JP2022150036A - 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
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Abstract
【課題】連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下を抑制できる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た感光層と、を有し、最表面層が、結着樹脂と、電荷輸送材料と、フッ素含有樹脂粒子と、酸性化合物と、を含み、前記フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基の個数が炭素数106個あたり0個以上30個以下であり、帯電電位-700V、露光強度5mJ/m2の条件で帯電及び露光を10000回繰り返した場合において、帯電及び露光1回行った後の残留電位RP1と、帯電及び露光10000回行った後の残留電位RP10000と、の差の絶対値(|RP1-RP10000|)が25V以下である電子写真感光体。【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。
特許文献1には、「導電性支持体上に少なくとも電荷発生物質及び電荷輸送物質を含有する感光層を設けてなる電子写真感光体において、該感光層上に少なくともフィラー及び分散剤を含有した保護層を形成し、かつ保護層に含有される分散剤の濃度が保護層の最表面領域において最も低くなる濃度変化を有し、前記保護層に含有される分散剤が、構造中に少なくとも1つ以上のカルボキシル基を含有する有機化合物であることを特徴とする電子写真感光体。」が提案されている。
本発明の課題は、導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層と、を有し、最表面層が、結着樹脂と、電荷輸送材料と、フッ素含有樹脂粒子と、を含み、前記フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基の個数が炭素数106個あたり0個以上30個以下である電子写真感光体において、下記絶対値(|RP1-RP10000|)が25V超過である場合、又は前記最表面層における、結着樹脂に対する、電荷輸送材料の含有量が59質量%未満若しくは72質量%超過である場合と比較して、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下を抑制できる電子写真感光体を提供することである。
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち
<1> 導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層と、を有し、
最表面層が、結着樹脂と、電荷輸送材料と、フッ素含有樹脂粒子と、酸性化合物と、を含み、
前記フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基の個数が炭素数106個あたり0個以上30個以下であり、
帯電電位-700V、露光強度5mJ/m2の条件で帯電及び露光を10000回繰り返した場合において、帯電及び露光1回行った後の残留電位RP1と、帯電及び露光10000回行った後の残留電位RP10000と、の差の絶対値(|RP1-RP10000|)が25V以下である電子写真感光体。
<2> 前記最表面層における、前記結着樹脂に対する、前記電荷輸送材料の含有量が59質量%以上72質量%以下である前記<1>に記載の電子写真感光体。
<3> 前記最表面層における、前記結着樹脂に対する、前記電荷輸送材料の含有量が61質量%以上69質量%以下である前記<2>に記載の電子写真感光体。
<4> 導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層と、を有し、
最表面層が、結着樹脂と、電荷輸送材料と、フッ素含有樹脂粒子と、酸性化合物と、を含み、
前記フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基の個数が炭素数106個あたり0個以上30個以下であり、
前記最表面層における、前記結着樹脂に対する、前記電荷輸送材料の含有量が59質量%以上72質量%以下である電子写真感光体。
<5> 前記酸性化合物の酸解離定数(pKa)が、-2.8以上2.5以下である前記<1>~<4>のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
<6> 前記酸性化合物の酸解離定数(pKa)が、-2以上1.5以下である前記<5>に記載の電子写真感光体。
<7> 前記酸性化合物が、スルホン酸化合物、カルボン酸化合物、りん酸化合物、及び硝酸化合物よりなる群から選択される少なくとも1種である前記<1>~<6>のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
<8> 前記酸性化合物が、スルホン酸化合物、及びカルボン酸化合物よりなる群から選択される少なくとも1種である前記<1>~<6>のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
<9> 前記スルホン酸化合物が、ベンゼン環を有するスルホン酸化合物であり、
前記カルボン酸化合物が、カルボキシル基を2個以上4個以下有するカルボン酸化合物である前記<7>又は<8>に記載の電子写真感光体。
<10> 前記酸性化合物の含有量が、最表面層に対して25ppm以上1000ppm以下である前記<1>~<9>のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
<11> 前記<1>~<10>のいずれか1つ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。
<12> 前記<1>~<10>いずれか1つ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。
<13>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前記<12>に記載の画像形成装置。
<1> 導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層と、を有し、
最表面層が、結着樹脂と、電荷輸送材料と、フッ素含有樹脂粒子と、酸性化合物と、を含み、
前記フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基の個数が炭素数106個あたり0個以上30個以下であり、
帯電電位-700V、露光強度5mJ/m2の条件で帯電及び露光を10000回繰り返した場合において、帯電及び露光1回行った後の残留電位RP1と、帯電及び露光10000回行った後の残留電位RP10000と、の差の絶対値(|RP1-RP10000|)が25V以下である電子写真感光体。
<2> 前記最表面層における、前記結着樹脂に対する、前記電荷輸送材料の含有量が59質量%以上72質量%以下である前記<1>に記載の電子写真感光体。
<3> 前記最表面層における、前記結着樹脂に対する、前記電荷輸送材料の含有量が61質量%以上69質量%以下である前記<2>に記載の電子写真感光体。
<4> 導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層と、を有し、
最表面層が、結着樹脂と、電荷輸送材料と、フッ素含有樹脂粒子と、酸性化合物と、を含み、
前記フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基の個数が炭素数106個あたり0個以上30個以下であり、
前記最表面層における、前記結着樹脂に対する、前記電荷輸送材料の含有量が59質量%以上72質量%以下である電子写真感光体。
<5> 前記酸性化合物の酸解離定数(pKa)が、-2.8以上2.5以下である前記<1>~<4>のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
<6> 前記酸性化合物の酸解離定数(pKa)が、-2以上1.5以下である前記<5>に記載の電子写真感光体。
<7> 前記酸性化合物が、スルホン酸化合物、カルボン酸化合物、りん酸化合物、及び硝酸化合物よりなる群から選択される少なくとも1種である前記<1>~<6>のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
<8> 前記酸性化合物が、スルホン酸化合物、及びカルボン酸化合物よりなる群から選択される少なくとも1種である前記<1>~<6>のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
<9> 前記スルホン酸化合物が、ベンゼン環を有するスルホン酸化合物であり、
前記カルボン酸化合物が、カルボキシル基を2個以上4個以下有するカルボン酸化合物である前記<7>又は<8>に記載の電子写真感光体。
<10> 前記酸性化合物の含有量が、最表面層に対して25ppm以上1000ppm以下である前記<1>~<9>のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
<11> 前記<1>~<10>のいずれか1つ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。
<12> 前記<1>~<10>いずれか1つ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。
<13>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前記<12>に記載の画像形成装置。
<1>に係る発明によれば、導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層と、を有し、最表面層が、結着樹脂と、電荷輸送材料と、フッ素含有樹脂粒子と、を含み、前記フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基の個数が炭素数106個あたり0個以上30個以下である電子写真感光体において、前記絶対値(|RP1-RP10000|)が25V超過である場合と比較して、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下を抑制できる電子写真感光体が提供される。
<2>に係る発明によれば、前記最表面層における、前記結着樹脂に対する、前記電荷輸送材料の含有量が59質量%未満又は72質量%超過である場合と比較して、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下を抑制できる電子写真感光体が提供される。
<3>に係る発明によれば、前記最表面層における、前記結着樹脂に対する、前記電荷輸送材料の含有量が61質量%未満又は69質量%超過である場合と比較して、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下を抑制できる電子写真感光体が提供される。
<4>に係る発明によれば、導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層と、を有し、最表面層が、結着樹脂と、電荷輸送材料と、フッ素含有樹脂粒子と、を含み、前記フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基の個数が炭素数106個あたり0個以上30個以下である電子写真感光体において、前記最表面層における、前記結着樹脂に対する、電荷輸送材料の含有量が59質量%未満若しくは72質量%超過である場合と比較して、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下を抑制できる電子写真感光体が提供される。
<5>に係る発明によれば、前記酸性化合物の酸解離定数(pKa)が、-2.8未満又は2.5超過である場合と比較して、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下を抑制できる電子写真感光体が提供される。
<6>に係る発明によれば、前記酸性化合物の酸解離定数(pKa)が、-2未満又は1.5超過である場合と比較して、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下を抑制できる電子写真感光体が提供される。
<7>に係る発明によれば、前記酸性化合物が、スルホン酸化合物、カルボン酸化合物、りん酸化合物、及び硝酸化合物以外の酸性化合物である塩化水素である場合と比較して、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下を抑制できる電子写真感光体が提供される。
<8>に係る発明によれば、前記酸性化合物が、りん酸化合物、及び硝酸化合物よりなる群から選択される少なくとも1種である場合と比較して、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下を抑制できる電子写真感光体が提供される。
<9>に係る発明によれば、前記スルホン酸化合物が、ベンゼン環を有しないスルホン酸化合物であり、前記カルボン酸化合物が、カルボキシル基を1個又は4個超過有するカルボン酸化合物である場合と比較して、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下を抑制できる電子写真感光体が提供される。
<10>に係る発明によれば、前記酸性化合物の含有量が、最表面層に対して25ppm未満又は1000ppm超過である場合と比較して、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下を抑制できる電子写真感光体が提供される。
<11>~<13>に係る発明によれば、導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層と、を有し、最表面層が、結着樹脂と、電荷輸送材料と、フッ素含有樹脂粒子と、を含み、前記フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基の個数が炭素数106個あたり0個以上30個以下である電子写真感光体において、前記絶対値(|RP1-RP10000|)が25V超過である感光体、又は前記最表面層における、前記結着樹脂に対する、電荷輸送材料の含有量が59質量%未満若しくは72質量%超過である感光体を備える場合と比較して、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下を抑制できる電子写真感光体を備え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。
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。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。
組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
<電子写真感光体>
第一実施形態に係る電子写真感光体(以下、「電子写真感光体」を単に「感光体」ともいう)は、導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層と、を有し、最表面層が、結着樹脂と、電荷輸送材料と、フッ素含有樹脂粒子と、酸性化合物と、を含む。
そして、前記フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基の個数が炭素数106個あたり0個以上30個以下である。
さらに、帯電電位-700V、露光強度5mJ/m2の条件で帯電及び露光を10000回繰り返した場合において、帯電及び露光1回行った後の残留電位RP1と、帯電及び露光10000回行った後の残留電位RP10000と、の差の絶対値(|RP1-RP10000|)が25V以下である。
第一実施形態に係る電子写真感光体(以下、「電子写真感光体」を単に「感光体」ともいう)は、導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層と、を有し、最表面層が、結着樹脂と、電荷輸送材料と、フッ素含有樹脂粒子と、酸性化合物と、を含む。
そして、前記フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基の個数が炭素数106個あたり0個以上30個以下である。
さらに、帯電電位-700V、露光強度5mJ/m2の条件で帯電及び露光を10000回繰り返した場合において、帯電及び露光1回行った後の残留電位RP1と、帯電及び露光10000回行った後の残留電位RP10000と、の差の絶対値(|RP1-RP10000|)が25V以下である。
第一実施形態に係る感光体は、上記構成により、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下が抑制される。その理由は、次の通り推測される。
感光体の耐摩耗性向上を目的として、感光体の最表面層にフッ素含有樹脂粒子を含むことがある。フッ素含有樹脂粒子は、感光体の電気特性に影響を与えることがある。そして、感光体の電気特性の一つである帯電性の確保のために、フッ素含有樹脂粒子として、カルボキシル基の個数が炭素数106個あたり0個以上30個以下であるフッ素含有樹脂粒子(以下、単に「特定フッ素含有樹脂粒子」とも称する)が用いられることがある。
しかし、最表面層に特定フッ素含有樹脂粒子を含む感光体は、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合において、画像濃度の均一性が低下することがあった。最表面層に特定フッ素含有樹脂粒子を含む感光体を備える画像形成装置を用いて連続で画像形成を行うと、感光体の残留電位が上昇することがある。その後、画像形成装置を休止することで、残留電位が低下する。しかしながら、感光体の周囲にはクリーニング部材、帯電ローラ等の様々な部材が存在するため、感光体の周囲の環境は一様ではない。残留電位の低下速度は、感光体の周囲の環境によって影響を受けることがあり、残留電位の低下度合いの均一性が低下することがあった。すると、再度画像形成を行う場合、画像濃度の均一性が低下しやすい。
第一実施形態に係る感光体は、感光体の最表面層に酸性化合物を含有する。酸性化合物は、感光層中で発生するキャリア(つまり、正孔又は電子)がトラップされても脱トラップする確率が高まる。そのため、第一実施形態に係る感光体は、残留電位の低下度合いが均一に近くなる。
また、第一実施形態に係る感光体は、絶対値(|RP1-RP10000|)が25V以下である。これは感光体の残留電位が上昇しにくいことを示す。そのため、絶対値(|RP1-RP10000|)を前記範囲内とすることで、連続で画像形成を行った後、休止した場合において、残留電位の低下度合いの差が小さくなりやすい。
また、第一実施形態に係る感光体は、絶対値(|RP1-RP10000|)が25V以下である。これは感光体の残留電位が上昇しにくいことを示す。そのため、絶対値(|RP1-RP10000|)を前記範囲内とすることで、連続で画像形成を行った後、休止した場合において、残留電位の低下度合いの差が小さくなりやすい。
以上のことから、第一実施形態に係る感光体は、上記構成により、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下が抑制されると推測される。
第二実施形態に係る感光体は、導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層と、を有し、最表面層が、結着樹脂と、電荷輸送材料と、フッ素含有樹脂粒子と、酸性化合物と、を含む。
そして、前記フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基の個数が炭素数106個あたり0個以上30個以下である。
さらに、前記最表面層における、前記結着樹脂に対する、前記電荷輸送材料の含有量が59質量%以上72質量%以下である。
そして、前記フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基の個数が炭素数106個あたり0個以上30個以下である。
さらに、前記最表面層における、前記結着樹脂に対する、前記電荷輸送材料の含有量が59質量%以上72質量%以下である。
第二実施形態に係る感光体は、上記構成により、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下が抑制される。その理由は、次の通り推測される。
第二実施形態に係る感光体は、感光体の最表面層に酸性化合物を含有するため、上記と同様の理由により残留電位の低下度合いが均一に近くなる。
また、第二実施形態に係る感光体は、前記最表面層における、前記結着樹脂に対する、前記電荷輸送材料の含有量(以下、単に「TB比」とも称する)が上記数値範囲内である。TB比を当該範囲内とすることで、感光層中で発生するキャリアを蓄積しにくくする。また、TB比を当該範囲内とすることで、捕獲断面積が低減しやすくなる。そのため、感光体の残留電位が上昇しにくい。よって、TB比を前記範囲内とすることで、連続で画像形成を行った後、休止した場合において、残留電位の低下度合いの差が小さくなりやすい。
また、第二実施形態に係る感光体は、前記最表面層における、前記結着樹脂に対する、前記電荷輸送材料の含有量(以下、単に「TB比」とも称する)が上記数値範囲内である。TB比を当該範囲内とすることで、感光層中で発生するキャリアを蓄積しにくくする。また、TB比を当該範囲内とすることで、捕獲断面積が低減しやすくなる。そのため、感光体の残留電位が上昇しにくい。よって、TB比を前記範囲内とすることで、連続で画像形成を行った後、休止した場合において、残留電位の低下度合いの差が小さくなりやすい。
以上のことから、第二実施形態に係る感光体は、上記構成により、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下が抑制されると推測される。
以下、第一及び第二実施形態に係る感光体のいずれにも該当する感光体(以下「本実施形態に係る感光体」とも称する)について詳細に説明する。ただし、本発明の感光体の一例は、第一及び第二実施形態に係る感光体のいずれか一方に該当する感光体であればよい。
以下、本実施形態に係る電子写真感光体について図面を参照して説明する。
図1に示す電子写真感光体7は、例えば、導電性支持体4上に、下引層1と電荷発生層2と電荷輸送層3とが、この順序で積層された構造を有する感光体7が挙げられる。電荷発生層2及び電荷輸送層3が感光層5を構成している。
図1に示す電子写真感光体7は、例えば、導電性支持体4上に、下引層1と電荷発生層2と電荷輸送層3とが、この順序で積層された構造を有する感光体7が挙げられる。電荷発生層2及び電荷輸送層3が感光層5を構成している。
なお、電子写真感光体7は、下引層1が設けられていない層構成であってもよい。
また、電子写真感光体7は、電荷発生層2と電荷輸送層3との機能が一体化した単層型感光層を有する感光体であってもよい。単層型感光層を有する感光体の場合、単層型感光層が最表面層を構成する。
また、電子写真感光体7は、電荷発生層2と電荷輸送層3との機能が一体化した単層型感光層を有する感光体であってもよい。単層型感光層を有する感光体の場合、単層型感光層が最表面層を構成する。
以下、本実施形態に係る電子写真感光体の各層について詳細に説明する。なお、符号は省略して説明する。
(最表面層)
最表面層は、結着樹脂と、電荷輸送材料と、フッ素含有樹脂粒子と、酸性化合物と、を含む。最表面層は、適用する層(積層型感光層の電荷輸送層、又は単層型感光層)に応じて、添加剤を含む。なお、適用する層の詳細については、後述する。
最表面層は、結着樹脂と、電荷輸送材料と、フッ素含有樹脂粒子と、酸性化合物と、を含む。最表面層は、適用する層(積層型感光層の電荷輸送層、又は単層型感光層)に応じて、添加剤を含む。なお、適用する層の詳細については、後述する。
-結着樹脂-
結着樹脂は、電荷輸送層、及び単層型感光層に含有される結着樹脂である。結着樹脂の詳細については後述する。
結着樹脂の含有量は、最表面層における全固形分量に対して、52質量%以上59質量%以下が好ましく、53質量%以上57質量%以下がより好ましく、54質量%以上56質量%以下が更に好ましい。
結着樹脂は、電荷輸送層、及び単層型感光層に含有される結着樹脂である。結着樹脂の詳細については後述する。
結着樹脂の含有量は、最表面層における全固形分量に対して、52質量%以上59質量%以下が好ましく、53質量%以上57質量%以下がより好ましく、54質量%以上56質量%以下が更に好ましい。
-電荷輸送材料-
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、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、-C6H4-C(RT4)=C(RT5)(RT6)、又は-C6H4-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。
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。
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、「-C6H4-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。
-フッ素含有樹脂粒子-
フッ素含有樹脂粒子は、カルボキシル基の個数が炭素数106個あたり0個以上30個以下である。
フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基の個数は、帯電性向上の観点から、0個以上20個が好ましい。
フッ素含有樹脂粒子は、カルボキシル基の個数が炭素数106個あたり0個以上30個以下である。
フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基の個数は、帯電性向上の観点から、0個以上20個が好ましい。
ここで、フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基は、例えば、フッ素含有樹脂粒子に含まれる末端カルボン酸に由来するカルボキシル基である。
フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基の量は、特開平4-20507などに記載のように、次の通り測定する。
フッ素含有樹脂粒子をプレス機にて予備成型し、およそ0.1mm厚みのフィルムを作製した。作製したフィルムを赤外吸収スペクトルを測定した。フッ素含有樹脂粒子にフッ素ガスを接触させて作製したカルボン酸末端を完全にフッ素化したフッ素含有樹脂粒子についても赤外吸収スペクトルを測定し、両者の差スペクトルから次式によって末端カルボキシル基の個数(炭素数106個当たり)=(l×K)/t
l:吸光度
K:補正係数
t:フィルムの厚さ(mm)
カルボキシル基の吸収波数は3560cm-1、補正係数は440とする。
フッ素含有樹脂粒子をプレス機にて予備成型し、およそ0.1mm厚みのフィルムを作製した。作製したフィルムを赤外吸収スペクトルを測定した。フッ素含有樹脂粒子にフッ素ガスを接触させて作製したカルボン酸末端を完全にフッ素化したフッ素含有樹脂粒子についても赤外吸収スペクトルを測定し、両者の差スペクトルから次式によって末端カルボキシル基の個数(炭素数106個当たり)=(l×K)/t
l:吸光度
K:補正係数
t:フィルムの厚さ(mm)
カルボキシル基の吸収波数は3560cm-1、補正係数は440とする。
フッ素含有樹脂粒子としては、フルオロオレフィンのホモポリマーの粒子、2種以上の共重合体であって、フルオロオレフィンの1種又は2種以上と非フッ素系のモノマー(つまり、フッ素原子を有さないモノマー)との共重合体の粒子が挙げられる。
フルオロオレフィンとしては、例えばテトラフルオロエチレン(TFE)、パーフルオロビニルエーテル、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)などのパーハロオレフィン、フッ化ビニリデン(VdF)、トリフルオロエチレン、フッ化ビニルなどの非パーフルオロオレフィン等が挙げられる。これらの中でも、VdF、TFE、CTFE、HFPなどが好ましい。
一方、非フッ素系のモノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブテンなどのハイドロカーボン系オレフィン;シクロヘキシルビニルエーテル(CHVE)、エチルビニルエーテル(EVE)、ブチルビニルエーテル、メチルビニルエーテルなどのアルキルビニルエーテル;ポリオキシエチレンアリルエーテル(POEAE)、エチルアリルエーテルなどのアルケニルビニルエーテル;ビニルトリメトキシシラン(VSi)、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(メトキシエトキシ)シランなどの反応性α,β-不飽和基を有する有機ケイ素化合物;アクリル酸メチル、アクリル酸エチルなどのアクリル酸エステル;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルなどのメタクリル酸エステル;酢酸ビニル、安息香酸ビニル、「ベオバ」(商品名、シェル社製のビニルエステル)などのビニルエステル;などが挙げられる。これらの中でも、ルキルビニルエーテル、アリルビニルエーテル、ビニルエステル、反応性α,β-不飽和基を有する有機ケイ素化合物が好ましい。
これらの中でも、フッ素含有樹脂粒子としては、フッ素化率の高い粒子が好ましく、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン-パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体(PFA)、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、エチレン-クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)などの粒子がより好ましく、PTFE、FEP、PFAの粒子が特に好ましい。
フッ素含有樹脂粒子は、カルボキシル基の個数が炭素数106個あたり0個以上30個以下で、かつ塩基性化合物の量が0ppm以上3ppm以下である粒子であることが好ましい。
フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基の個数および塩基性化合物の量を上記範囲にすると、さらに、残留電位の上昇を抑えられる。
フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基の個数および塩基性化合物の量を上記範囲にすると、さらに、残留電位の上昇を抑えられる。
フッ素含有樹脂粒子の塩基性化合物の量は、残留電位の上昇抑制の観点から、0ppm以上1.5ppm以下が好ましく、0ppm以上1.2ppm以下がより好ましい。なお、ppmは、質量基準である。
フッ素含有樹脂粒子の塩基性化合物は、例えば、1)フッ素含有樹脂粒子を重合と共に粒子化するときに使用する重合開始剤に由来する塩基性化合物、2)重合後に凝集させる工程で用いる塩基性化合物、及び3)重合後に分散液を安定化する分散助剤として用いる塩基性化合物などである。
塩基性化合物としては、例えば、アミン化合物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化物、酢酸塩類等が対象(例えば、特に、アミン化合物が対象)となる。
塩基性化合物としては、例えば、沸点(常圧下(1気圧下)での沸点)が40℃以上130℃以下(好ましくは50℃以上110℃以下、より好ましは60℃以上90℃以下)の塩基性化合物が対象となる。
塩基性化合物としては、例えば、沸点(常圧下(1気圧下)での沸点)が40℃以上130℃以下(好ましくは50℃以上110℃以下、より好ましは60℃以上90℃以下)の塩基性化合物が対象となる。
アミン化合物としては、1級化合物、2級化合物、又は3級アミン化合物が挙げられる。
1級アミン化合物としては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、n-ブチルアミン、イソブチルアミン、t-ブチルアミン、ヘキシルアミン、2-エチルヘキシルアミン、セカンダリーブチルアミン、アリルアミン、メチルヘキシルアミン等が挙げられる。
1級アミン化合物としては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、n-ブチルアミン、イソブチルアミン、t-ブチルアミン、ヘキシルアミン、2-エチルヘキシルアミン、セカンダリーブチルアミン、アリルアミン、メチルヘキシルアミン等が挙げられる。
2級アミン化合物としては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ-n-プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ-n-ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ-t-ブチルアミン、ジヘキシルアミン、ジ(2-エチルヘキシル)アミン、N-イソプロピル-N-イソブチルアミン、ジ(2-エチルヘキシル)アミン、ジセカンダリーブチルアミン、ジアリルアミン、N-メチルヘキシルアミン、3-ピペコリン、4-ピペコリン、2,4-ルペチジン、2,6-ルペチジン、3,5-ルペチジン、モルホリン、N-メチルベンジルアミン等が挙げられる。
3級アミン化合物としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ-n-プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ-n-ブチルアミン、トリイソブチルアミン、トリ-t-ブチルアミン、トリヘキシルアミン、トリ(2-エチルヘキシル)アミン、N-メチルモルホリン、N,N-ジメチルアリルアミン、N-メチルジアリルアミン、トリアリルアミン、N,N-ジメチルアリルアミン、N,N,N’,N’-テトラメチル-1,2-ジアミノエタン、N,N,N’,N’-テトラメチル-1,3-ジアミノプロパン、N,N,N’,N’-テトラアリル-1,4-ジアミノブタン、N-メチルピペリジン、ピリジン、4-エチルピリジン、N-プロピルジアリルアミン、3-ジメチルアミノプロパノール、2-エチルピラジン、2,3-ジメチルピラジン、2,5-ジメチルピラジン、2,4-ルチジン、2,5-ルチジン、3,4-ルチジン、3,5-ルチジン、2,4,6-コリジン、2-メチル-4-エチルピリジン、2-メチル-5-エチルピリジン、N,N,N’,N’-テトラメチルヘキサメチレンジアミン、N-エチル-3-ヒドロキシピペリジン、3-メチル-4-エチルピリジン、3-エチル-4-メチルピリジン、4-(5-ノニル)ピリジン、イミダゾール、N-メチルピペラジン等が挙げられる。
アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物としては、例えば、NaOH、KOH、Ca(OH)2、Mg(OH)2、Ba(OH)2等が挙げられる。
アルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化物としては、例えば、CaO、MgO等が挙げられる。
酢酸塩類としては、例えば、酢酸亜鉛、酢酸ナトリウム等が挙げられる。
アルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化物としては、例えば、CaO、MgO等が挙げられる。
酢酸塩類としては、例えば、酢酸亜鉛、酢酸ナトリウム等が挙げられる。
フッ素含有樹脂粒子の塩基性化合物の量を低減する方法としては、1)粒子製造後、水、有機溶剤(メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール、テトラヒドロフラン 等)等により洗浄する方法、2)粒子製造後、粒子を加熱(例えば200℃以上250℃以下に加熱)し、塩基性化合物を分解又は気化して除去する等が挙げられる。
フッ素含有樹脂粒子の塩基性化合物の量は、次の通り測定する。
-前処理-
フッ素含有樹脂粒子を含む最表面層を溶剤(例えばテトラヒドロフラン)に浸漬し、フッ素含有樹脂粒子および溶剤に不溶な物質以外を溶剤(例えばテトラヒドロフラン)に溶解させた後、純水中に滴下し析出物をろ別する。その際に得られたPFOAを含む溶液を捕集する。さらにろ別により得られた不溶物を溶剤に溶解させた後、純水中に滴下し析出物をろ別する。この作業を5回繰り返し、測定試料としてのフッ素含有樹脂粒子を得る。
フッ素含有樹脂粒子を含む組成物を測定対象する場合、組成物に対して層状物の場合と同様な処理を実施し、測定試料としてのフッ素含有樹脂粒子を得る。
フッ素含有樹脂粒子自体を測定対象する場合、フッ素含有樹脂粒子に対して、最表面層から測定する場合と同様な処理を実施し、測定試料としてのフッ素含有樹脂粒子を得る。
-前処理-
フッ素含有樹脂粒子を含む最表面層を溶剤(例えばテトラヒドロフラン)に浸漬し、フッ素含有樹脂粒子および溶剤に不溶な物質以外を溶剤(例えばテトラヒドロフラン)に溶解させた後、純水中に滴下し析出物をろ別する。その際に得られたPFOAを含む溶液を捕集する。さらにろ別により得られた不溶物を溶剤に溶解させた後、純水中に滴下し析出物をろ別する。この作業を5回繰り返し、測定試料としてのフッ素含有樹脂粒子を得る。
フッ素含有樹脂粒子を含む組成物を測定対象する場合、組成物に対して層状物の場合と同様な処理を実施し、測定試料としてのフッ素含有樹脂粒子を得る。
フッ素含有樹脂粒子自体を測定対象する場合、フッ素含有樹脂粒子に対して、最表面層から測定する場合と同様な処理を実施し、測定試料としてのフッ素含有樹脂粒子を得る。
-測定-
一方、濃度が既知の塩基性化合物溶液(メタノール溶媒)を使用し、ガスクロマトグラフィーを利用し、濃度が既知の塩基性化合物溶液(メタノール溶媒)の塩基性化合物濃度とピーク面積の値から検量線(0ppmから100ppmまでの検量線)を得る。
そして、ガスクロマトグラフィーにより測定試料を測定し、得らえたピーク面積と検量線から、フッ素含有樹脂粒子の塩基性化合物の量を算出する。測定条件は、次の通りである。
一方、濃度が既知の塩基性化合物溶液(メタノール溶媒)を使用し、ガスクロマトグラフィーを利用し、濃度が既知の塩基性化合物溶液(メタノール溶媒)の塩基性化合物濃度とピーク面積の値から検量線(0ppmから100ppmまでの検量線)を得る。
そして、ガスクロマトグラフィーにより測定試料を測定し、得らえたピーク面積と検量線から、フッ素含有樹脂粒子の塩基性化合物の量を算出する。測定条件は、次の通りである。
-測定条件-
・ヘッドスペースサンプラー:(HP7694、HP社製)
・測定機:ガスクロマトグラフ(HP6890 series、HP社製)
・検出器:水素炎イオン化検出器(FID)
・カラム:HP19091S-433、HP社製)
・試料加熱時間:10min
・Sprit Ratio:300:1
・流速:1.0ml/min
・カラム昇温設定:60℃(3min)、60℃/min、200℃(1min)
・ヘッドスペースサンプラー:(HP7694、HP社製)
・測定機:ガスクロマトグラフ(HP6890 series、HP社製)
・検出器:水素炎イオン化検出器(FID)
・カラム:HP19091S-433、HP社製)
・試料加熱時間:10min
・Sprit Ratio:300:1
・流速:1.0ml/min
・カラム昇温設定:60℃(3min)、60℃/min、200℃(1min)
フッ素含有樹脂粒子の平均粒径は、特に制限はないが、0.2μm以上4.5μm以下が好ましく、0.2μm以上4μm以下がより好ましい。
フッ素含有樹脂粒子の平均粒径は、次の方法により測定される値である。
SEM(走査型電子顕微鏡)により例えば倍率5000倍以上で観察し、フッ素含有樹脂粒子(一次粒子が凝集した二次粒子)の最大径を測定し、これを50個の粒子について行った平均値をフッ素含有樹脂粒子の平均粒径とする。なお、SEMとして日本電子製JSM-6700Fを使用し、加速電圧5kVの二次電子画像を観察する。
SEM(走査型電子顕微鏡)により例えば倍率5000倍以上で観察し、フッ素含有樹脂粒子(一次粒子が凝集した二次粒子)の最大径を測定し、これを50個の粒子について行った平均値をフッ素含有樹脂粒子の平均粒径とする。なお、SEMとして日本電子製JSM-6700Fを使用し、加速電圧5kVの二次電子画像を観察する。
フッ素含有樹脂粒子の比表面積(BET比表面積)は、分散安定性の観点から、5m2/g以上15m2/g以下であることが好ましく、7m2/g以上13m2/g以下であることがより好ましい。
なお、比表面積は、BET式比表面積測定器(島津製作所製:フローソープII2300)を用い窒素置換法にて測定した値である。
なお、比表面積は、BET式比表面積測定器(島津製作所製:フローソープII2300)を用い窒素置換法にて測定した値である。
フッ素含有樹脂粒子の見掛密度は、分散安定性の観点から、0.2g/ml以上0.5g/ml以下であることが好ましく、0.3g/ml以上0.45g/ml以下であることがより好ましい。
なお、見掛密度はJIS K6891(1995年)に準拠して測定される値である。
なお、見掛密度はJIS K6891(1995年)に準拠して測定される値である。
フッ素含有樹脂粒子の溶融温度は、300℃以上340℃以下であることが好ましく、325℃以上335℃以下であることがより好ましい。
なお、溶融温度はJIS K6891(1995年)に準拠して測定される融点である。
なお、溶融温度はJIS K6891(1995年)に準拠して測定される融点である。
フッ素含有樹脂粒子の含有量は、最表面層における全固形分量に対して、3質量%以上11質量%以下が好ましく、5質量%以上10質量%以下がより好ましく、7質量%以上9質量%以下が更に好ましい。
フッ素含有樹脂粒子は、放射線を照射して得られる粒子(本明細書では、「放射線照射型のフッ素含有樹脂粒子」とも称する)、重合法により得られる粒子(本明細書では、「重合型のフッ素含有樹脂粒子」とも称する)等がある。
放射線照射型のフッ素含有樹脂粒子(放射線を照射して得られるフッ素含有樹脂粒子)とは、放射線重合と共に粒状化したフッ素含有樹脂粒子、重合後のフッ素含有樹脂を放射線照射による分解で、低分量化かつ微粒化したフッ素含有樹脂粒子を示す。
放射線照射型のフッ素含有樹脂粒子は、空気中での放射線の照射により、カルボン酸が多く生成するため、カルボキシル基も多く含有する。
一方、重合型のフッ素含有樹脂粒子(重合法により得られるフッ素含有樹脂粒子)とは、懸濁重合法、乳化重合法等により、重合と共に粒状化し、かつ放射線照射されていないフッ素含有樹脂粒子を示す。
放射線照射型のフッ素含有樹脂粒子は、空気中での放射線の照射により、カルボン酸が多く生成するため、カルボキシル基も多く含有する。
一方、重合型のフッ素含有樹脂粒子(重合法により得られるフッ素含有樹脂粒子)とは、懸濁重合法、乳化重合法等により、重合と共に粒状化し、かつ放射線照射されていないフッ素含有樹脂粒子を示す。
フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基の量を上記範囲内とする方法としては、1)粒子製造の過程で放射線を照射しない方法、2)放射線を照射する際に酸素が存在しない条件又は酸素濃度を低減した条件で行う方法等が挙げられる。
フッ素含有樹脂粒子は、重合型のフッ素含有樹脂粒子がよい。重合型のフッ素含有樹脂粒子は、上述のように、懸濁重合法、乳化重合法等により、重合と共に粒状化し、かつ放射線照射されていないフッ素含有樹脂粒子である。
ここで、懸濁重合法によるフッ素含有樹脂粒子の製造は、例えば、分散媒中で、フッ素含有樹脂を形成するためのモノマーと共に、重合開始剤、触媒等の添加物を懸濁した後、モノマーを重合させつつ、重合物を粒子化する方法である。
また、乳化重合法によるフッ素含有樹脂粒子の製造は、例えば、分散媒中で、フッ素含有樹脂を形成するためのモノマーと共に、重合開始剤、触媒等の添加物を、界面活性剤(つまり乳化剤)により乳化させた後、モノマーを重合させつつ、重合物を粒子化する方法である。
特に、フッ素含有樹脂粒子は、製造工程において放射線照射を行われないで得られた粒子であることがよい。
ただし、フッ素樹脂粒子は、酸素が存在しない又は酸素濃度が低減された条件で放射線照射が行われた放射線照射型のフッ素樹脂粒子も適用してもよい。
ここで、懸濁重合法によるフッ素含有樹脂粒子の製造は、例えば、分散媒中で、フッ素含有樹脂を形成するためのモノマーと共に、重合開始剤、触媒等の添加物を懸濁した後、モノマーを重合させつつ、重合物を粒子化する方法である。
また、乳化重合法によるフッ素含有樹脂粒子の製造は、例えば、分散媒中で、フッ素含有樹脂を形成するためのモノマーと共に、重合開始剤、触媒等の添加物を、界面活性剤(つまり乳化剤)により乳化させた後、モノマーを重合させつつ、重合物を粒子化する方法である。
特に、フッ素含有樹脂粒子は、製造工程において放射線照射を行われないで得られた粒子であることがよい。
ただし、フッ素樹脂粒子は、酸素が存在しない又は酸素濃度が低減された条件で放射線照射が行われた放射線照射型のフッ素樹脂粒子も適用してもよい。
-酸性化合物-
酸性化合物は、無機酸、有機酸のいずれであってもよい。酸性化合物は、1種単独の使用であっても、2種以上の併用であってもよい。
酸性化合物は、無機酸、有機酸のいずれであってもよい。酸性化合物は、1種単独の使用であっても、2種以上の併用であってもよい。
無機酸としては、例えば、リン酸化合物(PO-3基を有する化合物:例えば、りん酸(N3PO4))、硝酸化合物(NO3
-基を有する化合物:例えば、硝酸(HNO3))、塩化水素(HCl)等が挙げられる。
有機酸としては、例えば、スルホン酸化合物、カルボン酸化合物等が挙げられる。
スルホン酸化合物は、SOH3
-基有する化合物である。スルホン酸化合物としては、例えば、炭素数1以上20以下(好ましく炭素数1以上12以下)のアルキル基が置換したベンゼン環を有するスルホン酸化合物(トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、2,4-ジメチルベンゼンスルホン酸、ヒドロキシベンゼンスルホン酸等)、炭素数1以上6以下(好ましくは1以上4以下)のアルキルスルホン酸(メチルスルホン酸、エチルスルホン酸、プロパンスルホン酸、ブタンスルホン酸等)、それらの水和物、)が挙げられる。
カルボン酸化合物は、-COOH基を有する化合物である。カルボン酸化合物としては、シュウ酸、N,N-ジメチルアントラニル酸、マレイン酸、ピロリメット酸、ピルビン酸、酒石酸、クエン酸、トリフルオロ酢酸、フタル酸等が挙げられる。
カルボン酸化合物は、-COOH基を有する化合物である。カルボン酸化合物としては、シュウ酸、N,N-ジメチルアントラニル酸、マレイン酸、ピロリメット酸、ピルビン酸、酒石酸、クエン酸、トリフルオロ酢酸、フタル酸等が挙げられる。
つまり、酸性化合物としてはキャリアのトラップ確率を下げ残留電位の上昇を抑制しプリント休止中の残留電位回復ムラを発生しにくくする、または、キャリアの脱トラップ確率をより高めることで、感光体の残留電位の低下度合いをより均一に近くする観点から、スルホン酸化合物、カルボン酸化合物、りん酸化合物、及び硝酸化合物よりなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
これらの中でも、後述する酸解離定数(pKa)が所望の範囲内となりやすく、それにより最表面層が低抵抗化することで、感光体の残留電位の上昇度合いを抑制する、または残留電位の低下度合いを更に均一に近くする観点から、酸性化合物としては、スルホン酸化合物、及びカルボン酸化合物よりなる群から選択される少なくとも1種がより好ましく、ベンゼン環を有するスルホン酸化合物、およびカルボキシル基を2個以上4個以下有するカルボン酸化合物よりなる群から選択される少なくとも1種がさらに好ましい。
酸性化合物は、25℃の水における酸解離定数(pKa)が3以下の酸性化合物であることが好ましい。
ここで、酸解離定数(pKa)は、第一の酸解離定数(pKa1)のことを意味する。
酸性化合物の酸解離定数(pKa)を前記範囲内とすることで、最表面層が低抵抗化しやすい。それにより、感光体の残留電位の上昇度合いを抑制しやすい、または感光体の残留電位の低下度合いが更に均一に近くなりやすい。
ここで、酸解離定数(pKa)は、第一の酸解離定数(pKa1)のことを意味する。
酸性化合物の酸解離定数(pKa)を前記範囲内とすることで、最表面層が低抵抗化しやすい。それにより、感光体の残留電位の上昇度合いを抑制しやすい、または感光体の残留電位の低下度合いが更に均一に近くなりやすい。
酸性化合物の酸解離定数(pKa)は、最表面層の低抵抗化の観点から、-2.8以上2.5以下が好ましく、-2.1以上2.5以下がより好ましく、-2以上2.5以下がさらに好ましく、0.5以上2以下が最も好ましい。
酸性化合物の含有量は、最表面層に対して25ppm以上1000ppmであることが好ましく、30ppm以上700ppmであることがより好ましく、40ppm以上500ppmであることが更に好ましい。
酸性化合物の含有量を上記範囲内とすることで、キャリアのトラップ確率を下げ残留電位の上昇を抑制しプリント休止中の残留電位回復ムラを発生しにくくする、または、キャリアの脱トラップ確率がより高まりやすくなり、感光体の残留電位の低下度合いがより均一に近くなりやすい。
酸性化合物の含有量を上記範囲内とすることで、キャリアのトラップ確率を下げ残留電位の上昇を抑制しプリント休止中の残留電位回復ムラを発生しにくくする、または、キャリアの脱トラップ確率がより高まりやすくなり、感光体の残留電位の低下度合いがより均一に近くなりやすい。
-フッ素系グラフトポリマー-
最表面層は、必要に応じて、フッ素系グラフトポリマーを含有してもよい。
フッ素系グラフトポリマーは、フッ素元素を有する分散剤である。
フッ素系グラフトポリマーとしては、フッ化アルキル基を有する重合性化合物を単独重合又は共重合した重合体(以下「フッ化アルキル基含有重合体」とも称する)が挙げられる。
最表面層は、必要に応じて、フッ素系グラフトポリマーを含有してもよい。
フッ素系グラフトポリマーは、フッ素元素を有する分散剤である。
フッ素系グラフトポリマーとしては、フッ化アルキル基を有する重合性化合物を単独重合又は共重合した重合体(以下「フッ化アルキル基含有重合体」とも称する)が挙げられる。
フッ素系グラフトポリマーとして具体的には、フッ化アルキル基を有する(メタ)アクリレートの単独重合体、フッ化アルキル基を有する(メタ)アクリレートとフッ素原子を有さないモノマーとのランダム又はブロック共重合体等が挙げられる。なお、(メタ)アクリレートとは、アクリレートおよびメタクリレートの双方を意味する。
フッ化アルキル基を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、2,2,2-トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル(メタ)アククリレートが挙げられる。
フッ素原子を有さないモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アククリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチルo-フェニルフェノール(メタ)アクリレート、o-フェニルフェノールグリシジルエーテル(メタ)アクリレートが挙げられる。
その他、フッ素系グラフトポリマーとして具体的には、米国特許5637142号明細書、特許第4251662号公報などに開示されたブロック又はブランチポリマーも挙げられる。更に、フッ素系グラフトポリマーとして具体的には、フッ素系界面活性剤も挙げられる。
これらの中でも、フッ素系グラフトポリマーとしては、下記一般式(FA)で示される構造単位を有するフッ化アルキル基含有重合体が好ましく、下記一般式(FA)で示される構造単位と、下記一般式(FB)で示される構造単位とを有するフッ化アルキル基含有重合体がより好ましい。
以下、下記一般式(FA)で示される構造単位と、下記一般式(FB)で示される構造単位とを有するフッ化アルキル基含有重合体について説明する。
一般式(FA)及び(FB)中、RF1、RF2、RF3及びRF4は、各々独立に、水素原子、又はアルキル基を表す。
XF1は、アルキレン鎖、ハロゲン置換アルキレン鎖、-S-、-O-、-NH-、又は単結合を表す。
YF1は、アルキレン鎖、ハロゲン置換アルキレン鎖、-(CfxH2fx-1(OH))-又は単結合を表す。
QF1は、-O-、又は-NH-を表す。
fl、fm及びfnは、各々独立に、1以上の整数を表す。
fp、fq、fr及びfsは、各々独立に、0または1以上の整数を表す。
ftは、1以上7以下の整数を表す。
fxは1以上の整数を表す。
XF1は、アルキレン鎖、ハロゲン置換アルキレン鎖、-S-、-O-、-NH-、又は単結合を表す。
YF1は、アルキレン鎖、ハロゲン置換アルキレン鎖、-(CfxH2fx-1(OH))-又は単結合を表す。
QF1は、-O-、又は-NH-を表す。
fl、fm及びfnは、各々独立に、1以上の整数を表す。
fp、fq、fr及びfsは、各々独立に、0または1以上の整数を表す。
ftは、1以上7以下の整数を表す。
fxは1以上の整数を表す。
一般式(FA)及び(FB)中、RF1、RF2、RF3及びRF4を表す基としては、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基等が好ましく、水素原子、メチル基がより好ましく、メチル基が更に好ましい。
一般式(FA)及び(FB)中、XF1及びYF1を表すアルキレン鎖(未置換アルキレン鎖、ハロゲン置換アルキレン鎖)としては、炭素数1以上10以下の直鎖状又は分岐状のアルキレン鎖が好ましい。
YF1を表す-(CfxH2fx-1(OH))-中のfxは、1以上10以下の整数を表すことが好ましい。
fp、fq、fr及びfsは、それぞれ独立に0または1以上10以下の整数を表すことが好ましい。
fnは、例えば、1以上60以下が好ましい。
YF1を表す-(CfxH2fx-1(OH))-中のfxは、1以上10以下の整数を表すことが好ましい。
fp、fq、fr及びfsは、それぞれ独立に0または1以上10以下の整数を表すことが好ましい。
fnは、例えば、1以上60以下が好ましい。
ここで、フッ素系グラフトポリマーにおいて、一般式(FA)で示される構造単位と一般式(FB)で示される構造単位との比、つまり、fl:fmは、1:9から9:1までの範囲が好ましく、3:7から7:3までの範囲がより好ましい。
フッ素系グラフトポリマーは、一般式(FA)で示される構造単位と一般式(FB)で示される構造単位とに加え、一般式(FC)で示される構造単位を更に有していてもよい。一般式(FC)で示される構造単位の含有比は、一般式(FA)及び(FB)で示される構造単位の合計、即ちfl+fmとの比(fl+fm:fz)で、10:0から7:3までの範囲が好ましく、9:1から7:3までの範囲がより好ましい。
一般式(FC)中、RF5、及びRF6は、各々独立に、水素原子、又はアルキル基を表す。fzは、1以上の整数を表す。
一般式(FC)中、RF5、及びRF6を表す基としては、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基等が好ましく、水素原子、メチル基がより好ましく、メチル基が更に好ましい。
フッ素系グラフトポリマーの市販品としては、例えば、GF300、GF400(東亞合成社製)、サーフロンシリーズ(AGCセイミケミカル社製)、フタージェントシリーズ(ネオス社製)、PFシリーズ(北村化学社製)、メガファックシリーズ(DIC製)、FCシリーズ(3M製)等が挙げられる。
フッ素系グラフトポリマーの重量平均分子量Mwは、フッ素含有樹脂粒子の分散性向上の観点から、2万以上20万以下が好ましく、5万以上20万以下がより好ましい。
フッ素系グラフトポリマーの重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定される値である。GPCによる分子量測定は、例えば、測定装置として東ソー製GPC・HLC-8120を用い、東ソー製カラム・TSKgel GMHHR-M+TSKgel GMHHR-M(7.8mmI.D.30cm)を使用し、クロロホルム溶媒で行い、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作製した分子量校正曲線を使用して算出する。
フッ素系グラフトポリマーの含有量は、例えば、フッ素含有樹脂粒子に対して0.5質量%以上10質量%以下が好ましく、1質量%以上7質量%以下がより好ましい。
なお、フッ素系グラフトポリマーは、1種を単独でまたは2種以上を併用してもよい。
なお、フッ素系グラフトポリマーは、1種を単独でまたは2種以上を併用してもよい。
-TB比-
最表面層における、結着樹脂に対する、電荷輸送材料の含有量(つまり、TB比)は、59質量%以上72質量%以下である。
感光体の残留電位の上昇をより抑制する観点から、TB比は、60質量%以上71質量%以下であることが好ましく、61%以上69%以下であることがより好ましく、64%以上67%以下であることが更に好ましい。
最表面層における、結着樹脂に対する、電荷輸送材料の含有量(つまり、TB比)は、59質量%以上72質量%以下である。
感光体の残留電位の上昇をより抑制する観点から、TB比は、60質量%以上71質量%以下であることが好ましく、61%以上69%以下であることがより好ましく、64%以上67%以下であることが更に好ましい。
(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導電性基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。
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)
下引層は、例えば、無機粒子と結着樹脂とを含む層である。
下引層は、例えば、無機粒子と結着樹脂とを含む層である。
無機粒子としては、例えば、粉体抵抗(体積抵抗率)102Ωcm以上1011Ωcm以下の無機粒子が挙げられる。
これらの中でも、上記抵抗値を有する無機粒子としては、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。
これらの中でも、上記抵抗値を有する無機粒子としては、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。
無機粒子のBET法による比表面積は、例えば、10m2/g以上がよい。
無機粒子の体積平均粒径は、例えば、50nm以上2000nm以下(好ましくは60nm以上1000nm以下)がよい。
無機粒子の体積平均粒径は、例えば、50nm以上2000nm以下(好ましくは60nm以上1000nm以下)がよい。
無機粒子の含有量は、例えば、結着樹脂に対して、10質量%以上80質量%以下であることが好ましく、より好ましくは40質量%以上80質量%以下である。
無機粒子は、表面処理が施されていてもよい。無機粒子は、表面処理の異なるもの、又は、粒径の異なるものを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、シランカップリング剤が好ましく、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。
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、無機粒子に対して0.5質量%以上10質量%以下が好ましい。
ここで、下引層は、無機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。
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、下引層中に無機粒子と共に分散して含まれていてもよいし、無機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無機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、無機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無機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無機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無機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無機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、無機粒子に対して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。
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、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。
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、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。
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。
下引層は、ビッカース硬度が35以上であることがよい。
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。
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。
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。
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、好ましくは15μm以上、より好ましくは20μm以上50μm以下の範囲内に設定される。
(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。
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。なお、中間層を下引層として使用してもよい。
(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。
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。
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。
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、-C6H4-C(RT4)=C(RT5)(RT6)、又は-C6H4-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。
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。
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、「-C6H4-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。
塗膜の乾燥条件としては、100℃以上150℃以上の条件で、15分以上60分以下加熱を行うことが好ましい。
塗膜の乾燥条件を上記範囲内とすることで電荷輸送層が形成される感光体は、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下がより抑制される。その理由は次の通り推測される。
塗膜の乾燥条件を上記範囲内とすることで、電荷輸送層中の残留溶媒の量が低減しやすく、かつ電荷輸送材料の熱分解を抑制しやすくなる。電荷輸送層の残留溶媒を低減、または、電荷輸送材材料の熱分解を抑制することにより、正孔の輸送性が本来の性能を発揮しやすくなり、それによって感光体の残留電位がより上昇しにくくなる。
以上のことから連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下がより抑制されると推測される。
塗膜の乾燥条件を上記範囲内とすることで電荷輸送層が形成される感光体は、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下がより抑制される。その理由は次の通り推測される。
塗膜の乾燥条件を上記範囲内とすることで、電荷輸送層中の残留溶媒の量が低減しやすく、かつ電荷輸送材料の熱分解を抑制しやすくなる。電荷輸送層の残留溶媒を低減、または、電荷輸送材材料の熱分解を抑制することにより、正孔の輸送性が本来の性能を発揮しやすくなり、それによって感光体の残留電位がより上昇しにくくなる。
以上のことから連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下がより抑制されると推測される。
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。
(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。
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。
(残留電位の差の絶対値|RP1-RP10000|)
本実施形態に係る感光体は、下記手順で帯電及び露光を10000回繰り返した場合において、帯電及び露光を1回行った後の残留電位RP1と、帯電及び露光を10000回行った後の残留電位RP10000と、の差の絶対値(|RP1-RP10000|)が25V以下である。
本実施形態に係る感光体は、下記手順で帯電及び露光を10000回繰り返した場合において、帯電及び露光を1回行った後の残留電位RP1と、帯電及び露光を10000回行った後の残留電位RP10000と、の差の絶対値(|RP1-RP10000|)が25V以下である。
前記残留電位RP1及びRP10000の測定において、感光体の帯電及び露光は下記手順にて行う。
感光体を30℃、85%RHの環境下、グリッド印加電圧-700Vのスコロトロン帯電器で感光体の表面の電位(つまり、帯電電位)が-700Vとなる様に帯電させる。次いで帯電から0.1秒後、感光体に780nmの半導体レーザを用いて、10mJ/m2の光量にてフラッシュ露光をする。露光から0.05秒後の感光体表面の電位(V)を測定し、この測定値を残留電位RP1とする。同様の手順で感光体の帯電及び露光の操作を繰り返し(なお、この時、感光体表面の電位(V)の測定は行わない。)、帯電及び露光の操作を10000回行った時の露光後、0.1秒後の感光体表面の電位(V)を測定し、この測定値を残留電位RP10000とする。
感光体を30℃、85%RHの環境下、グリッド印加電圧-700Vのスコロトロン帯電器で感光体の表面の電位(つまり、帯電電位)が-700Vとなる様に帯電させる。次いで帯電から0.1秒後、感光体に780nmの半導体レーザを用いて、10mJ/m2の光量にてフラッシュ露光をする。露光から0.05秒後の感光体表面の電位(V)を測定し、この測定値を残留電位RP1とする。同様の手順で感光体の帯電及び露光の操作を繰り返し(なお、この時、感光体表面の電位(V)の測定は行わない。)、帯電及び露光の操作を10000回行った時の露光後、0.1秒後の感光体表面の電位(V)を測定し、この測定値を残留電位RP10000とする。
連続で画像形成を行った後、休止した場合において、残留電位の低下度合いの差をより小さくする観点から、前記絶対値(|RP1-RP10000|)は25V以下であることが好ましく、20V以下であることがより好ましく、10V以下であることが更に好ましい。
連続で画像形成を行った後、休止した場合において、残留電位の低下度合いの差をより小さくする観点から、前記絶対値(|RP1-RP10000|)は0Vであることが好ましいが、1V以上であってもよいし、3V以上であってもよい。
連続で画像形成を行った後、休止した場合において、残留電位の低下度合いの差をより小さくする観点から、前記絶対値(|RP1-RP10000|)は0Vであることが好ましいが、1V以上であってもよいし、3V以上であってもよい。
ここで、前記絶対値(|RP1-RP10000|)を上記数値範囲内とする方法としては、例えば、最表面層が酸性化合物を含有し、かつTB比を54%以上75%以下とすることが好ましい。
残留電位RP10000の絶対値(|RP10000|)は、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下を抑制する観点から、100V以下であることが好ましく、70V以下であることがより好ましく、40V以下であることが更に好ましい。
残留電位RP10000の絶対値(|RP10000|)は、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下を抑制する観点から、0Vであることが好ましいが、3V以上であってもよい。
残留電位RP10000の絶対値(|RP10000|)は、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下を抑制する観点から、0Vであることが好ましいが、3V以上であってもよい。
<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、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。
ここで、画像形成装置としては、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であることが好ましい。
当該構成の画像形成装置は、電子写真感光体が画像形成中に受ける光照射量が多いため連続で画像形成を行った時の残留電位の上昇量が大きくい。そのため、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下が引きおこりやすいことがある。そこで、本実施形態に係る感光体を適用することで、感光体の残留電位の上昇を抑制できるため、上記構成を有する画像形成装置であっても、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下を抑制できる。
当該構成の画像形成装置は、電子写真感光体が画像形成中に受ける光照射量が多いため連続で画像形成を行った時の残留電位の上昇量が大きくい。そのため、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下が引きおこりやすいことがある。そこで、本実施形態に係る感光体を適用することで、感光体の残留電位の上昇を抑制できるため、上記構成を有する画像形成装置であっても、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下を抑制できる。
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2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2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。
本実施形態に係る画像形成装置100は、図2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2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2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。
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。
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。
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。
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。
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3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3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。
図3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。
以下に実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」はすべて質量基準である。
<フッ素含有樹脂粒子の製造>
-フッ素含有樹脂粒子(1)の製造-
次の通り、フッ素含有樹脂粒子(1)を製造した。
市販のホモポリテトラフルオロエチレンファインパウダー(ASTM D 4895(2004)に準拠して測定した標準比重2.175)100質量部、添加剤としてエタノール2.4質量部をバリアナイロン製の袋に採取し、袋全体を窒素置換した。その後、室温にてコバルト-60γ線を150kGy照射し、低分子量ポリテトラフルオロエチレン粉末を得た。得られた粉末を粉砕し、フッ素含有樹脂粒子(1)を得た。
-フッ素含有樹脂粒子(1)の製造-
次の通り、フッ素含有樹脂粒子(1)を製造した。
市販のホモポリテトラフルオロエチレンファインパウダー(ASTM D 4895(2004)に準拠して測定した標準比重2.175)100質量部、添加剤としてエタノール2.4質量部をバリアナイロン製の袋に採取し、袋全体を窒素置換した。その後、室温にてコバルト-60γ線を150kGy照射し、低分子量ポリテトラフルオロエチレン粉末を得た。得られた粉末を粉砕し、フッ素含有樹脂粒子(1)を得た。
-フッ素含有樹脂粒子(2)の製造-
フッ素含有樹脂粒子(1)の製造において、酸素濃度を8%になるように袋全体を窒素置換した以外は、フッ素含有樹脂粒子(1)の製造と同様にして、フッ素含有樹脂粒子(2)を製造した。
フッ素含有樹脂粒子(1)の製造において、酸素濃度を8%になるように袋全体を窒素置換した以外は、フッ素含有樹脂粒子(1)の製造と同様にして、フッ素含有樹脂粒子(2)を製造した。
-フッ素含有樹脂粒子(3)の製造-
オートクレーブに、脱イオン水3リットルおよびパーフルオロオクタン酸アンモニウム3.0g、さらに乳化安定剤としてパラフィンワックス(日本石油(株)製)110gを仕込み、窒素で3回、TFE(テトラフルオロエチレン)で2回系内を置換して酸素を取り除いた後、TFEで内圧を1.0MPaにして、250rpmで撹拌しながら、内温を70℃に保った。つぎに、連鎖移動剤として常圧で150cc分のエタンおよび重合開始剤である300mgの過硫酸アンモニウムを溶かした20mlの水溶液を系内に仕込み反応を開始した。反応中は、系内の温度を70℃に保ち、オートクレーブの内圧は常に1.0±0.05MPaに保つように連続的にTFEを供給した。開始剤を添加してから反応で消費されたTFEが1000gに達した時点で、TFEの供給と撹拌を停止し、反応を終了した。その後遠心分離により粒子を分離し、更にメタノール400質量部を採取し超音波を照射しながら攪拌機250rpmにて10分洗浄し、上澄みをろ過した。本操作を3回繰り返した後、ろ過物を減圧下60度、17時間乾燥させた。
以上の工程を経て、フッ素含有樹脂粒子(3)を製造した。
オートクレーブに、脱イオン水3リットルおよびパーフルオロオクタン酸アンモニウム3.0g、さらに乳化安定剤としてパラフィンワックス(日本石油(株)製)110gを仕込み、窒素で3回、TFE(テトラフルオロエチレン)で2回系内を置換して酸素を取り除いた後、TFEで内圧を1.0MPaにして、250rpmで撹拌しながら、内温を70℃に保った。つぎに、連鎖移動剤として常圧で150cc分のエタンおよび重合開始剤である300mgの過硫酸アンモニウムを溶かした20mlの水溶液を系内に仕込み反応を開始した。反応中は、系内の温度を70℃に保ち、オートクレーブの内圧は常に1.0±0.05MPaに保つように連続的にTFEを供給した。開始剤を添加してから反応で消費されたTFEが1000gに達した時点で、TFEの供給と撹拌を停止し、反応を終了した。その後遠心分離により粒子を分離し、更にメタノール400質量部を採取し超音波を照射しながら攪拌機250rpmにて10分洗浄し、上澄みをろ過した。本操作を3回繰り返した後、ろ過物を減圧下60度、17時間乾燥させた。
以上の工程を経て、フッ素含有樹脂粒子(3)を製造した。
-フッ素含有樹脂粒子(C1)の製造-
フッ素含有樹脂粒子(1)の製造において、放射線照射を空気中で行った以外はした以外は、フッ素含有樹脂粒子(1)の製造と同様にして、フッ素含有樹脂粒子(C1)を製造した。
フッ素含有樹脂粒子(1)の製造において、放射線照射を空気中で行った以外はした以外は、フッ素含有樹脂粒子(1)の製造と同様にして、フッ素含有樹脂粒子(C1)を製造した。
<実施例1>
-感光体の作製-
得られたフッ素含有樹脂粒子を使用し、次の通り感光体を作製した。
-感光体の作製-
得られたフッ素含有樹脂粒子を使用し、次の通り感光体を作製した。
酸化亜鉛:(平均粒径70nm:テイカ社製:比表面積値15m2/g)100部をテトラヒドロフラン500部と攪拌混合し、シランカップリング剤(KBE503:信越化学工業社製)1.4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、120℃で3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。
前記表面処理を施した酸化亜鉛110部を500部のテトラヒドロフランと攪拌混合し、アリザリン0.6部を50部のテトラヒドロフランに溶解させた溶液を添加し、50℃にて5時間攪拌した。その後、減圧ろ過にてアリザリンを付与させた酸化亜鉛をろ別し、さらに60℃で減圧乾燥を行い、アリザリン付与酸化亜鉛を得た。
このアリザリン付与酸化亜鉛60部と硬化剤(ブロック化イソシアネート スミジュール3175、住友バイエルンウレタン社製):13.5部とブチラール樹脂 (エスレックBM-1、積水化学工業社製)15部とメチルエチルケトン85部とを混合し混合液を得た。この混合液38部と、メチルエチルケトン25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2時間の分散を行い、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部、シリコーン樹脂粒子(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・ジャパン合同会社):30部を添加し、下引層用塗布液を得た。この塗布液を浸漬塗布法にて、円筒状アルミニウム基材上に塗布し、170℃、30分の乾燥硬化を行い厚さ24μmの下引層を得た。
前記表面処理を施した酸化亜鉛110部を500部のテトラヒドロフランと攪拌混合し、アリザリン0.6部を50部のテトラヒドロフランに溶解させた溶液を添加し、50℃にて5時間攪拌した。その後、減圧ろ過にてアリザリンを付与させた酸化亜鉛をろ別し、さらに60℃で減圧乾燥を行い、アリザリン付与酸化亜鉛を得た。
このアリザリン付与酸化亜鉛60部と硬化剤(ブロック化イソシアネート スミジュール3175、住友バイエルンウレタン社製):13.5部とブチラール樹脂 (エスレックBM-1、積水化学工業社製)15部とメチルエチルケトン85部とを混合し混合液を得た。この混合液38部と、メチルエチルケトン25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2時間の分散を行い、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部、シリコーン樹脂粒子(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・ジャパン合同会社):30部を添加し、下引層用塗布液を得た。この塗布液を浸漬塗布法にて、円筒状アルミニウム基材上に塗布し、170℃、30分の乾燥硬化を行い厚さ24μmの下引層を得た。
次に、X線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)が7.5°、9.9°、12.5°、16.3°、18.6°、25.1°、28.3°に強い回折ピークを持つヒドロキシガリウムフタロシアニン1部を、ポリビニルブチラール(エスレックBM-5、積水化学工業社製)1部及び酢酸n-ブチル80部と混合し、これをガラスビーズと共にペイントシェーカーで1時間分散処理することにより電荷発生層用塗布液を調製した。得られた塗布液を下引層が形成された導電性支持体上に浸漬塗布し、130℃で10分間加熱乾燥して膜厚0.15μmの電荷発生層を形成した。
電荷輸送材料として下記式(CTM1)で表されるベンジジン化合物39部(TB比:43%)、結着樹脂として下記式(PCZ1)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(粘度平均分子量:40,000)52部、酸性化合物としてマロン酸を表1に示す量となる質量部(以下、酸性化合物は、表1に示す量(最表面層の固形分に対する量(ppm))となるように配合する。)をトルエン350部、テトラヒドロフラン150部に溶解させ、フッ素含有樹脂粒子(1)9.8部及びフッ素含有分散剤GF400(東亜合成社製)1部加え、高圧ホモジナイザーで5回処理して、電荷発生層用塗布液を調製した。
得られた塗布液を上記電荷発生層上に浸漬塗布法で塗布し、140℃、45分の加熱を行い膜厚31μmの電荷輸送層を形成した。
得られた塗布液を上記電荷発生層上に浸漬塗布法で塗布し、140℃、45分の加熱を行い膜厚31μmの電荷輸送層を形成した。
以上の工程を経て、各感光体を作製した。
<実施例2~43、比較例1~9、及び参考例1、2>
酸性化合物の種類及び量、フッ素含有樹脂粒子の種類、電荷輸送層形成時の乾燥温度並びに結着樹脂及び電荷輸送材料の添加量を表1~3に示すTB比となる様に変更した以外は、実施例1と同様にして、感光体を作製した。なお、結着樹脂及び電荷輸送材料の添加量の合計は実施例1と同様とした。
酸性化合物の種類及び量、フッ素含有樹脂粒子の種類、電荷輸送層形成時の乾燥温度並びに結着樹脂及び電荷輸送材料の添加量を表1~3に示すTB比となる様に変更した以外は、実施例1と同様にして、感光体を作製した。なお、結着樹脂及び電荷輸送材料の添加量の合計は実施例1と同様とした。
<評価>
(各種測定)
フッ素含有樹脂粒子について、既述の方法に従って下記特性を測定した。
・カルボキシル基(表中「COOH」と表記)の「炭素数106個あたり個数(個)」
各例で得られた感光体について、既述の方法に従って下記特性を測定した。
・絶対値(|RP1-RP10000|)(表中「ΔRP」と表記)
(各種測定)
フッ素含有樹脂粒子について、既述の方法に従って下記特性を測定した。
・カルボキシル基(表中「COOH」と表記)の「炭素数106個あたり個数(個)」
各例で得られた感光体について、既述の方法に従って下記特性を測定した。
・絶対値(|RP1-RP10000|)(表中「ΔRP」と表記)
-帯電電位の測定-
感光体を30℃、85%RHの環境下、グリッド印加電圧-700Vのスコロトロン帯電器で感光体を帯電させた。次いで帯電から0.1秒後、感光体の表面の電位(V)を測定し、この測定値を帯電電位VH1とした。その後、感光体に780nmの半導体レーザを用いて、10mJ/m2の光量にてフラッシュ露光を行い感光体の除電を行った。同様の手順で感光体の帯電及び露光の操作を繰り返し(なお、この時、感光体表面の電位(V)の測定は行わない。)、10000回目の帯電から0.1秒後、感光体の表面の電位(V)を測定し、この測定値を帯電電位VH10000とした。そして、VH1と、VH10000と、の差の絶対値(|VH1-VH10000|)(表中「ΔVH」と表記を算出した。
感光体を30℃、85%RHの環境下、グリッド印加電圧-700Vのスコロトロン帯電器で感光体を帯電させた。次いで帯電から0.1秒後、感光体の表面の電位(V)を測定し、この測定値を帯電電位VH1とした。その後、感光体に780nmの半導体レーザを用いて、10mJ/m2の光量にてフラッシュ露光を行い感光体の除電を行った。同様の手順で感光体の帯電及び露光の操作を繰り返し(なお、この時、感光体表面の電位(V)の測定は行わない。)、10000回目の帯電から0.1秒後、感光体の表面の電位(V)を測定し、この測定値を帯電電位VH10000とした。そして、VH1と、VH10000と、の差の絶対値(|VH1-VH10000|)(表中「ΔVH」と表記を算出した。
-画像濃度ムラ評価-
得られた感光体を富士ゼロックス社製複写機「Versant 180i Press」に搭載し、30℃/85%RHの条件で画像濃度30%の画像を連続10000枚出力した。その後、複写機を12時間休止した。その後、再び画像濃度30%の画像を1枚出力し、当該画像の濃度変化を目視にて行った。評価基準は以下の通りである。なお、許容範囲はA~Cである。
A:濃度変化なし
B:濃度変化がほとんどない
C:濃度変化が若干あり実使用上問題が生じることがある
D:濃度変化あり実使用に耐えない
得られた感光体を富士ゼロックス社製複写機「Versant 180i Press」に搭載し、30℃/85%RHの条件で画像濃度30%の画像を連続10000枚出力した。その後、複写機を12時間休止した。その後、再び画像濃度30%の画像を1枚出力し、当該画像の濃度変化を目視にて行った。評価基準は以下の通りである。なお、許容範囲はA~Cである。
A:濃度変化なし
B:濃度変化がほとんどない
C:濃度変化が若干あり実使用上問題が生じることがある
D:濃度変化あり実使用に耐えない
表中の略称について以下に示す。
・DBSA:ドデシルベンゼンスルホン酸
・DBSA:ドデシルベンゼンスルホン酸
(実機評価)
-評価用画像形成装置-
実施例2及び比較例2で得られた感光体を、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富士ゼロックス社製 Versant 180i Pressに装着した。
この装置を評価用画像形成装置とした。
-評価用画像形成装置-
実施例2及び比較例2で得られた感光体を、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富士ゼロックス社製 Versant 180i Pressに装着した。
この装置を評価用画像形成装置とした。
-画像濃度ムラ評価-
前記評価用画像形成装置を用いて、30℃/85%RHの条件で画像濃度30%の画像を連続10000枚出力した。その後、複写機を12時間休止した。その後、再び画像濃度30%の画像を1枚出力し、当該画像の濃度変化を目視にて行った。
その結果、実施例2で得られた感光体を備えた前記評価用画像形成装置を用いた場合、得られた画像の濃度変化がなかった。一方、比較例2で得られた感光体を備えた前記評価用画像形成装置を用いた場合、得られた画像の濃度変化あり実使用に耐えないものであった。
前記評価用画像形成装置を用いて、30℃/85%RHの条件で画像濃度30%の画像を連続10000枚出力した。その後、複写機を12時間休止した。その後、再び画像濃度30%の画像を1枚出力し、当該画像の濃度変化を目視にて行った。
その結果、実施例2で得られた感光体を備えた前記評価用画像形成装置を用いた場合、得られた画像の濃度変化がなかった。一方、比較例2で得られた感光体を備えた前記評価用画像形成装置を用いた場合、得られた画像の濃度変化あり実使用に耐えないものであった。
上記結果から、本実施例の感光体は、連続で画像形成を行った後に休止し、再度画像形成を行う場合における画像濃度の均一性の低下を抑制できることがわかる。
なお、参考例1は、カルボキシル基の個数が炭素数106個あたり30個超えであるフッ素含有樹脂粒子を最表面層に含む感光体であり、画像濃度の均一性の低下が発生していないことがわかる。
なお、参考例1は、カルボキシル基の個数が炭素数106個あたり30個超えであるフッ素含有樹脂粒子を最表面層に含む感光体であり、画像濃度の均一性の低下が発生していないことがわかる。
1 下引層、2 電荷発生層、3 電荷輸送層、4 導電性基体、7A,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 (13)
- 導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層と、を有し、
最表面層が、結着樹脂と、電荷輸送材料と、フッ素含有樹脂粒子と、酸性化合物と、を含み、
前記フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基の個数が炭素数106個あたり0個以上30個以下であり、
帯電電位-700V、露光強度5mJ/m2の条件で帯電及び露光を10000回繰り返した場合において、帯電及び露光1回行った後の残留電位RP1と、帯電及び露光10000回行った後の残留電位RP10000と、の差の絶対値(|RP1-RP10000|)が25V以下である電子写真感光体。 - 前記最表面層における、前記結着樹脂に対する、前記電荷輸送材料の含有量が59質量%以上72質量%以下である請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記最表面層における、前記結着樹脂に対する、前記電荷輸送材料の含有量が61質量%以上69質量%以下である請求項2に記載の電子写真感光体。
- 導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層と、を有し、
最表面層が、結着樹脂と、電荷輸送材料と、フッ素含有樹脂粒子と、酸性化合物と、を含み、
前記フッ素含有樹脂粒子のカルボキシル基の個数が炭素数106個あたり0個以上30個以下であり、
前記最表面層における、前記結着樹脂に対する、前記電荷輸送材料の含有量が59質量%以上72質量%以下である電子写真感光体。 - 前記酸性化合物の酸解離定数(pKa)が、-2.8以上2.5以下である請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記酸性化合物の酸解離定数(pKa)が、-2以上1.5以下である請求項5に記載の電子写真感光体。
- 前記酸性化合物が、スルホン酸化合物、カルボン酸化合物、りん酸化合物、及び硝酸化合物よりなる群から選択される少なくとも1種である請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記酸性化合物が、スルホン酸化合物、及びカルボン酸化合物よりなる群から選択される少なくとも1種である請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記スルホン酸化合物が、ベンゼン環を有するスルホン酸化合物であり、
前記カルボン酸化合物が、カルボキシル基を2個以上4個以下有するカルボン酸化合物である請求項7又は請求項8に記載の電子写真感光体。 - 前記酸性化合物の含有量が、最表面層に対して25ppm以上1000ppm以下である請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 請求項1~請求項10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。 - 請求項1~請求項10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。 - 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請求項12に記載の画像形成装置。
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