JP4483700B2 - 有機感光体、プロセスカートリッジ、画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents
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(請求項1)
導電性支持体上に感光層を有する有機感光体において、有機感光体の表面層が下記一般式(1)の構造を有するポリカーボネート成分及び下記一般式(2)の構造を有するポリシロキサン成分を有するA−Bブロック共重合体又はB−A−Bブロック共重合体(A成分とB成分のブロック共重合体)を含有し、該ブロック共重合体のB成分の割合が5.1質量%以上、45質量%以下であり、前記表面層は、ポリシロキサン成分が集合したドメインを形成した海島構造を有することを特徴とする有機感光体。
B成分:ポリシロキサン成分
(一般式(2)中、R13は脂肪族及び/又は芳香族を含む2価の有機残基を表し、Wは単結合、O、CO、COO、NH、NHCO、S、SO、SO2を示す。またR8〜R12はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数1以上10以下の飽和脂肪族炭化水素基又は置換基を有していても良い炭素数6以上20以下の芳香族炭化水素基を示し、nは1以上500以下の整数である。)
(請求項2)
前記ドメインが数平均一次粒径1〜100nmのドメインであることを特徴とする請求項1に記載の有機感光体。
(請求項3)
前記表面層のドメインの密度が1×104nm2当たり1〜10000個であることを特徴とする請求項1又は2に記載の有機感光体。
(請求項4)
前記A成分のポリカーボネート成分が、下記ポリカーボネート(Z)、ポリカーボネート(DM)及びポリカーボネート(A)から選択される少なくとも1つの繰り返し構造を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機感光体。
前記A成分の数平均分子量が0.5〜30万であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機感光体。
(請求項6)
前記有機感光体は、導電性支持体上に中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機感光体。
(請求項7)
有機感光体及び該有機感光体を帯電する帯電手段、帯電された有機感光体に静電潜像を形成する潜像形成手段、該静電潜像をトナー像に顕像化する現像手段、該顕像化されたトナー像を有機感光体から転写媒体上に転写する転写手段、トナー像の転写後に有機感光体上に残留する電荷を除去する除電手段及び該転写後の有機感光体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジにおいて、有機感光体の表面層が下記一般式(1)の構造を有するポリカーボネート成分及び下記一般式(2)の構造を有するポリシロキサン成分を有するA−Bブロック共重合体又はB−A−Bブロック共重合体(A成分とB成分のブロック共重合体)を含有し、該ブロック共重合体のB成分の割合が5.1質量%以上、45質量%以下であり、前記表面層は、ポリシロキサン成分が集合したドメインを形成した海島構造を有する有機感光体と帯電手段、潜像形成手段、現像手段、転写媒体、除電手段及びクリーニング手段の少なくとも1つの手段とが一体的に支持され、画像形成装置本体に着脱自在に装着可能であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
B成分:ポリシロキサン成分
(一般式(2)中、R 13 は脂肪族及び/又は芳香族を含む2価の有機残基を表し、Wは単結合、O、CO、COO、NH、NHCO、S、SO、SO 2 を示す。またR 8 〜R 12 はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数1以上10以下の飽和脂肪族炭化水素基又は置換基を有していても良い炭素数6以上20以下の芳香族炭化水素基を示し、nは1以上500以下の整数である。)
(請求項8)
有機感光体及び該有機感光体を帯電する帯電手段、帯電された有機感光体に静電潜像を形成する潜像形成手段、該静電潜像をトナー像に顕像化する現像手段、該顕像化されたトナー像を有機感光体から転写媒体上に転写する転写媒体、該転写後の有機感光体上の電荷を除去する除電手段及び転写後の有機感光体上の残留するトナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成方法において、有機感光体の表面層が下記一般式(1)の構造を有するポリカーボネート成分及び下記一般式(2)の構造を有するポリシロキサン成分を有するA−Bブロック共重合体又はB−A−Bブロック共重合体(A成分とB成分のブロック共重合体)を含有し、該ブロック共重合体のB成分の割合が5.1質量%以上、45質量%以下であり、前記表面層は、ポリシロキサン成分が集合したドメインを形成した海島構造を有する有機感光体を用いることを特徴とする画像形成方法。
B成分:ポリシロキサン成分
(一般式(2)中、R 13 は脂肪族及び/又は芳香族を含む2価の有機残基を表し、Wは単結合、O、CO、COO、NH、NHCO、S、SO、SO 2 を示す。またR 8 〜R 12 はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数1以上10以下の飽和脂肪族炭化水素基又は置換基を有していても良い炭素数6以上20以下の芳香族炭化水素基を示し、nは1以上500以下の整数である。)
(請求項9)
有機感光体及び該有機感光体を帯電する帯電手段、帯電された有機感光体に静電潜像を形成する潜像形成手段、該静電潜像をトナー像に顕像化する現像手段、該顕像化されたトナー像を有機感光体から転写媒体上に転写する転写媒体、該転写後の有機感光体上の電荷を除去する除電手段及び転写後の有機感光体上の残留するトナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成装置において、有機感光体の表面層が下記一般式(1)の構造を有するポリカーボネート成分及び下記一般式(2)の構造を有するポリシロキサン成分を有するA−Bブロック共重合体又はB−A−Bブロック共重合体(A成分とB成分のブロック共重合体)を含有し、該ブロック共重合体のB成分の割合が5.1質量%以上、45質量%以下であり、前記表面層は、ポリシロキサン成分が集合したドメインを形成した海島構造を有する有機感光体を用いることを特徴とする画像形成装置。
B成分:ポリシロキサン成分
(一般式(2)中、R 13 は脂肪族及び/又は芳香族を含む2価の有機残基を表し、Wは単結合、O、CO、COO、NH、NHCO、S、SO、SO 2 を示す。またR 8 〜R 12 はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数1以上10以下の飽和脂肪族炭化水素基又は置換基を有していても良い炭素数6以上20以下の芳香族炭化水素基を示し、nは1以上500以下の整数である。)
B成分:ポリシロキサン成分
本発明の有機感光体は上記の構成を有することにより、半導体レーザ等を用いたて形成したドット潜像を高細密のドット画像に形成することができ、且つ感光体から転写媒体へのトナーの転写性をよくして、中抜けやドット画像の劣化を防止し、クリーニング性を改善した電子写真画像を提供することができる。
感光体の表面の接触角は、純水に対する接触角を全自動接触角計(CA−W型ロール特型:協和界面科学社製)を用いて23℃50%RHの環境下で測定する。水の蒸発による測定値の変化と測定の安定性を両立させる為、水滴滴下後5秒から30秒以内に測定を終了させる。測定はθ/2法による。通常の水滴量範囲内では接触角の値は変化しないが、感光体ドラムの場合軸方向に対して直角の方向からの測定とし、ドラムの曲率に対する偏差を無視するものとする為、滴下量は70μlに設定する。
測定は、感光体の層中に添加の場合は初期の感光体について、また外部より供給塗布の場合、感光体が画像形成になじみ、感光体表面に表面エネルギー低下剤が十分に付与された時点(少なくとも1000枚以上の繰り返し画像形成後)に行う。測定個所は円筒状感光体の中央部、左右端部から5cmの位置の3カ所について、それぞれ円周方向90°づつの4カ所、計12カ所を測定し、この平均値を本発明の接触角とし、この平均値から最も大きく正又は負にずれた値をバラツキの値とする。
上記のようなA−B型又はB−A−B型のブロック共重合体を用いて、表面層を形成し、該表面層にB成分が集合した1〜100nmの数平均一次粒径のドメインを形成するには、A−B型又はB−A−B型のブロック重合体のB成分の割合が5.1質量%以上、45質量%以下のブロック共重合体を用いることが好ましい。5.1質量%未満では、B成分が集合したドメイン構造を形成することが難しく、又、45質量%を超えた割合では、連続したマトリックス構造(海構造)が出来にくく、表面層の耐摩耗特性が劣化しやすい。
1)導電性支持体上に感光層として電荷発生層および電荷輸送層を順次積層した構成
2)導電性支持体上に感光層として電荷発生層、第1電荷輸送層および第2電荷輸送層を順次積層した構成;
3)導電性支持体上に感光層として電荷輸送材料と電荷発生材料とを含む単層を形成した構成;
4)導電性支持体上に感光層として電荷輸送層および電荷発生層を順次積層した構成;
5)上記1)〜5)の感光体の感光層上にさらに表面保護層を形成した構成。
本発明に係わる感光体に用いられる導電性支持体としてはシート状或いは円筒状の導電性支持体が用いられる。
本発明においては導電性支持体と感光層の間に、バリヤー機能を備えた中間層を設けることもできる。
本発明の有機感光体の感光層構成は導電性基体上に少なくとも電荷発生物質と電荷輸送物質を含有する感光層を有する。該感光層は電荷発生物質と電荷輸送物質が同一層に存在する感光層で構成されてもよいが、より好ましくは、導電性支持体上に電荷発生物質を含有する電荷発生層(CGL)及び電荷輸送層を含有する電荷輸送層(CTL)の積層構成が好ましい。以下、該積層構成の層構成を中心に本発明の有機感光体を説明する。
電荷発生層:電荷発生層には電荷発生物質(CGM)を含有する。その他の物質としては必要によりバインダー樹脂、その他添加剤を含有しても良い。
前記したように、本発明では電荷輸送層を複数の電荷輸送層から構成し、且つ最上層の電荷輸送層に本発明の表面層構成を適用した構成が好ましい。
下記の様に感光体1を作製した。
〈中間層〉
下記中間層分散液を同じ混合溶媒にて二倍に希釈し、一夜静置後に濾過(フィルター;日本ポール社製リジメッシュ5μmフィルター)し、中間層塗布液を作製した。
無機粒子:酸化チタン(数平均一次粒径35nm:シリカ・アルミナ処理及びメチルハイドロジェンポリシロキサン処理の酸化チタン) 3部
メタノール 10部
を混合し、分散機としてサンドミルを用い、バッチ式で10時間の分散を行い、中間層分散液を作製した。
チタニルフタロシアニン顔料(Cu−Kαの特性X線回折スペクトルのブラッグ角(2θ±0.2°)において、少なくとも27.3°に最大回折ピークを有するチタニルフタロシアニン顔料) 24部
ポリビニルブチラール樹脂「エスレックBL−1」(積水化学社製) 12部
2−ブタノン/シクロヘキサノン=4/1(v/v) 300部
上記組成物を混合し、サンドミルを用いて分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この塗布液を浸漬塗布法で塗布し、前記中間層の上に乾燥膜厚0.5μmの電荷発生層を形成した。
電荷輸送物質(4,4′−ジメチル−4″−(α−フェニルスチリル)トリフェニルアミン) 225部
ポリカーボネート(Z300:三菱ガス化学社製) 300部
酸化防止剤(例示化合物AO2−1) 6部
ジクロロメタン 2000部
シリコンオイル(KF−54:信越化学社製) 1部
を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液1を調製した。この塗布液を前記電荷発生層の上に浸漬塗布法で塗布し、110℃70分の乾燥を行い、乾燥膜厚18.0μmの電荷輸送層1を形成した。
電荷輸送物質(4,4′−ジメチル−4″−(α−フェニルスチリル)トリフェニルアミン) 150部
バインダー:(前記ブロック1のブロック共重合体) 300部
酸化防止剤(例示化合物AO2−1) 12部
THF:テトラヒドロフラン 1200部
シリコンオイル(KF−54:信越化学社製) 4部
を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液2を調製した。この塗布液を前記電荷輸送層1の上に円形スライドホッパ型塗布機で塗布し、110℃70分の乾燥を行い、乾燥膜厚2.0μmの電荷輸送層2を形成し、感光体1を作製した。
感光体1の作製において、電荷輸送層2(CTL2)のバインダーの種類を表2のように変化させた以外は感光体1と同様にして感光体2〜7を作製した。
感光体1の電荷輸送層2のブロック1に変えて、下記のグラフト共重合体(GP1)を用いた他は同様にして感光体8を作製した。
〈実写評価〉
上記感光体を基本的に図2の構成を有する市販のフルカラー複合機8050(コニカミノルタビジネステクノロジーズ(株)社製)に搭載し、カラー画像の評価を行った。
感光体の線速:220mm/sec
《画像評価》
上記フルカラー複合機8050に各感光体を取り付け、高温高湿(30℃、80%RH)環境でA4紙、1万枚の文字画像、白べた画像、黒べた画像、ハーフトーン画像を有するオリジナル画像の複写を行い、スタート時及び1千枚コピー毎に複写画像を取り出し、下記の画像評価を行った。
プロセススピード:220mm/sec
現像剤:キャリア及びトナーを含有する二成分現像剤(Y、M、C、Bk共)を用いた。
感光体上のトナー画像を透明粘着シートに転写して評価した。
○:小さな中抜けの発生があるが、ドット画像は再現されている(実用可)
×:中抜けの発生が多く、ドット画像の形状が崩れている(実用不可)
中間転写体上のトナー画像の再現性(シアントナー画像で評価した)
中間転写体上のトナー画像を透明粘着シートに転写し、該転写画像で評価した。
○:小さな中抜けの発生があるが、ドット画像は再現されている(実用可)
×:中抜けの発生が多く、ドット画像の形状が崩れている(実用不可)
(クリーニング性)
上記評価の後、クリーニングブレードを交換せずに、感光体に接触するクリーニングブレードの線荷重のみを18(N/m)から9(N/m)に変更し、更に1万枚の連続コピーを行ない、クリーニング性を評価した。
○:1万枚の印刷を通して、トナーのすり抜け等の散発的なクリーニング不良が発生したが、感光体上にトナーフィルミングは見いだせず、実用的に問題なし(実用上問題なし)
×:1万枚の印刷中に、連続的(2枚以上の)なクリーニング不良が発生するか、又は感光体上にトナーフィルミングが見られる(実用上問題あり)
接触角の測定
これら感光体1〜8の接触角を上記1万枚の複写評価の前後(スタート時(St)とエンド時(End))で測定し、表3に結果を表示した。接触角は前記した方法で測定した。
表4のように感光体No.3及びNo.8を用いて、基本的に図3の構成を有する市販のカラープリンターmagicolor2300(コニカミノルタビジネステクノロジーズ(株)社製)改造機に搭載し、評価1と同じ評価項目を評価した。
21 感光体
22 帯電手段
23 現像手段
24 転写極
25 分離極
26 クリーニング装置
30 露光光学系
45 転写搬送ベルト装置
50 定着手段
250 分離爪ユニット
Claims (9)
- 導電性支持体上に感光層を有する有機感光体において、有機感光体の表面層が下記一般式(1)の構造を有するポリカーボネート成分及び下記一般式(2)の構造を有するポリシロキサン成分を有するA−Bブロック共重合体又はB−A−Bブロック共重合体(A成分とB成分のブロック共重合体)を含有し、該ブロック共重合体のB成分の割合が5.1質量%以上、45質量%以下であり、前記表面層は、ポリシロキサン成分が集合したドメインを形成した海島構造を有することを特徴とする有機感光体。
A成分:ポリカーボネート成分
B成分:ポリシロキサン成分
(一般式(2)中、R 13 は脂肪族及び/又は芳香族を含む2価の有機残基を表し、Wは単結合、O、CO、COO、NH、NHCO、S、SO、SO 2 を示す。またR 8 〜R 12 はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数1以上10以下の飽和脂肪族炭化水素基又は置換基を有していても良い炭素数6以上20以下の芳香族炭化水素基を示し、nは1以上500以下の整数である。) - 前記ドメインが数平均一次粒径1〜100nmのドメインであることを特徴とする請求項1に記載の有機感光体。
- 前記表面層のドメインの密度が1×10 4 nm 2 当たり1〜10000個であることを特徴とする請求項1又は2に記載の有機感光体。
- 前記A成分の数平均分子量が0.5〜30万であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機感光体。
- 前記有機感光体は、導電性支持体上に中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機感光体。
- 有機感光体及び該有機感光体を帯電する帯電手段、帯電された有機感光体に静電潜像を形成する潜像形成手段、該静電潜像をトナー像に顕像化する現像手段、該顕像化されたトナー像を有機感光体から転写媒体上に転写する転写手段、トナー像の転写後に有機感光体上に残留する電荷を除去する除電手段及び該転写後の有機感光体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジにおいて、有機感光体の表面層が下記一般式(1)の構造を有するポリカーボネート成分及び下記一般式(2)の構造を有するポリシロキサン成分を有するA−Bブロック共重合体又はB−A−Bブロック共重合体(A成分とB成分のブロック共重合体)を含有し、該ブロック共重合体のB成分の割合が5.1質量%以上、45質量%以下であり、前記表面層は、ポリシロキサン成分が集合したドメインを形成した海島構造を有する有機感光体と帯電手段、潜像形成手段、現像手段、転写媒体、除電手段及びクリーニング手段の少なくとも1つの手段とが一体的に支持され、画像形成装置本体に着脱自在に装着可能であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
A成分:ポリカーボネート成分
B成分:ポリシロキサン成分
(一般式(2)中、R 13 は脂肪族及び/又は芳香族を含む2価の有機残基を表し、Wは単結合、O、CO、COO、NH、NHCO、S、SO、SO 2 を示す。またR 8 〜R 12 はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数1以上10以下の飽和脂肪族炭化水素基又は置換基を有していても良い炭素数6以上20以下の芳香族炭化水素基を示し、nは1以上500以下の整数である。) - 有機感光体及び該有機感光体を帯電する帯電手段、帯電された有機感光体に静電潜像を形成する潜像形成手段、該静電潜像をトナー像に顕像化する現像手段、該顕像化されたトナー像を有機感光体から転写媒体上に転写する転写媒体、該転写後の有機感光体上の電荷を除去する除電手段及び転写後の有機感光体上の残留するトナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成方法において、有機感光体の表面層が下記一般式(1)の構造を有するポリカーボネート成分及び下記一般式(2)の構造を有するポリシロキサン成分を有するA−Bブロック共重合体又はB−A−Bブロック共重合体(A成分とB成分のブロック共重合体)を含有し、該ブロック共重合体のB成分の割合が5.1質量%以上、45質量%以下であり、前記表面層は、ポリシロキサン成分が集合したドメインを形成した海島構造を有する有機感光体を用いることを特徴とする画像形成方法。
A成分:ポリカーボネート成分
B成分:ポリシロキサン成分
(一般式(2)中、R 13 は脂肪族及び/又は芳香族を含む2価の有機残基を表し、Wは単結合、O、CO、COO、NH、NHCO、S、SO、SO 2 を示す。またR 8 〜R 12 はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数1以上10以下の飽和脂肪族炭化水素基又は置換基を有していても良い炭素数6以上20以下の芳香族炭化水素基を示し、nは1以上500以下の整数である。) - 有機感光体及び該有機感光体を帯電する帯電手段、帯電された有機感光体に静電潜像を形成する潜像形成手段、該静電潜像をトナー像に顕像化する現像手段、該顕像化されたトナー像を有機感光体から転写媒体上に転写する転写媒体、該転写後の有機感光体上の電荷を除去する除電手段及び転写後の有機感光体上の残留するトナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成装置において、有機感光体の表面層が下記一般式(1)の構造を有するポリカーボネート成分及び下記一般式(2)の構造を有するポリシロキサン成分を有するA−Bブロック共重合体又はB−A−Bブロック共重合体(A成分とB成分のブロック共重合体)を含有し、該ブロック共重合体のB成分の割合が5.1質量%以上、45質量%以下であり、前記表面層は、ポリシロキサン成分が集合したドメインを形成した海島構造を有する有機感光体を用いることを特徴とする画像形成装置。
A成分:ポリカーボネート成分
B成分:ポリシロキサン成分
(一般式(2)中、R 13 は脂肪族及び/又は芳香族を含む2価の有機残基を表し、Wは単結合、O、CO、COO、NH、NHCO、S、SO、SO 2 を示す。またR 8 〜R 12 はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数1以上10以下の飽和脂肪族炭化水素基又は置換基を有していても良い炭素数6以上20以下の芳香族炭化水素基を示し、nは1以上500以下の整数である。)
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