JP2012018370A - 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、電子写真装置および電子写真感光体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】直流電圧のみの電圧−1.0kVを電子写真感光体の導電層に1時間連続印加する試験を行った場合、試験の前後の導電層の体積抵抗率が、下記数式(1)および(2)を満足する。−2.00≦(log|ρ2|−log|ρ1|)≦2.00・・・(1) 1.0×108≦ρ1≦2.0×1013・・・(2)(式(1)および(2)中、ρ1は、試験の前に測定された導電層の体積抵抗率[Ω・cm]であり、ρ2は、試験の後に測定された導電層の体積抵抗率[Ω・cm]である。)
【選択図】なし
Description
円筒状支持体と、
該円筒状支持体上に形成された、結着樹脂および金属酸化物粒子を含有し、かつアンチモンを含有しない導電層と、
該導電層上に形成された感光層と、
を有する電子写真感光体において、
直流成分のみの電圧−1.0kVを該導電層に1時間連続印加する試験を行った場合、該試験の前後の該導電層の体積抵抗率が、下記数式(1)および(2)を満足することを特徴とする電子写真感光体である。
−2.00≦(log|ρ2|−log|ρ1|)≦2.00 ・・・(1)
1.0×108≦ρ1≦2.0×1013 ・・・(2)
(式(1)および(2)中、ρ1は、該試験の前に測定された該導電層の体積抵抗率[Ω・cm]であり、ρ2は、該試験の後に測定された該導電層の体積抵抗率[Ω・cm]である。)
(1)酸素欠損型の金属酸化物の粒子:例えば、酸素欠損型酸化スズ(SnO2)粒子
(2)異元素がドープされている金属酸化物の粒子:例えば、スズ(Sn)がドープされている酸化インジウム(In2O3)粒子、アルミニウム(Al)がドープされている酸化亜鉛(ZnO)粒子、リン(P)がドープされている酸化スズ(SnO2)粒子、タングステン(W)がドープされている酸化スズ(SnO2)粒子、フッ素(F)がドープされている酸化スズ(SnO2)粒子
(3)(1)および(2)以外の金属酸化物の粒子:例えば、酸化スズ(SnO2)粒子、酸化鉄(FeO、Fe3O4、Fe2O3)粒子
(4)(1)〜(3)に係る金属酸化物で被覆されている無機粒子(芯材粒子としての無機粒子が(1)〜(3)に係る金属酸化物で構成された被覆層で被覆されている複合粒子):例えば、リン(P)がドープされている酸化スズ(SnO2)で被覆されている酸化チタン(TiO2)粒子、タングステン(W)がドープされている酸化スズ(SnO2)で被覆されている酸化チタン(TiO2)粒子、フッ素(F)がドープされている酸化スズ(SnO2)で被覆されている酸化チタン(TiO2)粒子、スズ(Sn)がドープされている酸化インジウム(In2O3)で被覆されている酸化チタン(TiO2)粒子
上記(1)〜(4)の粒子の中でも、上記(4)の粒子が好ましい。
感光層に用いられる電荷発生物質としては、例えば、モノアゾ、ジスアゾ、トリスアゾなどのアゾ顔料や、金属フタロシアニン、非金属フタロシアニンなどのフタロシアニン顔料や、インジゴ、チオインジゴなどのインジゴ顔料や、ペリレン酸無水物、ペリレン酸イミドなどのペリレン顔料や、アンスラキノン、ピレンキノンなどの多環キノン顔料や、スクワリリウム色素や、ピリリウム塩およびチアピリリウム塩や、トリフェニルメタン色素や、キナクリドン顔料や、アズレニウム塩顔料や、シアニン染料や、キサンテン色素や、キノンイミン色素や、スチリル色素などが挙げられる。これらの中でも、オキシチタニウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニンなどの金属フタロシアニンが好ましい。
保護層は、樹脂(結着樹脂)を含有する保護層用塗布液を塗布し、これを乾燥および/または硬化させることによって形成することができる。
図2および3を用いて、電子写真感光体の導電層の体積抵抗率(体積抵抗率ρ1およびρ2)を測定する方法を説明する。
ρ=1/(I−I0)×S/d[Ω・cm] ・・・(3)
図4および5を用いて、直流電圧のみの電圧−1.0kVを導電層に1時間連続印加する試験を説明する。以下、この試験を「直流電圧連続印加試験」ともいう。
直流電圧連続印加試験は、常温常湿(23℃/50%RH)環境下において行う。
まず、電子写真感光体を支持体201と導電層202のみの状態にしたもの(以下「試験用サンプル」という。)200と、芯金301、弾性層302および表面層303を有する導電性ローラー300とを、両者の軸が平行になるように当接させる。その際、導電性ローラー300の芯金301の両端には、バネ403にて500gの荷重を与える。導電性ローラー300の芯金301を直流電源401につなぎ、試験用サンプル200の支持体201をアース402につなぐ。試験用サンプル200を200rpmの回転数で駆動回転させ、同じ速度で導電性ローラー300を従動回転させ、導電性ローラー300に直流成分のみの電圧−1.0kV(定電圧)を1時間連続して印加する。なお、電子写真感光体を支持体と導電層のみの状態にする方法については、上述のとおりである。
導電性ローラー300は、導電性ローラー300の抵抗を制御する中抵抗の表面層303と、試験サンプル200の表面と均一なニップを形成するために必要な弾性を有する導電性の弾性層302と、芯金301とで構成される。
芯金301としては、直径6mmのステンレス製の芯金を用いた。
次に、弾性層302を以下の方法で芯金301上に形成した。
エピクロルヒドリンゴム三元共重合体(エピクロルヒドリン:エチレンオキサイド:アリルグリシジルエーテル=40mol%:56mol%:4mol%) 100部
炭酸カルシウム(軽質) 30部
脂肪族ポリエステル(可塑剤) 5部
ステアリン酸亜鉛 1部
2−メルカプトベンズイミダゾール(老化防止剤) 0.5部
酸化亜鉛 5部
下記式で示される四級アンモニウム塩 2部
以下の材料を用いて、ガラス瓶を容器として混合溶液を調製した。
カプローラクトン変性アクリルポリオール溶液 100部
メチルイソブチルケトン 250部
導電性の酸化スズ(SnO2)(トリフルオロプロピルトリメトキシシラン処理品、平均粒径:0.05μm、粉体抵抗率:1×103Ω・cm) 250部
疎水性シリカ(ジメチルポリシロキサン処理品、平均粒径:0.02μm、粉体抵抗率:1×1016Ω・cm) 3部
変性ジメチルシリコーンオイル 0.08部
架橋PMMA粒子(平均粒径:4.98μm) 80部
導電性ローラーの抵抗は、常温常湿(23℃/50%RH)環境下において測定する。
ステンレススチール製の円筒電極515と導電性ローラー300とを、両者の軸が平行になるように当接させる。その際、導電性ローラーの芯金(不図示)の両端には、500gの荷重を与える。円筒電極515としては、上記試験用サンプルと同じ外径のものを選択し、使用する。このような当接状態のまま、円筒電極515を200rpmの回転数で駆動回転させ、同じ速度で導電性ローラー300を従動回転させ、円筒電極515に外部電源53から−200Vを印加する。その際に導電性ローラー300に流れる電流値から算出される抵抗を、導電性ローラー300の抵抗とする。なお、図5中、516は抵抗であり、517はレコーダーである。
図1において、1はドラム状の電子写真感光体であり、軸2を中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。
(導電層用塗布液L−1の調製例)
金属酸化物粒子としてのアルミニウム(Al)がドープされている酸化亜鉛(ZnO)粒子(平均一次粒径:0.075μm、粉体抵抗率:300Ω・cm、酸化亜鉛(ZnO)にドープされているアルミニウム(Al)の量(ドープ量、アルミナ(Al2O3)量として):7質量%)60部、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、大日本インキ化学工業(株)製、樹脂固形分:60質量%)36.5部、溶剤としてのメトキシプロパノール50部を、直径0.5mmのガラスビーズを用いたサンドミルに入れ、ディスク回転数:2500rpm、分散処理時間:3.5時間の分散処理条件で分散処理を行い、分散液を得た。
導電層用塗布液の調製の際に用いた金属酸化物粒子を、それぞれ表1および2に示すようにした以外は、導電層用塗布液L−1の調製例と同様の操作で、導電層用塗布液L−2〜42を調製した。表1および2中、酸化亜鉛は「ZnO」であり、酸化スズは「SnO2」であり、酸化チタンは「TiO2」であり、硫酸バリウムは「BaSO4」である。
(電子写真感光体1の製造例)
押し出し工程および引き抜き工程を含む製造方法にて製造された、長さ357.5mm、直径30mm、肉厚1.0mmのアルミニウムシリンダー(JIS−A3003、アルミニウム合金)を支持体(円筒状支持体)とした。
このようにして、電荷輸送層が表面層である電子写真感光体1を製造した。
表3に示すように、電子写真感光体の製造の際に用いた導電層用塗布液を、導電層用塗布液1から、それぞれ導電層用塗布液2〜42に変更した以外は、電子写真感光体1の製造例と同様の操作で、電荷輸送層が表面層である電子写真感光体2〜42を2つずつ製造した。
電子写真感光体1〜42のうち、試験用サンプル作製用の電子写真感光体1−2〜42−2のそれぞれの電荷輸送層、電荷発生層および下引き層を、溶剤を用いて剥離し、導電層を剥き出しにして、試験用サンプルを作製した。以下、それぞれ順に、試験用サンプル1〜42という。
電子写真感光体1−1〜42−1を、上記常温低湿環境に馴染ませるため、それぞれ同環境下にて48時間放置した後、上記評価装置に装着した。
帯電ローラーに印加する電圧の交流成分のピーク間電圧を1500V、周波数を1500Hzとし、直流成分を−850Vとした。また、長期耐久試験前の初期明部電位(Vla)が各電子写真感光体において−200Vになるようにレーザー露光量を調整し、強露光1回転後の長期耐久試験前の初期残留電位(Vsla)を測定した。
電子写真感光体の表面電位は、評価装置から現像用カートリッジを抜き取り、そこに電位測定装置を挿入して測定した。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することで構成されており、電子写真感光体に対する電位測定プローブの位置は、電子写真感光体の軸方向の中央とし、電子写真感光体の表面からのギャップを3mmとした。
各電子写真感光体において(i)の初期に設定した帯電条件(交流成分および直流成分)ならびに露光条件はそのままにして、以下のようにして長期耐久試験後の電位評価を行った。
電位測定装置を取り外し、現像用カートリッジを取り付け、A4紙3000枚の通紙による長期耐久試験を行った。なお、長期耐久試験のシーケンスは、6%印字比率において、1枚ごとに1回停止する間欠モード(8秒/枚)とした。
長期耐久試験終了後、現像用カートリッジを取り外し、電位測定装置を取り付け、(i)と同様にして、長期耐久試験後の明部電位(Vlb)および残留電位(Vslb)を測定した。明部電位(Vlb)および残留電位(Vslb)と、(i)で測定した初期明部電位(Vla)および初期残留電位(Vsla)との差(変動量)を確認した。これらを、それぞれ長期耐久試験ΔVl(ab)、長期耐久試験ΔVsl(ab)とする。
Vla−Vlb=ΔVl(ab)
Vsla−Vslb=ΔVsl(ab)
(ii)の長期耐久試験に引き続き、以下のようにして短期耐久試験を行った。
まず、短期耐久試験前の明部電位(Vlc)および短期耐久試験前の残留電位(Vslc)を測定した。測定後、非通紙(A4紙999枚分、静電潜像の形成は行うが、現像およびクリーニングは行わない。シーケンスは、999枚分連続的に行う連続モード。)の短期耐久試験を行った。
短期耐久試験終了後、(i)と同様にして、短期耐久試験後の明部電位(Vld)および残留電位(Vsld)を測定した。明部電位(Vld)および残留電位(Vsld)と、明部電位(Vlc)および残留電位(Vslc)との差(変動量)を確認した。これらを、それぞれ短期耐久試験ΔVl(cd)、短期耐久試験ΔVsl(cd)とする。
Vlc−Vld=ΔVl(cd)
Vslc−Vsld=ΔVsl(cd)
以上の結果を表4に示す。
2 軸
3 帯電手段(一次帯電手段)
4 露光光(画像露光光)
5 現像手段
6 転写手段(転写ローラーなど)
7 クリーニング手段(クリーニングブレードなど)
8 定着手段
9 プロセスカートリッジ
10 案内手段
11 前露光光
P 転写材(紙など)
円筒状支持体と、
該円筒状支持体上に形成された、結着樹脂および金属酸化物粒子を含有し、かつアンチモンを含有しない導電層と、
該導電層上に形成された感光層と、
を有する電子写真感光体において、
該金属酸化物粒子が、アルミニウムがドープされている酸化亜鉛粒子であり、
直流成分のみの電圧−1.0kVを該導電層に1時間連続印加する試験を行った場合、該試験の前後の該導電層の体積抵抗率が、下記数式(1)および(2)を満足することを特徴とする電子写真感光体である。
−0.50≦(log|ρ2|−log|ρ1|)≦0.50 ・・・(1)
1.0×108≦ρ1≦2.0×1013 ・・・(2)
(式(1)および(2)中、ρ1は、該試験の前に測定された該導電層の体積抵抗率[Ω・cm]であり、ρ2は、該試験の後に測定された該導電層の体積抵抗率[Ω・cm]である。)
円筒状支持体と、
該円筒状支持体上に形成された、結着樹脂および金属酸化物粒子を含有し、かつアンチモンを含有しない導電層と、
該導電層上に形成された感光層と、
を有する電子写真感光体において、
直流成分のみの電圧−1.0kVを該導電層に1時間連続印加する試験を行った場合、該試験の前後の該導電層の体積抵抗率が、下記数式(1)および(2)を満足することを特徴とする電子写真感光体である。
−2.00≦(log|ρ2|−log|ρ1|)≦2.00 ・・・(1)
1.0×108≦ρ1≦2.0×1013 ・・・(2)
(式(1)および(2)中、ρ1は、該試験の前に測定された該導電層の体積抵抗率[Ω・cm]であり、ρ2は、該試験の後に測定された該導電層の体積抵抗率[Ω・cm]である。)
また、本発明は、上記電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、転写手段およ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である。
また、本発明は、上記電子写真感光体、ならびに、帯電手段、露光手段、現像手段および転写手段を有することを特徴とする電子写真装置である。
また、本発明は、上記電子写真感光体を製造する方法であって、粉体抵抗率が200〜500Ω・cmの範囲にあり、かつ、平均一次粒径が0.050〜0.100μmの範囲にあるアルミニウムドープ酸化亜鉛粒子を用いて前記導電層を形成する工程を有することを特徴とする電子写真感光体の製造方法である。
Claims (5)
- 円筒状支持体と、
該円筒状支持体上に形成された、結着材料および金属酸化物粒子を含有し、かつアンチモンを含有しない導電層と、
該導電層上に形成された感光層と、
を有する電子写真感光体において、
直流電圧のみの電圧−1.0kVを該導電層に1時間連続印加する試験を行った場合、該試験の前後の該導電層の体積抵抗率が、下記数式(1)および(2)を満足することを特徴とする電子写真感光体。
−2.00≦(log|ρ2|−log|ρ1|)≦2.00 ・・・(1)
1.0×108≦ρ1≦2.0×1013 ・・・(2)
(式(1)および(2)中、ρ1は、該試験の前に測定された該導電層の体積抵抗率[Ω・cm]であり、ρ2は、該試験の後に測定された該導電層の体積抵抗率[Ω・cm]である。) - 前記金属酸化物粒子が、アルミニウムがドープされている酸化亜鉛粒子である請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記金属酸化物粒子が、リンまたはタングステンがドープされている酸化スズで被覆されている酸化チタン粒子である請求項1に記載の電子写真感光体。
- 請求項1〜3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、転写手段およ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1〜3のいずれか1項に記載の電子写真感光体、ならびに、帯電手段、露光手段、現像手段およ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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