JP2023164042A - 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、及び電子写真装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高温高湿環境下での長期間の繰り返し使用における暗減衰の増大を抑制し、高画質画像の形成に資する電子写真感光体、並びに、前記電子写真感光体を備えたプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供する。【解決手段】支持体、第一の中間層、第二の中間層、及び感光層をこの順に有する電子写真感光体であって、前記第一の中間層は、結着樹脂と、カーボンブラックと、を含有し、前記第二の中間層は、結着樹脂と、特定のペリノン化合物と、を含有する電子写真感光体、並びに、前記電子写真感光体を備えたプロセスカートリッジ及び電子写真装置。【選択図】なし
Description
本発明は、電子写真感光体、前記電子写真感光体を備えたプロセスカートリッジ、及び、前記電子写真感光体を備えた電子写真装置に関する。
電子写真装置に搭載される電子写真感光体として、有機光導電性物質(電荷発生物質)を含有するものが広く使用されている。近年、電子写真装置の高速化や繰り返し使用時の画像濃度変動の抑制を目的として、電子写真感光体における繰り返し使用時の電位変動を抑制することが求められている。
繰り返し使用時の電位変動を抑制する技術として、電子写真感光体の下引き層に金属酸化物粒子を含有させる技術が知られている。しかしながら、電子写真感光体のリサイクルという観点においては、金属酸化物粒子を含有させない構成の方が有利である。そのため、有機物だけで支持体上の各層が構成された電子写真感光体が注目されている。
そのような層構成の電子写真感光体として、特許文献1では、カーボンブラックを含有させた中間層と、有機系の電子輸送性化合物を含有させた下引き層とを積層させる技術が開示されている。
しかしながら、カーボンブラックを含有させた中間層と、有機系の電子輸送性化合物を含有する下引き層とを積層した電子写真感光体では、以下に示すような改善の余地を有していた。すなわち、電子写真感光体にとって厳しい使用環境である高温高湿環境下において、長期間にわたって繰り返し使用をした場合に、暗減衰の増大による画質の低下が発生する場合があった。より具体的には、暗減衰の増大により、非画像部のかぶり現象、すなわち、帯電電位が低下した場所にトナーが現像される現象が発生する場合があり、更なる改善の余地を有していた。
本発明の目的は、高温高湿環境下での長期間の繰り返し使用における暗減衰の増大を抑制し、高画質画像の形成に資する電子写真感光体、上記電子写真感光体を備えたプロセスカートリッジ、及び上記電子写真感光体を備えた電子写真装置を提供することにある。
上記の目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明の一態様に係る電子写真感光体は、支持体、第一の中間層、第二の中間層、及び感光層をこの順に有する電子写真感光体であって、前記第一の中間層は、結着樹脂と、カーボンブラックと、を含有し、前記第二の中間層は、結着樹脂と、下記式(1)で示されるペリノン化合物及び下記式(2)で示されるペリノン化合物からなる群より選択される少なくとも一種のペリノン化合物と、を含有する、ことを特徴とする。
(式(1)中のR11~R18及び式(2)中のR21~R28は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のアリールオキシ基、又は、置換若しくは無置換のアルコキシカルボニル基を示す、あるいは、R11~R14、R15~R18、R21~R24、及びR25~R28の各群の中で、隣り合う基同士は連結して共同して環を形成してもよい。)
また、本発明の別の態様に係るプロセスカートリッジは、上記電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、及びクリーニング手段からなる群より選択される少なくとも1つの手段と、を一体に支持し、電子写真装置の本体に着脱自在である、ことを特徴とする。
また、本発明のさらに別の態様に係る電子写真装置は、上記電子写真感光体、並びに、帯電手段、露光手段、現像手段、及び転写手段を有する、ことを特徴とする。
本発明によれば、高温高湿環境下での長期間の繰り返し使用における暗減衰の増大を抑制し、高画質化画像の形成に資する電子写真感光体を提供することができる。また、本発明によれば、上記電子写真感光体を備えたプロセスカートリッジ及び上記電子写真感光体を備えた電子写真装置を提供することができる。
本発明に係る電子写真感光体は、支持体、第一の中間層、第二の中間層、及び感光層をこの順に有する。上記第一の中間層は、結着樹脂と、カーボンブラックと、を含有する。また、上記第二の中間層は、結着樹脂と、下記式(1)で示されるペリノン化合物及び下記式(2)で示されるペリノン化合物からなる群より選択される少なくとも一種のペリノン化合物と、を含有する。
(式(1)中のR11~R18及び式(2)中のR21~R28は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のアリールオキシ基、又は、置換若しくは無置換のアルコキシカルボニル基を示す、あるいは、R11~R14、R15~R18、R21~R24、及びR25~R28の各群の中で、隣り合う基同士は連結して共同して環を形成してもよい。)
本発明に係る電子写真感光体が上記課題を解決するメカニズムについて、本発明者らは、以下のように推測している。
暗減衰の一因となるホールに対するブロッキング性は、電子写真感光体を構成する層が含有する電子輸送性化合物やその他の含有物、結着樹脂等について工夫することでも、ある程度は向上させることができると推測される。しかしながら、それらの工夫だけでブロッキング性を向上させるには限度があり、さらなる改善を達成するためには、別の新たな着眼点での工夫が必要ではないかと考えられた。
暗減衰の一因となるホールに対するブロッキング性は、電子写真感光体を構成する層が含有する電子輸送性化合物やその他の含有物、結着樹脂等について工夫することでも、ある程度は向上させることができると推測される。しかしながら、それらの工夫だけでブロッキング性を向上させるには限度があり、さらなる改善を達成するためには、別の新たな着眼点での工夫が必要ではないかと考えられた。
そこで本発明者らは、1つの層についての工夫だけでなく、隣り合う2つの層の間の相互作用を工夫することによって、さらにブロッキング性の向上を図る、という新たな着眼点で検討を進めた。その結果、次の2つの中間層を積層させることで、ブロッキング性を大きく改善できることを見出した。2つの中間層のうち1つは、式(1)で示されるペリノン化合物及び式(2)で示されるペリノン化合物からなる群から選択される少なくとも1種のペリノン化合物を含有する中間層であり、もう1つは、カーボンブラックを含有する中間層である。
この理由は明確ではないが、上記2つの中間層の間の界面における、カーボンブラックからペリノン化合物に対するホールの授受が生じにくいためであると本発明者らは推測している。すなわち、中間層のバルクによるブロッキング性と、2つの中間層の間の界面におけるブロッキング性との両者の効果の重畳により、大きな改善効果が発現されたのではないか、と本発明者らは推測している。
また、中間層のバルクによるブロッキング性は、長期間の繰り返し使用によって変化しやすく、暗減衰が増大する一因となるのに対し、2つの中間層の間の界面での相互作用によるブロッキング性は、長期間の繰り返し使用でほとんど変化しないことがわかった。このため、長期間の繰り返し使用においても、暗減衰の増大を十分に抑制し、高画質な画像の形成に資することができる電子写真感光体を得ることができた、と本発明者らは推測している。
以下に、本発明に係る実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
[電子写真感光体]
本発明に係る電子写真感光体は、支持体、第一の中間層、第二の中間層、及び感光層をこの順に有する。
図1は、本発明に係る電子写真感光体の層構成の一例を示す図である。
図1に示す電子写真感光体の層構成の例では、支持体101上に、第一の中間層102、第二の中間層103、電荷発生層104、電荷輸送層105、及び保護層106がこの順に積層されている。電荷発生層104と、電荷輸送層105とを併せて感光層107と呼ぶ。
以下、支持体及び各層について説明する。
[電子写真感光体]
本発明に係る電子写真感光体は、支持体、第一の中間層、第二の中間層、及び感光層をこの順に有する。
図1は、本発明に係る電子写真感光体の層構成の一例を示す図である。
図1に示す電子写真感光体の層構成の例では、支持体101上に、第一の中間層102、第二の中間層103、電荷発生層104、電荷輸送層105、及び保護層106がこの順に積層されている。電荷発生層104と、電荷輸送層105とを併せて感光層107と呼ぶ。
以下、支持体及び各層について説明する。
<支持体>
支持体としては、導電性を有するもの(導電性支持体)が好ましく、例えば、アルミニウム、鉄、銅、金、ステンレス鋼、及びニッケル等の金属製の支持体や、金属あるいは絶縁物の表面に導電性皮膜を設けてなる支持体等が挙げられる。絶縁物としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、及びポリイミド樹脂等のプラスチック、ガラス、並びに紙等が挙げられる。また、導電性皮膜としては、アルミニウム、クロム、銀、及び金等の金属薄膜;酸化インジウム、酸化スズ、及び酸化亜鉛等の導電性材料薄膜;並びに銀ナノワイヤーを含有する導電性インクの薄膜等が挙げられる。
支持体としては、導電性を有するもの(導電性支持体)が好ましく、例えば、アルミニウム、鉄、銅、金、ステンレス鋼、及びニッケル等の金属製の支持体や、金属あるいは絶縁物の表面に導電性皮膜を設けてなる支持体等が挙げられる。絶縁物としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、及びポリイミド樹脂等のプラスチック、ガラス、並びに紙等が挙げられる。また、導電性皮膜としては、アルミニウム、クロム、銀、及び金等の金属薄膜;酸化インジウム、酸化スズ、及び酸化亜鉛等の導電性材料薄膜;並びに銀ナノワイヤーを含有する導電性インクの薄膜等が挙げられる。
また、支持体の形状としては、例えば、円筒状及びフィルム状等が挙げられる。これらの中でも、円筒状のアルミニウム製の支持体が、機械強度、電子写真特性及びコストの点で優れている。また、素管のまま支持体として用いてもよいが、電気的特性の改善や干渉縞の抑制のため素管の表面に対して切削、ホーニング、及びブラスト処理等の物理処理、陽極酸化処理、並びに酸等を用いた化学処理等を施したものを支持体として用いても良い。
<第一の中間層>
本発明に係る電子写真感光体は、支持体の上に、第一の中間層を有する。電子写真感光体が支持体上に第一の中間層を有することで、支持体表面の傷や凹凸を隠蔽することや、支持体表面における光の反射を制御することができる。
第一の中間層は、カーボンブラックと、結着樹脂と、を含有する。
本発明に係る電子写真感光体は、支持体の上に、第一の中間層を有する。電子写真感光体が支持体上に第一の中間層を有することで、支持体表面の傷や凹凸を隠蔽することや、支持体表面における光の反射を制御することができる。
第一の中間層は、カーボンブラックと、結着樹脂と、を含有する。
カーボンブラックのDBP吸油量は45cm3/100g以下であることが好ましく、40cm3/100g以下であることがより好ましい。
カーボンブラックが不純物を多く含む場合や、カーボンブラックがその表面に官能基を多く有する場合、結着樹脂とカーボンブラックとの界面での抵抗が大きくなる。そのため、第一の中間層として必要な体積抵抗値を達成するためには、カーボンブラックの充填量を多くする必要があるが、その結果、カーボンブラック同士が凝集しやすくなる。このことから、カーボンブラックの灰分は、0.1%以下であることが好ましく、0.05%以下であることがより好ましい。また、カーボンブラックのpHは、6.0以上であることが好ましく、9.0以上であることがより好ましい。
カーボンブラックの個数平均一次粒径(D1)は、200nm以上500nm以下であることが好ましい。
第一の中間層中の、カーボンブラックの含有量が、第一の中間層の全質量に対して0.5質量%以上30質量%以下であることが好ましい。そのような割合で含有することで、ホールのブロッキング性を向上させて、暗減衰の増大を抑制する効果がより発現されやすい。この理由は、第二の中間層との界面部における、ペリノン化合物との相互作用が好適に行われやすくなるためと本発明者らは推測している。
また第一の中間層がカーボンブラックを第一の中間層の全質量に対して30質量%以下の割合で含有することで、カーボンブラック粒子同士が接することを抑制することができる。これより、導電パスによる局所的な電界強度の集中を抑制でき、耐リーク性を維持することができる。
結着樹脂としては、ポリウレタン樹脂又はフェノール樹脂が好ましい。
また、第一の中間層は、シリコーンオイル及び樹脂粒子等をさらに含有してもよい。
また、第一の中間層は、シリコーンオイル及び樹脂粒子等をさらに含有してもよい。
第一の中間層の膜厚は、3.0μm以上50μm以下であることが好ましく、5.0μm以上40μm以下であることがより好ましく、10μm以上35μm以下であることが特に好ましい。
第一の中間層は、上述の各材料及び溶剤を含有する第一の中間層用塗布液を調製し、この塗膜を形成した後、乾燥させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、及び芳香族炭化水素系溶剤等が挙げられる。第一の中間層用塗布液中でカーボンブラックを分散させるための分散方法としては、ペイントシェーカー、サンドミル、ボールミル、及び液衝突型高速分散機を用いた方法が挙げられる。
第一の中間層の体積抵抗率は、105Ω・cm以上1012Ω・cm以下であることが好ましい。第一の中間層の体積抵抗率が1012Ω・cm以下であれば、画像形成時に電荷の流れが滞りにくく、残留電位が上昇しにくくなり、暗部電位及び明部電位の変動が生じにくくなる。一方、第一の中間層の体積抵抗率が105Ω・cm以上であれば、電子写真感光体の帯電時に第一の中間層中を局所的に流れる電荷の量を抑制することができ、リークが発生しにくくなる。
第一の中間層の体積抵抗率は、106Ω・cm以上1010Ω・cm以下であることがより好ましい。
<第二の中間層>
本発明に係る電子写真感光体は、第一の中間層の上に、第二の中間層を有する。電子写真感光体が第一の中間層の上に第二の中間層を有することで、層間の接着機能が高まり、電気特性が向上する。
第二の中間層は、ペリノン化合物と、結着樹脂と、を含有する。
本発明に係る電子写真感光体は、第一の中間層の上に、第二の中間層を有する。電子写真感光体が第一の中間層の上に第二の中間層を有することで、層間の接着機能が高まり、電気特性が向上する。
第二の中間層は、ペリノン化合物と、結着樹脂と、を含有する。
第二の中間層が含有するペリノン化合物は、下記式(1)で示されるペリノン化合物及び下記式(2)で示されるペリノン化合物からなる群から選択される少なくとも1種のペリノン化合物である。
(式(1)中のR11~R18及び式(2)中のR21~R28は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のアリールオキシ基、又は、置換若しくは無置換のアルコキシカルボニル基を示す、あるいは、R11~R14、R15~R18、R21~R24、及びR25~R28の各群の中で、隣り合う基同士は連結して共同して環を形成してもよい。)
式(1)及び式(2)において、アルキル基が有してもよい置換基としては、ハロゲン原子、アリール基、及びアルコキシカルボニル基が挙げられる。
また、アリール基が有してもよい置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、及びアルコキシカルボニル基が挙げられる。アリール基としては、炭素数6以上10以下のアリール基が好ましく、特にフェニル基が好ましい。
アリールオキシ基が有してもよい置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、及びアルコキシカルボニル基が挙げられる。アリールオキシ基としては、炭素数6以上10以下のアリールオキシ基が好ましく、特にフェニルオキシ基が好ましい。
アルコキシカルボニル基が有してもよい置換基としては、ハロゲン原子、アリール基が挙げられる。アルコキシカルボニル基としては、炭素数1以上10以下のアルコキシカルボニル基が好ましく、特にメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、及びプロポキシカルボニル基が好ましい。
R11~R14、R15~R18、R21~R24、及びR25~R28の各群の中で隣り合う基同士が連結して共同して環を形成している場合は、特に芳香環を形成しているとよく、芳香環としては、特に、ナフタレン環及びアントラセン環が好ましい。
アルキル基としては、主鎖の原子数が1以上10以下の直鎖若しくは分岐のアルキルであることが好ましい。特に、ホールのブロッキング性を改善し、暗減衰の増大を抑制する観点から、炭素数3以上10以下の分岐のアルキル基であることが好ましい。具体的には、第二の中間層は、ペリノン化合物として下記式(3)で示されるペリノン化合物及び下記式(4)で示されるペリノン化合物からなる群より選択される少なくとも一種のペリノン化合物を含有することが好ましい。
(式(3)中のR31及びR32、並びに、式(4)中のR41及びR42は、それぞれ独立に、炭素数3以上10以下の分岐のアルキル基を示す。)
さらに、第二の中間層は、ペリノン化合物として下記式(5)で示されるペリノン化合物及び下記式(6)で示されるペリノン化合物からなる群より選択される少なくとも一種のペリノン化合物を含有することがより好ましい。
(式(5)中のR51~R56及び式(6)中のR61~R66は、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、又はプロピル基を示す。)
以下に、第二の中間層が含有するペリノン化合物の具体例として、ペリノン化合物(1-1)~(1-17)及びペリノン化合物(2-1)~(2-17)の構造を示すが、本実施形態はこれに限定されるわけではない。
第二の中間層中の式(1)で示されるペリノン化合物及び式(2)で示されるペリノン化合物からなる群から選択される少なくとも1種のペリノン化合物は、第二の中間層の全質量に対して30質量%以上70質量%以下であることが好ましい。そのような割合で第二の中間層が上記ペリノン化合物を含有することで、ホールのブロッキング性を向上させて、暗減衰の増大を抑制する効果がより発現されやすい。この理由は、第一の中間層と第二の中間層との界面における、カーボンブラックとペリノン化合物との相互作用が好適に行われやすくなるためと本発明者らは推測している。
また、第二の中間層中の、第二の中間層の全質量に対するペリノン化合物の含有割合をX質量%とし、第一の中間層中の、第一の中間層の全質量に対するカーボンブラックの含有割合をY質量%としたとき、X/Yは2以上12以下であることが好ましい。そのような比率とすることで、ホールのブロッキング性を向上させて、暗減衰の増大を抑制する効果がより発現されやすい。この理由は、第一の中間層と第二の中間層との界面における、カーボンブラックとペリノン化合物との相互作用が好適に行われやすくなるためと本発明者らは推測している。
第二の中間層は、結着樹脂を含有する。また結着樹脂は、重合性官能基を有するモノマーを重合することで得られる硬化物であってもよい。
結着樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、アルキッド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリエチレンオキシド樹脂、ポリプロピレンオキシド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミド酸樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びセルロース樹脂等が挙げられる。
また、重合性官能基を有するモノマーが有する重合性官能基としては、例えば、イソシアネート基、ブロックイソシアネート基、メチロール基、アルキル化メチロール基、エポキシ基、金属アルコキシド基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、チオール基、カルボン酸無水物基、及び炭素-炭素二重結合基等が挙げられる。
第二の中間層は、電気特性を向上させる目的で、電子輸送物質等を、更に含有してもよい。
電子輸送物質としては、例えば、キノン化合物、イミド化合物、ベンズイミダゾール化合物、シクロペンタジエニリデン化合物、フルオレノン化合物、キサントン化合物、ベンゾフェノン化合物、シアノビニル化合物、ハロゲン化アリール化合物、シロール化合物、及び含ホウ素化合物等が挙げられる。電子輸送物質として、重合性官能基を有する電子輸送物質を用い、上述の重合性官能基を有するモノマーと共重合させることで、硬化膜として第二の中間層を形成してもよい。
電子輸送物質としては、例えば、キノン化合物、イミド化合物、ベンズイミダゾール化合物、シクロペンタジエニリデン化合物、フルオレノン化合物、キサントン化合物、ベンゾフェノン化合物、シアノビニル化合物、ハロゲン化アリール化合物、シロール化合物、及び含ホウ素化合物等が挙げられる。電子輸送物質として、重合性官能基を有する電子輸送物質を用い、上述の重合性官能基を有するモノマーと共重合させることで、硬化膜として第二の中間層を形成してもよい。
第二の中間層は、上記の各材料及び溶剤を含有する第二の中間層用塗布液を調製し、この塗膜を第一の中間層上に形成し、乾燥及び硬化の少なくともいずれかを行うことで形成することができる。
第二の中間層用塗布液に用いられる溶剤としては、例えば、アルコール、スルホキシド、ケトン、エーテル、エステル、脂肪族ハロゲン化炭化水素、及び芳香族化合物等の有機溶剤が挙げられる。中でも、本発明において好ましく用いられる溶剤は、アルコール系溶剤及びケトン系溶剤である。
第二の中間層用塗布液を調製するための分散方法としては、例えば、ホモジナイザー、超音波分散機、ボールミル、サンドミル、ロールミル、振動ミル、アトライター、及び液衝突型高速分散機を用いた方法が挙げられる。
第二の中間層の膜厚は、0.05μm以上50μm以下であることが好ましく、0.3μm以上25μm以下であることがより好ましい。
<感光層>
電子写真感光体の感光層は、(1)積層型感光層及び(2)単層型感光層のいずれであってもよい。(1)積層型感光層は、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、を厚さ方向へ順に配置した構成を有する感光層である。(2)単層型感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質とを1つの層に含有する感光層である。
電子写真感光体の感光層は、(1)積層型感光層及び(2)単層型感光層のいずれであってもよい。(1)積層型感光層は、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、を厚さ方向へ順に配置した構成を有する感光層である。(2)単層型感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質とを1つの層に含有する感光層である。
(1)積層型感光層
積層型感光層は、電荷発生層と、電荷輸送層とを有する。
積層型感光層は、電荷発生層と、電荷輸送層とを有する。
(1-1)電荷発生層
電荷発生層は、電荷発生物質と、樹脂と、を含有する。
電荷発生層は、電荷発生物質と、樹脂と、を含有する。
電荷発生物質としては、例えば、アゾ化合物、ペリレン化合物、多環キノン化合物、インジゴ化合物、及びフタロシアニン化合物等が挙げられる。これらの中でも、アゾ化合物及びフタロシアニン化合物が好ましい。フタロシアニン化合物の中でも、チタニルフタロシアニン化合物、クロロガリウムフタロシアニン化合物、及びヒドロキシガリウムフタロシアニン化合物がより好ましい。
電荷発生層中の電荷発生物質の含有量は、電荷発生層の全質量に対して、40質量%以上85質量%以下であることが好ましく、60質量%以上80質量%以下であることがより好ましい。
電荷発生層中の電荷発生物質の含有量は、電荷発生層の全質量に対して、40質量%以上85質量%以下であることが好ましく、60質量%以上80質量%以下であることがより好ましい。
樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、セルロース樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、及びポリ塩化ビニル樹脂等が挙げられる。
また、電荷発生層は、酸化防止剤及び紫外線吸収剤等の添加剤をさらに含有してもよい。添加剤としては、例えば具体的には、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、硫黄化合物、リン化合物、及びベンゾフェノン化合物等が挙げられる。
電荷発生層は、上記の各材料及び溶剤を含有する電荷発生層用塗布液を調製し、この塗膜を第二の中間層上に形成し、乾燥させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、例えば、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、及び芳香族炭化水素系溶剤等が挙げられる。
電荷発生層の膜厚は、0.01μm以上5μm以下であることが好ましく、0.15μm以上0.4μm以下であることがより好ましい。
(1-2)電荷輸送層
電荷輸送層は、電荷輸送物質及び必要に応じて結着樹脂を溶剤に分散させて電荷輸送層用塗布液を調製し、電荷輸送層用塗布液の塗膜を形成した後乾燥させることによって得られる。
電荷輸送層は、電荷輸送物質及び必要に応じて結着樹脂を溶剤に分散させて電荷輸送層用塗布液を調製し、電荷輸送層用塗布液の塗膜を形成した後乾燥させることによって得られる。
電荷輸送物質としては、例えば、トリアリールアミン化合物、ヒドラゾン化合物、スチルベン化合物、ピラゾリン化合物、オキサゾール化合物、チアゾール化合物、及びトリアリールメタン化合物等が挙げられる。また、電荷輸送物質は、これらの化合物から誘導される基を主鎖又は側鎖に有するポリマーであってもよい。
これらの中でも電荷輸送物質としては、トリアリールアミン化合物、スチリル化合物、及びベンジジン化合物が好ましく、特にトリアリールアミン化合物が好ましい。また、電荷輸送物質は、単独又は混合して1種又は2種以上用いることができる。
電荷輸送層に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、ポリビニルアセタール樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース系樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アガロース樹脂、セルロース樹脂、カゼイン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、塩化ビニリデン樹脂、アクリロニトリル共重合体、及びポリビニルベンザール樹脂等の樹脂(絶縁性樹脂)が挙げられる。
また、電荷輸送層に用いられる結着樹脂として、ポリ-N-ビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、及びポリビニルピレン等の有機光導電性ポリマーを用いることもできる。
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及びポリアリレート樹脂が好ましい。
結着樹脂は、1種のみを使用してもよく、混合又は共重合体として2種以上を併用してもよい。その共重合形態は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、及び交互共重合体等のいずれの形態であってもよい。また、共重合体の重量平均分子量(Mw)は、10,000以上300,000以下の範囲内であることが好ましい。
電荷輸送層における電荷輸送物質の含有量は、電荷輸送層の全質量に対して20質量%以上80質量%以下であることが好ましく、30質量%以上60質量%以下であることがより好ましい。
電荷輸送層の膜厚に制限は無いが、5μm以上40μm以下であることが好ましい。
電荷輸送層の膜厚に制限は無いが、5μm以上40μm以下であることが好ましい。
(2)単層型感光層
単層型感光層は、電荷発生物質、電荷輸送物質、樹脂及び溶剤を含有する感光層用塗布液を調製し、この塗膜を第二の中間層上に形成し、乾燥させることで形成することができる。電荷発生物質、電荷輸送物質、樹脂としては、上記「(1)積層型感光層」における材料の例示と同様である。
単層型感光層は、電荷発生物質、電荷輸送物質、樹脂及び溶剤を含有する感光層用塗布液を調製し、この塗膜を第二の中間層上に形成し、乾燥させることで形成することができる。電荷発生物質、電荷輸送物質、樹脂としては、上記「(1)積層型感光層」における材料の例示と同様である。
<保護層>
感光層上には、必要に応じて保護層を設けてもよい。保護層は、樹脂を有機溶剤に溶解させて保護層用塗布液を調製し、保護層用塗布液の塗膜を形成した後乾燥させることによって得られる。また、保護層は、塗膜を加熱、電子線、及び紫外線等によって硬化させることによっても形成できる。
感光層上には、必要に応じて保護層を設けてもよい。保護層は、樹脂を有機溶剤に溶解させて保護層用塗布液を調製し、保護層用塗布液の塗膜を形成した後乾燥させることによって得られる。また、保護層は、塗膜を加熱、電子線、及び紫外線等によって硬化させることによっても形成できる。
保護層に用いられる樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂(ポリカーボネートZ樹脂、変性ポリカーボネート樹脂等)、ナイロン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、スチレン-ブタジエン共重合体、スチレン-アクリル酸共重合体、及びスチレン-アクリロニトリル共重合体等が挙げられる。
また、保護層に電荷輸送能を持たせるために、電荷輸送能を有するモノマーを種々の重合反応又は架橋反応を用いて硬化させることによって保護層を形成してもよい。具体的には、連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物を重合又は架橋させ、硬化させることによって保護層を形成することが好ましい。
また、保護層中に導電性粒子、紫外線吸収剤、及びフッ素原子含有樹脂微粒子等の潤滑性粒子等を含ませてもよい。導電性粒子としては、例えば酸化スズ粒子等の金属酸化物粒子が好ましい。保護層の膜厚に制限は無いが、0.05μm以上20μm以下であることが好ましい。
各層の塗布液を塗布する方法としては、例えば、浸漬塗布法(ディッピング法)、スプレーコーティング法、スピンナーコーティング法、ビードコーティング法、ブレードコーティング法、及びビームコーティング法等の塗布方法を用いることができる。これらの中でも、効率性及び生産性の観点から、浸漬塗布法が好ましい。
[プロセスカートリッジ、電子写真装置]
本発明に係るプロセスカートリッジは、これまで述べてきた電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、及びクリーニング手段からなる群より選択される少なくとも1つの手段と、を一体に支持し、電子写真装置の本体に着脱自在である。
本発明に係るプロセスカートリッジは、これまで述べてきた電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、及びクリーニング手段からなる群より選択される少なくとも1つの手段と、を一体に支持し、電子写真装置の本体に着脱自在である。
また、本発明に係る電子写真装置は、これまで述べてきた電子写真感光体、並びに、帯電手段、露光手段、現像手段、及び転写手段を有する。
図2に、電子写真感光体を備えたプロセスカートリッジを有する電子写真装置の概略構成の一例を示す。
円筒状(ドラム状)の電子写真感光体1は、軸2を中心に矢印方向に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動される。電子写真感光体1の表面は、回転過程において、帯電手段3により、正又は負の所定電位に帯電される。
なお、図2においては、ローラー型帯電部材によるローラー帯電方式を示しているが、コロナ帯電方式、近接帯電方式、及び注入帯電方式等の帯電方式を採用してもよい。帯電された電子写真感光体1の表面には、露光手段(不図示)から露光光4が照射され、目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
露光光4は、目的の画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して強度変調された光であり、例えば、スリット露光やレーザービーム走査露光等の像露光手段から出力される。電子写真感光体1の表面に形成された静電潜像は、現像手段5内に収容されたトナーで現像(正規現像又は反転現像)され、電子写真感光体1の表面にはトナー像が形成される。
電子写真感光体1の表面に形成されたトナー像は、転写手段6により、転写材7に転写される。このとき、転写手段6には、バイアス電源(不図示)からトナーの保有電荷とは逆極性のバイアス電圧が印加される。また、転写材7が紙である場合、転写材7は給紙部(不図示)から取り出されて、電子写真感光体1と転写手段6との間に電子写真感光体1の回転と同期して給送される。
電子写真感光体1からトナー像が転写された転写材7は、電子写真感光体1の表面から分離されて、定着手段8へ搬送され、トナー像の定着処理を受けることにより、画像形成物(プリント、コピー)として電子写真装置の外へプリントアウトされる。電子写真装置は、転写後の電子写真感光体1の表面に残ったトナー等の付着物を除去するための、クリーニング手段9を有していてもよい。
また、クリーニング手段9を別途設けず、上記付着物を現像手段5等で除去する、いわゆる、クリーナーレスシステムを用いてもよい。
本発明においては、上記の電子写真感光体1と、帯電手段3、現像手段5、及びクリーニング手段9等から選択される構成要素とを容器に納め、一体に支持してプロセスカートリッジ11を形成することができる。そしてそれを電子写真装置本体に対して着脱自在に構成できる。
例えば以下のように構成することができる。帯電手段3、現像手段5、及びクリーニング手段9から選択される少なくとも1つを、電子写真感光体1とともに一体に支持させてカートリッジ化する。これを、電子写真装置本体のレール等の案内手段12を用いて、電子写真装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジ11とすることができる。
電子写真装置は、電子写真感光体1の表面を、前露光手段(不図示)からの前露光光10により除電処理する除電機構を有していてもよい。また、本発明に係るプロセスカートリッジ11を電子写真装置本体に着脱するために、レール等の案内手段12を設けてもよい。
本発明に係る電子写真感光体は、レーザービームプリンター、LEDプリンター、複写機、ファクシミリ、及びこれらの複合機等に用いることができる。
以下、実施例及び比較例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例の記載において、「部」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。
<カーボンブラックの調製例>
カーボンブラック(商品名:Thermax N990、Cancarb社製、pH11.0、灰分0.05%、DBP吸油量38cm3/100g、個数平均一次粒径280nm)について分級を行った。分級にはエルボージェット分級機(商品名:EJ-PURO、日鉄鉱業社製)を用いた。これにより、個数平均一次粒径480nmの分級カーボンブラック粒子1、及び個数平均粒径210μmの分級カーボンブラック粒子2を得た。
カーボンブラック(商品名:Thermax N990、Cancarb社製、pH11.0、灰分0.05%、DBP吸油量38cm3/100g、個数平均一次粒径280nm)について分級を行った。分級にはエルボージェット分級機(商品名:EJ-PURO、日鉄鉱業社製)を用いた。これにより、個数平均一次粒径480nmの分級カーボンブラック粒子1、及び個数平均粒径210μmの分級カーボンブラック粒子2を得た。
<第一の中間層用塗布液1の調製例>
以下の材料を用意した。
・ポリオール樹脂としてのブチラール樹脂(商品名:BM-1、積水化学工業社製)15部
・ブロック化イソシアネート樹脂(商品名:TPA-B80E、80%溶液、旭化成社製)15部
これらを、メチルエチルケトン45部/1-ブタノール85部の混合溶剤に溶解させて溶液を得た。
この溶液にカーボンブラック(商品名:Thermax N990、Cancarb社製、個数平均一次粒径280nm)を10.7部加えた。カーボンブラック添加後の溶液を、分散媒体として平均粒径1.0mmのガラスビーズ180部を用いた縦型サンドミルに入れ、23±3℃雰囲気下において回転数1500rpm(周速5.5m/s)の条件で4時間分散処理を行い、分散液を得た。
この分散液に、レベリング剤としてシリコーンオイル(商品名:SH28 PAINT ADDITIVE、東レ・ダウコーニング社製)0.01部を添加した。また同時に、表面粗さ付与材として架橋型のポリメチルメタクリレート(PMMA)粒子(商品名:テクポリマーSSX-103、積水化成品工業社製、平均一次粒径3.1μm)を5.0部添加した。その後攪拌することによって、第一の中間層用塗布液1を調製した。
以下の材料を用意した。
・ポリオール樹脂としてのブチラール樹脂(商品名:BM-1、積水化学工業社製)15部
・ブロック化イソシアネート樹脂(商品名:TPA-B80E、80%溶液、旭化成社製)15部
これらを、メチルエチルケトン45部/1-ブタノール85部の混合溶剤に溶解させて溶液を得た。
この溶液にカーボンブラック(商品名:Thermax N990、Cancarb社製、個数平均一次粒径280nm)を10.7部加えた。カーボンブラック添加後の溶液を、分散媒体として平均粒径1.0mmのガラスビーズ180部を用いた縦型サンドミルに入れ、23±3℃雰囲気下において回転数1500rpm(周速5.5m/s)の条件で4時間分散処理を行い、分散液を得た。
この分散液に、レベリング剤としてシリコーンオイル(商品名:SH28 PAINT ADDITIVE、東レ・ダウコーニング社製)0.01部を添加した。また同時に、表面粗さ付与材として架橋型のポリメチルメタクリレート(PMMA)粒子(商品名:テクポリマーSSX-103、積水化成品工業社製、平均一次粒径3.1μm)を5.0部添加した。その後攪拌することによって、第一の中間層用塗布液1を調製した。
<第一の中間層用塗布液2の調製例>
結着樹脂としてのフェノール樹脂(商品名:プライオーフェンJ-325、DIC社製、樹脂固形分60%、硬化後の密度1.3g/cm2)168部を、溶剤としての1-メトキシ-2-プロパノール98部に溶解させて溶液を得た。
この溶液にカーボンブラック(商品名:Thermax N990、Cancarb社製、pH11.0、灰分0.05%、DBP吸油量38cm3/100g、個数平均一次粒径280nm)を38.3部加えた。カーボンブラック添加後の溶液に、直径0.8mmのガラスビーズ420部を用いたサンドミルに入れ、回転数1500rpm、分散処理時間4時間の条件で分散処理を行い、分散液を得た。
この分散液に、表面粗さ付与材としてのシリコーン樹脂粒子(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、平均粒径2μm、密度1.3g/cm2)13.8部を添加した。また同時に、レベリング剤としてのシリコーンオイル(商品名:SH28PA、東レ・ダウコーニング社製)0.014部、メタノール6部、及び1-メトキシ-2-プロパノール6部を添加した。その後、攪拌することによって、第一の中間層用塗布液2を調製した。
結着樹脂としてのフェノール樹脂(商品名:プライオーフェンJ-325、DIC社製、樹脂固形分60%、硬化後の密度1.3g/cm2)168部を、溶剤としての1-メトキシ-2-プロパノール98部に溶解させて溶液を得た。
この溶液にカーボンブラック(商品名:Thermax N990、Cancarb社製、pH11.0、灰分0.05%、DBP吸油量38cm3/100g、個数平均一次粒径280nm)を38.3部加えた。カーボンブラック添加後の溶液に、直径0.8mmのガラスビーズ420部を用いたサンドミルに入れ、回転数1500rpm、分散処理時間4時間の条件で分散処理を行い、分散液を得た。
この分散液に、表面粗さ付与材としてのシリコーン樹脂粒子(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、平均粒径2μm、密度1.3g/cm2)13.8部を添加した。また同時に、レベリング剤としてのシリコーンオイル(商品名:SH28PA、東レ・ダウコーニング社製)0.014部、メタノール6部、及び1-メトキシ-2-プロパノール6部を添加した。その後、攪拌することによって、第一の中間層用塗布液2を調製した。
<第一の中間層用塗布液3~12の調製例>
第一の中間層用塗布液の調製の際に用いたカーボンブラック粒子の種類及び量(質量部)を、それぞれ表1に示すようにした以外は、第一の中間層用塗布液1の調製例と同様の操作で、第一の中間層用塗布液3~12を調製した。
第一の中間層用塗布液の調製の際に用いたカーボンブラック粒子の種類及び量(質量部)を、それぞれ表1に示すようにした以外は、第一の中間層用塗布液1の調製例と同様の操作で、第一の中間層用塗布液3~12を調製した。
<第二の中間層用塗布液1の調製例>
以下の材料を用意した。
・ポリオール樹脂としてのブチラール樹脂(商品名:BM-1、積水化学工業社製)15部
・ブロック化イソシアネート樹脂(商品名:TPA-B80E、80%溶液、旭化成社製)15部
これらを、メチルエチルケトン45部/1-ブタノール85部の混合溶剤に溶解させて溶液を得た。
得られた混合液にペリノン化合物(1-1)及びペリノン化合物(2-1)を、質量比を1:1として合計40質量部混合した。ペリノン化合物添加後の溶液を、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて10時間の分散を行い、分散液を得た。
この分散液に、レベリング剤としてシリコーンオイル(商品名:SH28 PAINT ADDITIVE、東レ・ダウコーニング社製)0.01部を添加した。また同時に、表面粗さ付与材として架橋型のポリメチルメタクリレート(PMMA)粒子(商品名:テクポリマーSSX-103、積水化成品工業社製、平均一次粒径3.1μm)を5.0部添加した。その後攪拌することによって、第二の中間層用塗布液1を調製した。
以下の材料を用意した。
・ポリオール樹脂としてのブチラール樹脂(商品名:BM-1、積水化学工業社製)15部
・ブロック化イソシアネート樹脂(商品名:TPA-B80E、80%溶液、旭化成社製)15部
これらを、メチルエチルケトン45部/1-ブタノール85部の混合溶剤に溶解させて溶液を得た。
得られた混合液にペリノン化合物(1-1)及びペリノン化合物(2-1)を、質量比を1:1として合計40質量部混合した。ペリノン化合物添加後の溶液を、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて10時間の分散を行い、分散液を得た。
この分散液に、レベリング剤としてシリコーンオイル(商品名:SH28 PAINT ADDITIVE、東レ・ダウコーニング社製)0.01部を添加した。また同時に、表面粗さ付与材として架橋型のポリメチルメタクリレート(PMMA)粒子(商品名:テクポリマーSSX-103、積水化成品工業社製、平均一次粒径3.1μm)を5.0部添加した。その後攪拌することによって、第二の中間層用塗布液1を調製した。
<第二の中間層用塗布液2の調製例>
ポリアミド樹脂(商品名:CM8000、東レ社製)27質量部を、メタノール120質量部/イソプロパノール60質量部の混合溶剤に溶解させて溶液を得た。
得られた混合液にペリノン化合物(1-1)及びペリノン化合物(2-1)を、質量比を1:1として合計40質量部混合した。ペリノン化合物添加後の溶液を、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて10時間の分散を行い、分散液を得た。
この分散液に、シリコーン樹脂粒子(商品名:トスパール145、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)2質量部を添加し、第二の中間層用塗布液2を調製した。
ポリアミド樹脂(商品名:CM8000、東レ社製)27質量部を、メタノール120質量部/イソプロパノール60質量部の混合溶剤に溶解させて溶液を得た。
得られた混合液にペリノン化合物(1-1)及びペリノン化合物(2-1)を、質量比を1:1として合計40質量部混合した。ペリノン化合物添加後の溶液を、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて10時間の分散を行い、分散液を得た。
この分散液に、シリコーン樹脂粒子(商品名:トスパール145、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)2質量部を添加し、第二の中間層用塗布液2を調製した。
<第二の中間層用塗布液3の調製例>
ポリカーボネート樹脂(商品名:パンライトTS-2050、帝人社製)27質量部をテトラヒドロフラン160質量部に溶解した。
得られた溶液にペリノン化合物(1-1)及びペリノン化合物(2-1)を、質量比を1:1として合計40質量部混合した。ペリノン化合物添加後の溶液を、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて10時間の分散を行い、分散液を得た。
この分散液に、シリコーン樹脂粒子(トスパール145、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)2質量部を添加し、第二の中間層用塗布液3を調製した。
ポリカーボネート樹脂(商品名:パンライトTS-2050、帝人社製)27質量部をテトラヒドロフラン160質量部に溶解した。
得られた溶液にペリノン化合物(1-1)及びペリノン化合物(2-1)を、質量比を1:1として合計40質量部混合した。ペリノン化合物添加後の溶液を、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて10時間の分散を行い、分散液を得た。
この分散液に、シリコーン樹脂粒子(トスパール145、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)2質量部を添加し、第二の中間層用塗布液3を調製した。
<第二の中間層用塗布液4~23の調製例>
第二の中間層用塗布液の調製の際に用いたペリノン化合物の種類及び量(質量部)を、それぞれ表3に示すようにした以外は、第二の中間層用塗布液1の調製例と同様の操作で、第二の中間層用塗布液4~23を調製した。
第二の中間層用塗布液の調製の際に用いたペリノン化合物の種類及び量(質量部)を、それぞれ表3に示すようにした以外は、第二の中間層用塗布液1の調製例と同様の操作で、第二の中間層用塗布液4~23を調製した。
<第二の中間層用塗布液24の調製例>
第二の中間層用塗布液1の調製の際に用いたペリノン化合物の代わりに、下記の構造式(C1)で示される化合物を40質量部用いた以外は、第二の中間層用塗布液1の調製例と同様の操作で、第二の中間層用塗布液24を調製した。
第二の中間層用塗布液1の調製の際に用いたペリノン化合物の代わりに、下記の構造式(C1)で示される化合物を40質量部用いた以外は、第二の中間層用塗布液1の調製例と同様の操作で、第二の中間層用塗布液24を調製した。
[実施例1a~1d]
(支持体)
支持体(導電性支持体)として、円筒状アルミニウムシリンダー(JIS-A3003、アルミニウム合金、外径30mm、長さ357.5mm、肉厚0.7mm)を切削加工したものを用いた。純水に洗剤(商品名:ケミコールCT、常磐化学(株)製)を含有させた洗浄液中で超音波洗浄を行い、続いて洗浄液を洗い流した後、さらに純水中で超音波洗浄を行って、脱脂処理し、これを支持体とした。
(支持体)
支持体(導電性支持体)として、円筒状アルミニウムシリンダー(JIS-A3003、アルミニウム合金、外径30mm、長さ357.5mm、肉厚0.7mm)を切削加工したものを用いた。純水に洗剤(商品名:ケミコールCT、常磐化学(株)製)を含有させた洗浄液中で超音波洗浄を行い、続いて洗浄液を洗い流した後、さらに純水中で超音波洗浄を行って、脱脂処理し、これを支持体とした。
(第一の中間層)
次に、第一の中間層用塗布液1を支持体上に浸漬塗布し、得られた塗膜を30分間160℃で乾燥及び熱硬化させることによって、膜厚が28μmの第一の中間層を形成した。
次に、第一の中間層用塗布液1を支持体上に浸漬塗布し、得られた塗膜を30分間160℃で乾燥及び熱硬化させることによって、膜厚が28μmの第一の中間層を形成した。
(第二の中間層)
次に、第二の中間層用塗布液1を第一の中間層上に、表4に示す膜厚になるように浸漬塗布し、得られた塗膜を30分間160℃で乾燥及び熱硬化させることによって、第二の中間層を形成した。
次に、第二の中間層用塗布液1を第一の中間層上に、表4に示す膜厚になるように浸漬塗布し、得られた塗膜を30分間160℃で乾燥及び熱硬化させることによって、第二の中間層を形成した。
(電荷発生層)
以下の材料を用意した。
・CuKα特性X線回折におけるブラッグ角2θ±0.2°の7.4°及び28.1°に強いピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶(電荷発生物質)4部
・下記式(A)で示される化合物0.04部
これらを、シクロヘキサノン100部にポリビニルブチラール(商品名:エスレックBX-1、積水化学工業(株)製)2部を溶解させた液に加えた。これにより得た液を直径1mmのガラスビーズを用いたサンドミルに入れ、23±3℃の雰囲気下で1時間分散処理した。
分散処理後、酢酸エチル100部を加えることによって、電荷発生層用塗布液を調製した。
この電荷発生層用塗布液を上記で形成した第二の中間層上に浸漬塗布して塗膜を形成し、得られた塗膜を10分間90℃で乾燥させることによって、膜厚が0.19μmの電荷発生層を形成した。
以下の材料を用意した。
・CuKα特性X線回折におけるブラッグ角2θ±0.2°の7.4°及び28.1°に強いピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶(電荷発生物質)4部
・下記式(A)で示される化合物0.04部
分散処理後、酢酸エチル100部を加えることによって、電荷発生層用塗布液を調製した。
この電荷発生層用塗布液を上記で形成した第二の中間層上に浸漬塗布して塗膜を形成し、得られた塗膜を10分間90℃で乾燥させることによって、膜厚が0.19μmの電荷発生層を形成した。
(電荷輸送層)
次に、以下の材料を用意した。
・下記構造式(7)で示されるアミン化合物(正孔輸送物質)8部
・下記式(8)で示される繰り返し構造単位と下記式(9)で示される繰り返し構造単位とを5:5のモル比で有する、重量平均分子量(Mw)が100,000であるポリエステル樹脂(P1)10部
これらをジメトキシメタン40部及びクロロベンゼン60部の混合溶剤に溶解させることによって、電荷輸送層用塗布液を調製した。
この電荷輸送層用塗布液を、電荷発生層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を40分間120℃で乾燥させることによって、膜厚が15μmの電荷輸送層を形成した。
以上の手順により、実施例1a~1dに係る電子写真感光体を作製した。
次に、以下の材料を用意した。
・下記構造式(7)で示されるアミン化合物(正孔輸送物質)8部
この電荷輸送層用塗布液を、電荷発生層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を40分間120℃で乾燥させることによって、膜厚が15μmの電荷輸送層を形成した。
以上の手順により、実施例1a~1dに係る電子写真感光体を作製した。
[比較例1a~1d]
第一の中間層を設けない点以外は、実施例1a~1dと同様にして、比較例1a~1dに係る電子写真感光体を作製した。
第一の中間層を設けない点以外は、実施例1a~1dと同様にして、比較例1a~1dに係る電子写真感光体を作製した。
[実施例2a~22、及び比較例2a~5]
第一の中間層及び第二の中間層を形成する際に用いる塗布液の種類及び膜厚を表5に示すようにした以外は、実施例1a~1dと同様にして、実施例2a~22、及び比較例2a~5に係る電子写真感光体を作製した。
第一の中間層及び第二の中間層を形成する際に用いる塗布液の種類及び膜厚を表5に示すようにした以外は、実施例1a~1dと同様にして、実施例2a~22、及び比較例2a~5に係る電子写真感光体を作製した。
[電子写真感光体の評価]
上記で作製した電子写真感光体について、以下の評価を行った。
上記で作製した電子写真感光体について、以下の評価を行った。
(暗減衰の評価)
暗減衰の評価で使用するため、評価機としてキヤノン(株)製の複合機imageRUNNER ADVANCE C5255(登録商標)を用意した。
用意した評価機から、シアンの現像用カートリッジを取り外し、そこに電位測定装置を装着した。電位測定装置は、現像用カートリッジの現像位置に電位測定プローブを配置した装置である。電位測定プローブの位置は、電子写真感光体の母線方向の中央とした。
このような評価機を用いて、評価する電子写真感光体を取り付けたドラムカートリッジを、シアンのステーションに装着し、電子写真感光体の表面電位の測定を行った。
測定は、まず電子写真感光体の帯電電位(暗部電位)が、-900Vになるように、帯電条件を調整した。その後、帯電させた状態のまま、本体動作を急停止させて、停止以降の電子写真感光体の電位減衰のプロファイルを測定した。より具体的には、帯電から0.1秒後の表面電位(Vd0.1)と、帯電から1.0秒後の表面電位(Vd1.0)とを測定し、Vd0.1に対するVd1.0の割合(Vdd)を暗減衰とした。Vddの値が大きい程、暗減衰抑制効果が高いことを示す。
求めたVddを基に、以下のA~Cの評価基準で判定した。
暗減衰の評価は、後述のかぶりの評価で行う通紙耐久試験の開始前の初期と、2通りの温湿度環境下における通紙耐久試験の終了後とで行った。
評価結果を表6に示す。
A:Vddが、0.90以上
B:Vddが、0.85以上、0.90未満
C:Vddが、0.85未満
暗減衰の評価で使用するため、評価機としてキヤノン(株)製の複合機imageRUNNER ADVANCE C5255(登録商標)を用意した。
用意した評価機から、シアンの現像用カートリッジを取り外し、そこに電位測定装置を装着した。電位測定装置は、現像用カートリッジの現像位置に電位測定プローブを配置した装置である。電位測定プローブの位置は、電子写真感光体の母線方向の中央とした。
このような評価機を用いて、評価する電子写真感光体を取り付けたドラムカートリッジを、シアンのステーションに装着し、電子写真感光体の表面電位の測定を行った。
測定は、まず電子写真感光体の帯電電位(暗部電位)が、-900Vになるように、帯電条件を調整した。その後、帯電させた状態のまま、本体動作を急停止させて、停止以降の電子写真感光体の電位減衰のプロファイルを測定した。より具体的には、帯電から0.1秒後の表面電位(Vd0.1)と、帯電から1.0秒後の表面電位(Vd1.0)とを測定し、Vd0.1に対するVd1.0の割合(Vdd)を暗減衰とした。Vddの値が大きい程、暗減衰抑制効果が高いことを示す。
求めたVddを基に、以下のA~Cの評価基準で判定した。
暗減衰の評価は、後述のかぶりの評価で行う通紙耐久試験の開始前の初期と、2通りの温湿度環境下における通紙耐久試験の終了後とで行った。
評価結果を表6に示す。
A:Vddが、0.90以上
B:Vddが、0.85以上、0.90未満
C:Vddが、0.85未満
(かぶりの評価)
かぶりの評価は、電子写真感光体を、キヤノン(株)製の複合機imageRUNNER ADVANCE C5255(登録商標)に装着して行った。より詳しくは、評価する電子写真感光体を取り付けたドラムカートリッジを、上記複合機のシアンのステーションに装着し、評価を行った。
評価する電子写真感光体を装着した電子写真装置を、30℃/80%RHの環境下又は32.5℃/85%RH環境下において、通紙耐久試験による電子写真感光体の繰り返し使用を行った。チャートとしては、シアン単色で印字率1%の文字画像チャートを用い、A4サイズの普通紙を用いて、通紙耐久試験を行った。
通紙耐久試験開始前の初期と、50,000枚の通紙耐久試験の終了後において、すべて白地となる画像をA3サイズの普通紙に出力して、かぶり濃度の測定を行った。
かぶり濃度は、白色光度計(商品名;REFLECTMETER TC-6DS、東京電色社製)にて測定した。具体的には、評価する画像の白色度(反射率Ds(%))と、評価する画像と同種の未使用紙の白色度(反射率Dr(%))との差から、かぶり濃度(%)(=Dr(%)-Ds(%))を算出した。算出したかぶり濃度を基に、以下のA~Eの基準で判定して評価した。
評価結果を表6に示す。
A:かぶり濃度が0.2%未満
B:かぶり濃度が0.2%以上、0.5%未満
C:かぶり濃度が0.5%以上、1.0%未満
D:かぶり濃度が1.0%以上、2.0%未満
E:かぶり濃度が2.0%以上
かぶりの評価は、電子写真感光体を、キヤノン(株)製の複合機imageRUNNER ADVANCE C5255(登録商標)に装着して行った。より詳しくは、評価する電子写真感光体を取り付けたドラムカートリッジを、上記複合機のシアンのステーションに装着し、評価を行った。
評価する電子写真感光体を装着した電子写真装置を、30℃/80%RHの環境下又は32.5℃/85%RH環境下において、通紙耐久試験による電子写真感光体の繰り返し使用を行った。チャートとしては、シアン単色で印字率1%の文字画像チャートを用い、A4サイズの普通紙を用いて、通紙耐久試験を行った。
通紙耐久試験開始前の初期と、50,000枚の通紙耐久試験の終了後において、すべて白地となる画像をA3サイズの普通紙に出力して、かぶり濃度の測定を行った。
かぶり濃度は、白色光度計(商品名;REFLECTMETER TC-6DS、東京電色社製)にて測定した。具体的には、評価する画像の白色度(反射率Ds(%))と、評価する画像と同種の未使用紙の白色度(反射率Dr(%))との差から、かぶり濃度(%)(=Dr(%)-Ds(%))を算出した。算出したかぶり濃度を基に、以下のA~Eの基準で判定して評価した。
評価結果を表6に示す。
A:かぶり濃度が0.2%未満
B:かぶり濃度が0.2%以上、0.5%未満
C:かぶり濃度が0.5%以上、1.0%未満
D:かぶり濃度が1.0%以上、2.0%未満
E:かぶり濃度が2.0%以上
(感度低下の評価)
かぶりの評価で用いたものと同じ評価機を用いて、評価する電子写真感光体を取り付けたドラムカートリッジを、シアンのステーションに装着し、電子写真感光体の表面電位の測定を行った。
測定は、まず、上述のかぶりの評価を行う前の、初期の電子写真感光体に対して、暗部電位が-700Vになるように帯電条件を調整し、明部電位が-300Vになるようにレーザーパワーを調整した。
その後、この電子写真感光体に対して上述のかぶり評価の通紙耐久試験を行い、通紙耐久試験終了後の電子写真感光体の電位測定を行った。その際、暗部電位が-700Vになるように帯電条件を調整し、レーザーパワーは初期の電位測定で調整したレーザー出力になるように調整した状態で、明部電位を測定した。測定で得られた通紙耐久試験終了後の明部電位と、初期の明部電位(-300V)との差分を算出し、感度変化分ΔVとした。このΔVを基に、以下のA~Eの基準で判定して評価した。
評価結果を表6に示す。
A:感度低下が5V未満
B:感度低下が5V以上、10V未満
C:感度低下が10V以上、25V未満
D:感度低下が25V以上、40V未満
E:感度低下が40V以上
かぶりの評価で用いたものと同じ評価機を用いて、評価する電子写真感光体を取り付けたドラムカートリッジを、シアンのステーションに装着し、電子写真感光体の表面電位の測定を行った。
測定は、まず、上述のかぶりの評価を行う前の、初期の電子写真感光体に対して、暗部電位が-700Vになるように帯電条件を調整し、明部電位が-300Vになるようにレーザーパワーを調整した。
その後、この電子写真感光体に対して上述のかぶり評価の通紙耐久試験を行い、通紙耐久試験終了後の電子写真感光体の電位測定を行った。その際、暗部電位が-700Vになるように帯電条件を調整し、レーザーパワーは初期の電位測定で調整したレーザー出力になるように調整した状態で、明部電位を測定した。測定で得られた通紙耐久試験終了後の明部電位と、初期の明部電位(-300V)との差分を算出し、感度変化分ΔVとした。このΔVを基に、以下のA~Eの基準で判定して評価した。
評価結果を表6に示す。
A:感度低下が5V未満
B:感度低下が5V以上、10V未満
C:感度低下が10V以上、25V未満
D:感度低下が25V以上、40V未満
E:感度低下が40V以上
表6から明らかなように、本発明に係る電子写真感光体は、ホールのブロッキング性が改善され、長期間の繰り返し使用における暗減衰の増大を抑制し、かぶりの評価に対して優れることがわかる。
特に、比較例1a~1dでは、第二の中間層の膜厚が薄くなるに従って、暗減衰が増大したのに対し、実施例1a~1dでは、膜厚に依らず優れた結果が得られたことが確認できる。
また、第一の中間層を設けず、支持体上に直接第二の中間層を設けた構成の比較例1a~1d、2a、及び2bは、長期耐久試験による感度低下が大きい結果となった。この結果より、有機の電子輸送性化合物を有する中間層と支持体との間に直接電気的な作用がある構成では、膜の通電劣化が起こりやすく、感度低下しやすい可能性が示唆される。第一の中間層を設けた比較例3では、比較例1a~1d、2a、及び2bに比べると、感度低下を抑えることができているが、本発明に係る層構成では、さらに改善できることがわかった。
本発明に係る実施形態の開示は、以下を含む。
(構成1)
支持体、第一の中間層、第二の中間層、及び感光層をこの順に有する電子写真感光体であって、
前記第一の中間層は、結着樹脂と、カーボンブラックと、を含有し、
前記第二の中間層は、結着樹脂と、下記式(1)で示されるペリノン化合物及び下記式(2)で示されるペリノン化合物からなる群より選択される少なくとも一種のペリノン化合物と、を含有する、
ことを特徴とする電子写真感光体。
(式(1)中のR11~R18及び式(2)中のR21~R28は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のアリールオキシ基、又は、置換若しくは無置換のアルコキシカルボニル基を示す、あるいは、R11~R14、R15~R18、R21~R24、及びR25~R28の各群の中で、隣り合う基同士は連結して共同して環を形成してもよい。)
(構成2)
前記第二の中間層中の前記ペリノン化合物の含有量が、前記第二の中間層の全質量に対して30質量%以上70質量%以下である、構成1に記載の電子写真感光体。
(構成3)
前記第一の中間層中の、前記カーボンブラックの含有量が、前記第一の中間層の全質量に対して0.5質量%以上30質量%以下である、構成1又は2に記載の電子写真感光体。
(構成4)
前記第二の中間層中の、前記第二の中間層の全質量に対する前記ペリノン化合物の含有割合をX質量%とし、
前記第一の中間層中の、前記第一の中間層の全質量に対する前記カーボンブラックの含有割合をY質量%としたとき、
X/Yが2以上12以下である、構成1~3のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
(構成5)
前記第二の中間層が、前記ペリノン化合物として、下記式(3)で示されるペリノン化合物及び下記式(4)で示されるペリノン化合物からなる群より選択される少なくとも一種のペリノン化合物を含有する、構成1~4のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
(式(3)中のR31及びR32、並びに、式(4)中のR41及びR42は、それぞれ独立に、炭素数3以上10以下の分岐のアルキル基を示す。)
(構成6)
前記第二の中間層が、前記ペリノン化合物として下記式(5)で示されるペリノン化合物及び下記式(6)で示されるペリノン化合物からなる群より選択される少なくとも一種のペリノン化合物を含有する、構成1~5のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
(式(5)中のR51~R56、及び式(6)中のR61~R66は、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、又はプロピル基を示す。)
(構成7)
構成1~6のいずれか1つに記載の電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、及びクリーニング手段からなる群より選択される少なくとも1つの手段と、を一体に支持し、電子写真装置の本体に着脱自在である、ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
(構成8)
構成1~6のいずれか1つに記載の電子写真感光体、並びに、帯電手段、露光手段、現像手段、及び転写手段を有する、ことを特徴とする電子写真装置。
(構成1)
支持体、第一の中間層、第二の中間層、及び感光層をこの順に有する電子写真感光体であって、
前記第一の中間層は、結着樹脂と、カーボンブラックと、を含有し、
前記第二の中間層は、結着樹脂と、下記式(1)で示されるペリノン化合物及び下記式(2)で示されるペリノン化合物からなる群より選択される少なくとも一種のペリノン化合物と、を含有する、
ことを特徴とする電子写真感光体。
(構成2)
前記第二の中間層中の前記ペリノン化合物の含有量が、前記第二の中間層の全質量に対して30質量%以上70質量%以下である、構成1に記載の電子写真感光体。
(構成3)
前記第一の中間層中の、前記カーボンブラックの含有量が、前記第一の中間層の全質量に対して0.5質量%以上30質量%以下である、構成1又は2に記載の電子写真感光体。
(構成4)
前記第二の中間層中の、前記第二の中間層の全質量に対する前記ペリノン化合物の含有割合をX質量%とし、
前記第一の中間層中の、前記第一の中間層の全質量に対する前記カーボンブラックの含有割合をY質量%としたとき、
X/Yが2以上12以下である、構成1~3のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
(構成5)
前記第二の中間層が、前記ペリノン化合物として、下記式(3)で示されるペリノン化合物及び下記式(4)で示されるペリノン化合物からなる群より選択される少なくとも一種のペリノン化合物を含有する、構成1~4のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
(構成6)
前記第二の中間層が、前記ペリノン化合物として下記式(5)で示されるペリノン化合物及び下記式(6)で示されるペリノン化合物からなる群より選択される少なくとも一種のペリノン化合物を含有する、構成1~5のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
(構成7)
構成1~6のいずれか1つに記載の電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、及びクリーニング手段からなる群より選択される少なくとも1つの手段と、を一体に支持し、電子写真装置の本体に着脱自在である、ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
(構成8)
構成1~6のいずれか1つに記載の電子写真感光体、並びに、帯電手段、露光手段、現像手段、及び転写手段を有する、ことを特徴とする電子写真装置。
101:支持体
102:第一の中間層
103:第二の中間層
104:電荷発生層
105:電荷輸送層
106:保護層
107:感光層
1:電子写真感光体
2:軸
3:帯電手段
4:像露光光
5:現像手段
6:転写手段
7:転写材
8:像定着手段
9:クリーニング手段
10:前露光光
11:プロセスカートリッジ
12:案内手段
102:第一の中間層
103:第二の中間層
104:電荷発生層
105:電荷輸送層
106:保護層
107:感光層
1:電子写真感光体
2:軸
3:帯電手段
4:像露光光
5:現像手段
6:転写手段
7:転写材
8:像定着手段
9:クリーニング手段
10:前露光光
11:プロセスカートリッジ
12:案内手段
Claims (8)
- 支持体、第一の中間層、第二の中間層、及び感光層をこの順に有する電子写真感光体であって、
前記第一の中間層が、結着樹脂、及びカーボンブラックを含有し、
前記第二の中間層が、結着樹脂、並びに下記式(1)で示されるペリノン化合物及び下記式(2)で示されるペリノン化合物からなる群より選択される少なくとも一種のペリノン化合物を含有する、
ことを特徴とする電子写真感光体。
- 前記第二の中間層中の前記ペリノン化合物の含有量が、前記第二の中間層の全質量に対して30質量%以上70質量%以下である、請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記第一の中間層中の前記カーボンブラックの含有量が、前記第一の中間層の全質量に対して0.5質量%以上30質量%以下である、請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記第二の中間層中の、前記第二の中間層の全質量に対する前記ペリノン化合物の含有割合をX質量%とし、前記第一の中間層中の、前記第一の中間層の全質量に対する前記カーボンブラックの含有割合をY質量%としたとき、X/Yが2以上12以下である、請求項1に記載の電子写真感光体。
- 請求項1~6のいずれか1項に記載の電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、及びクリーニング手段からなる群より選択される少なくとも1つの手段と、を一体に支持し、電子写真装置の本体に着脱自在である、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項に記載の電子写真感光体、並びに、帯電手段、露光手段、現像手段、及び転写手段を有する、ことを特徴とする電子写真装置。
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JP2022075345A JP2023164042A (ja) | 2022-04-28 | 2022-04-28 | 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、及び電子写真装置 |
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