JP2021105672A - 電子写真感光体、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 - Google Patents
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- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
該感光層が、結着樹脂、電荷発生材料、正孔輸送材料、電子輸送材料、シロキサン変性アクリル樹脂、及びターフェニル化合物を含有することを特徴とする。
本発明者が検討したところ、シロキサン変性アクリル樹脂を含有する単層型の感光層を有する電子写真感光体は、耐摩耗性が良好な一方で、残留電位が大きいことが課題となった。上記の課題を解決するために、感光層に含有させる添加剤を検討した。その結果、ターフェニル化合物を感光層に含有させることで、残留電位を低減できることが明らかとなった。
感光体に対して帯電と露光を繰り返した際、シロキサン変性アクリル樹脂の、シロキサン部位及びアクリル基に、電荷発生材料から発生した電荷が捕捉されることで、単層の感光層内部に電荷がトラップされるため、残留電位が大きくなると推測した。
本発明にかかる電子写真感光体は、少なくとも支持体と単層型の感光層を有し、前記の感光層が、シロキサン変性アクリル樹脂、ターフェニル化合物、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。又、支持体の形状としては、円筒状、ベルト状、シート状などが挙げられる。中でも、円筒状支持体であることが好ましい。又、支持体の表面に、陽極酸化などの電気化学的な処理や、ブラスト処理、切削処理などを施してもよい。
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、これらの合金などが挙げられる。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。
又、樹脂やガラスには、導電性材料を混合又は被覆するなどの処理によって、導電性を付与してもよい。
本発明において、支持体の上に、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。
電子輸送物質としては、キノン化合物、イミド化合物、ベンズイミダゾール化合物、シクロペンタジエニリデン化合物、フルオレノン化合物、キサントン化合物、ベンゾフェノン化合物、シアノビニル化合物、ハロゲン化アリール化合物、シロール化合物、含ホウ素化合物などが挙げられる。電子輸送物質として、重合性官能基を有する電子輸送物質を用い、上述の重合性官能基を有するモノマーと共重合させることで、硬化膜として下引き層を形成してもよい。
金属酸化物としては、酸化インジウムスズ、酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素などが挙げられる。金属としては、金、銀、アルミなどが挙げられる。
又、下引き層は、添加剤を更に含有してもよい。
感光層は、シロキサン変性アクリル樹脂、ターフェニル化合物、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有する。
単層型の感光層の構成要素について、以下で詳しく説明する。
本実施形態における単層型の感光層には、シロキサン変性アクリル樹脂が添加される。
シロキサン変性アクリル樹脂は、アクリル主鎖にシロキサン重合体(シリコンマクロマー)をグラフト共重合させた共重合体(アクリル化合物)であることが好ましい。
シロキサン変性アクリル樹脂中のシロキサン構造によって潤滑性が発揮され、感光層の耐摩耗性を向上させることができる。シロキサン構造を持つ化合物としては、例えば、他にポリシロキサン樹脂が挙げられるが、ポリシロキサン樹脂はシロキサン変性アクリル樹脂と比べ、表面移行性が高く、感光体を繰り返し使用した際に、潤滑性が持続しない。一方でシロキサン変性アクリル樹脂は、主鎖がアクリル樹脂であるため、適度な表面移行性を示し、単層の感光層中に比較的均一に分布することで、感光体を繰り返し使用した際に、潤滑性が持続する。その結果、感光体を繰り返し使用した際、高い耐摩耗性が発揮されると考えている。
本実施形態における単層型の感光層には、ターフェニル化合物が添加される。
ターフェニル化合物としては、置換もしくは無置換のo−ターフェニル、置換もしくは無置換のm−ターフェニル、置換もしくは無置換のp−ターフェニルが挙げられる。置換ターフェニルの置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ニトロ基、シアノ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
ターフェニル化合物の含有量としては、シロキサン変性アクリル樹脂の全質量に対して、20質量%以上であり、50質量%以上が好ましく、より好ましくは50質量%以上5000質量%以下である。
結着樹脂としては、特に制限はないが、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、ポリビニルアセタール樹脂、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、単独又は2種以上混合して用いてもよい。
電荷発生材料としては、アゾ顔料、ペリレン顔料、多環キノン顔料、インジゴ顔料、フタロシアニン顔料などが挙げられる。これらの中でも、アゾ顔料、フタロシアニン顔料が好ましい。フタロシアニン顔料の中でも、無金属フタロシアニン顔料、オキシチタニ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、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料が好ましい。
電荷発生材料の含有量としては、例えば、感光層の全質量に対して、0.05質量%以上30質量%以下がよく、望ましくは1質量%以上15質量%以下であり、より望ましくは2質量%以上10質量%以下である。
正孔輸送材料としては、例えば、多環芳香族化合物、複素環化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、エナミン化合物、ベンジジン化合物、トリアリールアミン化合物や、これらの物質から誘導される基を有する樹脂などが挙げられる。これらの中でも、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物が好ましい。
正孔輸送材料は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
正孔輸送材料の含有量としては、例えば、感光層の全質量に対して、1質量%以上50質量%以下であり、好ましくは5質量%以上40質量%以下である。
電子輸送材料としては、例えば、キノン系化合物、ジイミド系化合物、ヒドラゾン系化合物、マロノニトリル系化合物、チオピラン系化合物、トリニトロチオキサントン系化合物、3,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン系化合物、ジニトロアントラセン系化合物、ジニトロアクリジン系化合物、テトラシアノエチレン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、ジニトロベンゼン、ジニトロアクリジン、無水コハク酸、無水マレイン酸、及びジブロモ無水マレイン酸が挙げられる。キノン系化合物としては、例えば、ジフェノキノン系化合物、アゾキノン系化合物、アントラキノン系化合物、ナフトキノン系化合物、ニトロアントラキノン系化合物、及びジニトロアントラキノン系化合物が挙げられる。
これらの電子輸送材料は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
電子輸送材料の含有量としては、例えば、感光層の全質量に対して、1質量%以上50質量%以下であり、好ましくは5質量%以上40質量%以下である。
単層型の感光層は、支持体上に単層型の感光層が直接設けられてもよいし、上記した下引き層上に設けられてもよい。
溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロル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若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。
本発明の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、転写手段及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。
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更に詳細に説明する。本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。尚、以下の実施例の記載において、「部」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。
(感光層形成用塗布液の作製)
下記の組成物を混合し、ボールミルにて50時間分散処理し、感光層形成用の塗布液を作製した。
・シロキサン変性アクリル樹脂溶液
(BYK−3550、ビックケミー・ジャパン(株)製) 3.8部
・構造式(A−1)で示される化合物 6部
・構造式(B−1)で示される化合物 30部
・構造式(B−2)で示される化合物 30部
・構造式(C)で示される化合物 100部
・無金属フタロシアニン顔料 12部
・ビスフェノールZポリカーボネート樹脂 220部
・テトラヒドロフラン 1500部
直径30mm、長さ357.5mmのアルミニウム基材上に、上記の感光層用塗布液を漬塗布法して塗膜を形成し、得られた塗膜を100℃、40分の条件で加熱乾燥させることで、厚さ30μmの単層型の感光層を形成した。
以上のようにして、実施例1の電子写真感光体を作製した。
(感光層形成用塗布液の作製)
下記の組成物を混合し、ボールミルにて50時間分散処理し、感光層形成用の塗布液を作製した。
・シロキサン変性アクリル樹脂溶液
(BYK−3550、ビックケミー・ジャパン(株)製) 3.8部
・構造式(A−1)で示される化合物 1部
・構造式(B−1)で示される化合物 30部
・構造式(B−2)で示される化合物 30部
・構造式(C)で示される化合物 100部
・無金属フタロシアニン顔料 12部
・ビスフェノールZポリカーボネート樹脂 220部
・テトラヒドロフラン 1500部
上記の感光層形成用塗布液を用いて感光層を形成した以外は、実施例1と同様にして、実施例2の電子写真感光体を作製した。
(感光層形成用塗布液の作製)
下記の組成物を混合し、ボールミルにて50時間分散処理し、感光層形成用の塗布液を作成した。
・シロキサン変性アクリル樹脂溶液
(BYK−3550、ビックケミー・ジャパン(株)製) 3.8部
・構造式(A−1)で示される化合物 100部
・構造式(B−1)で示される化合物 30部
・構造式(B−2)で示される化合物 30部
・構造式(C)で示される化合物 100部
・無金属フタロシアニン顔料 12部
・ビスフェノールZポリカーボネート樹脂 220部
・テトラヒドロフラン 1500部
上記の感光層形成用塗布液を用いて感光層を形成した以外は、実施例1と同様にして、実施例3の電子写真感光体を作製した。
(感光層形成用塗布液の作製)
下記の組成物を混合し、ボールミルにて50時間分散処理し、感光層形成用の塗布液を作製した。
・シロキサン変性アクリル樹脂溶液
(BYK−3550、ビックケミー・ジャパン(株)製) 19.2部
・構造式(A−1)で示される化合物 5部
・構造式(B−1)で示される化合物 30部
・構造式(B−2)で示される化合物 30部
・構造式(C)で示される化合物 100部
・無金属フタロシアニン顔料 12部
・ビスフェノールZポリカーボネート樹脂 220部
・テトラヒドロフラン 1500部
上記の感光層形成用塗布液を用いて感光層を形成した以外は、実施例1と同様にして、実施例4の電子写真感光体を作製した。
(感光層形成用塗布液の作製)
下記の組成物を混合し、ボールミルにて50時間分散処理し、感光層形成用の塗布液を作製した。
・シロキサン変性アクリル樹脂溶液
(BYK−3550、ビックケミー・ジャパン(株)製) 1.2部
・構造式(A−1)で示される化合物 0.3部
・構造式(B−1)で示される化合物 30部
・構造式(B−2)で示される化合物 30部
・構造式(C)で示される化合物 100部
・無金属フタロシアニン顔料 12部
・ビスフェノールZポリカーボネート樹脂 220部
・テトラヒドロフラン 1500部
上記の感光層形成用塗布液を用いて感光層を形成した以外は、実施例1と同様にして、実施例5の電子写真感光体を作製した。
実施例1において、感光層形成用塗布液に用いた構造式(A−1)で示される化合物を、構造式(A−2)で示される化合物に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例6の電子写真感光体を作製した。
(感光層形成用塗布液の作製)
下記の組成物を混合し、ボールミルにて50時間分散処理し、感光層形成用の塗布液を作製した。
・シロキサン変性アクリル樹脂溶液
(BYK−3550、ビックケミー・ジャパン(株)製) 3.8部
・構造式(A−1)で示される化合物 0.4部
・構造式(B−1)で示される化合物 30部
・構造式(B−2)で示される化合物 30部
・構造式(C)で示される化合物 100部
・無金属フタロシアニン顔料 12部
・ビスフェノールZポリカーボネート樹脂 220部
・テトラヒドロフラン 1500部
上記の感光層形成用塗布液を用いて感光層を形成した以外は、実施例1と同様にして、実施例7の電子写真感光体を作製した。
(感光層形成用塗布液の作製)
下記の組成物を混合し、ボールミルにて50時間分散処理し、感光層形成用の塗布液を作製した。
・シロキサン変性アクリル樹脂溶液
(BYK−3550、ビックケミー・ジャパン(株)製) 3.8部
・構造式(B−1)で示される化合物 30部
・構造式(B−2)で示される化合物 30部
・構造式(C)で示される化合物 100部
・無金属フタロシアニン顔料 12部
・ビスフェノールZポリカーボネート樹脂 220部
・テトラヒドロフラン 1500部
上記の感光層形成用塗布液を用いて感光層を形成した以外は、実施例1と同様にして、比較例1の電子写真感光体を作製した。
(感光層形成用塗布液の作製)
下記の組成物を混合し、ボールミルにて50時間分散処理し、感光層形成用の塗布液を作製した。
・構造式(B−1)で示される化合物 30部
・構造式(B−2)で示される化合物 30部
・構造式(C)で示される化合物 100部
・無金属フタロシアニン顔料 12部
・ビスフェノールZポリカーボネート樹脂 220部
・テトラヒドロフラン 1500部
上記の感光層形成用塗布液を用いて感光層を形成した以外は、実施例1と同様にして、比較例2の電子写真感光体を作製した。
(感光層形成用塗布液の作製)
下記の組成物を混合し、ボールミルにて50時間分散処理し、感光層形成用の塗布液を作製した。
・ジメチルポリシロキサンオイル
(KF−96−50cs、信越化学工業(株)製) 2部
・構造式(A−1)で示される化合物 6部
・構造式(B−1)で示される化合物 30部
・構造式(B−2)で示される化合物 30部
・構造式(C)で示される化合物 100部
・無金属フタロシアニン顔料 12部
・ビスフェノールZポリカーボネート樹脂 220部
・テトラヒドロフラン 1500部
上記の感光層形成用塗布液を用いて感光層を形成した以外は、実施例1と同様にして、比較例3の電子写真感光体を作製した。
以下に記載の方法で、実施例1〜7、比較例1〜3の電子写真感光体を評価した。
評価装置として、キヤノン(株)製の複写機imageRUNNER ADVANCE C3330を正帯電方式に対応するように改造して用いた。評価装置のシアンステーションに電子写真感光体を装着して評価を行った。評価装置は、温度23℃湿度50%RHの環境下に設置した。
評価装置から現像用カートリッジを抜き取り、そこに電位測定装置を挿入した。電位測定装置は、現像用カートリッジの現像位置に電位測定プローブを配置することで構成されており、電位測定プローブの位置は、電子写真感光体の母線方向の中央とした。
次に、暗部電位Vdが+700Vになるように帯電部材(帯電ローラー)への印加電圧を調整した。波長780nmのレーザー光を照射した際の明部電位Vlが+250Vになるようにレーザー光量を調整し、ベタ黒画像を20枚連続出力後の残留電位Vrを評価した。
残留電位については、上記評価条件で測定された残留電位Vrの絶対値|Vr|が、80V以下であれば、残留電位が小さいと判断した。
続いて、印字率5%濃度のテストチャートを用いて、A4横送りで30000枚の耐久画出しを行い、耐久画出し終了後に感光層の膜厚を測定した。耐久前後の膜厚の変化量を感光層の削れ量[μm]とした。感光層の削れ量が3.0μm以下の場合、耐摩耗性が良好と判断した。
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 (6)
- 支持体と、該支持体上に単一の感光層を有する電子写真感光体であって、
該感光層が、結着樹脂、電荷発生材料、正孔輸送材料、電子輸送材料、シロキサン変性アクリル樹脂、及びターフェニル化合物を含有することを特徴とする電子写真感光体。 - 前記ターフェニル化合物の含有量が、前記シロキサン変性アクリル樹脂の全質量に対して、50質量%以上である請求項1記載の電子写真感光体。
- 前記式(1)中、R1、R2、及びR3がそれぞれ水素原子である請求項3に記載の電子写真感光体。
- 請求項1〜4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、転写手段及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プロセスカートリッジ。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段及び転写手段を有することを特徴とする電子写真装置。
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