JP4740794B2 - 電子写真感光体及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
このような有機感光体において使用される電荷輸送剤には、電子を輸送するための電子輸送剤と、正孔を輸送するための正孔輸送剤と、がある。このうち正孔輸送剤としては、ヒドラゾン化合物やスチルベン化合物が用いられているが、未だ十分な正孔輸送能を得ることは実現しておらず、したがって、十分な電気特性を有する電子写真感光体も得られていない。
すなわち、一般式(29)で表されるエナミン基含有ヒドラゾン化合物における置換基R1〜R2及びR4〜R6が全て置換または非置換のアリール基である場合であれば、十分な正孔輸送能を発揮することができるものの、そうでない場合には、十分な正孔輸送能を備えないという問題が見られた。
その結果、感光層においてかかる正孔輸送剤が結晶化するため、高温高湿環境下において画像形成をした場合に、かぶりが発生しやすいという問題が見られた。
すなわち、本発明は、電気特性に優れるとともに、高温高湿環境下においてもかぶりの発生を効果的に抑制できる電子写真感光体及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
したがって、高温高湿環境下、例えば、温度35℃、相対湿度85%においてもかぶりの発生を効果的に抑制することができる。
さらに、一般式(1)で表される特定の構造を有するエナミン基含有ヒドラゾン化合物であれば、優れた正孔輸送能を有するため、電子写真感光体の電気特性を向上させることができる。より具体的には、露光メモリの抑制や、感度の向上等の効果を得ることができる。
このように構成することにより、正負いずれの帯電型においても適用可能となるとともに、簡易な層構成となることから、生産性を向上させることができる。
このように構成することにより、一般に電気特性の劣化が大きいと言われる積層型電子写真感光体において、優れた電気特性を維持することができる。
すなわち、正孔輸送剤として、一般式(1)で表される特定の構造を有するエナミン基含有ヒドラゾン化合物を使用した電子写真感光体を備えるため、高温高湿環境下においてもかぶりの発生を効果的に抑制することができる。
さらに、かかる電子写真感光体は、優れた電気特性を有するため、除電手段を有さない除電レスタイプを採用した場合であっても、露光メモリの発生を効果的に抑制することができる。
したがって、かぶりや露光メモリ画像の発生を抑制した良質な画像を、安定的に形成することができるとともに、画像形成装置の構成を簡略化することができる。
このように構成することにより、非接触帯電方式に比べて全体構成が簡易であり、オゾン等の有害物質の発生もないことから、環境特性に優れた画像形成装置を得ることができる。
また、温度や相対湿度に対する依存性が少なく、安定的に電子写真感光体を帯電させることができる。
本発明における第1の実施形態は、基体上に直接または中間層を介して形成された感光層を有する電子写真感光体であって、感光層が、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、結着樹脂と、を含むとともに、正孔輸送剤が、一般式(1)で表されるエナミン基含有ヒドラゾン化合物であることを特徴とする電子写真感光体である。
1.基本的構成
本発明としての電子写真感光体の基本的構成としては、図1(a)に示すように、単層型電子写真感光体10は、基体12上に、電荷発生剤と、電子輸送剤と、特定の構造を有する正孔輸送剤と、結着樹脂等からなる単一の感光層14を設けたものであることが好ましい。
この理由は、単層型電子写真感光体10であれば、正負いずれの帯電型においても適用可能となるとともに、簡易な層構成となることから、感光層を形成する際の被膜欠陥を抑制し、生産性を向上させることができるためである。
また、層間の界面が少ないことから、光学的特性を向上させることができるためである。
また、図1(b)に例示するように、この感光層14と、基体12と、の間に、中間層16を形成した単層型感光体10´とすることもできる。
また、図1に例示する基体12としては、導電性を有する種々の材料を使用することができる。例えば、鉄、アルミニウム、銅、スズ、白金、銀、バナジウム、モリブデン、クロム、カドミウム、チタン、ニッケル、パラジウム、インジウム、ステンレス鋼、真鍮等の金属や、上述した金属が蒸着またはラミネートされたプラスチック材料、アルマイト、ヨウ化アルミニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で被覆されたガラス等があげられる。
また、基体の形状は、使用する画像形成装置の構造に合わせて、シート状、ドラム状等のいずれであってもよく、基体自体が導電性を有するか、あるいは基体の表面が導電性を有していればよい。また、基体は、使用に際して十分な機械的強度を有するものが好ましい。ドラム状の場合は、基体の直径が10〜60mm、より好ましくは10〜35mmが装置の小型化の面で好ましい。
なお、基体に対して陽極酸化等を実施した場合、非導電性や半導体特性となる場合があるが、そのような場合であっても所定の効果が得られる限り、基体として用いることができる。
また、図1(b)に示すように、基体12上に、所定の結着樹脂を含有する中間層16を設けてもよい。
この理由は、基体と感光層との密着性を向上させるとともに、この中間層内に所定の微粉末を添加することで、入射光を散乱させて、干渉縞の発生を抑制すると共に、カブリや黒点の原因となる非露光時における基体から感光層への電荷注入を抑制することができるためである。この微粉末としては、光散乱性、分散性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、亜鉛華、硫化亜鉛、鉛白、リトポン等の白色顔料や、アルミナ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の体質顔料としての無機顔料やフッ素樹脂粒子、ベンゾグアナミン樹脂粒子、スチレン樹脂粒子等を用いることができる。
したがって、中間層の膜厚としては、0.1〜50μmの範囲内の値とすることが好ましく、0.5〜30μmの範囲内の値とすることがより好ましい。
(1)結着樹脂
(1)−1 種類
本発明の電子写真感光体に使用する結着樹脂の種類は特に制限されるものではないが、例えば、ポリカーボネート樹脂をはじめ、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、アクリル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、アイオノマー、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アルキド樹脂、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルホン、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂等の熱可塑性樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、その他架橋性の熱硬化性樹脂、エポキシアクリレート、ウレタン−アクリレート等の光硬化型樹脂等の樹脂が使用可能である。
この理由は、これらのポリカーボネート樹脂を結着樹脂として用いることによって、特定の構造を有する正孔輸送剤の分散性や安定性を向上させることができるためである。
すなわち、これらのポリカーボネート樹脂であれば、特定の構造を有する正孔輸送剤との相溶性に優れるため、かかる正孔輸送剤を感光層内において、より均一に分散させることができるためである。その結果、その優れた正孔輸送能をさらに効率的に発揮させることができるとともに、感光層内における結晶化についても、より効果的に防止することができるためである。
また、一般式(2)〜(4)で表されるポリカーボネート樹脂としては、それぞれ下記式(5)〜(7)で表されるポリカーボネート樹脂(Resin−1〜3)が挙げられる。
(2)−1 種類
また、本発明における電荷発生剤としては、例えば、無金属フタロシアニン、オキソチタニルフタロシアニン等のフタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料、ビスアゾ顔料、ジオケトピロロピロール顔料、無金属ナフタロシアニン顔料、金属ナフタロシアニン顔料、スクアライン顔料、トリスアゾ顔料、インジゴ顔料、アズレニウム顔料、シアニン顔料、ピリリウム顔料、アンサンスロン顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料、キナクリドン系顔料といった有機光導電体や、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミウム、アモルファスシリコンといった無機光導電材料等の従来公知の電荷発生剤を用いることができる。
より具体的には、下記式(11)〜(14)で表されるフタロシアニン系顔料(CGM−1〜CGM−4)を使用することがより好ましい。
この理由は、光源として半導体レーザを備えたレーザビームプリンタやファクシミリ等のデジタル光学系の画像形成装置に使用する場合には、600〜800nm以上の波長領域に感度を有する感光体が必要となるためである。
その一方で、ハロゲンランプ等の白色の光源を備えた静電式複写機等のアナログ光学系の画像形成装置に使用する場合には、可視領域に感度を有する感光体が必要となるため、例えばペリレン系顔料やビスアゾ顔料等を好適に用いることができる。
また、電荷発生剤の添加量としては、後述する結着樹脂100重量部に対して、0.1〜50重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、電荷発生剤の添加量をかかる範囲内の値とすることによって、感光体への露光をした際に、当該電荷発生剤が効率的に電荷を発生することができるためである。すなわち、かかる電荷発生剤の添加量が、結着樹脂100重量部に対して0.1重量部未満の値となると、電荷発生量が感光体上に静電潜像を形成するのに不十分となる場合があるためである。一方、かかる電荷発生剤の添加量が、結着樹脂100重量部に対して50重量部を超えた値となると、感光層用塗布液中に均一に分散させることが困難となる場合があるためである。
よって、結着樹脂100重量部に対する電荷発生剤の添加量を0.5〜30重量部の範囲内の値とすることがより好ましい。
(3)−1 種類
本発明としての電子写真感光体に使用される正孔輸送剤としては、上述した一般式(1)で表されるエナミン基含有ヒドラゾン化合物を用いることを特徴とする。
この理由は、一般式(1)で表されるエナミン基含有ヒドラゾン化合物であれば、感光層用塗布液に対して十分に溶解することができるため、感光層中における結晶化を有効に防止することができる。したがって、高温高湿環境下においても、かぶりの発生を効果的に抑制することができるためである。
さらに、一般式(1)で表されるエナミン基含有ヒドラゾン化合物であれば、優れた正孔輸送能を有するため、電子写真感光体の電気特性を向上させることができるためである。より具体的には、露光メモリの抑制や、感度の向上等の効果を得ることができるためである。
すなわち、かかる正孔輸送剤は、多数のアリール基を特定箇所に備えているため、豊富なπ電子を有しているのみならず、分子構造が平面状に保持される傾向が強い。したがって、その分子内における電荷の移動が、効率的に行われる結果、電子写真感光体の電気特性を向上させることができるためである。さらに、一般式(1)中のR1を、炭素数2以上のアルキル基としていることから、分子の極性を好適な範囲内に調整することが容易となり、感光層用塗布液に対して十分に溶解させて、感光層中における結晶化を有効に防止することができるためである。
また、一般式(1)で表されるエナミン基含有ヒドラゾン化合物の具体例としては、下記式(15)〜(19)で表される化合物(HTM−1〜5)が挙げられる。
また、正孔輸送剤の添加量を、結着樹脂100重量部に対して、1〜120重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる正孔輸送剤の添加量が1重量部未満の値となると、感光層の正孔輸送能が極端に低下し、画像特性に悪影響を与える場合があるためである。
また、添加量が120重量部を超える値となると、分散性が低下し、結晶化しやすくなるという問題が生じるためである。
したがって、正孔輸送剤の添加量を、結着樹脂100重量部に対して、5〜100重量部の範囲内の値とすることが好ましく、10〜90重量部の範囲内の値とすることがより好ましい。
(4)−1 種類
本発明に用いられる電子輸送剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、ベンゾキノン系化合物、ナフトキノン系化合物、アントラキノン系化合物、ジフェノキノン系化合物、ジナフトキノン系化合物、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド系化合物、フルオレノン系化合物、マロノニトリル系化合物、チオピラン系化合物、トリニトロチオキサントン系化合物、ジニトロアントラセン系化合物、ジニトロアクリジン系化合物、ニトロアントアラキノン系化合物、ジニトロアントラキノン系化合物の一種単独または二種以上の組合せが挙げられる。
また、電子輸送剤の具体例としては、下記式(20)〜(24)で表される化合物(ETM−1〜5)が挙げられる。
また、電子輸送剤の添加量を、結着樹脂100重量部に対して、1〜120重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる電子輸送剤の添加量が1重量部未満の値となると、感光層の電子輸送能が極端に低下し、画像特性に悪影響を与える場合があるためである。
また、添加量が120重量部を超える値となると、分散性が低下し、結晶化しやすくなるという問題が生じるためである。
したがって、電子輸送剤の添加量を、結着樹脂100重量部に対して、5〜100重量部の範囲内の値とすることが好ましく、10〜90重量部の範囲内の値とすることがより好ましい。
また、感光層に対して、添加剤としてのビフェニル誘導体を含有させることが好ましい。
この理由は、添加剤の作用等によって、電子写真感光体における汚染成分付着部におけるクラックの発生を抑制できるためである。
すなわち、電子写真感光体表面に汚染成分が付着し、モノマー成分が溶出することによって感光層内部に空孔が形成された場合、この空孔に対して、添加剤が作用して局所的な応力を開放し、クラックの発生を抑制することができるためである。
まず、電子写真感光体表面に、汚染物質が付着すると、感光層中のモノマー成分、特に正孔輸送剤や電子輸送剤からなる電荷輸送剤が溶出し始める。
次いで、この電荷輸送剤が溶出した跡に、感光層の結着樹脂内に空孔が形成され、その空孔近傍に局所的な応力が生じてクラックが発生すると考えられる。つまり、クラックの発生とは、モノマー成分の溶出という現象と、空孔近傍の応力発生という現象と、の2つの現象の組合せと捉えることができる。
また、かかる添加剤としてのビフェニル誘導体の具体例としては、下記式(25)で表される化合物(BP−1〜20)が挙げられる。
また、上述した添加剤の含有量を、感光層の固形分(100重量%)に対して、2〜14重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、添加剤の含有量をかかる範囲内の値とすることによって、クラックの発生を、より効果的に抑制することができるためである。
すなわち、かかる添加剤の含有量が2重量%未満の値となると、上述したような応力緩和作用を十分に発揮することができず、クラック発生を十分防止することが困難となるためである。一方、かかる添加剤の含有量が14重量%を超えると、感光層のガラス転移点が低下して、耐摩耗性が低下する場合があるためである。また、感光層内での分散性が低下して、結晶化する場合が見られるためである。
したがって、添加剤の含有量を3〜12重量%の範囲内の値とすることがより好ましく、4〜10重量%の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、感光層の固形分とは、溶媒を除く感光層の構成成分を意味しており、本発明においては、電荷発生剤と、電荷輸送剤と、結着樹脂と、添加剤と、の合計添加量を意味している。
また、感光層の膜厚を5.0〜100μmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる感光層の厚さが5.0μm未満の値となると、電子写真感光体としての機械的強度が不十分となる場合があるためである。一方、かかる感光層の厚さが100μmを超えた値となると、基体から剥離しやすくなったり、均一に形成することが困難となる場合があるためである。したがって、かかる感光層の厚さを10〜80μmの範囲内の値とすることがより好ましく、20〜40μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
単層型電子写真感光体の製造方法としては、特に制限されるものではないが、以下のような手順で実施することができる。
まず、溶剤に電荷発生剤、電荷輸送剤、結着樹脂、添加剤等を含有させて塗布液を作成する。このようにして得られた塗布液を、例えば、ディップコート法、スプレー塗布法、ビード塗布法、ブレード塗布法、ローラ塗布法等の塗布法を用いて導電性基材(アルミニウム素管)上に塗布する。
その後、例えば100℃、30分間の条件で熱風乾燥して、所定膜厚の感光層を有する単層型電子写真感光体を得ることができる。
なお、分散液を作るための溶剤としては、種々の有機溶剤が使用可能であり、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール類;n−ヘキサン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族系炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素;ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、1,3−ジオキソラン、1,4-ジオキサン、等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル類;ジメチルホルムアルデヒド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等があげられる。これらの溶剤は単独でまたは2種以上を混合して用いられる。このとき、さらに、電荷発生剤の分散性、感光体層表面の平滑性を良くするために界面活性剤、レベリング剤等を含有させてもよい。
この中間層を形成するにあたり、結着樹脂、必要に応じて添加剤(有機微粉末または無機微粉末)を適当な分散媒とともに、公知の方法、例えばロールミル、ボールミル、アトライタ、ペイントシェーカー、超音波分散機等を用いて分散混合して塗布液を調整し、これを公知の手段、例えばブレード法、浸漬法、スプレー法により塗布して、熱処理を施し中間層を形成する。
また、添加剤は製造時の沈降等が問題とならない範囲であって、光散乱を生じさせて干渉縞の発生を防止する等の目的のために、各種添加剤(有機微粉末または無機微粉末)を少量添加することができる。
次いで、得られた塗布液を、公知の製造方法に準じて、例えば、支持基体(アルミニウム素管)上に、ディップコート法、スプレー塗布法、ビード塗布法、ブレード塗布法、ローラ塗布法等の塗布法を用いて塗布することができる。
その後、基体上の塗布液を乾燥する工程は、20〜200℃の温度で5分〜2時間の範囲で行うことが好ましい。
また、本発明の電子写真感光体を構成するにあたり、感光層が、図2に示すように、電荷発生剤を含む電荷発生層24と、特定の構造を有する正孔輸送剤及び結着樹脂を含む電荷輸送層22と、からなる積層型の感光層20であることも好ましい。
この理由は、正孔輸送剤として特定の構造を有する正孔輸送剤を用いることによって、一般に電気特性の劣化が大きいと言われる積層型電子写真感光体においても、優れた電気特性を維持することができるためである。
この積層型電子写真感光体20は、基体12上に、蒸着または塗布等の手段によって、電荷発生剤を含有する電荷発生層24を形成し、次いでこの電荷発生層24上に、特定の構造を有する正孔輸送剤と結着樹脂とを含む塗布液を塗布し、それを乾燥させて電荷輸送層22を形成することによって作製することができる。
また、上述した構造とは逆に、図2(b)に示すように、基体12上に電荷輸送層22を形成し、その上に電荷発生層24を形成してもよい。ただし、電荷発生層24は、電荷輸送層22に比べて膜厚がごく薄いため、その保護のためには、図2(a)に示すように、電荷発生層24の上に電荷輸送層22を形成することがより好ましい。
また、単層型感光体の場合と同様に、基体上に中間層25を形成することも好ましい。
この積層型感光層20において、感光層(電荷発生層及び電荷輸送層)の厚さは、特に限定されないが、電荷発生層については、好ましくは0.01〜5μm、より好ましくは0.1〜3μmの厚さであり、電荷輸送層については、好ましくは2〜100μm、より好ましくは5〜50μmの厚さである。
第2の実施形態は、第1の実施形態である電子写真感光体を備えるとともに、当該電子写真感光体の周囲に、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を配置し、かつ、除電手段を有さない除電レスタイプであることを特徴とする画像形成装置である。
以下、第1の実施形態において既に説明した内容は省略し、第2の実施形態として、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
なお、電子写真感光体として、単層型電子写真感光体を用いた場合を例に採って説明する。
まず、画像形成装置100の電子写真感光体111を、矢印Aで示す方向に所定のプロセススピード(周速度)で回転させた後、その表面を帯電手段112によって所定電位に帯電させる。この帯電手段112としては、帯電ローラを用いている。
次いで、露光手段113により、画像情報に応じて光変調されながら反射ミラー等を介して、電子写真感光体111の表面を露光する。この露光により、電子写真感光体111の表面に静電潜像が形成される。
次いで、この静電潜像に基づいて、現像手段114により潜像現像が行われる。この現像手段114の内部にはトナーが収納されており、このトナーが電子写真感光体111表面の静電潜像に対応して付着することで、トナー像が形成される。
また、記録紙120は、所定の転写搬送経路に沿って、感光体下部まで搬送される。このとき、電子写真感光体111と転写手段115との間に、所定の転写バイアスを印加することにより、記録材120上にトナー像を転写することができる。
一方、トナー像転写後の電子写真感光体111はそのまま回転を続け、転写時に記録紙120に転写されなかった残留トナー(付着物)が電子写真感光体111の表面から、クリーニング装置117によって除去される。
さらに、かかる電子写真感光体は、優れた電気特性を有するため、除電手段を有さない除電レスタイプを採用した場合であっても、露光メモリの発生を効果的に抑制することができる。
したがって、かぶりや露光メモリ画像の発生を抑制した良質な画像を、安定的に形成することができるとともに、画像形成装置の構成を簡略化することができる。
この理由は、非接触帯電方式に比べて全体構成が簡易であり、オゾン等の有害物質の発生もないことから、環境特性に優れた画像形成装置を得ることができるためである。
また、温度や相対湿度に対する依存性が少なく、安定的に電子写真感光体を帯電させることができるためである。
すなわち、非接触式の帯電手段においては、放電することによって空気を介して感光体を帯電させることから、かかる空気の温度や湿度の影響で帯電が不安定となる場合があるためである。一方、接触式の帯電手段であれば、そのような問題が生じず、安定的に感光体を帯電することができるためである。
1.積層型電子写真感光体の作成
(1)中間層の作成
ビーズミルを用いて、酸化チタン(SMT−02、アルミナ及びシリカで表面処理後、湿式分散しながらメチルハイドロジェンポリシロキサンで表面処理した数平均一次粒径が10nmのもの(テイカ(株)製))200重量部と、四元共重合ポリアミド樹脂CM8000(東レ(株)製)100重量部、メタノール1000重量部、ブタノール200重量部とを、5時間混合、分散させ、さらに5ミクロンのフィルタにてろ過処理して、中間層用塗布液を作成した。
次いで、直径30mm、長さ238.5mmのアルミニウム基体(支持基体)の一端を上にして、得られた中間層用塗布液中に5mm/secの速度で浸漬させて塗布した。その後、130℃、30分の条件で硬化処理を行って、膜厚2μmの中間層を形成した。
次いで、ビーズミルを用いて、電荷発生剤として式(12)で表されるチタニルフタロシアニン(CGM−2)の結晶を100重量部、結着樹脂としてポリビニルブチラール樹脂(電気化学工業(株)製デンカブチラール6000EP)100重量部、分散媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテル4000重量部、テトラヒドロフラン4000重量部を、2時間混合、分散させ、電荷発生層用の塗布液を得た。次いで、得られた塗布液を、3ミクロンのフィルタにてろ過後、上述した中間層上にディップコート法にて塗布し、50℃で5分間乾燥させて、膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。
まず、アルゴン置換したフラスコ中に、o−フタロニトリル22gと、チタンテトラブトキシド25gと、尿素2.28gと、キノリン300gとを加え、撹拌しつつ150℃まで昇温した。
次いで、反応系から発生する蒸気を系外へ留去しながら215℃まで昇温したのち、この温度を維持しつつさらに2時間、撹拌して反応させた。
次いで、反応終了後、150℃まで冷却した時点で反応混合物をフラスコから取り出し、ガラスフィルターによってろ別し、得られた固体をN,N−ジメチルホルムアミド、およびメタノールで順次洗浄したのち真空乾燥して、青紫色の固体24gを得た。
上述したチタニルフタロシアニン化合物の製造で得られた青紫色の固体10gを、N,N−ジメチルホルムアミド100ミリリットル中に加え、撹拌しつつ130℃に加熱して2時間、撹拌処理を行った。
次いで、2時間経過した時点で加熱を停止し、さらに、23±1℃まで冷却した時点で撹拌も停止し、この状態で12時間、液を静置して安定化処理を行った。そして安定化された後の上澄みをガラスフィルターによってろ別し、得られた固体をメタノールで洗浄したのち真空乾燥して、チタニルフタロシアニン化合物の粗結晶9.83gを得た。
上述した顔料化前処理で得られたチタニルフタロシアニンの粗結晶5gを、濃硫酸100ミリリットルに加えて溶解した。
次いで、この溶液を、氷冷下の水中に滴下したのち室温で15分間撹拌し、さらに23±1℃付近で30分間、静置して再結晶させ、上澄みと分離させた。
次いで、上澄みをガラスフィルターによってろ別し、得られた固体を洗浄液が中性になるまで水洗したのち、乾燥させずに水が存在した状態で、クロロベンゼン200ミリリットル中に分散させて50℃に加熱して10時間、撹拌した。そして上澄みをガラスフィルターによってろ別したのち、得られた結晶を50℃で5時間、真空乾燥させて、式(12)で表される無置換のチタニルフタロシアニン(CGM−2)の結晶(青色粉末)4.1gを得た。
また、得られたチタニルフタロシアニン結晶を用いて、製造直後、及び1,3−ジオキソランまたはテトラヒドロフラン中に7日間浸漬した後において、それぞれCuKα特性X線回折スペクトル測定、及び示差走査熱量分析を行った。その結果、CuKα特性X線回折スペクトルにおいては、いずれの場合も、ブラッグ角度2θ±0.2°=7.4°及び26.2°にピークが発生していないことを確認した。また、示差走査熱量分析においては、いずれの場合も、400℃まで昇温させた場合に、吸着水の気化にともなう90℃付近のピーク以外に、296℃において1つのピークが観察された。
次いで、超音波分散機内に、正孔輸送剤として式(15)で表されるエナミン基含有ヒドラゾン化合物(HTM−1)70重量部と、添加剤として、式(25)中にBP−20として表されているビフェニル誘導体5重量部、バインダ樹脂として、粘度平均分子量30,500の式(5)で表されるポリカーボネート樹脂(Resin−1)100重量部、溶剤としてテトラヒドロフラン600重量部を収容したのち、10分間分混合、溶解させて、電荷輸送層用塗布液を得た。
次いで、得られた電荷輸送層用塗布液を、電荷発生層用塗布液と同様にして電荷発生層上に塗布し、130℃で30分間乾燥し、膜厚20μmの電荷輸送層を形成し積層型電子写真感光体を製造した。
(1)感度の評価
また、得られた積層型電子写真感光体における感度の評価を行った。
すなわち、負帯電反転現像プロセスを採用したプリンタ(沖データ(株)製MicroLine−22)におけるイメージングユニットから、現像手段を取り外し、そこに電位測定装置を装着して、電位測定用のイメージングユニットを作成した。かかる電位測定装置は、イメージングユニットの現像位置に対して、電位測定プローブを配置する構成とした。また、かかる電位測定プローブを、電子写真感光体の軸方向における中央に対して配置し、電位測定プローブと電子写真感光体表面との距離は、5mmとした。
次いで、得られた積層型電子写真感光体を、上述した電位測定用のイメージングユニットに装着し、負帯電させて、室温環境下(温度20℃、相対湿度50%)にて、ベタ黒画像に相当する露光を行い、かかる露光部の電位を測定して感度(V)とした。得られた結果を表1に示す。なお、得られた帯電電位(V)及び感度(V)の測定値は負の値であったが、表1においては、その絶対値(正の値)を記載している。
また、得られた積層型電子写真感光体における露光メモリ電位の評価を行った。
すなわち、得られた積層型電子写真感光体を、上述した電位測定用イメージングユニットに装着し、同様の環境下にて、1周目(95mm長)の電子写真感光体に対して、ベタ黒画像65mmに相当する露光を行い(露光部)、残りの30mmには露光を行わなかった(非露光部)。次いで、2周目の電子写真感光体全体に対しても、露光を行わなかった。次いで、1周目の露光部に相当する部分の2周目における表面電位V0b(V)と、1周目の非露光部に相当する部分の2周目における表面電位V0(V)と、を測定し、この電位差の絶対値│V0−V0b│(V)を計算して、露光メモリ電位(V)とした。得られた結果を表1に示す。
また、得られた積層型電子写真感光体を用いて、FD値の評価を行った。
すなわち、得られた積層型電子写真感光体をプリンタ(沖データ(株)製MicroLine−22)に搭載し、高温高湿環境下(温度35℃、相対湿度85%)で白紙画像を形成した。次いで、得られた白紙画像における濃度FD1値(−)から、未出力の白紙画像における濃度FD0値(−)を引き、FD値として評価した。得られた結果を表1に示す。
また、実施例2〜14においては、使用した電荷発生剤、正孔輸送剤、及び電荷輸送層における結着樹脂を、表1に示すようにそれぞれ変えたほかは、実施例1と同様に積層型電子写真感光体を作成し、評価した。得られた結果を表1に示す。
また、比較例1においては、使用した正孔輸送剤を下記式(26)で表されるエナミン基含有ヒドラゾン化合物(HTM−6)としたほかは、実施例1と同様に積層型電子写真感光体を作成し、評価した。得られた結果を表1に示す。
また、比較例2においては、使用した正孔輸送剤を下記式(27)で表されるエナミン基含有ヒドラゾン化合物(HTM−7)としたほかは、実施例1と同様に積層型電子写真感光体を作成し、評価した。得られた結果を表1に示す。
また、比較例3においては、使用した正孔輸送剤を下記式(28)で表されるヒドラゾン化合物(HTM−8)としたほかは、実施例1と同様に積層型電子写真感光体を作成し、評価した。得られた結果を表1に示す。
1.単層型電子写真感光体の作成
(1)中間層の形成
実施例1と同様にして、中間層を基体上に形成した。
次いで、超音波分散機内に、電荷発生剤として式(11)で表されるx型無金属フタロシアニン(CGM−1)3重量部、正孔輸送剤として式(15)で表されるエナミン基含有ヒドラゾン化合物(HTM−1)50重量部、電子輸送剤として式(20)で表される化合物(ETM−1)40重量部、添加剤として、式(25)中にBP−3として表されているビフェニル誘導体3重量部、結着樹脂として、粘度平均分子量30,500の式(5)で表されるポリカーボネート樹脂(Resin−1)100重量部、溶剤としてテトラヒドロフラン600重量部を収容した後、10分間混合、溶解させて、感光層用塗布液を得た。
次いで、得られた感光層用塗布液を中間層上にディップコート法にて塗布し、130℃で40分間熱風乾燥し、膜厚25μmの感光層を形成し単層型電子写真感光体を製造した。
(1)感度の評価
また、得られた単層型電子写真感光体における感度の評価を行った。
すなわち、実施例1において使用したプリンタ(沖データ(株)製MicroLine−22)のかわりに、京セラミタ(株)製DP−560を使用して、電位測定用のイメージングユニットを作成し、得られた単層型電子写真感光体を搭載した。また、除電ランプを取り外すとともに、感光体ドラムの回転速度を周速60mm/sec、露光時の光量を1.0μJ/cm2とした。それ以外は、実施例1における感度の評価と同様に評価した。得られた結果を表2に示す。
また、得られた単層型電子写真感光体における露光メモリ電位の評価を行った。
すなわち、得られた単層型電子写真感光体を、上述した電位測定用イメージングユニットに装着した以外は、実施例1における露光メモリ電位の評価と同様に評価した。得られた結果を表2に示す。
また、得られた単層型電子写真感光体を用いて、FD値の評価を行った。
すなわち、得られた単層型電子写真感光体をプリンタ(京セラミタ(株)製DP−560)に搭載した以外は、実施例1における画像かぶりの評価と同様に評価した。得られた結果を表2に示す。
また、実施例16〜28においては、使用した電荷発生剤、正孔輸送剤、電子輸送剤、及び結着樹脂を、表2に示すようにそれぞれ変えたほかは、実施例15と同様に単層型電子写真感光体を作成し、評価した。得られた結果を表2に示す。
その結果、電子写真感光体における電気特性が向上するとともに、高温高湿環境下においてもかぶりの発生を効果的に抑制できるようになった。
したがって、本発明の電子写真感光体及びそれを用いた画像形成装置は、画像形成装置の高画質化及び高速化等に寄与することが期待される。
Claims (6)
- 基体上に直接または中間層を介して形成された感光層を有する電子写真感光体であって、
前記感光層が、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、結着樹脂と、を含むとともに、前記正孔輸送剤が、下記一般式(1)で表されるエナミン基含有ヒドラゾン化合物であることを特徴とする電子写真感光体。
(一般式(1)中、R1は炭素数2以上のアルキル基であり、複数のRa〜Rfは、それぞれ独立した炭素数1〜12の置換または非置換のアルキル基、炭素数6〜30の置換または非置換のアリール基、炭素数6〜30の置換または非置換のアルケニル基、あるいは−OR2(R2は炭素数1〜10のアルキル基、パーフルオロアルキル基、または炭素数6〜30のアリール基である。)で表される置換基であり、繰り返し数m及びnは0〜4の整数であり、繰り返し数o〜rは0〜5の整数である。) - 前記結着樹脂が、下記一般式(2)〜(4)で表されるポリカーボネート樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。
(一般式(2)中、複数の置換基Rgは、水素原子、炭素数1〜4の置換又は非置換のアルキル基、あるいは炭素数6〜30の置換または非置換のアリール基であり、繰り返し数sは、0〜4の整数である。)
(一般式(3)中、複数の置換基Rhは、水素原子、炭素数1〜4の置換又は非置換のアルキル基、あるいは炭素数6〜30の置換又は非置換のアリール基であり、繰り返し数tは、0〜4の整数である。)
(一般式(4)中、複数の置換基Riは、水素原子、炭素数1〜4の置換又は非置換のアルキル基、あるいは炭素数6〜30の置換又は非置換のアリール基であり、繰り返し数uは、0〜4の整数である。) - 前記感光層が、前記電荷発生剤と、前記正孔輸送剤と、結着樹脂と、を同一層に含む単層型の感光層であることを特徴とする請求項1または2に記載の電子写真感光体。
- 前記感光層が、前記電荷発生剤を含む電荷発生層と、前記正孔輸送剤及び前記結着樹脂を含む電荷輸送層と、からなる積層型の感光層であることを特徴とする請求項1または2に記載の電子写真感光体。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子写真感光体を備えるとともに、当該電子写真感光体の周囲に、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を配置し、かつ、除電手段を有さない除電レスタイプであることを特徴とする画像形成装置。
- 前記帯電手段が、帯電ローラであることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
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