JP2019061132A - 電子写真感光体、その製造方法、プロセスカートリッジおよび電子写真装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係る電子写真感光体は、支持体、感光層および表面層をこの順に有する電子写真感光体であって、該表面層が、硬化物を含有し、該硬化物が、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有する正孔輸送性化合物と、下記式(1)で示される化合物との共重合体であることを特徴とする。
電子写真感光体の繰り返し使用時に発生する画像スジは、現像剤を構成する物質等が電子写真感光体の表面に融着することにより、クリーニング手段(クリーニングブレード等)の挙動が不安定になることによるものと推測される。特許文献1および2に記載の電子写真感光体では、上記理由により画像スジが発生するものと推測している。
前記式(1)で示される化合物のnは、化合物中に含まれるアリルエステル基数を示す。好ましくは、nは1又は2である。さらに好ましくは、nは1である。この場合には、より良好な電気特性が得られる。
本発明に係る電子写真感光体は、支持体と、感光層と、表面層(保護層)とをこの順に有することを特徴とする。
<支持体>
本発明において、電子写真感光体は支持体を有する。本発明において、支持体は導電性を有する導電性支持体であることが好ましい。また、支持体の形状としては、円筒状、ベルト状、シート状等が挙げられる。中でも、円筒状支持体であることが好ましい。また、支持体の表面に、陽極酸化等の電気化学的な処理や、ブラスト処理、切削処理等を施してもよい。
支持体の材質としては、金属、樹脂、ガラス等が好ましい。
金属としては、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅、金、ステンレスや、これらの合金等が挙げられる。中でも、アルミニウムを用いたアルミニウム製支持体であることが好ましい。
また、樹脂やガラスには、導電性材料を混合又は被覆する等の処理によって、導電性を付与してもよい。
本発明において、支持体の上に、導電層を設けてもよい。導電層を設けることで、支持体表面の傷や凹凸を隠蔽することや、支持体表面における光の反射を制御することができる。
導電層は、導電性粒子と、樹脂と、を含有することが好ましい。
金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化インジウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス等が挙げられる。金属としては、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀等が挙げられる。
これらの中でも、導電性粒子として、金属酸化物を用いることが好ましく、特に、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛を用いることがより好ましい。
また、導電性粒子は、芯材粒子と、その粒子を被覆する被覆層とを有する積層構成としてもよい。芯材粒子としては、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛等が挙げられる。被覆層としては、酸化スズ等の金属酸化物が挙げられる。
また、導電性粒子として金属酸化物を用いる場合、その体積平均粒子径が、1nm以上500nm以下であることが好ましく、3nm以上400nm以下であることがより好ましい。
また、導電層は、シリコーンオイル、樹脂粒子、酸化チタン等の隠蔽剤等をさらに含有してもよい。
導電層の平均膜厚は、1μm以上50μm以下であることが好ましく、3μm以上40μm以下であることが特に好ましい。
本発明において、支持体又は導電層の上に、下引き層を設けてもよい。下引き層を設けることで、層間の接着機能が高まり、電荷注入阻止機能を付与することができる。
また、下引き層は、添加剤をさらに含有してもよい。
下引き層の平均膜厚は、0.1μm以上50μm以下であることが好ましく、0.2μm以上40μm以下であることがより好ましく、0.3μm以上30μm以下であることが特に好ましい。
電子写真感光体の感光層は、主に、(1)積層型感光層と、(2)単層型感光層とに分類される。(1)積層型感光層は、電荷発生物質を含有する電荷発生層と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層と、を有する。(2)単層型感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質を共に含有する感光層である。
積層型感光層は、電荷発生層と、電荷輸送層と、を有する。
電荷発生層は、電荷発生物質と、樹脂と、を含有することが好ましい。
電荷輸送層は、電荷輸送物質と、樹脂と、を含有することが好ましい。
単層型感光層は、電荷発生物質、電荷輸送物質、樹脂および溶剤を含有する感光層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥させることで形成することができる。電荷発生物質、電荷輸送物質、樹脂としては、上記「(1)積層型感光層」における材料の例示と同様である。
表面層である保護層は、上述したように表面層用塗布液を調製する工程、表面層用塗布液の塗膜を感光層上に形成する工程、該塗膜を硬化させることによって表面層を形成する工程を経て形成することができる。
電子写真感光体に接触させるクリーニングブレードの挙動をより安定化させる目的で、電子写真感光体の表面層に凹形状部又は凸形状部を設けることがより好ましい。
凹形状部を形成する場合は、形成するべき凹形状部に対応した凸部を有するモールドを圧接し、形状転写を行うことにより、凹形状部を形成することができる。
図3に示す圧接形状転写加工装置によれば、被加工物である電子写真感光体51を回転させながら、その表面(周面)に連続的にモールド52を接触させ、加圧することにより、電子写真感光体51の表面に凹形状部や平坦部を形成することができる。
なお、形状転写を効率的に行う観点から、モールド52や電子写真感光体51を加熱することが好ましい。
また、電子写真感光体51に押し付けられる圧力を均一にする観点から、モールド52と加圧部材53との間に弾性体を設置することが好ましい。
本発明に係るプロセスカートリッジは、これまで述べてきた電子写真感光体と、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。
1は円筒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。電子写真感光体1の表面は、帯電手段3により、正又は負の所定電位に帯電される。なお、図においては、ローラ型帯電部材によるローラ帯電方式を示しているが、コロナ帯電方式、近接帯電方式、注入帯電方式等の帯電方式を採用してもよい。帯電された電子写真感光体1の表面には、露光手段(不図示)から露光光4が照射され、目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。電子写真感光体1の表面に形成された静電潜像は、現像手段5内に収容されたトナーで現像され、電子写真感光体1の表面にはトナー像が形成される。電子写真感光体1の表面に形成されたトナー像は、転写手段6により、転写材7に転写される。トナー像が転写された転写材7は、定着手段8へ搬送され、トナー像の定着処理を受け、電子写真装置の外へプリントアウトされる。電子写真装置は、転写後の電子写真感光体1の表面に残ったトナー等の付着物を除去するための、クリーニング手段9を有していてもよい。また、クリーニング手段を別途設けず、上記付着物を現像手段等で除去する、所謂、クリーナーレスシステムを用いてもよい。電子写真装置は、電子写真感光体1の表面を、前露光手段(不図示)からの前露光光10により除電処理する除電機構を有していてもよい。また、本発明のプロセスカートリッジ11を電子写真装置本体に着脱するために、レール等の案内手段12を設けてもよい。
直径30mm、長さ357.5mm、肉厚1mmのアルミニウムシリンダーを支持体(導電性支持体)とした。
次に、ポリオール樹脂としてポリビニルブチラール樹脂(重量平均分子量:40000、商品名:BM−1、積水化学工業(株)製)15部を用意した。また、ブロック化イソシアネート(商品名:スミジュール3175、住化コベストロウレタン(株)(旧:住化バイエルウレタン(株))製)15部を用意した。これらをメチルエチルケトン73.5部と1−ブタノール73.5部の混合溶液に溶解させた。この溶液に上記表面処理された酸化亜鉛粒子80.8部、および2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン(東京化成工業(株)製)0.8部を加え、これを直径0.8mmのガラスビーズを用いたサンドミル装置で23±3℃雰囲気下で3時間分散した。分散後、シリコーンオイル(商品名:SH28PA、東レ・ダウコーニング(株)製)0.01部、および架橋ポリメタクリル酸メチル(PMMA)粒子(商品名:TECHPOLYMER SSX−103、積水化成品工業(株)製、平均一次粒径3μm)を5.6部加えて攪拌し、下引き層用塗布液を調製した。
この下引き層用塗布液を上記アルミニウムシリンダー上に浸漬塗布して塗膜を形成し、得られた塗膜を40分間160℃で乾燥させて、膜厚が18μmの下引き層を形成した。
このようにして、保護層を有する凹部形成前の電子写真感光体を作製した。
具体的には、概ね図3に示す構成の圧接形状転写加工装置に、図4に示すモールドを設置し、作製した凹形状部形成前の電子写真感光体に対して表面加工を行った。図4は、実施例および比較例で用いたモールドを示す図であり、図4(a)はモールドの概略を示す上面図である。また、図4(b)はモールドの凸部の電子写真感光体の軸方向の概略断面図(図4(a)のS−S’断面の断面図)である。さらに、図4(c)はモールドの凸部の電子写真感光体の周方向の断面図(図4(a)のT−T’断面の断面図)である。図4に示されるモールドは、最大幅X:50μm、最大長さY:75μm、面積率56%、高さH:4μmの凸形状である。ここで、最大幅はモールド上の凸部を上から見たときの電子写真感光体の軸方向の最大幅のことであり、最大長さはモールド上の凸部を上から見たときの電子写真感光体の周方向の最大長さのことである。なお、面積率とは、モールドを上から見たときに表面全体に占める凸部の面積の比率である。加工時には、電子写真感光体の表面の温度が120℃になるように電子写真感光体およびモールドの温度を制御した。さらに、7.0MPaの圧力で電子写真感光体と加圧部材をモールドに押し付けながら、電子写真感光体を周方向に回転させて、電子写真感光体の表面層(周面)の全面に凹形状部を形成した。このようにして、電子写真感光体を製造した。
実施例1において表面層用塗布液の調製に用いた例示化合物(No.3)を、それぞれ表1に示す例示化合物に変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。
実施例1において表面層用塗布液の調製に用いた前記式(F)で示される正孔輸送性化合物を下記式(G)で示される正孔輸送性化合物に変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。
実施例16において表面層用塗布液の調製に用いた例示化合物(No.3)を例示化合物(No.22)に変更した以外は、実施例16と同様にして電子写真感光体を製造した。
表面層用塗布液にシロキサン変性アクリル化合物0.5部(BYK−3550、ビックケミー・ジャパン製)を追加した以外は実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。
実施例18において表面層用塗布液の調製に用いた例示化合物(No.3)を例示化合物(No.9)に変更した以外は、実施例18と同様にして電子写真感光体を製造した。
実施例1において表面層用塗布液の調製に用いた例示化合物(No.3)を下記式(C−1)で示される化合物に変更し、前記式(F)で示される正孔輸送性化合物を下記式(H)で示される正孔輸送性化合物に変更した。それ以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。
比較例1において表面層用塗布液の調製に用いた前記式(C−1)で示される化合物を用いなかったこと以外は、比較例1と同様にして電子写真感光体を製造した。
比較例1において表面層用塗布液の調製に用いた正孔輸送性化合物(F)を用いなかった以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。
得られた電子写真感光体を、評価装置であるキヤノン(株)製の電子写真装置(複写機)(商品名:iR−ADV C5255)の改造機のシアンステーションに装着し、30℃80%RHの環境において、以下に示す条件で画像評価および電気特性評価を行った。
まず帯電工程の総放電電流量を70μAに設定し、装置内のカセットヒーター(ドラムヒーター)をOFFにした。その後、画像比率1%のテストチャートを用いて5万枚連続の画像形成を行った。画像形成終了後、複写機への給電を停止し、3日間放置した。3日間放置後に複写機に再び給電を開始し、A4横サイズ紙にて、ハーフトーン画像を出力した。
ランクA:縦スジが見られない。
ランクB:軽微な縦スジが画像上1ヶ所のみ発生している。
ランクC:軽微な縦スジが画像上数カ所発生している。
ランクD:明確な縦スジが画像上数カ所発生している。
ランクE:明確な縦スジが画像上全面にわたり発生している。
同条件で画像比率1%のテストチャートを用いて1万枚連続の画像形成を行ない、電子写真感光体の電位変動を調べた。像露光部VLの「1万枚後の電位−初期の電位」の値をΔVLとして、算出した。本発明において、ΔVLが20V未満は電子写真感光体の電気特性に問題がないと判断した。
2 軸
3 帯電手段
4 露光光
5 現像手段
6 転写手段
7 転写材
8 定着手段
9 クリーニング手段
10 前露光光
11 プロセスカートリッジ
12 案内手段
Claims (10)
- 前記式(1)で示される化合物のXが炭素数7以上19以下のアルカン又は炭素数7以上19以下の前記式(2)で示される化合物のいずれかからn個の水素原子を除いたn価の基である請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記式(1)で示される化合物のXが炭素数9以上14以下のアルカン又は炭素数9以上14以下の前記式(2)で示される化合物のいずれかからn個の水素原子を除いたn価の基である請求項1又は2に記載の電子写真感光体。
- 前記式(1)で示される化合物のnが1又は2である請求項1から3のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記式(1)で示される化合物のnが1である請求項1から4のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記正孔輸送性化合物が、下記式(3)
aは、2から4の整数を示す。また、P1は同一であっても異なっていてもよい。)
で示される化合物であり、該AのP1との結合部位を水素原子に置き換えた水素付加物が、下記式(4)、又は下記式(5)で示される請求項1から5のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記硬化物が、前記アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有する正孔輸送性化合物、前記式(1)で示される化合物、および、シロキサン変性アクリル化合物の共重合体である請求項1から6のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 電子写真感光体の製造方法であって、該製造方法が、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有する正孔輸送性化合物と、下記式(1)で示される化合物を含有する表面層用塗布液を調製する工程、該表面層用塗布液の塗膜を形成する工程、ならびに、該塗膜を硬化させることによって該電子写真感光体の表面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。
- 請求項1〜7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プロセスカートリッジ。
- 請求項1〜7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電子写真装置。
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