JP2020030328A - 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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佑馬 田中
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Abstract

【課題】導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生が抑制された電子写真感光体を提供すること。【解決手段】導電性基体と、前記導電性基体上に設けられ、結着樹脂と扁平状の金属酸化物粒子とを含む下引層と、前記下引層上に設けられた感光層と、を備える電子写真感光体である。【選択図】図1

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。
従来、電子写真方式の画像形成装置としては、電子写真感光体を用いて帯電、静電潜像形成、現像、転写、クリーニングなどの工程を順次行う装置が広く知られている。
電子写真感光体としては、アルミニウムなどの導電性を有する基体上に、電荷を発生する電荷発生層と、電荷を輸送する電荷輸送層を積層する機能分離型の感光体、又は、電荷を発生する機能と電荷を輸送する機能を同一の層が果たす単層感光体が知られている。
ここで、特許文献1には、「感光体に形成されたトナー像を記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置において、前記感光体は、導電性基材と、前記導電性基材の周囲に形成された中間層と、前記中間層の周囲に形成された感光層と、を有し、前記中間層は、平均粒径が100nm以下の金属酸化物微粒子をバインダ樹脂中に含有することを特徴とする画像形成装置」が開示されている。
特許文献2には、「導電性支持体上に、少なくとも感光層及び保護層を順に積層している電子写真感光体であって、前記保護層が、導電性金属酸化物粒子及び樹脂バインダーを含有し、前記導電性金属酸化物粒子の粒子径が、50〜500nmの範囲内であり、前記導電性金属酸化物粒子の厚さが、10〜150nmの範囲内であり、かつ前記粒子径が、前記厚さの3倍以上の長さであることを特徴とする電子写真感光体」が開示されている。
特許文献3には、「導電性支持体上に順次形成された下引き層と感光層とを備え、前記下引き層が針状酸化チタン[A]と球状酸化チタン[B]とからなる酸化チタン[P]およびバインダー樹脂[R]を含有し、針状酸化チタン[A]と球状酸化チタン[B]との配合比(重量)[A]/[B]が60/40〜90/10であることを特徴とする電子写真感光体」が開示されている。
特開2002−123028号公報 特開2017−116700号公報 特開2008−134425号公報
近年、画像形成装置内の部材(例えば、現像手段に含まれる現像器、転写手段に含まれる転写体等)に、強化材として炭素繊維を用いた炭素繊維強化樹脂が用いられることがある。炭素繊維強化樹脂を用いた部材を有する画像形成装置では、使用に伴って、部材の樹脂に含まれる炭素繊維が放出され、画像形成装置内に飛散することがある。また、炭素繊維が現像剤に混入することもある。
そして、炭素繊維等の導電性針状異物が、電子写真感光体の表面に突き刺さって導電性基体まで到達すると、漏れ電流が生じ、漏れ電流に伴う色点が画像内に発生することがある。
そこで、本発明では、導電性基体と、導電性基体上に設けられ結着樹脂と球状の酸化亜鉛粒子とからなる下引層と、下引層上に設けられた感光層と、を備える電子写真感光体に比べ、導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生が抑制された電子写真感光体を提供することを課題とする。
上記課題は、以下の手段により解決される。
<1> 導電性基体と、
前記導電性基体上に設けられ、結着樹脂と扁平状の金属酸化物粒子とを含む下引層と、
前記下引層上に設けられた感光層と、
を備える電子写真感光体。
<2> 前記結着樹脂は、ウレタン樹脂及びジアリルフタレート樹脂から選択される少なくとも1種を含む<1>に記載の電子写真感光体。
<3> 前記結着樹脂は、前記ウレタン樹脂として、水酸基を有する樹脂とブロック化イソシアネート化合物とが反応したウレタン樹脂を含む<2>に記載の電子写真感光体。
<4> 前記金属酸化物粒子の扁平面における平均円相当径は、50nm以上2000nm以下である<1>〜<3>のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
<5> 前記金属酸化物粒子の扁平面における平均円相当径は、100nm以上1000nm以下である<4>に記載の電子写真感光体。
<6> 前記金属酸化物粒子の扁平面における平均円相当径をRnm、前記下引層における前記金属酸化物粒子の含有量をC質量%としたとき、下記式(1)の関係を満たす<1>〜<5>のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
式(1) 0.025×R ≦ C ≦ 0.8×R
<7> 前記下引層の厚みは、3μm以上30μm以下である<1>〜<6>のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
<8> 前記下引層の厚みは、3μm以上20μm以下である<7>に記載の電子写真感光体。
<9> 導電性基体と、
前記導電性基体上に設けられ、結着樹脂と金属酸化物粒子とを含む下引層であって、径が50μmの円柱状の針を前記下引層の面と垂直に荷重100mNで突き刺したときの突き刺さり深さが5μm以下である下引層と、
前記下引層上に設けられた感光層と、
を備える電子写真感光体。
<10> <1>〜<9>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。
<11> <1>〜<9>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。
<1>、<2>、又は<3>に記載の発明によれば、導電性基体と、導電性基体上に設けられ結着樹脂と球状の酸化亜鉛粒子とからなる下引層と、下引層上に設けられた感光層と、を備える電子写真感光体に比べ、導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生が抑制された電子写真感光体が提供される。
<4>に記載の発明によれば、金属酸化物粒子の扁平面における平均円相当径が50nm未満である場合に比べ、導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生が抑制された電子写真感光体が提供される。
<5>に記載の発明によれば、金属酸化物粒子の扁平面における平均円相当径が100nm未満である場合に比べ、導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生が抑制された電子写真感光体が提供される。
<6>に記載の発明によれば、式(1)の関係を満たさない場合に比べ、導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生が抑制された電子写真感光体が提供される。
<7>に記載の発明によれば、下引層の厚みが3μm以上30μm以下であっても、導電性基体と、導電性基体上に設けられ結着樹脂と球状の酸化亜鉛粒子とからなる下引層と、下引層上に設けられた感光層と、を備える電子写真感光体に比べ、導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生が抑制された電子写真感光体が提供される。
<8>に記載の発明によれば、下引層の厚みが3μm以上20μm以下であっても、導電性基体と、導電性基体上に設けられ結着樹脂と球状の酸化亜鉛粒子とからなる下引層と、下引層上に設けられた感光層と、を備える電子写真感光体に比べ、導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生が抑制された電子写真感光体が提供される。
<9>に記載の発明によれば、径が50μmの円柱状の針を下引層の面と垂直に荷重100mNで突き刺したときの突き刺さり深さが5μmを超える場合に比べ、導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生が抑制された電子写真感光体が提供される。
<10>又は<11>に記載の発明によれば、導電性基体と、導電性基体上に設けられ結着樹脂と球状の酸化亜鉛粒子とからなる下引層と、下引層上に設けられた感光層と、を備える電子写真感光体を備えたプロセスカートリッジ又は画像形成装置に比べ、導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流に起因する色点の発生が抑制された画像が得られ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の層構成の一例を示す模式断面図である。 本実施形態に係る電子写真感光体の層構成の他の一例を示す模式断面図である。 本実施形態に係る画像形成装置の一例の概略断面図である。 本実施形態に係る画像形成装置の他の例の概略斜視図である。
以下、本発明の一例である実施形態について説明する。これらの説明および実施例は、実施形態を例示するものであり、発明の範囲を制限するものではない。
[電子写真感光体]
<第1の態様>
第1の態様に係る電子写真感光体は、導電性基体と、導電性基体上に設けられ、結着樹脂と扁平状の金属酸化物粒子とを含む下引層と、下引層上に設けられた感光層と、を備える。
近年、画像形成装置内の部材に、強化材として炭素繊維を用いた炭素繊維強化樹脂が用いられることがある。炭素繊維強化樹脂を用いた部材を有する画像形成装置では、使用に伴って、部材の樹脂に含まれる炭素繊維が放出され、画像形成装置内に飛散することがある。また、炭素繊維が現像剤に混入することもある。
そして、炭素繊維等の導電性針状異物が、電子写真感光体の表面に突き刺さって導電性基体に到達すると、漏れ電流が生じ、漏れ電流に伴う色点が画像内に発生することがある。
ここで、従来、電子写真感光体において、導電性基体から感光層へ電荷が注入され、表面電荷が減少することによる画像欠陥を抑制するため、導電性基体と感光層との間に、例えば結着樹脂と球状の金属酸化物粒子とを含む下引層を設ける技術が知られている。
しかし、上記下引層を設けた場合においても、導電性針状異物が下引層を貫通して導電性基体に到達し、漏れ電流が生じることがある。
これに対して、第1の態様では、下引層が結着樹脂と扁平状の金属酸化物粒子とを含む。扁平状の金属酸化物粒子は、下引層の面方向に対して平行に近い状態で配向しやすく、金属酸化物粒子が球状である場合と比べて、径の小さな(例えば直径10μm以下の)針状の異物に対しても防御壁の役割を果たしやすいと考えられる。
そのため、第1の態様では、導電性針状異物が電子写真感光体の表面に突き刺さっても、下引層に含まれる扁平状の金属酸化物粒子により導電性針状異物の進入が止まることで下引層を貫通しにくいため、漏れ電流の発生が抑制されるものと推測される。
<第2の態様>
第2の態様に係る電子写真感光体は、導電性基体と、導電性基体上に設けられ、結着樹脂と金属酸化物粒子とを含む下引層であって、径が50μmの円柱状の針を前記下引層の面と垂直に荷重100mNで突き刺したときの突き刺さり深さ(以下、単に「突き刺さり深さ」ということがある)が5μm以下である下引層と、下引層上に設けられた感光層と、を備える。
前記の通り、画像形成装置の部材から飛散した炭素繊維等の導電性針状異物が、電子写真感光体の表面に突き刺さって導電性基体に到達すると、漏れ電流が生じ、漏れ電流に伴う色点が画像内に発生することがある。
一方、第2の態様では、下引層における前記突き刺さり深さが5μm以下であるため、導電性針状異物が電子写真感光体の表面に突き刺さったとしても、下引層を貫通しにくいことにより、漏れ電流の発生が抑制されるものと推測される。
ここで、前記「突き刺さり深さ」は、以下のようにして測定する。
具体的には、測定対象である下引層に対して垂直に、径が50μmの円柱状の針を荷重100mNで突き刺し、前記針が突き刺さった深さを、針を抜いた状態で表面粗さ・輪郭形状測定機(例えばサーフコム)を使用し求める。
以下、第1の態様及び第2の態様の総称として、「本実施形態」という場合がある。
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。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付することとし、重複する説明は省略する。
図1は、本実施形態に係る電子写真感光体の一例を示す模式断面図である。図2は、本実施形態に係る電子写真感光体の他の一例を示す模式断面図である。
図1に示す電子写真感光体7Aは、電荷発生層2と電荷輸送層3とに機能が分離された機能分離型感光体(すなわち、積層型感光体)であり、導電性基体4上に下引層1が設けられ、その上に電荷発生層2及び電荷輸送層3が順次形成された構造を有する。電子写真感光体7Aにおいては、電荷発生層2及び電荷輸送層3により感光層が構成されている。
図2に示す電子写真感光体7Cは、電荷発生材料と電荷輸送材料とを同一の層(単層型感光層6)に含有するものである。つまり、図2に示す電子写真感光体7Cは、導電性基体4上に下引層1が設けられ、その上に、単層型感光層6が形成された構造を有する。
図1に示す電子写真感光体及び図2に示す電子写真感光体は、それぞれ、必要に応じてその他の層をさらに設けてもよい。その他の層としては、例えば、下引層と感光層との間に設けられる中間層、感光層上に設けられる保護層等が挙げられる。
なお、第1の態様における電子写真感光体では、下引層が扁平状の金属酸化物粒子を含むため、中間層及び保護層を有していなくても導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生が抑制される。
また、第2の態様における電子写真感光体では、下引層における前記突き刺さり深さが2μm以下であるため、中間層及び保護層を有していなくても導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生が抑制される。
以下、代表例として図1に示す電子写真感光体7Aに基づいて、各要素について説明する。なお、符号は省略して説明する場合がある。
(導電性基体)
導電性基体としては、例えば、金属(アルミニウム、銅、亜鉛、クロム、ニッケル、モリブデン、バナジウム、インジウム、金、白金等)又は合金(ステンレス鋼等)を含む金属板、金属ドラム、及び金属ベルト等が挙げられる。また、導電性基体としては、例えば、導電性化合物(例えば導電性ポリマー、酸化インジウム等)、金属(例えばアルミニウム、パラジウム、金等)又は合金を塗布、蒸着又はラミネートした紙、樹脂フィルム、ベルト等も挙げられる。ここで、「導電性」とは体積抵抗率が1013Ωcm未満であることをいう。
導電性基体の表面は、電子写真感光体がレーザプリンタに使用される場合、レーザ光を照射する際に生じる干渉縞を抑制する目的で、中心線平均粗さRaで0.04μm以上0.5μm以下に粗面化されていることが好ましい。なお、非干渉光を光源に用いる場合、干渉縞防止の粗面化は、特に必要ないが、導電性基体の表面の凹凸による欠陥の発生を抑制するため、より長寿命化に適する。
粗面化の方法としては、例えば、研磨剤を水に懸濁させて支持体に吹き付けることによって行う湿式ホーニング、回転する砥石に導電性基体を圧接し、連続的に研削加工を行うセンタレス研削、陽極酸化処理等が挙げられる。
粗面化の方法としては、導電性基体の表面を粗面化することなく、導電性又は半導電性粉体を樹脂中に分散させて、導電性基体の表面上に層を形成し、その層中に分散させる粒子により粗面化する方法も挙げられる。
陽極酸化による粗面化処理は、金属製(例えばアルミニウム製)の導電性基体を陽極とし電解質溶液中で陽極酸化することにより導電性基体の表面に酸化膜を形成するものである。電解質溶液としては、例えば、硫酸溶液、シュウ酸溶液等が挙げられる。しかし、陽極酸化により形成された多孔質陽極酸化膜は、そのままの状態では化学的に活性であり、汚染され易く、環境による抵抗変動も大きい。そこで、多孔質陽極酸化膜に対して、酸化膜の微細孔を加圧水蒸気又は沸騰水中(ニッケル等の金属塩を加えてもよい)で水和反応による体積膨張でふさぎ、より安定な水和酸化物に変える封孔処理を行うことが好ましい。
陽極酸化膜の膜厚は、例えば、0.3μm以上15μm以下が好ましい。この膜厚が上記範囲内にあると、注入に対するバリア性が発揮される傾向があり、また繰り返し使用による残留電位の上昇が抑えられる傾向にある。
導電性基体には、酸性処理液による処理又はベーマイト処理を施してもよい。
酸性処理液による処理は、例えば、以下のようにして実施される。先ず、リン酸、クロム酸及びフッ酸を含む酸性処理液を調製する。酸性処理液におけるリン酸、クロム酸及びフッ酸の配合割合は、例えば、リン酸が10質量%以上11質量%以下の範囲、クロム酸が3質量%以上5質量%以下の範囲、フッ酸が0.5質量%以上2質量%以下の範囲であって、これらの酸全体の濃度は13.5質量%以上18質量%以下の範囲がよい。処理温度は例えば42℃以上48℃以下が好ましい。被膜の膜厚は、0.3μm以上15μm以下が好ましい。
ベーマイト処理は、例えば90℃以上100℃以下の純水中に5分から60分間浸漬すること、又は90℃以上120℃以下の加熱水蒸気に5分から60分間接触させて行う。被膜の膜厚は、0.1μm以上5μm以下が好ましい。これをさらにアジピン酸、硼酸、硼酸塩、燐酸塩、フタル酸塩、マレイン酸塩、安息香酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩等の被膜溶解性の低い電解質溶液を用いて陽極酸化処理してもよい。
(下引層)
第1の態様における電子写真感光体の下引層は、少なくとも結着樹脂と扁平状の金属酸化物粒子とを含み、必要に応じてその他の成分を含んでもよい。第1の態様における下引層が金属酸化物粒子を含むことで、繰り返し画像を形成したときに生じる帯電維持性低下が抑制される。つまり、第1の態様における下引層が扁平状の金属酸化物粒子を含むことで、繰り返し画像を形成したときに生じる帯電維持性低下を抑制しつつ、導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生も抑制される。
第2の態様における電子写真感光体の下引層は、少なくとも結着樹脂と金属酸化物粒子とを含み、必要に応じてその他の成分を含んでもよい。第2の態様における下引層が金属酸化物粒子を含むことで、繰り返し画像を形成したときに生じる帯電維持性低下が抑制される。つまり、第2の態様における下引層が金属酸化物粒子を含み、かつ、突き刺さり深さが5μm以下であることで、繰り返し画像を形成したときに生じる帯電維持性低下を抑制しつつ、導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生も抑制される。
なお、第2の態様における下引層は、金属酸化物粒子として扁平状の金属酸化物粒子を含むことが好ましい。
−金属酸化物粒子−
金属酸化物粒子としては、例えば、粉体抵抗(体積抵抗率)10Ωcm以上1011Ωcm以下の金属酸化物粒子が挙げられる。
これらの中でも、上記抵抗値を有する金属酸化物粒子としては、例えば、酸化錫粒子、酸化チタン粒子、酸化亜鉛粒子、酸化ジルコニウム粒子等の金属酸化物粒子がよく、特に、酸化亜鉛粒子が好ましい。
「扁平状」とは、扁平面を有し、扁平面に垂直な厚みの最大値よりも扁平面における投影円相当径が大きい形状をいう。
また、「扁平面」とは、投影面積が最大となる面をいう。
扁平状としては、例えば、板状等が挙げられ、さらに具体的には、例えば、多角板状、円板状等が挙げられる。
ここで、金属酸化物粒子の扁平面における平均円相当径及び扁平面に垂直な厚みの平均値(以下、「平均厚み」ともいう)の測定方法は、以下の通りである。
下引層の厚み方向に垂直な断面を電子顕微鏡で観察し、画像解析ソフトにより100個の金属酸化物粒子における長径及び短径をそれぞれ求める。また、下引層の表面を電子顕微鏡で観察し、画像解析ソフトにより100個の金属酸化物粒子における最大径を求める。そして、前記断面の観察により求められた長径及び短径、並びに前記表面の観察により求められた最大径の分布をひとつの分布曲線で表し、その分布形状に基づいて、平均円相当径及び平均厚みを算出する。具体的には、例えば、分布曲線に極大ピークが2つ現れた場合、頻度が極大となる径のうち大きい径を平均円相当径、小さい径を平均厚みとする。
金属酸化物粒子の平均円相当径は、50nm以上2000nm以下が好ましく、100nm以上1000nm以下がより好ましく、100nm以上300nm以下がさらに好ましい。
金属酸化物粒子の平均円相当径が上記範囲であることにより、上記範囲よりも小さい場合に比べて、導電性針状異物の突き刺さりが抑制され、突き刺さりに起因する漏れ電流の発生も抑制される。また、金属酸化物粒子の平均円相当径が上記範囲であることにより、上記範囲よりも大きい場合に比べて、下引層の面方向に金属酸化物粒子が配向しやすくなり、導電性針状異物の突き刺さりが抑制され、突き刺さりに起因する漏れ電流の発生も抑制される。
また、金属酸化物粒子の平均厚みは、10nm以上500nm以下が好ましく、30nm以上400nm以下がより好ましく、50nm以上300nm以下がさらに好ましい。
金属酸化物粒子の平均円相当径と金属酸化物粒子の平均厚みとの比は、扁平状であれば特に限定されるものではない。金属酸化物粒子の平均円相当径は、例えば、金属酸化物粒子の平均厚みの2倍以上10倍以下が挙げられ、3倍以上6倍以下が好ましく、3倍以上4倍以下がより好ましい。
金属酸化物粒子の平均円相当径と下引層の膜厚との比は、特に限定されるものではない。金属酸化物粒子の平均円相当径は、例えば、下引層の膜厚の0.005倍以上0.4倍以下が挙げられ、0.005倍以上0.2倍以下が好ましく、0.005倍以上0.06倍以下がより好ましい。
金属酸化物粒子の含有量は、例えば、下引層全体に対して、30質量%以上90質量%以下が好ましく、50質量%以上80質量%以下がより好ましく、60質量%以上80質量%以下がさらに好ましく、
金属酸化物粒子の扁平面における平均円相当径をRnm、下引層における金属酸化物粒子の含有量をC質量%としたとき、下記式(1)の関係を満たすことが好ましく、下記式(2)の関係を満たすことがより好ましい。
式(1) 0.025×R ≦ C ≦ 0.8×R
式(2) 0.07×R ≦ C ≦ 0.5×R
金属酸化物粒子の扁平面における平均円相当径と下引層における金属酸化物粒子の含有量とが上記式(1)を満たすことで、電子写真感光体の電気特性を維持しつつ、導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生が抑制される。また、金属酸化物粒子の扁平面における平均円相当径と下引層における金属酸化物粒子の含有量とが上記式(2)を満たすことで、電子写真感光体の電気特性を維持しつつ、さらに導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生が抑制される。
金属酸化物粒子は、表面処理が施されていてもよい。金属酸化物粒子は、表面処理の異なるもの、又は、粒子径の異なるものを2種以上混合して用いてもよい。
表面処理剤としては、例えば、シリコーンオイル、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、界面活性剤等が挙げられる。特に、シリコーンオイル、シランカップリング剤が好ましく、ストレートシリコーンオイル、アミノ基を有するシランカップリング剤がより好ましい。
ストレートシリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルハイドロジェンシリコーンオイル(すなわち、ハイドロゲンジメチコン)、メチルハイドロジェンシリコーンオイル(すなわち、ハイドロゲンメチコン)等が挙げられる。
アミノ基を有するシランカップリング剤としては、例えば、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
シランカップリング剤は、2種以上混合して使用してもよい。例えば、アミノ基を有するシランカップリング剤と他のシランカップリング剤とを併用してもよい。この他のシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピル−トリス(2−メトキシエトキシ)シラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
表面処理剤による表面処理方法は、公知の方法であればいかなる方法でもよく、乾式法又は湿式法のいずれでもよい。
表面処理剤の処理量は、例えば、金属酸化物粒子に対して0.5質量%以上10質量%以下が好ましい。
ここで、下引層は、金属酸化物粒子と共に電子受容性化合物(アクセプター化合物)を含有することが、電気特性の長期安定性、キャリアブロック性が高まる観点からよい。
電子受容性化合物としては、例えば、クロラニル、ブロモアニル等のキノン系化合物;テトラシアノキノジメタン系化合物;2,4,7−トリニトロフルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン等のフルオレノン化合物;2−(4−ビフェニル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(4−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)−1,3,4オキサジアゾール等のオキサジアゾール系化合物;キサントン系化合物;チオフェン化合物;3,3’,5,5’テトラ−t−ブチルジフェノキノン等のジフェノキノン化合物;等の電子輸送性物質等が挙げられる。
特に、電子受容性化合物としては、アントラキノン構造を有する化合物が好ましい。アントラキノン構造を有する化合物としては、例えば、ヒドロキシアントラキノン化合物、アミノアントラキノン化合物、アミノヒドロキシアントラキノン化合物等が好ましく、具体的には、例えば、アントラキノン、アリザリン、キニザリン、アントラルフィン、プルプリン等が好ましい。
電子受容性化合物は、下引層中に金属酸化物粒子と共に分散して含まれていてもよいし、金属酸化物粒子の表面に付着した状態で含まれていてもよい。
電子受容性化合物を金属酸化物粒子の表面に付着させる方法としては、例えば、乾式法、又は、湿式法が挙げられる。
乾式法は、例えば、金属酸化物粒子をせん断力の大きなミキサ等で攪拌しながら、直接又は有機溶媒に溶解させた電子受容性化合物を滴下、乾燥空気や窒素ガスとともに噴霧させて、電子受容性化合物を金属酸化物粒子の表面に付着する方法である。電子受容性化合物の滴下又は噴霧するときは、溶剤の沸点以下の温度で行うことがよい。電子受容性化合物を滴下又は噴霧した後、更に100℃以上で焼き付けを行ってもよい。焼き付けは電子写真特性が得られる温度、時間であれば特に制限されない。
湿式法は、例えば、攪拌、超音波、サンドミル、アトライター、ボールミル等により、無機粒子を溶剤中に分散しつつ、電子受容性化合物を添加し、攪拌又は分散した後、溶剤除去して、電子受容性化合物を金属酸化物粒子の表面に付着する方法である。溶剤除去方法は、例えば、ろ過又は蒸留により留去される。溶剤除去後には、更に100℃以上で焼き付けを行ってもよい。焼き付けは電子写真特性が得られる温度、時間であれば特に限定されない。湿式法においては、電子受容性化合物を添加する前に金属酸化物粒子の含有水分を除去してもよく、その例として溶剤中で攪拌加熱しながら除去する方法、溶剤と共沸させて除去する方法が挙げられる。
なお、電子受容性化合物の付着は、表面処理剤による表面処理を金属酸化物粒子に施す前又は後に行ってよく、電子受容性化合物の付着と表面処理剤による表面処理と同時に行ってもよい。
電子受容性化合物の含有量は、例えば、金属酸化物粒子に対して0.01質量%以上20質量%以下がよく、好ましくは0.01質量%以上10質量%以下である。
−結着樹脂−
下引層に用いる結着樹脂としては、例えば、アセタール樹脂(例えばポリビニルブチラール等)、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、カゼイン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂等の公知の高分子化合物;ジルコニウムキレート化合物;チタニウムキレート化合物;アルミニウムキレート化合物;チタニウムアルコキシド化合物;有機チタニウム化合物;シランカップリング剤等の公知の材料が挙げられる。
下引層に用いる結着樹脂としては、例えば、電荷輸送性基を有する電荷輸送性樹脂、導電性樹脂(例えばポリアニリン等)等も挙げられる。
これらの中でも、下引層に用いる結着樹脂としては、上層の塗布溶剤に不溶な樹脂が好適であり、特に、尿素樹脂、フェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂;ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂及びポリビニルアセタール樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂と硬化剤との反応により得られる樹脂が好適である。
これら結着樹脂を2種以上組み合わせて使用する場合には、その混合割合は、必要に応じて設定される。
下引層に用いる結着樹脂は、導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生を抑制する観点から、これらの中でも、ウレタン樹脂及びジアリルフタレート樹脂から選択される少なくとも1種を含むことがさらに好ましい。
また、上記ウレタン樹脂として、水酸基を有する樹脂とブロック化イソシアネート化合物とが反応したウレタン樹脂を用いてもよい。
水酸基を有する樹脂としては、例えば、水酸基を有するアセタール樹脂(例えば、水酸基を有するポリビニルブチラール樹脂等)、ポリビニルアルコール樹脂等が挙げられる。
ブロック化イソシアネート化合物としては、フェノール、アルコール、マロン酸ジメチル、アセト酢酸エチル、ジメチルピラゾール、MEK(メチルエチルケトン)オキシム、ε−カプロラクタム等の公知のブロック剤を付加させたイソシアネートが挙げられる。また、ブロック化剤を付加されるイソシアネートは、特に限定されるものではなく、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、これらの2量体、これらの3量体等が挙げられる。
ブロック化イソシアネート化合物は、これらの中でも、ブロック剤の沸点が低く、硬化膜内(すなわち下引層)に残留しにくい点から、MEKオキシムをブロック剤として付加させたヘキサメチレンジイソシアネートが好ましい。ブロック化イソシアネートは、具体的には、例えば、スミジュールBL3175(住友バイエルンウレタン社製)等が挙げられる。
−添加剤−
下引層には、電気特性向上、環境安定性向上、画質向上のために種々の添加剤を含んでいてもよい。
添加剤としては、多環縮合系、アゾ系等の電子輸送性顔料、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニウムアルコキシド化合物、有機チタニウム化合物、シランカップリング剤等の公知の材料が挙げられる。シランカップリング剤は前述のように無機粒子の表面処理に用いられるが、添加剤として更に下引層に添加してもよい。
添加剤としてのシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピル−トリス(2−メトキシエトキシ)シラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
ジルコニウムキレート化合物としては、例えば、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセト酢酸エチル、ジルコニウムトリエタノールアミン、アセチルアセトネートジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムオキサレート、ジルコニウムラクテート、ジルコニウムホスホネート、オクタン酸ジルコニウム、ナフテン酸ジルコニウム、ラウリン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、イソステアリン酸ジルコニウム、メタクリレートジルコニウムブトキシド、ステアレートジルコニウムブトキシド、イソステアレートジルコニウムブトキシド等が挙げられる。
チタニウムキレート化合物としては、例えば、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレート等が挙げられる。
アルミニウムキレート化合物としては、例えば、アルミニウムイソプロピレート、モノブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムブチレート、ジエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)等が挙げられる。
これらの添加剤は、単独で、又は複数の化合物の混合物若しくは重縮合物として用いてもよい。
また、下引層は、金属錯体を含んでもよい。金属錯体としては、例えば、結着樹脂の合成において触媒として用いられる金属有機酸塩が挙げられる。
前記金属有機酸塩としては、例えば、スズ、ビスマス、アルミニウム、及びジルコニウムから選択される少なくとも1種の金属原子を含む金属有機酸塩が挙げられる。前記金属有機酸塩の具体例としては、例えば、ジオクチルスズジラウレート、ジブチルスズジラウレート、ジルコニウムテトラノルマルブトキシド、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート等が挙げられる。
前記金属錯体の含有量としては、下引層全体に対し、例えば0.01質量%以上0.5質量%以下の範囲が挙げられ、0.01質量%以上0.1質量%以下の範囲が好ましい。
−下引層の形成−
下引層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた下引層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱することで行う。
下引層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、公知の有機溶剤、例えば、アルコール系溶剤、芳香族炭化水素溶剤、ハロゲン化炭化水素溶剤、ケトン系溶剤、ケトンアルコール系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤等が挙げられる。
これらの溶剤として具体的には、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロロベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤が挙げられる。
下引層形成用塗布液を調製するときの無機粒子の分散方法としては、例えば、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、コロイドミル、ペイントシェーカー等の公知の方法が挙げられる。
下引層形成用塗布液を導電性基体上に塗布する方法としては、例えば、ブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
下引層の膜厚は、例えば3μm以上30μm以下が挙げられ、好ましくは5μm以上20μm以下であり、より好ましくは5μm以上15μm以下である。
第1の態様における電子写真感光体では、下引層が扁平状の金属酸化物粒子を含むため、下引層の膜厚が20μm以下であっても、導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生が抑制される。
第2の態様における電子写真感光体では、下引層の前記突き刺さり深さが5μm以下であるため、下引層の膜厚が20μm以下であっても、導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生が抑制される。
−下引層の特性−
下引層の表面粗さ(十点平均粗さ)は、モアレ像抑制のために、使用される露光用レーザ波長λの1/(4n)(nは上層の屈折率)から1/2までに調整されていることがよい。
表面粗さ調整のために下引層中に樹脂粒子等を添加してもよい。樹脂粒子としてはシリコーン樹脂粒子、架橋型ポリメタクリル酸メチル樹脂粒子等が挙げられる。また、表面粗さ調整のために下引層の表面を研磨してもよい。研磨方法としては、バフ研磨、サンドブラスト処理、湿式ホーニング、研削処理等が挙げられる。
第1の態様では、導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生を抑制する観点から、下引層における前記突き刺さり深さが5μm以下であることが好ましく、3μm以下であることがより好ましく、2μm以下であることがさらに好ましく、1μm以下であることが特に好ましい。
第2の態様では、下引層における前記突き刺さり深さが5μm以下であり、導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生を抑制する観点から、3μm以下であることが好ましく、2μm以下であることがより好ましく、1μm以下であることがさらに好ましい。
(中間層)
図示は省略するが、下引層と感光層との間に中間層をさらに設けてもよい。
中間層は、例えば、樹脂を含む層である。中間層に用いる樹脂としては、例えば、アセタール樹脂(例えばポリビニルブチラール等)、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、カゼイン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、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、メラミン樹脂等の高分子化合物が挙げられる。
中間層は、有機金属化合物を含む層であってもよい。中間層に用いる有機金属化合物としては、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、マンガン、ケイ素等の金属原子を含有する有機金属化合物等が挙げられる。
これらの中間層に用いる化合物は、単独で又は複数の化合物の混合物若しくは重縮合物として用いてもよい。
これらの中でも、中間層は、ジルコニウム原子又はケイ素原子を含有する有機金属化合物を含む層であることが好ましい。
中間層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた中間層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥、必要に応じて加熱することで行う。
中間層を形成する塗布方法としては、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、カーテン塗布法等の通常の方法が用いられる。
中間層の膜厚は、例えば、好ましくは0.1μm以上3μm以下の範囲に設定される。
(電荷発生層)
電荷発生層は、例えば、電荷発生材料と結着樹脂とを含む層である。また、電荷発生層は、電荷発生材料の蒸着層であってもよい。電荷発生材料の蒸着層は、LED(Light Emitting Diode)、有機EL(Electro−Luminescence)イメージアレー等の非干渉性光源を用いる場合に好適である。
電荷発生材料としては、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好ましい。具体的には、例えば、特開平5−263007号公報、特開平5−279591号公報等に開示されたヒドロキシガリウムフタロシアニン;特開平5−98181号公報等に開示されたクロロガリウムフタロシアニン;特開平5−140472号公報、特開平5−140473号公報等に開示されたジクロロスズフタロシアニン;特開平4−189873号公報等に開示されたチタニルフタロシアニンがより好ましい。
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;特開2004−78147号公報、特開2005−181992号公報に開示されたビスアゾ顔料等が好ましい。
450nm以上780nm以下に発光の中心波長があるLED,有機ELイメージアレー等の非干渉性光源を用いる場合にも、上記電荷発生材料を用いてもよいが、解像度の観点より、感光層を20μm以下の薄膜で用いるときには、感光層中の電界強度が高くなり、基体からの電荷注入による帯電低下、いわゆる黒点と呼ばれる画像欠陥を生じやすくなる。これは、三方晶系セレン、フタロシアニン顔料等のp−型半導体で暗電流を生じやすい電荷発生材料を用いたときに顕著となる。
これに対し、電荷発生材料として、縮環芳香族顔料、ペリレン顔料、アゾ顔料等のn−型半導体を用いた場合、暗電流を生じ難く、薄膜にしても黒点と呼ばれる画像欠陥を抑制し得る。n−型の電荷発生材料としては、例えば、特開2012−155282号公報の段落[0288]〜[0291]に記載された化合物(CG−1)〜(CG−27)が挙げられるがこれに限られるものではない。
なお、n−型の判定は、通常使用されるタイムオブフライト法を用い、流れる光電流の極性によって判定され、正孔よりも電子をキャリアとして流しやすいものをn−型とする。
電荷発生層に用いる結着樹脂としては、広範な絶縁性樹脂から選択され、また、結着樹脂としては、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン、ポリシラン等の有機光導電性ポリマーから選択してもよい。
結着樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂(ビスフェノール類と芳香族2価カルボン酸の重縮合体等)、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂等が挙げられる。ここで、「絶縁性」とは、体積抵抗率が1013Ωcm以上であることをいう。
これらの結着樹脂は1種を単独で又は2種以上を混合して用いられる。
なお、電荷発生材料と結着樹脂の配合比は、質量比で10:1から1:10までの範囲内であることが好ましい。
電荷発生層には、その他、周知の添加剤が含まれていてもよい。
電荷発生層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた電荷発生層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱することで行う。なお、電荷発生層の形成は、電荷発生材料の蒸着により行ってもよい。電荷発生層の蒸着による形成は、特に、電荷発生材料として縮環芳香族顔料、ペリレン顔料を利用する場合に好適である。
電荷発生層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸n−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロロベンゼン、トルエン等が挙げられる。これら溶剤は、1種を単独で又は2種以上を混合して用いる。
電荷発生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、例えば、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、例えば、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等が挙げられる。
なお、この分散の際、電荷発生層形成用塗布液中の電荷発生材料の平均粒径を0.5μm以下、好ましくは0.3μm以下、更に好ましくは0.15μm以下にすることが有効である。
電荷発生層形成用塗布液を下引層上(又は中間層上)に塗布する方法としては、例えばブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
電荷発生層の膜厚は、例えば、好ましくは0.1μm以上5.0μm以下、より好ましくは0.2μm以上2.0μm以下の範囲内に設定される。
(電荷輸送層)
電荷輸送層は、例えば、電荷輸送材料と結着樹脂とを含む層である。電荷輸送層は、高分子電荷輸送材料を含む層であってもよい。
電荷輸送材料としては、p−ベンゾキノン、クロラニル、ブロマニル、アントラキノン等のキノン系化合物;テトラシアノキノジメタン系化合物;2,4,7−トリニトロフルオレノン等のフルオレノン化合物;キサントン系化合物;ベンゾフェノン系化合物;シアノビニル系化合物;エチレン系化合物等の電子輸送性化合物が挙げられる。電荷輸送材料としては、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、アリールアルカン系化合物、アリール置換エチレン系化合物、スチルベン系化合物、アントラセン系化合物、ヒドラゾン系化合物等の正孔輸送性化合物も挙げられる。これらの電荷輸送材料は1種を単独で又は2種以上で用いられるが、これらに限定されるものではない。
電荷輸送材料としては、電荷移動度の観点から、下記構造式(a−1)で示されるトリアリールアミン誘導体、及び下記構造式(a−2)で示されるベンジジン誘導体が好ましい。
構造式(a−1)中、ArT1、ArT2、及びArT3は、各々独立に置換若しくは無置換のアリール基、−C−C(RT4)=C(RT5)(RT6)、又は−C−CH=CH−CH=C(RT7)(RT8)を示す。RT4、RT5、RT6、RT7、及びRT8は各々独立に水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を示す。
上記各基の置換基としては、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が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、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も挙げられる。
構造式(a−2)中、RT91及びRT92は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、又は炭素数1以上5以下のアルコキシ基を示す。RT101、RT102、RT111及びRT112は各々独立に、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、炭素数1以上2以下のアルキル基で置換されたアミノ基、置換若しくは無置換のアリール基、−C(RT12)=C(RT13)(RT14)、又は−CH=CH−CH=C(RT15)(RT16)を示し、RT12、RT13、RT14、RT15及びRT16は各々独立に水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を表す。Tm1、Tm2、Tn1及びTn2は各々独立に0以上2以下の整数を示す。
上記各基の置換基としては、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が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、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も挙げられる。
ここで、構造式(a−1)で示されるトリアリールアミン誘導体、及び前記構造式(a−2)で示されるベンジジン誘導体のうち、特に、「−C−CH=CH−CH=C(RT7)(RT8)」を有するトリアリールアミン誘導体、及び「−CH=CH−CH=C(RT15)(RT16)」を有するベンジジン誘導体が、電荷移動度の観点で好ましい。
高分子電荷輸送材料としては、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシラン等の電荷輸送性を有する公知のものが用いられる。特に、特開平8−176293号公報、特開平8−208820号公報等に開示されているポリエステル系の高分子電荷輸送材は特に好ましい。なお、高分子電荷輸送材料は、単独で使用してよいが、結着樹脂と併用してもよい。
電荷輸送層に用いる結着樹脂は、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。これらの中でも、結着樹脂としては、ポリカーボネート樹脂又はポリアリレート樹脂が好適である。これらの結着樹脂は1種を単独で又は2種以上で用いる。
なお、電荷輸送材料と結着樹脂との配合比は、質量比で10:1から1:5までが好ましい。
電荷輸送層には、その他、周知の添加剤が含まれていてもよい。
電荷輸送層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた電荷輸送層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥、必要に応じて加熱することで行う。
電荷輸送層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、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又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、単独で又は2種以上混合して用いる。
電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層の上に塗布する際の塗布方法としては、ブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
電荷輸送層の膜厚は、例えば、好ましくは5μm以上50μm以下、より好ましくは10μm以上30μm以下の範囲内に設定される。
(保護層)
保護層は、必要に応じて感光層上に設けられる。保護層は、例えば、帯電時の感光層の化学的変化を防止したり、感光層の機械的強度をさらに改善する目的で設けられる。
そのため、保護層は、硬化膜(架橋膜)で構成された層を適用することがよい。これら層としては、例えば、下記1)又は2)に示す層が挙げられる。
1)反応性基及び電荷輸送性骨格を同一分子内に有する反応性基含有電荷輸送材料を含む組成物の硬化膜で構成された層(つまり当該反応性基含有電荷輸送材料の重合体又は架橋体を含む層)
2)非反応性の電荷輸送材料と、電荷輸送性骨格を有さず、反応性基を有する反応性基含有非電荷輸送材料と、を含む組成物の硬化膜で構成された層(つまり、非反応性の電荷輸送材料と、当該反応性基含有非電荷輸送材料の重合体又は架橋体と、を含む層)
反応性基含有電荷輸送材料の反応性基としては、連鎖重合性基、エポキシ基、−OH、−OR[但し、Rはアルキル基を示す]、−NH、−SH、−COOH、−SiRQ1 3−Qn(ORQ2Qn[但し、RQ1は水素原子、アルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を表し、RQ2は水素原子、アルキル基、トリアルキルシリル基を表す。Qnは1〜3の整数を表す]等の周知の反応性基が挙げられる。
連鎖重合性基としては、ラジカル重合しうる官能基であれば特に限定されるものではなく、例えば、少なくとも炭素二重結合を含有する基を有する官能基である。具体的には、ビニル基、ビニルエーテル基、ビニルチオエーテル基、ビニルフェニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、及びそれらの誘導体から選択される少なくとも一つを含有する基等が挙げられる。なかでも、その反応性に優れることから、連鎖重合性基としては、ビニル基、ビニルフェニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、及びそれらの誘導体から選択される少なくとも一つを含有する基であることが好ましい。
反応性基含有電荷輸送材料の電荷輸送性骨格としては、電子写真感光体における公知の構造であれば特に限定されるものではなく、例えば、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、ヒドラゾン系化合物等の含窒素の正孔輸送性化合物に由来する骨格であって、窒素原子と共役している構造が挙げられる。これらの中でも、トリアリールアミン骨格が好ましい。
これら反応性基及び電荷輸送性骨格を有する反応性基含有電荷輸送材料、非反応性の電荷輸送材料、反応性基含有非電荷輸送材料は、周知の材料から選択すればよい。
保護層には、その他、周知の添加剤が含まれていてもよい。
保護層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた保護層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱等の硬化処理することで行う。
保護層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテル等のセロソルブ系溶剤;イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール系溶剤等が挙げられる。これら溶剤は、単独で又は2種以上混合して用いる。
なお、保護層形成用塗布液は、無溶剤の塗布液であってもよい。
保護層形成用塗布液を感光層(例えば電荷輸送層)上に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、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
保護層の膜厚は、例えば、好ましくは1μm以上20μm以下、より好ましくは2μm以上10μm以下の範囲内に設定される。
以下、図2に示す電子写真感光体7Cの単層型感光層6について説明する。なお、符号は省略して説明する場合がある。
(単層型感光層)
単層型感光層(電荷発生/電荷輸送層)は、例えば、電荷発生材料と電荷輸送材料と、必要に応じて、結着樹脂、及びその他周知の添加剤と、を含む層である。なお、これら材料は、電荷発生層及び電荷輸送層で説明した材料と同様である。
そして、単層型感光層中、電荷発生材料の含有量は、全固形分に対して0.1質量%以上10質量%以下がよく、好ましくは0.8質量%以上5質量%以下である。また、単層型感光層中、電荷輸送材料の含有量は、全固形分に対して5質量%以上50質量%以下がよい。
単層型感光層の形成方法は、電荷発生層や電荷輸送層の形成方法と同様である。
単層型感光層の膜厚は、例えば、5μm以上50μm以下がよく、好ましくは10μm以上40μm以下である。
[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、帯電前に電子写真感光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、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3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3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3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3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4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4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。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例において、特に限定のないかぎり「部」は「質量部」を意味し、「%」は「質量%」を意味する。
<実施例A>
[実施例1]
―電子写真感光体1の作製―
(導電性基体の準備)
導電性基体として、直径30mm、長さ340mm、肉厚1mmの円筒状アルミニウム基体を準備した。
(下引層1の形成)
扁平状の金属酸化物粒子として、多角板状の酸化亜鉛粒子(堺化学工業株式会社製、XZ−100F−LP、扁平面における平均円相当径:100nm、平均厚み:30nm)を準備した。なお、上記多角板状の酸化亜鉛粒子は、ハイドロゲンジメチコンにより表面処理された酸化亜鉛粒子である。
前記多角板状の酸化亜鉛粒子90質量部を500質量部のテトラヒドロフランと攪拌混合し、プルプリン0.8質量部を90質量部のテトラヒドロフランに溶解させた溶液を添加し、40℃にて3時間攪拌した。その後、減圧ろ過にてプルプリンを付与させた酸化亜鉛をろ別し、さらに50℃で減圧乾燥を行い、プルプリン付与酸化亜鉛を得た。
このプルプリン付与酸化亜鉛60質量部と、硬化剤(ブロック化イソシアネート スミジュールBL3175、住友バイエルンウレタン社製)15質量部と、ブチラール樹脂(エスレックBL−1、積水化学工業製)15質量部と、メチルエチルケトン90質量部と、を混合して混合液を得た。
この混合液35質量部とメチルエチルケトン30質量部とを混合し、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて60分間の分散を行い、分散液を得た。
得られた分散液に、触媒としてジオクチルスズジラウレート0.005質量部とシリコーン樹脂粒子(品名:トスパール145、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ製)30質量部とを添加し、下引層形成用塗布液1を得た。
得られた下引層形成用塗布液1を浸漬塗布法にて導電性基体上に塗布し、160℃、60分の乾燥硬化を行い、厚み5μmの下引層1を得た。
下引層全体に対する酸化亜鉛粒子の含有量、下引層における前記突き刺さり深さを、表1に示す。
(電荷発生層の形成)
電荷発生材料としての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゜、28.0゜の位置に回折ピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン15質量部、結着樹脂としての塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体樹脂(VMCH、株式会社NUC製)10質量部、及びn−酢酸ブチル200質量部からなる混合物を、直径1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて4時間攪拌して分散させ分散液を得た。
得られた分散液にn−酢酸ブチル175質量部及びメチルエチルケトン180質量部を添加し、攪拌して、電荷発生層形成用塗布液を得た。
この電荷発生層形成用塗布液を下引層上に浸漬塗布し、140℃、10分で乾燥して、膜厚が0.2μmの電荷発生層を形成した。
(電荷輸送層の形成)
N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−[1,1’]ビフェニル−4,4’−ジアミン40質量部、4−(2,2−ジフェニルフェニル)−4‘,4“−ジメチル−トリフェニルアミン8質量部、及びビスフェノールZポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:5万)52質量部をクロロベンゼン800質量部に加えて溶解し、電荷輸送層形成用塗布液を得た。
この電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層上に塗布し、140℃、40分の乾燥を行って膜厚が28μmの電荷輸送層を形成した。
以上のようにして、電子写真感光体1を作製した。
[実施例2]
―電子写真感光体2の作製―
下引層の厚みを10μmとした以外は、下引層1と同様にして、下引層2を形成した。下引層全体に対する酸化亜鉛粒子の含有量、下引層における前記突き刺さり深さを、表1に示す。
下引層1に代えて下引層2を形成した以外は、電子写真感光体1と同様にして、電子写真感光体2を作製した。
[実施例3]
―電子写真感光体3の作製―
下引層の形成において、多角板状の酸化亜鉛粒子(堺化学工業株式会社製、XZ−100F−LP、扁平面における平均円相当径:100nm、平均厚み:30nm)の代わりに多角板状の酸化亜鉛粒子(堺化学工業株式会社製、XZ−300F−LP、扁平面における平均円相当径:300nm、平均厚み:80nm)を用い、かつ、下引層の厚みを10μmとした以外は、下引層1と同様にして、下引層3を形成した。下引層全体に対する酸化亜鉛粒子の含有量、下引層における前記突き刺さり深さを、表1に示す。なお、上記多角板状の酸化亜鉛粒子はいずれも、ハイドロゲンジメチコンにより表面処理された酸化亜鉛粒子である。
下引層1に代えて下引層3を形成した以外は、電子写真感光体1と同様にして、電子写真感光体3を作製した。
[実施例4]
―電子写真感光体4の作製―
下引層の形成において、多角板状の酸化亜鉛粒子(堺化学工業株式会社製、XZ−100F−LP、扁平面における平均円相当径:100nm、平均厚み:30nm)の代わりに多角板状の酸化亜鉛粒子(堺化学工業株式会社製、XZ−1000F−LP、扁平面における平均円相当径:1000nm、平均厚み:290nm)を用い、かつ、下引層の厚みを10μmとした以外は、下引層1と同様にして、下引層4を形成した。下引層全体に対する酸化亜鉛粒子の含有量、下引層における前記突き刺さり深さを、表1に示す。なお、上記多角板状の酸化亜鉛粒子はいずれも、ハイドロゲンジメチコンにより表面処理された酸化亜鉛粒子である。
下引層1に代えて下引層4を形成した以外は、電子写真感光体1と同様にして、電子写真感光体4を作製した。
[実施例5]
―電子写真感光体5の作製―
下引層の形成において、多角板状の酸化亜鉛粒子(堺化学工業株式会社製、XZ−100F−LP、扁平面における平均円相当径:100nm、平均厚み:30nm)の代わりに多角板状の酸化亜鉛粒子(堺化学工業株式会社製、XZ−2000F−LP、扁平面における平均円相当径:2000nm、平均厚み:480nm)を用い、かつ、下引層の厚みを10μmとした以外は、下引層1と同様にして、下引層5を形成した。下引層全体に対する酸化亜鉛粒子の含有量、下引層における前記突き刺さり深さを、表1に示す。なお、上記多角板状の酸化亜鉛粒子はいずれも、ハイドロゲンジメチコンにより表面処理された酸化亜鉛粒子である。
下引層1に代えて下引層5を形成した以外は、電子写真感光体1と同様にして、電子写真感光体5を作製した。
[実施例6]
―電子写真感光体6の作製―
(下引層6の形成)
扁平状の金属酸化物粒子として、多角板状の酸化亜鉛粒子(堺化学工業株式会社製、XZ−300F−LP、扁平面における平均円相当径:300nm、平均厚み:80nm)を準備した。
前記多角板状の酸化亜鉛粒子90質量部を500質量部のテトラヒドロフランと攪拌混合し、プルプリン0.8質量部を90質量部のテトラヒドロフランに溶解させた溶液を添加し、40℃にて3時間攪拌した。その後、減圧ろ過にてプルプリンを付与させた酸化亜鉛をろ別し、さらに50℃で減圧乾燥を行い、プルプリン付与酸化亜鉛を得た。
このプルプリン付与酸化亜鉛60質量部と、ジアリルフタレートモノマー(大阪ソーダ社製、ダイソーダップモノマー)30質量部と、テトラヒドロフラン90質量部と、を混合して混合液を得た。
この混合液35質量部とテトラヒドロフラン30質量部とを混合し、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて60分間の分散を行い、分散液を得た。
得られた分散液に、触媒としてジ−tert−ブチルペルオキシド(東京化成社製)0.01質量部とシリコーン樹脂粒子(品名:トスパール145、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ製)30質量部とを添加し、下引層形成用塗布液6を得た。
得られた下引層形成用塗布液6を浸漬塗布法にて導電性基体上に塗布し、160℃、60分の乾燥硬化を行い、厚み10μmの下引層1を得た。
下引層全体に対する酸化亜鉛粒子の含有量、下引層における前記突き刺さり深さを、表1に示す。
[比較例1]
―電子写真感光体C1の作製―
下引層1に代えて下記下引層C1を形成した以外は、電子写真感光体1と同様にして、電子写真感光体C1を作製した。
(下引層C1の形成)
球状の酸化亜鉛粒子(テイカ社製、平均一次粒径:100nm)100質量部をトルエン600質量部と攪拌混合し、シランカップリング剤(KBM602:信越化学工業社製)1.2質量部を添加し、2時間攪拌した。その後トルエンを減圧蒸留にて留去し、125℃で2時間焼き付けを行い、シランカップリング剤表面処理酸化亜鉛を得た。
前記シランカップリング剤表面処理酸化亜鉛90質量部を500質量部のテトラヒドロフランと攪拌混合し、プルプリン0.8質量部を90質量部のテトラヒドロフランに溶解させた溶液を添加し、40℃にて3時間攪拌した。その後、減圧ろ過にてプルプリンを付与させた酸化亜鉛をろ別し、さらに50℃で減圧乾燥を行い、プルプリン付与酸化亜鉛を得た。
このプルプリン付与酸化亜鉛60質量部と硬化剤(ブロック化イソシアネート スミジュールBL3175、住友バイエルンウレタン社製)15質量部とブチラール樹脂(エスレックBL−1、積水化学工業製)15質量部とメチルエチルケトン90質量部とを混合して混合液を得た。この混合液35質量部とメチルエチルケトン30質量部とを混合し、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて60分間の分散を行い、分散液を得た。
得られた分散液に、触媒としてジオクチルスズジラウレート0.005質量部とシリコーン樹脂粒子(品名:トスパール145、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ製)30質量部とを添加し、下引層形成用塗布液C1を得た。
得られた下引層形成用塗布液C1を浸漬塗布法にて導電性基体上に塗布し、160℃、60分の乾燥硬化を行い、厚さ10μmの下引層C1を得た。
下引層全体に対する酸化亜鉛粒子の含有量、下引層における前記突き刺さり深さを、表1に示す。
[評価]
上記実施例及び比較例で得られた電子写真感光体を、それぞれ、画像形成装置(富士ゼロックス製、DocuCentre−IV C2263)に装着した。
また、画像形成装置の長期使用に伴って、劣化した現像手段(例えば現像器等)や転写手段(例えば中間転写体等)から導電性針状異物の放出が発生し、それが電子写真感光体の表面に突き刺さる場合を想定して、円柱状のカーボンファイバー(直径:7μm、長さ:120μm)を、意図的に、上記画像形成装置のトナーカートリッジ中に添加した。なお、カーボンファイバーの添加量は、トナー100gに対して10mgとした。
この画像形成装置を用いて、30℃、85%RHの環境下で白紙(A3)を10枚流し、1枚目及び10枚目におけるドラム1周分の色点数を目視により確認し、その増加数を以下の評価基準に基づいて評価した。結果を表1に示す。
A:漏れ電流に起因する色点の増加は見られない
B:漏れ電流に起因する色点の増加数が10個未満であり、実用上問題なし
C:漏れ電流に起因する色点の増加数が10個以上であり、実用上問題あり
表1に示す結果から、本実施例の電子写真感光体は、比較例の電子写真感光体に比べ、漏れ電流に起因する色点の増加が抑制されていることがわかった。つまり、本実施例の電子写真感光体は、比較例の電子写真感光体に比べ、導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生が抑制されていることがわかる。
<実施例B>
[実施例11]
―電子写真感光体11の作製―
下引層の形成において、多角板状の酸化亜鉛粒子(堺化学工業株式会社製、XZ−100F−LP、扁平面における平均円相当径:100nm、平均厚み:30nm)の代わりに多角板状の酸化亜鉛粒子(堺化学工業株式会社製、XZ−300F−LP、扁平面における平均円相当径:300nm、平均厚み:80nm)を用い、かつ、下引層の厚みを30μmとした以外は、下引層1と同様にして、下引層11を形成した。下引層全体に対する酸化亜鉛粒子の含有量、下引層における前記突き刺さり深さを、表2に示す。
下引層1に代えて下引層11を形成した以外は、電子写真感光体1と同様にして、電子写真感光体11を作製した。
[比較例11]
―電子写真感光体C11の作製―
下引層の厚みを30μmとした以外は、下引層C1と同様にして、下引層C11を形成した。下引層全体に対する酸化亜鉛粒子の含有量、下引層における前記突き刺さり深さを、表2に示す。
下引層C1に代えて下引層C11を形成した以外は、電子写真感光体C1と同様にして、電子写真感光体C11を作製した。
[評価]
上記実施例及び比較例で得られた電子写真感光体を、それぞれ、画像形成装置(富士ゼロックス製、DocuCentre−IV C2263)に装着した。
また、画像形成装置の長期使用に伴って、劣化した現像手段(例えば現像器等)や転写手段(例えば中間転写体等)から導電性針状異物の放出が発生し、それが電子写真感光体の表面に突き刺さる場合を想定して、円柱状のカーボンファイバー(直径:7μm、長さ:120μm)を、意図的に、上記画像形成装置のトナーカートリッジ中に添加した。なお、カーボンファイバーの添加量は、トナー100gに対して30mgとした。
この画像形成装置を用いて、30℃、85%RHの環境下で白紙(A3)を10枚流し、1枚目及び10枚目におけるドラム1周分の色点数を目視により確認し、その増加数を以下の評価基準に基づいて評価した。結果を表2に示す。
A:漏れ電流に起因する色点の増加は見られない
B:漏れ電流に起因する色点の増加数が10個未満であり、実用上問題なし
C:漏れ電流に起因する色点の増加数が10個以上であり、実用上問題あり
表2に示す結果から、本実施例の電子写真感光体は、比較例の電子写真感光体に比べ、漏れ電流に起因する色点の増加が抑制されていることがわかった。つまり、本実施例の電子写真感光体は、比較例の電子写真感光体に比べ、導電性針状異物の突き刺さりに起因する漏れ電流の発生が抑制されていることがわかる。
1 下引層、2 電荷発生層、3 電荷輸送層、4 導電性基体、7A 電子写真感光体、7C 電子写真感光体、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 潤滑剤、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 (11)

  1. 導電性基体と、
    前記導電性基体上に設けられ、結着樹脂と扁平状の金属酸化物粒子とを含む下引層と、
    前記下引層上に設けられた感光層と、
    を備える電子写真感光体。
  2. 前記結着樹脂は、ウレタン樹脂及びジアリルフタレート樹脂から選択される少なくとも1種を含む請求項1に記載の電子写真感光体。
  3. 前記結着樹脂は、前記ウレタン樹脂として、水酸基を有する樹脂とブロック化イソシアネート化合物とが反応したウレタン樹脂を含む請求項2に記載の電子写真感光体。
  4. 前記金属酸化物粒子の扁平面における平均円相当径は、50nm以上2000nm以下である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  5. 前記金属酸化物粒子の扁平面における平均円相当径は、100nm以上1000nm以下である請求項4に記載の電子写真感光体。
  6. 前記金属酸化物粒子の扁平面における平均円相当径をRnm、前記下引層における前記金属酸化物粒子の含有量をC質量%としたとき、下記式(1)の関係を満たす請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
    式(1) 0.025×R ≦ C ≦ 0.8×R
  7. 前記下引層の厚みは、3μm以上30μm以下である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  8. 前記下引層の厚みは、3μm以上20μm以下である請求項7に記載の電子写真感光体。
  9. 導電性基体と、
    前記導電性基体上に設けられ、結着樹脂と金属酸化物粒子とを含む下引層であって、径が50μmの円柱状の針を前記下引層の面と垂直に荷重100mNで突き刺したときの突き刺さり深さが5μm以下である下引層と、
    前記下引層上に設けられた感光層と、
    を備える電子写真感光体。
  10. 請求項1〜請求項9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。
  11. 請求項1〜請求項9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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