JP2023144995A - 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 - Google Patents
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- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
Abstract
【課題】色点の発生を抑制す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下引層と、前記下引層上に設けられた電荷発生層と、前記電荷発生層上に設けられた電荷輸送層と、を有し、かつ前記導電性基体の少なくとも一方の軸方向の一端部に、前記下引層又は前記電荷発生層が露出している部分を有し、前記露出している部分の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、23μm以下であり、かつ、0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が、10μm以下である電子写真感光体。
【選択図】図1
【解決手段】導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた下引層と、前記下引層上に設けられた電荷発生層と、前記電荷発生層上に設けられた電荷輸送層と、を有し、かつ前記導電性基体の少なくとも一方の軸方向の一端部に、前記下引層又は前記電荷発生層が露出している部分を有し、前記露出している部分の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、23μm以下であり、かつ、0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が、10μm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、および画像形成装置に関する。
従来、電子写真方式の画像形成装置としては、電子写真感光体を備え、帯電、静電潜像形成、現像、転写、クリーニング等の工程を順次行う装置が広く知られている。
例えば、特許文献1には、「塗布液を溢流するように保持した塗布槽に導電性基体を浸漬し、これを引き上げて導電性基体上に感光体形成用塗布液を塗布する浸漬塗布法によって導電性基体の端部まで塗膜を形成させる電子写真感光体の製造方法において、前記基体の塗布液からの引き上げを、前記基体と前記塗布槽との間に存在する塗布液の平均上昇速度V1 と前記基体の下端部が塗布液から離れる時の基体直下の塗布液の平均上昇速度V2 とが、0.5≦V1/V2≦1.5の関係を満たす条件で行った後、前記基体の下端内部を拭き取ることを特徴とする電子写真感光体の製造方法。」が開示されている。
本発明の課題は、導電性基体と、導電性基体上に設けられた下引層と、下引層上に設けられた電荷発生層と、電荷発生層上に設けられた電荷輸送層と、を有し、かつ前記導電性基体の少なくとも一方の軸方向の一端部に、前記下引層又は前記電荷発生層が露出している部分を有する電子写真感光体において、露出している部分の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、23μm超え、又は0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が10μm超えである場合に比べ、色点の発生を抑制する電子写真感光体を提供することである。
上記課題を解決するための手段は、次の態様を含む。
<1> 導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた下引層と、前記下引層上に設けられた電荷発生層と、前記電荷発生層上に設けられた電荷輸送層と、を有し、
かつ前記導電性基体の少なくとも一方の軸方向の一端部に、前記下引層又は前記電荷発生層が露出している部分を有し、
前記露出している部分の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、23μm以下であり、かつ、0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が、10μm以下である
電子写真感光体。
<2> 導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた下引層と、前記下引層上に設けられた電荷発生層と、前記電荷発生層上に設けられた電荷輸送層と、を有し、
前記導電性基体の軸方向の両端部の端から2mmまでの部分の断面において、前記下引層の前記電荷発生層側の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、23μm以下であり、かつ、0.3mm以上0.5mm以下周波数成分の振幅が、10μm以下である
電子写真感光体。
<3> 前記導電性基体の形状が、円筒状である<1>又は<2>に記載の電子写真感光体。
<4> 前記導電性基体の基材厚みが、1mm以上である<3>に記載の電子写真感光体。
<5> 前記0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、15μm以下である<1>乃至<4>のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
<6> 前記0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、5μm以下である<5>に記載の電子写真感光体。
<7> 前記0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が、8μm以下である<1>乃至<6>のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
<8> 前記0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が、5μm以下である<7>に記載の電子写真感光体。
<9> 前記下引層の平均厚さが、15μm以上70μm以下である<1>乃至<8>のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
<10> 前記下引層の平均厚さが、20μm以上50μm以下である<9>に記載の電子写真感光体。
<11> <1>乃至<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。
<12> <1>乃至<10>のいずれか1項に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、を備える
画像形成装置。
<1> 導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた下引層と、前記下引層上に設けられた電荷発生層と、前記電荷発生層上に設けられた電荷輸送層と、を有し、
かつ前記導電性基体の少なくとも一方の軸方向の一端部に、前記下引層又は前記電荷発生層が露出している部分を有し、
前記露出している部分の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、23μm以下であり、かつ、0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が、10μm以下である
電子写真感光体。
<2> 導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた下引層と、前記下引層上に設けられた電荷発生層と、前記電荷発生層上に設けられた電荷輸送層と、を有し、
前記導電性基体の軸方向の両端部の端から2mmまでの部分の断面において、前記下引層の前記電荷発生層側の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、23μm以下であり、かつ、0.3mm以上0.5mm以下周波数成分の振幅が、10μm以下である
電子写真感光体。
<3> 前記導電性基体の形状が、円筒状である<1>又は<2>に記載の電子写真感光体。
<4> 前記導電性基体の基材厚みが、1mm以上である<3>に記載の電子写真感光体。
<5> 前記0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、15μm以下である<1>乃至<4>のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
<6> 前記0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、5μm以下である<5>に記載の電子写真感光体。
<7> 前記0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が、8μm以下である<1>乃至<6>のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
<8> 前記0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が、5μm以下である<7>に記載の電子写真感光体。
<9> 前記下引層の平均厚さが、15μm以上70μm以下である<1>乃至<8>のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
<10> 前記下引層の平均厚さが、20μm以上50μm以下である<9>に記載の電子写真感光体。
<11> <1>乃至<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。
<12> <1>乃至<10>のいずれか1項に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、を備える
画像形成装置。
<1>に係る発明によれば、導電性基体と、導電性基体上に設けられた下引層と、下引層上に設けられた電荷発生層と、電荷発生層上に設けられた電荷輸送層と、を有し、かつ前記導電性基体の少なくとも一方の軸方向の一端部に、前記下引層又は前記電荷発生層が露出している部分を有する電子写真感光体において、露出している部分の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、23μm超え、又は0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が10μm超えである場合に比べ、色点の発生を抑制する電子写真感光体が提供される。
<2>に係る発明によれば、電性基体と、導電性基体上に設けられた下引層と、下引層上に設けられた電荷発生層と、電荷発生層上に設けられた電荷輸送層と、を有し、導電性基体の軸方向の両端部の端から2mmまでの部分の断面において、下引層の電荷発生層側の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、23μm超え、又は0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が10μm超えである場合に比べ、色点の発生を抑制する電子写真感光体が提供される。
<3>に係る発明によれば、導電性基体と、導電性基体上に設けられた下引層と、下引層上に設けられた電荷発生層と、電荷発生層上に設けられた電荷輸送層と、を有し、かつ前記導電性基体の少なくとも一方の軸方向の一端部に、前記下引層又は前記電荷発生層が露出している部分を有する電子写真感光体において、露出している部分の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、23μm超え、又は0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が10μm超えである場合に比べ、導電性基体の形状が円筒状であっても、色点の発生を抑制す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、導電性基体上に設けられた下引層と、下引層上に設けられた電荷発生層と、電荷発生層上に設けられた電荷輸送層と、を有し、かつ導電性基体の少なくとも一方の軸方向の一端部に、下引層又は電荷発生層が露出している部分を有する電子写真感光体において、露出している部分の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、23μm超え、又は0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が10μm超えである場合に比べ、導電性基体の基材厚みが1mm以上であっても、色点の発生を抑制する電子写真感光体が提供される。
<5>に係る発明によれば、0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、15μm超えである場合に比べ、色点の発生を抑制する電子写真感光体が提供される。
<6>に係る発明によれば、0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、5μm超えである場合に比べ、色点の発生を抑制する電子写真感光体が提供される。
<6>に係る発明によれば、0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、5μm超えである場合に比べ、色点の発生を抑制する電子写真感光体が提供される。
<7>に係る発明によれば、0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が、8μm超えである場合に比べ、色点の発生を抑制する電子写真感光体が提供される。
<8>に係る発明によれば、0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が、5μm超えである場合に比べ、色点の発生を抑制する電子写真感光体が提供される。
<8>に係る発明によれば、0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が、5μm超えである場合に比べ、色点の発生を抑制する電子写真感光体が提供される。
<9>に係る発明によれば、下引層の平均厚さが、70μm超えである場合に比べ、色点の発生を抑制する電子写真感光体が提供される。
<10>に係る発明によれば、下引層の平均厚さが、50μm超えである場合に比べ、色点の発生を抑制する電子写真感光体が提供される。
<11>、又は<12>に係る発明によれば、導電性基体と、導電性基体上に設けられた下引層と、下引層上に設けられた電荷発生層と、電荷発生層上に設けられた電荷輸送層と、を有し、かつ前記導電性基体の少なくとも一方の軸方向の一端部に、前記下引層又は前記電荷発生層が露出している部分を有する電子写真感光体において、露出している部分の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、23μm超え、又は0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が10μm超えである電子写真感光体を備える場合に比べ、色点の発生を抑制す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。
<10>に係る発明によれば、下引層の平均厚さが、50μm超えである場合に比べ、色点の発生を抑制する電子写真感光体が提供される。
<11>、又は<12>に係る発明によれば、導電性基体と、導電性基体上に設けられた下引層と、下引層上に設けられた電荷発生層と、電荷発生層上に設けられた電荷輸送層と、を有し、かつ前記導電性基体の少なくとも一方の軸方向の一端部に、前記下引層又は前記電荷発生層が露出している部分を有する電子写真感光体において、露出している部分の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、23μm超え、又は0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が10μm超えである電子写真感光体を備える場合に比べ、色点の発生を抑制す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、詳細に説明する。
なお、本明細書において、段階的に記載されている数値範囲において、ある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、数値範囲において、ある数値範囲で記載された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。
組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する上記複数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。
なお、本明細書において、段階的に記載されている数値範囲において、ある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、数値範囲において、ある数値範囲で記載された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。
組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する上記複数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」を「感光体」とも称する。
<電子写真感光体>
第一実施形態に係る電子写真感光体は、
導電性基体と、導電性基体上に設けられた下引層と、下引層上に設けられた電荷発生層と、電荷発生層上に設けられた電荷輸送層と、を有し、かつ導電性基体の少なくとも一方の軸方向の一端部に、下引層又は電荷発生層が露出している部分を有し、
露出している部分の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、23μm以下であり、かつ、0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が、10μm以下である。
第一実施形態に係る電子写真感光体は、
導電性基体と、導電性基体上に設けられた下引層と、下引層上に設けられた電荷発生層と、電荷発生層上に設けられた電荷輸送層と、を有し、かつ導電性基体の少なくとも一方の軸方向の一端部に、下引層又は電荷発生層が露出している部分を有し、
露出している部分の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、23μm以下であり、かつ、0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が、10μm以下である。
第二実施形態に係る電子写真感光体は、
導電性基体と、導電性基体上に設けられた下引層と、下引層上に設けられた電荷発生層と、電荷発生層上に設けられた電荷輸送層と、を有し、
導電性基体の軸方向の両端部の端から2mmまでの部分の断面において、下引層の電荷発生層側の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、23μm以下であり、かつ、0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が、10μm以下である。
導電性基体と、導電性基体上に設けられた下引層と、下引層上に設けられた電荷発生層と、電荷発生層上に設けられた電荷輸送層と、を有し、
導電性基体の軸方向の両端部の端から2mmまでの部分の断面において、下引層の電荷発生層側の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、23μm以下であり、かつ、0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が、10μm以下である。
第一及び第二実施形態に係る感光体は、上記構成により、色点の発生を抑制できる。その理由は、次の通り推測される。
感光体の製造過程において、各層の形成には、浸漬塗布法が利用される。下引層を浸漬塗布で、下引層を形成する場合、導電性基体内面にも塗布液を侵入させる。感光体完成後、導電性基体の軸方向両端部にフランジを嵌め合わせるために、下引層を形成時に、溶剤を含ませたスポンジで、塗布液が付着した導電性基体内面を拭き取る。しかし、導電性基体内面を拭き取るとき、スポンジから溶剤が導電性基体外面まで溢れ出し、導電性基体の軸方向端部側の下引層の表面が荒れる。
その状態で、浸漬塗布により電荷輸送層を形成すると、下引層の荒れにより形成された、下引層の凹部又は下引層の凹部を起因して形成された電荷発生層の凹部が空気を巻き込み、塗布液中に気泡が発生する。気泡の発生は、下引層の凹部又は電荷発生層の凹部に巻き込まれた空気が浮力により、塗布液中に拡散するためと考えられる。また、電荷輸送層形成用塗布液は、粘度が高いため、塗布液から気泡が抜けにくい。そして、塗布液中に拡散した気泡が原因となり、電荷発生層、及び電荷輸送層の凹部が生じ、色点が発生する。
その状態で、浸漬塗布により電荷輸送層を形成すると、下引層の荒れにより形成された、下引層の凹部又は下引層の凹部を起因して形成された電荷発生層の凹部が空気を巻き込み、塗布液中に気泡が発生する。気泡の発生は、下引層の凹部又は電荷発生層の凹部に巻き込まれた空気が浮力により、塗布液中に拡散するためと考えられる。また、電荷輸送層形成用塗布液は、粘度が高いため、塗布液から気泡が抜けにくい。そして、塗布液中に拡散した気泡が原因となり、電荷発生層、及び電荷輸送層の凹部が生じ、色点が発生する。
そこで、第一実施形態に係る感光体では、露出している部分の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅を、23μm以下、かつ、0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅を、10μm以下とする。
一方、第二実施形態に係る感光体では、導電性基体の軸方向の両端部の端から2mmまでの部分の断面において、下引層電荷発生層側の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅を、23μm以下、かつ、0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅を、10μm以下とする。
一方、第二実施形態に係る感光体では、導電性基体の軸方向の両端部の端から2mmまでの部分の断面において、下引層電荷発生層側の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅を、23μm以下、かつ、0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅を、10μm以下とする。
それにより、端部の下引層又は電荷発生層の表面形状がなだらかな形状となり、電荷発生層、及び電荷輸送層の形成時における各層の間への気泡の入り込みを抑制し、気泡に由来する表面形状の凹みが抑制される。
なお、0.1mm未満の周波数成分の凹凸は、周期が短いため、下引層の凹部又は電荷発生層の凹部に空気を巻き込んでも、浮力により空気が塗布液中に拡散し難い。一方、0.5mm超えの周波数成分の凹凸は、周期が長いため、下引層の凹部又は電荷発生層の凹部に塗布液が入りこみ、空気を巻き込み難い。
第一及び第二実施形態に係る感光体は、上記構成により、色点の発生を抑制できると推測される。
以下、第一及び第二実施形態に係る感光体の双方を満たす感光体(以下、「本実施形態に係る感光体」とも称する。ただし、本発明の感光体は、第一及び第二実施形態に係る感光体のいずれを満たせばよい。
(表面形状における周波数成分の振幅)
0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅は、23μm以下であるが、気泡を抑制し、色点を抑制する観点から、15μm以下が好ましく、5μm以下がより好ましい。
0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅は、23μm以下であるが、気泡を抑制し、色点を抑制する観点から、15μm以下が好ましく、5μm以下がより好ましい。
0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅は、10μm以下であるが、気泡を抑制し、色点を抑制する観点から、8μm以下が好ましく、5μm以下がより好ましい。
0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅、及び0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅を上記範囲とする方法としては、次の方法が挙げられる。
・下引層を形成時に、溶剤を含ませたスポンジで、塗布液が付着した導電性基体内面を拭き取るとき、スポンジから溶剤が溢れないようにするために、スポンジの形状を小さくする。
・下引層を形成時に、溶剤を含ませたスポンジで、塗布液が付着した導電性基体内面を拭き取るとき、スポンジ全体に溶剤が行き渡らないようスポンジに溝を設ける方法。
・浸漬塗布により下引層形成後、浸漬側の下引層端部を、溶解性の高い溶剤に浸漬し溶解する方法。
・下引層形成用塗布液を塗布後、回転しているスポンジに円筒状アルミニウム基材の浸漬方向側の軸方向の一端部を突入させ、基材の内面に付着した塗布液を拭き取るとき、突入する時間を制御する方法。
・下引層を形成時に、溶剤を含ませたスポンジで、塗布液が付着した導電性基体内面を拭き取るとき、スポンジから溶剤が溢れないようにするために、スポンジの形状を小さくする。
・下引層を形成時に、溶剤を含ませたスポンジで、塗布液が付着した導電性基体内面を拭き取るとき、スポンジ全体に溶剤が行き渡らないようスポンジに溝を設ける方法。
・浸漬塗布により下引層形成後、浸漬側の下引層端部を、溶解性の高い溶剤に浸漬し溶解する方法。
・下引層形成用塗布液を塗布後、回転しているスポンジに円筒状アルミニウム基材の浸漬方向側の軸方向の一端部を突入させ、基材の内面に付着した塗布液を拭き取るとき、突入する時間を制御する方法。
0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅、及び0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅は、測定対象の感光体における、露出している部分の表面形状、又は導電性基体の軸方向の両端部の端から2mmまでの部分の断面(つまり、下引層、電荷発生層及び電荷輸送層の積層体の厚み方向に沿った断面)での下引層の電荷発生層側の表面形状を、フーリエ変換解析することにより算出される。ただし、電荷輸送層が剥離可能な場合は電荷輸送層を剥離し、電荷発生層を露出した状態で測定しても構わない。
なお、露出している部分の表面形状は、電荷発生層が露出している場合でも、電荷発生層の厚さが薄いため、実質的に、下引層の電荷発生層側の表面形状に相当する。
なお、露出している部分の表面形状は、電荷発生層が露出している場合でも、電荷発生層の厚さが薄いため、実質的に、下引層の電荷発生層側の表面形状に相当する。
露出している部分の表面形状、又は下引層の電荷発生層側の表面形状は、次の通り測定する。
表面粗さ計若しくはレーザー測定機にて下引層露出部、又は、電荷発生層が露出している部分の表面プロファイルを測定する。表面粗さ計で測定した差異の測定条件は次の通りである。
・表面粗さ計:東京精密(株)製 サーフコム1400
・測定速度:0.6mm/sec
表面粗さ計若しくはレーザー測定機にて下引層露出部、又は、電荷発生層が露出している部分の表面プロファイルを測定する。表面粗さ計で測定した差異の測定条件は次の通りである。
・表面粗さ計:東京精密(株)製 サーフコム1400
・測定速度:0.6mm/sec
それにより、表面形状の振幅を求める。得られた振幅のデータを用いて、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)により周期解析する。周波数成分毎の振幅値については、得られた振幅を、周波数成分毎に平均化した値を採用する。
そして、0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の最大振幅、0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の最大振幅を求める。この最大振幅が上記範囲を満足するかを確認する。
以下、本実施形態に係る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、導電性基体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、導電性基体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、電荷輸送層3上、表面保護層を有する感光体であってもよい。
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。
(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)を含む金属ドラムが挙げられる。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。
導電性基体の形状は、金属ドラム、つまり、円筒状を採用することがよい。円筒状の導電性基体を採用しても、気泡を抑制し、色点を抑制できる。
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)を含む金属ドラムが挙げられる。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。
導電性基体の形状は、金属ドラム、つまり、円筒状を採用することがよい。円筒状の導電性基体を採用しても、気泡を抑制し、色点を抑制できる。
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。
導電性基体の基材厚みは、1mm以上であることが好ましく、2mm以上がより好ましい。
導電性基体の基材厚みが厚いと、電荷輸送層形成時に塗布液に気泡が拡散し易く、色点が発生し易い。導電性基体の基材厚みを1mm以上であっても、気泡を抑制し、色点を抑制できる。
なお、導電性基体の基材厚みの上限は、例えば、2.5mm以下とする。
導電性基体の基材厚みが厚いと、電荷輸送層形成時に塗布液に気泡が拡散し易く、色点が発生し易い。導電性基体の基材厚みを1mm以上であっても、気泡を抑制し、色点を抑制できる。
なお、導電性基体の基材厚みの上限は、例えば、2.5mm以下とする。
(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。
下引層の平均厚さは、15μm以上70μm以下が好ましく、20μm以上50μm以下がより好ましい。
下引層の平均厚さが厚いと、浸漬塗布時に、浸漬側の下引層の端部に荒れが生じた場合、深い凹部が生じやすく、電荷輸送層形成用塗布液への気泡が混入し易い。
しかし、引層の平均厚さを上記範囲としても、気泡を抑制し、色点を抑制できる。
下引層の平均厚さは、渦電流膜厚計により、導電性基材の軸方向中央部の3個所の下引層の厚さを測定し、その平均値とする。
下引層の平均厚さが厚いと、浸漬塗布時に、浸漬側の下引層の端部に荒れが生じた場合、深い凹部が生じやすく、電荷輸送層形成用塗布液への気泡が混入し易い。
しかし、引層の平均厚さを上記範囲としても、気泡を抑制し、色点を抑制できる。
下引層の平均厚さは、渦電流膜厚計により、導電性基材の軸方向中央部の3個所の下引層の厚さを測定し、その平均値とする。
(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、ヒドロキシガリウムフタロシアニン;クロロガリウムフタロシアニン;ジクロロスズフタロシアニン;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;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。
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、ポリエステル系の高分子電荷輸送材は好ましい。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。
特に、電荷輸送層には、界面活性剤を含むのがよい。
界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等が挙げられる。
特に、電荷輸送層には、界面活性剤を含むのがよい。
界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等が挙げられる。
電荷輸送層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた電荷輸送層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥、必要に応じて加熱することで行う。
電荷輸送層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素類;アセトン、2-ブタノン等のケトン類;塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素類;テトラヒドロフラン、エチルエーテル等の環状又は直鎖状のエーテル類等の通常の有機溶剤が挙げられる。これら溶剤は、単独で又は2種以上混合して用いる。
電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層の上に塗布する際の塗布方法としては、ブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
電荷輸送層の膜厚は、例えば、好ましくは5μm以上50μm以下、より好ましくは10μm以上30μm以下の範囲内に設定される。
(保護層)
保護層は、必要に応じて感光層上に設けられる。保護層は、例えば、帯電時の感光層の化学的変化を防止したり、感光層の機械的強度をさらに改善する目的で設けられる。
そのため、保護層は、硬化膜(架橋膜)で構成された層を適用することがよい。これら層としては、例えば、下記1)又は2)に示す層が挙げられる。
保護層は、必要に応じて感光層上に設けられる。保護層は、例えば、帯電時の感光層の化学的変化を防止したり、感光層の機械的強度をさらに改善する目的で設けられる。
そのため、保護層は、硬化膜(架橋膜)で構成された層を適用することがよい。これら層としては、例えば、下記1)又は2)に示す層が挙げられる。
1)反応性基及び電荷輸送性骨格を同一分子内に有する反応性基含有電荷輸送材料を含む組成物の硬化膜で構成された層(つまり当該反応性基含有電荷輸送材料の重合体又は架橋体を含む層)
2)非反応性の電荷輸送材料と、電荷輸送性骨格を有さず、反応性基を有する反応性基含有非電荷輸送材料と、を含む組成物の硬化膜で構成された層(つまり、非反応性の電荷輸送材料と、当該反応性基含有非電荷輸送材料の重合体又は架橋体と、を含む層)
2)非反応性の電荷輸送材料と、電荷輸送性骨格を有さず、反応性基を有する反応性基含有非電荷輸送材料と、を含む組成物の硬化膜で構成された層(つまり、非反応性の電荷輸送材料と、当該反応性基含有非電荷輸送材料の重合体又は架橋体と、を含む層)
反応性基含有電荷輸送材料の反応性基としては、連鎖重合性基、エポキシ基、-OH、-OR[但し、Rはアルキル基を示す]、-NH2、-SH、-COOH、-SiRQ1
3-Qn(ORQ2)Qn[但し、RQ1は水素原子、アルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を表し、RQ2は水素原子、アルキル基、トリアルキルシリル基を表す。Qnは1~3の整数を表す]等の周知の反応性基が挙げられる。
連鎖重合性基としては、ラジカル重合しうる官能基であれば特に限定されるものではなく、例えば、少なくとも炭素二重結合を含有する基を有する官能基である。具体的には、ビニル基、ビニルエーテル基、ビニルチオエーテル基、スチリル基(ビニルフェニル基)、アクリロイル基、メタクリロイル基、及びそれらの誘導体から選択される少なくとも一つを含有する基等が挙げられる。なかでも、その反応性に優れることから、連鎖重合性基としては、ビニル基、スチリル基(ビニルフェニル基)、アクリロイル基、メタクリロイル基、及びそれらの誘導体から選択される少なくとも一つを含有する基であることが好ましい。
反応性基含有電荷輸送材料の電荷輸送性骨格としては、電子写真感光体における公知の構造であれば特に限定されるものではなく、例えば、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、ヒドラゾン系化合物等の含窒素の正孔輸送性化合物に由来する骨格であって、窒素原子と共役している構造が挙げられる。これらの中でも、トリアリールアミン骨格が好ましい。
これら反応性基及び電荷輸送性骨格を有する反応性基含有電荷輸送材料、非反応性の電荷輸送材料、反応性基含有非電荷輸送材料は、周知の材料から選択すればよい。
保護層には、その他、周知の添加剤が含まれていてもよい。
保護層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた保護層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱等の硬化処理することで行う。
保護層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテル等のセロソルブ系溶剤;イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール系溶剤等が挙げられる。これら溶剤は、単独で又は2種以上混合して用いる。
なお、保護層形成用塗布液は、無溶剤の塗布液であってもよい。
なお、保護層形成用塗布液は、無溶剤の塗布液であってもよい。
保護層形成用塗布液を感光層(例えば電荷輸送層)上に塗布する方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
保護層の膜厚は、例えば、好ましくは1μm以上20μm以下、より好ましくは2μm以上10μm以下の範囲内に設定される。
<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。
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、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、「部」又は「%」は、特に断りがない限り、質量基準である。
<実施例1>
酸化亜鉛(商品名:MZ 300、テイカ社製)100質量部、シランカップリング剤としてN-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシランの10質量%のトルエン溶液を10質量部、トルエン200質量部を混合して攪拌を行い、2時間還流を行った。その後10mmHgにてトルエンを減圧留去し、135℃で2時間焼き付けて、シランカップリング剤による酸化亜鉛の表面処理を行った。
表面処理した酸化亜鉛:33質量部、ブロック化イソシアネート(商品名:スミジュール3175、住友バイエルンウレタン社製):6質量部、下記構造式(AK-1)で示される化合物:1質量部、メチルエチルケトン:25質量部を30分間混合し、その後ブチラール樹脂(商品名:エスレックBM-1、積水化学工業社製):5質量部、シリコーンボール(商品名:トスパール120、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製):3質量部、レベリング剤としてシリコーンオイル(商品名:SH29PA、東レダウコーニングシリコーン社製):0.01質量部を添加し、サンドミルにて3時間の分散を行い、下引層形成用塗布液を得た。
さらに、浸漬塗布法にて、下引層形成用塗布液を、厚みが2mmの円筒状アルミニウム基材上に塗布した。塗布後、回転しているスポンジに円筒状アルミニウム基材の浸漬方向側の軸方向の一端部を30秒間突入させ、基材の内面に付着した塗布液を拭き取った。
その後、180℃、30分の乾燥硬化を行い、膜厚30μmの下引層を得た。
酸化亜鉛(商品名:MZ 300、テイカ社製)100質量部、シランカップリング剤としてN-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシランの10質量%のトルエン溶液を10質量部、トルエン200質量部を混合して攪拌を行い、2時間還流を行った。その後10mmHgにてトルエンを減圧留去し、135℃で2時間焼き付けて、シランカップリング剤による酸化亜鉛の表面処理を行った。
表面処理した酸化亜鉛:33質量部、ブロック化イソシアネート(商品名:スミジュール3175、住友バイエルンウレタン社製):6質量部、下記構造式(AK-1)で示される化合物:1質量部、メチルエチルケトン:25質量部を30分間混合し、その後ブチラール樹脂(商品名:エスレックBM-1、積水化学工業社製):5質量部、シリコーンボール(商品名:トスパール120、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製):3質量部、レベリング剤としてシリコーンオイル(商品名:SH29PA、東レダウコーニングシリコーン社製):0.01質量部を添加し、サンドミルにて3時間の分散を行い、下引層形成用塗布液を得た。
さらに、浸漬塗布法にて、下引層形成用塗布液を、厚みが2mmの円筒状アルミニウム基材上に塗布した。塗布後、回転しているスポンジに円筒状アルミニウム基材の浸漬方向側の軸方向の一端部を30秒間突入させ、基材の内面に付着した塗布液を拭き取った。
その後、180℃、30分の乾燥硬化を行い、膜厚30μmの下引層を得た。
次に、電荷発生材料としてのヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料「CuKα特性X線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも7.3゜,16.0゜,24.9゜,28.0゜の位置に回折ピークを有するV型のヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料(600nm以上900nm以下の波長域での分光吸収スペクトルにおける最大ピーク波長=820nm、平均粒径=0.12μm、最大粒径=0.2μm、比表面積値=60m2/g)」、結着樹脂としての塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体樹脂(商品名:VMCH、日本ユニカー社製)、およびn-酢酸ブチルからなる混合物を、容量100mLガラス瓶中に、充填率50%で1.0mmφガラスビーズと共に入れて、ペイントシェーカーを用いて2.5時間分散処理し、電荷発生層用塗布液を得た。ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料と塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体樹脂の混合物に対して、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料の含有量を55.0体積%とし、分散液の固形分は6.0質量%とした。含有量は、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料の比重を1.606g/cm3、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体樹脂の比重1.35g/cm3をとして計算した。
得られた電荷発生層形成用塗布液を、下引層上に浸漬塗布し、130℃で5分間乾燥して、膜厚0.20μmの電荷発生層を形成した。
得られた電荷発生層形成用塗布液を、下引層上に浸漬塗布し、130℃で5分間乾燥して、膜厚0.20μmの電荷発生層を形成した。
次に、下記構造式(CT1A)で示される電荷輸送材料12質量部、下記構造式(CT2A)で示される電荷輸送材料28質量部、界面活性剤(信越化学(株)製KP340)0.01質量部、及びビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(分子量4万)60質量部を、テトラヒドロフラン340重量部に加えて溶解し、電荷輸送層形成用塗布液を得た。
得られた電荷輸送層形成用塗布液を、電荷発生層上に浸漬塗布し、150℃、40分の乾燥を行うことにより膜厚34μmの電荷輸送層を形成した。
得られた電荷輸送層形成用塗布液を、電荷発生層上に浸漬塗布し、150℃、40分の乾燥を行うことにより膜厚34μmの電荷輸送層を形成した。
以上の工程を経て、感光体1を作製した。なお、得られた感光体において、浸漬方向側の軸方向の一端部は、下引層又は電荷発生層が露出されていた。
<実施例2>
下引層形成用塗布液を塗布後、回転しているスポンジに円筒状アルミニウム基材の浸漬方向側の軸方向の一端部を100秒間突入させ、基材の内面に付着した塗布液を拭き取った以外は、実施例1と同様にて、感光体2を得た。
下引層形成用塗布液を塗布後、回転しているスポンジに円筒状アルミニウム基材の浸漬方向側の軸方向の一端部を100秒間突入させ、基材の内面に付着した塗布液を拭き取った以外は、実施例1と同様にて、感光体2を得た。
<実施例3>
下引層形成用塗布液を塗布後、回転しているスポンジに円筒状アルミニウム基材の浸漬方向側の軸方向の一端部を60秒間突入させ、基材の内面に付着した塗布液を拭き取った以外は、実施例1と同様にて、感光体3を得た。
下引層形成用塗布液を塗布後、回転しているスポンジに円筒状アルミニウム基材の浸漬方向側の軸方向の一端部を60秒間突入させ、基材の内面に付着した塗布液を拭き取った以外は、実施例1と同様にて、感光体3を得た。
<実施例4>
下引層形成用塗布液を塗布後、回転しているスポンジに円筒状アルミニウム基材の浸漬方向側の軸方向の一端部を5秒間突入させ、基材の内面に付着した塗布液を拭き取った以外は、実施例1と同様にて、感光体4を得た。
下引層形成用塗布液を塗布後、回転しているスポンジに円筒状アルミニウム基材の浸漬方向側の軸方向の一端部を5秒間突入させ、基材の内面に付着した塗布液を拭き取った以外は、実施例1と同様にて、感光体4を得た。
<実施例5~8>
下引層形成用塗布液の粘度と塗布速度を調整し、下引層の厚さを表1の通りとした以外は、実施例1と同様にて、感光体5~8を得た。
下引層形成用塗布液の粘度と塗布速度を調整し、下引層の厚さを表1の通りとした以外は、実施例1と同様にて、感光体5~8を得た。
<実施例9~10>
基材の厚みを表1の通り変更した以外は、実施例1と同様にて、感光体9~10を得た。
基材の厚みを表1の通り変更した以外は、実施例1と同様にて、感光体9~10を得た。
<実施例11>
下引層形成用塗布液を塗布後、回転しているスポンジに円筒状アルミニウム基材の浸漬方向側の軸方向の一端部を100秒間突入させ、基材の内面に付着した塗布液を拭き取った以外は、実施例1と同様にて、感光体11を得た。
下引層形成用塗布液を塗布後、回転しているスポンジに円筒状アルミニウム基材の浸漬方向側の軸方向の一端部を100秒間突入させ、基材の内面に付着した塗布液を拭き取った以外は、実施例1と同様にて、感光体11を得た。
<実施例12>
下引層形成用塗布液を塗布後、回転しているスポンジに円筒状アルミニウム基材の浸漬方向側の軸方向の一端部を5秒間突入させ、基材の内面に付着した塗布液を拭き取った以外は、実施例1と同様にて、感光体12を得た。
下引層形成用塗布液を塗布後、回転しているスポンジに円筒状アルミニウム基材の浸漬方向側の軸方向の一端部を5秒間突入させ、基材の内面に付着した塗布液を拭き取った以外は、実施例1と同様にて、感光体12を得た。
<比較例1>
下引層形成用塗布液を塗布後、回転しているスポンジに円筒状アルミニウム基材の浸漬方向側の軸方向の一端部を130秒間突入させ、基材の内面に付着した塗布液を拭き取った以外は、実施例1と同様にて、感光体C1を得た。
下引層形成用塗布液を塗布後、回転しているスポンジに円筒状アルミニウム基材の浸漬方向側の軸方向の一端部を130秒間突入させ、基材の内面に付着した塗布液を拭き取った以外は、実施例1と同様にて、感光体C1を得た。
<比較例2>
下引層形成用塗布液を塗布後、回転しているスポンジに円筒状アルミニウム基材の浸漬方向側の軸方向の一端部を115秒間突入させ、基材の内面に付着した塗布液を拭き取った以外は、実施例1と同様にて、感光体C2を得た。
下引層形成用塗布液を塗布後、回転しているスポンジに円筒状アルミニウム基材の浸漬方向側の軸方向の一端部を115秒間突入させ、基材の内面に付着した塗布液を拭き取った以外は、実施例1と同様にて、感光体C2を得た。
<評価>
(各種測定)
得られた感光体について、既述の方法により、得られた感光体1~10、C1~C2の浸漬方向側の軸方向の一端部における下引層又は電荷発生層が露出されていた部分、又は得られた感光体11~12の浸漬方向側の軸方向の一端部の端から2mmまでの部分の断面における下引層の電荷発生層側の表面形状を調べ、フーリエ変換解析による下記周波数成分の振幅を算出した。
・0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅
・0.3mm以上0.5mm以下周波数成分の振幅
なお、得られた感光体の浸漬方向側とは反対側の軸方向の一端部は、0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が5μm以下、0.3mm以上0.5mm以下周波数成分の振幅が5μm以下を満たしていた。
(各種測定)
得られた感光体について、既述の方法により、得られた感光体1~10、C1~C2の浸漬方向側の軸方向の一端部における下引層又は電荷発生層が露出されていた部分、又は得られた感光体11~12の浸漬方向側の軸方向の一端部の端から2mmまでの部分の断面における下引層の電荷発生層側の表面形状を調べ、フーリエ変換解析による下記周波数成分の振幅を算出した。
・0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅
・0.3mm以上0.5mm以下周波数成分の振幅
なお、得られた感光体の浸漬方向側とは反対側の軸方向の一端部は、0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が5μm以下、0.3mm以上0.5mm以下周波数成分の振幅が5μm以下を満たしていた。
(実機評価)
-評価用画像形成装置-
得られた感光体を、富士フイルムビジネスイノベーション(株)製「Apeos C6580 」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-
得られた感光体を、富士フイルムビジネスイノベーション(株)製「Apeos C6580 」に装着した。この装置を評価用画像形成装置とした。
-色点の評価-
上記評価用画像形成装置を使用し、色点の発生について次の通り評価した。
30%ハーフトーン画像を5枚出力した。発生した色点の大きさと個数の測定を行った。そして、次の基準で評価した。
A:色点未発生
B:0.1~0.5mmの大きさの色点が1個発生
C:0.1~0.5mmの大きさの色点が3個以下発生
D:0.5mm以上の大きさの色点が1個
E:0.1~0.5mmの大きさの色点4個以上、0.5mm以上の大きさの色点が2個以上
上記評価用画像形成装置を使用し、色点の発生について次の通り評価した。
30%ハーフトーン画像を5枚出力した。発生した色点の大きさと個数の測定を行った。そして、次の基準で評価した。
A:色点未発生
B:0.1~0.5mmの大きさの色点が1個発生
C:0.1~0.5mmの大きさの色点が3個以下発生
D:0.5mm以上の大きさの色点が1個
E:0.1~0.5mmの大きさの色点4個以上、0.5mm以上の大きさの色点が2個以上
上記結果から、本実施例では、比較例に比べ、色点の発生が抑制されていることがわかる。
1 下引層、2 電荷発生層、3 電荷輸送層、4 導電性基体、7A,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 (12)
- 導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた下引層と、前記下引層上に設けられた電荷発生層と、前記電荷発生層上に設けられた電荷輸送層と、を有し、
かつ前記導電性基体の少なくとも一方の軸方向の一端部に、前記下引層又は前記電荷発生層が露出している部分を有し、
前記露出している部分の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、23μm以下であり、かつ、0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が、10μm以下である
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下引層と、前記下引層上に設けられた電荷発生層と、前記電荷発生層上に設けられた電荷輸送層と、を有し、
前記導電性基体の軸方向の両端部の端から2mmまでの部分の断面において、前記下引層の前記電荷発生層側の表面形状をフーリエ変換解析することにより算出した0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、23μm以下であり、かつ、0.3mm以上0.5mm以下周波数成分の振幅が、10μm以下である
電子写真感光体。 - 前記導電性基体の形状が、円筒状である請求項1又は請求項2に記載の電子写真感光体。
- 前記導電性基体の基材厚みが、1mm以上である請求項3に記載の電子写真感光体。
- 前記0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、15μm以下である請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記0.1mm以上0.3mm未満の周波数成分の振幅が、5μm以下である請求項5に記載の電子写真感光体。
- 前記0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が、8μm以下である請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記0.3mm以上0.5mm以下の周波数成分の振幅が、5μm以下である請求項7に記載の電子写真感光体。
- 前記下引層の平均厚さが、15μm以上70μm以下である請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記下引層の平均厚さが、20μm以上50μm以下である請求項9に記載の電子写真感光体。
- 請求項1乃至請求項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乃至請求項10のいずれか1項に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、を備える
画像形成装置。
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JP2022052249A JP2023144995A (ja) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 |
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