JP2018112656A - 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

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 Download PDF

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Abstract

【課題】高温高湿環境下における色点発生が抑制される電子写真感光体の提供。【解決手段】導電性基体と、前記導電性基体上に設けられ、結着樹脂、正孔輸送材料、電子輸送材料及び電荷発生材料を含有する単層型の感光層と、を有し、前記感光層に電極面積が9.3×10−1cm2になるように金電極を設け、温度33℃、湿度80%RHの環境下において、前記金電極と前記導電性基体との間に、前記金電極がプラスとなる電圧を印加して、27V/μmの電場をかけたときの単位面積当たりの暗電気伝導度σd(1/(Ω・cm))が4.6×10−14以下である電子写真感光体。【選択図】なし

Description

本発明は、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に関するものである。
従来の電子写真方式の画像形成装置においては、帯電、露光、現像、転写のプロセスを通じて電子写真感光体の表面上に形成したトナー像を記録媒体に転写させる。
この電子写真方式の画像形成装置に利用する電子写真感光体の感光層には、電荷輸送能が高められた電荷輸送材料を用いることが知られている。
例えば、特許文献1には、導電性基体と前記導電性基体上に設けられた単層型の感光層とを有し、前記感光層が結着樹脂とヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料及びクロロガリウムフタロシアニン顔料から選択される少なくとも1種の電荷発生材料と下記一般式(1)で表される正孔輸送材料と下記一般式(2)で表される電子輸送材料とを含み、且つ前記感光層の体積抵抗率が2×1013Ω・cm以上1.2×1015Ω・cm以下である電子写真感光体と、前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面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、前記電子写真感光体の表面に形成されたトナー像が表面に転写される中間転写体であって、純水に対する表面の接触角が80°以上である中間転写体と、前記電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を前記中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、前記中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を備える画像形成装置が開示されている。

(一般式(1)中、R、R、R、R、R、及びRは、各々独立に、水素原子、低級アルキル基、アルコキシ基、フェノキシ基、ハロゲン原子、又は、低級アルキル基、低級アルコキシ基及びハロゲン原子から選ばれる置換基を有していてもよいフェニル基を示す。m及びnは、各々独立に0又は1を示す。)

(一般式(2)中、R11、R12、R13、R14、R15、R16、及びR17は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、又はアリール基を示す。R18は、アラルキル基、又はアルキル基を示す。)
また、特許文献2には、正帯電単層型電子写真感光体からなる像担持体と、前記像担持体の周面に接触しながら前記像担持体の周面を帯電させる接触帯電方式による帯電装置と、被転写体を前記像担持体とで狭持して前記像担持体の周面上のトナー像を前記被転写体上に転写させる転写部とを備え、前記転写部が、転写バイアスが印加される印加部を含み、前記像担持体と前記印加部との間に、体積抵抗率が10〜10Ω・cmである領域が存在することを特徴とする画像形成装置が開示されている。
特開2015−166782号公報 特開2012−14143号公報
本発明が解決しようとする課題は、感光層に電極面積が9.3×10−1cmになるように金電極を設け、温度33℃、湿度80%RHの環境下において、前記金電極と導電性基体との間に、前記金電極がプラスとなる電圧を印加して、27V/μmの電場をかけたときの単位面積当たりの暗電気伝導度σ(1/(Ω・cm))が4.6×10−14を超える場合に比べて、高温高湿環境下における色点発生が抑制される電子写真感光体を提供することである。
前記課題を解決するための具体的手段には、下記の態様が含まれる。
請求項1に係る発明は、
導電性基体と、前記導電性基体上に設けられ、結着樹脂、正孔輸送材料、電子輸送材料及び電荷発生材料を含有する単層型の感光層と、を有し、前記感光層に電極面積が9.3×10−1cmになるように金電極を設け、温度33℃、湿度80%RHの環境下において、前記金電極と前記導電性基体との間に、前記金電極がプラスとなる電圧を印加して、27V/μmの電場をかけたときの単位面積当たりの暗電気伝導度σ(1/(Ω・cm))が4.6×10−14以下である電子写真感光体である。
請求項2に係る発明は、
前記感光層に電極面積が9.3×10−1cmになるように金電極を設け、温度33℃、湿度80%RHの環境下において、前記金電極と前記導電性基体との間に、前記金電極がプラスとなる電圧を印加して、10V/μmの電場をかけたときの単位面積当たりの暗電気伝導度σ(1/Ω・cm)が、6.0×10−15以下である請求項1に記載の電子写真感光体である。
請求項3に係る発明は、
前記電子輸送材料が、下記式(1)で表される化合物及び下記式(2)で表される化合物よりなる群から選ばれた化合物を含む請求項1又は請求項2に記載の電子写真感光体である。
請求項4に係る発明は、
前記電子輸送材料の含有量が、前記感光層の全質量に対し、8質量%以上20質量%以下である請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の電子写真感光体である。
請求項5に係る発明は、
前記正孔輸送材料が、下記式(3)で表される化合物を含む請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の電子写真感光体である。
式(3)中、ArT1、ArT2及びArT3はそれぞれ独立に、アリール基又は−C−C(RT4)=C(RT5)(RT6)を表し、RT4、RT5及びRT6はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、RT5及びRT6は、結合して炭化水素環を形成してもよい。
請求項6に係る発明は、
前記正孔輸送材料の含有量が、前記感光層の全質量に対し、28質量%以上36質量%以下である請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の電子写真感光体である。
請求項7に係る発明は、
前記電荷発生材料が、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料及びクロロガリウムフタロシアニン顔料よりなる群から選択される少なくとも1種の化合物を含む請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の電子写真感光体である。
請求項8に係る発明は、
前記電荷発生材料が、V型のヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料を含む請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の電子写真感光体である。
請求項9に係る発明は、
請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の電子写真感光体を備え、画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジである。
請求項10に係る発明は、
請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の電子写真感光体と、前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面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、前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、を備える画像形成装置。
請求項1又は2に係る発明によれば、感光層に電極面積が9.3×10−1cmになるように金電極を設け、温度33℃、湿度80%RHの環境下において、前記金電極と導電性基体との間に、前記金電極がプラスとなる電圧を印加して、27V/μmの電場をかけたときの単位面積当たりの暗電気伝導度σ(1/(Ω・cm))が4.6×10−14を超える場合に比べて、高温高湿環境下における色点発生が抑制される電子写真感光体が提供される。
請求項3に係る発明によれば、式(1)又は式(2)で表される化合物以外の電子輸送材料を用いる場合に比べ、高温高湿環境下における色点発生がより抑制される電子写真感光体が提供される。
請求項4に係る発明によれば、電子輸送材料の含有量が、感光層の全質量に対し、8質量%未満又は20質量%を超える場合に比べ、高温高湿環境下における色点発生がより抑制される電子写真感光体が提供される。
請求項5に係る発明によれば、式(3)で表される化合物以外の正孔輸送材料を用いる場合に比べ、高温高湿環境下における色点発生がより抑制される電子写真感光体が提供される。
請求項6に係る発明によれば、正孔輸送材料の含有量が、感光層の全質量に対し、28質量%未満又は36質量%を超える場合に比べ、高温高湿環境下における色点発生がより抑制される電子写真感光体が提供される。
請求項7に係る発明によれば、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料又はクロロガリウムフタロシアニン顔料以外の電荷発生材料を用いる場合に比べ、高温高湿環境下における色点発生がより抑制される電子写真感光体が提供される。
請求項8に係る発明によれば、V型のヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料以外の電荷発生材料を用いる場合に比べ、高温高湿環境下における色点発生がより抑制される電子写真感光体が提供される。
請求項9又は10に係る発明によれば、感光層に電極面積が9.3×10−1cmになるように金電極を設け、温度33℃、湿度80%RHの環境下において、前記金電極と導電性基体との間に、前記金電極がプラスとなる電圧を印加して、27V/μmの電場をかけたときの単位面積当たりの暗電気伝導度σ(1/(Ω・cm))が4.6×10−14を超える場合に比べて、高温高湿環境下における色点発生が抑制される電子写真感光体を備えるプロセスカートリッジ又は画像形成装置が提供される。
本実施形態に係る電子写真感光体を示す概略部分断面図である。 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。 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。
以下、本発明の一例である実施形態について説明する。
<電子写真感光体>
本実施形態に係る電子写真感光体(以下、「感光体」とも称する。)は、導電性基体と、前記導電性基体上に設けられ、結着樹脂、正孔輸送材料、電子輸送材料及び電荷発生材料を含有する単層型の感光層と、を有し、前記感光層に電極面積が9.3×10−1cmになるように金電極を設け、温度33℃、湿度80%RHの環境下において、前記金電極と前記導電性基体との間に、前記金電極がプラスとなる電圧を印加して、27V/μmの電場をかけたときの単位面積当たりの暗電気伝導度σ(1/(Ω・cm))が4.6×10−14以下である。
なお、単層型の感光層とは、電荷発生能と共に、正孔輸送性及び電子輸送性を含有する感光層である。単層型の感光層は、かつ、感光体の最表面を構成する。
単層型感光体は、積層型の感光層を有する感光体に比べて、塗布工程が少なく製造コストが安価であるという利点もあり、近年、例えば、廉価帯の画像形成装置に適用する感光体として注目されている。
しかしながら、単層型感光体は、高温高湿環境(33℃、80%RH)下において、繰り返し画像を形成すると、導電性基体に腐食が発生し易くなる場合がある。導電性基体に腐食が発生すると、腐食に起因して単層型の感光層には局所的な電荷漏れが発生し易くなる。この局所的な電荷漏れにより、画像形成を行った際に色点の発生が生じることがある。
これに対して、本実施形態に係る電子写真感光体は、上記構成により、高温高湿環境下における色点発生が抑制される。その理由は、定かではないが、以下に示すように推測される。
感光層に電極面積が9.3×10−1cmになるように金電極を設け、温度33℃、湿度80%RHの環境下において、前記金電極と導電性基体との間に、前記金電極がプラスとなる電圧を印加して、27V/μmの電場をかけたときの単位面積当たりの暗電気伝導度σ(1/(Ω・cm))が4.6×10−14以下とすることにより、非感光時における感光層から導電性基体への局所的な電荷漏れが抑制され(リーク耐性が向上し)、導電性基体への注入電流が適性化されるため、高温高湿下における色点の発生が抑制されると推測される。
また、感光層に、特定の正孔輸送材料、特定の電子輸送材料及び特定の電荷発生材料を含有させ、かつ、特定の正孔輸送材料及び特定の電子輸送材料を適切な量使用することにより、感光層における前記暗電気伝導度の数値範囲が達成され、リーク耐性が向上し、高温高湿下における色点発生が抑制されると推定される。
以下、図面を参照しつつ、本実施形態に係る電子写真感光体を詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る電子写真感光体7の一部の断面を概略的に示している。
図1に示した電子写真感光体7は、例えば、導電性基体3を備え、導電性基体3上に、単層型の感光層2が直接設けられて構成されている。
また、電子写真感光体7は、例えば、必要に応じて、単層型の感光層2上に保護層を設けてもよい。
<感光層の暗電気伝導度σ
本実施形態に係る電子写真感光体は、前記感光層に電極面積が9.3×10−1cmになるように金電極を設け、温度33℃、湿度80%RHの環境下において、前記金電極と導電性基体との間に、前記金電極がプラスとなる電圧を印加して、27V/μmの電場をかけたときの単位面積当たりの暗電気伝導度σ(1/(Ω・cm))が4.6×10−14以下である。
前記暗電気伝導度σ(1/(Ω・cm))が4.6×10−14を超えると、高温高湿環境下において色点が多く発生する。
27V/μmの電場をかけたときの単位面積当たりの前記暗電気伝導度σ(1/(Ω・cm))は、高温高湿環境下における色点の発生抑制、及び、帯電及び露光の繰り返しに対する安定性(サイクル安定性)の観点から、1.0×10−16以上4.6×10−14以下であることが好ましく、5.0×10−16以上4.5×10−14以下であることがより好ましく、1.0×10−15以上3.0×10−14以下であることが更に好ましく、1.0×10−15以上2.0×10−14以下であることが特に好ましい。
また、本実施形態に係る電子写真感光体における感光層は、感光層に電極面積が9.3×10−1cmになるように金電極を設け、温度33℃、湿度80%RHの環境下において、前記金電極と導電性基体との間に、前記金電極がプラスとなる電圧を印加して、10V/μmの電場をかけたときの単位面積当たりの暗電気伝導度σ(1/(Ω・cm))が、6.0×10−15以下であることが好ましく、1.0×10−17以上6.0×10−15以下であることがより好ましく、5.0×10−17以上4.5×10−15以下であることが更に好ましい。上記範囲であると、高温高湿環境下における色点の発生がより抑制され、また、サイクル安定性に優れる。
以下、本実施形態に係る電子写真感光体の各層について詳細に説明する。なお、符号は省略して説明する。
(単層型の感光層)
単層型の感光層は、結着樹脂、電荷発生材料、正孔輸送材料及び電子輸送材料を含み、必要に応じてその他添加剤を含んでもよい。
−電子輸送材料−
本実施形態に用いられる電子輸送材料としては、高温高湿環境下における色点の発生抑制、及び、サイクル安定性の観点から、下記式(ET−1)又は式(ET−2)で表される化合物が好ましく挙げられる。
式(ET−1)及び式(ET−2)中、R乃至Rはそれぞれ独立に、アルキル基を表し、R及びRはそれぞれ独立に、アルキル基又はハロゲン原子を表し、n1及びn2はそれぞれ独立に、0以上4以下の整数を表す。
及びRはそれぞれ独立に、高温高湿環境下における色点の発生抑制、及び、サイクル安定性の観点から、炭素数3以上8以下のアルキル基が好ましく、炭素数3以上8以下の分岐アルキル基がより好ましく、炭素数3以上5以下の分岐アルキル基が更に好ましく、t−ブチル基が特に好ましい。
また、高温高湿環境下における色点の発生抑制、及び、サイクル安定性の観点から、R及びRは同じ基であることが好ましい。
及びRはそれぞれ独立に、高温高湿環境下における色点の発生抑制、及び、サイクル安定性の観点から、炭素数1以上8以下のアルキル基であることが好ましく、炭素数1以上4以下のアルキル基であることがより好ましく、炭素数1以上3以下のアルキル基であること更に好ましく、メチル基であることが特に好ましい。
また、高温高湿環境下における色点の発生抑制、及び、サイクル安定性の観点から、R及びRは同じ基であることが好ましい。
更に、高温高湿環境下における色点の発生抑制、及び、サイクル安定性の観点から、RとRとは、異なる基であることが好ましく、また、RとRとは異なる基であることが好ましい。
及びRはそれぞれ独立に、高温高湿環境下における色点の発生抑制、及び、サイクル安定性の観点から、炭素数3以上8以下のアルキル基が好ましく、炭素数3以上8以下の分岐アルキル基がより好ましく、炭素数3以上5以下の分岐アルキル基が更に好ましく、2−メチル−2−ブチル基(−C(CHCHCH)が特に好ましい。
及びRはそれぞれ独立に、アルキル基、フッ素原子又は塩素原子であることが好ましく、炭素数1以上8以下のアルキル基又は塩素原子であることがより好ましく、メチル基であることが更に好ましい。
n1及びn2はそれぞれ独立に、高温高湿環境下における色点の発生抑制、及び、サイクル安定性の観点から、0又は1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
本実施形態に用いられる電子輸送材料は、高温高湿環境下における色点の発生抑制、及び、サイクル安定性の観点から、下記式(1)で表される化合物及び下記式(2)で表される化合物よりなる群から選ばれた化合物を含むことが好ましく、下記式(1)で表される化合物及び下記式(2)で表される化合物よりなる群から選ばれた化合物であることがより好ましい。
なお、電子輸送材料として、前記式(1)又は式(2)で表される化合物以外の電子輸送材料を含有させる場合の含有量としては、電子輸送材料の全含有量に対し、10質量%以下の範囲であることが好ましい。
感光層における電子輸送材料の含有量は、高温高湿環境下における色点の発生抑制、及び、サイクル安定性の観点から、感光層の全質量に対し、8質量%以上20質量%以下であることが好ましく、10質量%以上18質量%以下であることがより好ましく、12質量%以上16質量%以下であることが特に好ましい。
−正孔輸送材料−
本実施形態に用いられる正孔輸送材料は、高温高湿環境下における色点の発生抑制、及び、サイクル安定性の観点から、下記式(3)で表される化合物を含むことが好ましく、下記式(3)で表される化合物であることがより好ましい。
式(3)中、ArT1、ArT2及びArT3はそれぞれ独立に、アリール基又は−C−C(RT4)=C(RT5)(RT6)を表し、RT4、RT5及びRT6はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、RT5及びRT6は、結合して炭化水素環を形成してもよい。
ArT1、ArT2、ArT3、RT4、RT5及びRT6におけるアリール基は、芳香環上に置換基を有していてもよい。前記置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基、又は、炭素数1以上3以下のアルキル基で置換された置換アミノ基が好ましく挙げられ、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基がより好ましく挙げられ、炭素数1以上5以下のアルキル基が更に好ましく挙げられ、メチル基が特に好ましく挙げられる。
ArT1、ArT2、ArT3、RT4、RT5及びRT6におけるアリール基としては、フェニル基、トルイル基、キシリル基、クロロフェニル基、アルコキシフェニル基、又は、ビフェニル基が好ましく挙げられる。
T5及びRT6におけるアルキル基は、炭素数1以上8以下のアルキル基であることが好ましく、炭素数1以上4以下のアルキル基であることがより好ましく、メチル基又はエチル基であることが更に好ましい。
ArT1及びArT2はそれぞれ独立に、高温高湿環境下における色点の発生抑制、及び、サイクル安定性の観点から、アリール基であることが好ましく、フェニル基、トルイル基又はキシリル基であることがより好ましく、フェニル基又は4−メチルフェニル基であることが更に好ましく、4−メチルフェニル基であることが特に好ましい。
また、高温高湿環境下における色点の発生抑制、及び、サイクル安定性の観点から、ArT1及びArT2は同じ基であることが好ましい。
ArT3は、−C−C(RT4)=C(RT5)(RT6)であることが好ましい。
T4は、水素原子、炭素数1以上8以下のアルキル基又はフェニル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
T5及びRT6はそれぞれ独立に、高温高湿環境下における色点の発生抑制、及び、サイクル安定性の観点から、アリール基であるか、又は、結合して炭化水素環を形成することが好ましく、アリール基であることがより好ましく、フェニル基であることが更に好ましい。
式(3)で表される化合物の具体例を以下に示すが、本実施形態に用いられる正孔輸送材料は、これらに限られるものではない。
これらの中でも、本実施形態に用いられる正孔輸送材料としては、D−1が好ましく挙げられる。
なお、正孔輸送材料として、前記式(3)で表される化合物以外の正孔輸送材料を含有させる場合の含有量としては、正孔輸送材料の全含有量に対し、10質量%以下の範囲であることが好ましい。
感光層における正孔輸送材料の含有量は、高温高湿環境下における色点の発生抑制、及び、サイクル安定性の観点から、感光層の全質量に対し、20質量%以上40質量%以下であることが好ましく、24質量%以上38質量%以下であることがより好ましく、28質量%以上36質量%以下であることが特に好ましい。
また、感光層における電子輸送材料及び正孔輸送材料の総含有量は、高温高湿環境下における色点の発生抑制、及び、サイクル安定性の観点から、感光層の全質量に対し、36質量%以上56質量%以下であることが好ましく、39質量%以上52質量%以下であることがより好ましく、40質量%以上49質量%以下であることが特に好ましい。
更に、感光層における電子輸送材料の含有量Wと正孔輸送材料の含有量Wとの比は、高温高湿環境下における色点の発生抑制、及び、サイクル安定性の観点から、W:W=1:1乃至1:5であることが好ましく、W:W=1:1.2乃至1:4であることがより好ましく、W:W=1:1.4乃至1:3.5であることが特に好ましい。
−電荷発生材料−
電荷発生材料としては、特に制限はなく、例えば、ビスアゾ、トリスアゾ等のアゾ顔料;ジブロモアントアントロン等の縮環芳香族顔料;ペリレン顔料;ピロロピロール顔料;フタロシアニン顔料;酸化亜鉛;三方晶系セレン等が挙げられる。
これらの中でも、近赤外域のレーザ露光に対応させるためには、電荷発生材料としては、金属フタロシアニン顔料、又は無金属フタロシアニン顔料を用いることがよい。具体的には、例えば、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;ジクロロスズフタロシアニン;チタニルフタロシアニンが挙げられる。
一方、近紫外域のレーザ露光に対応させるためには、電荷発生材料としては、ジブロモアントアントロン等の縮環芳香族顔料;チオインジゴ系顔料;ポルフィラジン化合物;酸化亜鉛;三方晶系セレン;ビスアゾ顔料等を用いることがよい。
すなわち、電荷発生材料としては、例えば380nm以上500nm以下の露光波長の光源を用いる場合には無機顔料を用いることがよく、700nm以上800nm以下の露光波長の光源を用いる場合には、金属及び無金属フタロシアニン顔料を用いことがよい。
中でも、電荷発生材料としては、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料及びクロロガリウムフタロシアニン顔料よりなる群から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。これらの電荷発生材料としては、単独又は2種以上混合して用いてもよい。感光体の高感度化の点から、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料が好ましく挙げられる。
なお、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料及びクロロガリウムフタロシアニン顔料を併用する場合には、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料とクロロガリウムフタロシアニン顔料との比率は、質量比で、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料:クロロガリウムフタロシアニン顔料=9:1乃至3:7(より好ましくは9:1乃至6:4)であることが好ましい。
ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料としては、特に制限はないが、後述するV型のヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料が好ましく挙げられる。
特に、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料としては、例えば、600nm以上900nm以下の波長域での分光吸収スペクトルにおいて、810nm以上839nm以下の範囲に最大ピーク波長を有するヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料がより優れた分散性が得られる観点から望ましい。
また、上記の810nm以上839nm以下の範囲に最大ピーク波長を有するヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料は、平均粒径が特定の範囲であり、かつ、BET比表面積が特定の範囲であることが好ましい。具体的には、平均粒径が0.20μm以下であることが好ましく、0.01μm以上0.15μm以下であることがより好ましい。一方、BET比表面積は45m/g以上であることが好ましく、50m/g以上であることがより好ましく、55m/g以上120m/g以下であることがさらに好ましい。平均粒径は、体積平均粒径であり、レーザ回折散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所LA−700)にて測定した値である。BET比表面積は、流動式比表面積自動測定装置(島津製作所フローソープII2300)を用い窒素置換法にて測定した値である。
ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料の最大粒径(一次粒径の最大値)は、1.2μm以下が好ましく、1.0μm以下がより好ましく、0.3μm以下が更に好ましい。
ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料は、平均粒径が0.2μm以下であり、かつ、最大粒径が1.2μm以下であり、かつ、BET比表面積が45m/g以上であることが好ましい。
ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料は、CuKα特性X線を用いたX線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも7.3゜、16.0゜、24.9゜、28.0゜に回折ピークを有するV型であることが好ましい。
一方、クロロガリウムフタロシアニン顔料としては、感光層の感度の点から、ブラッグ角度(2θ±0.2°)7.4°、16.6°、25.5°、28.3°に回折ピークを有する化合物が好ましい。クロロガリウムフタロシアニン顔料の最大ピーク波長、平均粒径、最大粒径、及びBET比表面積の好ましい範囲は、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料と同様である。
電荷発生材料は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
単層型の感光層の全固形分に対する電荷発生材料の含有量は、1質量%以上5質量%以下であることが好ましく、1.2質量%以上4.5質量%以下であることより好ましい。
−結着樹脂−
結着樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコーン樹脂、シリコーンアルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アルキッド樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシラン等が挙げられる。これらの結着樹脂は1種を単独で又は2種以上混合して用いてもよい。
これら結着樹脂の中でも、感光層の機械的強度等の観点から、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂が好ましい。
また、感光層の成膜性の観点から、粘度平均分子量30,000以上80,000以下のポリカーボネート樹脂、及び粘度平均分子量30,000以上80,000以下のポリアリレート樹脂の少なくとも1種を用いることがよい。
なお、粘度平均分子量は、下記の方法により測定される値である。樹脂1gをメチレンクロライド100cmに溶解し、25℃の測定環境下でウベローデ粘度計により、比粘度ηspを測定する。そして、ηsp/c=〔η〕+0.45〔η〕cの関係式(但しcは濃度(g/cm))から極限粘度〔η〕(cm/g)を求め、H.Schnellによって与えられている関係式〔η〕=1.23×10−4Mv0.83から粘度平均分子量Mvを求める。
感光層における結着樹脂の含有量は、感光層の全質量に対し、35質量%以上60質量%以下であることが好ましく、40質量%以上55質量%以下であることがより好ましい。
−その他添加剤−
単層型の感光層は、酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤、フッ素樹脂粒子、シリコーンオイル等の公知の添加剤を含んでいてもよい。
−単層型の感光層の形成−
単層型の感光層は、上記成分を溶剤に加えた感光層形成用塗布液を用いて形成される。
溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素類、アセトン、2−ブタノン等のケトン類、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類、テトラヒドロフラン、エチルエーテル等の環状もしくは直鎖状のエーテル類等の通常の有機溶剤が挙げられる。これら溶剤は単独又は2種以上混合して用いる。
感光層形成用塗布液中に粒子(例えば電荷発生材料)を分散させる方法としては、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、横型サンドミル等のメディア分散機や、攪拌、超音波分散機、ロールミル、高圧ホモジナイザー等のメディアレス分散機が利用される。高圧ホモジナイザーとしては、高圧状態で分散液を液−液衝突や液−壁衝突させて分散する衝突方式や、高圧状態で微細な流路を貫通させて分散する貫通方式などが挙げられる。
感光層形成用塗布液を塗布する方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法等が挙げられる。
単層型の感光層の膜厚は、好ましくは5μm以上60μm以下、より好ましくは5μm以上50μm以下、更に好ましくは10μm以上40μm以下の範囲に設定される。
<画像形成装置(及びプロセスカートリッジ)>
本実施形態に係る画像形成装置は、電子写真感光体と、電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、トナーを含む現像剤により電子写真感光体の表面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、トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、を備える。そして、電子写真感光体として、上記本実施形態に係る電子写真感光体が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置は、記録媒体の表面に転写されたトナー像を定着する定着手段を備える装置;電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置;トナー像の転写後、帯電前の電子写真感光体の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えた装置;トナー像の転写後、帯電前に像保持体の表面に除電光を照射して除電する除電手段を備える装置;電子写真感光体の温度を上昇させ、相対温度を低減させるための電子写真感光体加熱部材を備える装置等の周知の画像形成装置が適用される。
中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面にトナー像が転写される中間転写体と、像保持体の表面に形成されたトナー像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する構成が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置は、乾式現像方式の画像形成装置、湿式現像方式(液体現像剤を利用した現像方式)の画像形成装置のいずれであってもよい。
なお、本実施形態に係る画像形成装置において、例えば、電子写真感光体を備える部分が、画像形成装置に対して着脱されるカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。プロセスカートリッジとしては、例えば、本実施形態に係る電子写真感光体を備えるプロセスカートリッジが好適に用いられる。なお、プロセスカートリッジには、電子写真感光体以外に、例えば、帯電手段、静電潜像形成手段、現像手段、転写手段からなる群から選択される少なくとも一つを備えてもよい。
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
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。
本実施形態に係る画像形成装置100は、図2に示すように、電子写真感光体7を備えるプロセスカートリッジ300と、露光装置9(静電潜像形成手段の一例)と、転写装置40(一次転写装置)と、中間転写体50とを備える。なお、画像形成装置100において、露光装置9はプロセスカートリッジ300の開口部から電子写真感光体7に露光し得る位置に配置されており、転写装置40は中間転写体50を介して電子写真感光体7に対向する位置に配置されており、中間転写体50はその一部が電子写真感光体7に接触して配置されている。図示しないが、中間転写体50に転写されたトナー像を記録媒体(例えば用紙)に転写する二次転写装置も有している。なお、中間転写体50、転写装置40(一次転写装置)、及び二次転写装置(不図示)が転写手段の一例に相当する。
図2におけるプロセスカートリッジ300は、ハウジング内に、電子写真感光体7、帯電装置8(帯電手段の一例)、現像装置11(現像手段の一例)、及びクリーニング装置13(クリーニング手段の一例)を一体に支持している。クリーニング装置13は、クリーニングブレード(クリーニング部材の一例)131を有しており、クリーニングブレード131は、電子写真感光体7の表面に接触するように配置されている。なお、クリーニング部材は、クリーニングブレード131の態様ではなく、導電性又は絶縁性の繊維状部材であってもよく、これを単独で、又はクリーニングブレード131と併用してもよい。
なお、図2には、画像形成装置として、潤滑材14を電子写真感光体7の表面に供給する繊維状部材132(ロール状)、及び、クリーニングを補助する繊維状部材133(平ブラシ状)を備えた例を示してあるが、これらは必要に応じて配置される。
以下、本実施形態に係る画像形成装置の各構成について説明する。
−帯電装置−
帯電装置8としては、例えば、導電性又は半導電性の帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電フィルム、帯電ゴムブレード、帯電チューブ等を用いた接触型帯電器が使用される。また、非接触方式のローラ帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器やコロトロン帯電器等のそれ自体公知の帯電器等も使用される。
−露光装置−
露光装置9としては、例えば、電子写真感光体7表面に、半導体レーザ光、LED光、液晶シャッタ光等の光を、定められた像様に露光する光学系機器等が挙げられる。光源の波長は電子写真感光体の分光感度領域内とする。半導体レーザの波長としては、780nm付近に発振波長を有する近赤外が主流である。しかし、この波長に限定されず、600nm台の発振波長レーザや青色レーザとして400nm以上450nm以下に発振波長を有するレーザも利用してもよい。また、カラー画像形成のためにはマルチビームを出力し得るタイプの面発光型のレーザ光源も有効である。
−現像装置−
現像装置11としては、例えば、現像剤を接触又は非接触させて現像する一般的な現像装置が挙げられる。現像装置11としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて選択される。例えば、一成分系現像剤又は二成分系現像剤をブラシ、ローラ等を用いて電子写真感光体7に付着させる機能を有する公知の現像器等が挙げられる。中でも現像剤を表面に保持した現像ローラを用いるものが好ましい。
現像装置11に使用される現像剤は、トナー単独の一成分系現像剤であってもよいし、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤であってもよい。また、現像剤は、磁性であってもよいし、非磁性であってもよい。これら現像剤は、周知のものが適用される。
−クリーニング装置−
クリーニング装置13は、クリーニングブレード131を備えるクリーニングブレード方式の装置が用いられる。
なお、クリーニングブレード方式以外にも、ファーブラシクリーニング方式、現像同時クリーニング方式を採用してもよい。
−転写装置−
転写装置40としては、例えば、ベルト、ローラ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等のそれ自体公知の転写帯電器が挙げられる。
−中間転写体−
中間転写体50としては、半導電性を付与したポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ゴム等を含むベルト状のもの(中間転写ベルト)が使用される。また、中間転写体の形態としては、ベルト状以外にドラム状のものを用いてもよい。
図3は、本実施形態に係る画像形成装置の他の一例を示す概略構成図である。
図3に示す画像形成装置120は、プロセスカートリッジ300を4つ搭載したタンデム方式の多色画像形成装置である。画像形成装置120では、中間転写体50上に4つのプロセスカートリッジ300がそれぞれ並列に配置されており、1色に付き1つの電子写真感光体が使用される構成となっている。なお、画像形成装置120は、タンデム方式であること以外は、画像形成装置100と同様の構成を有している。
なお、本実施形態に係る画像形成装置100は、上記構成に限られず、例えば、電子写真感光体7の周囲であって、転写装置40よりも電子写真感光体7の回転方向下流側でクリーニング装置13よりも電子写真感光体の回転方向上流側に、残留したトナーの極性を揃え、クリーニングブレードで除去しやすくするための第1除電装置を設けた形態であってもよいし、クリーニング装置13よりも電子写真感光体の回転方向下流側で帯電装置8よりも電子写真感光体の回転方向上流側に、電子写真感光体7の表面を除電する第2除電装置を設けた形態であってもよい。
また、本実施形態に係る画像形成装置100は、上記構成に限れず、周知の構成、例えば、電子写真感光体7に形成したトナー像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の画像形成装置を採用してもよい。
以下、実施例及び比較例に基づき本実施形態を更に具体的に説明するが、本実施形態は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
以下の説明において、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。
<実施例1>
表1に示す電荷発生材料を表1に記載の量と、表1に示す電子輸送材料を表1に記載の量と、表1に示す正孔輸送材料を表1に記載の量と、結着樹脂としてビスフェノールZポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:4.5万)を電荷発生材料、電子輸送材料、正孔輸送材料及び結着樹脂の総含有量が100質量部となる量と、溶剤としてテトラヒドロフラン250質量部とを混合し、直径1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて4時間分散処理を行い、感光層形成用塗布液を得た。
アルミニウム製基体(直径30mm、長さ244.5mm、肉厚0.7mmの管状)を用意した。このアルミニウム製基体を、pH8.1の水を入れた水槽に浸してアルミニウム製基体の洗浄を行った。水槽から出したアルミニウム製基体を乾燥させた後、感光層形成用塗布液をアルミニウム製基体に浸漬塗布し、135℃で20分間の乾燥を行い、層厚22μmの単層型の感光層を形成して、感光体を作製した。
<実施例2乃至16、及び、比較例1、比較例3乃至17>
表1又は表2に従って、感光層の各成分の組成を変更した以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。
<比較例2>
感光層の乾燥温度を123℃、乾燥時間を24分とした以外は、比較例1と同様にして感光体を作製した。
<評価>
各例の感光体について、以下の評価を行った。その結果を表1及び表2に示す。
[サイクル変動(1から10サイクルまでの電位変化(ΔVH))の評価]
得られた感光体をブラザー工業(株)製HL−2360DNの感光体として設置した。このHL−2360DNの帯電装置と露光位置の間の感光体軸方向中央部に正対するように静電誘導型表面電位計プローブ(TREK社製Model555P−1)を配置し、このプローブを表面電位計(TREK社製Model334)に接続下改造機を用い、20℃、40%RHの環境下にて、帯電装置に+600Vの電圧を印加して感光体を帯電させ、露光位置にて全面露光を繰り返し、1サイクル毎の表面電位を10サイクル目まで測定した。
この測定結果から10サイクル目の表面電位と1サイクル目の表面電位の差分を感光体の表面電位の電位変化(ΔVH)として算出した。そして、このΔVHについて以下の初期サイクル安定性評価基準で評価した。
−初期サイクル安定性評価基準−
5:±5V以下
4:±5Vを超え±10V以下
3:±10Vを超え±15V以下
2:±15Vを超え±20V以下
1:±20Vを超える
[色点評価]
色点評価は、ブラザー工業(株)製HL−2360DNを用い、白ベタ50枚を印刷後、静電複写紙試験装置(エレクトロスタティックアナライザーEPA−8100、(株)川口電機製作所製)を用いて、33℃、80%RHの環境下において、測定ドラムを+1,300Vに帯電させる。その後、ブラザー工業(株)製HL−2360DNを用い、再度白ベタ画像10枚を印刷し、ドラムリーク箇所と対応している画質3枚目の点欠陥の個数を基準に評価した。
画質評価は、温度33℃、湿度80%RHの環境下において、ブラザー工業(株)製HL−2360DNを用い、50%ハーフトーンを印刷し、画像の点欠陥を以下の基準で評価した。
−色点評価基準−
5:大変良い(点欠陥なし)
4:良い(点欠陥がほとんどない)
3:普通(点欠陥があるが問題のない範囲)
2:悪い(点欠陥があり問題になる範囲)
1:大変悪い(点欠陥が多くあり問題になる範囲)
なお、表1及び表2において、電荷発生材料における「顔料1/顔料2」は顔料1及び顔料2を併用することを表し、その含有比は、顔料1:顔料2=3.5:6.5(質量比)であり、かつ全体量が表1又は表2に記載の量となるように使用した。また、表2において、電子輸送性材料における「(E)/(F)」は(E)及び(F)を併用することを表し、その含有比は、(E):(F)=2:17(質量比)であり、かつ全体量が表2に記載の量となるように使用した。また、表2において、正孔輸送材料における「D−1/D−C1」はD−1及びD−C1を併用することを表し、その含有比は、D−1:D−C1=2:3(質量比)であり、かつ全体量が表2に記載の量となるように使用した。
なお、表1及び表2の略称等の詳細は以下の通りである。
−電荷発生材料−
・顔料1:V型ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料。CuKα特性X線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも7.3°、16.0°、24.9°及び28.0°の位置に回折ピークを有する。600nmから900nmの波長域での分光吸収スペクトルにおける最大ピーク波長820nm、平均粒径0.12μm、最大粒径0.2μm、BET比表面積60m/g。
・顔料2:クロロガリウムフタロシアニン顔料。CuKα特性X線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも7.4°、16.6°、25.5°及び28.3°の位置に回折ピークを有する。600nmから900nmの波長域での分光吸収スペクトルにおける最大ピーク波長780nm、平均粒径0.15μm、最大粒径0.2μm、BET比表面積56m/g。
・TiOPC(i型):i型チタニルフタロシアニン。CuKα特性X線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも9.0゜、14.2゜、23.9゜及び27.1゜の位置に回折ピークを有する。
・TiOPC(Y型):Y型チタニルフタロシアニン。CuKα特性X線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも9.6°及び27.3°の位置に回折ピークを有する。
−電子輸送材料−
・(A)−1:前記式(1)で表される化合物
・(A)−2:前記式(2)で表される化合物
・(B):下記化合物
・(C):下記化合物
・(D):下記化合物
・(E):下記化合物
・(F):下記化合物
・(G):下記化合物
−正孔輸送材料−
・D−1:下記化合物(前記D−1と同じ化合物)
・D−2:下記化合物(前記D−2と同じ化合物)
・D−3:下記化合物(前記D−3と同じ化合物)
・D−C1:下記化合物
・D−D:下記化合物
−樹脂−
・PCZ: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:4.5万)
・BP26Z24:下記化合物、m/n比率=26/74、Mw=81,000
2:感光層、3:導電性基体、7:電子写真感光体、8:帯電装置、9:露光装置、11:現像装置、13:クリーニング装置、14:潤滑材、40:転写装置、50:中間転写体、100:画像形成装置、120:画像形成装置、131:クリーニングブレード、132:繊維状部材(ロール状)、133:繊維状部材(平ブラシ状)、300:プロセスカートリッジ

Claims (10)

  1. 導電性基体と、
    前記導電性基体上に設けられ、結着樹脂、正孔輸送材料、電子輸送材料及び電荷発生材料を含有する単層型の感光層と、
    を有し、
    前記感光層に電極面積が9.3×10−1cmになるように金電極を設け、温度33℃、湿度80%RHの環境下において、前記金電極と前記導電性基体との間に、前記金電極がプラスとなる電圧を印加して、27V/μmの電場をかけたときの単位面積当たりの暗電気伝導度σ(1/(Ω・cm))が4.6×10−14以下である
    電子写真感光体。
  2. 前記感光層に電極面積が9.3×10−1cmになるように金電極を設け、温度33℃、湿度80%RHの環境下において、前記金電極と前記導電性基体との間に、前記金電極がプラスとなる電圧を印加して、10V/μmの電場をかけたときの単位面積当たりの暗電気伝導度σ(1/Ω・cm)が、6.0×10−15以下である請求項1に記載の電子写真感光体。
  3. 前記電子輸送材料が、下記式(1)で表される化合物及び下記式(2)で表される化合物よりなる群から選ばれた化合物を含む請求項1又は請求項2に記載の電子写真感光体。
  4. 前記電子輸送材料の含有量が、前記感光層の全質量に対し、8質量%以上20質量%以下である請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  5. 前記正孔輸送材料が、下記式(3)で表される化合物を含む請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の電子写真感光体。

    式(3)中、ArT1、ArT2及びArT3はそれぞれ独立に、アリール基又は−C−C(RT4)=C(RT5)(RT6)を表し、RT4、RT5及びRT6はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、RT5及びRT6は、結合して炭化水素環を形成してもよい。
  6. 前記正孔輸送材料の含有量が、前記感光層の全質量に対し、28質量%以上36質量%以下である請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  7. 前記電荷発生材料が、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料及びクロロガリウムフタロシアニン顔料よりなる群から選択される少なくとも1種の化合物を含む請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  8. 前記電荷発生材料が、V型のヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料を含む請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  9. 請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の電子写真感光体を備え、
    画像形成装置に着脱する
    プロセスカートリッジ。
  10. 請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の電子写真感光体と、
    前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、
    帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
    トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面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、前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、を備える
    画像形成装置。
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