JP2005221923A - 有機感光体、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 導電性支持体上に少なくとも中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を有する有機感光体において、該導電性支持体の表面粗さLrが100.600〜102.000%であり、前記中間層にメチルハイドロジェンシロキサン単位を含む重合体で表面処理された数平均一次粒径が3〜200nmのN型半導性粒子を含有し、中間層の表面粗さLrが100.500以下であることを特徴とする有機感光体。
【選択図】 なし
Description
(請求項1)
導電性支持体上に少なくとも中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を有する有機感光体において、該導電性支持体の表面粗さLrが100.600〜102.000%であり、前記中間層にメチルハイドロジェンシロキサン単位を含む重合体で表面処理された数平均一次粒径が3〜200nmのN型半導性粒子を含有し、中間層の表面粗さLrが100.500以下であることを特徴とする有機感光体。
(請求項2)
有機感光体上に帯電部材を接触させて帯電する帯電手段を有する画像形成装置に用いられる有機感光体において、導電性支持体上に少なくとも中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を有し、該導電性支持体の表面粗さLrが100.600〜102.000%であり、前記中間層にメチルハイドロジェンシロキサン単位を含む重合体で表面処理された数平均一次粒径が3〜200nmのN型半導性粒子を含有し、中間層の表面粗さLrが100.500以下であることを特徴とする有機感光体。
(請求項3)
前記メチルハイドロジェンシロキサン単位を含む重合体がメチルハイドロジェンシロキサン単位と他のシロキサン単位との共重合体であることを特徴とする請求項1又は2に記載の有機感光体。
(請求項4)
前記他のシロキサン単位がジメチルシロキサン単位、メチルエチルシロキサン単位、メチルフェニルシロキサン単位及びジエチルシロキサン単位から選択された1種以上であることを特徴とする請求項3に記載の有機感光体。
(請求項5)
前記他のシロキサン単位がジメチルシロキサン単位であることを特徴とする請求項3又は4に記載の有機感光体。
(請求項6)
前記N型半導性粒子がTiO2又はZnOであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機感光体。
(請求項7)
前記N型半導性粒子がTiO2であることを特徴とする請求項6に記載の有機感光体。
(請求項8)
前記TiO2粒子がアナターゼ形酸化チタン顔料であることを特徴とする請求項7に記載の有機感光体。
(請求項9)
前記中間層にポリアミド樹脂のバインダーを含有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の有機感光体。
(請求項10)
前記ポリアミド樹脂が融解熱0〜40J/gで、且つ吸水率5質量%以下のポリアミド樹脂であることを特徴とする請求項9に記載の有機感光体。
(請求項11)
前記中間層のバインダー樹脂とN型半導性粒子の体積比がバインダー樹脂1に対しN型半導性粒子1〜2であることを特徴とする請求項9又は10に記載の有機感光体。
(請求項12)
前記中間層の膜厚が5〜25μmであることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の有機感光体。
(請求項13)
有機感光体上に帯電部材を接触させて帯電する帯電手段を有する画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジにおいて、導電性支持体上に少なくとも中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を有し、該導電性支持体の表面粗さLrが100.600〜102.000%であり、前記中間層にメチルハイドロジェンシロキサン単位を含む重合体で表面処理された数平均一次粒径が3〜200nmのN型半導性粒子を含有し、中間層の表面粗さLrが100.500以下である有機感光体と該有機感光体上に帯電部材を接触させて帯電する帯電手段、該有機感光体上の静電潜像を顕像化する現像手段、該有機感光体上に顕像化されたトナー像を転写材上に転写する転写手段の少なくとも1つとが一体的に支持され、画像形成装置本体に着脱自在に装着されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
(請求項14)
有機感光体上に帯電部材を接触させて帯電する帯電手段を有する画像形成装置において、該有機感光体が導電性支持体上に少なくとも中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を有し、該導電性支持体の表面粗さLrが100.600〜102.000%であり、前記中間層にメチルハイドロジェンシロキサン単位を含む重合体で表面処理された数平均一次粒径が3〜200nmのN型半導性粒子を含有し、中間層の表面粗さLrが100.500以下であることを特徴とする画像形成装置。
(請求項15)
有機感光体上に帯電部材を接触させて帯電する帯電手段を有する画像形成方法において、請求項14に記載の画像形成装置を用いて、電子写真画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
測定器の触針先端径:2μm 測定長さ:2.5mm カットオフ値:0.08mm
又、上記導電性支持体の表面粗さLrを達成した上で、更に好ましくは導電性支持体の表面粗さRz(十点表面粗さ)を0.5〜2.5μmの範囲にすることが好ましい。この範囲に前記Rzを構成することにより、より効果的に絶縁破壊や黒ポチを防止できる。
アナターゼ化度を90〜100%の範囲に作製するには、酸化チタンの作製において、チタン化合物として硫酸チタン、硫酸チタニルを含む溶液を加熱して加水分解させるとアナターゼ化度がほぼ100%のアナターゼ形酸化チタンが得られる。又、四塩化チタン水溶液をアルカリを用いて中和すればアナターゼ化度が高いアナターゼ形酸化チタンが得られる。
攪拌機、窒素、窒素導入管、温度計、脱水管等を備えた重合釜にラウリルラクタム215質量部、3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルアミン112質量部、1,12−ドデカンシカルボン酸153質量部及び水2質量部を混合し、加熱加圧下、水を留出させながら9時間反応させた。重合物を取り出し、C13−NMRにより共重合組成を求めたところ、N−1の組成と一致した。尚、上記合成された共重合のメルトフローインデックス(MFI)は(230℃/2.16kg)の条件で、5g/10minであった。
本発明の中間層の膜厚は5〜25μmが好ましい。中間層の膜厚が5μm未満では、絶縁破壊や黒ポチが発生しやすく、25μmを超えると、残留電位の上昇や転写メモリーが発生しやすく、鮮鋭性が劣化しやすい。中間層の膜厚は7〜15μmがより好ましい。
測定条件:測定プローブ HRS
印加電圧:500V
測定環境:30±2℃、80±5RH%
体積抵抗が1×108未満では中間層の電荷ブロッキング性が低下し、黒ポチの発生が増大し、有機感光体の電位保持性も劣化し、良好な画質が得られない。一方1015Ω・cmより大きいと繰り返し画像形成で残留電位が増大しやすく、良好な画質が得られない。
中間層
本発明においては導電性支持体と感光層の間に、前記した中間層を設ける。
本発明の感光体の感光層構成は前記中間層上に電荷発生機能と電荷輸送機能を1つの層に持たせた単層構造の感光層構成でも良いが、より好ましくは感光層の機能を電荷発生層(CGL)と電荷輸送層(CTL)に分離した構成をとるのがよい。機能を分離した構成を取ることにより繰り返し使用に伴う残留電位増加を小さく制御でき、その他の電子写真特性を目的に合わせて制御しやすい。負帯電用の感光体では中間層の上に電荷発生層(CGL)、その上に電荷輸送層(CTL)の構成を取ることが好ましい。正帯電用の感光体では前記層構成の順が負帯電用感光体の場合の逆となる。本発明の最も好ましい感光層構成は前記機能分離構造を有する負帯電感光体構成である。
電荷発生層には電荷発生物質(CGM)を含有する。その他の物質としては必要によりバインダー樹脂、その他添加剤を含有しても良い。
一方、電荷輸送層の構成は公知の構成を用いて得ることができる。電荷輸送物質及びバインダーを適切に選択して、電荷輸送層を形成することが必要である。
中間層1
洗浄済み円筒状アルミニウム基体(切削加工により表面粗さLr:101.017、Rz:0.81μmに加工した)上に、下記中間層塗布液を浸漬塗布法で塗布し、120℃30分で乾燥し、乾燥膜厚10μmの中間層1を形成した。
バインダー樹脂:(例示ポリアミドN−1) 1部(1.00体積部)
アナターゼ形酸化チタンA1(一次粒径35nm;メチルハイドロジェンシロキサンとジメチルシロキサンの共重合体(モル比1:1)を用い、酸化チタン全質量の5質量%の量で表面処理したもの) 5.6部(1.6体積部)
エタノール/n−プロピルアルコール/THF(=45/20/30質量比)10部
上記成分を混合し、サンドミル分散機を用い、10時間、バッチ式にて分散して、中間層分散液を作製した。
下記成分を混合し、サンドミル分散機を用いて分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この塗布液を浸漬塗布法で塗布し、前記中間層の上に乾燥膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。
ポリビニルブチラール(BX−1、積水化学(株)社製) 10部
メチルエチルケトン 700部
シクロヘキサノン 300部
電荷輸送層
下記成分を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷発生層の上に浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚18μmの電荷輸送層を形成し、感光体1を作製した。
ポリカーボネート樹脂「ユーピロン−Z300」(三菱ガス化学社製)
100部
酸化防止剤(下記化合物A) 8部
テトラヒドロフラン/トルエン(体積比8/2) 750部
感光体2〜16の作製
アルミニウム基体の表面粗さLr、Rz、中間層の粒子、バインダー樹脂、乾燥膜厚、等を表1のように変更した以外は感光体1と同様にして感光体2〜16を作製した。但し、表1の中間層体積比は感光体1〜16の全ての中間層のバインダー樹脂の体積とN型半導性粒子の体積の合計体積を一定にした上で、バインダー樹脂の体積とN型半導性粒子の体積の比(Vn/Vb)を変えた中間層分散液を作製して、中間層を形成した。
A1はアナターゼ形酸化チタン(アナターゼ化度:100%)
A2はアナターゼ形酸化チタン(アナターゼ化度:95%)
A3はアナターゼ形酸化チタン(アナターゼ化度:92%)
Zは酸化亜鉛
*1はメチルハイドロジェンシロキサンとジメチルシロキサンの共重合体(モル比1:1)
*2はメチルハイドロジェンシロキサンとジメチルシロキサンの共重合体(モル比9:1)
*3はメチルハイドロジェンシロキサンとジメチルシロキサンの共重合体(モル比2:8)
*4はメチルハイドロジェンシロキサンとジエチルシロキサンの共重合体(モル比1:1)
*5はメチルハイドロジェンシロキサンとメチルエチルシロキサンの共重合体(モル比1:1)
*6はメチルハイドロジェンポリシロキサン
*7はメチルトリメトキシシラン
尚、表中、表面処理とは粒子の表面に施した表面処理に用いた物質を示す。
測定機:島津製作所「島津熱流速示差走査熱量計DSC−50」を用いて測定した。
測定対象の試料を70〜80℃で3〜4時間で十分に乾燥させ、その質量を精密に秤量する。次に、20℃に維持したイオン交換水に試料を投入し、一定時間経過後に引き上げ試料表面の水を清潔な布で拭き取り、質量を測定する。以上の操作を質量増が飽和するまで繰り返し、その結果得られた試料の増加質量(増加分)を初期の質量で除した値を吸水率とした。
表1中の中間層の表面粗さLrは上記各感光体の中間層塗布乾燥時点で測定したが、感光体の全ての層を積層した後、電荷輸送層及び電荷発生層を有機溶媒を用いて除去し、中間層の表面を出現させ、乾燥させた上で測定しても、同様の表面粗さLrを得ることができる。
以上のようにして得た感光体1〜16を基本的に図1、2に記載の構造を有するEPSONLP−2400(エプソン(株)販売:A4紙16枚/分のプリンター)に各々装着し、高温高湿(30℃80%RH)と低温低湿(10℃20%RH)の環境下で、それぞれ評価項目を変えて評価した。評価結果を表2に示す。
露光部電位目標:−50V未満にする露光量に設定。
現像条件:非磁性一成分現像剤を用いた反転現像
評価項目及び評価方法
評価項目及び評価基準
残留電位の評価(べた黒画像の電位変化)
低温低湿(10℃20%RH)、高温高湿(HH:30℃80%RH)環境下で、画素率が7%の文字画像、ハーフトーン画像、ベタ白画像、ベタ黒画像がそれぞれ1/4等分にある画像をA4で1枚間欠モードにて1万枚の印刷を行い、初期と1万枚後の現像位置でのべた黒画像部の電位変化(|ΔV|)を評価した。|ΔV|が小さい方が繰り返し残留電位の上昇が小さい。
○;べた黒画像部の電位変化|ΔV|が50V〜150V(実用上問題なし)
×;べた黒画像部の電位変化|ΔV|が150Vより大きい(実用上問題有り)
帯電電位の評価(べた白画像の電位変化)
低温低湿(10℃20%RH)、高温高湿(HH:30℃80%RH)環境下で、画素率が7%の文字画像、ハーフトーン画像、ベタ白画像、ベタ黒画像がそれぞれ1/4等分にある画像をA4で1枚間欠モードにて1万枚の印刷を行い、初期と1万枚後の現像位置でのべた白画像部の電位変化(|ΔV|)を評価した。|ΔV|が小さい方が繰り返し帯電電位の変化が小さい。
○;べた白画像部の電位変化|ΔV|が50V〜150V(実用上問題なし)
×;べた白画像部の電位変化|ΔV|が150Vより大きい(実用上問題有り)
画像濃度;低温低湿(LL:10℃20%RH)、高温高湿(HH:30℃80%RH)で評価
マクベス社製RD−918を使用して測定。紙の反射濃度を「0」とした相対反射濃度で測定した。多数枚のコピーで残留電位が増加すると、画像濃度が低下する。各1万枚コピー後のべた黒画像部で測定した。
○:低温低湿、高温高湿とも黒ベタ画像が1.0以上、1.2以下(実用上問題なし)
×:低温低湿、高温高湿の何れかで黒ベタ画像が1.0未満(実用上問題あり)
カブリ;低温低湿(LL:10℃20%RH)、高温高湿(HH:30℃80%RH)で評価
カブリ濃度はべた白画像をマクベス社製RD−918を使用し反射濃度で測定した。該反射濃度は相対濃度(印刷していないA4紙の濃度を0.000とする)で評価した。各1万枚コピー後のべた黒画像部で測定した。
○;低温低湿、高温高湿とも濃度が0.010以上、0.020以下(実用上問題ないレベル)
×;低温低湿、高温高湿の何れかで濃度が0.020より高い(実用上問題となるレベル)
絶縁破壊;低温低湿(LL:10℃20%RH)、高温高湿(30℃80%RH)で評価
○;LL又はHHで電荷リークによる感光体の絶縁破壊が発生なし。
周期性が感光体の周期と一致し、目視できる黒ポチ、黒筋状の画像欠陥が、A4サイズ当たり何個あるかで判定した。
○;0.4mm以上の画像欠陥の頻度:6個/A4以上、10個/A4以下が1枚以上発生(実用上問題なし)
×;0.4mm以上の画像欠陥の頻度:11個/A4以上が1枚以上発生(実用上問題有り)
転写メモリー;低温低湿(LL:10℃20%RH)、高温高湿(30℃80%RH)で評価
濃度の高い文字が次のハーフトーン画像に出現する(メモリー発生)か否(メモリー発生なし)かで判定した。
○;モアレの発生なし。
特性が良好な電子写真画像を提供することができる。
2 感光体カートリッジ
3 現像カートリッジ
4 露光装置
5 給紙装置
6 転写ローラ
7 定着器
8 排紙トレイ
21 感光体
22 帯電ブラシ
23、27 電源接続部材
24 プレ帯電フィルム
25、26 帯電ならし部材
Claims (15)
- 導電性支持体上に少なくとも中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を有する有機感光体において、該導電性支持体の表面粗さLrが100.600〜102.000%であり、前記中間層にメチルハイドロジェンシロキサン単位を含む重合体で表面処理された数平均一次粒径が3〜200nmのN型半導性粒子を含有し、中間層の表面粗さLrが100.500以下であることを特徴とする有機感光体。
- 有機感光体上に帯電部材を接触させて帯電する帯電手段を有する画像形成装置に用いられる有機感光体において、導電性支持体上に少なくとも中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を有し、該導電性支持体の表面粗さLrが100.600〜102.000%であり、前記中間層にメチルハイドロジェンシロキサン単位を含む重合体で表面処理された数平均一次粒径が3〜200nmのN型半導性粒子を含有し、中間層の表面粗さLrが100.500以下であることを特徴とする有機感光体。
- 前記メチルハイドロジェンシロキサン単位を含む重合体がメチルハイドロジェンシロキサン単位と他のシロキサン単位との共重合体であることを特徴とする請求項1又は2に記載の有機感光体。
- 前記他のシロキサン単位がジメチルシロキサン単位、メチルエチルシロキサン単位、メチルフェニルシロキサン単位及びジエチルシロキサン単位から選択された1種以上であることを特徴とする請求項3に記載の有機感光体。
- 前記他のシロキサン単位がジメチルシロキサン単位であることを特徴とする請求項3又は4に記載の有機感光体。
- 前記N型半導性粒子がTiO2又はZnOであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機感光体。
- 前記N型半導性粒子がTiO2であることを特徴とする請求項6に記載の有機感光体。
- 前記TiO2粒子がアナターゼ形酸化チタン顔料であることを特徴とする請求項7に記載の有機感光体。
- 前記中間層にポリアミド樹脂のバインダーを含有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の有機感光体。
- 前記ポリアミド樹脂が融解熱0〜40J/gで、且つ吸水率5質量%以下のポリアミド樹脂であることを特徴とする請求項9に記載の有機感光体。
- 前記中間層のバインダー樹脂とN型半導性粒子の体積比がバインダー樹脂1に対しN型半導性粒子1〜2であることを特徴とする請求項9又は10に記載の有機感光体。
- 前記中間層の膜厚が5〜25μmであることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の有機感光体。
- 有機感光体上に帯電部材を接触させて帯電する帯電手段を有する画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジにおいて、導電性支持体上に少なくとも中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を有し、該導電性支持体の表面粗さLrが100.600〜102.000%であり、前記中間層にメチルハイドロジェンシロキサン単位を含む重合体で表面処理された数平均一次粒径が3〜200nmのN型半導性粒子を含有し、中間層の表面粗さLrが100.500以下である有機感光体と該有機感光体上に帯電部材を接触させて帯電する帯電手段、該有機感光体上の静電潜像を顕像化する現像手段、該有機感光体上に顕像化されたトナー像を転写材上に転写する転写手段の少なくとも1つとが一体的に支持され、画像形成装置本体に着脱自在に装着されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 有機感光体上に帯電部材を接触させて帯電する帯電手段を有する画像形成装置において、該有機感光体が導電性支持体上に少なくとも中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を有し、該導電性支持体の表面粗さLrが100.600〜102.000%であり、前記中間層にメチルハイドロジェンシロキサン単位を含む重合体で表面処理された数平均一次粒径が3〜200nmのN型半導性粒子を含有し、中間層の表面粗さLrが100.500以下であることを特徴とする画像形成装置。
- 有機感光体上に帯電部材を接触させて帯電する帯電手段を有する画像形成方法において、請求項14に記載の画像形成装置を用いて、電子写真画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
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US7910274B2 (en) | 2007-12-04 | 2011-03-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophotographic photosensitive member, method of producing electrophotographic photosensitive member, process cartridge, and electrophotographic apparatus |
US8481236B2 (en) | 2009-04-23 | 2013-07-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophotographic photosensitive member, process cartridge, and electrophotographic apparatus |
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