JP2020181010A - 電子写真感光体 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態は、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。本実施形態の感光体は、導電性基体と、感光層とを備える。感光層は、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、バインダー樹脂と、フッ素樹脂粒子とを含有する。感光体は、例えば、単層型電子写真感光体(以下、単層型感光体と記載することがある)、又は積層型電子写真感光体(以下、積層型感光体と記載することがある)である。
次に、図1〜図3を参照して、感光体の一例である積層型感光体1について説明する。図1〜図3は、各々、積層型感光体1の部分断面図を示す。
次に、図4〜図6を参照して、感光体の一例である単層型感光体10について説明する。図4〜図6は、各々、単層型感光体10の部分断面図を示す。
感光層は、バインダー樹脂として、ポリアリレート樹脂を含有する。ポリアリレート樹脂は、一般式(1)で表される繰り返し単位と、化学式(2)で表される繰り返し単位と、化学式(3)で表される繰り返し単位とを含む。化学式(2)で表される繰り返し単位の数n2に対する、一般式(1)で表される繰り返し単位の数n1の比率n1/n2は、1.0以上である。
繰り返し単位(1−1)、(2)、及び(3)を含み、比率n1/n2が2.0以上5.0以下であるポリアリレート樹脂(ポリアリレート樹脂(I)と記載することがある);
繰り返し単位(1−5)、(2)、及び(3)を含み、比率n1/n2が2.0以上5.0以下であるポリアリレート樹脂(ポリアリレート樹脂(II)と記載することがある);
繰り返し単位(1−2)、(2)、及び(3)を含み、比率n1/n2が2.0以上5.0以下であるポリアリレート樹脂(ポリアリレート樹脂(III)と記載することがある);
繰り返し単位(1−3)、(2)、及び(3)を含み、比率n1/n2が2.0以上5.0以下であるポリアリレート樹脂(ポリアリレート樹脂(IV)と記載することがある);
繰り返し単位(1−4)、(2)、及び(3)を含み、比率n1/n2が2.0以上5.0以下であるポリアリレート樹脂(ポリアリレート樹脂(V)と記載することがある);及び
繰り返し単位(1−1)、(2)、及び(3)を含み、比率n1/n2が1.0以上2.0未満であるポリアリレート樹脂(ポリアリレート樹脂(VI)と記載することがある)。
感光層がフッ素樹脂粒子を含有することで、ブレードめくれの発生を抑制できる。まず、理解を容易にするために、ブレードめくれについて説明する。画像形成装置において、クリーニングブレードが感光体の表面に当接されることで、感光体の表面に残留したトナー及びトナーの外添剤(以下、トナー等と記載する)が回収される。例えば、カウンター当接方式(リーディング方式)を採用する場合、クリーニングブレードの先端部と感光体の表面との接触点において、クリーニングブレードの基端部から先端部に向かう方向は、感光体の回転方向と逆方向となる。しかし、印刷時の感光体との摩擦によってクリーニングブレードがめくれ、クリーニングブレードの先端部と感光体の表面との接触点において、クリーニングブレードの基端部から先端部に向かう方向が、感光体の回転方向と同一方向となることがある。このような現象が、ブレードめくれである。ブレードめくれが発生すると、感光体とクリーニングブレーとの当接点をトナー等がすり抜け、感光体の表面に残留したトナー等が回収されない。また、ブレードめくれが発生すると、画像形成装置を用いて画像を形成する際に異音が発生する。
正孔輸送剤としては、例えば、トリフェニルアミン誘導体、ジアミン誘導体(例えば、N,N,N’,N’−テトラフェニルベンジジン誘導体、N,N,N’,N’−テトラフェニルフェニレンジアミン誘導体、N,N,N’,N’−テトラフェニルナフチレンジアミン誘導体、N,N,N’,N’−テトラフェニルフェナントリレンジアミン誘導体、及びジ(アミノフェニルエテニル)ベンゼン誘導体)、オキサジアゾール系化合物(例えば、2,5−ジ(4−メチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール)、スチリル系化合物(例えば、9−(4−ジエチルアミノスチリル)アントラセン)、カルバゾール系化合物(例えば、ポリビニルカルバゾール)、有機ポリシラン化合物、ピラゾリン系化合物(例えば、1−フェニル−3−(p−ジメチルアミノフェニル)ピラゾリン)、ヒドラゾン系化合物、インドール系化合物、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、イミダゾール系化合物、ピラゾール系化合物、及びトリアゾール系化合物が挙げられる。感光層は、1種の正孔輸送剤のみを含有してもよく、2種以上の正孔輸送剤を含有してもよい。
電荷発生剤としては、例えば、フタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料、ビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、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、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、及びアモルファスシリコン)の粉末、ピリリウム顔料、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、及びキナクリドン系顔料が挙げられる。感光層は、電荷発生剤の1種のみを含有してもよく、2種以上を含有してもよい。
電荷発生層は、ベース樹脂を含有してもよい。ベース樹脂の例は、電荷輸送層が含有するその他のバインダー樹脂の例と同じである。
添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、1重項消光剤、軟化剤、表面改質剤、増量剤、増粘剤、分散安定剤、ワックス、ドナー、界面活性剤、可塑剤、増感剤、電子アクセプター化合物、及びレベリング剤が挙げられる。
感光体の耐摩耗性を向上させ、ブレードめくれの発生を抑制するためには、ポリアリレート樹脂及びフッ素樹脂粒子の組み合わせが、表1に示す組み合わせNo.D1〜D20の各々であることが好ましい。同じ理由から、ポリアリレート樹脂及びフッ素樹脂粒子の組み合わせが、表1に示す組み合わせNo.D1〜D20の各々であり、電荷発生剤がY型チタニルフタロシアニンであることがより好ましい。
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。導電性基体は、少なくとも表面部が導電性を有する材料で構成されていればよい。導電性基体の一例としては、導電性を有する材料で構成される導電性基体が挙げられる。導電性基体の別の例としては、導電性を有する材料で被覆される導電性基体が挙げられる。導電性を有する材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、錫、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、インジウム、ステンレス鋼、及び真鍮が挙げられる。これらの導電性を有する材料を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なかでも、感光層から導電性基体への電荷の移動が良好であることから、アルミニウム及びアルミニウム合金が好ましい。
中間層(下引き層)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。中間層が存在することにより、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、抵抗の上昇を抑制できる。
感光体の製造方法として、積層型感光体の製造方法の一例、及び単層型感光体の製造方法の一例を説明する。
正孔輸送剤として、実施形態で述べた化合物(HTM−1)〜(HTM−9)を準備した。
フィラー粒子として、以下に示すフィラー粒子(F1)〜(F7)を準備した。フィラー粒子(F1)〜(F4)が、フッ素樹脂粒子であった。
フィラー粒子(F1):PTFE粒子、平均一次粒子径3.5μm、ダイキン工業株式会社製「ルブロン(登録商標)L−2」
フィラー粒子(F2):PTFE粒子、平均一次粒子径0.6μm、株式会社喜多村製「KTL−500F」
フィラー粒子(F3):PTFE粒子、平均一次粒子径3.0μm、株式会社喜多村製「KTL−1N」
フィラー粒子(F4):PTFE粒子、平均一次粒子径10.0μm、株式会社喜多村製「KTL−10N」
フィラー粒子(F5):疎水性ヒュームドシリカ粒子、平均一次粒子径0.007μm、日本アエロジル株式会社製「AEROSIL(登録商標)RX300」
フィラー粒子(F6):ヘキサメチルジシラザンで表面処理されたシリカ粒子、平均一次粒径0.014μm、日本アエロジル株式会社製「AEROSIL(登録商標)RX200」
フィラー粒子(F7):疎水性フュームドシリカ粒子、平均一次粒子径0.095μm、日本アエロジル株式会社製「VPRX40s」
実施形態で述べたポリアリレート樹脂(R−1)〜(R−6)の各々を、以下の方法で合成した。
反応容器として、温度計、三方コック、及び滴下ロートを備えた三口フラスコを用いた。反応容器に、化合物(BP−1−1)(30.9ミリモル)と、化合物(BP−2)(10.3ミリモル)と、p−tert−ブチルフェノール(0.413ミリモル)と、水酸化ナトリウム(98ミリモル)と、ベンジルトリブチルアンモニウムクロライド(0.384ミリモル)とを入れた。反応容器内の空気をアルゴンガスで置換した。反応容器の内容物に水(300mL)を加えた。反応容器の内容物を50℃で1時間攪拌した。反応容器の内容物の温度が10℃になるまで反応容器の内容物を冷却して、アルカリ性水溶液Aを得た。
化合物(BP−1−1)(30.9ミリモル)を化合物(BP−1−5)(30.9ミリモル)に変更した以外は、ポリアリレート樹脂(R−1)の合成と同じ方法で、ポリアリレート樹脂(R−2)を得た。
化合物(BP−1−1)(30.9ミリモル)を化合物(BP−1−2)(30.9ミリモル)に変更した以外は、ポリアリレート樹脂(R−1)の合成と同じ方法で、ポリアリレート樹脂(R−3)を得た。
化合物(BP−1−1)(30.9ミリモル)を化合物(BP−1−3)(30.9ミリモル)に変更した以外は、ポリアリレート樹脂(R−1)の合成と同じ方法で、ポリアリレート樹脂(R−4)を得た。
化合物(BP−1−1)(30.9ミリモル)を化合物(BP−1−4)(30.9ミリモル)に変更した以外は、ポリアリレート樹脂(R−1)の合成と同じ方法で、ポリアリレート樹脂(R−5)を得た。
化合物(BP−1−1)(30.9ミリモル)及び化合物(BP−2)(10.3ミリモル)を、化合物(BP−1−1)(20.6ミリモル)及び化合物(BP−2)(20.6ミリモル)に変更した以外は、ポリアリレート樹脂(R−1)の合成と同じ方法で、ポリアリレート樹脂(R−6)を得た。
また、比較例で使用するポリアリレート樹脂として、ポリアリレート樹脂(R−A)〜(R−G)の各々を準備した。ポリアリレート樹脂(R−A)〜(R−C)の各々は、下記化学式(R−A)〜(R−C)で表される。なお、各繰り返し単位の右下に付された数字は、ポリアリレート樹脂に含まれる繰り返し単位の総数に対する、各繰り返し単位の数の百分率(%)を示す。
上記各ポリアリレート樹脂の構成を、表3に示す。詳しくは、ポリアリレート樹脂(R−1)〜(R−6)及び(R−A)〜(R−G)のビスフェノール由来繰り返し単位の種類、比率n1/n2、及びジカルボン酸由来繰り返し単位の種類を、表3に示す。表3中の「−」は該当する値がないことを示す。
次に、以下の方法により、積層型感光体(A−1)〜(A−19)及び(B−1)〜(B−11)を製造した。
まず、中間層を形成した。表面処理された酸化チタン(テイカ株式会社製「試作品SMT−A」、数平均一次粒径10nm)を準備した。SMT−Aは、アルミナとシリカとを用いて酸化チタンを表面処理し、表面処理された酸化チタンを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を用いて更に表面処理したものであった。次いで、SMT−Aの2質量部と、ポリアミド樹脂(東レ株式会社製「アミラン(登録商標)CM8000」、ポリアミド6、ポリアミド12、ポリアミド66及びポリアミド610の四元共重合ポリアミド樹脂)1質量部と、メタノール10質量部と、ブタノール1質量部と、トルエン1質量部とを、ビーズミルを用いて5時間混合して、中間層用塗布液を得た。中間層用塗布液を、目開き5μmのフィルターを用いてろ過した。その後、ディップコート法により、導電性基体の表面に中間層用塗布液を塗布した。導電性基体としては、アルミニウム製のドラム状支持体を用いた。続いて、塗布した中間層用塗布液を130℃で30分間乾燥させて、導電性基体上に中間層(膜厚1.5μm)を形成した。
表4及び表5に示す種類の正孔輸送剤、ポリアリレート樹脂、及びフィラー粒子を使用したこと以外は、積層型感光体(A−1)の製造と同じ方法で、積層型感光体(A−2)〜(A−17)及び(B−1)〜(B−10)の各々を製造した。
フィラー粒子(F1)の添加量を6質量部から3質量部に変更したこと以外は、積層型感光体(A−1)の製造と同じ方法で、積層型感光体(A−18)を製造した。フィラー粒子(F1)の添加量を6質量部から11質量部に変更したこと以外は、積層型感光体(A−1)の製造と同じ方法で、積層型感光体(A−19)を製造した。フィラー粒子(F1)を添加しなかったこと以外は、積層型感光体(A−1)の製造と同じ方法で、積層型感光体(B−11)を製造した。
以下に示す方法で、評価対象の感光体である上記積層型感光体(A−1)〜(A−19)及び(B−1)〜(B−11)を評価した。
耐摩耗性の評価に使用した評価機は、カラープリンター(株式会社沖データ製「C542dnw」)であった。評価機のトナーカートリッジにシアントナーを充填した。まず、感光体の感光層(具体的には、電荷輸送層)の膜厚T1を測定した。次いで、感光体を評価機に搭載した。次いで、温度23℃及び相対湿度50%RHの環境下で、評価機を用いて、300,000枚の用紙に、画像I(印字率1%のパターン画像)を印刷した。300,000枚の印刷後に、感光体の感光層の膜厚T2を測定した。そして、印刷前後の感光層の膜厚変化量である摩耗量(T1−T2、単位:μm)を求めた。摩耗量を、表4及び表5に示す。摩耗量から、下記基準に従って、感光体の耐摩耗性を評価した。
[耐摩耗性の評価基準]
良好:摩耗量が3.0μm以下である。
不良:摩耗量が3.0μm超である。
上記<耐摩耗性の評価>が完了した後、評価機を、高温高湿環境(温度32.5℃及び相対湿度85%)に移動させた。高温高湿環境下で、評価機を用いて、10,000枚の用紙に、画像II(印字率70%の画像)を印刷した。印刷後に、クリーニングブレードのめくれが発生したか否かを確認した。確認結果を、表4及び表5に示す。
上記<耐摩耗性の評価>及び<ブレードめくれの評価>を実施する前(印刷前)、並びに実施した後(印刷後)に、感光体の表面の動摩擦係数を測定した。まず、印刷前の感光体の表面の動摩擦係数を、次の方法で測定した。感光体の表面(周面)上に不織布(日本製紙クレシア株式会社製「キムワイプ S−200」)を載せ、不織布上に重り(荷重:200gf)を載せた。不織布を介した重りと感光体の表面との接触面積は、1cm2であった。重りを固定しながら、50mm/秒の速度で、感光体を横滑りさせた。ロードセルを用いて、横滑りさせたときの横方向の摩擦力を測定した。式「動摩擦係数=測定された横方向の摩擦力/200」から、印刷前の感光体の表面の動摩擦係数(μ1)を算出した。次に、印刷前の感光体の表面の動摩擦係数の測定と同じ方法で、印刷後の感光体の表面の動摩擦係数(μ2)を測定した。動摩擦係数を、表4及び表5に示す。動摩擦係数(μ1及びμ2)から、下記基準に従って、感光体の表面特性を評価した。
[感光体の表面特性の評価基準]
良好:動摩擦係数が0.60以下である。
不良:動摩擦係数が0.60超である。
2 :導電性基体
3 :感光層
3a :電荷発生層
3b :電荷輸送層
3c :単層型感光層
10 :単層型感光体(単層型電子写真感光体)
Claims (9)
- 導電性基体と、感光層とを備え、
前記感光層は、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、バインダー樹脂と、フッ素樹脂粒子とを含有し、
前記バインダー樹脂は、ポリアリレート樹脂を含み、前記ポリアリレート樹脂は、一般式(1)で表される繰り返し単位と、化学式(2)で表される繰り返し単位と、化学式(3)で表される繰り返し単位とを含み、前記化学式(2)で表される繰り返し単位の数n2に対する、前記一般式(1)で表される繰り返し単位の数n1の比率n1/n2は、1.0以上である、電子写真感光体。
R1及びR2は各々独立に水素原子又はメチル基を表し、R3はメチル基を表し、R4は水素原子、又は炭素原子数2若しくは3のアルキル基を表すか、或いは、
R1及びR2は各々メチル基を表し、R3及びR4は互いに結合して炭素原子数5又は6のシクロアルキリデン基を表す。) - 前記フッ素樹脂粒子の平均一次粒子径は、0.1μm以上12.0μm以下である、請求項1又は2に記載の電子写真感光体。
- 前記フッ素樹脂粒子の含有率は、前記バインダー樹脂の質量に対して、3質量%以上11質量%以下である、請求項1〜3の何れか一項に記載の電子写真感光体。
- 前記フッ素樹脂粒子は、ポリテトラフルオロエチレン粒子である、請求項1〜4の何れか一項に記載の電子写真感光体。
- 前記正孔輸送剤は、一般式(20)、一般式(21)、又は一般式(22)で表される化合物を含む、請求項1〜5の何れか一項に記載の電子写真感光体。
前記一般式(21)中、R31〜R36は、各々独立に、炭素原子数1以上8以下のアルキル基、又はフェニル基を表し、R37及びR38は、各々独立に、水素原子、炭素原子数1以上8以下のアルキル基、又はフェニル基を表し、b1、b2、b3、及びb4は、各々独立に、0以上5以下の整数を表し、b5及びb6は、各々独立に、0以上4以下の整数を表し、d及びeは、各々独立に、0又は1を表し、
前記一般式(22)中、R41〜R46は、各々独立に、炭素原子数1以上8以下のアルキル基、フェニル基、又は炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基を表し、f1、f2、f4、及びf5は、各々独立に、0以上5以下の整数を表し、f3及びf6は、各々独立に、0以上4以下の整数を表す。) - 前記感光層は、最表面層として備えられる、請求項1〜7の何れか一項に記載の電子写真感光体。
- 前記感光層は、前記電荷発生剤を含有する電荷発生層と、前記正孔輸送剤、前記バインダー樹脂、及び前記フッ素樹脂粒子を含有する電荷輸送層とを含み、
前記電荷輸送層が一層であり且つ最表面層として備えられる、請求項1〜8の何れか一項に記載の電子写真感光体。
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