JP2017090629A - 積層型電子写真感光体、及び画像形成装置 - Google Patents
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- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
第一実施形態は、積層型電子写真感光体(以下、感光体と記載することがある)に関する。以下、図1を参照して、第一実施形態の感光体1について説明する。図1は、第一実施形態に係る感光体1の構造を示す概略断面図である。
導電性基体は、感光体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。導電性基体としては、例えば、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。導電性基体としては、例えば、全体的に導電性材料から構成される導電性基体、又は部分的に導電性材料から構成される導電性基体(より具体的には、導電性材料で被覆された導電性基体)が挙げられる。例えば、絶縁性材料(例えば、プラスチック材料又はガラス)の表面が導電性材料(例えば、ヨウ化アルミニウム、アルマイト、酸化スズ、又は酸化インジウム)で被覆(例えば、蒸着、又はラミネート)された導電性基体を用いてもよい。導電性材料としては、例えば、金属(より具体的には、アルミニウム、鉄、アルミニウム、銅、スズ、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、又はインジウム等)、又は合金(より具体的には、ステンレス鋼、又は真鍮等)が挙げられる。これらの導電性を有する材料のうち、1種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中でも、感光層から導電性基体への電荷の移動が良好であり、より好適な画像を形成し易いことから、アルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。
既に上述したように、感光層は、電荷発生層と電荷輸送層とを有する。感光層は、添加剤を更に含有してもよい。以下、電荷発生層及び電荷輸送層を説明する。また、感光層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。
電荷発生層は、例えば、電荷発生剤、及び電荷発生層用バインダー樹脂(以下、ベース樹脂と記載することがある)を含む。電荷発生層の膜厚は、電荷発生層として十分に作用することができれば、特に限定されない。電荷発生層の膜厚は、具体的には、0.1μm以上5μm以下であることが好ましく、0.1μm以上3μm以下であることがより好ましい。以下、電荷発生剤、及びベース樹脂について説明する。
電荷発生剤は、感光体用の電荷発生剤である限り、特に限定されない。電荷発生剤としては、例えば、フタロシアニン系顔料、ペリレン顔料、ビスアゾ顔料、ジチオケトピロロピロール顔料、無金属ナフタロシアニン顔料、金属ナフタロシアニン顔料、スクアライン顔料、トリスアゾ顔料、インジゴ顔料、アズレニウム顔料、シアニン顔料、無機光導電材料(例えば、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミウム、又はアモルファスシリコン)の粉末、ピリリウム塩、アンサンスロン系顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン系顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料、又はキナクリドン系顔料が挙げられる。フタロシアニン系顔料としては、例えば、式(H2Pc)で表される無金属フタロシアニン、又は金属フタロシアニンが挙げられる。金属フタロシアニンとしては、例えば、式(TiOPc)で表されるチタニルフタロシアニン、又は酸化チタン以外の金属が配位したフタロシアニン(例えば、V型ヒドロキシガリウムフタロシアニン)が挙げられる。無金属フタロシアニン、又は金属フタロシアニンは、誘導体化して使用されてもよい。
ベース樹脂は、電荷発生層用の樹脂であれば、特に限定されない。ベース樹脂としては、例えば、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、アクリル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、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、アイオノマー樹脂、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、ポリウレタン樹脂、ポリスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂、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、エポキシ−アクリル酸系樹脂、又はウレタン−アクリル酸系樹脂が挙げられる。ベース樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、又はポリビニルアセタール樹脂が好適に使用される。これらのベース樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
電荷輸送層は、正孔輸送剤、及びバインダー樹脂を含有する。電荷輸送層の膜厚は、電荷輸送層として十分に作用することができれば、特に限定されない。電荷輸送層の膜厚は、具体的には、2μm以上100μm以下であることが好ましく、5μm以上50μm以下であることがより好ましい。以下、正孔輸送剤、及びバインダー樹脂について説明する。
感光層には、正孔輸送剤として、一般式(1)で表されるトリアリールアミン誘導体(以下、トリアリールアミン誘導体(1)と記載することがある)及び一般式(2)で表されるトリアリールアミン誘導体(以下、トリアリールアミン誘導体(2)と記載することがある)のうちの1種以上が含有される。
反応式(R−4)においては、中間体(8)と、スチルベン誘導体(6)とを反応させて、トリアリールアミン誘導体(2)を得る。
第一実施形態に用いられ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−アクリル酸系樹脂、又はウレタン−アクリル酸系樹脂が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのバインダー樹脂のうち、一般式(I)で表されるポリカーボネート樹脂が好ましい。
感光体の電子写真特性に悪影響を与えない範囲で、感光層は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(より具体的には、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、消光剤、又は紫外線吸収剤等)、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(より具体的には、電子輸送剤等)、ドナー、界面活性剤、可塑剤、増感剤、又はレベリング剤が挙げられる。酸化防止剤としては、例えば、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、又は有機燐化合物が挙げられる。以下、可塑剤、及び電子輸送剤を説明する。
可塑剤としては、例えば、式(BP−1)〜(BP−20)で表されるビフェニル誘導体が挙げられる。これらのうち、可塑剤としては、式(BP−3)で表されるビフェニル誘導体(メタターフェニル)が好ましい。
既に述べたように、電荷輸送層は、電子輸送剤を含有してもよい。
感光体において、中間層(特に、下引き層)は、導電性基体と感光層との間に位置することができる。中間層は、例えば、無機粒子、及び中間層に用いられる樹脂(中間層用樹脂)を含有する。中間層の存在により、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。
次に、図1を参照して、感光体1の製造方法について説明する。感光体1の製造方法は、例えば、感光層形成工程を有する。感光層形成工程は、電荷発生層形成工程と、電荷輸送層形成工程とを有する。
電荷発生層形成工程では、電荷発生層用塗布液を、導電性基体2上に塗布し、塗布した電荷発生層用塗布液に含まれる溶剤を除去して電荷発生層3aを形成する。電荷発生層用塗布液は、例えば、電荷発生剤と、ベース樹脂と、溶剤とを含む。電荷発生層用塗布液は、電荷発生剤及びベース樹脂を、溶剤に溶解又は分散させることにより調製することができる。電荷発生層用塗布液は、必要に応じて各種添加剤を加えてもよい。
電荷輸送層形成工程では、電荷輸送層形成用塗布液を、電荷発生層3a上に塗布し、塗布した電荷輸送層形成用塗布液に含まれる溶剤の少なくとも一部を除去して電荷輸送層3bを形成する。電荷輸送層形成用塗布液は、例えば、正孔輸送剤としてトリアリールアミン誘導体(1)又は(2)と、バインダー樹脂としてポリカーボネート樹脂(I)と、溶剤とを含む。電荷発生層用塗布液は、例えば、トリアリールアミン誘導体(1)又は(2)、及びポリカーボネート樹脂(I)を溶剤に溶解又は分散させることにより調製することができる。電荷輸送層形成用塗布液には、必要に応じて各種添加剤を加えてもよい。
第二実施形態は、画像形成装置に関する。以下、図8を参照して、第二実施形態に係る画像形成装置6の一態様について説明する。図8は、第二実施形態に係る画像形成装置6の一態様の構成を示す概略図である。
電荷発生剤、正孔輸送剤、及びバインダー樹脂を用いて、感光体(A−1)〜(A−16)、及び(B−1)〜(B−4)を作製した。
感光体(A−1)〜(A−16)、及び感光体(B−1)〜(B−4)の作製には、Y型チタニルフタロシアニン(以下、電荷発生剤(Y−TiOPc)と記載することがある)を用いた。
感光体(A−1)〜(A−16)、及び感光体(B−2)〜(B−4)の作製には、正孔輸送剤として第一実施形態で上述したトリアリールアミン誘導体(HTM−1)〜(HTM−7)の何れかを用いた。これらのトリアリールアミン誘導体の合成方法については後述する。また、感光体(B−1)の作製には、式(HTM−8)で表される正孔輸送剤(以下、正孔輸送剤(HTM−8)と記載することがある)を用いた。
反応式(R−5)〜(R−10)で表される反応を行って、トリアリールアミン誘導体(HTM−1)を合成した。
反応式(R−11)及び(R−12)で表される反応を行って、トリアリールアミン誘導体(HTM−2)を合成した。
反応式(R−13)〜(R−16)で表される反応を行って、トリアリールアミン誘導体(HTM−3)を合成した。
反応式(R−17)及び(R−18)で表される反応を行って、トリアリールアミン誘導体(HTM−4)を合成した。
反応式(R−19)〜(R−22)で表される反応を行って、式(HTM−5)を合成した。
反応式(R−23)及び(R−24)で表される反応を行って、トリアリールアミン誘導体(HTM−6)を合成した。
反応式(R−25)〜(R−28)で表される反応を行って、トリアリールアミン誘導体(HTM−7)を合成した。
感光体(A−1)〜(A−16)及び(B−1)〜(B−4)の調製には、バインダー樹脂として、ポリカーボネート樹脂(Resin−1)〜(Resin−8)の何れかを用いた。
[2−1.感光体(A−1)の製造]
(2−1−1.下引き層の形成)
始めに、下引き層用塗布液を調製した。具体的には、アルミナとシリカで表面処理後、湿式分散しながらメチルハイドロジェンポリシロキサンにて表面処理した酸化チタン(テイカ株式会社製「試作品SMT−A」、数平均一次粒径10nm)(2質量部)と、6,12,66,610四元共重合ポリアミド樹脂(東レ株式会社製「アミラン(登録商標)CM8000」)(1質量部)とをメタノール(10質量部)、ブタノール(1質量部)及びトルエン(1質量部)からなる混合溶剤にビーズミルを用いて混合して5時間分散させた。その結果、下引き層用塗布液を得た。
次に、電荷発生層用塗布液を調製した。具体的には、容器内に、電荷発生剤(Y−TiOPc)1.5質量部と、ベース樹脂としてのポリビニルアセタール樹脂(積水化学工業株式会社製「エスレックBX−5」)1質量部と、分散媒としてのプロピレングリコールモノメチルエーテル40質量部と、テトラヒドロフラン40質量部とを混合し、ビーズミルにて2時間分散させた。その結果、電荷発生層用塗布液を得た。次に、得られた電荷発生層用塗布液を3μmのフィルターにてろ過後、上記で作製した下引き層上にディップコート法にて塗布し、50℃で10分間乾燥させて、膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。
次に、電荷輸送層形成用塗布液を調製した。具体的には、正孔輸送剤としてのトリアリールアミン誘導体(HTM−1)45質量部と、添加剤としてのメタターフェニル13質量部と、バインダー樹脂(Resin−1)(粘度平均分子量50,100)100質量部と、溶剤としての混合溶媒630質量部とを投入した。混合溶媒は、テトラヒドロフラン(THF)504質量部及びトルエン126質量部の混合溶媒であった。混合溶媒における各溶媒の比率(THF/トルエン(質量比))は、504質量部/126質量部、すなわち8/2であった。ボールミルを用いて、これらを混合して分散し、電荷輸送層用塗布液を調製した。
以下の点を変更した以外は、感光体(A−1)の調製と同様の方法で、感光体(A−2)〜(A−16)及び(B−1)〜(B−4)を調製した。感光体(A−1)の調製に用いたトリアリールアミン誘導体(HTM−1)、トリアリールアミン誘導体(HTM−1)の含有量、及びバインダー樹脂(Resin−1)に代えて、各々、後述の表1及び表2に示す種類の正孔輸送剤、表1及び表2に示す含有量の正孔輸送剤、及び表1及び表2に示す種類のバインダー樹脂を用いた。
感光体(A−1)〜(A−16)及び(B−1)〜(B−4)の何れかに対し、下記のような評価を行った。
感光体(A−1)〜(A−16)及び感光体(B−1)〜(B−4)のうちの何れかの作製にて調製した電荷輸送層用塗布液を、アルミパイプ(直径:78mm)に巻きつけたポリプロピレンシート(厚さ:0.3mm)に塗布した。これを、120℃で40分間乾燥した。これにより、膜厚30μmの電荷輸送層が形成された摩耗評価試験用のシートを作製した。
感光体(A−1)〜(A−16)及び感光体(B−1)〜(B−4)のうちの何れかを、ドラム感度試験機(ジェンテック株式会社製)を用いて、表面電位V0が−450Vになるように感光体の表面を帯電させた。次いで、単色光(波長:780nm、露光量:0.20μJ/cm2)をハロゲンランプの光からバンドパスフェルターを用いて取り出し、感光体の表面に照射した。単色光の照射後から40ミリ秒が経過した後の明部電位を測定した。得られた明部電位を感度電位VLとした。測定環境は、温度10℃かつ湿度10%RHとした。
3 感光層
3a 電荷発生層
3b 電荷輸送層
Claims (7)
- 電荷発生剤を含有する電荷発生層と、正孔輸送剤及びバインダー樹脂を含有する電荷輸送層とを有する感光層を備え、
前記正孔輸送剤は、一般式(1)で表されるトリアリールアミン誘導体、及び一般式(2)で表されるトリアリールアミン誘導体のうちの1種以上を含み、
前記正孔輸送剤の含有量は、前記バインダー樹脂100質量部に対して30質量部以上55質量部以下である、積層型電子写真感光体。
R1及びR2は、各々独立に、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素原子数1以上6以下のアルキル基、置換基を有してもよい炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、又は置換基を有してもよい炭素原子数6以上14以下のアリール基を表し、
k及びlは、各々独立に、0以上4以下の整数を表し、
mは、1以上3以下の整数を表す。
R3及びR4は、各々独立に、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素原子数1以上6以下のアルキル基、置換基を有してもよい炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、又は置換基を有してもよい炭素原子数6以上14以下のアリール基を表し、
p及びqは、各々独立に、0以上4以下の整数を表し、
r及びsは、各々独立に、1以上3以下の整数を表す。 - 前記一般式(1)中、
R1及びR2は、各々独立に、炭素原子数1以上6以下のアルキル基を表し、
前記一般式(2)中、
R3及びR4は、各々独立に、炭素原子数1以上6以下のアルキル基を表す、請求項1又は2に記載の積層型電子写真感光体。 - 前記一般式(1)中、
kは0を表し、lは1を表し、R2は、R2を有するベンゼン環が結合する窒素原子に対してパラ位に存在し、
前記一般式(2)中、
pは0を表し、qは2を表し、
同一のベンゼン環に存在する2個のR4は何れも、R4を有するベンゼン環が結合する窒素原子に対してオルト位に存在し、前記2個のR4は同一でも異なっていてもよい、請求項1〜3の何れか一項に記載の積層型電子写真感光体。 - 前記正孔輸送剤は、前記一般式(2)で表されるトリアリールアミン誘導体のうちの1種以上であり、
前記一般式(2)中、rは2を表し、sは2を表す、請求項1〜4の何れか一項に記載の積層型電子写真感光体。 - 前記一般式(I)中、
R5及びR6は、各々独立に、水素原子、又は炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表し、
R7及びR8は、互いに結合して炭素原子数5以上7以下のシクロアルキリデン基を表す、請求項1〜5の何れか一項に記載の積層型電子写真感光体。 - 像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する帯電部と、
前記像担持体の前記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、
前記像担持体は、請求項1〜5の何れか一項に記載の積層型電子写真感光体である、画像形成装置。
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