JP2022133187A - 電子写真画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【課題】電子写真感光体の長軸方向と同方向に形成されるスジ状のバンディングの発生を抑制した画像を形成する電子写真画像形成装置を提供する。【解決手段】表面層としての保護層を有する回転可能な感光体と、前記表面層に帯電する現像剤を供給する現像剤担持体と、を少なくとも有する電子写真感光体であって前記保護層が、少なくとも芳香環及びエステル基を含む硬化物を含み、フーリエ変換赤外分光全反射法により測定して得られる前記電子写真感光体の前記表面のスペクトルのピーク面積において、前記芳香環のC=C伸縮振動に基づくピーク面積をS1、前記エステル基のC=O伸縮振動に基づくピーク面積をS2としたとき、面積比S1/S2が0.10以上0.27以下であり、前記現像剤担持体の回転速度D1と前記電子写真感光体の回転速度D2との回転速度比D1/D2が0.80以上1.20以下である。【選択図】なし
Description
本発明は電子写真画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。
電子写真画像形成装置(以下、「電子写真装置」とも称する。)に搭載される電子写真感光体は、画質と耐久性向上のために、これまで幅広い検討がなされてきた。その一例として、電子写真感光体(以下、単に「感光体」とも称する。)の表面に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ラジカル重合性のモノマーの重合体を用い、耐摩耗性(機械的耐久性)を向上させる検討がされている。しかし、ラジカル重合性のモノマーの重合体を使用した場合、耐摩耗性は高まるが、スジ状の画像弊害が発生する場合があった。具体的には、画像に感光体の長軸方向と同方向に生じる多数のスジ状の画像弊害が発生する。
特許文献1には、トリアリールアミン構造を有するアクリロイルオキシ基を有するモノマーと、トリアリールアミン構造を有さないアクリロイルオキシ基を有するモノマーを重合して得られる保護層を設けることで感光体の耐摩耗性を向上させる技術が記載されている。また、特許文献2には、感光体の長軸方向と同方向のスジ状のムラである、いわゆるバンディングについて、ギヤの噛み合い周期で発生する歪や振動を抑制して、作像部の歪や振動による位置変動を最小化させ、バンディングの発生を抑制している。また、特許文献3には、感光体の表面層に特定のアルキルアミノ基を有するトリアリールアミン化合物と膜厚を限定することで、バンディングの発生を抑制する技術が記載されている。
現像剤担持体と感光体において、作像部の歪や振動の影響で、現像剤担持体と感光体の間の距離や、現像剤担持体と感光体の回転速度が変化すると、現像剤担持体と感光体の表面層との間に存在する現像剤が受ける摺擦の大きさが変化する。摺擦の大きさが変化することにより、現像剤の帯電量が変わる結果、感光体の表面への現像剤の移行量にムラが生じ、バンディングが発生することで、スジ状のムラが画像に生じる。
しかし、本発明者らは、作像部における歪や振動を最小化したとしても、バンディングの発生を抑制できない場合があることを見出した。
そこで、本発明者らは、感光体の表面層としての保護層の組成と、現像剤担持体と感光体表面層間との周速差の関係に着目した結果、バンディングが良化する構成があることを見出し、本発明に至った。
そこで、本発明者らは、感光体の表面層としての保護層の組成と、現像剤担持体と感光体表面層間との周速差の関係に着目した結果、バンディングが良化する構成があることを見出し、本発明に至った。
本発明の目的は、バンディングの発生を抑制した電子写真画像形成装置及び/又はプロセスカートリッジを提供することにある。
上記の目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明の第一の実施形態によれば、本発明に係る電子写真画像形成装置は、
支持体、前記支持体上に設けられた感光層、及び前記感光層上に設けられた表面層としての保護層を有する回転可能な電子写真感光体と、
前記電子写真感光体と接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、
前記電子写真感光体に露光光を照射する露光手段と、
前記表面に帯電する現像剤を供給する現像剤担持体と、を有する電子写真画像形成装置であって、
前記保護層が、重合性官能基を有するモノマーを含有する組成物の硬化物を含み、前記硬化物は少なくとも芳香環及びエステル基を含み、
内部反射エレメントとしてゲルマニウムを用い、入射角として45°の測定条件を用いてフーリエ変換赤外分光全反射法により測定して得られる前記電子写真感光体の前記表面のスペクトルのピーク面積において、前記芳香環のC=C伸縮振動に基づくピーク面積をS1、前記エステル基のC=O伸縮振動に基づくピーク面積をS2としたとき、S1とS2の面積比S1/S2が0.10以上0.27以下であり、
前記現像剤担持体の回転速度D1と前記電子写真感光体の回転速度D2との回転速度比D1/D2が0.80以上1.20以下であることを特徴とする電子写真画像形成装置である。
支持体、前記支持体上に設けられた感光層、及び前記感光層上に設けられた表面層としての保護層を有する回転可能な電子写真感光体と、
前記電子写真感光体と接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、
前記電子写真感光体に露光光を照射する露光手段と、
前記表面に帯電する現像剤を供給する現像剤担持体と、を有する電子写真画像形成装置であって、
前記保護層が、重合性官能基を有するモノマーを含有する組成物の硬化物を含み、前記硬化物は少なくとも芳香環及びエステル基を含み、
内部反射エレメントとしてゲルマニウムを用い、入射角として45°の測定条件を用いてフーリエ変換赤外分光全反射法により測定して得られる前記電子写真感光体の前記表面のスペクトルのピーク面積において、前記芳香環のC=C伸縮振動に基づくピーク面積をS1、前記エステル基のC=O伸縮振動に基づくピーク面積をS2としたとき、S1とS2の面積比S1/S2が0.10以上0.27以下であり、
前記現像剤担持体の回転速度D1と前記電子写真感光体の回転速度D2との回転速度比D1/D2が0.80以上1.20以下であることを特徴とする電子写真画像形成装置である。
また、本発明の第二の実施形態によれば、
支持体、前記支持体上に設けられた感光層、及び前記感光層上に設けられた表面層としての保護層を有する回転可能な電子写真感光体、並びに前記電子写真感光体の表面に帯電する現像剤を供給する現像剤担持体と、
前記電子写真感光体と接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記表面を帯電する帯電手段及び前記表面をクリーニングするクリーニング手段からなる群から選ばれる少なくとの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であって、
前記保護層が、重合性官能基を有するモノマーを含有する組成物の硬化物を含み、前記硬化物は少なくとも芳香環及びエステル基を含み、
内部反射エレメントとしてゲルマニウムを用い、入射角として45°の測定条件を用いてフーリエ変換赤外分光全反射法により測定して得られる前記電子写真感光体の前記表面のスペクトルのピーク面積において、前記芳香環のC=C伸縮振動に基づくピーク面積をS1、前記エステル基のC=O伸縮振動に基づくピーク面積をS2としたとき、S1とS2の面積比S1/S2が0.10以上0.27以下であり、
前記現像剤担持体の回転速度D1と前記電子写真感光体の回転速度D2との回転速度比D1/D2が0.80以上1.20以下を満たすように前記現像剤担持体と前記電子写真感光体が構成されているプロセスカートリッジである。
支持体、前記支持体上に設けられた感光層、及び前記感光層上に設けられた表面層としての保護層を有する回転可能な電子写真感光体、並びに前記電子写真感光体の表面に帯電する現像剤を供給する現像剤担持体と、
前記電子写真感光体と接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記表面を帯電する帯電手段及び前記表面をクリーニングするクリーニング手段からなる群から選ばれる少なくとの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であって、
前記保護層が、重合性官能基を有するモノマーを含有する組成物の硬化物を含み、前記硬化物は少なくとも芳香環及びエステル基を含み、
内部反射エレメントとしてゲルマニウムを用い、入射角として45°の測定条件を用いてフーリエ変換赤外分光全反射法により測定して得られる前記電子写真感光体の前記表面のスペクトルのピーク面積において、前記芳香環のC=C伸縮振動に基づくピーク面積をS1、前記エステル基のC=O伸縮振動に基づくピーク面積をS2としたとき、S1とS2の面積比S1/S2が0.10以上0.27以下であり、
前記現像剤担持体の回転速度D1と前記電子写真感光体の回転速度D2との回転速度比D1/D2が0.80以上1.20以下を満たすように前記現像剤担持体と前記電子写真感光体が構成されているプロセスカートリッジである。
本発明によれば、長期間に渡ってバンディングの発生が抑制される電子写真画像形成装置及び/又はプロセスカートリッジを提供することができる。
以下、好適な実施の形態を挙げて、本発明を詳細に説明する。なお、本明細書において、「(メタ)アクリロイルオキシ基」は、アクリロイルオキシ基及び/又はメタクリロイルオキシ基を意味する。
発明者らは、本発明の電子写真画像形成装置及び又はプロセスカートリッジが奏するバンディングの発生を抑制する効果を、以下のように推測している。
バンディングの発生を増加させる要因として、感光体の表面におけるエステル基の量が挙げられる。感光体の表面において、エステル基の割合が多いと、現像剤担持体と感光体との間で現像剤が摺擦される際に、エステル基から現像剤に含まれるトナーに多くの電荷が移行し、摺擦の大きさが変化した場合、現像剤担持体から感光体の表面へのトナーの担持量に影響が出ると考えられる。そのため、感光体の表面に担持されたトナーの量の違いが、画像にスジ状の濃淡、すなわちバンディングとして生じると考えている。
バンディングの発生を増加させる要因として、感光体の表面におけるエステル基の量が挙げられる。感光体の表面において、エステル基の割合が多いと、現像剤担持体と感光体との間で現像剤が摺擦される際に、エステル基から現像剤に含まれるトナーに多くの電荷が移行し、摺擦の大きさが変化した場合、現像剤担持体から感光体の表面へのトナーの担持量に影響が出ると考えられる。そのため、感光体の表面に担持されたトナーの量の違いが、画像にスジ状の濃淡、すなわちバンディングとして生じると考えている。
したがって、本発明では電子写真感光体の表面のエステル基の量を、内部反射エレメントとしてゲルマニウムを用い、入射角として45°の測定条件を用いてフーリエ変換赤外分光全反射法により測定した際に得られるスペクトルのピーク面積において、芳香環のC=C伸縮振動に基づく1530cm-1~1470cm-1のピーク面積をS1、エステル基のC=O伸縮振動に基づく1770cm-1~1700cm-1のピーク面積をS2としたとき、S1とS2の面積比S1/S2が0.10以上0.27以下としている。
また、面積比S1/S2が上記の範囲であり、かつ現像剤担持体の回転速度D1と電子写真感光体の回転速度D2との回転速度比D1/D2が0.80以上1.20以下であると、十分にバンディングの発生を抑制することができる。
面積比S1/S2が0.10よりも小さいと、エステル基が芳香環に対して相対的に多く存在するため、バンディングの発生を十分に抑制することができない。
面積比S1/S2が0.27よりも大きいと、外的な振動や耐衝撃性をより吸収しやすい表面層を形成するエステル基の含有量が小さくなるため、作像部の一部の振動や衝撃を吸収できなくなり、バンディングの発生を十分に抑制することができない。なお、面積比S1/S2の範囲が0.14以上0.17以下であると、バンディングの発生がより抑制されるため、好ましい。
本発明の回転速度比D1/D2が0.80より小さいと、現像剤担持体と感光体との間におけるトナーの摺擦力が高まり、保護層表面からトナーへの電荷の移動が増える。そのため、感光体の帯電性が低下し、白ベタ印刷時に、バンディングだけではなくカブリも生じた画像となる場合がある。回転速度比D1/D2が1.20より大きいと、回転速度比D1/D2が0.80より小さい場合と同様に、白ベタ印刷時に印刷画像にカブリが生じる。加えて、バンディングの発生がさらに増加する。これは、現像剤担持体の回転速度D1が感光体の回転速度D2と比較して相対的に速くなることで、作像部での振動や回転振れが大きくなるためと考えられる。なお、回転速度比D1/D2が0.80以上0.95以下であると、バンディングの発生がより抑制されるため、好ましい。
本発明のバンディングの発生の抑制効果は、プロセススピードが速くても、得ることができる。例えば、従来、プロセススピードが60枚機以上であると、作像部における歪や振動が大きくなるため、バンディングの発生の抑制はできないとされていた。しかし、本発明の構成では、プロセススピードが60枚機以上であっても、プロセススピードが60枚機よりも遅い電子写真画像形成装置及び/又はプロセスカートリッジを用いた場合と同等にバンディングの発生が抑制された画像を得ることができる。
なお、感光体からトナーへの電荷の移動を抑制するべくトナー側の検討も行った。しかし、トナーの外添剤の種類により、バンディングの発生の抑制効果は得られるものの、本発明の構成から得られるバンディングの発生の抑制効果に影響を与える程の効果は得られなかった。
[電子写真感光体]
電子写真感光体は、支持体と、支持体上の設けられた感光層と、感光層上に設けられた表面層としての保護層と、を有する。
電子写真感光体を製造する方法としては、後述する各層の塗布液を調製し、所望の層の順番に塗布して、乾燥させる方法が挙げられる。このとき、塗布液の塗布方法としては、浸漬塗布、スプレー塗布、インクジェット塗布、ロール塗布、ダイ塗布、ブレード塗布、カーテン塗布、ワイヤーバー塗布、リング塗布などが挙げられる。これらの中でも、効率性及び生産性の観点から、浸漬塗布が好ましい。
以下、支持体及び各層について説明する。
電子写真感光体は、支持体と、支持体上の設けられた感光層と、感光層上に設けられた表面層としての保護層と、を有する。
電子写真感光体を製造する方法としては、後述する各層の塗布液を調製し、所望の層の順番に塗布して、乾燥させる方法が挙げられる。このとき、塗布液の塗布方法としては、浸漬塗布、スプレー塗布、インクジェット塗布、ロール塗布、ダイ塗布、ブレード塗布、カーテン塗布、ワイヤーバー塗布、リング塗布などが挙げられる。これらの中でも、効率性及び生産性の観点から、浸漬塗布が好ましい。
以下、支持体及び各層について説明する。
<支持体>
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。また、支持体の外表面に、陽極酸化などの電気化学的な処理を施し酸化被膜を作る、ブラスト処理、切削処理などを施してもよい。支持体の材質としては、金属、樹脂、ガラスなどが好ましい。
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く、より好ましくは支持体は、外表面に酸化被膜を有するアルミニウム合金である。酸化被膜を有することにより支持体からの電荷の注入を抑制できるため、高湿環境下において黒ポチの発生の抑制効果が大きい。
また、樹脂やガラスには、導電性材料を混合又は被覆するなどの処理によって、導電性を付与してもよい。
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。また、支持体の外表面に、陽極酸化などの電気化学的な処理を施し酸化被膜を作る、ブラスト処理、切削処理などを施してもよい。支持体の材質としては、金属、樹脂、ガラスなどが好ましい。
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く、より好ましくは支持体は、外表面に酸化被膜を有するアルミニウム合金である。酸化被膜を有することにより支持体からの電荷の注入を抑制できるため、高湿環境下において黒ポチの発生の抑制効果が大きい。
また、樹脂やガラスには、導電性材料を混合又は被覆するなどの処理によって、導電性を付与してもよい。
<導電層>
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。
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。
導電性粒子の材質としては、金属酸化物、金属、カーボンブラックなどが挙げられる。
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、酸化珪素、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、酸化ビスマスなどが挙げられる。金属としては、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などが挙げられる。
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。
導電性粒子として金属酸化物を用いる場合、金属酸化物の表面をシランカップリング剤などで処理したり、金属酸化物にリンやアルミニウムなど元素やその酸化物をドーピングしたりしてもよい。
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、酸化亜鉛などが挙げられる。被覆層としては、酸化スズなど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。
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、酸化珪素、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、酸化ビスマスなどが挙げられる。金属としては、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などが挙げられる。
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。
導電性粒子として金属酸化物を用いる場合、金属酸化物の表面をシランカップリング剤などで処理したり、金属酸化物にリンやアルミニウムなど元素やその酸化物をドーピングしたりしてもよい。
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、酸化亜鉛などが挙げられる。被覆層としては、酸化スズなど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。
樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられる。
また、導電層は、シリコーンオイル、樹脂粒子、酸化チタンなどの隠蔽剤などをさらに含有してもよい。
また、導電層は、シリコーンオイル、樹脂粒子、酸化チタンなどの隠蔽剤など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。
導電層は、上記の各材料及び溶剤を含有する導電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。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤などが挙げられる。導電層用塗布液中で導電性粒子を分散させるための分散方法としては、ペイントシェーカー、サンドミル、ボールミル、液衝突型高速分散機を用いた方法が挙げられる。
<下引き層>
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。
下引き層は、樹脂を含有することが好ましい。また、重合性官能基を有するモノマーを含有する組成物を重合することで硬化膜として下引き層を形成してもよい。
樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、アルキッド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリエチレンオキシド樹脂、ポリプロピレンオキシド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミド酸樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、セルロース樹脂などが挙げられる。
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。
下引き層は、樹脂を含有することが好ましい。また、重合性官能基を有するモノマーを含有する組成物を重合することで硬化膜として下引き層を形成してもよい。
樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、アルキッド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリエチレンオキシド樹脂、ポリプロピレンオキシド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミド酸樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、セルロース樹脂などが挙げられる。
重合性官能基を有するモノマーが有する重合性官能基としては、イソシアネート基、ブロックイソシアネート基、メチロール基、アルキル化メチロール基、エポキシ基、金属アルコキシド基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、チオール基、カルボン酸無水物基、炭素-炭素二重結合基などが挙げられる。
また、下引き層は、電気特性を高める目的で、電子輸送物質、金属酸化物、金属、導電性高分子などをさらに含有してもよい。これらの中でも、電子輸送物質、金属酸化物を用いることが好ましい。
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、上記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、二酸化珪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。
また、下引き層は、添加剤をさらに含有してもよい。
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、上記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、二酸化珪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。
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。
下引き層は、上記の各材料及び溶剤を含有する下引き層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥及び/又は硬化させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤などが挙げられる。
<感光層>
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を有する。
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を有する。
(1)積層型感光層
積層型感光層は、電荷発生層と、電荷輸送層と、を有する。
積層型感光層は、電荷発生層と、電荷輸送層と、を有する。
(1-1)電荷発生層
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。
電荷発生物質としては、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、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。
電荷発生層中の電荷発生物質の含有量は、電荷発生層の全質量に対して、40質量%以上85質量%以下であることが好ましく、60質量%以上80質量%以下であることがより好ましい。
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。
電荷発生物質としては、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、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。
電荷発生層中の電荷発生物質の含有量は、電荷発生層の全質量に対して、40質量%以上85質量%以下であることが好ましく、60質量%以上80質量%以下であることがより好ましい。
樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、セルロース樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ポリビニルブチラール樹脂がより好ましい。
また、電荷発生層は、酸化防止剤、紫外線吸収剤などの添加剤をさらに含有してもよい。具体的には、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、硫黄化合物、リン化合物、ベンゾフェノン化合物、などが挙げられる。
電荷発生層の平均膜厚は、0.1μm以上1μm以下であることが好ましく、0.15μm以上0.4μm以下であることがより好ましい。
電荷発生層は、上記の各材料及び溶剤を含有する電荷発生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。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤などが挙げられる。
(1-2)電荷輸送層
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。
電荷輸送物質としては、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黒ポチの発生の抑制効果が高いため好ましい。 電荷輸送層中の電荷輸送物質の含有量は、電荷輸送層の全質量に対して、25質量%以上70質量%以下であることが好ましく、30質量%以上55質量%以下であることがより好ましい。
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。
電荷輸送物質としては、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黒ポチの発生の抑制効果が高いため好ましい。 電荷輸送層中の電荷輸送物質の含有量は、電荷輸送層の全質量に対して、25質量%以上70質量%以下であることが好ましく、30質量%以上55質量%以下であることがより好ましい。
樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。ポリエステル樹脂としては、特にポリアリレート樹脂が好ましい。
電荷輸送物質と樹脂との含有量比(質量比)は、4:10~20:10が好ましく、5:10~12:10がより好ましい。
電荷輸送物質と樹脂との含有量比(質量比)は、4:10~20:10が好ましく、5:10~12:10がより好ましい。
また、電荷輸送層は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、レベリング剤、滑り性付与剤、耐摩耗性向上剤などの添加剤を含有してもよい。具体的には、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、硫黄化合物、リン化合物、ベンゾフェノン化合物、シロキサン変性樹脂、シリコーンオイル、フッ素樹脂粒子、ポリスチレン樹脂粒子、ポリエチレン樹脂粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、窒化ホウ素粒子などが挙げられる。
電荷輸送層の平均膜厚は、5μm以上50μm以下であることが好ましく、8μm以上40μm以下であることがより好ましく、10μm以上30μm以下であることが特に好ましい。
電荷輸送層は、上記の各材料及び溶剤を含有する電荷輸送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。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤が挙げられる。これらの溶剤の中でも、エーテル系溶剤又は芳香族炭化水素系溶剤が好ましい。
(2)単層型感光層
単層型感光層は、電荷発生物質、電荷輸送物質、樹脂及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。
単層型感光層は、電荷発生物質、電荷輸送物質、樹脂及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。
<保護層>
保護層は感光体の表面層となる層であり、重合性官能基を有するモノマーを含有する組成物の硬化物を含む。重合性官能基を有するモノマーを重合し、組成物を硬化する際の反応としては、熱重合反応、光重合反応、放射線重合反応などが挙げられる。
保護層は感光体の表面層となる層であり、重合性官能基を有するモノマーを含有する組成物の硬化物を含む。重合性官能基を有するモノマーを重合し、組成物を硬化する際の反応としては、熱重合反応、光重合反応、放射線重合反応などが挙げられる。
重合性官能基を有するモノマーは、(メタ)アクリロイルオキシ基、スチリル基などの連鎖重合性官能基を有する化合物や、水酸基、アルコキシシリル基、イソシアネート基などの逐次重合性官能基を有する化合物が挙げられる。硬化物は少なくとも芳香環及びエステル基を含むため、組成物が含有する重合性官能基を有するモノマーが、(メタ)アクリロイルオキシ基及び芳香環を有することが好ましい。なお、(メタ)アクリロイルオキシ基及び芳香環は一種類の重合性官能基を有するモノマーに含まれていてもよく、それぞれを別の種類の重合性官能基を有するモノマーが含んでいてもよい。また、硬化物中の芳香環及びエステル基は、重合性官能基を有するモノマー由来でなくともよく、感光体の長期使用後においても保護層中に存在し、面積比S1/S2を変化しないのであれば、重合性官能基を有するモノマー由来の構造を含む重合体に組み込まれていなくともよい。
重合性官能基を有するモノマーが電荷輸送性を有する化合物である場合は、上記の電荷輸送物質や、上記の電荷輸送物質の骨格を有する重合性のモノマー及び/又はこれらのオリゴマーを用いることが好ましい。例えば、(メタ)アクリロイルオキシ基やスチリル基などの連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質や、水酸基、アルコキシシリル基、イソシアネート基などの逐次重合性官能基を有する電荷輸送物質、これらのオリゴマー等が挙げられる。電荷輸送能力の観点から、同一分子内に重合性官能基を有するモノマーとしては、電荷輸送物質の骨格及び(メタ)アクリロイルオキシ基の両方を有する化合物を用いることがより好ましい。
同一分子内に電荷輸送物質の骨格及び(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物としては、例えば、構造式OCL-1~OCL-7で示される、電荷輸送物質の骨格としてトリアリールアミン構造を有する化合物が好ましい。
保護層の耐摩耗性を高めるために、保護層が、電荷輸送物質の骨格を有する重合性のモノマー由来の構造に加えて、電荷輸送物質の骨格を有さないモノマー由来の構造を含有することが好ましい。
また、保護層が、構造式(1)で示される化合物又は構造式(2)で示される化合物のような嵩高い構造を有するモノマーの由来の構造を有することで、保護層においてエステル基の凝集が抑制されるため、さらにバンディングの発生の抑制効果が大きくなると考えらえる。
構造式(1)中、R1、R5及びR9のうち少なくとも2つは(メタ)アクリロイルオキシ基を有する基であり、(メタ)アクリロイルオキシ基を有する基ではないR1、R5、及びR9、並びにR2~R4、R6~R8、及びR10~R12は、それぞれ水素原子又はメチル基を示す。
構造式(2)中、R211及びR224は(メタ)アクリロイルオキシ基を有する基であり、R212~R223は、それぞれ水素原子又はメチル基である。
式(1)及び式(2)中、(メタ)アクリロイルオキシ基を有する基としては、例えばL-1~L-5で示される基が挙げられる。
式L-1~L-5中、*は他の構造との結合部位であり、A1及びA2は、水素原子およびL-1~L-4で示される基のいずれかであり、Bは水素原子又はメチル基である。
構造式(1)で示される化合物及び構造式(2)で示される化合物において、(メタ)アクリロイルオキシ基を有する基が電荷輸送物質の骨格を含んでいてもよい。その様な基としては、例えばL-1~L-5で示される基が結合したトリアリールアミン構造を有する基などが挙げられる。
保護層中の硬化物において、電荷輸送物質の骨格を有する重合性のモノマー由来の構造と電荷輸送物質の骨格を有さない重合性のモノマー由来の構造の質量比(電荷輸送物質の骨格を有する重合性のモノマー由来の構造:電荷輸送物質の骨格を有さない重合性のモノマー由来の構造)は7:93~50:50であることが好ましい。また、面積比S1/S2が0.10以上0.27以下となる場合、保護層の表面における芳香環数とエステル基のモル比(芳香環:エステル基)は1:1.28~1:16.95である。そのため、保護層用塗布液としての組成物が含有する芳香環数とエステル基のモル比が、この範囲となるように、組成物を設計することが好ましい。
構造式(1)で示される化合物として、例えばM-1~M-2で示される化合物が挙げられる。また、構造式(2)で示される化合物として、例えばM-3~M-4で示される化合物が挙げられる。さらに、電荷輸送物質の骨格を有さないモノマーとして、例えばM-5~M-7で示される化合物が挙げられる。なお、M-1~M-4で示される化合物も、電荷輸送物質の骨格を有さないモノマーである。
保護層は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、レベリング剤、滑り性付与剤、耐摩耗性向上剤、などの添加剤を含有してもよい。具体的には、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、硫黄化合物、リン化合物、ベンゾフェノン化合物、シロキサン変性樹脂、シリコーンオイル、フッ素樹脂粒子、ポリスチレン樹脂粒子、ポリエチレン樹脂粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、窒化ホウ素粒子、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウムなどが挙げられる。
保護層の平均膜厚は、0.5μm以上10μm以下であることが好ましく、1μm以上7μm以下であることが好ましい。また、保護層は本発明の効果を損なわない範囲で、研磨されてもよい。
保護層は、上記の各材料及び溶剤を含有する保護層用塗布液としての組成物を調製し、この塗膜を形成し、乾燥及び/又は硬化させることで組成物の硬化物として形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、スルホキシド系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤が挙げられる。
さらに、保護層は撥水性を高める目的又は帯電による放電生成物の付着を抑える目的で、疎水性を有するシロキサン構造を有する化合物を含有することが好ましい。保護層がシロキサン構造を有する化合物を含有することで、保護層中への水又は放電生成物の侵入を低減できると考えられる。
また、保護層がシロキサン構造を有する化合物を含有することで、バンディングの発生をさらに抑制することができる。
感光体は耐摩耗性に優れるため、感光体を長期間使用した後においても、シロキサン構造を有する化合物が保護層の表面に存在し続けることができる。
シロキサン構造を有する化合物として好ましい化合物としては、例えば東亜合成(株)社製、GS-101、US-450、US-270、US-380などが挙げられ、化合物中にシロキサン鎖を含有する。
シロキサン構造を有する化合物として好ましい化合物としては、例えば東亜合成(株)社製、GS-101、US-450、US-270、US-380などが挙げられ、化合物中にシロキサン鎖を含有する。
保護層の表面の珪素元素の好ましい割合は、X線光電子分光分析より得られ、保護層の表面の珪素元素の濃度、炭素元素の濃度、酸素元素の濃度、及び窒素元素の濃度の合計を100Atomic%としたとき、5Atomic%以上20Atomic%である。この範囲であると、バンディングの発生をより抑制できる。
珪素元素の割合が5Atomic%よりも少ないと、シロキサン構造を有する化合物によりエステル基が十分に隠蔽されておらず、バンディングの発生の抑制効果が小さい。また、珪素元素の割合が20Atomic%よりも多いと、感光体の表面が滑りやすくなり、現像剤担持体の回転速度D1と前記電子写真感光体の回転速度D2との回転速度比D1/D2にムラ生じやすくなり、バンディングの発生の抑制効果が小さい。
珪素元素の割合が5Atomic%よりも少ないと、シロキサン構造を有する化合物によりエステル基が十分に隠蔽されておらず、バンディングの発生の抑制効果が小さい。また、珪素元素の割合が20Atomic%よりも多いと、感光体の表面が滑りやすくなり、現像剤担持体の回転速度D1と前記電子写真感光体の回転速度D2との回転速度比D1/D2にムラ生じやすくなり、バンディングの発生の抑制効果が小さい。
保護層用塗布液としての組成物が含有するシロキサン構造を有する化合物の量は、電荷輸送物質の骨格を有する重合性のモノマーと電荷輸送物質の骨格を有さない重合性のモノマーの質量の合計に対して、1質量%以上20質量%以下とすると、保護層の表面の珪素元素の割合が、5Atomic%以上20Atomic%以下となりやすい。
<トナー>
本発明で、使用するトナーは、特に限定されない。例えば、重量平均分子量が5000以上50000以下であるスチレン-アクリル系樹脂で構成されるトナー粒子を含むトナーが挙げられる。トナー粒子は、色材、離型剤、その他公知のトナー粒子に含有される成分を含むことができる。トナー粒子の平均粒径は、これに限られないが、6.0μm乃至10.0μmが好ましい。
本発明で、使用するトナーは、特に限定されない。例えば、重量平均分子量が5000以上50000以下であるスチレン-アクリル系樹脂で構成されるトナー粒子を含むトナーが挙げられる。トナー粒子は、色材、離型剤、その他公知のトナー粒子に含有される成分を含むことができる。トナー粒子の平均粒径は、これに限られないが、6.0μm乃至10.0μmが好ましい。
<現像剤>
トナーは、帯電性を向上及び安定化させるために外添剤を加え、現像剤としてもよい。
外添剤としては、例えば、以下のものを用いることができる。
フッ化ビニリデン微粉末及びポリテトラフルオロエチレン微粉末のようなフッ素系樹脂粉末;湿式製法シリカ又は乾式製法シリカのようなシリカ微粒子、酸化チタン微粒子、アルミナ微粒子;該微粒子をシラン化合物、チタンカップリング剤、又はシリコーンオイルなどの疎水化処理剤で表面処理を施した疎水化処理微粒子;酸化亜鉛及び酸化スズのような酸化物;チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、ジルコン酸ストロンチウム及びジルコン酸カルシウムのような複酸化物;炭酸カルシウム及び炭酸マグネシウムのような炭酸塩化合物などが挙げられる。これらの中でも、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子及びチタン酸ストロンチウムが好ましい。
外添剤の形状は、球形、棒状が挙げられるが、棒状であることが帯電性の安定性という観点で好ましい。
トナーと外添剤とを混合するための混合機としては、例えばFMミキサー(日本コークス工業株式会社製)、スーパーミキサー(カワタ社製)、ノビルタ(ホソカワミクロン社製)、ハイブリダイザー(奈良機械社製)等が挙げられる。
トナーは、帯電性を向上及び安定化させるために外添剤を加え、現像剤としてもよい。
外添剤としては、例えば、以下のものを用いることができる。
フッ化ビニリデン微粉末及びポリテトラフルオロエチレン微粉末のようなフッ素系樹脂粉末;湿式製法シリカ又は乾式製法シリカのようなシリカ微粒子、酸化チタン微粒子、アルミナ微粒子;該微粒子をシラン化合物、チタンカップリング剤、又はシリコーンオイルなどの疎水化処理剤で表面処理を施した疎水化処理微粒子;酸化亜鉛及び酸化スズのような酸化物;チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、ジルコン酸ストロンチウム及びジルコン酸カルシウムのような複酸化物;炭酸カルシウム及び炭酸マグネシウムのような炭酸塩化合物などが挙げられる。これらの中でも、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子及びチタン酸ストロンチウムが好ましい。
外添剤の形状は、球形、棒状が挙げられるが、棒状であることが帯電性の安定性という観点で好ましい。
トナーと外添剤とを混合するための混合機としては、例えばFMミキサー(日本コークス工業株式会社製)、スーパーミキサー(カワタ社製)、ノビルタ(ホソカワミクロン社製)、ハイブリダイザー(奈良機械社製)等が挙げられる。
[電子写真装置及びプロセスカートリッジ]
また、本発明の第一の実施形態に係る電子写真装置は、これまで述べてきた電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段としての現像剤担持体を有することを特徴とする。
本発明の第二の実施形態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。
また、本発明の第一の実施形態に係る電子写真装置は、これまで述べてきた電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段としての現像剤担持体を有することを特徴とする。
本発明の第二の実施形態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。
図1に、電子写真感光体を備えたプロセスカートリッジ11を有する電子写真装置の概略構成の一例を示す。
円筒状の電子写真感光体1は、軸2を中心に回転可能であり、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、電子写真感光体1と接触して帯電部を形成する帯電手段3により、正又は負の所定電位に帯電される。なお、図1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、注入帯電方式など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に収容されたトナー(現像剤)を現像剤担持体13により供給することで現像され、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など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。クリーニング手段はウレタン樹脂を有するクリーニングブレードであることが好ましい。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などで除去する、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、本発明の一態様に係るプロセスカートリッジ11を電子写真装置本体に着脱可能にするために、レールなどの案内手段12を設けてもよい。
円筒状の電子写真感光体1は、軸2を中心に回転可能であり、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、電子写真感光体1と接触して帯電部を形成する帯電手段3により、正又は負の所定電位に帯電される。なお、図1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、注入帯電方式など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に収容されたトナー(現像剤)を現像剤担持体13により供給することで現像され、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など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。クリーニング手段はウレタン樹脂を有するクリーニングブレードであることが好ましい。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などで除去する、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、本発明の一態様に係るプロセスカートリッジ11を電子写真装置本体に着脱可能にするために、レールなどの案内手段12を設けてもよい。
現像剤担持13体の回転速度D1は、現像剤担持体13を回転させるモーターの電流値を変更することで回転数を変えることができるように構成されている。この構成により、回転速度比D1/D2を調整することができる。現像剤担持体13としては、公知の現像剤担持体を用いることができる。
本発明の一実施形態に係る電子写真装置は、レーザービームプリンター、LEDプリンター、複写機、ファクシミリ、及び、これらの複合機などであってよい。
以下、実施例及び比較例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。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。なお、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。
<現像剤の製造>
[樹脂分散液Aの作製]
スチレン 312部
アクリル酸エチル 64部
2―エチルヘキシルアクリレート 24部
ドデシルメルカプタン 10部
四臭化炭素 3部
上記原料を予め混合して溶解し溶液(a)を調製する。これとは別に、非イオン性界面活性剤(商品名:ノボニール、三洋化成社製)7部及びアニオン性界面活性剤(商品名:ネオゲンR、第一工業製薬社製)10部をイオン交換水520部に溶解し溶液(b)を調製する。溶液(a)及び溶液(b)をフラスコに投入し、分散させることにより乳化させ10分間ゆっくりと混合した。さらに、これに過硫酸アンモニウム2.5部を溶解したイオン交換水70部を添加し、窒素置換を行った。その後、混合液を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、6時間そのまま乳化重合を継続した。その後、この反応液を室温まで冷却して、体積平均粒径が152nm、ガラス転移温度が55℃、ピーク平均分子量が20000の樹脂分散液Aを得た。
[樹脂分散液Aの作製]
スチレン 312部
アクリル酸エチル 64部
2―エチルヘキシルアクリレート 24部
ドデシルメルカプタン 10部
四臭化炭素 3部
上記原料を予め混合して溶解し溶液(a)を調製する。これとは別に、非イオン性界面活性剤(商品名:ノボニール、三洋化成社製)7部及びアニオン性界面活性剤(商品名:ネオゲンR、第一工業製薬社製)10部をイオン交換水520部に溶解し溶液(b)を調製する。溶液(a)及び溶液(b)をフラスコに投入し、分散させることにより乳化させ10分間ゆっくりと混合した。さらに、これに過硫酸アンモニウム2.5部を溶解したイオン交換水70部を添加し、窒素置換を行った。その後、混合液を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、6時間そのまま乳化重合を継続した。その後、この反応液を室温まで冷却して、体積平均粒径が152nm、ガラス転移温度が55℃、ピーク平均分子量が20000の樹脂分散液Aを得た。
[着色剤分散液Aの作製]
着色剤C.I.ピグメントブルー15:3 70部
アニオン界面活性剤(商品名:ネオゲン、第一工業社製) 3部
イオン交換水 400部
上記原料を混合して溶解させた後、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)を用いて分散させ、体積平均粒径150nmの着色剤を分散させてなる着色剤分散液Aを得た。
着色剤C.I.ピグメントブルー15:3 70部
アニオン界面活性剤(商品名:ネオゲン、第一工業社製) 3部
イオン交換水 400部
上記原料を混合して溶解させた後、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)を用いて分散させ、体積平均粒径150nmの着色剤を分散させてなる着色剤分散液Aを得た。
[離型剤分散液Aの作製]
ポリエチレンワックス(商品名:POLYWAX655、東洋ペトロライト社製 融点93℃) 100部
アニオン界面活性剤(商品名:パイオニンA-45-D、竹本油脂社製):
2部
イオン交換水 500部
上記原料を混合して溶解させた後、ホモジナイザー(商品名:ウルトラタラックス、IKA社製)を用いて分散させた後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径280nmのポリエチレンワックス製の離型剤微粒子を分散させてなる離型剤分散液Aを得た。
ポリエチレンワックス(商品名:POLYWAX655、東洋ペトロライト社製 融点93℃) 100部
アニオン界面活性剤(商品名:パイオニンA-45-D、竹本油脂社製):
2部
イオン交換水 500部
上記原料を混合して溶解させた後、ホモジナイザー(商品名:ウルトラタラックス、IKA社製)を用いて分散させた後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径280nmのポリエチレンワックス製の離型剤微粒子を分散させてなる離型剤分散液Aを得た。
[現像剤1の製造例]
樹脂分散液A 300部
着色剤分散液A 200部
離型剤分散液A 100部
ボントロンE-84(オリエント化学社製) 5部
ロジン変性マレイン酸(軟化点139℃) 60部(8質量%)
カチオン性界面活性剤
(商品名:サニゾールB50、花王社製) 3部
イオン交換水 500部
上記原料を丸底ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(商品名:ウルトラタラックスT50、IKA社製)を用いて混合分散し、混合液を調製した後、加熱用オイルバスで50℃まで攪拌しながら加熱し、50℃で20分保持して凝集粒子を形成した。得られた凝集粒子の一部を光学顕微鏡で観察したところ、凝集粒子の体積平均粒径は約7.0μmであった。
この凝集粒子を形成した液に樹脂分散液Aを緩やかに50部追加し、さらに50℃で20分間加熱攪拌し、凝集粒子分散液Aを得た。得られた、凝集粒子分散液Aを光学顕微鏡で観察したところ凝集粒子の体積平均粒径は約7.3μmであった。
次に、凝集粒子分散液Aにアニオン性界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(商品名:ネオゲンSC、第一工業社製)6部を追加して97℃まで加熱し、7時間そのまま保持して凝集粒子を融合させた。その後1.0℃/minの降下速度で、45℃まで冷却し、濾過した後にイオン交換水で充分洗浄し、さらに400メッシュの篩で濾過を行った。コールターカウンターで融合した凝集粒子の体積平均粒径を測定したところ7.4μmであった。これを真空乾燥機で乾燥させトナー粒子1を得た。
得られたトナー粒子1の100部に対し、シリカ粉末100部に対して18部のシリコーンオイルで処理した一次粒径が6nmの疎水性シリカ微粉体3.2部及び、酸化チタン微粉体として、針状酸化チタン(FTL-100、石原産業(株)社製)をトルエン中、イソブチルトリメトキシシラン10部で処理した後、ろ過、乾燥、分級して得た疎水性酸化チタン0.9部、一次粒径が330nmのPMMA球状樹脂微粒子0.1部を添加しヘンシェルミキサーを用いて混合することにより現像剤1を得た。
樹脂分散液A 300部
着色剤分散液A 200部
離型剤分散液A 100部
ボントロンE-84(オリエント化学社製) 5部
ロジン変性マレイン酸(軟化点139℃) 60部(8質量%)
カチオン性界面活性剤
(商品名:サニゾールB50、花王社製) 3部
イオン交換水 500部
上記原料を丸底ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(商品名:ウルトラタラックスT50、IKA社製)を用いて混合分散し、混合液を調製した後、加熱用オイルバスで50℃まで攪拌しながら加熱し、50℃で20分保持して凝集粒子を形成した。得られた凝集粒子の一部を光学顕微鏡で観察したところ、凝集粒子の体積平均粒径は約7.0μmであった。
この凝集粒子を形成した液に樹脂分散液Aを緩やかに50部追加し、さらに50℃で20分間加熱攪拌し、凝集粒子分散液Aを得た。得られた、凝集粒子分散液Aを光学顕微鏡で観察したところ凝集粒子の体積平均粒径は約7.3μmであった。
次に、凝集粒子分散液Aにアニオン性界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(商品名:ネオゲンSC、第一工業社製)6部を追加して97℃まで加熱し、7時間そのまま保持して凝集粒子を融合させた。その後1.0℃/minの降下速度で、45℃まで冷却し、濾過した後にイオン交換水で充分洗浄し、さらに400メッシュの篩で濾過を行った。コールターカウンターで融合した凝集粒子の体積平均粒径を測定したところ7.4μmであった。これを真空乾燥機で乾燥させトナー粒子1を得た。
得られたトナー粒子1の100部に対し、シリカ粉末100部に対して18部のシリコーンオイルで処理した一次粒径が6nmの疎水性シリカ微粉体3.2部及び、酸化チタン微粉体として、針状酸化チタン(FTL-100、石原産業(株)社製)をトルエン中、イソブチルトリメトキシシラン10部で処理した後、ろ過、乾燥、分級して得た疎水性酸化チタン0.9部、一次粒径が330nmのPMMA球状樹脂微粒子0.1部を添加しヘンシェルミキサーを用いて混合することにより現像剤1を得た。
[現像剤2の製造例]
針状酸化チタンを1.1部に変更した以外は現像剤1の製造例と同様の方法で現像剤2を得た。
針状酸化チタンを1.1部に変更した以外は現像剤1の製造例と同様の方法で現像剤2を得た。
[現像剤3の製造例]
スチレン-アクリル樹脂Aの作製
スチレン 79.0部
トルエン 100.0部
n-ブチルアクリレート 20.0部
アクリル酸 1.0部
ジt-ブチルパーオキサイド(PBD) 7.2部
還流冷却管、撹拌機、窒素導入管を備えた反応容器に、窒素雰囲気下、上記原料を入れた。容器内の原料混合物を110℃に加熱し、10時間毎分200回転で撹拌した。さらに、加熱温度を140℃に昇温し、6時間重合反応を行った。溶剤(トルエン)を留去することで、重量平均分子量(Mw)26000、ガラス転移点73℃のスチレン-アクリル樹脂Aを得た。
スチレン-アクリル樹脂A 100.0部
カーボンブラック(Orion Engineerred Carbons社製、商品名「Printex35」) 7.0部
合成ワックス(シューマン・サゾ-ル社製、サゾ-ルSPRAY30、融点:98℃)
3.0部
カーボンブラック 7.0質量部
磁性体 4.0部
上記原料をヘンシェルミキサー(商品名:FM-75型、三井三池化工機(株)製)でよく混合した後、温度125℃に設定した二軸混練機(商品名:PCM-30型:、池貝鉄工(株)製)にて混練した。得られた混練物を室温まで徐々に冷却した。その後、カッターミルで粗粉砕、ジェット気流を用いた微粉砕機を用いて粉砕し、風力分級することで、体積平均粒径8.5μmのトナー粒子3を作製した。
得られたトナー粒子3の98.2部に対し、イソブチルトリメトキシシラン15.0質量%で表面処理した針状酸化チタン(商品名:FTL-100、石原産業(株)社製)0.6部、及びヘキサメチルジシラザン20.0質量%で表面処理した一次粒子の個数平均粒径16nmの疎水性シリカ微粒子1.8部を添加し、ヘンシェルミキサー(商品名:FM-75型、三井三池化工機(株)製)で混合して、現像剤3を得た。
スチレン-アクリル樹脂Aの作製
スチレン 79.0部
トルエン 100.0部
n-ブチルアクリレート 20.0部
アクリル酸 1.0部
ジt-ブチルパーオキサイド(PBD) 7.2部
還流冷却管、撹拌機、窒素導入管を備えた反応容器に、窒素雰囲気下、上記原料を入れた。容器内の原料混合物を110℃に加熱し、10時間毎分200回転で撹拌した。さらに、加熱温度を140℃に昇温し、6時間重合反応を行った。溶剤(トルエン)を留去することで、重量平均分子量(Mw)26000、ガラス転移点73℃のスチレン-アクリル樹脂Aを得た。
スチレン-アクリル樹脂A 100.0部
カーボンブラック(Orion Engineerred Carbons社製、商品名「Printex35」) 7.0部
合成ワックス(シューマン・サゾ-ル社製、サゾ-ルSPRAY30、融点:98℃)
3.0部
カーボンブラック 7.0質量部
磁性体 4.0部
上記原料をヘンシェルミキサー(商品名:FM-75型、三井三池化工機(株)製)でよく混合した後、温度125℃に設定した二軸混練機(商品名:PCM-30型:、池貝鉄工(株)製)にて混練した。得られた混練物を室温まで徐々に冷却した。その後、カッターミルで粗粉砕、ジェット気流を用いた微粉砕機を用いて粉砕し、風力分級することで、体積平均粒径8.5μmのトナー粒子3を作製した。
得られたトナー粒子3の98.2部に対し、イソブチルトリメトキシシラン15.0質量%で表面処理した針状酸化チタン(商品名:FTL-100、石原産業(株)社製)0.6部、及びヘキサメチルジシラザン20.0質量%で表面処理した一次粒子の個数平均粒径16nmの疎水性シリカ微粒子1.8部を添加し、ヘンシェルミキサー(商品名:FM-75型、三井三池化工機(株)製)で混合して、現像剤3を得た。
[現像剤4の製造例]
現像剤3の製造例において、針状酸化チタンの添加量を0.9部に変更した以外は、現像剤3の製造例と同様にして、現像剤4を得た。
現像剤3の製造例において、針状酸化チタンの添加量を0.9部に変更した以外は、現像剤3の製造例と同様にして、現像剤4を得た。
[現像剤5の製造例]
現像剤1の製造例において、針状酸化チタンをイソブチルトリメトキシシラン15.0質量%で表面処理した酸化チタン微粒子(KR-310、チタン工業(株)社製)に変更した以外は、現像剤1の製造例と同様にして、現像剤5を得た。
現像剤1の製造例において、針状酸化チタンをイソブチルトリメトキシシラン15.0質量%で表面処理した酸化チタン微粒子(KR-310、チタン工業(株)社製)に変更した以外は、現像剤1の製造例と同様にして、現像剤5を得た。
[現像剤製造例6]
現像剤3の製造例において、イソブチルトリメトキシシラン15.0質量%で表面処理した針状酸化チタンをイソブチルトリメトキシシラン15.0質量%で表面処理した酸化チタン微粒子(KR-310、チタン工業(株)社製)に変更した以外は、現像剤3の製造例と同様にして、現像剤6を得た。
現像剤3の製造例において、イソブチルトリメトキシシラン15.0質量%で表面処理した針状酸化チタンをイソブチルトリメトキシシラン15.0質量%で表面処理した酸化チタン微粒子(KR-310、チタン工業(株)社製)に変更した以外は、現像剤3の製造例と同様にして、現像剤6を得た。
<電子写真感光体の支持体及び各層用の塗布液の製造>
支持体の準備
表面が粗切削された外径24mm、長さ257mm、肉厚0.9mmのアルミニウム合金(JIS-A3003、アルミニウム合金)よりなるシリンダーを、NC旋盤に装着し、ダイヤモンド焼結バイトを用いて、外径23.97mm、表面粗さRa(S80)が0.02μmになるように、ダイヤモンド焼結バイトの素管に対する当接角度を0°~3°の間で変更しながら、バイト切削加工を行うことにより、支持体を作製した。なお、バイト切削加工は、旋盤の主軸回転数を3000rpmに設定し、バイトの移動速度(バイト送り速度)を、0.340~0.360mm/回転の間を、加工距離1.5mm毎に0.005mm/回転ずつ変化するよう、送り速度の増減を繰り返させるプログラムによって変速させながら行った。
支持体の準備
表面が粗切削された外径24mm、長さ257mm、肉厚0.9mmのアルミニウム合金(JIS-A3003、アルミニウム合金)よりなるシリンダーを、NC旋盤に装着し、ダイヤモンド焼結バイトを用いて、外径23.97mm、表面粗さRa(S80)が0.02μmになるように、ダイヤモンド焼結バイトの素管に対する当接角度を0°~3°の間で変更しながら、バイト切削加工を行うことにより、支持体を作製した。なお、バイト切削加工は、旋盤の主軸回転数を3000rpmに設定し、バイトの移動速度(バイト送り速度)を、0.340~0.360mm/回転の間を、加工距離1.5mm毎に0.005mm/回転ずつ変化するよう、送り速度の増減を繰り返させるプログラムによって変速させながら行った。
支持体の外周面におけるΔLを測定したところ、50μmであった。
ΔLは、支持体の外周面の中央付近における断面曲線を、「サーフコム1400D」((株)東京精密製)を用い、JIS1994の規格において、測定長4.0mm、長波長カットオフλc0.8mm(ガウシアン)、測定速度0.3mm/secの測定条件で行った粗さ測定によって得、この断面曲線を用いて上記の通りに測定した。
またRa(S80)は、支持体の外周面の中央付近を、「サーフコム1400D」((株)東京精密製)を用い、JIS’01規格において、測定長4.0mm、長波長カットオフλc0.8mm(ガウシアン)、短波長カットオフλs80μm、測定速度0.3mm/secの測定条件で行った粗さ測定によって得た算術平均粗さRaである。
ΔLは、支持体の外周面の中央付近における断面曲線を、「サーフコム1400D」((株)東京精密製)を用い、JIS1994の規格において、測定長4.0mm、長波長カットオフλc0.8mm(ガウシアン)、測定速度0.3mm/secの測定条件で行った粗さ測定によって得、この断面曲線を用いて上記の通りに測定した。
またRa(S80)は、支持体の外周面の中央付近を、「サーフコム1400D」((株)東京精密製)を用い、JIS’01規格において、測定長4.0mm、長波長カットオフλc0.8mm(ガウシアン)、短波長カットオフλs80μm、測定速度0.3mm/secの測定条件で行った粗さ測定によって得た算術平均粗さRaである。
下引き層用塗布液の調製
下引き層形成用塗布液は以下のように調製した。平均一次粒子径40nmのルチル型酸化チタン(商品名:TTO55N、石原産業社製)と、酸化チタンに対して3質量%のメチルジメトキシシラン(商品名:TSL8117、東芝シリコーン社製)とを、ヘンシェルミキサーにて混合して表面処理酸化チタンを得た。その後、表面処理酸化チタンをメタノール/1-プロパノールの質量比が7/3の混合溶剤中でボールミルにより分散させることにより、表面処理酸化チタンの分散スラリーとした。
得られた分散スラリーと、メタノール/1-プロパノール/トルエンの混合溶剤及び、式(D)で表されるε-カプロラクタム/式(E)で表されるビス(4-アミノ-3-メチルシクロヘキシル)メタン/式(F)で表されるヘキサメチレンジアミン/式(G)で表されるデカメチレンジカルボン酸/式(H)で表されるオクタデカメチレンジカルボン酸からなり、これらの組成モル比率が、60%/15%/5%/15%/5%である共重合ポリアミドのペレットとを加熱しながら撹拌、混合してポリアミドペレットを溶解させた。その後、超音波分散処理を行なうことにより、メタノール/1-プロパノール/トルエンからなり、これらの質量比が7/1/2である混合溶剤中に、表面処理酸化チタン/共重合ポリアミドを質量比3/1で含有する、固形分濃度18.0%の下引き層形成用塗布液を調製した。
下引き層形成用塗布液は以下のように調製した。平均一次粒子径40nmのルチル型酸化チタン(商品名:TTO55N、石原産業社製)と、酸化チタンに対して3質量%のメチルジメトキシシラン(商品名:TSL8117、東芝シリコーン社製)とを、ヘンシェルミキサーにて混合して表面処理酸化チタンを得た。その後、表面処理酸化チタンをメタノール/1-プロパノールの質量比が7/3の混合溶剤中でボールミルにより分散させることにより、表面処理酸化チタンの分散スラリーとした。
得られた分散スラリーと、メタノール/1-プロパノール/トルエンの混合溶剤及び、式(D)で表されるε-カプロラクタム/式(E)で表されるビス(4-アミノ-3-メチルシクロヘキシル)メタン/式(F)で表されるヘキサメチレンジアミン/式(G)で表されるデカメチレンジカルボン酸/式(H)で表されるオクタデカメチレンジカルボン酸からなり、これらの組成モル比率が、60%/15%/5%/15%/5%である共重合ポリアミドのペレットとを加熱しながら撹拌、混合してポリアミドペレットを溶解させた。その後、超音波分散処理を行なうことにより、メタノール/1-プロパノール/トルエンからなり、これらの質量比が7/1/2である混合溶剤中に、表面処理酸化チタン/共重合ポリアミドを質量比3/1で含有する、固形分濃度18.0%の下引き層形成用塗布液を調製した。
電荷発生層用塗布液の調製
電荷発生物質としてCuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)の27.3°に強いピークを有するY型オキシチタニウムフタロシアニン結晶10部と、4-メトキシ-4-メチル-2-ペンタノン150部とを、直径1mmのガラスビーズを用いたサンドミルに入れ、1.5時間サンドグラインドミルによって粉砕分散処理した。次に、4-メトキシ-4-メチル-2-ペンタノン100部にポリアセタール樹脂(商品名:エスレックBX-1、積水化学工業(株)製)5部を溶解させた溶液105部をサンドミルに加え、0.5時間分散処理した。その後、1,2-ジメトキシエタン250部をさらにサンドミルに加え、電荷発生層用塗布液を調製した。
電荷発生物質としてCuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)の27.3°に強いピークを有するY型オキシチタニウムフタロシアニン結晶10部と、4-メトキシ-4-メチル-2-ペンタノン150部とを、直径1mmのガラスビーズを用いたサンドミルに入れ、1.5時間サンドグラインドミルによって粉砕分散処理した。次に、4-メトキシ-4-メチル-2-ペンタノン100部にポリアセタール樹脂(商品名:エスレックBX-1、積水化学工業(株)製)5部を溶解させた溶液105部をサンドミルに加え、0.5時間分散処理した。その後、1,2-ジメトキシエタン250部をさらにサンドミルに加え、電荷発生層用塗布液を調製した。
なお、X線回折の測定は、次の条件で行ったものである。
[粉末X線回折測定]
使用測定機:理学電気(株)製、X線回折装置RINT-TTRII
X線管球:Cu
管電圧:50KV
管電流:300mA
スキャン方法:2θ/θスキャン
スキャン速度:4.0°/min
サンプリング間隔:0.02°
スタート角度(2θ):5.0°
ストップ角度(2θ):40.0°
アタッチメント:標準試料ホルダー
フィルター:不使用
インシデントモノクロメーター:使用
カウンターモノクロメーター:不使用
発散スリット:開放
発散縦制限スリット:10.00mm
散乱スリット:開放
受光スリット:開放
平板モノクロメーター:使用
カウンター:シンチレーションカウンター
[粉末X線回折測定]
使用測定機:理学電気(株)製、X線回折装置RINT-TTRII
X線管球:Cu
管電圧:50KV
管電流:300mA
スキャン方法:2θ/θスキャン
スキャン速度:4.0°/min
サンプリング間隔:0.02°
スタート角度(2θ):5.0°
ストップ角度(2θ):40.0°
アタッチメント:標準試料ホルダー
フィルター:不使用
インシデントモノクロメーター:使用
カウンターモノクロメーター:不使用
発散スリット:開放
発散縦制限スリット:10.00mm
散乱スリット:開放
受光スリット:開放
平板モノクロメーター:使用
カウンター:シンチレーションカウンター
電荷輸送層用塗布液の調製
構造式(CTM-1)で示される電荷輸送物質(正孔輸送性物質)10部及び構造式(PC-1)と構造式(PC-2)で示される共重合ユニットを有するポリカーボネート樹脂10部(PC-1/PC-2=90/10、Mv=40000)を、トルエン55部及びテトラヒドロフラン45部の混合溶剤に溶解させることにより電荷輸送層用塗布液を調製した。
構造式(CTM-1)で示される電荷輸送物質(正孔輸送性物質)10部及び構造式(PC-1)と構造式(PC-2)で示される共重合ユニットを有するポリカーボネート樹脂10部(PC-1/PC-2=90/10、Mv=40000)を、トルエン55部及びテトラヒドロフラン45部の混合溶剤に溶解させることにより電荷輸送層用塗布液を調製した。
保護層用塗布液1の調製
・構造式(OCL-4)で示される化合物 6.09部
・構造式(M-5)で示される化合物 6.41部
・構造式(I)で示される1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
1.00部
上記原料を、2-プロパノール72部とテトラヒドロフラン8部の混合溶剤と混合し、撹拌することで、保護層用塗布液1を調製した。
・構造式(OCL-4)で示される化合物 6.09部
・構造式(M-5)で示される化合物 6.41部
・構造式(I)で示される1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
1.00部
上記原料を、2-プロパノール72部とテトラヒドロフラン8部の混合溶剤と混合し、撹拌することで、保護層用塗布液1を調製した。
保護層用塗布液2の調製
構造式(OCL-4)で示される化合物を3.55部に、構造式(M-5)で示される化合物を8.95部に変更した他は保護層用塗布液1の調製と同様に保護層用塗布液2を調製した。
構造式(OCL-4)で示される化合物を3.55部に、構造式(M-5)で示される化合物を8.95部に変更した他は保護層用塗布液1の調製と同様に保護層用塗布液2を調製した。
保護層用塗布液3の調製
構造式(OCL-4)で示される化合物を5.00部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-6)で示される化合物7.50部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液3を調製した。
構造式(OCL-4)で示される化合物を5.00部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-6)で示される化合物7.50部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液3を調製した。
保護層用塗布液4の調製
構造式(OCL-4)で示される化合物を3.59部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-6)で示される化合物8.91部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液4を調製した。
構造式(OCL-4)で示される化合物を3.59部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-6)で示される化合物8.91部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液4を調製した。
保護層用塗布液5の調製
構造式(OCL-4)で示される化合物を0.96部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-6)で示される化合物11.54部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液5を調製した。
構造式(OCL-4)で示される化合物を0.96部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-6)で示される化合物11.54部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液5を調製した。
保護層用塗布液6の調製
構造式(OCL-4)で示される化合物を構造式(OCL-1)で示される化合物6.25部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-1)で示される化合物6.25部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液6を調製した。
構造式(OCL-4)で示される化合物を構造式(OCL-1)で示される化合物6.25部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-1)で示される化合物6.25部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液6を調製した。
保護層用塗布液7の調製
構造式(OCL-4)で示される化合物を構造式(OCL-1)で示される化合物3.50部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-1)で示される化合物9.00部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液7を調製した。
構造式(OCL-4)で示される化合物を構造式(OCL-1)で示される化合物3.50部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-1)で示される化合物9.00部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液7を調製した。
保護層用塗布液8の調製
構造式(OCL-4)で示される化合物を構造式(OCL-1)で示される化合物3.50部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-3)で示される化合物9.00部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液8を調製した。
構造式(OCL-4)で示される化合物を構造式(OCL-1)で示される化合物3.50部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-3)で示される化合物9.00部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液8を調製した。
保護層用塗布液9の調製
構造式(OCL-4)で示される化合物を構造式(OCL-1)で示される化合物2.19部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-1)で示される化合物10.30部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液9を調製した。
構造式(OCL-4)で示される化合物を構造式(OCL-1)で示される化合物2.19部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-1)で示される化合物10.30部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液9を調製した。
保護層用塗布液10の調製
構造式(OCL-4)で示される化合物を構造式(OCL-1)で示される化合物2.25部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-1)で示される化合物10.25部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液10を調製した。
構造式(OCL-4)で示される化合物を構造式(OCL-1)で示される化合物2.25部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-1)で示される化合物10.25部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液10を調製した。
保護層用塗布液11の調製
構造式(OCL-4)で示される化合物を構造式(OCL-1)で示される化合物3.13部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-1)で示される化合物9.38部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液11を調製した。
構造式(OCL-4)で示される化合物を構造式(OCL-1)で示される化合物3.13部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-1)で示される化合物9.38部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液11を調製した。
保護層用塗布液12:
構造式(OCL-4)で示される化合物を構造式(OCL-1)で示される化合物3.31部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-1)で示される化合物9.19部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に調製した。
構造式(OCL-4)で示される化合物を構造式(OCL-1)で示される化合物3.31部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-1)で示される化合物9.19部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に調製した。
保護層用塗布液13の調製
構造式(OCL-4)で示される化合物を構造式(OCL-1)で示される化合物3.33部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-3)で示される化合物9.18部に変更した他は、保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液13を調製した。
構造式(OCL-4)で示される化合物を構造式(OCL-1)で示される化合物3.33部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-3)で示される化合物9.18部に変更した他は、保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液13を調製した。
保護層用塗布液14の調製
構造式(OCL-4)で示される化合物を構造式(OCL-1)で示される化合物3.13部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-1)で示される化合物9.38部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液14を調製した。
構造式(OCL-4)で示される化合物を構造式(OCL-1)で示される化合物3.13部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-1)で示される化合物9.38部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に保護層用塗布液14を調製した。
保護層用塗布液15の調製
保護層用塗布液14にシロキサン変性アクリル化合物(商品名:US-270、東亜合成(株)社製)0.13部を加えて撹拌することで、保護層用塗布液15を調製した。
保護層用塗布液14にシロキサン変性アクリル化合物(商品名:US-270、東亜合成(株)社製)0.13部を加えて撹拌することで、保護層用塗布液15を調製した。
保護層用塗布液16の調製
保護層用塗布液11にシロキサン変性アクリル化合物(商品名:US-270、東亜合成(株)社製)0.13部を加えて撹拌することで、保護層用塗布液16を調製した。
保護層用塗布液11にシロキサン変性アクリル化合物(商品名:US-270、東亜合成(株)社製)0.13部を加えて撹拌することで、保護層用塗布液16を調製した。
保護層用塗布液17の調製
保護層用塗布液11にシロキサン変性アクリル化合物(商品名:US-270、東亜合成(株)社製)0.83部を加えたて撹拌することで、保護層用塗布液17を調製した。
保護層用塗布液11にシロキサン変性アクリル化合物(商品名:US-270、東亜合成(株)社製)0.83部を加えたて撹拌することで、保護層用塗布液17を調製した。
保護層用塗布液18の調製
保護層用塗布液11にシロキサン変性アクリル化合物(商品名:US-270、東亜合成(株)社製)0.08部を加えて撹拌することで、保護層用塗布液18を調製した。
保護層用塗布液11にシロキサン変性アクリル化合物(商品名:US-270、東亜合成(株)社製)0.08部を加えて撹拌することで、保護層用塗布液18を調製した。
保護層用塗布液19の調製
保護層用塗布液11にシロキサン変性アクリル化合物(商品名:US-270、東亜合成(株)社製)1.12部を加えて撹拌することで、保護層用塗布液19を調製した。
保護層用塗布液11にシロキサン変性アクリル化合物(商品名:US-270、東亜合成(株)社製)1.12部を加えて撹拌することで、保護層用塗布液19を調製した。
比較保護層用塗布液1の調製
構造式(OCL-4)で示される化合物を構造式(OCL-1)で示される化合物0.56部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-1)で示される化合物11.94部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に比較保護層用塗布液1を調製した。
構造式(OCL-4)で示される化合物を構造式(OCL-1)で示される化合物0.56部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-1)で示される化合物11.94部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に比較保護層用塗布液1を調製した。
比較保護層用塗布液2の調製
構造式(OCL-4)で示される化合物を6.25部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-6)で示される化合物6.25部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に比較保護層用塗布液2を調製した。
構造式(OCL-4)で示される化合物を6.25部に、構造式(M-5)で示される化合物を構造式(M-6)で示される化合物6.25部に変更した他は保護層用塗布液1と同様に比較保護層用塗布液2を調製した。
<電子写真感光体の製造>
感光体1の作製
支持体上に、上記で調製した下引き層用塗布液を浸漬塗布し、100℃で10分間乾燥することで、膜厚が2.0μmの下引き層を設けた。
得られた下引き層上に上記で調製した電荷発生層用塗布液を浸漬塗布し、100℃で10分間乾燥することで、膜厚が0.15μmの電荷発生層を設けた。
得られた電荷発生層上に上記で調製した電荷輸送層用塗布液を浸漬塗布し、120℃で30分間乾燥することで、膜厚が16.0μmの電荷輸送層を設けた。
得られた電荷輸送層上に保護層用塗布液1を浸漬塗布することで塗膜を形成し、得られた塗膜を50℃で6分間乾燥した。その後、無電極ランプHバルブ(ヘレウス株式会社製)を用い、ランプ強度0.6W/cm2の条件で支持体(被照射体)を300Rpmの速度で回転させながら、紫外線を10秒間塗膜に照射した。次に、塗膜の温度が25℃になるまで自然冷却した後、塗膜の温度が125℃になる条件で1時間加熱処理を行い、膜厚3μmの保護層を形成した。このようにして感光体1を作製した。
感光体1の作製
支持体上に、上記で調製した下引き層用塗布液を浸漬塗布し、100℃で10分間乾燥することで、膜厚が2.0μmの下引き層を設けた。
得られた下引き層上に上記で調製した電荷発生層用塗布液を浸漬塗布し、100℃で10分間乾燥することで、膜厚が0.15μmの電荷発生層を設けた。
得られた電荷発生層上に上記で調製した電荷輸送層用塗布液を浸漬塗布し、120℃で30分間乾燥することで、膜厚が16.0μmの電荷輸送層を設けた。
得られた電荷輸送層上に保護層用塗布液1を浸漬塗布することで塗膜を形成し、得られた塗膜を50℃で6分間乾燥した。その後、無電極ランプHバルブ(ヘレウス株式会社製)を用い、ランプ強度0.6W/cm2の条件で支持体(被照射体)を300Rpmの速度で回転させながら、紫外線を10秒間塗膜に照射した。次に、塗膜の温度が25℃になるまで自然冷却した後、塗膜の温度が125℃になる条件で1時間加熱処理を行い、膜厚3μmの保護層を形成した。このようにして感光体1を作製した。
作製した感光体1を使用して、以下の条件で、保護層中の構造式(1)で示される化合物由来の構造及び(2)で示される化合物由来の構造の有無を確認した。
感光体1の保護層を剃刀でそぎ落とすことで剥離し、保護層の質量を測定した。剥離した保護層をクロロホルムに浸漬し、超音波装置で1時間超音波を照射した。その後クロロホルムに不溶の成分を取り出し乾燥することで残渣を得、下記の手順で残渣の熱分解GCMSによる測定を行った。TMAHメチル化剤と残渣を混合し、混合物を熱分解装置(商品名:JPS-700、日本分析工業株式会社製)で加熱分解し試料を得た。その後、GCMS(商品名:ISQ(FOCUS GC)、Thermo Fischer Scientic社製)に試料を導入し、分析を行った。また、TMAHメチル化剤と混合せずに、残差のみについても同様に熱分解及びGCMS分析を行った。
この測定で、トリフェニルアミン構造、(メタ)アクリロイルオキシ基を検出した。また、TMAHメチル化剤を使用しない分析において、構造式(1)で示される化合物由来の構造又は構造式(2)で示される化合物由来の構造の含有の有無を確認した。感光体1の保護層には構造式(1)で示される化合物由来の構造及び構造式(2)で示される化合物由来の構造が含まれていないことを確認した。
感光体1の保護層を剃刀でそぎ落とすことで剥離し、保護層の質量を測定した。剥離した保護層をクロロホルムに浸漬し、超音波装置で1時間超音波を照射した。その後クロロホルムに不溶の成分を取り出し乾燥することで残渣を得、下記の手順で残渣の熱分解GCMSによる測定を行った。TMAHメチル化剤と残渣を混合し、混合物を熱分解装置(商品名:JPS-700、日本分析工業株式会社製)で加熱分解し試料を得た。その後、GCMS(商品名:ISQ(FOCUS GC)、Thermo Fischer Scientic社製)に試料を導入し、分析を行った。また、TMAHメチル化剤と混合せずに、残差のみについても同様に熱分解及びGCMS分析を行った。
この測定で、トリフェニルアミン構造、(メタ)アクリロイルオキシ基を検出した。また、TMAHメチル化剤を使用しない分析において、構造式(1)で示される化合物由来の構造又は構造式(2)で示される化合物由来の構造の含有の有無を確認した。感光体1の保護層には構造式(1)で示される化合物由来の構造及び構造式(2)で示される化合物由来の構造が含まれていないことを確認した。
<面積比S1/S2の測定>
作製した感光体1の長手方向に対して中央位置の表面を、フーリエ変換赤外分光全反射法により600cm-1~4000cm-1赤外分光スペクトルを以下の条件で測定し、面積比S1/S2を求めた。
(測定条件)
装置:FT/IR-420(日本分光(株)製)
付属装置:ATR装置
IRE(内部反射エレメント):Ge
入射角:45度
積算回数:32
作製した感光体1の長手方向に対して中央位置の表面を、フーリエ変換赤外分光全反射法により600cm-1~4000cm-1赤外分光スペクトルを以下の条件で測定し、面積比S1/S2を求めた。
(測定条件)
装置:FT/IR-420(日本分光(株)製)
付属装置:ATR装置
IRE(内部反射エレメント):Ge
入射角:45度
積算回数:32
<感光体表面の珪素元素の割合の測定>
感光体表面の珪素元素の存在量(Atomic%)をX線光電分光法(ESCA)で測定した。感光体1を固定し、のこぎりを用いて感光体の長手方向に対して中央位置において10mm角で切り出したものを測定試料とした。測定条件を以下に示す。
装置名:VersaProbeII
励起X線:AlKα,光電子脱出角度:45°
X線:100μm25W15kV100μmスポット分析
電子中和銃:20μA,1V イオン中和銃:7mA,10V
PassEnergy:58.70eV,StepSize:0.125eV
Sweep数:C10回,O10回,Si30回,N30回
感光体表面の珪素元素の存在量(Atomic%)をX線光電分光法(ESCA)で測定した。感光体1を固定し、のこぎりを用いて感光体の長手方向に対して中央位置において10mm角で切り出したものを測定試料とした。測定条件を以下に示す。
装置名:VersaProbeII
励起X線:AlKα,光電子脱出角度:45°
X線:100μm25W15kV100μmスポット分析
電子中和銃:20μA,1V イオン中和銃:7mA,10V
PassEnergy:58.70eV,StepSize:0.125eV
Sweep数:C10回,O10回,Si30回,N30回
感光体2~19、並びに比較感光体1及び2の作製
感光体1において、保護層用塗布液を表1に記載の通りに変更して感光体を作製した以外は、感光体1と同様にして感光体2~19、並びに比較感光体1及び2を作製した。
感光体1において、保護層用塗布液を表1に記載の通りに変更して感光体を作製した以外は、感光体1と同様にして感光体2~19、並びに比較感光体1及び2を作製した。
<画像形成装置への装着>
〔実施例1~35、比較例1~5〕
表2に記載した感光体を電子写真画像形成装置へ装着した。
電子写真画像形成装置として、レーザービームプリンター(商品名:HPColor LaserJet EnterpriseM653dn、ヒューレットパッカード社製)の改造機を使用した。電子写真画像形成装置は、現像担持体、感光体の回転速度及びプロセススピードを調整可能に改造した。トナーの現像担持体への乗り量が一定となるように調整し、また、帯電電位、ベタ黒出力時の像露光光量を調整し、一定の帯電電位(-600V)及び露光電位(-150V)で評価を行った。
まず、電子写真画像形成装置及び感光体を、温度23℃/湿度50%RHの環境下で24時間以上放置した。その後、電子写真画像形成装置のシアン色のプロセスカートリッジに感光体を装着した。
A4サイズの普通紙に対し、100枚連続してハーフトーン画像(電子写真感光体の回転方向と垂直方向に幅1ドットの線を間隔2ドットで描く画像)を出力した。
評価は、100枚を目視し、表3に記載のランクで行った。結果を表2に示す。
なお、D1/D2は、ドラム1周の長さ75.36mmと現像担持体の1周の長さ37.68mmを用いて計算した。
D1/D2=(D1×37.68)/(D2×75.36)
〔実施例1~35、比較例1~5〕
表2に記載した感光体を電子写真画像形成装置へ装着した。
電子写真画像形成装置として、レーザービームプリンター(商品名:HPColor LaserJet EnterpriseM653dn、ヒューレットパッカード社製)の改造機を使用した。電子写真画像形成装置は、現像担持体、感光体の回転速度及びプロセススピードを調整可能に改造した。トナーの現像担持体への乗り量が一定となるように調整し、また、帯電電位、ベタ黒出力時の像露光光量を調整し、一定の帯電電位(-600V)及び露光電位(-150V)で評価を行った。
まず、電子写真画像形成装置及び感光体を、温度23℃/湿度50%RHの環境下で24時間以上放置した。その後、電子写真画像形成装置のシアン色のプロセスカートリッジに感光体を装着した。
A4サイズの普通紙に対し、100枚連続してハーフトーン画像(電子写真感光体の回転方向と垂直方向に幅1ドットの線を間隔2ドットで描く画像)を出力した。
評価は、100枚を目視し、表3に記載のランクで行った。結果を表2に示す。
なお、D1/D2は、ドラム1周の長さ75.36mmと現像担持体の1周の長さ37.68mmを用いて計算した。
D1/D2=(D1×37.68)/(D2×75.36)
〔比較例6〕
支持体として、表面が粗切削された外径30mm、長さ254mmに変更した以外は、感光体16と同様に比較感光体3を作製した。
電子写真画像形成装置として、レーザービームプリンター(商品名:MS812、Lexmark社製)の改造機を使用した。電子写真画像形成装置は、帯電電位とベタ黒出力時の像露光光量を調整可能に改造し、一定の帯電電位(-600V)及び露光電位(-150V)で評価を行った。
まず、電子写真画像形成装置及び感光体を、温度23℃/湿度50%RHの環境下で24時間以上放置した。その後、電子写真画像形成装置のシアン色のプロセスカートリッジに比較感光体3を装着した。
A4サイズの普通紙に対し、100枚連続してハーフトーン画像(電子写真感光体の回転方向と垂直方向に幅1ドットの線を間隔2ドットで描く画像)を、回転速度比D1/D2が143%の条件で出力した。
評価は、100枚を目視し、表3に記載のランクで行った。結果を表4に示す。
支持体として、表面が粗切削された外径30mm、長さ254mmに変更した以外は、感光体16と同様に比較感光体3を作製した。
電子写真画像形成装置として、レーザービームプリンター(商品名:MS812、Lexmark社製)の改造機を使用した。電子写真画像形成装置は、帯電電位とベタ黒出力時の像露光光量を調整可能に改造し、一定の帯電電位(-600V)及び露光電位(-150V)で評価を行った。
まず、電子写真画像形成装置及び感光体を、温度23℃/湿度50%RHの環境下で24時間以上放置した。その後、電子写真画像形成装置のシアン色のプロセスカートリッジに比較感光体3を装着した。
A4サイズの普通紙に対し、100枚連続してハーフトーン画像(電子写真感光体の回転方向と垂直方向に幅1ドットの線を間隔2ドットで描く画像)を、回転速度比D1/D2が143%の条件で出力した。
評価は、100枚を目視し、表3に記載のランクで行った。結果を表4に示す。
1 電子写真感光体
2 軸
3 帯電部材
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
13 現像剤担持体
2 軸
3 帯電部材
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
13 現像剤担持体
Claims (8)
- 支持体、前記支持体上に設けられた感光層、及び前記感光層上に設けられた表面層としての保護層を有する回転可能な電子写真感光体と、
前記電子写真感光体と接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、
前記電子写真感光体に露光光を照射する露光手段と、
前記表面に帯電する現像剤を供給する現像剤担持体と、を有する電子写真画像形成装置であって、
前記保護層が、重合性官能基を有するモノマーを含有する組成物の硬化物を含み、前記硬化物は少なくとも芳香環及びエステル基を含み、
内部反射エレメントとしてゲルマニウムを用い、入射角として45°の測定条件を用いてフーリエ変換赤外分光全反射法により測定して得られる前記電子写真感光体の前記表面のスペクトルのピーク面積において、前記芳香環のC=C伸縮振動に基づくピーク面積をS1、前記エステル基のC=O伸縮振動に基づくピーク面積をS2としたとき、S1とS2の面積比S1/S2が0.10以上0.27以下であり、
前記現像剤担持体の回転速度D1と前記電子写真感光体の回転速度D2との回転速度比D1/D2が0.80以上1.20以下であることを特徴とする電子写真画像形成装置。 - 前記面積比S1/S2が、0.14以上0.17以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置。
- 前記表面のX線光電子分光分析において、珪素元素の濃度、炭素元素の濃度、酸素元素の濃度、及び窒素元素の濃度の合計を100Atomic%としたとき、前記珪素元素の濃度が5Atomic%以上20Atomic%以下である、請求項1~4のいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置。
- 前記回転速度比D1/D2が0.80以上0.95以下である、請求項1~5のいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置。
- プロセススピードが60枚機以上である、請求項1~5のいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置。
- 支持体、前記支持体に設けられた感光層、及び前記感光層上に設けられた表面層としての保護層を有する回転可能な電子写真感光体、並びに前記電子写真感光体の表面に帯電する現像剤を供給する現像剤担持体と、
前記電子写真感光体と接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記表面を帯電する帯電手段及び前記表面をクリーニングするクリーニング手段からなる群から選ばれる少なくとの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であって、
前記保護層が、重合性官能基を有するモノマーを含有する組成物の硬化物を含み、前記硬化物は少なくとも芳香環及びエステル基を含み、
内部反射エレメントとしてゲルマニウムを用い、入射角として45°の測定条件を用いてフーリエ変換赤外分光全反射法により測定して得られる前記電子写真感光体の前記表面のスペクトルのピーク面積において、前記芳香環のC=C伸縮振動に基づくピーク面積をS1、前記エステル基のC=O伸縮振動に基づくピーク面積をS2としたとき、S1とS2の面積比S1/S2が0.10以上0.27以下であり、
前記現像剤担持体の回転速度D1と前記電子写真感光体の回転速度D2との回転速度比D1/D2が0.80以上1.20以下を満たすように前記現像剤担持体と前記電子写真感光体が構成されているプロセスカートリッジ。
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