JP6424752B2 - 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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Description
第一実施形態は、電子写真感光体(以下「感光体」と記載することがある)1に関する。以下、図1及び図2を参照して、感光体1について説明する。感光体1は、積層型感光体であってもよく、単層型感光体であってもよい。感光体1は、感光層3を備える。感光層3は、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、バインダー樹脂とを少なくとも含有する。正孔輸送剤は、一般式(1)で表される化合物(以下「化合物(1)」と記載することがある)である。バインダー樹脂は、一般式(2)で表される樹脂(以下「樹脂(2)」と記載することがある)である。
以下、図1を参照して、感光体1が積層型感光体である場合について説明する。図1は、本実施形態に係る感光体1の一例である積層型感光体を示す概略断面図である。
以下、図2を参照して、感光体1が単層型感光体である場合について説明する。図2は、本実施形態に係る感光体1の別の例である単層型感光体を示す概略断面図である。
導電性基体2は、感光体1の導電性基体として用いることができる限り、特に限定されない。導電性基体2は、少なくとも表面部が導電性を有する材料で形成されていればよい。導電性基体2の一例としては、導電性を有する材料で形成される導電性基体が挙げられる。導電性基体2の別の例としては、導電性を有する材料で被覆される導電性基体が挙げられる。導電性を有する材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、錫、白金、銀、バナジウム、モリブデン、クロム、カドミウム、チタン、ニッケル、パラジウム、インジウム、ステンレス鋼、又は真鍮が挙げられる。これらの導電性を有する材料を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて(例えば、合金として)用いてもよい。これらの導電性を有する材料のなかでも、感光層3から導電性基体2への電荷の移動が良好であることから、アルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。
感光体1が積層型感光体である場合、電荷発生層3aは、電荷発生剤を含有する。感光体1が単層型感光体である場合、単層型感光層3cは、電荷発生剤を含有する。
CuKα特性X線回折スペクトルの測定方法の一例について説明する。試料(チタニルフタロシアニン)をX線回折装置(例えば、株式会社リガク製「RINT(登録商標)1100」)のサンプルホルダーに充填して、X線管球Cu、管電圧40kV、管電流30mA、かつCuKα特性X線の波長1.542Åの条件で、X線回折スペクトルを測定する。測定範囲(2θ)は、例えば3°以上40°以下(スタート角:3°、ストップ角:40°)であり、走査速度は、例えば10°/分である。
感光体1が積層型感光体である場合、電荷発生層3aは、必要に応じて、n型顔料を含有してもよい。感光体1が単層型感光体である場合、単層型感光層3cは、必要に応じて、n型顔料を含有してもよい。n型顔料が含有されることにより、感光体1の耐摩耗性が向上し、且つ感光体1の電気的特性が向上する傾向がある。
感光体1が積層型感光体である場合、電荷輸送層3bは、正孔輸送剤を含有する。感光体1が単層型感光体である場合、単層型感光層3cは、正孔輸送剤を含有する。正孔輸送剤は、一般式(1)で表される化合物(以下「化合物(1)」と記載することがある)である。
感光体1が積層型感光体である場合、電荷輸送層3bは、必要に応じて、電子アクセプター化合物を含有してもよい。これにより、正孔輸送剤の正孔輸送能が向上する傾向がある。一方、感光体1が単層型感光体である場合、単層型感光層3cは、必要に応じて、電子輸送剤を含有してもよい。これにより、単層型感光層3cは電子を輸送することができ、単層型感光層3cにバイポーラー(両極性)の特性を付与し易くなる。
感光体1が積層型感光体である場合、電荷輸送層3bは、バインダー樹脂を含有する。感光体1が単層型感光体である場合、単層型感光層3cは、バインダー樹脂を含有する。バインダー樹脂は、一般式(2)で表される樹脂(以下「樹脂(2)」と記載することがある)である。
感光体1が積層型感光体である場合、電荷発生層3aは、ベース樹脂を含有する。ベース樹脂は、感光体1に適用できるベース樹脂である限り、特に制限されない。ベース樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、又は光硬化性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸系共重合体、アクリル共重合体、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂、又はポリエステル樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、又はその他架橋性の熱硬化性樹脂が挙げられる。光硬化性樹脂としては、例えば、エポキシアクリル酸系樹脂、又はウレタン−アクリル酸系共重合体が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
感光体1の感光層3(電荷発生層3a、電荷輸送層3b、又は単層型感光層3c)は、必要に応じて、各種の添加剤を含有してもよい。添加剤としては、例えば、劣化防止剤(例えば、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、1重項消光剤、又は紫外線吸収剤)、軟化剤、表面改質剤、増量剤、増粘剤、分散安定剤、ワックス、アクセプター、ドナー、界面活性剤、可塑剤、増感剤、又はレベリング剤が挙げられる。酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマン、スピロインダノン若しくはこれらの誘導体、有機硫黄化合物、又は有機燐化合物が挙げられる。
感光体1において、中間層4(特に、下引き層)は、例えば、導電性基体2と感光層3との間に位置する。中間層4は、例えば、無機粒子、及び中間層4に用いられる樹脂(中間層用樹脂)を含有する。中間層4が存在することにより、リーク発生を抑制し得る程度の絶縁状態を維持しつつ、感光体1を露光した時に発生する電流の流れを円滑にして、抵抗の上昇が抑えられると考えられる。
感光体1が積層型感光体である場合、積層型感光体は、例えば、以下のように製造される。まず、電荷発生層3a用塗布液、及び電荷輸送層3b用塗布液を調製する。電荷発生層3a用塗布液を導電性基体2上に塗布し、乾燥することによって、電荷発生層3aを形成する。続いて、電荷輸送層3b用塗布液を電荷発生層3a上に塗布し、乾燥することによって、電荷輸送層3bを形成する。これにより、積層型感光体が製造される。
第二実施形態は、画像形成装置6に関する。以下、図3を参照して、本実施形態に係る画像形成装置6について説明する。
第三実施形態は、プロセスカートリッジに関する。本実施形態に係るプロセスカートリッジは、例えば、ユニット化された第一実施形態に係る感光体1を備える。プロセスカートリッジは、第二実施形態に係る画像形成装置6に対して着脱自在に設計されてもよい。プロセスカートリッジには、例えば、感光体1以外に、第二実施形態で述べた、帯電部27、露光部28、現像部29、転写部26、クリーニング装置、及び除電器からなる群より選択される少なくとも1つをユニット化した構成が採用される。
積層型感光体の電荷発生層、及び電荷輸送層を形成するための材料として、以下の電荷発生剤、正孔輸送剤、及びバインダー樹脂を準備した。単層型感光体の単層型感光層を形成するための材料として、以下の電荷発生剤、正孔輸送剤、バインダー樹脂、電子輸送剤、及びn型顔料を準備した。
電荷発生剤として、電荷発生剤(CGM−1X)及び(CGM−2Y)を準備した。電荷発生剤(CGM−1X)は、実施形態で述べた化学式(CGM−1)で表される無金属フタロシアニンであった。また、電荷発生剤(CGM−1X)の結晶構造はX型であった。
正孔輸送剤として、実施形態で述べた化合物(HTM−1)〜(HTM−7)を準備した。また、化学式(HTM−8)〜(HTM−10)で表される化合物も準備した。以下、化学式(HTM−8)〜(HTM−10)で表される化合物を、各々、化合物(HTM−8)〜(HTM−10)と記載する場合がある。
電子輸送剤として、実施形態で述べた化合物(ETM−2)〜(ETM−8)を準備した。
バインダー樹脂として、バインダー樹脂(Resin−1a)〜(Resin−8a)を準備した。
n型顔料として、実施形態で述べた化学式(A1)で表される化合物(以下、化合物(A1)と記載する場合がある)を準備した。
準備した感光層を形成するための材料を用いて、積層型感光体(A−1)〜(A−12)及び(B−1)〜(B−13)を製造した。
始めに、表面処理された酸化チタン(テイカ株式会社製「試作品SMT−A」、数平均一次粒子径10nm)を準備した。この表面処理された酸化チタンは、以下のように調製した。酸化チタンをアルミナとシリカとを用いて表面処理した。表面処理された酸化チタンを、湿式分散しながらメチルハイドロジェンポリシロキサンを用いて更に表面処理した。
以下の点を変更した以外は、積層型感光体(A−1)の製造と同様の方法で、積層型感光体(A−2)〜(A−12)及び(B−1)〜(B−13)を各々製造した。積層型感光体(A−1)の製造に用いた正孔輸送剤としての化合物(HTM−1)、及びバインダー樹脂(Resin−1a)に代えて、表1及び表2に示す種類の正孔輸送剤(HTM)、及びバインダー樹脂を用いた。
準備した感光層を形成するための材料を用いて、単層型感光体(A−13)〜(A−36)及び(B−14)〜(B−19)を製造した。
容器内に、電荷発生剤(CGM−1X)3質量部と、正孔輸送剤としての化合物(HTM−1)50質量部と、電子輸送剤としての化合物(ETM−2)20質量部と、バインダー樹脂(Resin−1a)100質量部と、溶剤としてのテトラヒドロフラン800質量部とを投入した。容器の内容物を、超音波分散機を用いて混合して、溶剤に材料を分散させた。これにより、単層型感光層用塗布液を得た。単層型感光層用塗布液を、導電性基体(アルミニウム素管)上に、ディップコート法を用いて塗布した。塗布した単層型感光層用塗布液を、100℃で30分間熱風乾燥させた。これにより、導電性基体上に、単層型感光層(膜厚25μm)を形成した。その結果、単層型感光体(A−13)を得た。
以下の点を変更した以外は、単層型感光体(A−13)の製造と同様の方法で、単層型感光体(A−14)〜(A−24)及び(B−14)〜(B−19)を製造した。単層型感光体(A−13)の製造に用いた正孔輸送剤としての化合物(HTM−1)、及びバインダー樹脂(Resin−1a)に代えて、各々、表3及び表5に示す種類の正孔輸送剤(HTM)、及びバインダー樹脂を用いた。
以下の点を変更した以外は、単層型感光体(A−13)の製造と同様の方法で、単層型感光体(A−25)〜(A−36)を製造した。単層型感光体(A−13)の製造に用いた電荷発生剤(CGM−2Y)、正孔輸送剤としての化合物(HTM−1)、及び電子輸送剤としての化合物(ETM−2)に代えて、各々、表4に示す種類の電荷発生剤(CGM)、正孔輸送剤(HTM)、及び電子輸送剤(ETM)を用いた。更に、各原料とともに容器内に、n型顔料としての化合物(A1)1質量部を加えた。
得られた積層型感光体(A−1)〜(A−12)及び(B−1)〜(B−13)の各々に対して、電気的特性を評価した。電気的特性の評価は、温度10℃及び湿度20%RHの環境下で行った。まず、ドラム感度試験機(ジェンテック株式会社製)を用いて、積層型感光体の表面を負極性に帯電させた。帯電条件を、積層型感光体の回転数31rpm、及び積層型感光体への流れ込み電流−10μAに設定した。帯電直後の積層型感光体の表面電位を測定した。測定された積層型感光体の表面電位を、初期表面電位(V0)とした。次いで、ハロゲンランプの光から単色光(波長780nm、光量0.26μJ/cm2)をバンドパスフィルターを用いて取り出した。取り出された単色光を、積層型感光体の表面の1周分に照射した。照射が終了してから50msec経過した時の積層型感光体の表面電位を測定した。測定された表面電位を、残留電位(VL)とした。
得られた単層型感光体(A−13)〜(A−36)及び(B−14)〜(B−19)の各々に対して、電気的特性を評価した。電気的特性の評価は、温度10℃及び湿度20%RHの環境下で行った。まず、ドラム感度試験機(ジェンテック株式会社製)を用いて、単層型感光体の回転数100rpmにて、単層型感光体の表面を正極性に帯電させた。帯電直後の単層型感光体の表面電位を測定した。測定された単層型感光体の表面電位を、初期表面電位(V0)とした。次いで、ハロゲンランプの光から単色光(半値幅20nm、波長780nm、光量1.5μJ/cm2)をバンドパスフィルターを用いて取り出した。取り出された単色光を、単層型感光体の表面の1周分に照射した。照射が終了してから100msec経過した時の単層型感光体の表面電位を測定した。測定された表面電位を、残留電位(VL)とした。
積層型感光体(A−1)〜(A−12)及び(B−1)〜(B−13)の電荷輸送層の各々に対して、耐摩耗性を評価した。まず、積層型感光体の製造において調製した電荷輸送層用塗布液を、アルミパイプ(直径78mm)に巻きつけたポリプロピレンシート(厚さ0.3mm)に塗布した。電荷輸送層用塗布液を塗布したポリプロピレンシートを、120℃で40分間乾燥させた。これにより、ポリプロピレンシート上に厚さ30μmの電荷輸送層(評価用シート)が形成された。続けて、ポリプロピレンシートから評価用シートを剥離した。そして、剥離された評価用シートをウィール(テーバー社製「S−36」)に貼り付けて、試験片を得た。得られた試験片の質量(摩耗試験前における試験片の質量)M1を測定した。
(積層型感光体の耐摩耗性の評価基準)
◎(特に良好):摩耗減量が6.0mg未満である。
○(良好):摩耗減量が6.0mg以上7.0mg未満である。
×(不良):摩耗減量が7.0mg以上である。
単層型感光体(A−13)〜(A−36)及び(B−14)〜(B−19)の単層型感光層の各々に対して、耐摩耗性を評価した。単層型感光体の耐摩耗性の評価は、以下を変更した以外は、積層型感光体の耐摩耗性の評価と同様の方法で行った。積層型感光体の製造において調製した電荷輸送層用塗布液に代えて、単層型感光体の製造において調製した単層型感光層用塗布液を使用した。これにより、試験前後の試験片の質量変化である摩耗減量(M1−M2)を求めた。
(単層型感光体の耐摩耗性の評価基準)
◎(特に良好):摩耗減量が8.0mg未満である。
○(良好):摩耗減量が8.0mg以上9.0mg未満である。
×(不良):摩耗減量が9.0mg以上である。
3 感光層
3a 電荷発生層
3b 電荷輸送層
3c 単層型感光層
6 画像形成装置
26 転写部
27 帯電部
28 露光部
29 現像部
38 被転写体
Claims (6)
- 感光層を備える電子写真感光体であって、
前記感光層として、単層型感光層を備え、
前記単層型感光層は、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、バインダー樹脂とを含有し、
前記電荷発生剤は、チタニルフタロシアニンであり、
前記単層型感光層は、n型顔料を更に含有し、
前記正孔輸送剤は、下記一般式(1)で表される化合物であり、
前記バインダー樹脂は、下記一般式(2)で表される樹脂である、電子写真感光体。
R1及びR3は、各々独立して、アルキル基、アリール基、アラルキル基、又はアルコキシ基を表し、
R2及びR4は、各々独立して、アルキル基、又はアルコキシ基を表す。)
R23、R24及びR25は、各々独立して、水素原子、又は炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表し、R23、R24及びR25のうちの少なくとも一つは、炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表し、
p+q=1であり、0.35≦p<1.00であり、
nは2又は3を表す。) - 前記一般式(1)中、
R1及びR3は、各々独立して、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、又は炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基を表し、
R2及びR4は、各々独立して、炭素原子数1以上6以下のアルキル基を表し、
前記一般式(2)中、
R23及びR25は、各々独立して、水素原子、又は炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表し、R23及びR25のうちの少なくとも一つは、炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表し、
R24は、水素原子を表し、
p+q=1であり、0.40≦p≦0.60であり、
nは2又は3を表す、請求項1に記載の電子写真感光体。 - 前記一般式(2)中、
R23は、水素原子、又は炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表し、
R24は、水素原子を表し、
R25は、炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表し、
p+q=1であり、0.40≦p≦0.60であり、
nは2又は3を表す、請求項1又は2に記載の電子写真感光体。 - 前記n型顔料は、アゾ顔料である、請求項1〜3の何れか一項に記載の電子写真感光体。
- 請求項1〜4の何れか一項に記載の電子写真感光体を備える、プロセスカートリッジ。
- 像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する帯電部と、
前記像担持体の前記表面に静電潜像を形成する露光部と、
前記静電潜像をトナー像として現像する現像部と、
前記トナー像を前記像担持体から被転写体へ転写する転写部と
を備える画像形成装置であって、
前記像担持体は、請求項1〜4の何れか一項に記載の電子写真感光体である、画像形成装置。
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