する。
なお、上記例示化合物中の略記号は、以下の意味を示す。
・4−Me:フェニル基の4−位に置換するメチル基
・3−Me:フェニル基の3−位に置換するメチル基
・4−Cl:フェニル基の4−位に置換する塩素原子
・4−MeO:フェニル基の4−位に置換するメトキシ基
・4−F:フェニル基の4−位に置換するフッ素原子
・4−Pr:フェニル基の4−位に置換するプロピル基
・4−PhO:フェニル基の4−位に置換するフェノキシ基
・4−Me:フェニル基の4−位に置換するメチル基
・3−Me:フェニル基の3−位に置換するメチル基
・4−Cl:フェニル基の4−位に置換する塩素原子
・4−MeO:フェニル基の4−位に置換するメトキシ基
・4−F:フェニル基の4−位に置換するフッ素原子
・4−Pr:フェニル基の4−位に置換するプロピル基
・4−PhO:フェニル基の4−位に置換するフェノキシ基
一般式(B−1)中、RB1は、水素原子またはメチル基を示す。n11は1または2を示す。ArB1およびArB2は各々独立に置換若しくは未置換のアリール基、−C6H4−C(RB3)=C(RB4)(RB5)、または−C6H4−CH=CH−CH=C(RB6)(RB7)を示し、RB3乃至RB7はそれぞれ独立に水素原子、置換若しくは未置換のアルキル基、または置換若しくは未置換のアリール基を表す。置換基としてはハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基、または炭素数1以上3以下のアルキル基で置換された置換アミノ基を示す。
一般式(B−2)中、RB8およびRB8’は同一でも異なってもよく、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基、を示す。RB9、RB9’、RB10、およびRB10’は同一でも異なってもよく、各々独立にハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基、炭素数1以上2以下のアルキル基で置換されたアミノ基、置換若しくは未置換のアリール基、−C(RB11)=C(RB12)(RB13)、または−CH=CH−CH=C(RB14)(RB15)を示し、RB11乃至RB15は各々独立に水素原子、置換若しくは未置換のアルキル基、または置換若しくは未置換のアリール基を表す。m12、m13、n12およびn13は各々独立に0以上2以下の整数を示す。
一般式(B−3)中、RB16およびRB16’は同一でも異なってもよく、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基、を示す。RB17、RB17’、RB18、およびRB18’は同一でも異なってもよく、各々独立にハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基、炭素数1以上2以下のアルキル基で置換されたアミノ基、置換若しくは未置換のアリール基、−C(RB19)=C(RB20)(RB21)、または−CH=CH−CH=C(RB22)(RB23)を示し、RB19乃至RB23は各々独立に水素原子、置換若しくは未置換のアルキル基、または置換若しくは未置換のアリール基を表す。m14、m15、n14およびn15は各々独立に0以上2以下の整数を示す。
ここで、一般式(B−1)で示される化合物、一般式(B−2)で示される化合物、及び一般式(B−3)で示される化合物のうち、特に、「−C6H4−CH=CH−CH=C(RB6)(RB7)」を有する一般式(B−1)で示される化合物及び「−CH=CH−CH=C(RB14)(RB15)」を有する一般式(B−2)で示される化合物が望ましい。
ここで、一般式(B−1)で示される化合物、一般式(B−2)で示される化合物、及び一般式(B−3)で示される化合物の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
感光層の全固形分に対する正孔輸送材料の含有量は、10質量%以上40質量%以下がよく、好ましくは20質量%以上35質量%以下である。
なお、この正孔輸送材料の含有量は、2種以上の正孔輸送材料を併用した場合、それらの正孔輸送材料全体の含有量である。
なお、この正孔輸送材料の含有量は、2種以上の正孔輸送材料を併用した場合、それらの正孔輸送材料全体の含有量である。
−電子輸送材料−
電子輸送材料は、式(1)の電子輸送材料(一般式(1)で表される電子輸送材料)が適用される。
電子輸送材料は、式(1)の電子輸送材料(一般式(1)で表される電子輸送材料)が適用される。
一般式(1)中、R11、R12、R13、R14、R15、R16、及びR17は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、又はアラルキル基を示す。R18は、アルキル基、−L19−O−R20、アリール基、又はアラルキル基を示す。ただし、L19はアルキレン基を示し、R20はアルキル基を示す。
一般式(1)中、R11〜R17が示すハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
一般式(1)中、R11〜R17が示すアルキル基としては、例えば、直鎖状又は分岐状で、炭素数1以上4以下(好ましくは1以上3以下)のアルキル基が挙げられ、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基等が挙げられる。
一般式(1)中、R11〜R17が示すアルコキシ基としては、例えば、炭素数1以上4以下(好ましくは1以上3以下)のアルコキシ基が挙げられ、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。
一般式(1)中、R11〜R17が示すアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基等が挙げられる。これらの中でも、R11〜R17が示すアリール基としては、フェニル基が好ましい。
一般式(1)中、R11〜R17が示すアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基等が挙げられる。
一般式(1)中、R11〜R17が示すアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基等が挙げられる。
一般式(1)中、R18が示すアルキル基としては、例えば、炭素数1以上15以下(好ましくは炭素数3以上12以下)の直鎖状のアルキル基、炭素数3以上15以下(好ましくは炭素数3以上12以下)の分岐状のアルキル基が挙げられる。
炭素数1以上15以下の直鎖状のアルキル基としては、例えば、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、n−ドデシル等が挙げられる。
炭素数3以上15以下の分岐状のアルキル基としては、例えば、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。
炭素数1以上15以下の直鎖状のアルキル基としては、例えば、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、n−ドデシル等が挙げられる。
炭素数3以上15以下の分岐状のアルキル基としては、例えば、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。
一般式(1)中、R18が示す−L19−O−R20で示される基は、L19がアルキレン基を示し、R20は、アルキル基を示す。
L19が示すアルキレン基としては、直鎖状又は分岐状の炭素数1以上12以下のアルキレン基が挙げられ、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基、sec−ブチレン基、tert−ブチレン基、n−ペンチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基、tert−ペンチレン基等が挙げられる。
R20が示すアルキル基としては、上記R11〜R17が示すアルキル基と同様の基が挙げられる。
L19が示すアルキレン基としては、直鎖状又は分岐状の炭素数1以上12以下のアルキレン基が挙げられ、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基、sec−ブチレン基、tert−ブチレン基、n−ペンチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基、tert−ペンチレン基等が挙げられる。
R20が示すアルキル基としては、上記R11〜R17が示すアルキル基と同様の基が挙げられる。
一般式(1)中、R18が示すアリール基としては、例えば、フェニル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、エチルフェニル基等が挙げられる。
なお、R18が示すアリール基は、アルキル基で置換されたアルキル置換アリール基であることが、溶解性の観点で好ましい。アルキル置換アリール基のアルキル基としては、R11〜R17が示すアルキル基と同様の基が挙げられる。
なお、R18が示すアリール基は、アルキル基で置換されたアルキル置換アリール基であることが、溶解性の観点で好ましい。アルキル置換アリール基のアルキル基としては、R11〜R17が示すアルキル基と同様の基が挙げられる。
一般式(1)中、R18が示すアラルキル基としては、−R18A−Arで示される基が挙げられる。但し、R18Aは、アルキレン基を示す、Arは、アリール基を示す。
R18Aが示すアルキレン基としては、直鎖状又は分岐状の炭素数1以上12以下のアルキレン基が挙げられ、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基、sec−ブチレン基、tert−ブチレン基、n−ペンチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基、tert−ペンチレン基等が挙げられる。
Arが示すアリール基としては、フェニル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基エチルフェニル基等が挙げられる。
R18Aが示すアルキレン基としては、直鎖状又は分岐状の炭素数1以上12以下のアルキレン基が挙げられ、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基、sec−ブチレン基、tert−ブチレン基、n−ペンチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基、tert−ペンチレン基等が挙げられる。
Arが示すアリール基としては、フェニル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基エチルフェニル基等が挙げられる。
一般式(1)中、R18が示すアラルキル基として具体的には、ベンジル基、メチルベンジル基、ジメチルベンジル基、フェニルエチル基、メチルフェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基等が挙げられる。
式(1)の電子輸送材料としては、単層型感光層の高感度化及び摩耗低減の観点から、R18が炭素数炭素数3以上12以下のアルキル基又はアラルキル基を示す電子輸送材料が好ましく、特に、R11〜R17が各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、又はアルキル基を示し、かつ、R18が炭素数炭素数3以上12以下のアルキル基又はアラルキル基を示す電子輸送材料が好ましい。
以下、式(1)の電子輸送材料の例示化合物を示すが、これに限定されるわけではない。なお、以下の例示化合物番号は、例示化合物(1−番号)と以下表記する。具体的には、例えば、例示化合物15は、「例示化合物(1−15)」と以下表記する。
なお、上記例示化合物中の略記号は、以下の意味を示す。
・Ph:フェニル基
・Ph:フェニル基
ここで、式(1)の電子輸送材料は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を組合せて用いてもよい。また、本実施形態の目的を阻害しない範囲で、必要に応じて、式(1)の電子輸送材料以外の他の電子輸送材料を併用してもよい。
なお、他の電子輸送材料を含有させる場合の含有量としては、電子輸送材料全体に対し、10質量%以下が好ましい。
なお、他の電子輸送材料を含有させる場合の含有量としては、電子輸送材料全体に対し、10質量%以下が好ましい。
他の電子輸送材料としては、例えば、p−ベンゾキノン、クロラニル、ブロマニル、アントラキノン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等のフルオレノン化合物、キサントン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノビニル系化合物、エチレン系化合物等の電子輸送性化合物が挙げられる。これらの他の電子輸送材料は1種を単独で又は2種以上を混合して用いてもよいが、これらに限定されるものではない。
感光層の全固形分に対する式(1)の電子輸送材料の含有量は、単層型感光層の摩耗低減の観点から、1.0質量%以上3.5質量%以下がよく、好ましくは2.0質量%以上3.0質量%以下である。
なお、この式(1)の電子輸送材料の含有量は、2種以上の式(1)電子輸送材料を併用した場合、それらの電子輸送材料全体の含有量である。
なお、この式(1)の電子輸送材料の含有量は、2種以上の式(1)電子輸送材料を併用した場合、それらの電子輸送材料全体の含有量である。
−正孔輸送材料と電子輸送材料との比率−
正孔輸送材料と電子輸送材料との比率は、質量比(正孔輸送材料/電子輸送材料)で、50/50以上90/10以下が好ましく、より好ましくは60/40以上80/20以下である。
なお、本比率は、他の電荷輸送材料を併用した場合、その合計での比率である。
正孔輸送材料と電子輸送材料との比率は、質量比(正孔輸送材料/電子輸送材料)で、50/50以上90/10以下が好ましく、より好ましくは60/40以上80/20以下である。
なお、本比率は、他の電荷輸送材料を併用した場合、その合計での比率である。
−その他添加剤−
単層型の感光層には、界面活性剤、酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤等の周知のその他添加剤を含んでいてもよい。また、単層型の感光層が表面層となる場合、フッ素樹脂粒子、シリコーンオイル等を含んでいてもよい。
単層型の感光層には、界面活性剤、酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤等の周知のその他添加剤を含んでいてもよい。また、単層型の感光層が表面層となる場合、フッ素樹脂粒子、シリコーンオイル等を含んでいてもよい。
−単層型の感光層の形成−
単層型の感光層は、上記成分を溶剤に加えた感光層形成用塗布液を用いて形成される。
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もしく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。これら溶剤は単独又は2種以上混合して用いる。
単層型の感光層は、上記成分を溶剤に加えた感光層形成用塗布液を用いて形成される。
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もしく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。これら溶剤は単独又は2種以上混合して用いる。
感光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、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、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などが挙げられる。
感光層形成用塗布液を下引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、カーテン塗布法等が挙げられる。
単層型の感光層の膜厚は、好ましくは5μm以上60μm以下、より好ましくは5μm以上50μm以下、さらに好ましくは10μm以上40μm以下の範囲に設定される。
[画像形成装置(及びプロセスカートリッジ)]
本実施形態に係る画像形成装置は、電子写真感光体と、電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、トナーを含む現像剤により電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、を備える。そして、電子写真感光体として、上記本実施形態に係る電子写真感光体が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置は、電子写真感光体と、電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、トナーを含む現像剤により電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、を備える。そして、電子写真感光体として、上記本実施形態に係る電子写真感光体が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置は、記録媒体の表面に転写されたトナー像を定着する定着手段を備える装置;電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置;トナー像の転写後、帯電前の電子写真感光体の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えた装置;トナー像の転写後、帯電前に像保持体の表面に除電光を照射して除電する除電手段を備える装置;電子写真感光体の温度を上昇させ、相対温度を低減させるための電子写真感光体加熱部材を備える装置等の周知の画像形成装置が適用される。
中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面にトナー像が転写される中間転写体と、像保持体の表面に形成されたトナー像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する構成が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置は、乾式現像方式の画像形成装置、湿式現像方式(液体現像剤を利用した現像方式)の画像形成装置のいずれであってもよい。
なお、本実施形態に係る画像形成装置において、例えば、電子写真感光体を備える部分が、画像形成装置に対して脱着されるカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。プロセスカートリッジとしては、例えば、本実施形態に係る電子写真感光体を備えるプロセスカートリッジが好適に用いられる。なお、プロセスカートリッジには、電子写真感光体以外に、例えば、帯電手段、静電潜像形成手段、現像手段、転写手段からなる群から選択される少なくとも一つを備えてもよい。
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図2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。
本実施形態に係る画像形成装置100は、図2に示すように、電子写真感光体7を備えるプロセスカートリッジ300と、露光装置9(静電潜像形成手段の一例)と、転写装置40(一次転写装置)と、中間転写体50とを備える。なお、画像形成装置100において、露光装置9はプロセスカートリッジ300の開口部から電子写真感光体7に露光し得る位置に配置されており、転写装置40は中間転写体50を介して電子写真感光体7に対向する位置に配置されており、中間転写体50はその一部が電子写真感光体7に接触して配置されている。図示しないが、中間転写体50に転写されたトナー像を記録媒体(例えば用紙)に転写する二次転写装置も有している。なお、中間転写体50、転写装置40(一次転写装置)、及び二次転写装置(不図示)が転写手段の一例に相当する。
本実施形態に係る画像形成装置100は、図2に示すように、電子写真感光体7を備えるプロセスカートリッジ300と、露光装置9(静電潜像形成手段の一例)と、転写装置40(一次転写装置)と、中間転写体50とを備える。なお、画像形成装置100において、露光装置9はプロセスカートリッジ300の開口部から電子写真感光体7に露光し得る位置に配置されており、転写装置40は中間転写体50を介して電子写真感光体7に対向する位置に配置されており、中間転写体50はその一部が電子写真感光体7に接触して配置されている。図示しないが、中間転写体50に転写されたトナー像を記録媒体(例えば用紙)に転写する二次転写装置も有している。なお、中間転写体50、転写装置40(一次転写装置)、及び二次転写装置(不図示)が転写手段の一例に相当する。
図2におけるプロセスカートリッジ300は、ハウジング内に、電子写真感光体7、帯電装置8(帯電手段の一例)、現像装置11(現像手段の一例)、及びクリーニング装置13(クリーニング手段の一例)を一体に支持している。クリーニング装置13は、クリーニングブレード(クリーニング部材の一例)131を有しており、クリーニングブレード131は、電子写真感光体7の表面に接触するように配置されている。なお、クリーニング部材は、クリーニングブレード131の態様ではなく、導電性又は絶縁性の繊維状部材であってもよく、これを単独で、又はクリーニングブレード131と併用してもよい。
なお、図2には、画像形成装置として、潤滑材14を電子写真感光体7の表面に供給する繊維状部材132(ロール状)、及び、クリーニングを補助する繊維状部材133(平ブラシ状)を備えた例を示してあるが、これらは必要に応じて配置される。
以下、本実施形態に係る画像形成装置の各構成について説明する。
−帯電装置−
帯電装置8としては、例えば、導電性又は半導電性の帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電フィルム、帯電ゴムブレード、帯電チューブ等を用いた接触型帯電器が使用される。また、非接触方式のローラ帯電器、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等のそれ自体公知の帯電器等も使用される。
帯電装置8としては、例えば、導電性又は半導電性の帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電フィルム、帯電ゴムブレード、帯電チューブ等を用いた接触型帯電器が使用される。また、非接触方式のローラ帯電器、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等のそれ自体公知の帯電器等も使用される。
−露光装置−
露光装置9としては、例えば、電子写真感光体7表面に、半導体レーザ光、LED光、液晶シャッタ光等の光を、定められた像様に露光する光学系機器等が挙げられる。光源の波長は電子写真感光体の分光感度領域内とする。半導体レーザの波長としては、780nm付近に発振波長を有する近赤外が主流である。しかし、この波長に限定されず、600nm台の発振波長レーザや青色レーザとして400nm以上450nm以下に発振波長を有するレーザも利用してもよい。また、カラー画像形成のためにはマルチビームを出力し得るタイプの面発光型のレーザ光源も有効である。
露光装置9としては、例えば、電子写真感光体7表面に、半導体レーザ光、LED光、液晶シャッタ光等の光を、定められた像様に露光する光学系機器等が挙げられる。光源の波長は電子写真感光体の分光感度領域内とする。半導体レーザの波長としては、780nm付近に発振波長を有する近赤外が主流である。しかし、この波長に限定されず、600nm台の発振波長レーザや青色レーザとして400nm以上450nm以下に発振波長を有するレーザも利用してもよい。また、カラー画像形成のためにはマルチビームを出力し得るタイプの面発光型のレーザ光源も有効である。
−現像装置−
現像装置11としては、例えば、現像剤を接触又は非接触させて現像する一般的な現像装置が挙げられる。現像装置11としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて選択される。例えば、一成分系現像剤又は二成分系現像剤をブラシ、ローラ等を用いて電子写真感光体7に付着させる機能を有する公知の現像器等が挙げられる。中でも現像剤を表面に保持した現像ローラを用いるものが好ましい。
現像装置11としては、例えば、現像剤を接触又は非接触させて現像する一般的な現像装置が挙げられる。現像装置11としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて選択される。例えば、一成分系現像剤又は二成分系現像剤をブラシ、ローラ等を用いて電子写真感光体7に付着させる機能を有する公知の現像器等が挙げられる。中でも現像剤を表面に保持した現像ローラを用いるものが好ましい。
現像装置11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。
−クリーニング装置−
クリーニング装置13は、クリーニングブレード131を備えるクリーニングブレード方式の装置が用いられる。
なお、クリーニングブレード方式以外にも、ファーブラシクリーニング方式、現像同時クリーニング方式を採用してもよい。
クリーニング装置13は、クリーニングブレード131を備えるクリーニングブレード方式の装置が用いられる。
なお、クリーニングブレード方式以外にも、ファーブラシクリーニング方式、現像同時クリーニング方式を採用してもよい。
−転写装置−
転写装置40としては、例えば、ベルト、ローラ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等のそれ自体公知の転写帯電器が挙げられる。
転写装置40としては、例えば、ベルト、ローラ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等のそれ自体公知の転写帯電器が挙げられる。
−中間転写体−
中間転写体50としては、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、ゴム等を含むベルト状のもの(中間転写ベルト)が使用される。また、中間転写体の形態としては、ベルト状以外にドラム状のものを用いてもよい。
中間転写体50としては、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、ゴム等を含むベルト状のもの(中間転写ベルト)が使用される。また、中間転写体の形態としては、ベルト状以外にドラム状のものを用いてもよい。
図3は、本実施形態に係る画像形成装置の他の一例を示す概略構成図である。
図3に示す画像形成装置120は、プロセスカートリッジ300を4つ搭載したタンデム方式の多色画像形成装置である。画像形成装置120では、中間転写体50上に4つのプロセスカートリッジ300がそれぞれ並列に配置されており、1色に付き1つの電子写真感光体が使用される構成となっている。なお、画像形成装置120は、タンデム方式であること以外は、画像形成装置100と同様の構成を有している。
図3に示す画像形成装置120は、プロセスカートリッジ300を4つ搭載したタンデム方式の多色画像形成装置である。画像形成装置120では、中間転写体50上に4つのプロセスカートリッジ300がそれぞれ並列に配置されており、1色に付き1つの電子写真感光体が使用される構成となっている。なお、画像形成装置120は、タンデム方式であること以外は、画像形成装置100と同様の構成を有している。
なお、本実施形態に係る画像形成装置100は、上記構成に限られず、例えば、電子写真感光体7の周囲であって、転写装置40よりも電子写真感光体7の回転方向下流側でクリーニング装置13よりも電子写真感光体の回転方向上流側に、残留したトナーの極性を揃え、クリーニングブラシで除去しやすくするための第1除電装置を設けた形態であってもよいし、クリーニング装置13よりも電子写真感光体の回転方向下流側で帯電装置8よりも電子写真感光体の回転方向上流側に、電子写真感光体7の表面を除電する第2除電装置を設けた形態であってもよい。
また、本実施形態に係る画像形成装置100は、上記構成に限れず、周知の構成、例えば、電子写真感光体7に形成したトナー像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の画像形成装置を採用してもよい。
以下、実施例及び比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。なお、特に断りがないかぎり、「部」は「質量部」、「%」は「質量%」であることを示す。
<実施例1>
−感光層の形成−
電荷発生材料として下記表1に示すヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料(CGM1)3質量部と、結着樹脂として下記表1に示すビスフェノールZポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量5万:BD1)44質量部と、電子輸送材料として下記表1に示す電子輸送材料(ETM1)2質量部と、正孔輸送材料として下記表1に示す正孔輸送材料(HTM1)16質量部および正孔輸送材料(HTM2)14質量部と、溶媒としてのテトラヒドロフラン250質量部と、からなる混合物を、直径1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて4時間分散し、感光層形成用塗布液を得た。
得られた感光層形成用塗布液を、浸漬塗布法にて、直径30mm、長さ244.5mm、肉厚1mmのアルミニウム基材上に塗布し、乾燥温度140℃、乾燥時間30分間で乾燥硬化を行い、厚さ30μmの単層型の感光層を形成した。
以上の工程を経て、電子写真感光体を作製した。
−感光層の形成−
電荷発生材料として下記表1に示すヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料(CGM1)3質量部と、結着樹脂として下記表1に示すビスフェノールZポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量5万:BD1)44質量部と、電子輸送材料として下記表1に示す電子輸送材料(ETM1)2質量部と、正孔輸送材料として下記表1に示す正孔輸送材料(HTM1)16質量部および正孔輸送材料(HTM2)14質量部と、溶媒としてのテトラヒドロフラン250質量部と、からなる混合物を、直径1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて4時間分散し、感光層形成用塗布液を得た。
得られた感光層形成用塗布液を、浸漬塗布法にて、直径30mm、長さ244.5mm、肉厚1mmのアルミニウム基材上に塗布し、乾燥温度140℃、乾燥時間30分間で乾燥硬化を行い、厚さ30μmの単層型の感光層を形成した。
以上の工程を経て、電子写真感光体を作製した。
<実施例2〜11、比較例1〜10>
表1及び表2に従って、結着樹脂の種類及び量、電子輸送材料の種類及び量、正孔輸送材料の種類及び量、並びに、感光層を形成する乾燥条件(乾燥温度、乾燥時間)を変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。ただし、比較例6、8では、更に、m−ターフェニル(1,3−ジフェニルベンゼン:TF1)10質量部を塗布液に添加した。
なお、表1〜表2中の「−」は添加していないことを表す。
表1及び表2に従って、結着樹脂の種類及び量、電子輸送材料の種類及び量、正孔輸送材料の種類及び量、並びに、感光層を形成する乾燥条件(乾燥温度、乾燥時間)を変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。ただし、比較例6、8では、更に、m−ターフェニル(1,3−ジフェニルベンゼン:TF1)10質量部を塗布液に添加した。
なお、表1〜表2中の「−」は添加していないことを表す。
<測定/評価>
得られた各電子写真感光体について、以下の測定及び評価を行った。その結果を表1及び表2に示す。
得られた各電子写真感光体について、以下の測定及び評価を行った。その結果を表1及び表2に示す。
〔摩耗試験前後の感光層のガラス転移温度Tgの測定〕
得られた各電子写真感光体について、既述の方法に従って、摩耗試験後の感光層のガラス転移温度Tg(A)、摩耗試験前の感光層のガラス転移温度Tg(B)を各々測定した。そして、ΔTg(=Tg(A)−Tg(B))を算出した。
得られた各電子写真感光体について、既述の方法に従って、摩耗試験後の感光層のガラス転移温度Tg(A)、摩耗試験前の感光層のガラス転移温度Tg(B)を各々測定した。そして、ΔTg(=Tg(A)−Tg(B))を算出した。
〔黒点の評価〕
得られた感光体をBrother社製HL5340D改造機に搭載し、以下のような画質の評価を行った。
室温32℃、湿度85%の環境下で、Brother社製HL5340D改造機を用い、A4サイズの用紙に、10枚/分且つ2000枚/日にて50%ハーフトーン画像を印刷し、12000枚の画出しを行った。
その後、一晩稼働を停止し、翌朝の1枚目の白紙画像における黒点について、以下の基準で評価した。
−評価基準−
A:黒点の発生なし
B:黒点は1個以上5個以下の範囲で確認はできるが、実使用上問題ない
C:黒点が6個以上10個以下の範囲で確認され、実使用上の問題が生じる
D:黒点が11個以上確認され、実使用上の大いに問題が生じる
得られた感光体をBrother社製HL5340D改造機に搭載し、以下のような画質の評価を行った。
室温32℃、湿度85%の環境下で、Brother社製HL5340D改造機を用い、A4サイズの用紙に、10枚/分且つ2000枚/日にて50%ハーフトーン画像を印刷し、12000枚の画出しを行った。
その後、一晩稼働を停止し、翌朝の1枚目の白紙画像における黒点について、以下の基準で評価した。
−評価基準−
A:黒点の発生なし
B:黒点は1個以上5個以下の範囲で確認はできるが、実使用上問題ない
C:黒点が6個以上10個以下の範囲で確認され、実使用上の問題が生じる
D:黒点が11個以上確認され、実使用上の大いに問題が生じる
〔摩耗の評価〕
摩耗の評価は室温20℃、湿度40%の環境下でBrother社製HL5340D改造機を用い、A4サイズの用紙に、50%ハーフトーン画像を12000枚印刷し、印刷後の摩耗量を以下の基準で評価した。なお、摩耗量は、用紙1000枚(kpv)当たりの摩耗量で評価した。
A:摩耗量が0.12μm/kpv以下
B:摩耗量が0.12μm/kpvを超え0.15μm/kpv以下
C:摩耗量が0.15μm/kpvを超え0.20μm/kpv以下
D:摩耗量が0.20μm/kpvを超える
摩耗の評価は室温20℃、湿度40%の環境下でBrother社製HL5340D改造機を用い、A4サイズの用紙に、50%ハーフトーン画像を12000枚印刷し、印刷後の摩耗量を以下の基準で評価した。なお、摩耗量は、用紙1000枚(kpv)当たりの摩耗量で評価した。
A:摩耗量が0.12μm/kpv以下
B:摩耗量が0.12μm/kpvを超え0.15μm/kpv以下
C:摩耗量が0.15μm/kpvを超え0.20μm/kpv以下
D:摩耗量が0.20μm/kpvを超える
〔感度の評価〕
感光体の感度の評価は、+800Vに帯電させた時の半減露光量として、評価した。
具体的には、静電複写紙試験装置(エレクトロスタティックアナライザーEPA−8100、川口電気社製)を用いて、20℃、40%RHの環境下、+800に帯電させた後、タングステンランプの光を、モノクロメーターを用いて800nmの単色光にし、感光体表面上で1μW/cm2になるように調整して、照射した。
そして、帯電直後における感光体表面の表面電位V0(V)とし、感光体表面の光照射により表面電位が1/2×VO(V)となる半減露光量E1/2(μJ/cm2)を測定した。評価基準は以下の通りである。
−評価基準−
A:半減露光量が0.10μJ/cm2以上0.15μJ/cm2以下
B:半減露光量が0.15μJ/cm2を超え0.175μJ/cm2以下
C:半減露光量が0.175μJ/cm2を超え0.20μJ/cm2以下
D:半減露光量が0.20μJ/cm2を超える
感光体の感度の評価は、+800Vに帯電させた時の半減露光量として、評価した。
具体的には、静電複写紙試験装置(エレクトロスタティックアナライザーEPA−8100、川口電気社製)を用いて、20℃、40%RHの環境下、+800に帯電させた後、タングステンランプの光を、モノクロメーターを用いて800nmの単色光にし、感光体表面上で1μW/cm2になるように調整して、照射した。
そして、帯電直後における感光体表面の表面電位V0(V)とし、感光体表面の光照射により表面電位が1/2×VO(V)となる半減露光量E1/2(μJ/cm2)を測定した。評価基準は以下の通りである。
−評価基準−
A:半減露光量が0.10μJ/cm2以上0.15μJ/cm2以下
B:半減露光量が0.15μJ/cm2を超え0.175μJ/cm2以下
C:半減露光量が0.175μJ/cm2を超え0.20μJ/cm2以下
D:半減露光量が0.20μJ/cm2を超える
上記結果から、本実施例は、比較例に比べ、摩耗が抑制されていることがわかる。
また、本実施例は、黒点の発生が抑制され、また、感度も高いことがわかる。
また、本実施例は、黒点の発生が抑制され、また、感度も高いことがわかる。
なお、表1〜表2中の略称等の詳細は以下の通りである。
−電子輸送材料−
・ETM1: 一般式(1)で表される電子輸送材料の例示化合物(1−11)[一般式(1)中、R11〜R17=H、R18=n−C4H9の電子輸送材料]
・ETM2: 一般式(1)で表される電子輸送材料の例示化合物(1−12)[一般式(1)中、R11〜R17=H、R18=n−C11H23の電子輸送材料]
・ETM3:一般式(1)で表される電子輸送材料の例示化合物(1−19)[一般式(1)中、R11〜R17=H、R18=−C6H5の電子輸送材料]
・ETM4: 下記構造式で示される電子輸送材料ETM4
・ETM5: 下記構造式で示される電子輸送材料ETM5
・ETM1: 一般式(1)で表される電子輸送材料の例示化合物(1−11)[一般式(1)中、R11〜R17=H、R18=n−C4H9の電子輸送材料]
・ETM2: 一般式(1)で表される電子輸送材料の例示化合物(1−12)[一般式(1)中、R11〜R17=H、R18=n−C11H23の電子輸送材料]
・ETM3:一般式(1)で表される電子輸送材料の例示化合物(1−19)[一般式(1)中、R11〜R17=H、R18=−C6H5の電子輸送材料]
・ETM4: 下記構造式で示される電子輸送材料ETM4
・ETM5: 下記構造式で示される電子輸送材料ETM5
−正孔輸送材料
・HTM1: 一般式(2)で表される正孔輸送材料の例示化合物(2−1)
・HTM2: 下記構造式で示される正孔輸送材料HTM2(例示化合物HT−4に該当)
・HTM1: 一般式(2)で表される正孔輸送材料の例示化合物(2−1)
・HTM2: 下記構造式で示される正孔輸送材料HTM2(例示化合物HT−4に該当)
−電荷発生材料−
・CGM1(ClGaPC):クロロガリウムフタロシアニン:Cukα特性X線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも7.3゜,16.0゜,24.9゜,28.0゜の位置に回折ピークを有するV型のヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料
・CGM1(ClGaPC):クロロガリウムフタロシアニン:Cukα特性X線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも7.3゜,16.0゜,24.9゜,28.0゜の位置に回折ピークを有するV型のヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料
−結着樹脂−
・BD1: ビスフェノールZポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量5万)
・BD1: ビスフェノールZポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量5万)
1 下引層、2 感光層、3導電性基体、7 電子写真感光体、8 帯電装置、9 露光装置、10 電子写真感光体、11 現像装置、13 クリーニング装置、14 潤滑材、40 転写装置、50 中間転写体、100 画像形成装置、120 画像形成装置、131 クリーニングブレード、132 繊維状部材、133 繊維状部材、300 プロセスカートリッジ
Claims (4)
- 導電性基体と、
前記導電性基体上に設けられ、結着樹脂と、電荷発生材料と、正孔輸送材料と、下記一般式(1)で表される電子輸送材料と、を含む単層型の感光層と、
を有し、
電子写真感光体の表面に電圧を印加しながら、前記感光層を2.0μm摩耗させる摩耗試験を実施した後の前記感光層のガラス転移温度Tg(A)が、前記摩耗試験を実施する前の前記感光層のガラス転移温度Tg(B)よりも0.5℃以上低い電子写真感光体。
(一般式(1)中、R11、R12、R13、R14、R15、R16、及びR17は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、又はアラルキル基を示す。R18は、アルキル基、−L19−O−R20、アリール基、又はアラルキル基を示す。ただし、L19はアルキレン基を示し、R20はアルキル基を示す。) - 前記正孔輸送材料が、下記一般式(2)で示される正孔輸送材料である請求項1に記載の電子写真感光体。
(一般式(2)中、R1、R2、R3、R4、R5、及びR6は、各々独立に、水素原子、低級アルキル基、アルコキシ基、フェノキシ基、ハロゲン原子、又は、低級アルキル基、低級アルコキシ基及びハロゲン原子から選ばれる置換基を有していてもよいフェニル基を示す。p及びqは、各々独立に0又は1を示す。) - 請求項1又は請求項2に記載の電子写真感光体を備え、
画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジ。 - 請求項1又は請求項2に記載の電子写真感光体と、
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の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
を備える画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015061676A JP2016180899A (ja) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 |
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Publications (1)
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JP2015061676A Pending JP2016180899A (ja) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 |
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