JP2019061145A - 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】繰り返し画像を形成したときに生じる画像濃度の変動を抑制する電子写真感光体を提供すること。【解決手段】導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた下引層であって、結着樹脂、金属酸化物粒子、及び電子受容性化合物を含み、酢酸ブチル及びメチルイソブチルケトンの質量比7:3の混合溶媒に浸漬したとき、下引層1g当たりの前記電子受容性化合物の溶出量が1×10−7g以上1×10−5g以下である下引層と、前記下引層上に設けられた感光層と、を有する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。
電子写真方式の画像形成装置は、複写機およびレーザビームプリンター等の画像形成装置において利用されている。画像形成装置に用いられる電子写真感光体としては、有機の光導電性材料を用いた有機感光体が主流となっている。有機感光体を製造する場合、例えば、アルミニウム等の導電性基体の上に下引層(中間層と呼ばれる場合もある)を形成し、その後、感光層を形成する場合が多い。
例えば、特許文献1には、「少なくとも1種のカップリング剤で表面処理されている酸化亜鉛粒子、アントラキノン骨格を有する反応性アクセプター物質、及び結着樹脂を含有する下引き層であって、該下引き層100mgにつき、前記反応性アクセプター物質を溶解する有機溶剤10mlに溶解したときに抽出される前記反応性アクセプター物質の量が1×10−5mol/L以上1×10−4mol/L以下の範囲にある下引き層を有する電子写真感光体。」が開示されている。
結着樹脂、金属酸化物粒子、及び電子受容性化合物を含む下引層を有する電子写真感光体を使用し、繰り返し画像を形成すると、画像濃度の変動が生じることがある。
そこで、本発明の課題は、結着樹脂、金属酸化物粒子、及び電子受容性化合物を含む下引層を有する電子写真感光体において、酢酸ブチル及びメチルイソブチルケトンの質量比7:3の混合溶媒に浸漬したとき、下引層1g当たりの電子受容性化合物の溶出量が1×10−5g超えである場合に比べ、繰り返し画像を形成したときに生じる画像濃度の変動を抑制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。
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た下引層であって、結着樹脂、金属酸化物粒子、及び電子受容性化合物を含み、酢酸ブチル及びメチルイソブチルケトンの質量比7:3の混合溶媒に浸漬したとき、下引層1g当たりの前記電子受容性化合物の溶出量が1×10−7g以上1×10−5g以下である下引層と、
前記下引層上に設けられた感光層と、
を有する電子写真感光体。
導電性基体と、
前記導電性基体上に設けられた下引層であって、結着樹脂、金属酸化物粒子、及び電子受容性化合物を含み、酢酸ブチル及びメチルイソブチルケトンの質量比7:3の混合溶媒に浸漬したとき、下引層1g当たりの前記電子受容性化合物の溶出量が1×10−7g以上1×10−5g以下である下引層と、
前記下引層上に設けられた感光層と、
を有する電子写真感光体。
請求項2に係る発明は、
前記電子受容性化合物が、反応性基を有する電子受容性化合物である請求項1に記載の電子写真感光体。
前記電子受容性化合物が、反応性基を有する電子受容性化合物である請求項1に記載の電子写真感光体。
請求項3に係る発明は、
前記反応性基を有する電子受容性化合物が、OH基を有する電子受容性化合物である請求項2に記載の電子写真感光体。
前記反応性基を有する電子受容性化合物が、OH基を有する電子受容性化合物である請求項2に記載の電子写真感光体。
請求項4に係る発明は、
前記OH基を有する電子受容性化合物が、下記一般式(1A)で表される電子受容性化合物である請求項3に記載の電子写真感光体。
前記OH基を有する電子受容性化合物が、下記一般式(1A)で表される電子受容性化合物である請求項3に記載の電子写真感光体。
(一般式(1A)中、R11は、水素原子、炭素数1以上10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す。nは1以上7以下の整数を表す。)
請求項5に係る発明は、
前記金属酸化物粒子が、アミノ基を有するカップリング剤で表面処理された金属酸化物粒子である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
前記金属酸化物粒子が、アミノ基を有するカップリング剤で表面処理された金属酸化物粒子である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
請求項6に係る発明は、
前記カップリング剤で表面処理された金属酸化物粒子が、酸化亜鉛粒子である請求項5に記載の電子写真感光体。
前記カップリング剤で表面処理された金属酸化物粒子が、酸化亜鉛粒子である請求項5に記載の電子写真感光体。
請求項7に係る発明は、
前記結着樹脂が、架橋樹脂である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
前記結着樹脂が、架橋樹脂である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
請求項8に係る発明は、
前記架橋樹脂が、ポリウレタン樹脂である請求項7に記載の電子写真感光体。
前記架橋樹脂が、ポリウレタン樹脂である請求項7に記載の電子写真感光体。
請求項9に係る発明は、
請求項1〜請求項8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8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10に係る発明は、
請求項1〜請求項8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。
請求項1〜請求項8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。
請求項1に係る発明によれば、結着樹脂、金属酸化物粒子、及び電子受容性化合物を含む下引層を有する電子写真感光体において、酢酸ブチル及びメチルイソブチルケトンの質量比7:3の混合溶媒に浸漬したとき、下引層1g当たりの電子受容性化合物の溶出量が1×10−5g超えである場合に比べ、繰り返し画像を形成したときに生じる画像濃度の変動を抑制する電子写真感光体が提供される。
請求項2、3、又は4に係る発明によれば、電子受容性化合物が非反応性の電子受容性化合物(反応性基を有さない電子受容性化合物)である場合に比べ、繰り返し画像を形成したときに生じる画像濃度の変動を抑制する電子写真感光体が提供される。
請求項5、又は6に係る発明によれば、金属酸化物粒子が界面活性剤で表面処理された金属酸化物粒子である場合に比べ、繰り返し画像を形成したときに生じる画像濃度の変動を抑制する電子写真感光体が提供される。
請求項7、又は8に係る発明によれば、結着樹脂が非架橋樹脂である場合に比べ、画像濃度の変動を抑制する電子写真感光体が提供される。
請求項9、又は10に係る発明によれば、結着樹脂、金属酸化物粒子、及び電子受容性化合物を含む下引層を有する電子写真感光体において、酢酸ブチル及びメチルイソブチルケトンの質量比7:3の混合溶媒に浸漬したとき、下引層1g当たりの電子受容性化合物の溶出量が1×10−5g超えである電子写真感光体を備える場合に比べ、繰り返し画像を形成したときに生じる画像濃度の変動を抑制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。
請求項2、3、又は4に係る発明によれば、電子受容性化合物が非反応性の電子受容性化合物(反応性基を有さない電子受容性化合物)である場合に比べ、繰り返し画像を形成したときに生じる画像濃度の変動を抑制する電子写真感光体が提供される。
請求項5、又は6に係る発明によれば、金属酸化物粒子が界面活性剤で表面処理された金属酸化物粒子である場合に比べ、繰り返し画像を形成したときに生じる画像濃度の変動を抑制する電子写真感光体が提供される。
請求項7、又は8に係る発明によれば、結着樹脂が非架橋樹脂である場合に比べ、画像濃度の変動を抑制する電子写真感光体が提供される。
請求項9、又は10に係る発明によれば、結着樹脂、金属酸化物粒子、及び電子受容性化合物を含む下引層を有する電子写真感光体において、酢酸ブチル及びメチルイソブチルケトンの質量比7:3の混合溶媒に浸漬したとき、下引層1g当たりの電子受容性化合物の溶出量が1×10−5g超えである電子写真感光体を備える場合に比べ、繰り返し画像を形成したときに生じる画像濃度の変動を抑制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詳細に説明する。
[電子写真感光体]
本実施形態に係る電子写真感光体(以下、「感光体」とも称する)は、導電性基体と、導電性基体上に設けられた下引層と、下引層上に設けられた感光層と、を有する。そして、下引層は、結着樹脂、金属酸化物粒子、及び電子受容性化合物を含み、酢酸ブチル及びメチルイソブチルケトンの質量比7:3の混合溶媒に浸漬したとき、下引層1g当たりの電子受容性化合物の溶出量(以下、単に「電子受容性化合物の溶出量」とも称する)が1×10−7g以上1×10−5g以下である。
本実施形態に係る電子写真感光体(以下、「感光体」とも称する)は、導電性基体と、導電性基体上に設けられた下引層と、下引層上に設けられた感光層と、を有する。そして、下引層は、結着樹脂、金属酸化物粒子、及び電子受容性化合物を含み、酢酸ブチル及びメチルイソブチルケトンの質量比7:3の混合溶媒に浸漬したとき、下引層1g当たりの電子受容性化合物の溶出量(以下、単に「電子受容性化合物の溶出量」とも称する)が1×10−7g以上1×10−5g以下である。
ここで、結着樹脂、金属酸化物粒子、及び電子受容性化合物を含む下引層を有する感光体を使用し、繰り返し画像を形成すると、画像濃度の変動が生じることがある。これは、画像形成により、繰り返し帯電及び露光が繰り返されると、電子受容性化合物が電荷を補足し、感光体の残留電位が上昇するためと考えられる。
それに対して、本実施形態に係る感光体は、上記構成により、繰り返し画像を形成したときに生じる画像濃度の変動を抑制する。その理由は、次の通り推測される。
電子受容性化合物の溶出量が上記範囲であるとは、下引層中で、他の成分との反応等により固定化された電子受容性化合物が多く存在していることを意味している。そして、電荷受容性化合物は、固定化されると、電荷補足能が低下する。これは、電子受容性化合物中の末端基であるヒドロキシ基と下引き層の他の成分とが固定化反応せずに下引層中に残留し、残留した電子受容性物質中のヒドロキシ基が電荷トラップを発生させると考えられるためである。そのため、繰り返し画像を形成しても、下引層中で電子受容性化合物が電荷を補足し難くなり、感光体の残留電位の上昇が抑制される。
以上から、本実施形態に係る感光体は、繰り返し画像を形成したときに生じる画像濃度の変動を抑制すると推測される。
一方で、電子受容性化合物の溶出量を1×10−7g未満とし、電荷補足能が高い電子受容性化合物(固定化されていない電子受容性化合物)を過度に少なくすると、画像形成初期において、目的とする画像濃度が得られないことがある。理由は定かではないが、静電潜像を形成する露光電位が過度に低くなるためと考えられる。
そのため、本実施形態に係る感光体は、電子受容性化合物の溶出量を1×10−7g以上とすることで、画像形成初期において、目的とする画像濃度が得られ易くなる。
そのため、本実施形態に係る感光体は、電子受容性化合物の溶出量を1×10−7g以上とすることで、画像形成初期において、目的とする画像濃度が得られ易くなる。
また、本実施形態に係る感光体では、電子受容性化合物の溶出量を上記範囲とすることで、下引層の上層の感光層(例えば電荷発生層、又は単層型感光層)への電子受容性化合物の混入も抑制される。その結果、電気特性の低下も抑制される。
本実施形態に係る感光体において、電子受容性化合物の溶出量の上限は、画像濃度の変動抑制の観点から、1.0×10−5g以下が好ましく、5.0×10−6g以下がより好ましい。
一方、電子受容性化合物の溶出量の下限は、画像形成初期において、目的とする画像濃度が得られ易くなる観点から、1.0×10−6g以上が好ましく、5.0×10−6g以上がより好ましい。
一方、電子受容性化合物の溶出量の下限は、画像形成初期において、目的とする画像濃度が得られ易くなる観点から、1.0×10−6g以上が好ましく、5.0×10−6g以上がより好ましい。
電子受容性化合物の溶出量は、次の方法により測定する。
感光体から下引層の一部を採取し、測定試料とする。感光体から下引層の一部を採取する方法は、特に限定されないが、例えば、次の方法がある。まず、電荷輸送層と電荷発生層を研磨によって剥離した後に、導電性基材上に形成された下引層を固定し、自由端にしてある反対側の端部から導電性基材ごと折り曲げる。それにより下引層と導電性基材とを剥離して、感光体から下引層の一部を採取する。
一方、酢酸ブチル及びメチルイソブチルケトン(MIBK)の質量比(BA:MIBK)7:3の混合溶媒を準備する。混合溶媒の液温は、22℃(室温)とする。
次に、混合溶媒に測定試料を浸漬した後、混合溶媒と測定試料とを分離する。なお、浸漬時間は、5分とする。
次に、得られた混合溶媒を用いて、日立社製、紫外可視分光光度計U−4100形により、紫外・可視光領域の吸収スペクトル(UV−VIS)を測定する。そして、あらかじめ混合溶媒に種々の電子受容物質を種々の濃度で溶解させ作成した検量線から、混合溶媒中に溶出した電子受容性物質の溶出量を算出する。このようにして、下引層1g当たりの電子受容性化合物の溶出量を算出する。
感光体から下引層の一部を採取し、測定試料とする。感光体から下引層の一部を採取する方法は、特に限定されないが、例えば、次の方法がある。まず、電荷輸送層と電荷発生層を研磨によって剥離した後に、導電性基材上に形成された下引層を固定し、自由端にしてある反対側の端部から導電性基材ごと折り曲げる。それにより下引層と導電性基材とを剥離して、感光体から下引層の一部を採取する。
一方、酢酸ブチル及びメチルイソブチルケトン(MIBK)の質量比(BA:MIBK)7:3の混合溶媒を準備する。混合溶媒の液温は、22℃(室温)とする。
次に、混合溶媒に測定試料を浸漬した後、混合溶媒と測定試料とを分離する。なお、浸漬時間は、5分とする。
次に、得られた混合溶媒を用いて、日立社製、紫外可視分光光度計U−4100形により、紫外・可視光領域の吸収スペクトル(UV−VIS)を測定する。そして、あらかじめ混合溶媒に種々の電子受容物質を種々の濃度で溶解させ作成した検量線から、混合溶媒中に溶出した電子受容性物質の溶出量を算出する。このようにして、下引層1g当たりの電子受容性化合物の溶出量を算出する。
電子受容性化合物の溶出量を上記範囲とする制御方法は、例えば、電子受容性化合物として反応性基(特に、水酸基)を有する電子受容性化合物を使用する態様と、金属酸化物粒子として、カップリング剤(特に、アミノ基を有するシランカップリング剤)で表面処理された金属酸化物粒子(特に、酸化亜鉛粒子)を使用する態様、及び結着樹脂として架橋樹脂(架橋剤(特にイソシアネート化合物)により架橋された樹脂)を使用する態様を採用した上で、下引層形成時の乾燥温度を高める方法等が挙げられる。
この方法により、下引層中で、電子受容性化合物と金属酸化物粒子と結着樹脂との反応した状態となり、電子受容性化合物が下引層中で固定化され易くなる。その結果、電子受容性化合物の溶出量が上記範囲に制御され易くなる。
この方法により、下引層中で、電子受容性化合物と金属酸化物粒子と結着樹脂との反応した状態となり、電子受容性化合物が下引層中で固定化され易くなる。その結果、電子受容性化合物の溶出量が上記範囲に制御され易くなる。
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について詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る電子写真感光体の一例を示す概略断面図である。図2、図3はそれぞれ本実施形態に係る電子写真感光体の他の一例を示す概略断面図である。
図1は、本実施形態に係る電子写真感光体の一例を示す概略断面図である。図2、図3はそれぞれ本実施形態に係る電子写真感光体の他の一例を示す概略断面図である。
図1に示す電子写真感光体7Aは、いわゆる機能分離型感光体(又は積層型感光体)であり、導電性基体4上に下引層1が設けられ、その上に電荷発生層2、電荷輸送層3、及び保護層5が順次形成された構造を有するものである。電子写真感光体7Aにおいては、電荷発生層2及び電荷輸送層3により感光層が構成される。
図2に示す電子写真感光体7Bは、図1に示す電子写真感光体7Aのごとく、電荷発生層2と電荷輸送層3とに機能が分離された機能分離型感光体である。
図2に示す電子写真感光体7Bにおいては、導電性基体4上に下引層1が設けられ、その上に、電荷輸送層3、電荷発生層2、及び保護層5が順次形成された構造を有するものである。電子写真感光体7Bにおいては、電荷輸送層3及び電荷発生層2により感光層が構成される。
図2に示す電子写真感光体7Bにおいては、導電性基体4上に下引層1が設けられ、その上に、電荷輸送層3、電荷発生層2、及び保護層5が順次形成された構造を有するものである。電子写真感光体7Bにおいては、電荷輸送層3及び電荷発生層2により感光層が構成される。
図3に示す電子写真感光体7Cは、電荷発生材料と電荷輸送材料とを同一の層(単層型感光層6)に含有するものである。図3に示す電子写真感光体7Cにおいては、導電性基体4上に下引層1が設けられ、その上に単層型感光層6が形成された構造を有するものである。
以下、代表例として図1に示す電子写真感光体7Aの各要素について説明する。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導電性基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、結着樹脂、金属酸化物粒子、及び電子受容性化合物を含む。
下引層は、結着樹脂、金属酸化物粒子、及び電子受容性化合物を含む。
下引層に用いる結着樹脂について説明する。
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、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。
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種の樹脂と架橋剤との反応により得られる架橋樹脂が好適である。
架橋剤と反応性基を有する電子受容性化合物とが反応し、電子受容性化合物が固定化され易くなり、繰り返し画像を形成したときに生じる画像濃度の変動が抑制され易くなる。
架橋剤と反応性基を有する電子受容性化合物とが反応し、電子受容性化合物が固定化され易くなり、繰り返し画像を形成したときに生じる画像濃度の変動が抑制され易くなる。
具体的には、特に、電子受容性化合物がOH基を有する場合、末端基にOH基を持つ又は樹脂原料にOH基を持つ樹脂(ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニル樹脂、ガゼイン、フェノール樹脂等からなる群から選択される少なくとも1種)と、OH基と反応する反応性基を持つ硬化剤(イソシアネート化合物、フェノール化合物、メラニン等からなる群から選択される少なくとも1種)との反応により得られる架橋樹脂が好ましい。
なお、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。
次に、金属酸化物粒子について説明する。
金属酸化物粒子としては、例えば、粉体抵抗(体積抵抗率)102Ωcm以上1011Ωcm以下の金属酸化物粒子が挙げられる。
これらの中でも、金属酸化物粒子としては、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が挙げられる。これらの中でも、金属酸化物粒子としては、酸化亜鉛粒子、及び酸化チタン粒子からなる群から選択される少なくとも一種が好ましく、特に、酸化亜鉛粒子が好ましい。
なお、金属酸化物粒子は1種単種で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
金属酸化物粒子としては、例えば、粉体抵抗(体積抵抗率)102Ωcm以上1011Ωcm以下の金属酸化物粒子が挙げられる。
これらの中でも、金属酸化物粒子としては、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が挙げられる。これらの中でも、金属酸化物粒子としては、酸化亜鉛粒子、及び酸化チタン粒子からなる群から選択される少なくとも一種が好ましく、特に、酸化亜鉛粒子が好ましい。
なお、金属酸化物粒子は1種単種で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
金属酸化物粒子の平均一次粒子径は、500nm以下がよく、具体的には、20nm以上200nm以下が好ましく、30nm以上150nm以下がより好ましく、30nm以上100nm以下が更に好ましい。
金属酸化物粒子の一次粒子100個をSEM(Scanning Electron Microscope)装置により観察する。観察したSEM画像における一次粒子の画像解析によって粒子ごとの最長径、最短径を測定し、この中間値から球相当径を測定する。得られた球相当径の個数基準の累積頻度における50%径(D50p)を、金属酸化物粒子の平均一次粒径とする。
金属酸化物粒子のBET法による比表面積は、例えば、10m2/g以上がよい。
金属酸化物粒子の含有量は、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。
金属酸化物粒子は、表面処理が施されていることがよい。
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い。
カップリング剤の残基と反応性基を有する電子受容性化合物とが反応し、電子受容性化合物が固定化され易くなり、繰り返し画像を形成したときに生じる画像濃度の変動が抑制され易くなる。
具体的には、特に、電子受容性化合物がOH基を有する場合、アミノ基を有する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より好ましい。
具体的には、特に、電子受容性化合物がOH基を有する場合、アミノ基を有する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より好ましい。
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、金属酸化物粒子に対して0.5質量%以上10質量%以下が好ましい。
次に、電子受容性化合物について説明する。
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。
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。
これらの中でも、電子受容性化合物としては、アントラキノン系電子受容性化合物が好ましい。
アントラキノン系電子受容性化合物は、アントラキノン骨格を有する電子受容性化合物である。アントラキノン系電子受容性化合物は、アントラキノン骨格に置換基(例えば、水酸基、アミノ基等)を有する化合物であってもよい。
アントラキノン系電子受容性化合物は、アントラキノン骨格を有する電子受容性化合物である。アントラキノン系電子受容性化合物は、アントラキノン骨格に置換基(例えば、水酸基、アミノ基等)を有する化合物であってもよい。
一方で、電子受容性化合物は、反応性基(特にOH基)を有する電子受容性化合物が好ましい。結着樹脂の架橋剤およびカップリング剤の残基と反応性基を有する電子受容性化合物とが反応し、電子受容性化合物が固定化され易くなり、繰り返し画像を形成したときに生じる画像濃度の変動が抑制され易くなる。
よって、電子受容性化合物は、反応性基(特にOH基)を有するアントラキノン系電子受容性化合物が好ましい。反応性基(特にOH基)を持つアントラキノン系電子受容性化合物は、アントラキノン骨格のうちの芳香環の水素原子の少なくとも一つが反応性基(特にOH基)で置換された化合物である。
具体的には、反応性基(特にOH基)を持つアントラキノン系電子受容性化合物は、下記一般式(1)で表される化合物、下記一般式(2)で表される化合物等が好ましく、下記一般式(1A)で表される化合物がより好ましい。
一般式(1)中、n1及n2は、各々独立に0以上4以下の整数を表す。但し、n1及n2の少なくとも一方は、各々独立に1以上4以下の整数を表す(つまり、n1およびn2が同時に0を表さない)。m1及びm2は、各々独立に0又は1の整数を示す。R1及びR2は、各々独立に炭素数1以上10以下のアルキル基、炭素数1以上10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す。
一般式(2)中、n1、n2、n3、及びn4は、各々独立に0以上3以下の整数を表す。m1及びm2は、各々独立に0又は1の整数を示す。n1及n2の少なくとも一方は、各々独立に1以上3以下の整数を表す(つまり、n1及n2が同時に0を表さない)。n3及n4の少なくとも一方は、各々独立に1以上3以下の整数を表す(つまり、n3及n4が同時に0を表さない)。rは、2以上10以下の整数を示す。R1及びR2は、各々独立に炭素数1以上10以下のアルキル基、炭素数1以上10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す。
ここで、一般式(1)及び(2)中、R1及びR2が表す炭素数1以上10以下のアルキル基としては、直鎖状、又は分岐状のいずれでもよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。炭素数1以上10以下のアルキル基としては、好ましくは1以上8以下のアルキル基、より好ましくは1以上6以下のアルキル基である。
R1及びR2が表す炭素数1以上10以下のアルコキシ基としては、直鎖状、または分岐状のいずれでもよく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、オクトキシ基等が挙げられる。炭素数1以上10以下のアルコキシ基としては、好ましくは炭素数1以上8以下のアルコキシ基、より好ましくは炭素数1以上6以下のアルコキシ基である。
一般式(1)及び(2)中、R1及びR2が表す炭素数6以上30以下のアリール基としては、例えば、フェニル基;アルキルベンゼンから水素原子が1個外れた基(ベンジル基、トリル基、キシリル基、メチシル基等);ナフチル基;ナフタレンのアルキル基置換体から水素原子が1個外れた基;が挙げられる。
なお、アリール基は、置換基を有していてもよい。アリール基に置換する置換基としては、例えば、炭素数1以上6以下のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基等)、上記炭素数6以上30以下のアリール基、上記炭素数1以上10以下のアルコキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシ基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基が挙げられる。
R1及びR2が表す炭素数1以上10以下のアルコキシ基としては、直鎖状、または分岐状のいずれでもよく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、オクトキシ基等が挙げられる。炭素数1以上10以下のアルコキシ基としては、好ましくは炭素数1以上8以下のアルコキシ基、より好ましくは炭素数1以上6以下のアルコキシ基である。
一般式(1)及び(2)中、R1及びR2が表す炭素数6以上30以下のアリール基としては、例えば、フェニル基;アルキルベンゼンから水素原子が1個外れた基(ベンジル基、トリル基、キシリル基、メチシル基等);ナフチル基;ナフタレンのアルキル基置換体から水素原子が1個外れた基;が挙げられる。
なお、アリール基は、置換基を有していてもよい。アリール基に置換する置換基としては、例えば、炭素数1以上6以下のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基等)、上記炭素数6以上30以下のアリール基、上記炭素数1以上10以下のアルコキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシ基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基が挙げられる。
一般式(1A)中、R11は、水素原子、炭素数1以上10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す。nは1以上7以下の整数を表す。
一般式(1A)中、R11が表す炭素数1以上10以下のアルコキシ基としては、一般式(1)中におけるR1及びR2が表す炭素数1以上10以下のアルコキシ基と同義であり、好ましい範囲も同様である。
一般式(1A)中、R11が表す炭素数6以上30以下のアリール基としては、一般式(1)中におけるR1及びR2が表す炭素数6以上30以下のアリール基と同義であり、好ましい範囲も同様である。
一般式(1A)中、nとしては、好ましくは1以上7以下の整数、より好ましくは2以上5以下の整数である。
一般式(1A)中、R11が表す炭素数6以上30以下のアリール基としては、一般式(1)中におけるR1及びR2が表す炭素数6以上30以下のアリール基と同義であり、好ましい範囲も同様である。
一般式(1A)中、nとしては、好ましくは1以上7以下の整数、より好ましくは2以上5以下の整数である。
ここで、電子受容性化合物の具体的を以下に示す。但し、これらに限定されるものではない。
なお、下記の化合物の具体例において、「例示化合物」と称し、例えば、下記(1−1)の化合物であれば「例示化合物(1−1)」と称す。
また、下記例示化合物中、「Me」はメチル基、「Et」はエチル基、「Bu」はn−ブチル基、「C5H11」はn−ペンチル基、「C6H13」はn−ヘキシル基、「C7H15」はn−ヘプチル基、「C8H17」はn−オクチル基、「C9H19」はn−ノニル基、「C10H21」はn−デシル基を表す。
なお、下記の化合物の具体例において、「例示化合物」と称し、例えば、下記(1−1)の化合物であれば「例示化合物(1−1)」と称す。
また、下記例示化合物中、「Me」はメチル基、「Et」はエチル基、「Bu」はn−ブチル基、「C5H11」はn−ペンチル基、「C6H13」はn−ヘキシル基、「C7H15」はn−ヘプチル基、「C8H17」はn−オクチル基、「C9H19」はn−ノニル基、「C10H21」はn−デシル基を表す。
電子受容性化合物の含有量は、例えば、金属酸化物粒子に対して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金属酸化物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金属酸化物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1/2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。
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。
下引層の形成は、上述のような操作により反射率RLを満たすように調整すれば、特に制限されないが、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金属酸化物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5μm以上、より好ましくは10μm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。
(電荷発生層)
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。
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。
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。
450nm以上780nm以下に発光の中心波長があるLED,有機ELイメージアレー等の非干渉性光源を用いる場合にも、上記電荷発生材料を用いてもよいが、解像度の観点より、感光層を20μm以下の薄膜で用いるときには、感光層中の電界強度が高くなり、基体からの電荷注入による帯電低下、いわゆる黒点と呼ばれる画像欠陥を生じやすくなる。これは、三方晶系セレン、フタロシアニン顔料等のp−型半導体で暗電流を生じやすい電荷発生材料を用いたときに顕著となる。
これに対し、電荷発生材料として、縮環芳香族顔料、ペリレン顔料、アゾ顔料等のn−型半導体を用いた場合、暗電流を生じ難く、薄膜にしても黒点と呼ばれる画像欠陥を抑制し得る。n−型の電荷発生材料としては、例えば、特開2012−155282号公報の段落[0288]〜[0291]に記載された化合物(CG−1)〜(CG−27)が挙げられるがこれに限られるものではない。
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。
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。
電荷発生層に用いる結着樹脂としては、広範な絶縁性樹脂から選択され、また、結着樹脂としては、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン、ポリシラン等の有機光導電性ポリマーから選択してもよい。
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。
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、電荷発生材料と結着樹脂の配合比は、質量比で10:1から1:10までの範囲内であることが好ましい。
電荷発生層には、その他、周知の添加剤が含まれていてもよい。
電荷発生層の形成は、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電荷発生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。なお、電荷発生層の形成は、電荷発生材料の蒸着により行ってもよい。電荷発生層の蒸着による形成は、特に、電荷発生材料として縮環芳香族顔料、ペリレン顔料を利用する場合に好適である。
電荷発生層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、メタノール、エタノール、n−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、トルエン等が挙げられる。これら溶剤は、1種を単独で又は2種以上を混合して用いる。
電荷発生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、例えば、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、例えば、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等が挙げられる。
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。
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。
電荷発生層形成用塗布液を下引層上(又は中間層上)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。
電荷発生層の膜厚は、例えば、好ましくは0.1μm以上5.0μm以下、より好ましくは0.2μm以上2.0μm以下の範囲内に設定される。
(電荷輸送層)
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。電荷輸送層は、高分子電荷輸送材料を含む層であってもよい。
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。電荷輸送層は、高分子電荷輸送材料を含む層であってもよい。
電荷輸送材料としては、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。電荷輸送材料としては、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正孔輸送性化合物も挙げられる。これらの電荷輸送材料は1種を単独で又は2種以上で用いられるが、これらに限定されるものではない。
電荷輸送材料としては、電荷移動度の観点から、下記構造式(a−1)で示されるトリアリールアミン誘導体、及び下記構造式(a−2)で示されるベンジジン誘導体が好ましい。
構造式(a−1)中、ArT1、ArT2、及びArT3は、各々独立に置換若しくは無置換のアリール基、−C6H4−C(RT4)=C(RT5)(RT6)、又は−C6H4−CH=CH−CH=C(RT7)(RT8)を示す。RT4、RT5、RT6、RT7、及びRT8は各々独立に水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を示す。
上記各基の置換基としては、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が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、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も挙げられる。
上記各基の置換基としては、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が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、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も挙げられる。
構造式(a−2)中、RT91及びRT92は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、又は炭素数1以上5以下のアルコキシ基を示す。RT101、RT102、RT111及びRT112は各々独立に、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、置換若しくは無置換のアリール基、−C(RT12)=C(RT13)(RT14)、又は−CH=CH−CH=C(RT15)(RT16)を示し、RT12、RT13、RT14、RT15及びRT16は各々独立に水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を表す。Tm1、Tm2、Tn1及びTn2は各々独立に0以上2以下の整数を示す。
上記各基の置換基としては、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が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、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も挙げられる。
上記各基の置換基としては、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が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、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も挙げられる。
ここで、構造式(a−1)で示されるトリアリールアミン誘導体、及び前記構造式(a−2)で示されるベンジジン誘導体のうち、特に、「−C6H4−CH=CH−CH=C(RT7)(RT8)」を有するトリアリールアミン誘導体、及び「−CH=CH−CH=C(RT15)(RT16)」を有するベンジジン誘導体が、電荷移動度の観点で好ましい。
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は特に好ましい。なお、高分子電荷輸送材料は、単独で使用してよいが、結着樹脂と併用してもよい。
電荷輸送層に用いる結着樹脂は、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。これらの中でも、結着樹脂としては、ポリカーボネート樹脂又はポリアリレート樹脂が好適である。これらの結着樹脂は1種を単独で又は2種以上で用いる。
なお、電荷輸送材料と結着樹脂との配合比は、質量比で10:1から1:5までが好ましい。
なお、電荷輸送材料と結着樹脂との配合比は、質量比で10:1から1:5までが好ましい。
電荷輸送層には、その他、周知の添加剤が含まれていてもよい。
電荷輸送層の形成は、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電荷輸送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。
電荷輸送層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、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又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、単独で又は2種以上混合して用いる。
電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層の上に塗布する際の塗布方法としては、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。
電荷輸送層の膜厚は、例えば、好ましくは5μm以上50μm以下、より好ましくは10μm以上30μm以下の範囲内に設定される。
(保護層)
保護層は、必要に応じて感光層上に設けられる。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さらに改善する目的で設けられる。
そのため、保護層は、硬化膜(架橋膜)で構成された層を適用することがよい。これら層としては、例えば、下記1)又は2)に示す層が挙げられる。
保護層は、必要に応じて感光層上に設けられる。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さらに改善する目的で設けられる。
そのため、保護層は、硬化膜(架橋膜)で構成された層を適用することがよい。これら層としては、例えば、下記1)又は2)に示す層が挙げられる。
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)
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)
反応性基含有電荷輸送材料の反応性基としては、連鎖重合性基、エポキシ基、−OH、−OR[但し、Rはアルキル基を示す]、−NH2、−SH、−COOH、−SiRQ1 3−Qn(ORQ2)Qn[但し、RQ1は水素原子、アルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を表し、RQ2は水素原子、アルキル基、トリアルキルシリル基を表す。Qnは1〜3の整数を表す]等の周知の反応性基が挙げられる。
連鎖重合性基としては、ラジカル重合しうる官能基であれば特に限定されるものではなく、例えば、少なくとも炭素二重結合を含有する基を有する官能基である。具体的には、ビニル基、ビニルエーテル基、ビニルチオエーテル基、スチリル基(ビニルフェニル基)、アクリロイル基、メタクリロイル基、及びそれらの誘導体から選択される少なくとも一つを含有する基等が挙げられる。なかでも、その反応性に優れることから、連鎖重合性基としては、ビニル基、スチリル基(ビニルフェニル基)、アクリロイル基、メタクリロイル基、及びそれらの誘導体から選択される少なくとも一つを含有する基であることが好ましい。
反応性基含有電荷輸送材料の電荷輸送性骨格としては、電子写真感光体における公知の構造であれば特に限定されるものではなく、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、ヒドラゾン系化合物等の含窒素の正孔輸送性化合物に由来する骨格であって、窒素原子と共役している構造が挙げられる。これらの中でも、トリアリールアミン骨格が好ましい。
これら反応性基及び電荷輸送性骨格を有する反応性基含有電荷輸送材料、非反応性の電荷輸送材料、反応性基含有非電荷輸送材料は、周知の材料から選択すればよい。
保護層には、その他、周知の添加剤が含まれていてもよい。
保護層の形成は、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保護層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱等の硬化処理することで行う。
保護層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテル等のセロソルブ系溶剤;イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール系溶剤等が挙げられる。これら溶剤は、単独で又は2種以上混合して用いる。
なお、保護層形成用塗布液は、無溶剤の塗布液であってもよい。
なお、保護層形成用塗布液は、無溶剤の塗布液であってもよい。
保護層形成用塗布液を感光層(例えば電荷輸送層)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、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
保護層の膜厚は、例えば、好ましくは1μm以上20μm以下、より好ましくは2μm以上10μm以下の範囲内に設定される。
(単層型感光層)
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。なお、これら材料は、電荷発生層及び電荷輸送層で説明した材料と同様である。
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10質量%以上85質量%以下がよく、好ましくは20質量%以上50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。
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。なお、これら材料は、電荷発生層及び電荷輸送層で説明した材料と同様である。
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10質量%以上85質量%以下がよく、好ましくは20質量%以上50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。
[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、帯電前に電子写真感光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。
ただし、トナー像の転写後(つまり電子写真感光体の表面に形成されたトナー像が転写手段によって転写された後)、帯電前(つまり電子写真感光体の表面が帯電手段によって帯電される前)に、電子写真感光体の表面を除電する除電手段を備えない場合、特に、感光層と下引層との界面で電荷が蓄積し、ゴーストが生じやすい。しかし、本実施形態に係る電子写真感光体を適用することで、除電手段を備えない場合であっても、ゴーストの発生が抑制されやすくなる。
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、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着脱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4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4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4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4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4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5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5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5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、上記構成に限られず、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、実施例により本実施形態を詳細に説明するが、本実施形態は、これら実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」はすべて質量基準である。
<実施例1>
〔下引層の形成〕
金属酸化物粒子として酸化亜鉛粒子(商品名:MZ−300、テイカ社製、平均一次粒子径=35nm):100質量部、シランカップリング剤として、N−β(アミノエチル)γ−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: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時間焼き付け表面処理を行った。
〔下引層の形成〕
金属酸化物粒子として酸化亜鉛粒子(商品名:MZ−300、テイカ社製、平均一次粒子径=35nm):100質量部、シランカップリング剤として、N−β(アミノエチル)γ−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: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時間焼き付け表面処理を行った。
表面処理した酸化亜鉛: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、電子受容性化合物として式(EK)で表されるアントラキノン系電子受容性化合物: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シリコーンオイル(商品名:SH29PA、東レダウコーニングシリコーン社製):0.01質量部を添加し、サンドミルにて3時間の分散を行い、下引層形成用塗布液を得た。
得られた下引層形成用塗布液を用いて、浸漬塗布法にて直径30mm、長さ340mm、肉厚1.0mmのアルミニウム基材上に塗布し、200℃、30分の乾燥硬化を行い、厚さ23.5μmの下引層を得た。
〔電荷発生層の形成〕
次に、電荷発生材料としてヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料:18質量部、結着樹脂として塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂(商品名:VMCH、日本ユニカー社製):16質量部、及びn−酢酸ブチル:100質量部からなる混合物を、容量100mLガラス瓶中に1.0mmφガラスビーズを充填率50%とともに入れてペイントシェーカーにより2.5時間分散処理し、電荷発生層用塗布液を得た。得られた塗布液を、下引層上に浸漬塗布し、100℃で5分間乾燥して、膜厚0.20μmの電荷発生層を形成した。
次に、電荷発生材料としてヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料:18質量部、結着樹脂として塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂(商品名:VMCH、日本ユニカー社製):16質量部、及びn−酢酸ブチル:100質量部からなる混合物を、容量100mLガラス瓶中に1.0mmφガラスビーズを充填率50%とともに入れてペイントシェーカーにより2.5時間分散処理し、電荷発生層用塗布液を得た。得られた塗布液を、下引層上に浸漬塗布し、100℃で5分間乾燥して、膜厚0.20μmの電荷発生層を形成した。
〔電荷輸送層の形成〕
次に、下記式(CT1)で表される化合物:2質量部、下記式(CT2)で表される化合物:2質量部、及び下記式(PC1)で表されるポリカーボネート共重合樹脂(分子量4万)6質量部を、テトラヒドロフラン60重量部を加えて溶解して、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、150℃、30分の乾燥を行うことにより膜厚24μmの電荷輸送層を形成した。
次に、下記式(CT1)で表される化合物:2質量部、下記式(CT2)で表される化合物:2質量部、及び下記式(PC1)で表されるポリカーボネート共重合樹脂(分子量4万)6質量部を、テトラヒドロフラン60重量部を加えて溶解して、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、150℃、30分の乾燥を行うことにより膜厚24μmの電荷輸送層を形成した。
以上の工程を経て、実施例1の電子写真感光体を得た。
<実施例2〜6、比較例1〜4>
表1の条件に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜6および比較例1〜4の電子写真感光体を得た。
表1の条件に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜6および比較例1〜4の電子写真感光体を得た。
<評価>
得られた電子写真感光体について、次の評価を実施した。
得られた電子写真感光体について、次の評価を実施した。
(電子受容性化合物の溶出量)
下引層における「電子受容性化合物の溶出量」を既述の方法に従って測定した。
下引層における「電子受容性化合物の溶出量」を既述の方法に従って測定した。
(電荷発生層への電子受容性化合物の混入)
電荷発生層への電子受容性化合物の混入について、次の通り評価した。
感光体から電荷発生層の一部を採取し、酢酸ブチルおよびメソイソブチルケトンの質量比7:3の混合溶媒(液温22℃(室温))中に、採取した測定試料を浸漬した後、混合溶媒と測定試料とを分離した。なお、浸漬時間は5分とする。次に、得られた混合溶媒を用いて、日立社製、紫外可視分光光度計U−4100形により、紫外・可視光領域の吸収スペクトル(UV−VIS)を測定する。そして、あらかじめ混合溶媒に種々の電子受容物質を種々の濃度で溶解させ作成した検量線から、混合溶媒中に溶出した電子受容性物質の溶出量を算出した。そして、電子受容性物質の溶出量を電荷発生層への電子受容性化合物の混入量として、次の基準で評価した。
−評価基準−
A(○) : 電子受容性物質の溶出量が1.0×10−5 (g)以下
NG(×): 電子受容性物質の溶出量が1.0×10−5 (g)超え
電荷発生層への電子受容性化合物の混入について、次の通り評価した。
感光体から電荷発生層の一部を採取し、酢酸ブチルおよびメソイソブチルケトンの質量比7:3の混合溶媒(液温22℃(室温))中に、採取した測定試料を浸漬した後、混合溶媒と測定試料とを分離した。なお、浸漬時間は5分とする。次に、得られた混合溶媒を用いて、日立社製、紫外可視分光光度計U−4100形により、紫外・可視光領域の吸収スペクトル(UV−VIS)を測定する。そして、あらかじめ混合溶媒に種々の電子受容物質を種々の濃度で溶解させ作成した検量線から、混合溶媒中に溶出した電子受容性物質の溶出量を算出した。そして、電子受容性物質の溶出量を電荷発生層への電子受容性化合物の混入量として、次の基準で評価した。
−評価基準−
A(○) : 電子受容性物質の溶出量が1.0×10−5 (g)以下
NG(×): 電子受容性物質の溶出量が1.0×10−5 (g)超え
(電気特性)
電子写真感光体について、次の通り評価した。
まず、各実施例及び各比較例で得られた電子写真感光体の表面を、スコロトロン帯電器により−700Vに負帯電させた。次に、負帯電した電子写真感光体に対し、露光用の光(光源:半導体レーザ、波長780nm、出力5mW)を照射して除電を行い、単位光量当りの電位減衰率(V・m2/mJ)から、4mJ/m2相当の光量のときの感光体表面電位を評価した。そして、次の基準で評価した。
なお、電気特性は、初期(10枚出力後)と、経時(1000枚出力後)との双方で実施した。
−評価基準−
A(○) : 初期と経時での電位差が5V未満。
B(△) : 初期と経時での電位差が5V以上15V未満。
NG(×): 初期と経時での電位差が5V以上15V以上。
電子写真感光体について、次の通り評価した。
まず、各実施例及び各比較例で得られた電子写真感光体の表面を、スコロトロン帯電器により−700Vに負帯電させた。次に、負帯電した電子写真感光体に対し、露光用の光(光源:半導体レーザ、波長780nm、出力5mW)を照射して除電を行い、単位光量当りの電位減衰率(V・m2/mJ)から、4mJ/m2相当の光量のときの感光体表面電位を評価した。そして、次の基準で評価した。
なお、電気特性は、初期(10枚出力後)と、経時(1000枚出力後)との双方で実施した。
−評価基準−
A(○) : 初期と経時での電位差が5V未満。
B(△) : 初期と経時での電位差が5V以上15V未満。
NG(×): 初期と経時での電位差が5V以上15V以上。
(濃度諧調性)
各例で得られた電子写真感光体を、画像形成装置(富士ゼロックス社製:プリンター DocuPrint CP210 dw)に搭載した。
この装置により、画像密度10%〜90%の範囲で10%刻みのハーフトーン画像をA3に1000枚出力した。そして、10枚目(初期)と1000枚目(経時)との画像の濃度諧調性について、下記基準で階調性の評価を行った。なお、画像濃度は、X−Rite社製、X−Rite404を用いて測定を行った。
−評価基準−
A(○) :狙い画像濃度と形成された実際の画像濃度の差が5%未満
B(△) :狙い画像濃度と形成された実際の画像濃度の差が5%以上10%未満
NG(×):狙い画像濃度とプリントされた実際の画像濃度の差が10%以上
各例で得られた電子写真感光体を、画像形成装置(富士ゼロックス社製:プリンター DocuPrint CP210 dw)に搭載した。
この装置により、画像密度10%〜90%の範囲で10%刻みのハーフトーン画像をA3に1000枚出力した。そして、10枚目(初期)と1000枚目(経時)との画像の濃度諧調性について、下記基準で階調性の評価を行った。なお、画像濃度は、X−Rite社製、X−Rite404を用いて測定を行った。
−評価基準−
A(○) :狙い画像濃度と形成された実際の画像濃度の差が5%未満
B(△) :狙い画像濃度と形成された実際の画像濃度の差が5%以上10%未満
NG(×):狙い画像濃度とプリントされた実際の画像濃度の差が10%以上
各例の詳細を表1に一覧にして示す。なお、表1中の略称等の詳細は、次の通りである。
・HK:式(EK)で表されるアントラキノン系電子受容性化合物
・HA:式(EA)で表されるアントラキノン系電子受容性化合物
・HA:式(EA)で表されるアントラキノン系電子受容性化合物
上記結果から、本実施例の電子写真感光体は、比較例の電子写真感光体に比べ、初期から経時にかけて、電気特性、及び濃度諧調性が良好であり、繰り返し画像を形成したときに生じる画像濃度の変動が抑制されることがわかる。
また、本実施例の電子写真感光体は、比較例2、4の電子写真感光体に比べ、画像形成初期からの濃度諧調性が良好であり、画像形成初期において、目的とする画像濃度が得られ易いのがわかる。
また、本実施例の電子写真感光体は、電荷発生層への電子受容性化合物の混入が少ないこともわかる。
また、本実施例の電子写真感光体は、比較例2、4の電子写真感光体に比べ、画像形成初期からの濃度諧調性が良好であり、画像形成初期において、目的とする画像濃度が得られ易いのがわかる。
また、本実施例の電子写真感光体は、電荷発生層への電子受容性化合物の混入が少ないこともわかる。
1 下引層、2 電荷発生層、3 電荷輸送層、4 導電性基体、6 単層型感光層、7 電子写真感光体、8 帯電装置、9 露光装置、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 (10)
- 導電性基体と、
前記導電性基体上に設けられた下引層であって、結着樹脂、金属酸化物粒子、及び電子受容性化合物を含み、酢酸ブチル及びメチルイソブチルケトンの質量比7:3の混合溶媒に浸漬したとき、下引層1g当たりの前記電子受容性化合物の溶出量が1×10−7g以上1×10−5g以下である下引層と、
前記下引層上に設けられた感光層と、
を有する電子写真感光体。 - 前記電子受容性化合物が、反応性基を有する電子受容性化合物である請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記反応性基を有する電子受容性化合物が、OH基を有する電子受容性化合物である請求項2に記載の電子写真感光体。
- 前記OH基を有する電子受容性化合物が、下記一般式(1A)で表される電子受容性化合物である請求項3に記載の電子写真感光体。
(一般式(1A)中、R11は、水素原子、炭素数1以上10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す。nは1以上7以下の整数を表す。) - 前記金属酸化物粒子が、アミノ基を有するカップリング剤で表面処理された金属酸化物粒子である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記カップリング剤で表面処理された金属酸化物粒子が、酸化亜鉛粒子である請求項5に記載の電子写真感光体。
- 前記結着樹脂が、架橋樹脂である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記架橋樹脂が、ポリウレタン樹脂である請求項7に記載の電子写真感光体。
- 請求項1〜請求項8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8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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-
2017
- 2017-09-27 JP JP2017186882A patent/JP2019061145A/ja active Pending
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