JP2010079108A - 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 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導電性基体1と、該導電性基体上に設けられ、フッ素含有樹脂粒子、炭素数2以下のフッ化アルキル基を有する重合体、及び電荷輸送性高分子を含有する最表面層7と、を備えることを特徴とする電子写真感光体、及び該電子写真感光体を用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置。
【選択図】図1
Description
また、電荷輸送材料として電荷輸送性高分子を用いることが提案されている(例えば、非特許文献1参照)。該電荷輸送性高分子としては、例えば、テトラアリールベンジジン骨格を有するポリマーが挙げられる。上記従来の電荷輸送性高分子は、電荷輸送機能を有する部分(以下、電荷輸送機能部という)と、互いに隣接する電荷輸送機能部を結ぶための多価官能基とを含む繰り返し単位によって構成されており、その多くは分子中の電荷輸送機能部が占める割合が高いものである。そして、このような構成を有する上記従来の電荷輸送性高分子を用いることによって、電子写真感光体における光電特性を満足しながら、機械的強度を向上させることができる。
また、電荷発生層、電荷輸送層が順次積層され、積層構造を有する感光体を用いた場合には、帯電性などの電気的な特性を満足することは可能であるものの、低分子の電荷輸送材料が結着樹脂中に分散された電荷輸送層においては結着樹脂が本来的に有する機械的強度が低下して磨耗しやすくなるという欠点がある。
請求項1に係る発明は、
導電性基体と、
該導電性基体上に設けられ、フッ素含有樹脂粒子、炭素数2以下のフッ化アルキル基を有する重合体、及び電荷輸送性高分子を含有する最表面層と、
を備えることを特徴とする電子写真感光体である。
前記電荷輸送性高分子が、下記一般式(1)で表される構造を繰り返し構造として有することを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体である。
前記電荷輸送性高分子が、下記一般式(2−1)、(2−2)、及び(2−3)の何れかで表されることを特徴とする請求項2に記載の電子写真感光体である。
前記電荷輸送性高分子が、下記一般式(3)で表される構造及び下記一般式(4)で表される構造を含む、繰り返し構造を有することを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体である。
前記電荷輸送性高分子が、下記一般式(5−1)、(5−2)、及び(5−3)の何れかで表されることを特徴とする請求項4に記載の電子写真感光体である。
前記炭素数2以下のフッ化アルキル基を有する重合体が、下記一般式(6)で表される構造を有することを特徴とする請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の電子写真感光体である。
前記炭素数2以下のフッ化アルキル基を有する重合体が、下記一般式(7)で表される構造を有することを特徴とする請求項1〜請求項6の何れか1項に記載の電子写真感光体である。
請求項1〜7の何れか1項に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を帯電する帯電手段、帯電した前記電子写真感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段、前記電子写真感光体上に残存するトナーを除去するクリーニング手段、及び前記クリーニング手段により除去されたトナーを前記現像手段へ供給するトナー搬送手段から選ばれる少なくとも1種と、
を備えることを特徴とするプロセスカートリッジである。
請求項1〜7の何れか1項に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を帯電する帯電手段と、
帯電した前記電子写真感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記電子写真感光体上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、
前記トナー像を被転写体に転写する転写手段と、
前記電子写真感光体上に残存するトナーを除去するクリーニング手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置である。
前記クリーニング手段により除去されたトナーを前記現像手段へ供給するトナー搬送手段を更に備えることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置である。
請求項3に係る発明によれば、耐摩耗性が向上するという効果がよりより顕著になる。
請求項5に係る発明によれば、耐摩耗性が向上するという効果がよりより顕著になる。
請求項7に係る発明によれば、機械的強度及びクリーニング性に優れるとともに、繰り返し使用時の残留電位の上昇を抑制し、高水準の画質が長期にわたって安定的に得られるという効果がより顕著になる。
請求項10に係る発明によれば、良好なクリーニング性が長期にわたって、維持される。
本実施形態に係る電子写真感光体(以下、「本実施形態に係る感光体」という場合がある。)は、導電性基体と、該導電性基体上に設けられ、フッ素含有樹脂粒子、炭素数2以下のフッ化アルキル基を有する重合体(以下、「特定フッ素系重合体」という場合がある。)、及び電荷輸送性高分子を含有する最表面層と、を備えることを特徴とする。
特定フッ素系重合体は、フッ素含有樹脂粒子の分散性に特に優れるため、フッ素含有樹脂粒子と併用することにより、優れたクリーニング特性と安定した電気特性とが両立する。
これらのことより、本実施形態に係る電子写真感光体によって、光電特性、耐久性、およびクリーニング性の全てが高水準でバランスよく達成される。
図1は、本実施形態に係る電子写真感光体の一例を示す模式断面図であり、電子写真感光体1を導電性基体2及び感光層3の積層方向に沿って切断したものである。図1に示す電子写真感光体1はいずれも機能分離型感光体であり、各感光体が備える感光層3には電荷発生層5と電荷輸送層6とが別個に設けられている。より詳しくは、図1に示した電子写真感光体1においては、導電性基体2上に、下引き層4、電荷発生層5及び電荷輸送層6がこの順で積層されて感光層3が構成されている。
電荷発生層5の形成の際には、上記成分を所定溶剤に加えた塗布液が使用される。かかる溶剤としては、例えば、トルエン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤、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−ブタノール等の脂肪族アルコール系溶剤、アセトン、シクロヘキサノン、2−ブタノン等のケトン系溶剤、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溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコール、ジエチルエーテル等の環状あるいは直鎖状エーテル系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル系溶剤、などの有機溶剤が挙げられる。これらの溶剤は単独あるいは2種以上混合して用いることができる。混合する際、使用される溶剤としては、混合溶剤として結着樹脂を溶解可能であれば、いかなるものでも使用することが可能である。
また、フッ素含有樹脂粒子の平均一次粒子径は、0.05μm以上1.0μm以下であることが好ましい。フッ素含有樹脂粒子の平均一次粒子径が0.05μm未満であると、分散時の凝集が進行しやすくなる場合がある。また、1.0μmを超えると、画質欠陥が発生しやすくなる場合がある。フッ素含有樹脂粒子の平均一次粒子径は0.1μm以上0.3μm以下であることがより好ましい。
該市販品としては、例えば、AT−1005、AT−1046、AT−1084、AT−1085、AT−1116、PF−136A、PF−151N、PF−156A、PF−636、PF−651、PF−652、PF−656、PF−3305、PF−3320、PF−3510、PF−6320、PF−6520(いずれもオムノバ・ソリューション社製)が好適に挙げられる。
また、フッ素系重合体は1種類、または2種類以上を組み合わせて用いることができる。
また、YおよびZとしては、下記の基(18)〜(24)から選択されたものがあげられる。
また、A’は前記(3)で表される構造、及び下記一般式(4)で表される構造を含む繰り返し構造を表す。
また、電荷輸送層は、前記電荷発生層と同様の結着樹脂をさらに含有してもよい。
また、高圧ホモジナイザーとしては、高圧状態でフッ素含有樹脂粒子懸濁液を液−液衝突若しくは液−壁衝突させて分散する衝突方式のもの、又は高圧状態で微細な流路を貫通させて分散する貫通方式のものが好ましい。
電荷輸送層6の膜厚は一般に5μm以上50μm以下、好ましくは10μm以上40μm以下の範囲に設定される。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、既述の本実施形態に係る感光体と、前記電子写真感光体を帯電する帯電手段、帯電した前記電子写真感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段、前記電子写真感光体上に残存するトナーを除去するクリーニング装置、及び前記クリーニング手段により除去されたトナーを前記現像手段へ供給するトナー搬送手段から選ばれる少なくとも1種と、を備えることを特徴とする。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、既述の本実施形態に係る感光体と、前記電子写真感光体を帯電する帯電手段と、帯電した前記電子写真感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記電子写真感光体上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、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記電子写真感光体上に残存するトナーを除去するクリーニング手段と、を備えることを特徴とする。
図2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。
図2に示す画像形成装置1000は、電子写真方式を採用したモノクロの片面出力プリンタである。この画像形成装置1000は、電子写真方式用の積層型の像保持体(電子写真感光体)であって、図の矢印B方向に回転する像保持体61と、電源65Aから電力の供給を受けて、像保持体61に接触しながら回転することで像保持体を帯電する帯電部材(帯電手段)65とを備えている。本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体61として、本実施形態に係る感光体を用いる。
画像形成装置1000には、黒のトナーが蓄えられた不図示のトナーカートリッジが備えられており、このトナーカートリッジにより現像器64にトナーの補給が行われる。また、現像像が転写されるために用いられる用紙は、用紙蓄積部材11の中に蓄えられており、ユーザから画像形成が指示されると用紙蓄積部材1から搬送されて、転写ロール50において現像像の転写が行われた後、図の右方向に向かって搬送されていく。図Aにおいては、この時の用紙搬送路が、右向きの矢印で示す経路として示されており、用紙はこの用紙搬送路を通って定着器10において、用紙上に転写された転写像の定着が行われた後、右方向に排出される。
図3に示す実施形態の画像形成装置1000’は、片面出力用のカラープリンタである。
図3に示す画像形成装置1000’には、図の矢印Bk,Bc,Bm,By方向にそれぞれ回転する、電子写真方式用の積層型の像保持体61K,61C、61M,61Yが備えられている。図3に示す画像形成装置1000’では、像保持体61K,61C、61M,61Yとして、本実施形態に係る感光体を用いている。また、各像保持体の周囲には、各像保持体に接触しながら回転して各像保持体を帯電する帯電部材(帯電手段)65K,65C,65M,65Y、帯電された各像保持体上にレーザ光の照射によりブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色についての静電潜像を形成する露光部(静電潜像形成手段)17K,17C,17M,17Y、各像保持体上の静電潜像を各色のトナーを含む現像剤で現像して各色の現像像を形成する現像器(現像手段)64K,64C,64M,64Yが備えられている。
4つの像保持体61K,61C、61M,61Yは、帯電部材65K,65C,65M,65Yによりそれぞれ帯電され、さらに露光部17K,17C,17M,17Yから照射されるレーザ光を受けて各像保持体上に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器64K,64C,64M,64Yによってそれぞれの色のトナーを含む現像剤で現像されて現像像が形成される。このようにして形成された各色の現像像は、各色に対応した1次転写ロール50K,50C,50M,50Yにおいて、中間転写ベルト5上に、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の順に順次転写(1次転写)されて重ね合わされていき、多色の1次転写像が形成される。そして、この多色の1次転写像は、中間転写ベルト5により2次転写ロール対9まで運搬されていく。一方、このような多色の1次転写像の形成と呼応して、用紙が用紙蓄積部材11’から取り出されて搬送ロール3によって搬送され、さらにレジロール対8によって位置を整えられる。そして、2次転写ロール対9によって、上述の多色の1次転写像が、搬送されてきた用紙に転写(2次転写)され、さらに定着器10’によって用紙上の2次転写像に定着処理が施される。定着処理後、定着像を有する用紙は、送出ロール対13を通過して、排紙入れ12に排出される。
酸化亜鉛(平均粒子径:70nm、テイカ株式会社製、比表面積値:15m2/g)100部をテトラヒドロフラン500部と攪拌混合し、シランカップリング剤として、KBM603(信越化学工業株式会社製)1.25部を添加し、2時間攪拌した。その後、テトラヒドロフランを減圧蒸留にて留去し、120℃で3時間焼き付けを行い、シランカップリング剤による表面処理を施した酸化亜鉛粒子を得た。
得られた分散液に、触媒としてジオクチルスズジラウレート0.005部と、シリコーン樹脂粒子(トスパール145、GE東芝シリコーン社製)4.0部とを添加し、下引き層用塗布液を得た。得られた下引き層用塗布液を、浸漬塗布法にて直径30mmのアルミニウム基材上に塗布し、180℃、40分の乾燥硬化を行い厚さ20μmの下引き層を形成した。
この樹脂溶液に、上記の四フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を加えて、攪拌混合した後、微細な流路をもつ衝突式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー(ナノマイザー株式会社製、商品名LA−33S)を用いて、50MPaまで昇圧しての分散処理を6回繰返すことで、電荷輸送層形成用塗布液を得た。得られた塗布液を上記電荷発生層上に浸漬塗布し、乾燥することにより、膜厚30μmの電荷輸送層を形成し、目的の感光体(電子写真感光体)を得た。
フッ素系重合体、及び電荷輸送性高分子を表1に示すフッ素系重合体、及び電荷輸送性高分子(いずれも末端基Rは水酸基、重量平均分子量:94,000)のように変更したこと以外は実施例1と同様に感光体を作製した。更に得られた感光体を用いたこと以外は実施例1と同様にして、電子写真装置の作製及びプリント試験を行った。評価結果を表2にす。
感光体を、電荷発生層まで実施例1と同様に作製した後、以下のように電荷輸送層を形成した。例示化合物(20−2)で表される繰り返し単位を有す有し末端基Rに水酸基を有る電荷輸送性高分子(重量平均分子量:94,000)100部をテトロヒドロフラン231部及びトルエン99部に十分に混合溶解した。得られた塗布液を電荷発生層上に浸漬塗布し、乾燥することにより、膜厚30μmの電荷輸送層を形成し、目的の感光体を得た。更に得られた感光体を用いたこと以外は実施例1と同様にして、電子写真装置の作製及びプリント試験を行った。評価結果を表2に示す。
例示化合物:(III−9)を、パーフルオロアルキル基含有オリゴマー(大日本インキ化学工業株式会社 メガファックF−478)に変更したこと以外は実施例1と同様に感光体を作製した。更に得られた感光体を用いたこと以外は実施例1と同様にして、画像形成装置を作製し、評価を実施した。その結果を表27に示す。
感光体を、電荷発生層まで実施例1と同様に作製した後、以下のように電荷輸送層を形成した。四フッ化エチレン樹脂粒子(ダイキン工業株式会社製 ルブロンL−2)10部、炭素数2以下のフッ化アルキル基を有する重合体(例示化合物:(III−9))0.20部、テトロヒドロフラン49部及びトルエン21部に十分に攪拌混合して、四フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を調製した。
一方、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン40部とビスフェノールZポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量40,000)60部とをテトロヒドロフラン280部及びトルエン120部に十分に溶解して樹脂溶液を得た。この樹脂溶液に、上記の四フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を加えて、攪拌混合した後、微細な流路をもつ衝突式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー(ナノマイザー株式会社製、商品名LA−33S)を用いて、50MPaまで昇圧しての分散処理を6回繰返すことで、電荷輸送層形成用塗布液を得た。得られた塗布液を上記電荷発生層上に浸漬塗布し、乾燥することにより、膜厚30μmの電荷輸送層を形成し、目的の感光体を得た。更に得られた感光体を用いたこと以外は実施例1と同様にして、画像形成装置を作製し、評価を実施した。その結果を表2に示す。
2 導電性基体
3 感光層
4 下引き層
5 電荷発生層
6 電荷輸送層
11 用紙蓄積部材
12 排紙受け
13 搬送ロール
15 中間転写ベルト
7A 除電ランプ
17 露光部
8 レジロール対
9 次転写ロール対
10 定着器
13 送出ロール対
50 転写ロール
61 像保持体
62 クリーニング装置
64 現像器
65 帯電部材
65a 電源
100 プロセスカートリッジ
100a 支持部材
1000、1000’ 画像形成装置
Claims (10)
- 導電性基体と、
該導電性基体上に設けられ、フッ素含有樹脂粒子、炭素数2以下のフッ化アルキル基を有する重合体、及び電荷輸送性高分子を含有する最表面層と、
を備えることを特徴とする電子写真感光体。 - 請求項1〜7の何れか1項に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を帯電する帯電手段、帯電した前記電子写真感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段、前記電子写真感光体上に残存するトナーを除去するクリーニング手段、及び前記クリーニング手段により除去されたトナーを前記現像手段へ供給するトナー搬送手段から選ばれる少なくとも1種と、
を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1〜7の何れか1項に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を帯電する帯電手段と、
帯電した前記電子写真感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記電子写真感光体上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、
前記トナー像を被転写体に転写する転写手段と、
前記電子写真感光体上に残存するトナーを除去するクリーニング手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記クリーニング手段により除去されたトナーを前記現像手段へ供給するトナー搬送手段を更に備えることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
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