JP2017134125A - 電子写真感光体および画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】表面層の耐摩耗性を維持しつつ、光減衰特性を有する感光体および画像形成装置を提供することである。
【解決手段】電子写真感光体は、導電性支持体と、前記導電性支持体の上に配置された感光層と、前記感光層の上に配置された表面層とを有する電子写真感光体であって、前記表面層は、ラジカル重合性を有する重合性化合物と、電荷輸送構造を含む板状無機化合物と、を有する組成物のラジカル重合による硬化物である。
【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真感光体および当該電子写真感光体を有する画像形成装置に関する。
電子写真方式の印刷工程における感光体の帯電方式として、コロナ放電を利用した帯電方式と、近接放電を利用した帯電方式とが知られている。近年、感光体の帯電方式としては、高画質化および画像形成装置の小型化に特に有効であり、オゾンやNOxなどの酸性ガスの発生量を抑制でき、帯電ローラーを用いて近接放電を利用した帯電方式が多く採用されている。
近接放電を利用した帯電方式では、感光体に対する放電エネルギーが大きいため、感光体の表面層の膜劣化が著しい。一般的に、このような感光体の表面層の膜劣化に対する対応策として、感光体の表面に架橋構造を有する最表層を設けることで、感光体の最表層の膜強度を高めることが行われている。
また、感光体の最表層の膜劣化に対する対応策として、感光体表面の膜強度(放電耐性)を高めるために、最表層に層状粘土鉱物を含有させることが行われている(例えば、特許文献1、2参照)。
特開2007−064998号公報 特開2014−142571号公報
しかしながら、特許文献1、2に記載の感光体では、層状粘土鉱物を含有させることにより、最表層の膜強度を高めて耐摩耗性を向上させることはできるが、ホールのトラップサイトが増えてしまう。これにより、特許文献1、2に記載の感光体では、表面層における電荷輸送性が損なわれ、感光体の光減衰特性が悪化してしまうという問題があった。
そこで、本発明の第1の課題は、最表層の耐摩耗性を維持しつつ、光減衰特性を有する感光体を提供することである。また、本発明の第2の課題は、当該感光体を有する画像形成装置を提供することである。
上記第1の課題を解決するため、本発明は、導電性支持体と、前記導電性支持体の上に配置された感光層と、前記感光層の上に配置された表面層とを有する電子写真感光体であって、前記表面層は、ラジカル重合性の重合性化合物と、電荷輸送構造を含む板状無機化合物と、を有する組成物のラジカル重合による硬化物である、電子写真感光体を提供する。
また、上記第2の課題を解決するため、本発明は、本発明に係る電子写真感光体と、前記電子写真感光体の表面を帯電させるための接触式の帯電装置と、帯電した前記電子写真感光体の表面に光を照射して静電潜像を形成するための露光装置と、静電潜像が形成された前記電子写真感光体にトナーを供給してトナー像を形成するための現像装置と、前記電子写真感光体の表面の前記トナー像を記録媒体に転写するための転写装置と、前記トナー像が前記記録媒体に転写した後の前記電子写真感光体の表面に残留するトナーを除去するためのクリーニング装置と、を有し、前記帯電装置は、前記電子写真感光体の表面に接触して、帯電電圧を印加するための接触式の帯電装置である画像形成装置を提供する。
本発明では、表面層の耐摩耗性を維持しつつ、光減衰特性を有する感光体および画像形成装置を提供できる。
図1は、本発明の一実施の形態における感光体の部分拡大断面図である。 図2は、表面層が形成される様子を模式的に示した図である。 図3は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
以下、添付した図面を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。
(感光体の構成)
図1は、本発明の一実施の形態に係る感光体10の部分拡大断面図である。図1に示されるように、感光体10は、導電性支持体11と、導電性支持体11の上に配置された、電荷発生材料および電荷輸送材料を含む感光層13と、感光層13の上に配置された表面層14とを有する。なお、感光体10は、導電性支持体11および感光層13の間に中間層12を有していてもよい。また、感光層13は、電荷輸送物質と電荷発生物質とを含有する単層であってもよいし、電荷発生物質を含有する電荷発生層15と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層16とを含む2層構造であってもよい。本実施の形態では、感光層13は、電荷発生層15と、電荷発生層15の上に配置された中間層12と、中間層12の上に配置された電荷輸送層16とを有する。
(導電性支持体の構成)
導電性支持体11は、中間層12を介して感光層13を支持し、かつ導電性を有する部材である。導電性支持体11の種類の例には、金属製のドラム、金属製のシート、金属箔がラミネートされたプラスチックフィルム、導電性物質が蒸着されたプラスチックフィルム、ならびに導電性物質を含む塗料を塗布された金属部材やプラスチックフィルム、紙などが含まれる。金属の種類は、導電性を有していれば特に限定されない。金属の種類の例には、アルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛およびステンレス鋼が含まれる。また、導電性物質の例には、金属、酸化インジウムおよび酸化スズが含まれる。本実施の形態では、導電性支持体11は、アルミニウム製のドラムである。また、導電性支持体11の周壁の厚さは、例えば0.1mmである。
(中間層の構成)
中間層12は、導電性支持体11のバリア機能と接着機能とを有する層である。中間層12は、例えば、中間層12用のバインダー樹脂と、中間層12用のバインダー樹脂に分散された導電性粒子とを有する。中間層12の厚さは、例えば、0.1〜15μmであり、より好ましくは0.3〜10μmである。
中間層12用のバインダー樹脂の例には、カゼイン、ポリビニルアルコール、ニトロセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、ポリアミド、ポリウレタンおよびゼラチンが含まれる。導電性粒子は、中間層12の抵抗を調整するために添加される。中間層12用のバインダー樹脂に分散される導電性粒子の例には、アルミナや酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマスなどの金属酸化物粒子、および、スズをドープした酸化インジウムやアンチモンをドープした酸化スズ、酸化ジルコニウムなどの超微粒子が含まれる。導電性粒子は、前述した物質を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。導電性粒子の平均粒径は、0.3μm以下であることが好ましく、0.1μm以下であることがより好ましい。
中間層12は、例えば、導電性粒子が分散されたバインダー樹脂を所定の溶媒に溶解させた第1塗布液へ導電性支持体11を浸漬する浸漬塗布法により塗布し、乾燥させることで得られる。
第1塗布液に含まれる溶媒の例には、導電性粒子を良好に分散し、中間層12用のバインダー樹脂を溶解するものが好ましい。溶媒の例には、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、t−ブタノール、sec−ブタノールなどの炭素数1〜4のアルコール類が含まれる。また、第1塗布液は、保存性および分散性を向上させる観点から、助溶媒をさらに添加してもよい。助溶媒の例には、ベンジルアルコール、トルエン、メチレンクロライド、シクロヘキサノン、テトラヒドロフランなどが含まれる。第1塗布液中における中間層12用のバインダー樹脂の濃度は、中間層12の膜厚や生産速度に合わせて適宜選択されうる。また、第1塗布液中において、中間層12用のバインダー樹脂に対する導電性粒子の配合割合は、中間層12用のバインダー樹脂100質量部に対して導電性粒子20〜400質量部の範囲内であることが好ましく、50〜350質量部の範囲内であることがより好ましい。
導電性粒子の分散方法は、特に限定されない。導電性樹脂の分散方法の例には、超音波分散機、ボールミル、サンドミルおよびホモミキサーなどを用いて、溶媒および中間層12用のバインダー樹脂に分散する方法などが含まれる。
(感光層の構成)
感光層13は、電子写真方式の画像形成において、露光により所期の画像の静電潜像をその表面に形成するための層である。本実施の形態では、感光層13は、電荷発生層15と、電荷輸送層16とを有する。
電荷発生層15は、例えば、電荷発生層15用のバインダー樹脂と、電荷発生層15用のバインダー樹脂に分散された電荷発生物質とを有する。電荷発生層15の厚さは、特に限定されない。電荷発生層15の厚さは、0.01〜5μmの範囲内であることが好ましく、0.05〜3μmの範囲内であることがより好ましい。
電荷発生層15用のバインダー樹脂の例には、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、これらの樹脂のうち2つ以上を含む共重合体樹脂(例えば、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体樹脂)、およびポリ−ビニルカルバゾール樹脂などが含まれる。
電荷発生物質の例には、スーダンレッドやダイアンブルーなどのアゾ原料、ピレンキノンやアントアントロンなどのキノン顔料、キノシアニン顔料、ペリレン顔料、インジゴやチオインジゴなどのインジゴ顔料、およびフタロシアニン顔料などが含まれる。
電荷発生層15は、例えば、電荷発生物質が分散され、電荷発生層15用のバインダー樹脂が溶解した第2塗布液に、中間層12が形成された導電性支持体11を浸漬する浸漬塗布法により塗布し、乾燥させることで得られる。
第2塗布液に含まれる溶媒の例には、トルエン、キシレン、メチレンクロライド、1,2−ジクロロエタン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、酢酸エチル、酢酸t−ブチル、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、メチルセロソルブ、4−メトキシ−4−メチル−2−ペンタノン、エチルセロソルブ、テトラヒドロフラン、1−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、ピリジンおよびジエチルアミンなどが含まれる。第2塗布液において、電荷発生層15用のバインダー樹脂に対する電荷発生物質の配合割合は、電荷発生層15用のバインダー樹脂100質量部に対して電荷発生物質1〜600質量部の範囲内であることが好ましく、50〜500質量部の範囲内であることがより好ましい。
溶媒に対して電荷発生物質を分散させる方法は、特に限定されない。電荷発生物質を分散させる方法の例には、超音波分散機、ボールミル、サンドミルおよびホモミキサーなどを用いて、溶媒に分散する方法などが含まれる。
(電荷輸送層の構成)
電荷輸送層16は、例えば、電荷輸送層16用のバインダー樹脂と、電荷輸送性物質(電荷輸送構造を有する化合物)とを有する。電荷輸送層16の厚さは、5〜40μmの範囲内であることが好ましく、10〜30μmの範囲内であることがより好ましい。
電荷輸送層16用のバインダー樹脂の例には、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリルニトリル共重合体樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体樹脂、ビスフェノールA、ビスフェノールZ、ジメチルビスフェノールAおよびビスフェノールA−ジメチルビスフェノールA共重合体などが含まれる。
電荷輸送物質の例には、CTM−31〜CTM−34、CTM−41〜CTM−46で表される化合物が含まれる。
Figure 2017134125
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電荷輸送性物質は公知の合成方法、例えば、特開2010−26428号公報、特開2010−91707号公報などに記載の既知の方法により合成できる。
電荷輸送層16は、例えば、溶媒に電荷輸送物質および電荷輸送層16用のバインダー樹脂を溶解した第3塗布液に、電荷発生層15が形成された導電性支持体11を浸漬する浸漬塗布法により塗布し、乾燥させることで得られる。
第3塗布液に含まれる溶媒の例には、トルエン、キシレン、メチレンクロライド、1,2−ジクロロエタン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、ピリジンおよびジエチルアミンなどが含まれる。第3塗布液において、電荷輸送層16用のバインダー樹脂に対する電荷輸送性物質の配合割合は、電荷輸送層16用のバインダー樹脂100質量部に対して電荷輸送性物質10〜500質量部の範囲内であることが好ましく、20〜250質量部の範囲内であることがより好ましい。
なお、電荷輸送層16中には酸化防止剤、電子導電剤、安定剤、シリコーンオイルなどを添加してもよい。酸化防止剤については特開2000−305291号公報、電子導電剤については特開昭50−137543号公報、特開昭58−76483号公報などにそれぞれ記載されている化合物を使用できる。
(表面層の構成)
表面層14は、感光層13の上に配置されており、感光層13を保護する。表面層14は、ラジカル重合性の重合性化合物と、電荷輸送構造を含む板状無機化合物とを有する組成物のラジカル重合による硬化物である。表面層14の厚さは、0.2〜10μmの範囲内であることが好ましく、0.5〜6μmの範囲内であることがより好ましい。
重合性化合物は、重合開始剤を添加した後に、紫外線や電子線などの活性線照射により重合(硬化)するモノマーである。重合性化合物は、ポリスチレン、ポリアクリレートなど、一般に感光体10のバインダー樹脂として用いられる樹脂となるモノマーが好適である。特には、スチレン系モノマー、アクリル系モノマー、メタアクリル系モノマー、ビニルトルエン系モノマー、酢酸ビニル系モノマー、N−ビニルピロリドン系モノマーが好ましい。重合性化合物は、少ない光量あるいは短時間で硬化できる。重合性化合物は、重合性不飽和基を有する。重合性不飽和基の例には、ビニル基、アクリロイル基(CH=CHCO−)またはメタクリロイル基(CH=CCHCO−)などが含まれる。重合性化合物は、ラジカル重合性モノマーまたはこれらのオリゴマーであることが好ましい。重合性化合物は、前述した物質を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
ラジカル重合性の重合性化合物は、例えば、以下のNo.1〜No.44の化合物である。
Figure 2017134125
Figure 2017134125
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なお、重合性化合物No.1〜No.44におけるRは、アクリロイル基(CH=CHCO−)であり、R’はメタクリロイル基(CH=CCHCO−)である。また、「Ac基」とは、重合性化合物に含まれるアクリロイル基の数を示している。
本発明では、ラジカル重合性の重合性化合物を硬化反応(ラジカル重合)させて表面層14が形成されるが、電子線開裂反応を利用する方法や光や熱の存在下でラジカル重合開始剤を利用する方法などにより硬化反応を行うことができる。ラジカル重合開始剤を用いて硬化反応を行う場合、重合開始剤として光重合開始剤、熱重合開始剤のいずれも使用することができる。また、光、熱の両方の重合開始剤を併用することもできる。
重合開始剤としては、ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタノン−1(IRGACURE(登録商標)369:BASFジャパン株式会社)、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−メチル−2−モルフォリノ(4−メチルチオフェニル)プロパン−1−オン、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシムなどのアセトフェノン系またはケタール系光重合開始剤、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾインエーテル系光重合開始剤、ベンゾフェノン、4−ヒドロキシベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、2−ベンゾイルナフタレン、4−ベンゾイルビフェニル、4−ベンゾイルフェニールエーテル、アクリル化ベンゾフェノン、1,4−ベンゾイルベンゼンなどのベンゾフェノン系光重合開始剤、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントンなどのチオキサントン系光重合開始剤が挙げられる。
その他の光重合開始剤としては、エチルアントラキノン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルエトキシホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシエステル、9,10−フェナントレン、アクリジン系化合物、トリアジン系化合物、イミダゾール系化合物が挙げられる。また、光重合促進効果を有するものを単独または上記光重合開始剤と併用して用いることもできる。例えば、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸(2−ジメチルアミノ)エチル、4,4−ジメチルアミノベンゾフェノンなどが含まれる。
本発明に用いられる重合開始剤としては光重合開始剤が好ましく、アルキルフェノン系化合物、フォスフィンオキサイド系化合物が好ましく、更に好ましくはα−ヒドロキシアセトフェノン構造、或いはアシルフォスフィンオキサイド構造を有する開始剤が好ましい。
電荷輸送構造を含む板状無機化合物は、電子写真方式の帯電時における感光体10の表面に対する放電による損傷を物理的に阻害するとともに、表面層14の有する電荷輸送能を回復させる。電荷輸送構造を含む板状無機化合物は、層状粘土鉱物の層間に配置された金属を、電荷輸送構造を有する4級アンモニウム塩に置換したものである。層状粘土鉱物の種類は、特に限定されない。層状粘土鉱物の種類の例には、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチーブンナイト、モンモリロナイトなどのスメクタイトや、マイカが含まれる。スメクタイトは、2層のシリカ四面体層がマグネシウム八面体層又はアルミニウム八面体層を間に挟んだサンドイッチ型の3層構造を有する珪酸塩層が積層した構造である。ここで「電荷輸送構造」とは、電荷輸送能を有する構造である。電荷輸送構造は、官能基であってもよいし、置換基であってもよい。
電荷輸送構造を有する4級アンモニウム塩は、以下の方法で合成できる。以下の説明では、実際の合成例を挙げて説明する。まず、tetraethyl(1,4−phenylenebis(methylene))bis(phosphonate)(1)5g(13.2mmol)と4−(bis(4−(6−chlorohexyl)phenyl)amino)benzaldehyde(2)14.8g(29.1mmol)とドライテトラヒドロフラン(dryTHF)20mLを、冷却管、窒素導入管、温度計および滴下ロートを装着した4頭フラスコに投入し、0℃まで冷却する。これに、t−BuOK3.3g(29.1mmol)をdryTHF5mLに溶かした溶液を少しずつ滴下し、0℃を保ったまま6時間撹拌し反応を行った。6時間後、100mLの水を加えて反応を終了した。次いで、反応溶媒のTHFを留去し、酢酸エチルを加えて希釈し、水洗した後、無水硫酸マグネシウムにて乾燥させ濃縮し、3の粗生成物を得た。3の粗生成物をカラムクロマトグラフィーにて精製し3を10g(収率69%)得た。
Figure 2017134125
次いで、得られた3を1g(9.2mmol)とドライメチレンクロライド50mLと大過剰のよう化ナトリウム(NaI)137.4g(0.92mol)をドライアセトン500mLに溶解させ、冷却管および温度計を装着した4頭フラスコに投入し、2日間加熱還流した。反応終了後、反応溶媒を減圧留去して、メチレンクロライドで希釈し、飽和食塩水にて洗浄し無水硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この粗生成物をカラムクロマトグラフィーにて精製し4を9.5g(収率71%)得た。
Figure 2017134125
次いで、得られた4を5g(3.43mmol)とTHF100mLを冷却管、温度計を装着した4頭フラスコに投入し、−78℃まで冷却した。これに大過剰のトリメチルアミン13.6mL(0.154mol)を滴下した。滴下終了後、徐々に室温まで反応液の温度を上昇させ室温のまま12時間反応した。沈殿した化合物をほんの少量の水を加えて溶解させた。再度−78℃まで冷却し、トリメチルアミン13.6mL(0.154mol)を滴下し、終了後徐々に室温まで反応液を戻して、室温にて12時間反応させた。応終了後、大過剰のトリメチルアミンと溶剤のTHFを減圧留去して、残った水溶液をクロロホルムにて洗浄し、水を減圧留去して租結晶を得た。これを、少量のメタノールに溶かし、ジエチルエーテルに添加して再結晶を行い、目的物の5を4.8g(収率83%)得た。
Figure 2017134125
図2は、表面層14が形成される様子を模式的に示した図である。図2に示されるように、このように得られた電荷輸送構造を有する4級アンモニウム塩と、層状粘土鉱物と、を所定の溶媒に分散させ、所定の時間攪拌することで、電荷輸送構造を含む板状無機化合物を得ることができる。このとき、スメクタイトに含まれる陽イオンと、電荷輸送構造を有する4級アンモニウム塩のアンモニウムイオンとが容易に置換することによって、電荷輸送構造を含む板状無機化合物を得ることができる。層状粘土鉱物または板状無機化合物に固定化できる電荷輸送構造を有する4級アンモニウム塩の量は、層状粘土鉱物の陽イオン交換容量によって決まる。層状粘土鉱物の陽イオン交換容量は、少なすぎると表面層14中での板以無機化合物の分散が不十分となり、多すぎると、例えば、その効果が頭打ちになる。このような理由から、層状粘土鉱物の陽イオン交換容量は、50〜1000ミリ当量/100gの範囲内であることが好ましい。
表面層14は、例えば、ラジカル重合性を有する重合性化合物と、重合開始剤と、層状粘土鉱物(電荷輸送構造を含む板状無機化合物)と、を溶媒に溶解させた組成物(第4塗布液)を電荷輸送層16が形成された導電性支持体11に塗布して、乾燥または硬化させることで得られる(図2参照)。
第4塗布液に含まれる溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、t−ブタノール、sec−ブタノール、ベンジルアルコール、トルエン、キシレン、メチレンクロライド、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、テトラヒドロフラン、1−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、ピリジンおよびジエチルアミンなどが含まれる。
第4塗布液において、電荷輸送構造を有する板状無機化合物の配合割合は、ラジカル重合性を有する重合性化合物100質量部に対して、電荷輸送構造を有する板状無機化合物0.1〜20質量部の範囲内であることが好ましい。また、電荷輸送構造を有する板状無機化合物の配合割合は、放電耐性の観点から、ラジカル重合性を有する重合性化合物100質量部に対して、0.1質量部超であることがより好ましく、放電耐性の観点から、5質量部超であることがさらに好ましい。また、電荷輸送構造を有する板状無機化合物の配合割合は、電荷輸送性の観点から、ラジカル重合性を有する重合性化合物100質量部に対して、20質量部未満であることがより好ましく、電荷輸送性の観点から、10質量部未満であることがさらに好ましい。電荷輸送構造を有する板状無機化合物の配合割合がラジカル重合性を有する重合性化合物100質量部に対して、電荷輸送構造を有する板状無機化合物0.1質量部未満の場合、電荷輸送構造を有する板状無機化合物の機能を十分に発揮できないおそれがある。また、電荷輸送構造を有する板状無機化合物の配合割合がラジカル重合性を有する重合性化合物100質量部に対して、電荷輸送構造を有する板状無機化合物20質量部超の場合、ホールのトラップサイトが増加してしまい、電荷輸送機能が低下し、光減衰特性が低下するおそれがある。なお、第4塗布液における電荷輸送構造を有する板状無機化合物のラジカル重合性を有する重合性化合物に対する配合割合は、第4塗布液(組成物)のラジカル重合による硬化物におけるラジカル重合により一体となった硬化物に対する配合割合と同一視できる。
また、第4塗布液において、電荷輸送構造の配合割合は、ラジカル重合性の重合性化合物100質量部に対して、電荷輸送構造0.1〜20質量部の範囲内であることが好ましい。さらに、第4塗布液において、板状無機化合物の配合割合は、ラジカル重合性の重合性化合物100質量部に対して、板状無機化合物0.1〜20質量部の範囲内であることが好ましい。
本発明では、表面層14の硬化は、塗布膜に活性線を照射してラジカルを発生して重合させ、かつ分子間及び分子内で架橋反応による架橋結合を形成して硬化し、硬化樹脂を生成することが好ましい。活性線としては、紫外線、可視光などの光や電子線であることが好ましく、紫外線であることが特に好ましい。
紫外線の光源としては、紫外線を発生する光源であれば特に限定されない。紫外線の光源の例には、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、フラッシュ(パルス)キセノン、紫外線LEDなどが含まれる。紫外線の照射条件は、光源によって異なるが、活性線の照射量は、通常1〜20mJ/cmの範囲内であることが好ましく、5〜15mJ/cmの範囲内であることが特に好ましい。光源の出力電圧は、0.1〜5kWであることが好ましく、0.5〜3kWの範囲内であることがより好ましい。
電子線源としては、電子線照射装置に格別の制限はなく、一般にはこのような電子線照射用の電子線加速機として、比較的安価で大出力が得られるカーテンビーム方式のものが有効に用いられる。電子線照射の際の加速電圧は、100〜300kVであることが好ましい。吸収線量としては0.005Gy〜100kGy(0.5〜10Mrad)であることが好ましい。
電子線の照射時間は、活性線の必要照射量が得られる時間であり、具体的には0.1秒〜10分の範囲内であることが好ましく、硬化効率または作業効率の観点から、1秒〜5分の範囲内であることがより好ましい。
電荷輸送構造を有する板状無機化合物は、公知の分析機器により確認することができる。例えば、表面層14において、板状無機化合物と電荷輸送構造を有する4級アンモニウム塩とがイオン結合した形態の場合には、表面層を削り取り、粉砕した後に、純水に溶解させる。これにより、電荷輸送構造を有する4級アンモニウム塩の水溶液と、板状無機化合物とに分離できる。そして、当該水溶液をGC−MS、GC−TOFMASなどの公知の分析機器を用いることで、電荷輸送構造を有する4級アンモニウム塩を確認できる。一方、板状無機化合物は、無機原子を分析する公知の分析機器で特定できる。
表面層14は、電荷輸送構造を有する板状無機化合物以外の化合物であって、電荷輸送構造を含む化合物をさらに有してもよい。電荷輸送構造を含む化合物は、前述した電荷輸送層16に配合されるCTM−31〜CTM−34、CTM−41〜CTM−46で表される電荷輸送物質を使用できる。
第4塗布液において、電荷輸送構造を有する化合物の配合割合は、重合性化合物100質量部に対して2〜60質量部の範囲内であることが好ましく、10〜50質量部の範囲内であることがより好ましい。
また、第4塗布液に含まれる重合性化合物は、電荷輸送構造を含む重合性化合物(モノマー)を含んでいてもよい。電荷輸送構造を含む重合性化合物は、重合性化合物の官能基として、電荷輸送構造を有する。電荷輸送構造を含む重合性化合物は、第4塗布液に含まれる重合性化合物の全部であってもよいし、一部であってもよい。
電荷輸送構造を含む重合性化合物は、例えば以下の化合物である。
Figure 2017134125
また、電荷輸送構造を含む重合性化合物は、前述したCTM−41〜46に示される電荷輸送性物質のベンゼン環にアクリル基が結合した化合物を使用できる。
また、表面層14は、金属酸化物粒子をさらに有していてもよい。金属酸化物粒子の例には、シリカ(酸化ケイ素)、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉛、アルミナ(酸化アルミニウム)、酸化ジルコニウム、酸化錫、チタニア(酸化チタン)、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化バナジウム、CuMOで表されるp型半導体粒子(Mは、周期律表第13速の元素を示す)などが含まれる。金属酸化物粒子は、酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、CuMOであることが好ましい。なお、CuMOで表されるp型半導体粒子は、請求項にいう電荷輸送構造を有する金属酸化物粒子である。
金属酸化物粒子の数平均一次粒径は、1〜300nmの範囲内であることが好ましい。また、金属酸化物粒子の数平均一次粒径は、3〜100nmの範囲内であることがより好ましく、5〜40nmの範囲内であることがさらに好ましい。金属酸化物粒子の数平均一次粒径は、走査型電子顕微鏡(日本電子製)により10000倍の拡大写真を撮影し、無作為に300個の粒子をスキャナーにより取り込んだ写真画像(凝集粒子は除いた)を自動画像処理解析装置(LUZEXAP;株式会社ニレコ)ソフトウエアバージョン Ver.1.32を用いることで算出できる。
金属酸化物粒子は、架橋性の反応性基(重合性不飽和基)を有する表面処理剤の残基で構成された表面層を有する金属酸化物粒子(鏡面処理された金属酸化物粒子)であってもよい。表面に重合性不飽和基を有する金属酸化物粒子を作成するために使用される表面処理剤は、反応性基を有する化合物である。表面処理剤としては、金属酸化物粒子の表面に存在する水酸基などとの反応性を有する化合物が用いられ、ラジカル重合性官能基を有するものが好ましい。ラジカル重合性官能基は、重合性不飽和基を有する硬化型モノマーとも反応して強固な保護膜を形成することができる。ラジカル重合性官能基の例には、ビニル基、アクリロイル基またはメタクリロイル基などが含まれる。
表面処理剤による表面処理は、例えば、金属酸化物粒子による表面処理剤の物理的な担持であってもよいし、化学的な結合によってもよい表面処理されている金属酸化物粒子は、例えば、金属酸化物粒子と、その表面に化学結合している表面処理剤残基と、表面処理剤残基に含まれるラジカル重合性官能基とを有し、表面層14中では、金属酸化物粒子が、その表面に有する表面処理剤残基を介して、表面層14を構成している一体的な重合体と化学結合した状態で存在する。なお、表面処理剤残基とは、例えば、金属酸化物粒子の表面に化学結合している分子構造であって表面処理剤由来の部分である。
ラジカル重合性官能基を有する表面処理剤の例には、以下のS−1〜S36の化合物が含まれる。
S−1:CH=CHSi(CH)(OCH
S−2:CH=CHSi(OCH
S−3:CH=CHSiCl
S−4:CH=CHCOO(CHSi(CH)(OCH
S−5:CH=CHCOO(CHSi(OCH
S−6:CH=CHCOO(CHSi(OC)(OCH
S−7:CH=CHCOO(CHSi(OCH
S−8:CH=CHCOO(CHSi(CH)Cl
S−9:CH=CHCOO(CHSiCl
S−10:CH=CHCOO(CHSi(CH)Cl
S−11:CH=CHCOO(CHSiCl
S−12:CH=C(CH)COO(CHSi(CH)(OCH
S−13:CH=C(CH)COO(CHSi(OCH
S−14:CH=C(CH)COO(CHSi(CH)(OCH
S−15:CH=C(CH)COO(CHSi(OCH
S−16:CH=C(CH)COO(CHSi(CH)Cl
S−17:CH=C(CH)COO(CHSiCl
S−18:CH=C(CH)COO(CHSi(CH)Cl
S−19:CH=C(CH)COO(CHSiCl
S−20:CH=CHSi(C)(OCH
S−21:CH=C(CH)Si(OCH
S−22:CH=C(CH)Si(OC
S−23:CH=CHSi(OCH
S−24:CH=C(CH)Si(CH)(OCH
S−25:CH=CHSi(CH)Cl
S−26:CH=CHCOOSi(OCH
S−27:CH=CHCOOSi(OC
S−28:CH=C(CH)COOSi(OCH
S−29:CH=C(CH)COOSi(OC
S−30:CH=C(CH)COO(CHSi(OC
S−31:CH=CHCOO(CHSi(CH(OCH
S−32:CH=CHCOO(CHSi(CH)(OCOCH
S−33:CH=CHCOO(CHSi(CH)(ONHCH
S−34:CH=CHCOO(CHSi(CH)(OC
S−35:CH=CHCOO(CHSi(C1021)(OCH
S−36:CH=CHCOO(CHSi(CH)(OCH
表面処理剤は、前述した化合物うち、アクリロイル基がエーテル結合し、かつ末端にメトキシ基を有するS−4〜S−7、メタクリロイル基がエーテル結合し、かつ末端にメトキシ基を有する化合物であるS−12〜S−15およびS−24がより好ましい。また、表面処理剤としては、前述の化合物以外であって、ラジカル重合可能な反応性有機基を有するシラン化合物を用いてもよい。これらの表面処理剤は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、表面処理剤の金属酸化物粒子への処理量は、金属酸化物粒子100質量部に対して、表面処理剤0.1〜200質量部の範囲内であることが好ましく、7〜70質量部の範囲内であることがより好ましい。
金属酸化物粒子は、金属酸化物粒子を前述の表面処理剤を用いて表面処理することによって得られる。表面処理は、金属酸化物粒子100質量部に対して、表面処理剤0.1〜200質量部、より好ましくは7〜70質量部、溶媒50〜5000質量部を、湿式メディア分散型装置を使用して処理することが好ましい。例えば、金属酸化物粒子と表面処理剤とを含むスラリー(固体粒子の懸濁液)を湿式粉砕することにより、金属酸化物粒子を微細化すると同時に金属酸化物粒子の表面処理が進行する。その後、溶媒を除去して粉体化することで、表面処理された金属酸化物粒子を得ることができる。
前述した湿式メディア分散型装置の例には、サンドミル、ウルトラビスコミル、パールミル、グレンミル、ダイノミル、アジテータミル、ダイナミックミルなどが含まれる。
このように、本発明に係る感光体10では、表面層14に、重合性化合物と、電荷輸送構造を含む板状無機化合物と、を有する。このため、板状無機化合物によって、感光体10の帯電時における放電による物理的な損傷を抑制することができる。また、板状無機化合物が電荷輸送構造を有するため、電荷発生層15で発生したホールの移動が板状無機化合物で阻害されても、ホールが電荷輸送構造を伝って移動することができる。これにより、表面層14の電荷輸送能を阻害することがない。
(画像形成装置)
次いで、前述した一実施の形態に係る感光体が組み込まれる装置の一例として、電子写真方式の画像形成装置について説明する。図3は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す模式図である。
図3に示されるように、画像形成装置100は、画像読取部110、画像処理部30、画像形成部40、用紙搬送部50および定着装置60を有する。
画像形成部40は、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色トナーによる画像を形成する画像形成ユニット41Y、41M、41Cおよび41Kを有する。これらは、収容されるトナー以外はいずれも同じ構成を有するので、以後、色を表す記号を省略することがある。画像形成部40は、さらに、中間転写ユニット42および二次転写ユニット43を有する。これらは、転写装置に相当する。
画像形成ユニット41は、露光装置411、現像装置412、感光体ドラム413、帯電装置414およびドラムクリーニング装置415を有する。感光体ドラム413は、例えば負帯電型の有機感光体である。感光体ドラム413の表面は、光導電性を有する。感光体ドラム413は、前述した電子写真感光体10に相当する。帯電装置414は、例えばコロナ帯電器である。帯電装置414は、帯電ローラーなどの接触帯電部材を感光体ドラム413に接触させて帯電させる接触帯電装置であってもよい。露光装置411は、例えば半導体レーザーで構成される。現像装置412は、例えば二成分現像方式の現像装置である。
中間転写ユニット42は、中間転写ベルト421、中間転写ベルト421を感光体ドラム413に圧接させる一次転写ローラー422、バックアップローラー423Aを含む複数の支持ローラー423、およびベルトクリーニング装置426を有する。中間転写ベルト421は、複数の支持ローラー423にループ状に張架される。複数の支持ローラー423のうちの少なくとも一つの駆動ローラーが回転することにより、中間転写ベルト421は矢印A方向に一定速度で走行する。
二次転写ユニット43は、無端状の二次転写ベルト432、および二次転写ローラー431Aを含む複数の支持ローラー431を有する。二次転写ベルト432は、二次転写ローラー431Aおよび支持ローラー431によってループ状に張架される。
定着装置60は、定着ローラー62と、定着ローラー62の外周面を覆い、用紙S上のトナー画像を構成するトナーを加熱、融解するための無端状の発熱ベルト63と、用紙Sを定着ローラー62および発熱ベルト63に向けて押圧する加圧ローラー64と、を有する。用紙Sは、記録媒体に相当する。
画像形成装置100は、さらに、画像読取部110、画像処理部30および用紙搬送部50を有する。画像読取部110は、給紙装置111およびスキャナー112を有する。用紙搬送部50は、給紙部51、排紙部52、および搬送経路部53を有する。給紙部51を構成する三つの給紙トレイユニット51a〜51cには、坪量やサイズなどに基づいて識別された用紙S(規格用紙、特殊用紙)が予め設定された種類ごとに収容される。搬送経路部53は、レジストローラー対53aなどの複数の搬送ローラー対を有する。
画像形成装置100による画像の形成を説明する。スキャナー112は、コンタクトガラス上の原稿Dを光学的に走査して読み取る。原稿Dからの反射光がCCDセンサー112aにより読み取られ、入力画像データとなる。入力画像データは、画像処理部30において所定の画像処理が施され、露光装置411に送られる。
感光体ドラム413は一定の周速度で回転する。帯電装置414は、感光体ドラム413の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置411は、各色成分の入力画像データに対応するレーザー光を感光体ドラム413に照射する。こうして感光体ドラム413の表面には、静電潜像が形成される。現像装置412は、感光体ドラム413の表面にトナーを付着させることにより静電潜像が可視化される。こうして感光体ドラム413の表面に、静電潜像に応じたトナー画像が形成される。
感光体ドラム413の表面のトナー画像は、中間転写ユニット42によって中間転写ベルト421に転写される。転写後に感光体ドラム413の表面に残存する転写残トナーは、感光体ドラム413の表面に摺接されるドラムクリーニングブレードを有するドラムクリーニング装置415によって除去される。
一次転写ローラー422によって中間転写ベルト421が感光体ドラム413に圧接することにより、感光体ドラム413と中間転写ベルト421とによって、一次転写ニップが感光体ドラムごとに形成される。当該一次転写ニップにおいて、各色のトナー画像が中間転写ベルト421に順次重なって転写される。
一方、二次転写ローラー431Aは、中間転写ベルト421および二次転写ベルト432を介して、バックアップローラー423Aに圧接される。それにより、中間転写ベルト421と二次転写ベルト432とによって、二次転写ニップが形成される。当該二次転写ニップを用紙Sが通過する。用紙Sは、用紙搬送部50によって二次転写ニップへ搬送される。用紙Sの傾きの補正および搬送のタイミングの調整は、レジストローラー対53aが配設されたレジストローラー部により行われる。
二次転写ニップに用紙Sが搬送されると、二次転写ローラー431Aへ転写バイアスが印加される。この転写バイアスの印加によって、中間転写ベルト421に担持されているトナー画像が用紙Sに転写される。トナー画像が転写された用紙Sは、二次転写ベルト432によって、定着装置60に向けて搬送される。
定着装置60は、発熱ベルト63と加圧ローラー64とによって、定着ニップを形成し、搬送されてきた用紙Sを当該定着ニップ部で加熱、加圧する。こうしてトナー画像が用紙Sに定着する。トナー像が定着された用紙Sは、排紙ローラー52aを備えた排紙部52により機外に排紙される。
以下、実施例を挙げて本発明についてより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
1.感光体の作成
(感光体1の作成)
(1)導電性支持体の準備
ドラム状のアルミニウム支持体(外径φ60mm)の表面を切削加工して導電性支持体を準備した。
(2)中間層の形成
下記の成分を下記の量で混合し、分散機としてサンドミルを用い、バッチ式で10時間の分散を行った。次いで、下記と同量のメタノールを添加して希釈し、一晩静置した後、フィルター(Rigimesh(登録商標)5μm;日本ポール株式会社)を用いて濾過して、第1塗布液を調製した。
ポリアミド樹脂 1質量部
酸化チタン 3質量部
メタノール 10質量部
なお、ポリアミド樹脂として、CM8000(東レ株式会社)を使用し、酸化チタンとして、SMT500SAS(テイカ株式会社)を使用した。
導電性支持体の外周面に、調製した第1塗布液を準備した浸漬塗布法で塗布し乾燥させた。これにより、導電性支持体の表面に膜厚2μmの中間層を形成した。
(3)電荷発生層の形成
下記の成分を下記の量で分散し、第2塗布液を調製した。このとき、分散機としてはサンドミルを用い、バッチ式で10時間の分散を行った。
電荷発生物質 20質量部
ポリビニルブチラール樹脂 10質量部
酢酸t−ブチル 700質量部
4−メトキシ−4−メチル−2−ペンタノン 300質量部
電荷発生物質として、以下の方法で合成したCG−1を使用した。また、ポリビニルブチラール樹脂として#6000−C(電気化学工業株式会社)を使用した。
(CG−1の合成)
8,16−ピランスレンジオン5.0質量部、ヨウ素0.25質量部をクロロ硫酸50質量部に溶解し、臭素5.9質量部を滴下した。70℃で5時間加熱撹拌し、室温まで冷却した後、500質量部の氷にあけて中間物質を得た。次いで、中間物質を濾過、水洗および乾燥して、8.5質量部の顔料粗品を得た。顔料粗品5.0質量部をパイレックス(登録商標)ガラスチューブに入れた。顔料粗品を入れたガラスチューブを、1mの長さで、約460℃〜約20℃の温度勾配を有する炉の内側に置いた。ガラスチューブの内部を約1×10−2Paに減圧し、精製すべき顔料粗品が置かれた位置を約460℃に加熱した。生成した蒸気をガラスチューブの低温側に移動して凝縮させ、約300〜400℃の間の領域に凝縮した昇華物3.3質量部を得た。マススペクトル測定の結果、Brの数はn=3〜5であり、n=3/n=4/n=5のピーク強度比は16/67/17であった。
中間層を形成した導電性支持体の外表面に、調製した第2塗布液を浸漬塗布法で塗布し乾燥させた。これにより、中間層の表面に膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。
(4)電荷輸送層の形成
下記の成分を下記の量で混合し、第2塗布液を調製した。
電荷輸送性物質 225質量部
バインダー 300質量部
酸化防止剤 6質量部
テトラヒドロフラン(THF) 1600質量部
トルエン 400質量部
シリコーンオイル 1質量部
電荷発生物質として、前述したCTM−32を使用した。また、バインダーとしてポリカーボネートZ(Z300;三菱ガス化学株式会社)を使用し、酸化防止剤としてIrganox1010(日本チバガイギー株式会社)を使用し、シリコーンオイルとしてKF−50(信越化学工業株式会社)を使用した。
電荷発生層を形成した導電性支持体の外表面に、円形スライドホッパー塗布機を用いて調製した第3塗布液を塗布し乾燥させた。これにより、電荷発生層の表面に膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。
(5)表面層の形成
重合性化合物(M1)100質量部および電荷輸送構造を有する化合物(CTM−8)15質量部を、1−プロパノール510質量部、テトラヒドロフラン(THF)50質量部およびメチルイソブチルケトン240質量部の混合溶媒に溶解した。さらに、下記の方法で作製した電荷輸送構造を有する板状無機化合物1を10質量部加え、超音波ホモジナイザーで15分間攪拌して分散液を得た。次いで、重合開始剤(IRGACURE819)15質量部を加え、第4塗布液を調製した。
(電荷輸送構造を有する板状無機化合物1の作製)
下記の成分を下記の量で混合して、室温で3時間攪拌した。次いで、混合物を固液分離した。分離した固体を純水で洗浄して、副成した電解質を除去した。次いで、固体を乾燥した後に粉砕して電荷輸送構造を有する板状無機化合物1を得た。
電荷輸送構造を有する4級アンモニウム塩 20質量部
親油性スメクタイト 20質量部
n−プロパノール 300質量部
電荷輸送層を形成した導電性支持体の外表面に、円形スライドホッパー塗布機を用いて調製した第4塗布液を塗布した。次いで、メタルハイドロランプを用いて紫外線を1分間照射して硬化させた。これにより、電荷輸送層の表面に膜厚3.0μmの表面層を形成した。
以上の手順により感光体1を作製した。
(感光体2の作成)
M1の重合性化合物を、電荷輸送構造を有するモノマーに変更した以外は、感光体1と同様にして感光体2を作製した。電荷輸送構造を有するモノマーとして、以下の構造式の化合物を使用した。
Figure 2017134125
(感光体3の作成)
表面層に金属酸化物粒子としてSnO100質量部を添加した以外は、感光体1と同様にして感光体3を作製した。
(感光体4の作成)
電荷輸送構造を有する化合物を添加しないこと以外は、感光体1と同様にして感光体4を作製した。
(感光体5の作成)
表面層に金属酸化物粒子として表面を有機処理(表面処理)したSnO100質量部を添加した以外は、感光体1と同様にして感光体5を作製した。
SnOの表面の有機処理は、以下の方法により行った。SnO100質量部と、ラジカル重合性官能基を有する例示化合物S−15を30質量部と、トルエン/イソプロピルアルコール=1/1(質量比)と、を混合した。次いで、混合溶液300質量部およびジルコニアビーズをサンドミルに入れ、約40℃、回転速度1500rpmで攪拌した。次いで、混合物をヘルシェンキミキサーに入れ替えて回転速度1500rpmで15分間攪拌した。次いで、混合物を120℃で3時間乾燥させることで、有機処理した金属酸化物粒子を得た。なお、調製された金属酸化物粒子は、蛍光X線分析装置(XRF−1700;島津製作所)を用いて、その表面が例示化合物S−15で被覆されていることを確認した。
(感光体6の作成)
表面層に金属酸化物粒子としてCuAlO(電荷輸送構造を有する金属酸化物粒子)100質量部を添加した以外は、感光体1と同様にして感光体6を作製した。
(感光体7の作成)
層状粘土鉱物の添加量を5質量部とした以外は、感光体1と同様にして感光体7を作製した。
(感光体8の作成)
層状粘土鉱物の添加量を20質量部とした以外は、感光体1と同様にして感光体8を作製した。
(感光体9の作成)
層状粘土鉱物の添加量を21質量部とした以外は、感光体1と同様にして感光体9を作製した。
(感光体10の作成)
層状粘土鉱物の添加量を30質量部とした以外は、感光体1と同様にして感光体10を作製した。
(感光体11の作成)
層状粘土鉱物として板状無機化合物2に変更した以外は、感光体1と同様にして感光体11を作製した。
(感光体12の作成)
層状粘土鉱物を添加しなかったこと以外は、感光体1と同様にして感光体12を作製した。
表1に感光体1〜12の表面層の組成を示す。
Figure 2017134125
2.感光体の評価
感光体1〜12について、耐摩耗性および光減衰特性の評価を行った。
(1)耐摩耗性の評価
感光体1〜12を画像形成装置「Bizhub(登録商標)C554(コニカミノルタ株式会社)」の改造機にそれぞれ搭載し、温度23℃、湿度50%の条件下で、ブラックのトナー位置で30000枚プリントし、感光体最表層の膜厚の摩耗量により評価した。具体的には、30000枚プリントの前後に最表層(本実施例では表面層)の膜厚が略均一な部分を10箇所測定し、その平均値を最表層の膜厚とした。なお、膜厚は、渦電流方式の膜厚測定器(EDDY560C;HELMUT FISCHER GMBTE CO Co., Ltd.)を使用した。そして、以下の基準により感光体1〜12を評価した。
○:摩耗が0.1μm未満である。
×:摩耗が1.0μm以上である。
(2)光減衰特性の評価
感光体1〜12を画像形成装置「Bizhub C554(コニカミノルタ株式会社)」の改造機にそれぞれ搭載し、温度23℃、湿度50%の条件下で、初期電位600±30Vに設定し、露光後の表面電位を測定した。そして、以下の基準により感光体1〜12を評価した。
◎:表面電位が60V以下である(非常に優れている)。
○:表面電位が60V超であって、90V以下である(優れている)。
△:表面電位が90V超であって、120V以下である(実用上問題なし)。
×:表面電位が120V超である(実用上問題あり)。
感光体1〜12について、区分、感光体番号、耐摩耗性の評価結果および光減衰特性の評価結果を表2に示す。
Figure 2017134125
表2に示されるように、比較例に係る感光体11では、体摩耗性が良好であったが、光減衰特性が劣っていた。これは、板状無機化合物が感光体の表面層の膜強度を高めるため、耐摩耗性が良好であったが、板状無機化合物がホールのトラップサイトになり、表面層におけるホールの電荷輸送能が低下したためと考えられる。また、比較例に係る感光体12では、光減衰特性は良好であったが、耐摩耗性が劣っていた。これは、ホールのトラップサイトとなりうる板状無機化合物が配合されていないため、表面層のホールの電荷輸送能が維持されたが、板状無機化合物が感光体の表面層の膜強度が高くならなかったため、耐摩耗性が劣ったと考えられる。
一方、実施例に係る感光体1〜10では、耐摩耗性および光減衰特性が良好であった。重合性化合物と、電荷輸送構造を含む板状無機化合物を有する実施例に係る感光体1〜10では、板状無機化合物が感光体の表面層の膜強度を高めるため、耐摩耗性が良好であると考えられる。また、板状無機化合物がホールのトラップサイトになるが、板状無機化合物の電荷輸送構造がホールを移動させるため、表面層のホールの電荷輸送能が維持されて良好であると考えられる。
本発明によれば、電子写真方式の画像形成装置の電子写真感光体において、耐摩耗性および光減衰特性を高めることができ、かつそのような特性を長期に亘って発現させることができる。よって、本発明によれば、電子写真方式の画像形成装置におけるさらなる高耐久化およびさらなる普及が期待される。
10 感光体
11 導電性支持体
12 中間層
13 感光層
14 表面層
15 電荷発生層
16 電荷輸送層
30 画像処理部
40 画像形成部
41 画像形成ユニット
42 中間転写ユニット
43 二次転写ユニット
50 用紙搬送部
51 トレイユニット
53 搬送経路部
53a レジストローラー対
60 定着装置
62 定着ローラー
63 加圧ローラー
64 発熱ベルト
100 画像形成装置
110 画像読取部
111 給紙装置
112 スキャナー
112a CCDセンサー
411 露光装置
412 現装置
413 感光体ドラム
414 帯電装置
415 ドラムクリーニング装置
421 中間転写ベルト
422 一次転写ローラー
423 支持ローラー
423A バックアップローラー
426 ベルトクリーニング装置
431A 二次転写ローラー
431 支持ローラー
432 二次転写ベルト
D 原稿
S 紙(記録媒体)

Claims (7)

  1. 導電性支持体と、前記導電性支持体の上に配置された感光層と、前記感光層の上に配置された表面層とを有する電子写真感光体であって、
    前記表面層は、ラジカル重合性の重合性化合物と、電荷輸送構造を含む板状無機化合物と、を有する組成物のラジカル重合による硬化物である、
    電子写真感光体。
  2. 前記表面層は、前記板状無機化合物以外の化合物であって、電荷輸送構造を含む化合物をさらに有する、請求項1に記載の電子写真感光体。
  3. 前記重合性化合物は、電荷輸送構造を有する重合性化合物を含む、請求項1または請求項2に記載の電子写真感光体。
  4. 前記表面層は、電荷輸送構造を含む金属酸化物粒子をさらに有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子写真感光体。
  5. 前記表面層は、電荷輸送構造を含まない金属酸化物粒子をさらに有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子写真感光体。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の電子写真感光体と、
    前記電子写真感光体の表面を帯電させるための帯電装置と、
    帯電した前記電子写真感光体の表面に光を照射して静電潜像を形成するための露光装置と、
    静電潜像が形成された前記電子写真感光体にトナーを供給してトナー像を形成するための現像装置と、
    前記電子写真感光体の表面の前記トナー像を記録媒体に転写するための転写装置と、
    前記トナー像が前記記録媒体に転写した後の前記電子写真感光体の表面に残留するトナーを除去するためのクリーニング装置と、を有し、
    前記帯電装置は、前記電子写真感光体の表面に接触して、帯電電圧を印加するための接触式の帯電装置である、
    画像形成装置。
  7. 接触式の前記帯電装置は、帯電ローラーを含む、請求項6に記載の画像形成装置。
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