JP2010054833A - 電子写真感光体およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

電子写真感光体およびそれを備えた画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】電荷発生材料としてオキソチタニルフタロシアニンを含有する感光体において、高湿環境においても感度特性や繰り返しの安定性に優れた感光体およびそれを備えた画像形成装置を提供することを課題とする。
【解決手段】導電性基体上に、電荷発生材料を含有する電荷発生層と電荷輸送材料を含有する電荷輸送層とがこの順で積層された感光層が少なくとも積層されてなり、前記電荷発生層が、バインダ樹脂として分子中に脂肪族環を有する共重合ポリアミド樹脂を含有し、かつ前記電荷発生材料が、CuKα線(0.154050nm)を用いたX線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)が9.4°または9.7°に最大回折ピークを示し、かつ少なくとも7.3°、9.4°、9.7°および27.3°に回折ピークを示す結晶型オキソチタニルフタロシアニンであることを特徴とする電子写真感光体により、上記の課題を解決する。
【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真感光体およびそれを備えた画像形成装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、特定の共重合ポリアミド樹脂および特定の電荷発生材料を含有する電荷発生層を有する、高湿環境においても感度特性や繰り返しの安定性に優れた電子写真感光体およびそれを備えた画像形成装置に関する。
電子写真技術を用いて画像を形成する電子写真方式の画像形成装置(「電子写真応用装置」ともいう)は、高速の情報処理システム機器の一端を担い、その進歩は近年著しい。これらのシステム機器の中でも、光を記録プローブとする電子写真方式は、光源そのものの質的な向上と相俟って、プリント出力の品質および信頼性の向上が著しい。よってこれら技術は、通常のプリンタ出力としてだけでなく、複写機にも展開され、ますますその重要性が増してきており、今後も継続して需要の伸びが期待されている。
近年、このような画像形成装置に用いられる電子写真感光体(以下「感光体」ともいう)については、有機系の光導電材料を用いた感光体の開発が盛んに進められている。それらの中でも電荷発生層と電荷輸送層とを分離した、いわゆる機能分離型有機感光体は、各層をそれぞれの機能に最適な材料で形成することにより、感度を大幅に向上させることができ、また所望の光源波長に応じた分光感度を設定できるなど利点が多く、感光体の主流になっている。
また、デジタル方式の画像形成装置では、デジタル電気信号に変換された画像情報を感光体上に静電潜像として書き込む際の光源としてレーザ、特に半導体レーザやLEDが用いられている。これらのレーザ光やLED光の発振波長は、780nmや660nmの近赤外光やそれに近い長波長光である。
デジタル方式の画像形成装置に用いられる有機感光体は、まず第一に上記のような長波長光に対して高感度であることが要求され、これまで多種多様な材料が検討されてきた。それらの中でもフタロシアニン顔料は、合成が比較的容易であり、長波長光に対して高感度を示すものが多いことから、フタロシアニン顔料を用いた有機感光体が幅広く検討され、実用化されている。
しかしながら、電荷発生材料としてフタロシアニン顔料を用いた有機感光体は、繰り返し使用に伴う残留電位の増加や黒ポチなどの画像欠陥が発生し易いという問題がある。
このような問題は、電荷発生層に隣接する中間層による影響が大きいとされている。
中間層は、感光体が使用される環境変化によって電気特性が大幅に変動し、特に高温高湿環境で使用した場合には、中間層が吸収した水分の解離によって電気抵抗が大きく変動し、地かぶりなどの画像欠陥の問題が発生する。
その対策として、周囲の環境変動に対して電気抵抗の変動の少ない中間層の材料が模索され、従来から種々の材料が提案されてきた。
アミド結合間の炭素鎖の多い構成単位から構成される共重合ポリアミド樹脂、例えば12−ナイロン系樹脂は、吸水率が低く、環境依存性の低い感光体を作るのに有効な材料であると予想される。
しかしながら、このようなポリアミド樹脂は、通常の有機溶剤に不溶で、感光体の製造には適さない。また、例えば、特開平5−72787号公報(特許文献1)および特開平6−186767号公報(特許文献2)に記載されているように、ポリアミド樹脂をメトキシメチル化により溶解性を向上させて用いる方法があるが、メトキシメチル化は著しくポリアミド樹脂の吸水率を増加させるために、環境変動対策としては十分とは言い難い。
また、例えば、特開平9−166882号公報(特許文献3)に記載されているように、中間層に特定複素環および脂肪族環を有する共重合ポリアミド樹脂を含有させることにより、高湿環境においても外部から樹脂内への水分の浸入を防いで電気特性の環境変動を小さくする技術が提案されている。
しかしながら、ポリアミド樹脂内に脂肪族環が導入された場合にはポリアミド樹脂が架橋されて硬くなり、導電性基板との接着性が低下するという問題がある。
他方、感光体の繰り返し使用に伴う残留電位の増加や黒ポチなどの画像欠陥が発生し易いという問題は、電荷発生層のバインダ樹脂の吸水性による影響も大きいとされている。
バインダ樹脂にポリブチラール樹脂を用いた場合には、繰り返し使用に対する耐用性が不十分であり、特に高温高湿環境で生成したキャリアが吸収した水分の影響を受けて、電荷発生層中にトラップされ、感度の低下および残留電位の上昇を招くこともあった。
特開平5−72787号公報 特開平6−186767号公報 特開平9−166882号公報
本発明は、上記の従来技術の実情に鑑みてなされてものであって、電荷発生材料としてオキソチタニルフタロシアニンを含有する感光体において、高湿環境においても感度特性や繰り返しの安定性に優れた感光体およびそれを備えた画像形成装置を提供することを課題とする。
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、電荷発生層に、電荷発生材料として特定の結晶型を有するオキソチタニルフタロシアニンおよびバインダ樹脂として分子中に特定の置換基様式を有する共重合ポリアミド樹脂を用いることにより、バインダ樹脂内の水分による発生したキャリアへの影響を低減し、対湿度依存性を改善できることを見出し、本発明を完成するに到った。
また、本発明者らは、ポリアミド樹脂を導電性基体上の中間層に用いた場合には、導電性基体との接着性が悪いという問題があったが、ポリアミド樹脂を電荷発生層に用いることで接着不良による感度低下を防ぎ、ポリアミド樹脂の特性を十分に活かせることをも見出した。
かくして、本発明によれば、導電性基体上に、電荷発生材料を含有する電荷発生層と電荷輸送材料を含有する電荷輸送層とがこの順で積層された感光層が少なくとも積層されてなり、前記電荷発生層が、バインダ樹脂として分子中に脂肪族環を有する共重合ポリアミド樹脂を含有し、かつ前記電荷発生材料が、CuKα線(0.154050nm)を用いたX線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)が9.4°または9.7°に最大回折ピークを示し、かつ少なくとも7.3°、9.4°、9.7°および27.3°に回折ピークを示す結晶型オキソチタニルフタロシアニンであることを特徴とする感光体が提供される。
また、本発明によれば、上記の感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、帯電された前記感光体を画像情報に応じた光で露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像して可視像化する現像手段と、可視像化された画像を記録媒体上に転写する転写手段とを備えることを特徴とする画像形成装置が提供される。
本発明によれば、電荷発生材料としてオキソチタニルフタロシアニンを含有する感光体において、高湿環境においても感度特性や繰り返しの安定性に優れた感光体およびそれを備えた画像形成装置を提供することができる。
本発明の感光体は、導電性基体上に、電荷発生材料を含有する電荷発生層と電荷輸送材料を含有する電荷輸送層とがこの順で積層された感光層が少なくとも積層されてなり、前記電荷発生層が、バインダ樹脂として分子中に脂肪族環を有する共重合ポリアミド樹脂を含有し、かつ前記電荷発生材料が、CuKα線(0.154050nm)を用いたX線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)が9.4°または9.7°に最大回折ピークを示し、かつ少なくとも7.3°、9.4°、9.7°および27.3°に回折ピークを示す結晶型オキソチタニルフタロシアニンであることを特徴とする。
次に、図面を用いて本発明の感光体の構成について具体的に説明するが、本発明は以下に説明する形態に限定されるものではない。
図1は、本発明の感光体の要部の構成を示す概略断面図であり、導電性基体(「導電性支持体」ともいう)1上に、中間層(「下引き層」ともいう)9と、電荷発生材料2を含有する電荷発生層4と電荷輸送材料5を含有する電荷輸送層7とがこの順で積層された感光層(積層型感光層)8とが積層されてなる。図中、3および6はバインダ樹脂(結着樹脂)を示す。
本発明の感光体は、導電性基体1と感光層8との間に中間層9を有するのが好ましい。
また、本発明の感光体は、電荷発生層と電荷輸送層とを逆順で形成した逆二層型積層構造であってもよいが、前記積層構造が好ましい。
[導電性基体1]
導電性基体1は、感光体の電極としての役割を果たすとともに、他の各層の支持部材としても機能する。
導電性基体の構成材料は、当該分野で用いられる材料であれば特に限定されない。
具体的には、アルミニウム、銅、真鍮、亜鉛、ニッケル、ステンレス、クロム、モリブデン、バナジウム、インジウム、チタン、金、白金などの金属材料;アルミニウム合金などの合金材料;ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリエステル、ポリオキシメチレン、ポリスチレンなどの高分子材料、硬質紙、ガラスなどからなる基体表面に金属箔をラミネートしたもの、金属材料を蒸着したもの、導電性高分子、酸化スズ、酸化インジウムなどの導電性化合物の層を蒸着もしくは塗布したものなどが挙げられる。
導電性基体は、円筒状、円柱状、薄膜シート状、無端ベルト状などに加工して用いられる。後述するように、浸漬塗布法により導電性基体上に各層を形成する場合には、円筒状が好ましい。
導電性基体1の表面は、必要に応じて、画質に影響のない範囲内で、陽極酸化皮膜処理、薬品、熱水などによる表面処理、着色処理、表面を粗面化するなどの乱反射処理が施されていてもよい。
乱反射処理は、レーザを露光光源として用いる電子写真プロセスにおいて本発明による感光体を用いる場合に特に有効である。すなわち、レーザを露光光源として用いる電子写真プロセスでは、レーザ光の波長が揃っているので、感光体の表面で反射されたレーザ光と感光体の内部で反射されたレーザ光とが干渉を起こし、この干渉による干渉縞が画像に現れて画像欠陥の発生することがある。そこで、導電性基体の表面に乱反射処理を施すことにより、波長の揃ったレーザ光の干渉による画像欠陥を防止することができる。
[中間層9]
中間層9は、導電性基体の傷および凸凹の被覆、繰返し使用時の帯電性の劣化防止、低温/低湿環境下での帯電特性の改善などの機能を有する。
中間層は、例えば、樹脂材料を適当な溶剤に溶解または分散させて中間層用塗布液を調製し、この塗布液を導電性支持体上に塗布し、乾燥により溶剤を除去することによって形成できる。
樹脂材料としては、例えば、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの合成樹脂;カゼイン、セルロース、ゼラチンなどの天然高分子材料などが挙げられ、これらの1種または2種以上を使用できる。これらの中でも、ポリアミド樹脂が好ましく、アルコール可溶性ナイロン樹脂が特に好ましい。
アルコール可溶性ナイロン樹脂としては、例えば6−ナイロン、6,6−ナイロン、6,10−ナイロン、11−ナイロン、12−ナイロンなどを共重合させた共重合ナイロン;N−アルコキシメチル変性ナイロンおよびN−アルコキシエチル変性ナイロンのように、ナイロンを化学的に変性させた樹脂などが挙げられる。
樹脂材料を溶解または分散させる溶剤としては、水、メタノール、エタノール、ブタノールなどの単独溶剤、水とアルコール類との混合溶剤、2種類以上のアルコール類の混合溶剤、アセトンおよびジオキソランなどとアルコール類との混合溶剤、ジクロロエタン、クロロホルムおよびトリクロロエタンなどの塩素系溶剤とアルコール類との混合溶剤などが挙げられる。
また、中間層用塗布液は、体積抵抗率の調節、低温/低湿環境下での繰返しエージング特性の改善などの理由で、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化錫、酸化インジウム、シリカ、酸化アンチモンなどの無機顔料を含んでいてもよい。
中間層中の無機顔料の割合は30〜95重量%の範囲が好ましく、中間層用塗布液に無機顔料を添加する場合には、ボールミル、ダイノーミル、超音波発振機などの分散機を用いて分散させるのが好ましい。
塗布方法は特に限定されないが、浸漬塗布法が特に好ましい。浸漬塗布法は、例えば、塗布液を満たした塗布槽に円筒状導電性基体を浸漬した後、一定速度または任意に変化させた速度で引上げることにより、層を形成する方法であり、比較的簡単で、生産性および原価の点で優れているため、感光体を製造する場合に多く利用されている。
したがって、中間層のみならず、後述する電荷発生層および電荷輸送層の形成にも好適に用いられる。
塗膜は、熱風または遠赤外線などの乾燥機を用いて乾燥すればよく、乾燥温度は40〜130℃程度、乾燥時間は10分間〜2時間程度が好ましい。乾燥温度が低い場合には、乾燥時間が長くなることがあり、また、乾燥温度が高い場合には、繰返し使用時の電気的特性が悪くなり感光体を使用して得られる画像も劣化することがある。
中間層の膜厚は特に限定されないが、通常0.1〜5μm程度である。
なお、導電性支持体の構成材料がアルミニウムの場合には、アルマイトを含む層(アルマイト層)を形成し、中間層とすることができる。
[電荷発生層4]
電荷発生層4は、光を吸収することによって電荷を発生する電荷発生材料2として特定の結晶型を有するオキソチタニルフタロシアニンおよびバインダ樹脂3として分子中に脂肪族環を有する共重合ポリアミド樹脂を含有する。
結晶型オキソチタニルフタロシアニンは、オキソチタニルフタロシアニンを有機溶剤中で微粉砕処理することにより得ることができる。
オキソチタニルフタロシアニンは、式(A):
Figure 2010054833
(式中、X1、X2、X3およびX4は、同一または異なって、ハロゲン原子、アルキル基またはアルコキシ基であり、r、s、yおよびzは、同一または異なって0〜4の整数である)
で示される。
式(A)におけるX1、X2、X3およびX4のハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素原子が挙げられる。
1、X2、X3およびX4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基のような炭素数1〜4のアルキル基が挙げられる。
1、X2、X3およびX4のアルコキシ基としては、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、イソブトキシ基、t−ブトキシ基のような炭素数1〜4のアルコキシ基が挙げられる。
式(A)で示されるオキソチタニウムフタロシアニン化合物は、例えばMoser, Frank HおよびArthur L. ThomasによるPhthalocyanine Compounds、Reinhold Publishing Corp.、New York、1963に記載されている方法などの公知の製造方法によって製造することができる。
例えば、式(A)で示されるオキソチタニウムフタロシアニン化合物のうち、r、s、yおよびzが0である無置換のオキソチタニウムフタロシアニンの場合は、フタロニトリルと四塩化チタンとを、加熱融解するかまたはα−クロロナフタレンなどの適当な溶剤中で加熱反応させることによってジクロロチタニウムフタロシアニンを合成した後、塩基または水で加水分解することによって得られる。
またイソインドリンとテトラブトキシチタンなどのチタニウムテトラアルコキシドとを、N−メチルピロリドンなどの適当な溶剤中で加熱反応させることによっても、オキソチタニウムフタロシアニンを製造することができる。
本発明の結晶型オキソチタニルフタロシアニンは、そのX線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)27.3°に明瞭な回折ピークを示すオキソチタニルフタロシアニン、特にブラッグ角9.4°または9.7°に最大回折ピークを示し、かつ少なくとも7.3°、9.4°、9.7°および27.3°に明瞭な回折ピークを有する特定の結晶型を有するオキソチタニルフタロシアニン結晶が特に好ましい(図2参照)。
このような特定の結晶型のオキソチタニルフタロシアニンを含有する感光体は、高感度かつ高品質な画像を提供することができると共に、繰返し使用に対する電位安定性に優れ、反転現像を用いる電子写真プロセスでの地カブリなどの発生が非常に少ない。
本発明の結晶型オキソチタニルフタロシアニンは、加水分解で得られたオキソチタニルフタロシアニンを、メチルエチルケトンなどの有機溶剤中で、機械的な歪力をもって微粉砕(ミリング)処理すること、もしくは十分な時間の攪拌することにより得ることができ、前者の方法が好ましい(実施例1参照)。
また、本発明の結晶型オキソチタニルフタロシアニンは、オキソチタニルフタロシアニンを、水の存在下にジクロロエタンなどの水に非混和性の有機溶剤で処理することにより得ることができる。
具体的には、水で膨潤させたオキソチタニルフタロシアニンを有機溶剤で処理する方法、および膨潤処理を行わずに、水を有機溶剤中に添加し、その中にオキソチタニルフタロシアニンを投入する方法などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
オキソチタニルフタロシアニンを水で膨潤させる方法としては、例えば、オキソチタニルフタロシアニンを硫酸に溶解させ水中で析出させてウェットペースト状にする方法、およびホモミキサー、ペイントミキサー、ボールミル、サンドミルなどの攪拌・分散装置を用いて、オキソチタニルフタロシアニンを水で膨潤させてウェットペースト状にする方法などが挙げられるが、これらの方法に限られるものではない。
結晶型オキソチタニルフタロシアニンは、本発明の効果を阻害しない範囲で、他の電荷発生材料と併用してもよい。他の電荷発生材料との併用により、任意かつ容易に光減衰曲線を調整することができ、画像形成プロセスを設計する上で自由度が広がり優位である。
このような電荷発生材料としては、例えば、上記のような特定の結晶型オキソチタニルフタロシアニンとは結晶型の異なるフタロシアニン系顔料、アゾ系顔料(モノアゾ系顔料、ビスアゾ系顔料、トリスアゾ系顔料など)、インジゴ系顔料(インジゴ、チオインジゴなど)、ペリレン系顔料(ペリレンイミド、ペリレン酸無水物など)、多環キノン系顔料(アントラキノン、ピレンキノンなど)、スクアリリウム色素、ピリリウム塩類、チオピリリウム塩類、トリフェニルメタン系色素(メチルバイオレット、クリスタルバイオレット、ナイトブルー、ビクトリアブルーなど)、アクリジン系色素(エリスロシン、ローダミンB、ローダミン3R、アクリジンオレンジ、フラペオシンなど)、チアジン系色素(メチレンブルー、メチレングリーンなど)、オキサジン系色素(カプリブルー、メルドラブルーなど)、ビスベンゾイミダゾール系色素、キナクリドン系色素、キノリン系色素、レーキ系色素、アゾレーキ系色素、ジオキサジン系色素、アズレニウム系色素、トリアリルメタン系色素、キサンテン系色素、シアニン系色素、などの有機顔料または染料(有機光導電性材料)、さらにセレン、非晶質シリコンなどの無機材料(無機光導電性材料)などが挙げられる。
結晶型の異なるフタロシアニン系顔料としては、α型、β型、Y型、アモルファスのオキソチタニルフタロシアニンを含む金属フタロシアニン、無金属フタロシアニン、ハロゲン化無金属フタロシアニンなどが挙げられる。
また、アゾ顔料としては、カルバゾール骨格、スチリルスチルベン骨格、トリフェニルアミン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、オキサジアゾール骨格、フルオレノン骨格、ビススチルベン骨格、ジスチリルオキサジアゾール骨格またはジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料が挙げられる。
本発明の感光体は、電荷発生層のバインダ樹脂として、分子中に脂肪族環を有する共重合ポリアミド樹脂を含有する。
本発明の共重合ポリアミド樹脂は、分子中に脂肪族環を有することにより、それらの嵩高さによってより強固な樹脂膜(電荷発生層)が形成される。そのため一度分子内に取り込まれた水分の出入りができなくなり、外部から水分が浸入し難く、吸水性の低減された樹脂膜が形成される。
本発明の共重合ポリアミド樹脂が有する脂肪族環は、イソホロン環、シクロヘキシル環またはビスシクロヘキシル環であるのが好ましい。
本発明の共重合ポリアミド樹脂は、一般式(I)〜(IV):
Figure 2010054833
Figure 2010054833
Figure 2010054833
Figure 2010054833
から選択される繰り返し単位および一般式(V):
Figure 2010054833
で示される繰り返し単位からなるのが好ましい。
一般式(I)〜(IV)から選択される繰り返し単位と一般式(V)で示される繰り返し単位とは、40:60〜20:80の比率を有するのが好ましい。後述する合成例1〜3で得られる樹脂が特に好ましい。
本発明の共重合ポリアミド樹脂は、5000〜100000の数平均分子量を有するのが好ましく、より好ましくは10000〜50000である。
本発明における数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定し、ポリスチレン換算により導いた値である。
共重合ポリアミド樹脂の数平均分子量が5000未満では、膜の塗布性が悪くなり、強固な塗膜が形成できず、外部の湿度環境の影響を受け易くなることがある。また、共重合ポリアミド樹脂の数平均分子量が100000を超えると、溶剤に対する溶解性が低下して、成膜性が悪くなることがある。
本発明のポリアミド樹脂は、一般的な方法により合成することができる。その一例を合成例で述べる。
電荷発生層は、公知の湿式法により形成することができる。
湿式法としては、例えば、バインダ樹脂としてのポリアミド樹脂を溶解した溶液に、電荷発生材料としての結晶型オキソチタニルフタロシアニンおよび後述するその他の添加剤を適当な溶剤に溶解または分散させて電荷発生層用塗布液を調製し、この塗布液を導電性基体上または中間層上に塗布し、乾燥により溶剤を除去する方法が挙げられる。
塗布方法としては、ロール塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、リング塗布法、浸漬塗布法などが挙げられ、これらの中でも中間層と同様の浸漬塗布法が好ましい。
溶剤としては、ポリアミド樹脂を溶解し得る溶剤であれば特に限定はないが、塗布性の観点から、エタノール、n−プロパノール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、t−ブタノールなど低分子量のアルコール系溶剤が好ましい。
電荷発生層用塗布液を調製する前に、電荷発生材料およびその他の添加剤を予備粉砕してもよい。予備粉砕には、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライタ、振動ミル、超音波分散機などの一般的な粉砕機を用いることができる。
電荷発生材料およびその他の添加剤の溶剤への溶解または分散には、例えば、ペイントシェーカ、ボールミル、サンドミルなどの一般的な分散機を用いることができる。このとき、容器および分散機を構成する部材から、摩耗などによって不純物が発生し、塗布液中に混入しないように、分散条件を適宜選択するのが好ましい。
電荷発生材料とバインダ樹脂との割合は特に限定されないが、電荷発生材料は、電荷発生材料とバインダ樹脂との合計量に対して10〜99重量%であるのが好ましく、30〜80重量%であるのが特に好ましい。
電荷発生材料の割合が10重量%未満では、感度が低下するおそれがあるので好ましくない。また、電荷発生材料の割合が99重量%を超えると、電荷発生層の膜強度が低下するおそれがあり、また電荷発生材料の分散性が低下して粗大粒子が増大し、露光によって消去されるべき部分以外の表面電荷が減少するおそれがあるので好ましくない。
膜強度の低下や表面電荷の減少は、画像欠陥、特に白地にトナーが付着し微小な黒点が形成される黒ポチと呼ばれる画像のかぶりが多く発生する原因の1つとなる。
電荷発生層は、本発明の好ましい特性を損なわない範囲内で、化学増感剤および光学増感剤の1種または2種以上を適量含んでもよい。これらの増感剤は、感光体の感度を向上させ、繰返し使用による残留電位の上昇および疲労などを抑え、電気的耐久性を向上させる。これらの増感剤は、後述する電荷輸送層に含有されてもよく、電荷発生層および電荷輸送層の両方に含有されてもよい。
化学増感剤および/または光学増感剤の使用割合は特に限定されないが、電荷発生物質100重量部に対して、10重量部以下の割合が好ましく、0.5〜2.0重量部の割合が特に好ましい。
化学増感剤(電子受容物質)としては、例えば無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、4−クロルナフタル酸無水物などの酸無水物;テトラシアノエチレン、テレフタルマロンジニトリルなどのシアノ化合物、4−ニトロベンズアルデヒドなどのアルデヒド類;アントラキノン、1−ニトロアントラキノンなどのアントラキノン類;2,4,7−トリニトロフルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロフルオレノンなどの多環もしくは複素環ニトロ化合物;ジフェノキノン化合物などの電子吸引性材料およびこれらの電子吸引性材料を高分子化したものなどが挙げられる。
電荷発生層は、必要に応じて、ホール輸送物質、電子輸送物質、酸化防止剤、紫外線吸収剤、分散安定剤、増感剤、レベリング剤、可塑剤、無機化合物もしくは有機化合物の微粒子などから選ばれる1種または2種以上を適量含んでもよい。
酸化防止剤および紫外線吸収剤としては、ヒンダードアミン系化合物、ハイドロキノン系化合物、トコフェロール系化合物、パラフェニレンジアミン、アリールアルカンおよびそれらの誘導体、アミン系化合物、有機硫黄化合物ならびに有機燐化合物などが挙げられ、これらの中でも、ヒンダードフェノール誘導体が特に好ましい。
酸化防止剤の使用量は、電荷輸送物質100重量部に対して0.1〜50重量部が好ましく、1〜20重量部が特に好ましい。酸化防止剤の使用量が0.1重量部未満であると、塗布液の安定性の向上および感光体の耐久性の向上に充分な効果を得ることができない場合がある。また、酸化防止剤の使用量が50重量部を超えると、感光体特性に悪影響を及ぼすことがある。
可塑剤またはレベリング剤は、ゆず肌を防止し、成膜性、可撓性および表面平滑性を向上させることができる。
可塑剤としては、例えばビフェニル、塩化ビフェニル、ベンゾフェノン、o−ターフェニル、二塩基酸エステル(例えば、フタル酸エステル)、脂肪酸エステル、リン酸エステル、各種フルオロ炭化水素、塩素化パラフィン、エポキシ型可塑剤などが挙げられる。
レベリング剤(表面改質剤)としては、例えばシリコーンオイルのようなシリコーン系レベリング剤、フッ素樹脂系レベリング剤などを挙げることができる。
無機化合物または有機化合物の微粒子は、機械的強度を増強し、電気特性を向上させることができる。
電荷発生層の膜厚は特に限定されないが、0.05〜5μmが好ましく、0.1〜1.5μmが特に好ましい。電荷発生層の膜厚が0.05μm未満では、光吸収の効率が低下し、感度が低下するおそれがあり、逆に電荷発生層の膜厚が5μmを超えると、電荷発生層内部での電荷輸送が感光体表面の電荷を消去する過程の律速段階となり、感度が低下するおそれがある。
[電荷輸送層7]
電荷輸送層7は、電荷発生材料で発生した電荷を受け入れ、そして輸送する能力を有する電荷輸送材料5、バインダ樹脂6および必要に応じて公知の添加剤を含有する。
電荷輸送材料としては、ポリ−N−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメートおよびその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、9−(p−ジエチルアミノスチリル)アントラセン、1,1−ビス(4−ジベンジルアミノフェニル)プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、ピラゾリン誘導体、フェニルヒドラゾン類、ヒドラゾン誘導体、トリフェニルアミン系化合物、トリフェニルメタン系化合物、スチルベン系化合物、3−メチル−2−ベンゾチアゾリン環を有するアジン化合物などの電子供与性物質;フルオレノン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、インデノチオフェン誘導体、フェナンスレンキノン誘導体、インデノピリジン誘導体、チオキサントン誘導体、ベンゾ[c]シンノリン誘導体、フェナジンオキサイド誘導体、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、ブロマニル、クロラニル、ベンゾキノンなどの電子受容性物質が挙げられる。
特に露光光源として360〜420nmの発振波長である半導体レーザ光を使用する場合、電荷輸送材料には、360nm以上の波長領域に吸収を示さないアリールアミン系の化合物が特に好ましい。
バインダ樹脂としては、電荷輸送材料と相溶性を有するものであり、かつ360nm以上に吸収を有さない材料系が好ましく、例えば、ポリカーボネートおよび共重合ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、ポリアミド、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリケトン、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスルホン樹脂、およびそれらの共重合樹脂などが挙げられる。これらのバインダ樹脂は1種を単独でまたは2種以上を組み合せて用いることができる。これらの中でも、ポリスチレン、ポリカーボネート、共重合ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステルなどの樹脂は、体積抵抗率が1013Ω以上あり、成膜性および電位特性などにも優れている。
電荷輸送層は、電荷発生層と同様に、公知の湿式法により形成することができる。
具体的には、電荷輸送材料およびバインダ樹脂を適当な溶剤に溶解または分散させて電荷輸送層用塗布液を調製し、この塗布液を浸漬塗布法により電荷発生層上に塗布し、乾燥により溶剤を除去する方法により形成するのが好ましい。
溶剤としては、メタノール、エタノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、エチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソランなどのエーテル類、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタンなどの脂肪族ハロゲン炭化水素、ベンゼン、クロロベンゼン、トルエンなどの芳香族類などが挙げられる。
電荷輸送層中の電荷輸送材料の割合は、30〜80重量%の範囲が好ましく、40〜70重量%が特に好ましい。電荷輸送材料の割合が前記の範囲であれば、本発明の優れた効果が得られる。
電荷輸送層の膜厚は特に限定されないが、10〜30μmが好ましく、10〜20μmが特に好ましい。通常適用されている電荷輸送層の膜厚20〜30μmでは、光源のビーム径を小さくしても電荷輸送層内でキャリアの面内方向の拡散が起こり静電潜像が広がり、高解像な潜像形成が妨げられ易い。これを防止するためには、電荷輸送層の膜厚をより薄膜化する必要があり、10〜20μmとするのが特に望ましい。
電荷輸送層には、画像形成装置のクリーニングブレードとの摺刷などによって引き起こされる感光体表面の磨耗劣化を抑制する目的でフィラー粒子の添加してもよい。
このようなフィラーには、大別して、有機系フィラー粒子と金属酸化物を中心とする無機系フィラー粒子がある。
一般に、感光体表面の濡れ性を制御し、異物などの付着を抑制する目的にはフッ素系材料を中心とする有機系フィラーが用いられる。一方、耐刷性を向上させる目的には無機系フィラーが主に用いられ、本発明では、後者を用いるのが好ましい。
本発明の感光体では、電荷輸送層が無機系フィラー粒子を含有し、無機系フィラー粒子が次式(1):
1.0×10-3≦(df×b3)/(dm×a3)≦2.5×10-2 (1)
(式中、aは平均フィラー粒子間距離(nm)、bは平均フィラー粒子径(nm)、dfはフィラー粒子の密度(g/cm3)、dmは電荷輸送層における固形分の平均密度(g/cm3)を意味する)
を満足する分散状態で電荷輸送層中に含有されてなるのが好ましい。
上記の式(1)においては、均質な固形媒質中に、真球かつ均一に分布するフィラー粒子を仮定し、この粒子が上記媒質中に最密充填されていることとする。
なお、上記感光体最表面層の固形媒質は、電荷輸送層を構成する結着樹脂と電荷輸送物質を意味し、均一分布するのは、フィラー粒子となる。
平均フィラー粒子間距離aは、正確にはTEMによる断面観察により測定することが好ましいが、均一な分散状態が確認できていればフィラー粒子の添加量と媒体である塗膜の体積より計算値として求めてもよい。具体的には、フィラー粒子の添加量、粒子径、密度および媒質の密度(正確にはフィラー粒子を含む固形分全体の密度)から求めることができる。
平均フィラー粒子径bは、正確にはSEMによる断面観察により測定することが好ましいが、市販のフィラー粒子であればカタログ値より引用してもよい。
フィラー粒子の密度dfは、作製前のフィラー粒子の体積と重量を測定して、これらから算出することができる(JIS 7112に準拠)が、市販のフィラー粒子であればカタログ値より引用してもよい。
電荷輸送層における固形分の平均密度dmは、塗膜の体積と重量を測定して、これらから算出することができる。ここで電荷輸送層の固形分とは、塗布液を塗布し溶剤を乾燥して固化した電荷輸送層の塗膜のことである。
無機系フィラー粒子の特徴としては、材料としての硬度が高く、結着樹脂に分散しやすいものがよく、例えば、酸化珪素(シリカ)、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化カルシウム、酸化アルミニウム(アルミナ)などの酸化物、および窒化珪素、窒化アルミニウムなどの窒化化合物が挙げられる。
これらの中でも、光散乱を考慮して媒質の屈折率との差が小さいことから、酸化珪素(シリカ)が特に好ましい。
また、無機系フィラー粒子の粒子径(一時粒子径)は、100nm以下が好ましく、5〜100nmの範囲が特に好ましい。粒子径が上記の範囲であれば、散乱および系中での電気的キャリアへの弊害をできるだけ少なくすることができ、粒子径が5nm未満および100nmを超える場合には、添加による効果が得られ難い。
平均フィラー粒子間距離aは、200nm以下が好ましく、50〜100nmが特に好ましい。
フィラー粒子の密度dfは1.3〜4g/cm2が好ましく、1.5〜3.5g/cm2が特に好ましい。
電荷輸送層における固形分の平均密度dmは1.3〜3g/cm2が好ましく、1.4〜2g/cm2が特に好ましい。
本発明の画像形成装置は、本発明の感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、帯電された前記感光体を画像情報に応じた光で露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像して可視像化する現像手段と、可視像化された画像を記録媒体上に転写する転写手段とを備えることを特徴とする。
図面を用いて本発明の画像形成装置(レーザプリンタ)の構成およびその画像形成動作について説明するが、以下の記載内容に限定されるものではない。
図3は、本発明の画像形成装置の構成を示す模式側面図である。
画像形成装置であるレーザプリンタ30は、感光体A、半導体レーザ31、回転多面鏡32、結像レンズ34、ミラー35、帯電手段であるコロナ帯電器36、現像手段である現像器37、転写紙カセット38、給紙ローラ39、レジストローラ40、転写手段である転写帯電器41、分離帯電器42、搬送ベルト43、定着器44、排紙トレイ45およびクリーニング手段であるクリーナ46を含んで構成される。
なお、上記の半導体レーザ31、回転多面鏡32、結像レンズ34およびミラー35は、露光手段49を構成する。
感光体Aは、図示しない駆動手段によって矢符47の方向に回転可能なようにレーザプリンタ30に搭載される。半導体レーザ31から出射されるレーザビーム33は、回転多面鏡32によって感光体Aの表面に対してその長手方向(主走査方向)に繰返し走査される。結像レンズ34は、f−θ特性を有し、レーザビーム33をミラー35で反射させて感光体Aの表面に結像させて露光させる。感光体Aを回転させながらレーザビーム33を前記のように走査して結像させることによって、感光体Aの表面に画像情報に対応する静電潜像が形成される。
前記のコロナ帯電器36、現像器37、転写帯電器41、分離帯電器42よびクリーナ46は、矢符47で示す感光体Aの回転方向上流側から下流側に向ってこの順序で設けられる。
また、コロナ帯電器36は、レーザビーム33の結像点よりも感光体Aの回転方向上流側に設けられ、感光体Aの表面を均一に帯電させる。したがって、レーザビーム33が、均一に帯電された感光体Aの表面を露光することになり、レーザビーム33によって露光された部位の帯電量と露光されなかった部位の帯電量とに差異が生じて前記の静電潜像が形成される。
帯電器としては、コロナ帯電器に限定されず、コロトロン帯電器、スコロトロン帯電器、鋸歯帯電器、ローラ帯電器などであってもよい。
現像器37は、レーザビーム33の結像点よりも感光体Aの回転方向下流側に設けられ、感光体Aの表面に形成された静電潜像にトナーを供給し、静電潜像をトナー像として現像する。転写紙カセット38に収容される転写紙48は、給紙ローラ39によって1枚ずつ取出され、レジストローラ40によって感光体Aへの露光と同期して転写帯電器41に与えられる。転写帯電器41によって、トナー像が転写紙48に転写される。転写帯電器41に近接して設けられる分離帯電器42は、トナー像が転写された転写紙を除電して感光体Aから分離される。
現像器としては、接触式および非接触式のいずれであってもよい。
感光体Aから分離された転写紙48は、搬送ベルト43によって定着器44に搬送され、定着器44によってトナー像が定着される。このようにして画像が形成された転写紙48は、排紙トレイ45に向けて排紙される。なお分離帯電器42によって転写紙48が分離された後、さらに回転を続ける感光体Aは、その表面に残留するトナーおよび紙粉などの異物がクリーナ46のクリーニングブレードまたはブラシクリーナによって清掃される。クリーナ46によってその表面が清掃された感光体Aは、クリーナ46と共に設けられる図示しない除電ランプによって除電された後、さらに回転され、前記の感光体Aの帯電から始まる一連の画像形成動作が繰り返される。
レーザプリンタ30に備わる感光体Aの表面は、表面自由エネルギーが好適な範囲に設定されているので、レーザプリンタ30による画像形成において、トナー画像を形成するトナーは、感光体Aの表面から転写紙48上へ容易に移行転写され、残留トナーが発生し難く、また転写時に接触する転写紙48の紙粉なども感光体Aの表面に付着し難い。
また、感光体Aの表面にトナーおよび紙粉などの異物が付着しても、トナー画像を転写後の感光体Aの表面を清掃するために設けられるクリーナ46のクリーニングブレードによって容易に除去される。
したがって、本発明のよる画像形成装置では、クリーニングブレードの研磨能力やクリーニングブレードの感光体Aの表面に対する当接圧力を小さく設定することができるので、感光体Aの寿命が延長される。また、クリーニング後の感光体Aの表面は、トナーおよび紙粉などの異物の付着がなく、常に清浄な状態に保たれるので、画質の良好な画像を長期間安定して形成することができる。
すなわち、本発明による画像形成装置は、各種の環境下において、長期間に亘り安定して画質低下のない画像を形成することができる。また、感光体Aの寿命が長く、クリーナ46も簡易な構成で済むことから、低コストでメンテナンス頻度の少ない画像形成装置が実現される。さらに、感光体Aが光に曝されてもその電気特性が低下しないので、メンテナンス時などに感光体Aが光に曝されることに起因する画質の低下を抑えことができる。
クリーナ46としては、例えば、ブラシクリーナであってもよい。
本発明の画像形成装置は、図3に示す以外にも次のような構成であってもよい。
感光体Aを、コロナ帯電器36、現像器37およびクリーナ46から選択される少なくとも1つと一体化してプロセスカートリッジとしてもよい。
例えば、感光体A、コロナ帯電器36、現像器37およびクリーナ46を組込んだプロセスカートリッジ、感光体A、コロナ放電器36および現像器37を組込んだプロセスカートリッジ、感光体Aおよびクリーナ46を組込んだプロセスカートリッジ、感光体Aおよび現像器37を組込んだプロセスカートリッジなどが挙げられる。
このようにいくつかの部材を一体化したプロセスカートリッジを用いることにより、装置の保守管理が容易になる。
また、感光体の外径が40mm以下の場合には、分離帯電器42を省いた構成としてもよく、現像バイアスなどの高圧電圧を印加するタイミングなどを工夫することによって、除電ランプ(図示せず)を省いた構成としてもよい。
すなわち、感光体の直径が小さいもの、低速のローエンドプリンタなどでは、省スペース化の観点から除電ランプを省くことができる。
以下に合成例、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、これらの合成例および実施例により本発明が限定されるものではない。
(合成例1)
攪拌機、窒素ガス供給源に接続された窒素導入管、温度計、脱水管を備えた反応器内に、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とアジピン酸とからなるポリアミド塩62重量部に対し、カプロラクタム38重量部および水7重量部を共存させ、290℃、1.3×106Paの加熱加圧下で水を留出させながら5時間重合反応させ、共重合ポリアミド樹脂PA−1を得た。
NMR分析の結果、共重合ポリアミド樹脂PA−1は、一般式(I)で示される繰り返し単位および一般式(V)で示される繰り返し単位からなる、共重合比40:60の共重合ポリアミド樹脂であることがわかった。
また、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(型式:HLC−8020、東ソー株式会社製)を用いて測定した(ポリスチレン換算)共重合ポリアミド樹脂PA−1の数平均分子量は27000であった。
(合成例2)
ポリアミド塩として、3−アミノメチル−シクロヘキシルアミンとアジピン酸とからなるポリアミド塩62重量部に対し、カプロラクタム45重量部を用いること以外は合成例1と同様にして、共重合ポリアミド樹脂PA−2を得た。
NMR分析の結果、共重合ポリアミド樹脂PA−2は、一般式(II)で示される繰り返し単位および一般式(V)で示される繰り返し単位からなる、共重合比40:60の共重合ポリアミド樹脂であることがわかった。
また、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(型式:HLC−8020、東ソー株式会社製)を用いて測定した(ポリスチレン換算)共重合ポリアミド樹脂PA−2の数平均分子量は31000であった。
(合成例3)
ポリアミド塩として、4,4−ジアミノジシクロヘキシルメタンとドデカン二酸とからなるポリアミド塩50重量部に対し、カプロラクタム57重量部を用いること以外は合成例1と同様にして、共重合ポリアミド樹脂PA−3を得た。
NMR分析の結果、共重合ポリアミド樹脂PA−3は、一般式(III)で示される繰り返し単位および一般式(V)で示される繰り返し単位からなる、共重合比20:80の共重合ポリアミド樹脂であることがわかった。
また、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(型式:HLC−8020、東ソー株式会社製)を用いて(ポリスチレン換算)共重合ポリアミド樹脂PA−3の数平均分子量は40000であった。
(実施例1)
直径30mm×長さ348mmのアルミニウム製円筒状導電性基持体上に感光層を形成し、その特性を評価した。
酸化チタン(商品名:タイベークTTO55A、石原産業株式会社製)7重量部および共重合ナイロン(商品名:アミランCM8000、東レ株式会社製)13重量部を、メチルアルコール159重量部と1,3−ジオキソラン106重量部との混合溶剤に加え、ペイントシェーカーにて8時間分散処理して中間層用塗布液を調製した。この塗布液を塗布槽に満たし、導電性基体を浸漬後引上げ、自然乾燥して膜厚1μmの中間層を形成した。
予め、次のようにして電荷発生材料として使用する、下記構造式で示される結晶型チタニルフタロシアニンを得た。
o−フタロジニトリル40g、四塩化チタン18gおよびα−クロロナフタレン500mlを窒素雰囲気下、200〜250℃で3時間加熱撹拌して反応させ、100〜130℃まで放冷後、熱時濾過した。得られた固形物を100℃に加熱したα−クロロナフタレン200mlで洗浄して、ジクロロチタニウムフタロシアニン粗生成物を得た。
得られた粗生成物を、室温にてα−クロロナフタレン200mlで、次いでメタノール200mlで洗浄後、さらにメタノール500ml中で1時間熱懸洗を行った。濾過後、得られた粗生成物を、水500ml中で、pHが6〜7になるまで、熱懸洗を繰り返した。その後、得られた固形物を乾燥してオキソチタニルフタロシアニン中間結晶を得た。
さらに、得られた中間結晶を、メチルエチルケトンに混合し、ペイントコンディショナー装置(レッドレベル社製)により直径2mmのガラスビーズと共にミリング(微粉砕)処理し、メタノールで洗浄した後、乾燥して結晶を得た。
得られた結晶の化学分析の結果、下記構造式で示される結晶型のオキソチタニルフタロシアニンであることがわかった。
Figure 2010054833
粉末X線回折装置(株式会社リガク製、型式:RINT−1500、X線源:CuKα=0.15405nm)を用いて、得られた結晶のX線回折パターンを測定したところ、図2に示されるスペクトルが得られた。
このスペクトルによれば、得られた結晶は、ブラッグ角(2θ±0.2°)7.3°、9.4°、9.7°および27.3°に主要な回折ピークを有し、そのうち9.4°と9.7°の重なったピーク束に最大回折ピークを示す結晶型オキソチタニルフタロシアニンであることがわかった。
得られた結晶型オキソチタニルフタロシアニン1.8重量部および合成例1で得られたポリアミド樹脂PA−1 1.2重量部を、ノルマルプロピルアルコール98重量部に混合し、ペイントシェーカーにて8時間分散処理して電荷発生層用塗布液を調製した。この塗布液を、中間層の場合と同様の浸漬塗布法にて先に設けた中間層上に塗布し、自然乾燥して膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。
次いで、電荷輸送材料としてトリフェニルアミン(商品名:D3236、東京化成工業株式会社製)5重量部、ポリカーボネート樹脂(商品名:GH503:出光興産株式会社製)4.4重量部およびポリカーボネート樹脂(商品名:TS2040、帝人化成株式会社製)3.6重量部を混合し、テトラヒドロフラン49重量部を溶剤として電荷輸送層用塗布液を調製した。この塗布液を、浸漬塗布法にて中間層の場合と同様の浸漬塗布法にて先に設けた電荷発生層上に塗布し、120℃で1時間乾燥して膜厚20μmの電荷輸送層を形成し、感光体を得た。
(実施例2)
電荷発生層のバインダ樹脂として、ポリアミド樹脂PA−1に代えて、合成例2で得られたポリアミド樹脂PA−2を用いること以外は実施例1と同様にして、感光体を作製した。
(実施例3)
電荷発生層のバインダ樹脂として、ポリアミド樹脂PA−1に代えて、合成例3で得られたポリアミド樹脂PA−3を用いること以外は実施例1と同様にして、感光体を作製した。
(比較例1)
電荷発生層のバインダ樹脂として、ポリアミド樹脂PA−1に代えて、次式の構成単位を有するポリアミド樹脂を用いること以外は実施例1と同様にして、感光体を作製した。
Figure 2010054833
(比較例2)
電荷発生層のバインダ樹脂として、ポリアミド樹脂PA−1に代えて、ブチラール樹脂(商品名:エスレックBX−1、積水化学工業株式会社製)を用いること以外は実施例1と同様にして、感光体を作製した。
(比較例3)
中間層の樹脂材料として、共重合ナイロンに代えて、合成例1で得られたポリアミド樹脂PA−1を、電荷発生層のバインダ樹脂として、ポリアミド樹脂PA−1に代えて、ブチラール樹脂(商品名:エスレックBX−1、積水化学工業株式会社製)を用いること以外は実施例1と同様にして、感光体を作製した。
(評価1:電気特性の安定性)
実施例1〜3および比較例1〜3の各感光体を、現像器と表面電位測定器を交換できるよう試験用に改造したデジタル複写機(型式:AR−450、シャープ株式会社製)に装着し、画像形成過程における感光体の表面電位を測定できるように表面電位計(商品名:model344、トレック・ジャパン株式会社製)を設け、ISO 19752で規定された文字テストチャートをA4サイズで10000枚画像形成することによって、感度の耐久性を評価した。
上記複写機を用い、温度25℃、相対湿度50%の常温/常湿(N/N:Normal Temperature/Normal Humidity)および温度35℃、相対湿度85%の高温/高湿(H/H:High Temperature/High Humidity)環境下において、レーザ光による露光を施さなかった場合の感光体の表面電位を−650Vに調整し、その状態でレーザ光により露光(0.4μJ/cm2)を施した場合の感光体の表面電位を露光電位VL(V)として測定し、露光電位VLとした。このVLの絶対値が小さい程、下記の判定基準のように感度の安定性が良好であると評価した。
<判定基準>
○:|VL|<90(V)
△:90(V)≦|VL|<110(V)
×:110(V)≦|VL|
得られた結果を表1に示す。なお、評価結果は、H/HのVL2による。
(評価2:接着性試験)
実施例1〜3および比較例1〜3の各感光体に1mm間隔で切れ目を入れて100個の碁盤目を形成し、その上にセロハンテープを圧着させた後、直ちにセロハンテープを剥がし、剥れた碁盤目の数を調べることで、接着性を評価した。
得られた結果を表1に示す。
Figure 2010054833
表1の結果から、特定の共重合ポリアミド樹脂および特定の電荷発生材料を含有する電荷発生層を有する本発明の感光体(実施例1〜3)は、N/N環境およびH/H環境における感度の繰り返し安定性が良好であることがわかる。すなわち、本発明の感光体は、湿度に対する感度特性および繰り返し特性に与える影響が小さいことがわかる。
電荷発生層のバインダ樹脂に、本発明の範囲外のポリアミド系樹脂を用いた感光体(比較例1)およびはポリブチラール系樹脂を用いた感光体(比較例2)は、H/H環境における繰り返し特性の安定性が極めて悪いことがわかる。
また、本発明のポリアミド系樹脂を中間層の樹脂材料に用いた感光体(比較例3)は、H/H環境における繰り返し特性の安定性は良好であるが、導電性基板との接着性に劣ることがわかる。
本発明の感光体の要部の構成を示す概略断面図である。 本発明の感光体に好適な電荷発生材料のオキソチタニルフタロシアニンのX線回折スペクトルである。 本発明の画像形成装置の要部の構成を示す概略図である。
符号の説明
1 導電性基体(導電性支持体)
2 電荷発生材料
3 バインダ樹脂
4 電荷発生層
5 電荷輸送材料
6 バインダ樹脂
7 電荷輸送層
8 感光層
9 中間層(下引き層)
30 レーザプリンタ(画像形成装置)
31 半導体レーザ
32 回転多面鏡
33 レーザビーム
34 結像レンズ
35 ミラー
36 コロナ帯電器
37 現像器
38 転写紙カセット
39 給紙ローラ
40 レジストローラ
41 転写帯電器
42 分離帯電器
43 搬送ベルト
44 定着器
45 排紙トレイ
46 クリーナ
47 矢符
48 転写紙
49 露光手段

Claims (10)

  1. 導電性基体上に、電荷発生材料を含有する電荷発生層と電荷輸送材料を含有する電荷輸送層とがこの順で積層された感光層が少なくとも積層されてなり、
    前記電荷発生層が、バインダ樹脂として分子中に脂肪族環を有する共重合ポリアミド樹脂を含有し、かつ
    前記電荷発生材料が、CuKα線(0.154050nm)を用いたX線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)が9.4°または9.7°に最大回折ピークを示し、かつ少なくとも7.3°、9.4°、9.7°および27.3°に回折ピークを示す結晶型オキソチタニルフタロシアニンである
    ことを特徴とする電子写真感光体。
  2. 前記脂肪族環が、イソホロン環、シクロヘキシル環またはビスシクロヘキシル環である請求項1に記載の電子写真感光体。
  3. 前記共重合ポリアミド樹脂が、一般式(I)〜(IV):
    Figure 2010054833
    Figure 2010054833
    Figure 2010054833
    Figure 2010054833
    から選択される繰り返し単位および一般式(V):
    Figure 2010054833
    で示される繰り返し単位からなる請求項2に記載の電子写真感光体。
  4. 前記一般式(I)〜(IV)から選択される繰り返し単位と一般式(V)で示される繰り返し単位とが、40:60〜20:80の比率を有する請求項3に記載の電子写真感光体。
  5. 前記共重合ポリアミド樹脂が、5000〜100000の数平均分子量を有する請求項1〜4のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
  6. 前記結晶型オキソチタニルフタロシアニンが、有機溶剤中で微粉砕処理されたオキソチタニルフタロシアニンである請求項1〜5のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
  7. 前記電荷発生材料が、前記電荷発生材料と前記バインダ樹脂との合計量に対して10〜99重量%である請求項1〜6のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
  8. 前記電荷発生層が、0.05〜5μmの膜厚を有する請求項1〜7のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
  9. 前記導電性基体と前記感光層との間に中間層を有する請求項1〜8のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
  10. 請求項1〜9のいずれか1つに記載の電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、帯電された前記電子写真感光体を画像情報に応じた光で露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像して可視像化する現像手段と、可視像化された画像を記録媒体上に転写する転写手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
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