JP2016142929A - 電子写真感光体、電子写真感光体の製造方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
第一実施形態は、電子写真感光体(以下、単に「感光体」と記載する場合がある)に関する。以下、図1を参照して、本実施形態の電子写真感光体について説明する。
導電性基体2は、感光体1の導電性基体として用いることができる限り、特に限定されない。導電性基体2としては、少なくとも表面部が導電性を有する材料で構成される導電性基体を用いることができる。導電性基体2としては、例えば、導電性を有する材料で構成される導電性基体;及びプラスチック材料が導電性を有する材料で被覆される導電性基体が挙げられる。導電性を有する材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、錫、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、及び真鍮が挙げられる。これらの導電性を有する材料を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて(例えば、合金として)用いてもよい。これらの導電性を有する材料のなかでも、感光層3から導電性基体2への電荷の移動が良好であることから、アルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。
感光体1が備える感光層3は、少なくとも電荷発生剤、n型顔料、電子輸送剤、正孔輸送剤、及びバインダー樹脂を同一層に含有する。以下、感光層3に含まれる、電荷発生剤、n型顔料、電子輸送剤、正孔輸送剤、及びバインダー樹脂について説明する。また、感光層3に必要に応じて含まれてもよい添加剤について説明する。
感光層3は、電荷発生剤として、フタロシアニン又はフタロシアニン誘導体を含有する。フタロシアニン又はフタロシアニン誘導体と、後述するn型顔料とが含有されることにより、フタロシアニン又はフタロシアニン誘導体の感光層3中での分散性を向上させ易くなる。
α型チタニルフタロシアニン結晶は、CuKα特性X線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角(2θ±0.2°)の7.4°、及び28.6°にピークを有する。
β型チタニルフタロシアニン結晶は、CuKα特性X線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角(2θ±0.2°)の26.2°にピークを有する。
Y型チタニルフタロシアニン結晶は、CuKα特性X線回折スペクトルにおいてブラッグ角(2θ±0.2°)の27.2°に主ピークを有する。このようなY型チタニルフタロシアニン結晶は、示差走査熱量分析(DSC)スペクトルにおける熱特性(詳しくは、次に示す熱特性(A)〜(C))の違いによって3種類に分類される。
(A)DSCによる熱特性において、吸着水の気化に伴うピーク以外に50℃以上270℃以下の範囲にピーク(例えば、1つのピーク)を有する。
(B)DSCによる熱特性において、吸着水の気化に伴うピーク以外に50℃以上400℃以下の範囲にピークを有さない。
(C)DSCによる熱特性において、吸着水の気化に伴うピーク以外に50℃以上270℃以下の範囲にピークを有さず、270℃以上400℃以下の範囲にピーク(例えば、1つのピーク)を有する。
チタニルフタロシアニンの結晶構造は、CuKα特性X線回折スペクトルで示される光学特性に基づいて推定することができる。以下、CuKα特性X線回折スペクトルの測定方法の一例について説明する。
チタニルフタロシアニンの結晶構造は、示差走査熱量分析スペクトルで示される熱的特性に基づいて推定することができる。以下、示差走査熱量分析スペクトルの測定方法の一例について説明する。
次に、チタニルフタロシアニン結晶の合成方法について説明する。Y型チタニルフタロシアニン(B)の合成方法の一例を、以下に示す。
感光層3は、n型顔料を含有する。
感光層3は、電子輸送剤を含む。これにより、感光層3は電子を輸送することができ、感光層3にバイポーラー(両極性)の特性を付与し易くなる。
感光層3は、正孔輸送剤として、下記式(1)で表される化合物のうちの1種以上を含有する。式(1)で表される化合物は、電荷保持率が高く、感光体1の表面の帯電電位が安定化する傾向にある。
バインダー樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、又は光硬化性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂、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、スチレン−アクリル酸共重合体、アクリル共重合体、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、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、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、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、又はポリエステル樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、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、又はその他架橋性の熱硬化性樹脂が挙げられる。光硬化性樹脂としては、例えば、エポキシアクリレート樹脂、又はウレタン−アクリレート共重合体が挙げられる。
本実施形態の感光体1においては、感光層3、中間層4、及び保護層5のうちの少なくとも一つが、電子写真特性に悪影響を与えない範囲で、各種の添加剤を含有してもよい。添加剤としては、例えば、劣化防止剤(具体的には、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、1重項クエンチャー、又は紫外線吸収剤)、軟化剤、表面改質剤、増量剤、増粘剤、分散安定剤、ワックス、アクセプター、ドナー、界面活性剤、可塑剤、増感剤、及びレベリング剤が挙げられる。酸化防止剤としては、例えば、BHT(ジ(tert−ブチル)p−クレゾール)、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマン、スピロインダノン若しくはこれらの誘導体、有機硫黄化合物、及び有機燐化合物が挙げられる。
本実施形態の感光体1は、中間層4(例えば、下引き層)を有してもよい。中間層は、導電性基体2と感光層3との間に位置する。中間層4は、例えば、無機粒子、及び中間層4に用いられる樹脂(中間層4用樹脂)を含有する。中間層4の存在により、リーク発生を抑制し得る程度の絶縁状態を維持しつつ、感光体1を露光した時に発生する電流の流れを円滑にして、抵抗の上昇を抑えることができる。
以下、図1を引き続き参照して、本実施形態の電子写真感光体の製造方法について説明する。本実施形態の製造方法は、第一実施形態の感光体1の製造方法である。本実施形態の製造方法は、感光層形成工程を含む。本実施形態の製造方法は、感光層形成工程に加えて、必要に応じて、塗布液調製工程を更に含んでいてもよい。以下、塗布液調製工程、感光層形成工程について説明する。
塗布液調製工程では、溶剤に、少なくとも電荷発生剤、n型顔料、電子輸送剤、正孔輸送剤、及びバインダー樹脂を添加することにより塗布液(感光層3用の塗布液)を調製する。溶剤には、必要に応じて各種の添加剤を添加してもよい。
感光層形成工程では、塗布液調製工程で得られた、少なくとも電荷発生剤、n型顔料、電子輸送剤、正孔輸送剤、バインダー樹脂、及び溶剤を含む塗布液を、導電性基体2上に塗布する。塗布液を塗布する方法は、塗布液を導電性基体2上に均一に塗布できる方法である限り、特に限定されない。塗布方法としては、例えば、ディップコート法、スプレーコート法、スピンコート法、及びバーコート法が挙げられる。
第三実施形態は、画像形成装置に関する。以下、図6を参照して、本実施形態の画像形成装置を説明する。図6は、第一実施形態の感光体1を備える、本実施形態の画像形成装置6の構成を示す概略図である。
第四実施形態は、プロセスカートリッジに関する。本実施形態のプロセスカートリッジは、第一実施形態の電子写真感光体を備える。
フタロシアニン又はその誘導体、n型顔料、正孔輸送剤(HTM)、電子輸送剤(ETM)、及びバインダー樹脂を用いて、感光体(A−1)〜(A−44)、及び(B−1)〜(B−6)を調製した。
感光体(A−1)〜(A−44)、及び(B−1)〜(B−6)の調製には、電荷発生剤として、以下のフタロシアニン又はその誘導体を用いた。具体的には、以下の電荷発生剤(X−H2Pc)、電荷発生剤(Y−TiOPc(A))、電荷発生剤(Y−TiOPc(C))、及び電荷発生剤(Y−TiOPc(B))の何れかを用いた。
感光体(A−1)〜(A−44)、及び(B−3)〜(B−6)の調製には、以下のn型顔料を用いた。具体的には、下記式(A1)〜(A4)、(B1)、及び(P1)〜(P3)で表される化合物のうちの1種以上を用いた。以下、式(A1)〜(A4)、(B1)、及び(P1)〜(P3)で表される化合物を、各々、n型顔料(A1)〜(A4)、(B1)、及び(P1)〜(P3)と記載する場合がある。
感光体(A−1)〜(A−44)、及び(B−1)の調製には、以下の正孔輸送剤を用いた。具体的には、正孔輸送剤(HTM−1)〜(HTM−26)のうちの1種以上を用いた。正孔輸送剤(HTM−1)〜(HTM−26)は、各々、下記式(1)で表される化合物であって、式(1)中のAr1〜Ar5及びn1が下記表1〜3に示される置換基、及び結合である化合物である。
p−:パラ
m−:メタ
Ph−:フェニル
CH3−:メチル
C2H5−:エチル
di(CH3)−:ジメチル
(CH3)2CH−:iso−プロピル
C4H9−:n−ブチル
CH3O−:メトキシ
感光体(A−1)〜(A−44)、及び(B−1)〜(B−6)の調製には、以下の電子輸送剤の何れかを用いた。具体的には、下記式(ETM−1)〜(ETM−5)で表される化合物の何れかを用いた。以下、式(ETM−1)〜(ETM−5)で表される化合物を、各々、電子輸送剤(ETM−1)〜(ETM−5)と記載する場合がある。
感光体(A−1)〜(A−44)、及び(B−1)〜(B−6)の調製には、以下のバインダー樹脂を用いた。具体的には、下記式(Resin−1)で表される繰り返し単位を有する樹脂(ポリカーボネート樹脂、粘度平均分子量30000)を用いた。以下、式(Resin−1)で表される繰り返し単位を有する樹脂を、バインダー樹脂(Resin−1)と記載する場合がある。
電荷発生剤(Y−TiOPc(C))2.00質量部、n型顔料(P1)1.20質量部(電荷発生剤(Y−TiOPc(C))1質量部に対してn型顔料(P1)0.6質量部に相当)、正孔輸送剤(HTM−1)60質量部、電子輸送剤(ETM−1)40質量部、バインダー樹脂(Resin−1)100質量部、及びテトラヒドロフラン800質量部を、ボールミルの容器に加えた。内容物を、ボールミルを用いて50時間混合し分散させることにより、感光層用の塗布液を調製した。得られた塗布液を、導電性基体上にディップコート法により塗布した。導電性基体として、アルミニウム製のドラム状支持体(直径30mm、全長238.5mm)を用いた。塗布された塗布液(塗膜)を100℃で60分間加熱し、塗膜よりテトラヒドロフランを除去した。これにより、感光体(A−1)を得た。得られた感光体(A−1)の感光層の膜厚は、25μmであった。
下記表4〜表6に示すように、フタロシアニン又はその誘導体の種類及び添加量、n型顔料の種類及び添加量、正孔輸送剤の種類及び添加量、並びに電子輸送剤の種類を変更した以外は、感光体(A−1)の調製と同様の方法で、感光体(A−2)〜(A−44)、及び(B−1)〜(B−6)を調製した。なお、感光体(A−1)〜(A−44)は実施例であり、(B−1)〜(B−6)は比較例である。表4〜表6中、HTM、及びETMは各々、正孔輸送剤、及び電子輸送剤を示す。
上述のようにして得られた感光体(A−1)〜(A−44)、及び(B−1)〜(B−6)の各々に対し、下記のような評価を行った。
感光体(A−1)〜(A−44)、及び(B−1)〜(B−6)をオゾンに対して曝露し、曝露前後での各感光体表面の帯電電位の変化を評価した。すなわち、ドラム感度試験機(ジェンテック社製)を用いて、8μA(周速31rpm)の電流条件下にて、感光体を4周回転させて帯電させ、4周分の感光体の表面電位を測定した。測定された表面電位を初期帯電電位VA0とした。次いで、感光体を、暗所にて、オゾン濃度10ppmの雰囲気中、常温(23℃)にて6時間静置した。これにより、感光体をオゾンに対して曝露した。オゾン曝露直後の感光体の表面電位を、初期帯電電位VA0の測定と同様の方法で測定した。測定された表面電位を、曝露直後の帯電電位VAとした。なお、初期帯電電位VA0、及び曝露直後の帯電電位VAは、温度23℃、湿度50%RHで測定した。得られた初期帯電電位VA0、及び曝露直後の帯電電位VAに基づき、下記計算式1より、ΔVA0を算出した。算出されたΔVA0に基づき、下記基準に沿って、耐オゾン性を評価した。かかるΔVA0が小さいほど感光体の耐オゾン性が良好であることを示す。A〜Cの評価を合格とした。得られた結果を表7及び表8に示す。
ΔVA0=(初期帯電電位VA0[V])−(曝露直後の帯電電位VA[V]) (計算式1)
耐オゾン性評価A:30V未満
耐オゾン性評価B:30V以上40V未満
耐オゾン性評価C:40V以上50V未満
耐オゾン性評価D:50V以上
感光体(A−1)〜(A−44)、及び(B−1)〜(B−6)に対して、帯電及び露光を交互に繰り返し、繰り返し前後での帯電電位の変化を評価した。すなわち、感光体を、ドラム感度試験機(ジェンテック社製)を用いて、周速100rpm(プロセススピード157mm/秒)の条件にて、+700Vになるように帯電させ、感光体の表面電位を測定した。測定された電位を、初期帯電電位VB0とした。次いで、ハロゲンランプの光から単色光(波長:780nm、半値幅:20nm、光強度:0.5μJ/cm2)をバンドパスフィルターを用いて取り出し、取り出された単色光を感光体1周分の表面に照射(露光)した。露光後の1周分の表面電位の平均値が150Vになるように光量を設定した。更に、同様の帯電及び露光を1周ずつ交互に繰り返した。1周ずつ交互に繰り返す耐久試験を1000セット行った。耐久試験中の試料(感光体)の表面電位を測定した。具体的には、10セット目の帯電時の平均表面電位を、初期帯電電位VB0[V]とした。また、1000セット目の帯電時の平均表面電位を、繰り返し後の帯電電位VB[V]とした。なお、初期帯電電位VB0、及び繰り返し後の帯電電位VBは、温度23℃、湿度50%RHで測定した。また、各露光後に感光体の除電は行わなかった。得られた初期帯電電位VB0、及び繰り返し後の帯電電位VBに基づき、下記計算式2より、ΔVB0を算出した。算出されたΔVB0に基づき、下記基準に沿って、感光体の繰り返し特性の評価を行った。かかるΔVB0が小さいほど感光体の繰り返し特性が良好であることを示す。A〜Cの評価を合格とした。得られた結果を表7及び表8に示す。
ΔVB0=(初期帯電電位VB0[V])−(繰り返し後の帯電電位VB[V]) (計算式2)
繰り返し特性評価A:30V未満
繰り返し特性評価B:30V以上40V未満
繰り返し特性評価C:40V以上50V未満
繰り返し特性評価D:50V以上
また、下記基準に沿って、上述した各評価の総合評価を行った。得られた結果を表7及び表8に示す。
総合評価A:耐オゾン性及び繰り返し特性の評価がAであった。
総合評価B:Bの評価が一つ以上あるが、C及びDの評価はなかった。
総合評価C:Cの評価が一つ以上あるが、Dの評価はなかった。
総合評価D:Dの評価が一つ以上あった。
2 導電性基体
3 感光層
4 中間層
5 保護層
6 画像形成装置
7 機器筺体
8 給紙部
9 画像形成部
10 定着部
11 排紙部
12 給紙カセット
13 第一ピックアップローラー
14 給紙ローラー
15 給紙ローラー
16 給紙ローラー
17 レジストローラー対
18 第二ピックアップローラー
19 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト
21 二次転写ローラー
22 ブラックトナー供給用ユニット
23 シアントナー供給用ユニット
24 マゼンタトナー供給用ユニット
25 イエロートナー供給用ユニット
27 帯電装置
28 露光装置
29 現像装置
30 駆動ローラー
31 従動ローラー
32 バックアップローラー
33 一次転写ローラー
34 加熱ローラー
35 加圧ローラー
36 搬送ローラー
37 排紙トレイ
Claims (14)
- 導電性基体上に直接又は間接に設けられた感光層を備える電子写真感光体であって、
前記感光層は、少なくとも電荷発生剤、n型顔料、電子輸送剤、正孔輸送剤、及びバインダー樹脂を同一層に含有し、
前記電荷発生剤として、フタロシアニン又はフタロシアニン誘導体が含有され、
前記n型顔料の含有量が、前記フタロシアニン又は前記フタロシアニン誘導体の1質量部に対して、0.03質量部以上3質量部以下であり、
前記正孔輸送剤として、下記式(1)で表される化合物のうちの1種以上が含有される、電子写真感光体。
Ar1、Ar2、Ar3及びAr4は、各々独立して、置換基を有してもよいアリール基を表し、
Ar1、Ar2、Ar3及びAr4は、何れも、フェニルエテニル基を有するアリール基ではなく、
Ar5は、置換基を有してもよいアリーレン基を表し、
n1は、1以上5以下の整数である。 - 前記式(1)中、
Ar1、Ar2、Ar3及びAr4は、各々独立して、炭素数1以上6以下のアルキル基、及び炭素数1以上6以下のアルコキシ基からなる群より選択される置換基を有してもよい炭素数6以上14以下のアリール基を表し、
Ar5は、炭素数1以上6以下のアルキル基、及び炭素数6以上14以下のアリール基からなる群より選択される置換基を有してもよい炭素数6以上14以下のアリーレン基を表し、
n1は、1以上4以下の整数である、請求項1に記載の電子写真感光体。 - 前記正孔輸送剤として、前記式(1)で表される化合物のうちの2種以上が含有される、請求項1又は2に記載の電子写真感光体。
- 前記正孔輸送剤として、前記式(1)で表される化合物のうちの3種以上が含有される、請求項1〜3の何れか一項に記載の電子写真感光体。
- −(Ar5)n1−で表される部位が、ナフチレン基、アントリレン基、フェナントリレン基、又はターフェニリレン基である、請求項1〜4の何れか一項に記載の電子写真感光体。
- −(Ar5)n1−で表される部位が、アントリレン基、フェナントリレン基、又はターフェニリレン基である、請求項1〜5の何れか一項に記載の電子写真感光体。
- 前記フタロシアニン誘導体が、チタニルフタロシアニン結晶である、請求項1〜6の何れか一項に記載の電子写真感光体。
- 前記チタニルフタロシアニン結晶が、
CuKα特性X線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角(2θ±0.2°)の27.2°に主ピークを有し、
示差走査熱量分析スペクトルにおいて、吸着水の気化に伴うピーク以外に50℃以上270℃以下の範囲にピークを有さず、270℃以上400℃以下の範囲にピークを有するか、又は
示差走査熱量分析スペクトルにおいて、吸着水の気化に伴うピーク以外に50℃以上400℃以下の範囲にピークを有さない、請求項7に記載の電子写真感光体。 - 前記n型顔料が、ペリレン顔料、及びアゾ顔料からなる群より選択される1種以上である、請求項1〜8の何れか一項に記載の電子写真感光体。
- 前記n型顔料が、2種以上のn型顔料である、請求項1〜9の何れか一項に記載の電子写真感光体。
- 少なくとも前記電荷発生剤、前記n型顔料、前記電子輸送剤、前記正孔輸送剤、前記バインダー樹脂、及び溶剤を含む塗布液を、前記導電性基体上に塗布し、塗布した前記塗布液に含まれる前記溶剤の少なくとも一部を除去して前記感光層を形成する感光層形成工程を有し、
前記溶剤が、テトラヒドロフラン及びトルエンのうちの少なくとも1種を含む、請求項1〜10の何れか一項に記載の電子写真感光体の製造方法。 - 像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する帯電部と、
前記帯電部により帯電された前記像担持体の表面を露光して、前記像担持体の表面に静電潜像を形成する露光部と、
前記静電潜像をトナー像として現像する現像部と、
前記トナー像を前記像担持体から被転写体へ転写する転写部とを備える画像形成装置であって、
前記帯電部の帯電極性が、正極性であり、
前記像担持体のプロセススピードが、120mm/秒以上であり、
前記像担持体が、請求項1〜10の何れか一項に記載の電子写真感光体である、画像形成装置。 - 前記像担持体は、前記被転写体に転写し終えた領域に、除電を行うことなしに、前記帯電部により再び帯電される、請求項12に記載の画像形成装置。
- 請求項1〜10の何れか一項に記載の電子写真感光体を備える、プロセスカートリッジ。
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