JP7593193B2 - 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
最表面層が、フッ素含有樹脂粒子、フッ素含有分散剤、及び2種以上の電荷輸送材料を含み、
前記2種以上の電荷輸送材料をHOMOのエネルギー準位を高い方から並べた際に、隣り合う電荷輸送材料間のHOMOのエネルギー準位差が0eVを超え0.2eV以下であり、且つ、
前記2種以上の電荷輸送材料の総量に対する、各電荷輸送材料の含有量の比率Aが下記条件1を満たす、電子写真感光体。
条件1:[(100/N)-(100/N×0.3)]≦A≦[(100/N)+(100/N×0.3)]
(条件1中、Nは最表面層に含まれる電荷輸送材料の種類数を表す。)
<3> 活性化エネルギーが0.35eV以下である、<2>に記載の電子写真感光体。
<4> 前記2種以上の電荷輸送材料の総量に対する、各電荷輸送材料の含有量の比率Aが下記条件2を満たす、<1>~<3>のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
条件2:[(100/N)-(100/N×0.2)]≦A≦[(100/N)+(100/N×0.2)]
(条件2中、Nは最表面層に含まれる電荷輸送材料の種類数を表す。)
<6> 前記フッ素含有分散剤の含有量が、最表面層の全質量に対して、0.25質量%以上0.4質量%以下である、<1>~<5>に記載の電子写真感光体。
<7> 前記2種以上の電荷輸送材料が、最表面層の全質量に対して、30質量%以上60質量%以下である、<1>~<6>のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジ。
<11> <1>~<9>のいずれか1つ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。
<4>に係る発明によれば、各電荷輸送材料の含有量の比率Aが前記条件2を満たさない場合に比べ、放電生成物に起因する電荷輸送能の変動を抑制し、且つ、長期間使用した際の、露光後の電位上昇を抑制しうる、電子写真感光体が提供される。
<5>に係る発明によれば、フッ素含有樹脂粒子における、カルボキシ基の個数が炭素数106個あたり30個超である場合に比べ、帯電性に優れる電子写真感光体が提供される。
<6>に係る発明によれば、フッ素含有分散剤の含有量が、最表面層の全質量に対して、0.4質量%超である場合に比べ、長期間使用した際の、露光後の電位上昇を抑制しうる、電子写真感光体が提供される。
<7>に係る発明によれば、2種以上の電荷輸送材料が、最表面層の全質量に対して、30質量%未満又は60質量%超である場合に比べ、電荷輸送能に優れる電子写真感光体が提供される。
本明細書において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
本実施形態に係る電子写真感光体は、導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層と、を有し、最表面層が、フッ素含有樹脂粒子、フッ素含有分散剤、及び2種以上の電荷輸送材料を含み、前記2種以上の電荷輸送材料をHOMOのエネルギー準位を高い方から並べた際に、隣り合う電荷輸送材料間のHOMOのエネルギー準位差が0eVを超え0.2eV以下であり、且つ、前記2種以上の電荷輸送材料の総量に対する、各電荷輸送材料の含有量の比率Aが下記条件1を満たす、電子写真感光体である。
条件1:[(100/N)-(100/N×0.3)]≦A≦[(100/N)+(100/N×0.3)]
(条件1中、Nは最表面層に含まれる電荷輸送材料の種類数を表す。)
本実施形態に係る電子写真感光体は、上記構成を有することにより、放電生成物に起因する電荷輸送能の変動を抑制し、且つ、長期間使用した際の、露光後の電位上昇を抑制しうる。この要因は必ずしも明らかではないが、以下のように推定することができる。
また、最表面層にフッ素含有分散剤が含まれている場合であっても、HOMOのエネルギー準位が近しく且つ異なる2種以上の電荷輸送材料が更に含まれていることで、電子写真感光体を長期間使用した際に電荷の蓄積が生じても、蓄積した電荷が脱離しやすくなり、露光後の電位上昇が抑制されるものと推測される。
以下、電子写真感光体の層構成について、図面を参照しながら説明する。
図1に示す電子写真感光体7は、例えば、導電性支持体4上に、下引層1と電荷発生層2と電荷輸送層3とが、この順序で積層された構造を有する。電荷発生層2及び電荷輸送層3が感光層5を構成している。このとき、電荷輸送層3が最表面層を構成する。
また、本実施形態に係る電子写真感光体は、上記電荷発生層2と上記電荷輸送層3との機能が一体化した単層型感光層を有する感光体であってもよい。単層型感光層を有する感光体の場合、単層型感光層が最表面層を構成する。
また、本実施形態に係る電子写真感光体は、上記電荷輸送層3上、又は単層型感光層上に、表面保護層を有する感光体であってもよい。表面保護層を有する感光体の場合、表面保護層が最表面層を構成する。
即ち、本実施形態に係る電子写真感光体において、最表面層には、上述のように、電荷輸送層、単層型感光層、又は表面保護層が該当する。
本実施形態に係る電子写真感光体において、最表面層は、フッ素含有樹脂粒子、フッ素含有分散剤、及び2種以上の電荷輸送材料を含む。
以下、最表面層に含まれる、フッ素含有樹脂粒子、フッ素含有分散剤、及び2種以上の電荷輸送材料について詳細を説明する。
最表面層は、フッ素含有樹脂粒子を含む。
フッ素含有樹脂粒子は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
フッ素含有樹脂粒子を構成するフッ素含有樹脂としては、(1)フルオロオレフィンのホモポリマーの粒子、(2)2種以上の共重合体であって、フルオロオレフィンの1種又は2種以上と非フッ素系のモノマー(つまり、フッ素原子を有しないモノマー)との共重合体等が挙げられる。
フッ素含有樹脂の粒子化方法は、特に制限されず、放射線を照射して粒子化する方法(本明細書では、この方法で得られた粒子を「放射線照射型のフッ素含有樹脂粒子」とも称する)、重合法により粒子化する方法(本明細書では、この方法で得られた粒子を「重合型のフッ素含有樹脂粒子」とも称する)等のいずれであってもよい。
懸濁重合法によるフッ素含有樹脂粒子の製造は、例えば、分散媒中で、フッ素含有樹脂を形成するためのモノマーと共に、重合開始剤、触媒等の添加物を懸濁した後、モノマーを重合させつつ、重合物を粒子化する方法である。
乳化重合法によるフッ素含有樹脂粒子の製造は、例えば、分散媒中で、フッ素含有樹脂を形成するためのモノマーと共に、重合開始剤、触媒等の添加物を、界面活性剤(つまり乳化剤)により乳化させた後、モノマーを重合させつつ、重合物を粒子化する方法である。
フッ素含有樹脂粒子は、カルボキシ基は含まない、又は、含んでも微量であることが好ましい。具体的には、フッ素含有樹脂粒子のカルボキシ基の個数は、帯電性に優れる電子写真感光体とする観点から、炭素数106個あたり0個以上30個以下であることが好ましく、0個以上20個がより好ましい。
-前処理-
最表面層中のフッ素含有樹脂粒子のカルボキシ基の量を測定する場合、最表面層を溶剤(例えばテトラヒドロフラン)に浸漬し、フッ素含有樹脂粒子及び溶剤に不溶な物質以外を溶剤(ここではテトラヒドロフラン)に溶解させた後、純水中に滴下し析出物をろ別する。更にろ別により得られた不溶物を溶剤に溶解させた後、純水中に滴下し析出物をろ別する。この作業を5回繰り返し、フッ素含有樹脂粒子を取り出し、これを測定試料とする。
特開平4-20507号公報などに記載のようにして、フッ素含有樹脂粒子のカルボキシ基の量を測定する。
フッ素含有樹脂粒子をプレス機にて予備成型し、およそ0.1mm厚みのフィルムを作製する。作製したフィルムの赤外吸収スペクトルを測定する。フッ素含有樹脂粒子にフッ素ガスを接触させて作製したカルボン酸末端を完全にフッ素化したフッ素含有樹脂粒子についても赤外吸収スペクトルを測定し、両者の差スペクトルから、下記式によって末端カルボキシ基の個数(炭素数106個当たり)を求める。
l:吸光度
K:補正係数、
t:フィルムの厚さ(mm)
カルボキシ基の吸収波数は3560cm-1、補正係数は440とする。
フッ素含有樹脂粒子は、帯電性向上の観点から、パーフルオロオクタン酸(PFOAともいう)を含まない、又は、含んでも微量であることが好ましい。
具体的には、フッ素含有樹脂粒子のPFOAの量は、フッ素含有樹脂粒子の質量に対して、0ppb以上25ppb以下が好ましく、0ppb以上20ppb以下が好ましく、0ppb以上15ppb以下がより好ましい。
そして、PFOAは、粒子の帯電性低下の原因となるカルボキシ基を有しているため、帯電性向上の観点からは、フッ素含有樹脂粒子は、PFOAを含まない、又は、含んでも微量であることが好ましい。
-前処理-
最表面層に含まれるフッ素含有樹脂粒子のPFOAの量を測定する場合、最表面層を溶剤(例えばテトラヒドロフラン)に浸漬し、フッ素含有樹脂粒子及び溶剤に不溶な物質以外を溶剤(ここではテトラヒドロフラン)に溶解させた後、純水中に滴下し析出物をろ別する。その際に得られたPFOAを含む溶液を捕集する。更にろ別により得られた不溶物を溶剤に溶解させた後、純水中に滴下し析出物をろ別する。この作業を5回繰り返し、全て作業で捕集したPFOAを含む溶液を、前処理済みの溶液とする。
上記の手段で得た前処理済みの溶液を用い「環境水・底質・生物中のペルフルオロオクタンスルホン のペルフルオロオクタンスルホン酸(PFOS) ぺルフルオロオクタン ぺルフルオロオクタン酸(PFOA)の分析 岩手県環境保健研究センター」に示される方法に準じて試料液の調製をし、PFOAの量の測定を行う。
フッ素含有樹脂粒子は、塩基性化合物を含まない、又は、含んでも微量であることが好ましい。
具体的には、フッ素含有樹脂粒子の塩基性化合物の量は、帯電性に優れる電子写真感光体とする観点から、0ppm以上3ppm以下であることが好ましく、0ppm以上1.5ppm以下であることがより好ましく、0ppm以上1.2ppm以下であることが更に好ましい。なお、ppmは、質量基準である。
塩基性化合物としては、例えば、沸点(常圧下(1気圧下)での沸点)が40℃以上130℃以下(好ましくは50℃以上110℃以下、より好ましは60℃以上90℃以下)の塩基性化合物が対象とされる。
アルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化物としては、CaO、MgO等が挙げられる。
酢酸塩類としては、酢酸亜鉛、酢酸ナトリウム等が挙げられる。
-前処理-
最表面層中のフッ素含有樹脂粒子に含まれる塩基性化合物の量を測定する場合、最表面層を溶剤(例えばテトラヒドロフラン)に浸漬し、フッ素含有樹脂粒子及び溶剤に不溶な物質以外を溶剤(ここではテトラヒドロフラン)に溶解させた後、純水中に滴下し析出物をろ別する。その際に得られた塩基性化合物を含む溶液を捕集する。更にろ別により得られた不溶物を溶剤に溶解させた後、純水中に滴下し析出物をろ別する。この作業を5回繰り返し、全ての作業で捕集した塩基性化合物を含む溶液を、測定試料とする。
続いて、濃度が既知の塩基性化合物溶液(メタノール溶媒)を使用し、ガスクロマトグラフィーを利用し、濃度が既知の塩基性化合物溶液(メタノール溶媒)の塩基性化合物濃度とピーク面積の値から検量線(0ppmから100ppmまでの検量線)を得る。
そして、測定試料をガスクロマトグラフィーにかけ、得らえたピーク面積と検量線から、フッ素含有樹脂粒子に含まれる塩基性化合物の量を算出する。測定条件は、次の通りである。
・ヘッドスペースサンプラー:(HP7694、HP社製)
・測定機:ガスクロマトグラフ(HP6890 series、HP社製)
・検出器:水素炎イオン化検出器(FID)
・カラム:HP19091S-433、HP社製)
・試料加熱時間:10min
・Sprit Ratio:300:1
・流速:1.0ml/min
・カラム昇温設定:60℃(3min)、60℃/min、200℃(1min)
フッ素含有樹脂粒子の平均粒径は、特に制限はないが、0.2μm以上4.5μm以下が好ましく、0.2μm以上4.0μm以下がより好ましい。
フッ素含有樹脂粒子の平均粒径は、次の方法により測定される値である。
SEM(走査型電子顕微鏡)により例えば倍率5000倍以上で観察し、フッ素含有樹脂粒子(一次粒子が凝集した二次粒子)の最大径を測定し、これを50個の粒子について行った算術平均値をフッ素含有樹脂粒子の平均粒径とする。なお、SEMとして日本電子製JSM-6700Fを使用し、加速電圧5kVの二次電子画像を観察する。
フッ素含有樹脂粒子の比表面積(BET比表面積)は、分散安定性の観点から、5m2/g以上15m2/g以下であることが好ましく、7m2/g以上13m2/g以下であることがより好ましい。
比表面積は、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。
フッ素含有樹脂粒子の見掛密度は、分散安定性の観点から、0.2g/ml以上0.5g/ml以下であることが好ましく、0.3g/ml以上0.45g/ml以下であることがより好ましい。
見掛密度はJIS K 6891:1995年に準拠して測定される値である。
フッ素含有樹脂粒子の溶融温度は、300℃以上340℃以下であることが好ましく、325℃以上335℃以下であることがより好ましい。
溶融温度はJIS K 6891:1995年に準拠して測定される融点である。
最表面層におけるフッ素含有樹脂粒子の含有量は、最表面層の全質量に対して、1質量%以上20質量%以下であることが好ましく、5質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、7質量%以上10質量%以下であることが更に好ましい。
最表面層は、フッ素含有分散剤を含む。
フッ素含有分散剤は、フッ素含有樹脂粒子の分散剤であることから、フッ素含有樹脂粒子の表面に付着していてもよい。
フッ素含有分散剤は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、本明細書において(メタ)アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートの双方を意味する。
XF1は、アルキレン鎖、ハロゲン置換アルキレン鎖、-S-、-O-、-NH-、又は単結合を表す。
YF1は、アルキレン鎖、ハロゲン置換アルキレン鎖、-(CfxH2fx-1(OH))-、又は単結合を表す。
QF1は、-O-、又は-NH-を表す。
fl、fm及びfnは、各々独立に、1以上の整数を表す。
fp、fq、fr及びfsは、各々独立に、0又は1以上の整数を表す。
ftは、1以上7以下の整数を表す。
fxは1以上の整数を表す。
YF1を表す-(CfxH2fx-1(OH))-中のfxは、1以上10以下の整数を表すことが好ましい。
fp、fq、fr及びfsは、それぞれ独立に0又は1以上10以下の整数を表すことが好ましい。
fnは、例えば、1以上60以下が好ましい。
フッ化アルキル基含有重合体の重量平均分子量Mwは、フッ素含有樹脂粒子の分散性向上の観点から、2万以上20万以下が好ましく、5万以上20万以下がより好ましい。
フッ素含有分散剤の含有量は、長期間使用した際の、露光後の電位上昇を抑制しうる観点から、最表面層の全質量に対して、0.25質量%以上0.40質量%以下であることが好ましく、0.25質量%以上0.35質量%以下であることがより好ましく、0.25質量%以上0.30質量%以下であることが更に好ましい。
上述のように、フッ素含有分散剤はフッ素含有樹脂粒子の表面に付着していてもよい。
フッ素含有樹脂粒子の表面にフッ素含有分散剤を付着させる手法は、特に制限されないが、例えば、以下の(1)~(3)が挙げられる。
(1)フッ素含有樹脂粒子とフッ素含有分散剤とを分散溶媒に混合し、フッ素含有樹脂粒子の分散液を調製する方法。
(2)乾式粉体混合機を用いてフッ素含有樹脂粒子とフッ素含分散剤を混合しフッ素含有樹脂粒子にフッ素含分散剤を付着させる方法。
(3)フッ素含有樹脂粒子を攪拌しながら溶剤に溶かしたフッ素含有分散剤を滴下した後溶剤を除去する方法。
最表面層は、2種以上の電荷輸送材料を含む。
そして、最表面層に含まれる2種以上の電荷輸送材料は、その2種以上の電荷輸送材料をHOMOのエネルギー準位を高い方から並べた際に、隣り合う電荷輸送材料間のHOMOのエネルギー準位差が0eVを超え0.2eV以下であること要する。
なお、放電生成物に起因する電荷輸送能の変動を抑制する観点、及び、長期間使用した際の、露光後の電位上昇を抑制しうる観点から、2種以上の電荷輸送材料をHOMOのエネルギー準位を高い方から並べた際に、隣り合う電荷輸送材料間のHOMOのエネルギー準位差は、0.01eV以上0.2eV以下であることが好ましく、0.05eV以上0.15eV以下であることがより好ましい。
即ち、理研計器(株)の大気中光電子分光装置AC-2を用いて計測された、電荷輸送材料のイオン化ポテンシャルを、当該電荷輸送材料のHOMOのエネルギー準位とする。
条件1:[(100/N)-(100/N×0.3)]≦A≦[(100/N)+(100/N×0.3)]
(条件1中、Nは最表面層に含まれる電荷輸送材料の種類数を表す。)
条件2:[(100/N)-(100/N×0.2)]≦A≦[(100/N)+(100/N×0.2)]
条件3:[(100/N)-(100/N×0.1)]≦A≦[(100/N)+(100/N×0.1)]
(条件2及び条件3中、Nは最表面層に含まれる電荷輸送材料の種類数を表す。)
以下、ブタジエン系電荷輸送材料について説明する。ブタジエン系電荷輸送材料は、下記式(CT1)で表される。
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。
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。
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。
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。
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。
・-CH3:メチル基
・-OCH3:メトキシ基
ベンジジン系化合物としては、電荷移動度の観点から、下記式(CT2)で表されるベンジジン系電荷輸送材料(CT2)が好ましく挙げられる。
特に、電荷移動度の観点から、電荷輸送材料として、ブタジエン系電荷輸送材料(CT1)とベンジジン系電荷輸送材料(CT2)とを併用することが好ましい。
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。
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。
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。
・-CH3:メチル基
・-C2H5:エチル基
・-OCH3:メトキシ基
・-OC2H5:エトキシ基
高分子電荷輸送材料としては、ポリ-N-ビニルカルバゾール、ポリシラン等の電荷輸送性を有する公知のものが用いられる。特に、特開平8-176293号公報、特開平8-208820号公報等に開示されているポリエステル系の高分子電荷輸送材料は特に好ましい。
上記の電荷輸送材料の含有量の範囲は、例えば、最表面層が電荷輸送層である場合に好適である。
最表面層の表面粗さRa(即ち、本実施形態に係る電子写真感光体の表面粗さRa)は、感光体の表面平滑性を高める観点から、0.13μm以下であることが好ましく、0.10μm以下であることがより好ましく、0.08μm以下であることが更に好ましい。
一方、最表面層の表面粗さRaの下限としては、例えば、0.05μm以上が好ましい。
最表面層の一部を、カッター等で切り出し、試験片を得る。試験片に対して、触針式表面粗さ測定機(サーフコム1400A:東京精密社製等)を使用して測定する。測定条件は、JIS B 0601:1994に準拠し、評価長さLn=10mm、基準長さL=0.8mm、カットオフ値=0.8mmとする。
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。
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。
下引層は、例えば、無機粒子と結着樹脂とを含む層である。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
図示は省略するが、下引層と感光層との間に中間層を更に設けてもよい。
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。
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。
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。
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。
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、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。
電荷輸送層は、例えば、電荷輸送材料と結着樹脂とを含む層である。
電荷輸送層が最表面層である場合、電荷輸送層は、フッ素含有樹脂粒子、フッ素含有分散剤、2種以上の電荷輸送材料、及び結着樹脂を含むことが好ましい。そして、最表面層である電荷輸送層は、2種以上の電荷輸送材料のHOMOのエネルギー準位の関係は既述の通りであり、各電荷輸送材料の含有量の比率Aも前記条件1を満たす。
結着樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上の併用であってもよい。
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。
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、n-ウンデシレン基、n-ド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、イソウンデシレン基、sec-ウンデシレン基、tert-ウンデシレン基、ネオウンデシレン基、イソドデシレン基、sec-ドデシレン基、tert-ドデシレン基、ネオド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ル基が好ましい。
シクロアルキレン基として具体的には、シクロプロピレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロオクチレン基、シクロドデカニレン基等が挙げられる。
これらの中でも、シクロアルキレン基としては、シクロヘキシレン基が好ましい。
式(PCB)において、RP3、及びRP4は、各々独立に、水素原子、又は炭素数1以上6以下のアルキル基を表し、XP1がアルキレン基、又はシクロアルキレン基を表すことが好ましい。
具体的には、特定ポリカーボネート樹脂の上記例示化合物中、pm、pnは共重合比(モル比)を示すが、pm:pn=95:5から5:95の範囲、50:50から5:95の範囲、更に好ましくは、15:85から30:70の範囲が挙げられる。
表面保護層は、必要に応じて感光層上に設けられる。
表面保護層は、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更に改善したりする目的で設けられる。そのため、表面保護層は、硬化膜(架橋膜)で構成された層を適用してもよい。
表面保護層を有する電子写真感光体においては、表面保護層が最表面層となる。そのため、表面保護層を有する電子写真感光体において、表面保護層は、フッ素含有樹脂粒子、フッ素含有分散剤、及び2種以上の電荷輸送材料を含み、2種以上の電荷輸送材料のHOMOのエネルギー準位の関係が既述の通りであり、各電荷輸送材料の含有量の比率Aも前記条件1を満たす。
(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)
なお、表面保護層形成用塗布液は、無溶剤の塗布液であってもよい。
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、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。
単層型感光層が最表面層である場合は、単層型感光層は、フッ素含有樹脂粒子、フッ素含有分散剤、2種以上の電荷輸送材料、電荷発生材料、及び結着樹脂を含むことが好ましい。そして、最表面層である単層型感光層は、2種以上の電荷輸送材料のHOMOのエネルギー準位の関係は既述の通りであり、各電荷輸送材料の含有量の比率Aも前記条件1を満たす。
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0.1質量%以上10質量%以下がよく、好ましくは0.8質量%以上5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。
本実施形態に係る電子写真感光体は、放電生成物に起因する電荷輸送能の変動を抑制する観点、及び、長期間使用した際の、露光後の電位上昇を抑制しうる観点からは、活性化エネルギーが0.35eV以下であることが好ましく、0.2eV以上0.35eV以下であることが好ましい。
即ち、電子写真感光体の活性化エネルギーは、熱刺激電流(Thermally Stimulated Current:TSC)測定を用いて測定する。
具体的には、(株)リガクのエレクトロントラップ測定システム(TS-FETT)を用いて、-150℃にて紫外線照射によりトラップの蓄積状態を作成し、その後、-150℃から50℃まで10℃/minで昇温した際に流れる電流を計測することで、活性化エネルギーを求める。
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、上述の、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。
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。
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。
[実施例1]
(下引層の形成)
酸化亜鉛粒子(商品名:MZ 300、テイカ株式会社製、体積平均一次粒径35nm)100質量部、シランカップリング剤としてN-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシランの10質量%のトルエン溶液を10質量部、及びトルエン200質量部を混合して攪拌を行い、2時間還流を行った。その後、10mmHgにてトルエンを減圧留去し、135℃で2時間焼き付けて、シランカップリング剤による酸化亜鉛の表面処理を行った。
表面処理した酸化亜鉛粒子:33質量部、ブロック化イソシアネート(商品名:スミジュール3175、住友バイエルンウレタン社製):6質量部、下記構造式(AK-1)で示される化合物:1質量部、及びメチルエチルケトン:25質量部を30分間混合し、その後ブチラール樹脂(商品名:エスレックBM-1、積水化学工業社製):5質量部、シリコーンボール(商品名:トスパール120、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製):3質量部、レベリング剤として東レダウコーニングシリコーンオイル(商品名:SH29PA、ダウコーニング社製):0.01質量部を添加し、サンドミルにて1.8時間の分散を行い(すなわち、分散時間を1.8時間とし)、下引層形成用塗布液を得た。
電荷発生材料としてのヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料「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(600nm以上900nm以下の波長域での分光吸収スペクトルにおける最大ピーク波長=820nm、平均粒径=0.12μm、最大粒径=0.2μm、比表面積値=60m2/g)」、結着樹脂としての塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体樹脂(商品名:VMCH、株式会社NUC製)、及びn-酢酸ブチルからなる混合物を、容量100mLガラス瓶中に、充填率50%で1.0mmφガラスビーズと共に入れて、ペイントシェーカーを用いて2.5時間分散処理し、電荷発生層用塗布液を得た。ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料と塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体樹脂の混合物に対して、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料の含有率を55.0体積%とし、分散液の固形分は6.0質量%とした。含有率は、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料の比重を1.606g/cm3、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体樹脂の比重1.35g/cm3をとして計算した。
得られた電荷発生層形成用塗布液を、下引層上に浸漬塗布し、40℃の温度で5分間乾燥し、膜厚0.20μmの電荷発生層を形成した。
電荷輸送材料として、下記CTM1:19質量部と、下記CTM2:19質量部と、結着樹脂として前記式(PC-1)で表される特定ポリカーボネート樹脂(pm:pn=25:75、粘度平均分子量:5万)54質量部と、フッ素含有樹脂粒子としてPTFE粒子1:7質量部と、フッ素含有分散剤である「GF400(東亞合成株式会社製、フッ化アルキル基を持つメタクリレートを少なくとも重合成分とした界面活性剤)」:0.3質量部と、酸化防止剤であるヒンダードフェノール系酸化防止剤(分子量775):0.7質量部と、をテトラヒドロフラン:500質量部に加えて溶解し、高圧ホモジナイザーで10回処理して電荷輸送層形成用塗布液を得た。
得られた電荷輸送層形成用塗布液を、電荷発生層上に浸漬塗布した。その後、140℃、40分の乾燥を行い、膜厚40μmの電荷輸送層を形成した。
これにより、電荷輸送層が最表面層である電子写真感光体を得た。
実施例1における電荷輸送層形成用塗布液において、電荷輸送材料、フッ素含有樹脂粒子、及びフッ素含有分散剤を、適宜、表1に記載のように変更し、電荷輸送層を形成した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を得た。
実施例1における電荷輸送層形成用塗布液において、使用した電荷輸送材料の種類等を適宜表1に記載のように変更し、電荷輸送層を形成した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を得た。
(フッ素含有樹脂粒子)
表1に示されるフッ素含有樹脂粒子の詳細を以下に示す。
PTFE粒子1及びPTFE粒子2は、いずれも、平均粒径が0.2μm以上4.5μm以下の範囲にあるものである。
市販のホモポリテトラフルオロエチレンファインパウダー(ASTM D 4895( 2004)に準拠して測定した標準比重2.175)100質量部、添加剤としてエタノール2.4質量部をバリアナイロン製の袋に採取し、酸素濃度を10%になるように袋全体を窒素置換した。その後、室温にてコバルト-60γ線を150kGy照射し、低分子量ポリテトラフルオロエチレン粉末を得た。得られた粉末を粉砕し、フッ素含有樹脂粒子を得た。カルボキシル基は炭素数106個あたり30(個)である
市販のホモポリテトラフルオロエチレンファインパウダー(ASTM D 4895( 2004)に準拠して測定した標準比重2.175)100質量部、添加剤としてエタノール2.4質量部をバリアナイロン製の袋に採取し、酸素濃度を15%になるように袋全体を窒素置換した。その後、室温にてコバルト-60γ線を150kGy照射し、低分子量ポリテトラフルオロエチレン粉末を得た。得られた粉末を粉砕し、フッ素含有樹脂粒子を得た。カルボキシル基は炭素数106個あたり40(個)である
表1に示される電荷輸送材料の詳細を以下に示す。
・CTM1(ベンジジン系電荷輸送材料、構造式(CT2A)で示される電荷輸送材料):HOMOのエネルギー準位5.45eV
・CTM2(ブタジエン系電荷輸送材料、構造式(CT1A)で示される電荷輸送材料):HOMOのエネルギー準位5.39eV
・CTM3(ベンジジン系電荷輸送材料、下記構造):HOMOのエネルギー準位5.32eV
・CTM4(ブタジエン系電荷輸送材料、下記構造):HOMOのエネルギー準位5.28eV
・CTM5(下記構造):HOMOのエネルギー準位5.09eV
各例で得られた電子写真感光体について、以下の方法で、電荷輸送能の変動を評価した。
即ち、評価対象の電子写真感光体に対して、帯電ローラを当接し、2kVの電圧を印加してストレスを与え、放電生成物を生じさせた後に、2mJ/cm2、速度35rpmで表面電位を測定した。ストレス印加部と未印加部の電位の差分(表中では、「放電ストレス後の露光後電位差」と表記)を、電荷輸送能の変動の指標とした。差分の値が小さいほど、電荷輸送能の変動が抑えられていることが分かる。
なお、表面電位は、TREK社高精度表面電位計Model 334にて測定した。
各例で得られた電子写真感光体について、以下の方法で、電荷上昇を評価した。
富士ゼロックス社DocuCentre-IV C2263において、現像装置の代わりに電子写真感光体と正対するように表面電位計(TREK社高精度表面電位計Model 334)を設置した評価用画像形成装置を作製した。
評価用画像形成装置に評価対象の電子写真感光体に取り付け、温度28℃、湿度85%RH環境下で、5mJ/cm2、速度67rpmにて測定した際の露光後電位と、かかる評価用画像形成装置を10kPV/dayにて5日走行した後に、5mJ/cm2、速度67rpmにて測定した際の露光後電位と、の差分を電荷上昇の特性値とした。
画質への影響の観点から、差分が15V以上である場合を、実用上問題のあるレベルと判断した。
得られた感光体の帯電性について、次の通り評価した。
評価対象の電子写真感光体を取り付けた評価用画像形成装置を用い、帯電後の表面電位を-700Vに設定した後、高温高湿環境下(温度28℃、湿度85%RHの環境下)で、A4用紙に画像濃度30%の全面ハーフトーン画像を70,000枚出力した。そして、表面電位計(TREK社高精度表面電位計Model 334)により、電子写真感光体の表面電位を測定し、下記評価基準で評価した。
3: 表面電位が-700V以上-660V未満
2: 表面電位が-660V以上-640V未満
1: 表面電位が-640V以上
Claims (11)
- 導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層と、を有し、
最表面層が、フッ素含有樹脂粒子、フッ素含有分散剤、及び3種以上の電荷輸送材料を含み、
前記3種以上の電荷輸送材料をHOMOのエネルギー準位を高い方から並べた際に、隣り合う電荷輸送材料間のHOMOのエネルギー準位差が0eVを超え0.2eV以下であり、且つ、
前記3種以上の電荷輸送材料の総量に対する、各電荷輸送材料の含有量の比率Aが下記条件1を満たす、電子写真感光体。
条件1:[(100/N)-(100/N×0.3)]≦A≦[(100/N)+(100/N×0.3)]
(条件1中、Nは最表面層に含まれる電荷輸送材料の種類数を表す。) - 前記3種以上の電荷輸送材料をHOMOのエネルギー準位を高い方から並べた際に、隣り合う電荷輸送材料間のHOMOのエネルギー準位差が0.01eV以上0.2eV以下である、請求項1に記載の電子写真感光体。
- 活性化エネルギーが0.35eV以下である、請求項2に記載の電子写真感光体。
- 前記3種以上の電荷輸送材料の総量に対する、各電荷輸送材料の含有量の比率Aが下記条件2を満たす、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
条件2:[(100/N)-(100/N×0.2)]≦A≦[(100/N)+(100/N×0.2)]
(条件2中、Nは最表面層に含まれる電荷輸送材料の種類数を表す。) - 前記フッ素含有樹脂粒子における、カルボキシ基の個数が炭素数106個あたり0個以上30個以下である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記フッ素含有分散剤の含有量が、最表面層の全質量に対して、0.25質量%以上0.40質量%以下である、請求項1~請求項5に記載の電子写真感光体。
- 前記3種以上の電荷輸送材料が、最表面層の全質量に対して、30質量%以上60質量%以下である、請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記3種以上の電荷輸送材料が、下記式(CT1)で表される化合物を含む、請求項7に記載の電子写真感光体。
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。 - 前記3種以上の電荷輸送材料が、下記式(CT2)で表される化合物を含む、請求項7又は請求項8に記載の電子写真感光体。
式(CT2)中、RC21、RC22、及びRC23は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ホルミル基、アルキル基、アルコキシ基、又は、アリール基を表す。 - 請求項1~請求項9のいずれか1項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~請求項9のいずれか1項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。
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