JP4207967B2 - 電子写真感光体とそれを用いた画像形成方法と画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
導電性支持体上に、少なくとも電荷発生層と電荷輸送層とを順次積層してなる電子写真感光体において、該電荷輸送層は少なくとも2つの層からなり、かつ電荷輸送層の構成層の中、支持体側の層には電荷輸送物質をA(モル数/g)含有し、表面側の層には双極子モーメント(Dp)が0.75以下の電荷輸送物質をB(モル数/g)含有するとき、下記関係式(1)と(2)を満たし、
9.0×10−4>A>3.0×10−4・・・・(1)
8.0×10−4>B>2.0×10−5・・・・(2)
かつ、表面層側の層中には数平均一次粒径が3〜150nmである無機微粒子、並びに下記一般式Vで表される酸化防止剤を含有することを特徴とする電子写真感光体。
前記無機微粒子が金属酸化物粒子であることを特徴とする1に記載の電子写真感光体。
前記金属酸化物粒子が酸化チタン粒子であることを特徴とする2に記載の電子写真感光体。
前記金属酸化物粒子がアルミナ粒子であることを特徴とする2に記載の電子写真感光体。
前記無機微粒子がシリカ粒子であることを特徴とする1に記載の電子写真感光体。
前記無機微粒子はケイ素原子を有する化合物で表面処理されていることを特徴とする1〜5のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
1〜6のいずれか1項に記載の電子写真感光体を搭載し、少なくとも帯電手段、像露光手段、並びに該電子写真感光体上に形成された静電潜像を粉体トナーを含有する現像剤により現像する現像手段を有することを特徴とする画像形成装置。
前記粉体トナー中には滑剤が含有されていることを特徴とする7に記載の画像形成装置。
前記滑剤が脂肪酸金属塩であることを特徴とする8に記載の画像形成装置。
1〜6のいずれか1項に記載の電子写真感光体と、少なくとも帯電手段、像露光手段、現像手段、クリーニング手段のいずれか1つを一体的に構成したプロセスカートリッジであって、画像形成装置本体に出し入れ可能に設置されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
7〜9のいずれか1項に記載の画像形成装置は、フルカラー画像形成が可能であることを特徴とする画像形成装置。
7〜9のいずれか1項に記載の画像形成装置に用いられることを特徴とする画像形成方法。
本発明において電荷輸送層の構成層の中、導電性支持体側の構成層に用いることが出来る電荷輸送物質としては、下記のものがある。
本発明に用いられる無機微粒子とは、金属酸化物(特に酸化チタン、アルミナ粒子)やシリカ等の微粒子が好ましい。
本発明におきても感光層、特に電荷輸送層中の表面層には酸化防止剤を含有させる。
具体的に化合物を挙げれば下記のごときものがある。
本発明の感光体に用いられる導電性支持体としてはシート状或いは円筒状の導電性支持体が用いられる。
本発明においては導電性支持体と感光層の間に、バリヤー機能を備えた中間層を設けることが好ましい。
電荷発生層(CGL)
導電性支持体上またはその上に塗設されている中間層の上には、電荷発生層(CGL)が塗設される。電荷発生層中には電荷発生物質(CGM)を含有させる。その他の物質としては必要によりバインダー樹脂、その他の添加剤を含有しても良い。
前記電荷発生層の上には、本発明においては、少なくとも2層の電荷輸送層(CTL)が塗設される。
なお、前記一般式で示される構造単位を有するポリカーボネート樹脂は、好ましくは重量平均分子量30,000以上のものがよい。
本発明で用いられるのは乾式の現像方法であり、現在、キャリアとトナーを用いる二成分現像法が最も広く用いられている。この他には一成分磁性現像法、一成分非磁性現像法も用いられているが、本発明はそのいずれにも適用することが出来る。
次に、本発明の有機感光体を用いた画像形成装置について説明する。
〈感光体1−1の作製〉
直径100mmのアルミニウムドラム上にポリアミド樹脂から成る厚さ0.3μmの中間層を設けた。次にCuKα特性X線を用いたX線回折図に於いて、ブラック角(2θ±0.2℃)が27.3°に最大ピークを有し、その他に9.5°,9.7°,11.6°,15.0°,24.1°等にもピークを有するオキシチタニウムフタロシアニン(CGM−1)30部、ブチラール樹脂「エスレックB(BX−L)」(積水化学社製)10部、メチルエチルケトン1600部から成る塗布液を前記中間層上に浸漬塗布して、乾燥後の膜厚0.3μmのCGLを形成した。
ポリカーボネート樹脂「ユーピロンZ300」 600部
であるから、
A=(500/700)/1100=6.5×10-4モル/g
同様に、
電荷輸送物質(TS−5、分子量:749) 550部
ポリカーボネート樹脂「ユーピロンZ800」 600部
であるから、
B=(550/749)/1150=6.4×10-4モル/g
シリカ粒子Hの作製方法
可燃性ガスとしてLPGを3.0(N・m3/h)、初期支燃性ガスとして酸素を90.0(N・m3/h)の流量で供給し、更に平均粒径20μmのアルミニウム成分21.5ppm、カルシウム成分2.25ppm、鉄成分10.8ppmを含有した金属珪素を35(kg/h)の割合で、空気からなるキャリアガス中に分散させたものを7(N・m3/h)の流量で供給して、シリカ粉末を得た。得られたシリカ粉末の混入成分はアルミニウム10ppm、カルシウム1ppmであり、平均粒径は50nm、球形度(長軸/短軸比)は1.0であった。
上記実施例1の感光層中のCTL中のCTMの種類と、無機微粒子を表1に記載した如く変更して、参考の感光体1−2〜1−3及び比較感光体1−1〜1−5を作製した。
以上のようにして得た8種類の電子写真感光体を、ステアリン酸亜鉛を0.05質量%含有するトナーを用い、レーザードット露光、反転現像、静電転写、爪分離、クリーニング補助ブラシローラー及びブレードクリーニングプロセスを採用するKonica 7075(現コニカミノルタビジネステクノロジーズ(株)社製)を用い、該複写機に装着して評価した。
〈画像濃度〉
マクベス社製RD−918を使用して測定し、転写紙の反射濃度を「0」として相対反射濃度で測定した。5万枚コピー後の画像で評価した。
○:ベタ黒画像が濃度1.0以上
×:ベタ黒画像が濃度1.0未満
〈カブリ(初期及び5万枚コピー後のベタ白画像で判定)〉
マクベス社製RD−918を使用して、印字されていない転写紙(白紙)の濃度を20箇所、絶対画像濃度で測定し、その平均値を白紙濃度とする。次に、画像形成が成された転写紙の白地部分を同様に20箇所、絶対画像濃度で測定し、その平均濃度から前記白紙濃度を引いた値をカブリ濃度として評価した。
○:0.005より大で、0.01以下(実用上問題ないレベル)
×:0.01より大(実用上問題あり)
〈画質〉
前記8種類の感光体を順次前記複写機に装着し、中間調を有する原稿を用いて50,000回の画出しを行った。この間クリーニング不良の有無、画像傷の有無について評価した。
○:クリーニング不良が無く、画像傷発生しないが、感光体に細かい傷あり
×:クリーニング不良が発生、これによる画像傷発生(実用上問題あり)
〈画像流れ〉
5万コピー後の実写画像を見て、画面上に画像流れの1ヶ所もないものを「○」、1ヶ所でも有るものを「×」として評価した。
感光体の均一膜厚部分をランダムに10ヶ所測定し、その平均値を感光体の膜厚とする。膜厚測定器EDDY 560C(HELMUT FISCHER GMBHT CO社製)を用いて1回目と5万コピー後の膜厚を測定し、その差を膜厚減耗量とした。
(中間層)
直径100mmのアルミニウムドラム上に下記中間層塗布液を浸漬塗布し、120℃、30分で乾燥し、乾燥膜厚1.0μmの中間層を形成した。
バインダー樹脂(例示ポリアミドN−1) 1部(1.00体積部)
ルチル型酸化チタンA1(一次粒径35nm;メチルハイドロジェンシロキサンとジメチルシロキサンの共重合体(モル比1:1)を用い、酸化チタン全質量の5質量%の量で表面処理したもの) 3.5部(1.00体積部)
エタノール/n−プロピルアルコール/THF(質量比:45/20/30)10部
上記成分を混合し、サンドミル分散機を用い、10時間、バッチ式にて分散し、中間層分散液を作製した。
下記成分を混合し、サンドミル分散機を用いて分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この塗布液を浸漬塗布法で前記中間層の上に塗布して、乾燥膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。
シリコーン変性ポリビニルブチラール 10部
4−メトキシ−4−メチル−2−ペンタン 700部
t−ブチルアセテート 300部
(下層電荷輸送層)
電荷輸送物質(TL−1) 1105部
ポリカーボネート(ユーピロンZ300:三菱ガス化学社製) 600部
THF/トルエン(質量比:7/3) 3000部
シリコンオイル(KF−54:信越化学社製) 1部
を混合し、溶解して下層電荷輸送層塗布液2を調製した。この塗布液を前記電荷発生層の上に浸漬塗布し、110℃、70分乾燥を行い、乾燥膜厚保15.0μmの下層電荷輸送層を形成した。
電荷輸送物質(TS−1) 469部
ポリカーボネート樹脂(ユーピロンZ800:三菱ガス化学社製) 600部
THF/トルエン(質量比:7/3) 3000部
シリコンオイル(KF−54:信越化学社製) 1部
無機微粒子(シリカ粒子30nm) 50部
を混合分散し、上層電荷輸送層塗布液2を調製した。この塗布液を下層電荷輸送層上に円形スライドホッパー塗布機により塗布して、乾燥膜厚保5.0μmの上層電荷輸送層を形成し、感光体2−1を得た。
上記感光体2−1の電荷輸送層中の電荷輸送物質の種類、含有量と無機微粒子のシリカ粒子径を表3に記載した如く変更し、感光体2−2〜2−10を作製した。
〈感光体3−1の作製〉
感光体2−1で用いた直径100mmのアルミニウムドラムを、60mmのアルミニウムドラムに変え、更に下層電荷輸送層と上層電荷輸送層を下記塗布液にて層形成した以外は感光体2−1と同様に作製した。
電荷輸送物質(TL−1) 757部
ポリカーボネート(ユーピロンZ300:三菱ガス化学社製) 600部
THF/トルエン(質量比:7/3) 3000部
シリコンオイル(KF−54:信越化学社製) 1部
を混合し、溶解して下層電荷輸送層塗布液2を調製した。この塗布液を前記電荷発生層の上に浸漬塗布し、110℃、70分乾燥を行い、乾燥膜厚15.0μmの下層電荷輸送層を形成した。
電荷輸送物質(TS−1) 220部
ポリカーボネート樹脂(ユーピロンZ800:三菱ガス化学社製) 600部
THF/トルエン(質量比:7/3) 3000部
シリコンオイル(KF−54:信越化学社製) 1部
無機微粒子(シリカ粒子30nm;メチルハイドロゲンポリシロキサンを用いシリカの全質量に対して、4質量%の量にて表面処理) 50部
AO剤(AO−1) 6.6部
を混合分散し、上層電荷輸送層塗布液2を調製した。この塗布液を下層電荷輸送層上に円形スライドホッパー塗布機により塗布して、乾燥膜厚保5.0μmの上層電荷輸送層を形成し、感光体3−1を得た。
上記感光体3−1の上層電荷輸送層中のAO−1を、表5に記載した如く変更し、感光体3−1と同様に表面処理し、粒径を表5に記す様に変えたシリカ、酸化チタン、アルミナを用いた以外は、感光体3−1と同様にして感光体3−2〜3−14を作製した。
実写1枚目及び100枚目の画像のイエロー、マゼンタ、シアンの各トナーにおける二次色(レッド、ブルー、グリーン)のソリッド画像部の色を「Macbeth Color−Eye 7000」いより測定し、CMC(2:1)色差式を用いて各ソリッド画像の1枚目と100枚目の色差を算出した。
○:色差が2〜3の範囲(実用上問題なし)
×:色差が3より大きい(実用上問題あり)
結果は表6示す。
21 有機感光体
22 帯電手段
23 現像手段
24 転写極
25 分離極
26 クリーニング手段
30 露光光学系
45 転写搬送ベルト装置
50 定着手段
P 転写紙
Claims (12)
- 導電性支持体上に、少なくとも電荷発生層と電荷輸送層とを順次積層してなる電子写真感光体において、該電荷輸送層は少なくとも2つの層からなり、かつ電荷輸送層の構成層の中、支持体側の層には電荷輸送物質をA(モル数/g)含有し、表面側の層には双極子モーメント(Dp)が0.75以下の電荷輸送物質をB(モル数/g)含有するとき、下記関係式(1)と(2)を満たし、
9.0×10−4>A>3.0×10−4・・・・(1)
8.0×10−4>B>2.0×10−5・・・・(2)
かつ、表面層側の層中には数平均一次粒径が3〜150nmである無機微粒子、並びに下記一般式Vで表される酸化防止剤を含有することを特徴とする電子写真感光体。
- 前記無機微粒子が金属酸化物粒子であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記金属酸化物粒子が酸化チタン粒子であることを特徴とする請求項2に記載の電子写真感光体。
- 前記金属酸化物粒子がアルミナ粒子であることを特徴とする請求項2に記載の電子写真感光体。
- 前記無機微粒子がシリカ粒子であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記無機微粒子はケイ素原子を有する化合物で表面処理されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の電子写真感光体を搭載し、少なくとも帯電手段、像露光手段、並びに該電子写真感光体上に形成された静電潜像を粉体トナーを含有する現像剤により現像する現像手段を有することを特徴とする画像形成装置。
- 前記粉体トナー中には滑剤が含有されていることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記滑剤が脂肪酸金属塩であることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の電子写真感光体と、少なくとも帯電手段、像露光手段、現像手段、クリーニング手段のいずれか1つを一体的に構成したプロセスカートリッジであって、画像形成装置本体に出し入れ可能に設置されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 請求項7〜9のいずれか1項に記載の画像形成装置は、フルカラー画像形成が可能であることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項7〜9のいずれか1項に記載の画像形成装置に用いられることを特徴とする画像形成方法。
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