JP7776298B2 - 電子写真感光体、それを備えたプロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents
電子写真感光体、それを備えたプロセスカートリッジおよび画像形成装置Info
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Description
この電子写真プロセスに用いられる電子写真感光体(以下「感光体」ともいう)は、基体上に光導電性材料を含有する感光層が積層されて構成され、有機系光導電性材料を主成分とする感光層を備えた感光体(「有機系感光体」ともいう)が広く用いられている。
この欠点を克服する手段として、感光層に紫外線吸収剤を添加する方法(例えば、特開2016-143024公報:特許文献1)や、同じく感光層に特定の波長を吸収する材料を添加する方法(例えば、特開平10-048856公報:特許文献2)が提案されている。
しかしながら、フィラーの添加によって感光層の透過率が低下する傾向にあり、フィラーを含有する感光層に、耐光性を向上させるために紫外線吸収剤を添加すると、残留電位の上昇を引き起こすため、耐光性と耐刷性を両立するのが難しいことが知られている。
前記電荷輸送層および前記表面保護層の双方またはいずれか一方の層が、光吸収剤を含有し、
前記電子写真感光体の最表面層が、シリカフィラーを含有し、波長600nmの光に対して50%以上の透過率を有し、かつ波長600nmの光に対する透過率T600と波長550nmの光に対する透過率T550との比率T600/T550が1.10以上2.20以下である
ことを特徴とする電子写真感光体が提供される。
本発明の感光体は、導電性支持体上に、電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層とがこの順で積層された積層型感光層を少なくとも備えるか、または該積層型感光層およびその上に積層された表面保護層を少なくとも備えた電子写真感光体であり、
前記電荷輸送層および前記表面保護層の双方またはいずれか一方の層が、光吸収剤を含有し、
前記電子写真感光体の最表面層が、シリカフィラーを含有し、波長600nmの光に対して50%以上の透過率を有し、かつ波長600nmの光に対する透過率T600と波長550nmの光に対する透過率T550との比率T600/T550が1.10以上2.20以下である
ことを特徴とする。
まず、本発明の特徴である、電荷輸送層および表面保護層の双方またはいずれか一方の層に含有される「光吸収剤」および感光体の最表面層に含まれる「シリカフィラー」ならびに最表面層の光透過率について説明し、その後で(1)感光体の各構成、その感光体を備えた(2)プロセスカートリッジおよび(3)画像形成装置について説明する。
光吸収剤は、外部光の光波長成分による電荷発生物質への作用を効果的に遮断する機能を有する。
蛍光灯やLEDなどの外部光が感光体にダメージを与える要因は、外部光が電荷輸送層を透過し、その透過した光が電荷発生物質に作用して電荷トラップを発生することにある。一般的な蛍光灯は、波長440nm、490nm、550nm、580nmおよび620nm付近の光波長成分を有し、白色LEDは、波長460nmおよび500~700nmの光波長成分を有することから、これらの光が電荷輸送層を透過すると、電荷発生材料に作用して電荷トラップを発生させることになる。
本発明では、光吸収剤が外部光を吸収して、電荷トラップの発生を抑える。
したがって、電荷輸送層および前記表面保護層の双方またはいずれか一方の層に含有する光吸収剤は、波長400~700nmに分光吸収を有する化合物であるのが好ましい。
より好ましい光吸収剤の分光吸収は、波長450~550nmの範囲である。
具体的には、光吸収剤としては、下記構造式(A):
また、ピラゾロン化合物は、例えば、特許第4041741号に記載の方法により合成することができる。
光吸収剤の含有量が0.05質量%未満では、耐光性への効果が十分に得られないことがある。一方、光吸収剤の含有量が1.00質量%を超えると、感光体の電気特性が悪化することがある。
より好ましい光吸収剤の含有量は0.15~0.40質量%であり、特に好ましくは0.20~0.35質量%である。
シリカフィラーの「シリカ」とは、二酸化珪素(SiO2)を意味する。
本発明において好適に用いられるシリカフィラーは、製法由来に限定されず、四塩化ケイ素を燃焼して得られるヒュームドシリカ、プラズマなどの高エネルギーによりシリカを気相中で微粒子化するアーク法シリカなどの乾式法シリカ;ケイ酸ナトリウム水溶液を原料としてアルカリ条件で合成した沈降法シリカ、酸性条件で合成したゲル法シリカなどの湿式法シリカなどの湿式法シリカ;酸性ケイ酸をアルカリ性にして重合することで得られるコロイダルシリカ;有機シラン化合物の加水分解によって得られるゾルゲル法シリカなどが挙げられる。
表面処理剤としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン、N-メチル-ヘキサメチルジシラザン、N-エチル-ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチル-N-プロピルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、又はポリジメチルシロキサンが挙げられる。
これらの中でも、ジメチルジクロロシランおよびヘキサメチルジシラザンは、シリカ粒子表面の水酸基との反応性が良好であるため、シリカフィラー表面の水酸基量を減らすことができ、その結果、水分(湿度)による感光体の電気特性の低下を抑制することができることから特に好ましい。
シリカフィラーの平均一次粒子径が30nmを超えると、感光層中に生成する凝集構造が大きくなることより、クリーニング不良等の問題が発生し易くなることがある。シリカフィラーの平均一次粒子径が小さすぎると、シリカフィラーの凝集力が強く、解砕し難く、その分散性が低下することがあるので、その下限は7nm程度である。
なお、平均一次粒子径は、シリカ粒子を走査型電子顕微鏡観察によって30000~300000倍、例えば10000倍に拡大し、ランダムに100個の粒子を一次粒子として観察し、画像解析によってフェレ方向平均径としての測定値である。
シリカフィラーの含有量が感光体の最表面層の全固形分に対して7質量%未満では、耐刷性への効果が十分に得られないことがある。一方、シリカフィラーの含有量が18重量%を超えると、感光体の電気特性が悪化することがある。
より好ましいシリカフィラーの含有量は7~15質量%であり、特に好ましくは8~13質量%である。
シリカフィラーの分散状態の制御は、電荷輸送層用塗布液や表面保護層用塗布液の調製における分散処理のシェア条件(分散方法、分散時間、メディア径やメディア量、メディアの材質)を調整することにより行うことができる。具体的には、実施例において記載する。
感光体の最表面層は、波長600nmの光に対して50%以上の透過率を有し、かつ波長600nmの光に対する透過率T600と波長550nmの光に対する透過率T550との比率T600/T550が1.10以上2.20以下である。
波長600nmの光に対する透過率T600と波長550nmの光に対する透過率T550との比率T600/T550が1.10未満では、外部光が感光体にダメージを与えて画像不良を引き起こすことがある。一方、比率T600/T550が2.20を超えると、残留電位の上昇を引き起こすことがある。
好ましい比率T600/T550は、1.10以上1.50以下であり、より好ましくは1.15以上1.30 以下である。
本発明の感光体は、導電性支持体上に、電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層とがこの順で積層された積層型感光層を少なくとも備えるか、または該積層型感光層およびその上に積層された表面保護層を少なくとも備える。
以下に図面を用いて、本発明の感光体を説明するが、本発明は、これらにより限定されるものではない。
図2は、本発明の感光体(積層型感光体)1の要部の構成を示す概略断面図である。
感光体1は、導電性支持体11上に、下引き層18および電荷発生物質12を含有する電荷発生層15と、電荷輸送物質13、バインダ着樹脂17、シリカフィラー19および光吸収剤20を含有する電荷輸送層16とがこの順で積層された感光層(積層型感光層)14を備えている。
本発明の感光体は、感光層14上に表面保護層を備えていてもよい。表面保護層については<表面保護層>の項で説明する。
導電性支持体(「導電性基体」または「基体」ともいう)11は、感光体の電極としての機能と支持部材としての機能とを有し、その構成材料は、当該技術分野で用いられる材料であれば特に限定されない。
具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、亜鉛、ステンレス鋼およびチタンなどの金属材料、ならびに表面に金属箔ラミネート、金属蒸着処理または導電性高分子、酸化スズ、酸化インジウムなどの導電性化合物の層を蒸着もしくは塗布した、ポリエチレンテレフタレート、ナイロンおよびポリスチレンなどの高分子材料、硬質紙ならびにガラスなどが挙げられる。これらの中でも、加工の容易性の点からアルミニウムが好ましく、JIS3003系、JIS5000系およびJIS6000系などのアルミニウム合金が特に好ましい。
導電性支持体の形状は、図2に示すような円筒状(ドラム状)に限定されず、シート状、円柱状、無端ベルト状などであってもよい。
また、導電性支持体の表面には、必要に応じて、画質に影響のない範囲内で、レーザ光による干渉縞防止のために、陽極酸化皮膜処理、薬品もしくは熱水などによる表面処理、着色処理、または表面を粗面化するなどの乱反射処理が施されていてもよい。
本発明の感光体は、導電性支持体11と積層型感光層14との間に下引き層(「中間層」ともいう)を備えるのが好ましい。
下引き層は、一般に、基体の表面の凸凹を被覆し均一にして、積層型感光層の成膜性を高め、感光層の導電性支持体からの剥離を抑え、基体と感光層との接着性を向上させる。具体的には、基体からの感光層への電荷の注入が防止され、感光層の帯電性の低下を防ぎ、画像のかぶり(いわゆる黒ぽち)を防止することができる。
下引き層は、例えば、バインダ樹脂を適当な溶剤に溶解または分散させて下引き層用塗布液を調製し、この塗布液を基体の表面に塗布し、乾燥により有機溶剤を除去することによって形成することができる。
アルコール可溶性ナイロン樹脂としては、例えば、6-ナイロン、66-ナイロン、610-ナイロン、11-ナイロンおよび12-ナイロンなどの単独重合または共重合ナイロン、N-アルコキシメチル変性ナイロンのように、ナイロンを化学的に変性させたタイプなどが挙げられる。
また、バインダ樹脂を架橋する硬化剤を用いて、硬化膜としてもよい。硬化剤としては、塗液の保存安定性や電気特性の観点からブロック化イソシアネートが好ましい。
これらの溶剤の中でも、地球環境に対する配慮から、例えば、非ハロゲン系有機溶剤を好適に用いることができる。
金属酸化物粒子に用いることができる材料としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウムおよび酸化スズなどが挙げられる。
下引き層用塗布液におけるバインダ樹脂と金属酸化物粒子との合計質量Aと溶剤の質量Bとの比率(A/B)としては、例えば、1/99~30/70程度が好ましく、2/98~40/60程度が特に好ましい。
また、バインダ樹脂の質量Cと金属酸化物粒子の質量Dとの比率(C/D)としては、例えば、90/10~1/99程度が好ましく、70/30~5/95程度が特に好ましい。
これらの中でも、浸漬塗布法は、塗布液を満たした塗工槽に基体を浸漬した後、一定速度または逐次変化する速度で引上げることによって基体の表面に層を形成する方法であり、比較的簡単で、生産性および原価の点で優れているので、感光体の製造に好適に用いることができる。浸漬塗布法に用いる装置には、塗布液の分散性を安定させるために、超音波発生装置に代表される塗布液分散装置が設けられていてもよい。
このような乾燥工程における温度は、使用した溶剤を除去し得る温度であれば特に限定されないが、50~140℃程度が適当であり、80~130℃程度が特に好ましい。
乾燥温度が50℃未満では、乾燥時間が長くなることがあり、また溶剤が充分に蒸発せず感光体層中に残ることがある。また、乾燥温度が約140℃を超えると、感光体の繰り返し使用時の電気的特性が悪化して、得られる画像が劣化することがある。
このような温度条件は、下引き層のみならず、後述する感光層などの層形成や他の処理においても共通する。
下引き層の膜厚が0.01μm未満であると、導電性基体側からの電子の注入のブロッキング性および、光散乱による干渉縞対策に対する十分な効果が得られないことがある。一方、下引き層の膜厚が20μmを超えると、連続印字した際の感度変化が大きくなり、ひいては画像濃度の変化が大きくなることがある。
電荷発生層15は、画像形成装置などの電子写真装置において、半導体レーザのような光ビームなどの光出射装置で照射された光を吸収することによって電荷を発生する機能を有し、電荷発生物質を主成分とし、必要に応じてバインダ樹脂や添加剤を含有する。
これらの電荷発生物質の中でも、下記一般式(ア):
で表されるチタニルフタロシアニンを用いることが好ましい。
チタニルフタロシアニンは、現在一般的に用いられているレーザ光およびLED光の発信波長域(近赤外光)で高い電荷発生効率と電荷注入効率とを有する電荷発生物質であり、光を吸収することにより多量の電荷を発生させると共に、発生した電荷をその内部に蓄積することなく電荷輸送物質に効率よく注入することができる。
例えば、一般式(ア)で表されるチタニルフタロシアニン化合物のうち、r、s、yおよびzが0である無置換のチタニルフタロシアニンの場合は、フタロニトリルと四塩化チタンとを、加熱融解するかまたはα-クロロナフタレンなどの適当な溶剤中で加熱反応させることによってジクロロチタニルフタロシアニンを合成した後、塩基または水で加水分解することによって得られる。
また、イソインドリンとテトラブトキシチタンなどのチタニウムテトラアルコキシドとを、N-メチルピロリドンなどの適当な溶剤中で加熱反応させることによっても、チタニルフタロシアニン組成物を製造することができる。
共重合体樹脂としては、例えば、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル-無水マレイン酸共重合体樹脂およびアクリロニトリル-スチレン共重合体樹脂などの絶縁性樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
電荷発生物質の割合が10質量%未満であると、感度が低下することがある。一方、電荷発生物質の割合が99質量%を超えると、電荷発生層の膜強度が低下するだけでなく、電荷発生物質の分散性が低下して粗大粒子が増大し、露光によって消去されるべき部分以外の表面電荷が減少して画像欠陥、特に白地にトナーが付着し微小な黒点が形成される黒ぽちと呼ばれる画像のかぶりが多く発生することがある。
電荷発生物質をバインダ樹脂溶液中に分散させる際に用いられる分散機としては、ペイントシェーカ、ボールミルまたはサンドミルなどを挙げることができる。このときの分散条件としては、用いる容器および分散機を構成する部材の摩耗などによる不純物の混入が起こらないように適当な条件を選択すればよい。
電荷発生層用塗布液の塗布方法としては、下引き層用塗布液の塗付方法と同様の方法が挙げられ、浸漬塗布法が特に好ましい。
電荷発生層の膜厚が0.05μm未満では、光吸収の効率が低下し、感光体の感度が低下することがある。一方、電荷発生層の膜厚が5μmを超えると、電荷発生層内部での電荷移動が積層型感光層表面の電荷を消去する過程の律速段階となり感光体の感度が低下することがある。
電荷輸送層16は、電荷発生物質で発生した電荷を受入れて感光体の表面まで輸送する機能を有し、電荷輸送物質およびバインダ樹脂、光吸収剤、シリカフィラー、必要に応じて添加剤を含有する。
本発明の感光体では、光吸収剤は、電荷輸送層および表面保護層の双方またはいずれか一方の層に含有することが必須要件であり、感光体が光吸収剤を含有しない表面保護層を有する場合には、光吸収剤は電荷輸送層の必須成分になり、一方、感光体が光吸収剤を含有する表面保護層を有する場合には、光吸収剤は電荷輸送層の任意成分になる。
また、本発明の感光体では、シリカフィラーは、感光体の最表面層に含有することが必須要件であり、感光体がシリカフィラーを含有する表面保護層を有する場合には、シリカフィラーは電荷輸送層の任意成分になり、一方、感光体が表面保護層を有さない場合には、シリカフィラーは電荷輸送層の必須成分になる。
具体的には、カルバゾール誘導体、ピレン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、イミダゾロン誘導体、イミダゾリジン誘導体、ビスイミダゾリジン誘導体、スチリル化合物、ヒドラゾン化合物、多環芳香族化合物、インドール誘導体、ピラゾリン誘導体、オキサゾロン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、キナゾリン誘導体、ベンゾフラン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、アミノスチルベン誘導体、トリアリールアミン誘導体、トリアリールメタン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、ブタジエン誘導体、エナミン誘導体、ベンジジン誘導体、これらの化合物から誘導される基を主鎖または側鎖に有するポリマー(ポリ-N-ビニルカルバゾール、ポリ-1-ビニルピレン、エチルカルバゾール-ホルムアルデヒド樹脂、トリフェニルメタンポリマー、ポリ-9-ビニルアントラセンなど)、ポリシランなどが挙げられる。これらの電荷輸送物質は1種を単独でまたは2種以上を組み合せて使用することができる。
で表されるスチルベン化合物が,残留電位上昇、感度悪化が少なく、良好な電子写真特性を発現できる点で特に好ましい。
アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシルなどの炭素数1~6のアルキル基が挙げられる。
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ、エトキシ、n-プロポキシ、イソプロポキシ、tert-ブトキシ、n-ペンチルオキシ、n-ヘキシルオキシなどの炭素数が1~6のアルコキシ基が挙げられる。
アリール基としては、例えばフェニル、ナフチル、アントリル、フェナントリル、フルオレニル、ビフェニリル、o-テルフェニルなどが挙げられる。
アラルキル基としては、例えば、ベンジル、フェネチル、ベンズヒドリル、トリチルなどが挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられる。
また、一般式(I)における置換基R3およびR4のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピルなどの炭素数1~3のアルキル基が挙げられる。
一般式(I)で表されるスチルベン化合物は、例えば、特許第3272257号公報に記載の方法により合成することができる。
具体的には、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルなどのビニル重合体樹脂およびそれらの共重合体樹脂、ならびにポリカーボネート、ポリエステル、ポリエステルカーボネート、ポリスルホン、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアリレート、ポリアミド、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリアクリルアミド、フェノール樹脂、ポリフェニレンオキサイドなどの樹脂、これらの樹脂を部分的に架橋した熱硬化性樹脂などが挙げられる。これらのバインダ樹脂は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
これらの中でも、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレートおよびポリフェニレンオキサイドは、体積抵抗値が1013Ω以上であって電気絶縁性に優れ、かつ成膜性、電位特性などにも優れるので好ましく、ポリカーボネートおよびポリアリレートがより好ましく、ポリカーボネートが特に好ましい。
これらの溶剤の中でも、地球環境に対する配慮から、例えば、非ハロゲン系有機溶剤を好適に用いることができる。
電荷輸送物質の質量Gとバインダ樹脂の質量Hとの比率(G/H)としては、例えば、10/12~10/30程度が好ましい。
電荷輸送層の膜厚が20μm未満であると、耐光性への効果が十分に得られないことがある。一方、電荷輸送層の膜厚が40μmを超えると、電気特性が悪化することがある。
本発明の感光体1は、感光層14上に表面保護層を有していてもよい。
表面保護層は、感光体の耐久性を向上させる機能を有し、バインダ樹脂、光吸収剤、シリカフィラー、必要に応じて添加剤を含有する。
本発明の感光体では、光吸収剤は、電荷輸送層および表面保護層の双方またはいずれか一方の層に含有することが必須要件であり、感光体が光吸収剤を含有しない電荷輸送層を有する場合には、光吸収剤は表面保護層の必須成分になり、一方、感光体が光吸収剤を含有する電荷輸送層を有する場合には、光吸収剤は表面保護層の任意成分になる。
また、本発明の感光体では、シリカフィラーは、感光体の最表面層に含有することが必須要件であり、感光体が表面保護層を有する場合には、シリカフィラーは表面保護層の必須成分になる。
また、保護層は、電気特性安定化のために、電荷輸送層と同一の1種または2種以上の電荷輸送物質を含有してもよい。
バインダ樹脂としては、電荷輸送層に例示のバインダ樹脂が挙げられ、これらの中でも、摩耗特性、電気的特性を考慮した場合、ポリカーボネート、ポリアリレートが特に好ましい。
光吸収剤およびシリカフィラーについては、電荷輸送層に準ずる。
保護層の膜厚が3μm未満では、耐久性および耐光性への効果が十分に得られないことがある。一方、保護層の膜厚が7μmを超えると、電気特性が悪化することがある。
本発明のプロセスカートリッジは、本発明の感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段、露光により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および前記電子写真感光体に残留するトナーを除去するクリーニング手段から選択される少なくとも1種とを備えることを特徴とする。
プロセスカートリッジが画像形成装置100に脱着可能であることにより、消耗時の交換が容易になる。
本発明の画像形成装置は、本発明の感光体と、感光体を帯電させる帯電手段と、帯電された感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、露光によって形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する(可視像化する)現像手段と、現像によって形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、転写されたトナー像を記録媒体上に定着して画像を形成する定着手段と、感光体に残留するトナーを除去し回収するクリーニング手段と、感光体に残留する表面電荷を除電する除電手段を少なくとも備えたことを特徴とする。
以下、図面に基づいて本発明の画像形成装置およびその動作について説明するが、以下の記載内容に限定されるものではない。
図2の画像形成装置(レーザプリンタ)100は、本発明の感光体1(図1の図番1に相当)と、露光手段(半導体レーザ)31と、帯電手段(帯電器)32と、現像手段(現像器)33と、転写手段(転写帯電器)34と、搬送ベルト(図示せず)と、定着手段(定着器)35と、クリーニング手段(クリーナ)36とを含んで構成される。符号51は記録媒体(記録紙または転写紙)を示す。
露光手段31は、半導体レーザを光源として備え、光源から出力されるレーザビーム光を、帯電器32と現像器33との間の感光体1の表面に照射することによって、帯電された感光体1の外周面に対して画像情報に応じた露光を施す。光は、主走査方向である感光体1の回転軸線44の延びる方向に繰返し走査され、これらが結像して感光体1の表面に静電潜像が順次形成される。すなわち、帯電器32により均一に帯電された感光体1の帯電量がレーザビームの照射および非照射によって差異が生じて静電潜像が形成される。
符号37は、転写紙と感光体を分離する分離手段、符号38は、画像形成装置の前記の各手段を収容するハウジングを示す。
まず、感光体1が駆動手段によって矢符41方向に回転駆動されると、露光手段31による光の結像点よりも感光体1の回転方向上流側に設けられる帯電器32によって、感光体1の表面が正の所定電位に均一に帯電される。
露光手段33による光の結像点よりも感光体1の回転方向下流側に設けられる現像器33から、静電潜像の形成された感光体1の表面にトナーが供給されて静電潜像が現像され、トナー像が形成される。
トナー像の転写された転写紙51は、搬送手段によって定着器35に搬送され、定着器35の加熱ローラ35aと加圧ローラ35bとの当接部を通過する際に加熱および加圧され、トナー像が転写紙51に定着されて堅牢な画像となる。このようにして画像が形成された転写紙51は、搬送手段によって画像形成装置100の外部へ排紙される。
(下引き層の形成)
酸化チタン(石原産業株式会社製、製品名:タイベークTTO-D-1)3質量部および共重合ポリアミド(ナイロン)(東レ株式会社製、製品名:アミラン(登録商標)、グレード:CM8000)2質量部を、メチルアルコール25質量部に加え、ペイントシェーカにて8時間分散処理して下引き層用塗布液3リットルを調製した。
得られた下引き層用塗布液を塗布槽に満たし、導電性支持体11として直径30mm、長さ255mmのアルミニウム製のドラム状支持体を浸漬した後に引き上げ、得られた塗膜を自然乾燥させて、導電性支持体11上に膜厚1μmの下引き層18を形成した。
予め、電荷発生物質として使用する、下記構造式で表されるチタニルフタロシアニンを調製した。
得られた化合物の化学分析の結果、上記構造式で表されるチタニルフタロシアニンであることを確認した(収率88.5%)。
得られた電荷発生層用塗布液を、下引き層形成の場合と同様の浸漬法で、下引き層18上に塗布し、得られた塗膜を自然乾燥させて、膜厚0.3μmの電荷発生層15を形成した。
次いで、シリカ粒子(数平均一次粒径16nm、ジメチルジクロロシラン表面処理、日本アエロジル株式会社製、製品名:AEROSIL(登録商標)R972)70.0gをテトラヒドロフラン390gに加えて懸濁混合し、さらに直径2mmのガラスビーズ(162g、混合液の20体積%程度)を加え、ボールミルにて15時間撹拌処理し、その後ガラスビーズを取り除いた。得られたシリカフィラー懸濁液を、自転・公転方式ミキサー(シンキー株式会社製、あわとり練太郎 大気圧タイプ、型式:ARE-310)を用いて10分間、脱泡処理した。
得られた電荷輸送層用塗布液を、下引き層形成の場合と同様の浸漬法で、電荷発生層15上に塗布し、得られた塗膜を温度120℃で1時間乾燥させて、膜厚30μmの電荷輸送層を形成し、図1に示す感光体1を得た。
電荷輸送物質には、特許第3272257号公報に記載の方法に基づいて予め調製しておいたスチルベン化合物化合物(1)を使用した。
電荷輸送層用塗布液の調製において、シリカ粒子(数平均一次粒径16nm、ジメチルジクロロシラン表面処理、日本アエロジル株式会社製、製品名:AEROSIL(登録商標)R972)の代わりに、シリカ粒子(数平均一次粒径16nm、ジメチルジクロロシラン表面処理、日本アエロジル株式会社製、製品名:AEROSIL(登録商標)アドマファインNX-130)を用いること以外は、実施例1と同様にして実施例2の感光体1を作製した。
電荷輸送層の形成において、塗布時間を調整して、電荷輸送層の膜厚30μmを28μmにすること以外は、実施例1と同様にして、実施例3の感光体1を作製した。
電荷輸送層用塗布液の調製において、光吸収剤としてペリミジン化合物(A)の代わりに、アゾキノン化合物(B)(保土谷化学工業株式会社製、製品名:EAC-39)を用いること以外は、実施例1と同様にして実施例4の感光体1を作製した。
電荷輸送層用塗布液の調製において、シリカ粒子(数平均一次粒径16nm、ジメチルジクロロシラン表面処理、日本アエロジル株式会社製、製品名:AEROSIL(登録商標)R972)の代わりに、シリカ粒子(数平均一次粒径40nm、ヘキサメチルジシラザン表面処理、日本アエロジル株式会社製、製品名:AEROSIL(登録商標)RX50)を用いること以外は、実施例1と同様にして実施例5の感光体1を作製した。
電荷輸送層用塗布液のシリカフィラー懸濁液の調製において、シリカ粒子70.0gおよびテトラヒドロフラン390gをそれぞれ40.0gおよび220gに変更すること、電荷輸送層用塗布液の調製において、ペリミジン化合物(A)1.75gおよびテトラヒドロフラン2400gをそれぞれ1.70gおよび2450gに変更すること以外は、実施例1と同様にして実施例6の感光体1を作製した。
電荷輸送層用塗布液のシリカフィラー懸濁液の調製において、シリカ粒子70.0gおよびテトラヒドロフラン390gをそれぞれ47.0gおよび260gに変更すること、電荷輸送層用塗布液の調製において、ペリミジン化合物(A)1.75gおよびテトラヒドロフラン2400gをそれぞれ1.70gおよび2435gに変更すること以外は、実施例1と同様にして実施例7の感光体1を作製した。
電荷輸送層用塗布液のシリカフィラー懸濁液の調製において、シリカ粒子70.0gおよびテトラヒドロフラン390gをそれぞれ138gおよび765gに変更すること、電荷輸送層用塗布液の調製において、ペリミジン化合物(A)1.75gおよびテトラヒドロフラン2400gをそれぞれ1.90gおよび2295gに変更すること以外は、実施例1と同様にして実施例8の感光体1を作製した。
電荷輸送層用塗布液のシリカフィラー懸濁液の調製において、シリカ粒子70.0gおよびテトラヒドロフラン390gをそれぞれ147gおよび815gに変更すること、電荷輸送層用塗布液の調製において、ペリミジン化合物(A)1.75gおよびテトラヒドロフラン2400gをそれぞれ1.90gおよび2280gに変更すること以外は、実施例1と同様にして実施例9の感光体1を作製した。
電荷輸送層の形成において、塗布時間を調整して、電荷輸送層の膜厚30μmをそれぞれ18μm、20μm、40μmおよび42μmにすること以外は、実施例1と同様にして、実施例10~13の感光体1を作製した。
電荷輸送層用塗布液の調製において、光吸収剤としてペリミジン化合物(A)を用いないこと以外は、実施例1と同様にして、比較例1の感光体1を作製した。
電荷輸送層用塗布液の調製において、光吸収剤としてペリミジン化合物(A)1.75gおよびテトラヒドロフラン2400gをそれぞれ1.55gおよび2500gに変更すること以外は、実施例1と同様にして比較例2の感光体1を作製した。
電荷輸送層用塗布液のシリカフィラー懸濁液の調製において、シリカ粒子70.0gおよびテトラヒドロフラン390gをそれぞれ111gおよび615gに変更すること、電荷輸送層用塗布液の調製において、ペリミジン化合物(A)1.75gおよびテトラヒドロフラン2400gをそれぞれ3.70gおよび2350gに変更すること以外は、実施例1と同様にして比較例3の感光体1を作製した。
電荷輸送層用塗布液のシリカフィラー懸濁液の調製において、シリカ粒子70.0gおよびテトラヒドロフラン390gをそれぞれ157gおよび875gに変更すること、電荷輸送層用塗布液の調製において、ペリミジン化合物(A)1.75gおよびテトラヒドロフラン2400gをそれぞれ4.35gおよび2270gに変更すること以外は、実施例1と同様にして比較例4の感光体1を作製した。
実施例1~13および比較例1~4の感光体1について、電荷輸送層の主要構成材料とその含有量ならびに膜厚を表1に示す。
下記の項目で実施例1~13および比較例1~4で作製した感光体1を評価した。
評価2および3では、試験用に改造したデジタル複写機(シャープ株式会社製、型式:MX-B455W)のユニットに各感光体1を装着して評価した。
紫外可視分光光度計(株式会社島津製作所製、型式:UV-2450)を用いて、温度20℃、相対湿度50%の環境中で、各感光体1の最表面層である電荷輸送層の波長550nmおよび600nmの光に対する透過率T550(%)およびT600(%)を測定し、その比率T600/T550を算出した。
デジタル複写機から現像器を取り外し、代わりに現像部位に表面電位計(トレック・ジャパン社製、型式:model344)を装着し、温度25℃、相対湿度50%の環境中で、通紙の実写エージングを5000枚行い、エージング直後の除電後の感光体表面の残留電位Vr(-V)を測定した。
得られた結果を、下記の基準で評価した。
<評価基準>
VG:Vr<40
高感度を要求される高速の複合機もしくはプリンタにおいても問題なく使用可
G :40≦Vr<60
中低速の複合機もしくはプリンタにおいては問題なく使用可
NB:60≦Vr<100
低速で安価な複合機もしくはプリンタの場合であれば、やや濃度は薄いものの 問題なく使用可
B :100≦Vr
感度が悪いため、濃度が薄く、実使用上問題あり
感光体表面の一部分以外を黒紙でマスクし、マスクしていない部分に、照度400Luxに調整した白色蛍光灯の光を5分間照射し、その後、5分間放置し、A4用紙にハーフトーン画像を1枚出力し、得られた画像を目視観察した。
得られた結果を、下記の基準で評価した。
<評価基準>
VG:照射部分と非照射部分に差なし
G :照射部分と非照射部分に僅かに差が見られるが、大差なし
NB:照射部分と非照射部分に若干の差が見られる(実使用では問題なし)
B :照射部分と非照射部分に大きな差が見られる(実使用上問題あり)
評価2および3の評価結果に基づいて、下記の基準で総合評価した。
なお、総合評価においてVG、GおよびNBでは、評価1の波長600nmの光に対する透過率T600(%)が50%以上であり、かつ波長550nmの光に対する透過率T550(%)との比率T600/T550が1.10以上2.20以であることは必須要件とする。
VG:全ての項目でVG判定(非常に良好)
G :いずれかの項目でG判定を含むものの、全ての項目でG判定以上
(高画質な複合機もしくはプリンタ以外の場合であれば問題なく使用可)
NB:いずれかの項目でNB判定を含むものの、全ての項目でNB判定以上
(安価な複合機もしくはプリンタの場合であれば問題なく使用可)
B :いずれかの項目にB判定があり、実使用不可
得られた評価結果を表2に示す。
(1)電荷輸送層に光吸収剤およびシリカフィラーを合わせて含有する感光体(実施例1~13)は、電荷輸送層に光吸収剤を含有していない感光体(比較例1)、電荷輸送層にシリカフィラーを含有していない感光体(比較例2)に比べて、良好な電気特性でかつ外部光による光暴露耐性に優れた特性であること
11 導電性支持体
12 電荷発生物質
13 電荷輸送物質
14 感光層(積層型感光層)
15 電荷発生層
16 電荷輸送層
17 バインダ樹脂
18 下引き層
19 シリカフィラー
20 光吸収剤
32 帯電手段(帯電器)
33 現像手段(現像器)
33a 現像ローラ
33b ケーシング
34 転写手段(転写帯電器)
35 定着手段(定着器)
35a 加熱ローラ
35b 加圧ローラ
36 クリーニング手段(クリーナ)
36a クリーニングブレード
36b 回収用ケーシング
37 分離手段
38 ハウジング
41、42 矢符
44 回転軸線
51 記録媒体(記録紙または転写紙)
100 画像形成装置(レーザプリンタ)
Claims (8)
- 導電性支持体上に、電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層とがこの順で積層された積層型感光層を少なくとも備えるか、または該積層型感光層およびその上に積層された表面保護層を少なくとも備えた電子写真感光体であり、
前記電子写真感光体の最表面層が、光吸収剤、およびガラスビーズを加えて分散処理されたシリカフィラーを含有し、波長600nmの光に対して50%以上の透過率を有し、かつ波長600nmの光に対する透過率T600と波長550nmの光に対する透過率T550との比率T600/T550が1.10以上2.20以下であり、
前記シリカフィラーが、30nm以下の平均一次粒子径を有し、かつ前記電子写真感光体の最表面層の全固形分に対して7~18質量%の割合で含まれる
ことを特徴とする電子写真感光体。 - 前記比率T600/T550が、1.10以上1.50以下である請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記光吸収剤が、波長400~700nmに分光吸収を有する化合物である請求項1または2に記載の電子写真感光体。
- 前記光吸収剤が、下記構造式(A):
で表されるペリミジン化合物、下記構造式(B):
で表されるアゾキノン化合物および下記構造式(C):
で表されるピラゾロン化合物から選択される請求項1~3のいずれか1つに記載の電子写真感光体。 - 前記光吸収剤が、前記電荷輸送層の全固形分に対して0.20~0.35質量%の割合で含まれる請求項1~4のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
- 前記電荷輸送層が、20μm以上40μm以下の膜厚を有する請求項1~5のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
- 請求項1~6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を帯電させる帯電手段、露光により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および前記電子写真感光体に残留するトナーを除去するクリーニング手段から選択される少なくとも1種とを備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 請求項1~6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を帯電させる帯電手段と、帯電された前記電子写真感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、露光によって形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、現像によって形成された前記トナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、転写された前記トナー像を前記記録媒体上に定着して画像を形成する定着手段と、前記電子写真感光体に残留するトナーを除去し回収するクリーニング手段と、前記電子写真感光体に残留する表面電荷を除電する除電手段を少なくとも備えたことを特徴とする画像形成装置。
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