JP4600230B2 - 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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Description
DH=3.8584×(P/D2)…(1)
式中、DHはダイナミック硬度[N/m2]、Pは押込み荷重[N]、Dは押込み深さ[m]を表す。ここで、ダイアモンド圧子は、微小硬度測定装置(島津製作所社製、「DUH−201」)に装着されているものであり、押込み深さは、圧子の変位から、押込み荷重は圧子につけたロードセルから読み取る。
ED=(D−M)/D×100…(2)
式中、EDは弾性変形率(%)、Mは応力解放後の圧子の変位[m]、Dは押込み深さ[m]を表す。ここで、ダイアモンド圧子は、微小硬度測定装置(島津製作所社製、「DUH−201」)に装着されているものであり、押込み深さは、圧子の変位から、押込み荷重は圧子につけたロードセルから読み取る。
F[−(X1)n−R1−Z1H]m …(I)
ここで、式(I)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、X1は酸素原子又は硫黄原子を、R1はアルキレン基を、Z1は酸素原子、硫黄原子、NH又はCOOを、nは0又は1を、mは1〜4の整数を示す。
F[−(X2)n1−(R2)n2−(Z2)n3G]n4 …(II)
ここで、式(II)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、X2は酸素原子又は硫黄原子を、R2はアルキレン基を、Z2は酸素原子、硫黄原子、NH又はCOOを、Gはエポキシ基を、n1、n2及びn3はそれぞれ独立に0又は1を、n4は1〜4の整数を示す。
F[−D−Si(R3)(3-a)Qa]b …(III)
ここで、式(III)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、Dは可とう性を有する2価の基を、R3は水素原子、置換若しくは未置換のアルキル基又は置換若しくは未置換のアリール基を、Qは加水分解性基を、aは1〜3の整数を、bは1〜4の整数を示す。
ここで、式(IV)中、Fは正孔輸送性を有するn5価の有機基を、Tは2価の基を、Yは酸素原子又は硫黄原子を、R4、R5及びR6はそれぞれ独立に水素原子又は1価の有機基を、R7は1価の有機基を、m1は0又は1を、n5は1〜4の整数を、それぞれ示す。但し、R6とR7は互いに結合してYをヘテロ原子とする複素環を形成してもよい。
ここで、式(V)中、Fは正孔輸送性を有するn6価の有機基を、Tは2価の基を、R8は1価の有機基を、m2は0又は1を、n6は1〜4の整数を、それぞれ示す。
図1は、本発明の電子写真感光体の好適な一実施形態を示す模式断面図である。図1に示す電子写真感光体1は、導電性支持体2と、感光層3とから構成されている。感光層3は、導電性支持体2上に、下引層4、電荷発生層5、電荷輸送層6及び保護層7がこの順序で積層された構造を有している。
F[−(X1)n−R1−Z1H]m …(I)
式(I)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、X1は酸素原子又は硫黄原子を、R1はアルキレン基を、Z1は酸素原子、硫黄原子、NH又はCOOを、nは0又は1を、mは1〜4の整数を示す。
F[−(X2)n1−(R2)n2−(Z2)n3G]n4 …(II)
式(II)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、X2は酸素原子又は硫黄原子を、R2はアルキレン基を、Z2は酸素原子、硫黄原子、NH又はCOOを、Gはエポキシ基を、n1、n2及びn3はそれぞれ独立に0又は1を、n4は1〜4の整数を示す。
F[−D−Si(R3)(3-a)Qa]b …(III)
式(III)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、Dは可とう性を有する2価の基を、R3は水素原子、置換若しくは未置換のアルキル基(炭素数は1〜15が好ましく、1〜10がより好ましい)又は置換若しくは未置換のアリール基(炭素数は6〜20が好ましく、6〜15がより好ましい)を、Qは加水分解性基を、aは1〜3の整数を、bは1〜4の整数を示す。
式(IV)中、Fは正孔輸送性を有するn5価の有機基を、Tは2価の基を、Yは酸素原子又は硫黄原子を、R4、R5及びR6はそれぞれ独立に水素原子又は1価の有機基を、R7は1価の有機基を、m1は0又は1を、n5は1〜4の整数を、それぞれ示す。但し、R6とR7は互いに結合してYをヘテロ原子とする複素環を形成してもよい。
式(V)中、Fは正孔輸送性を有するn6価の有機基を、Tは2価の基を、R8は1価の有機基を、m2は0又は1を、n6は1〜4の整数を、それぞれ示す。
式(VI)中、Ar1〜Ar4は同一でも異なっていてもよく、それぞれ置換又は未置換のアリール基を示し、Ar5は置換又は未置換のアリール基又はアリーレン基を示し、cはそれぞれ独立に0又は1を示し、kは0又は1を示し、Dは、下記一般式(VII)、(VIII)、(IX)、(X)又は(XI)で示される1価の有機基を示し、cの総数は1〜4である。
−(X1)n−R1−Z1H …(VII)
式(VII)中、X1は酸素原子又は硫黄原子を、R1はアルキレン基を、Z1は酸素原子、硫黄原子、NH又はCOOを、nは0又は1を示す。
−(X2)n1−(R2)n2−(Z2)n3G …(VIII)
式(VIII)中、X2は酸素原子又は硫黄原子を、R2はアルキレン基を、Z2は酸素原子、硫黄原子、NH又はCOOを、Gはエポキシ基を、n1、n2及びn3はそれぞれ独立に0又は1を示す。
−D−Si(R3)(3-a)Qa …(IX)
式(IX)中、Dは可とう性を有する2価の基を、R3は水素原子、置換若しくは未置換のアルキル基又は置換若しくは未置換のアリール基を、Qは加水分解性基を、aは1〜3の整数を示す。
式(X)中、Tは2価の基を、Yは酸素原子又は硫黄原子を、R4、R5及びR6はそれぞれ独立に水素原子又は1価の有機基を、R7は1価の有機基を、m1は0又は1を、それぞれ示す。但し、R6とR7は互いに結合してYをヘテロ原子とする複素環を形成してもよい。
式(XI)中、Tは2価の基を、R8は1価の有機基を、m2は0又は1を、それぞれ示す。
Si(R50)(4−c)Qc (XII)
上記式(XII)中、R50は水素原子、アルキル基又は置換若しくは未置換のアリール基を、Qは加水分解性基を、cは1〜4の整数を示す。
B−(Si(R51)(3−d)Qd)2 (XIII)
上記式(XIV)中、A1及びA2は、それぞれ独立に一価の有機基を示す。
図6は、本発明の画像形成方法に基づいて画像を形成する画像形成装置の好適な一実施形態を示す模式図である。図6に示す画像形成装置100は、画像形成装置本体(図示せず)に、電子写真感光体1を備えるプロセスカートリッジ20と、露光装置30と、転写装置40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30はプロセスカートリッジ20の開口部から電子写真感光体1に露光可能な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1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1に当接可能に配置されている。
次に、本発明に係るプロセスカートリッジについて説明する。図10は、本発明に係るプロセスカートリッジの好適な一実施形態の基本構成を示す模式図である。
(実施例A−1)
先ず、円筒状のアルミニウム基材(直径30mm、長さ404mm、肉厚1mm)を用意した。
式(I−2)で示される化合物の代わりに式(I−20)で示される化合物を用いたこと以外は実施例A−1と同様にして、導電性支持体上に下引層/電荷発生層/電荷輸送層/保護層からなる感光層が設けられた電子写真感光体を得た。この電子写真感光体をPR−A−2とした。
式(I−2)で示される化合物の代わりに式(II−3)で示される化合物を用いたこと以外は実施例A−1と同様にして、導電性支持体上に下引層/電荷発生層/電荷輸送層/保護層からなる感光層が設けられた電子写真感光体を得た。この電子写真感光体をPR−A−3とした。
式(I−2)で示される化合物の代わりに式(II−15)で示される化合物を用いたこと以外は実施例A−1と同様にして、導電性支持体上に下引層/電荷発生層/電荷輸送層/保護層からなる感光層が設けられた電子写真感光体を得た。この電子写真感光体をPR−A−4とした。
式(I−2)で示される化合物の代わりに式(IV−2)で示される化合物を用いたこと以外は実施例A−1と同様にして、導電性支持体上に下引層/電荷発生層/電荷輸送層/保護層からなる感光層が設けられた電子写真感光体を得た。この電子写真感光体をPR−A−5とした。
式(I−2)で示される化合物の代わりに式(IV−25)で示される化合物を用いたこと以外は実施例A−1と同様にして、導電性支持体上に下引層/電荷発生層/電荷輸送層/保護層からなる感光層が設けられた電子写真感光体を得た。この電子写真感光体をPR−A−6とした。
式(I−2)で示される化合物の代わりに式(V−4)で示される化合物を用いたこと以外は実施例A−1と同様にして、導電性支持体上に下引層/電荷発生層/電荷輸送層/保護層からなる感光層が設けられた電子写真感光体を得た。この電子写真感光体をPR−A−7とした。
式(I−2)で示される化合物の代わりに式(V−19)で示される化合物を用いたこと以外は実施例A−1と同様にして、導電性支持体上に下引層/電荷発生層/電荷輸送層/保護層からなる感光層が設けられた電子写真感光体を得た。この電子写真感光体をPR−A−8とした。
先ず、円筒状のアルミニウム基材(直径30mm、長さ404mm、肉厚1mm)を用意した。
式(I−2)で示される化合物の代わりに式(I−20)で示される化合物を用いたこと以外は実施例A−9と同様にして、導電性支持体上に下引層/電荷発生層/電荷輸送層/保護層からなる感光層が設けられた電子写真感光体を得た。この電子写真感光体をPR−A−10とした。
式(I−2)で示される化合物の代わりに式(II−3)で示される化合物を用いたこと以外は実施例A−9と同様にして、導電性支持体上に下引層/電荷発生層/電荷輸送層/保護層からなる感光層が設けられた電子写真感光体を得た。この電子写真感光体をPR−A−11とした。
式(I−2)で示される化合物の代わりに式(II−15)で示される化合物を用いたこと以外は実施例A−9と同様にして、導電性支持体上に下引層/電荷発生層/電荷輸送層/保護層からなる感光層が設けられた電子写真感光体を得た。この電子写真感光体をPR−A−12とした。
式(I−2)で示される化合物の代わりに式(IV−2)で示される化合物を用いたこと以外は実施例A−9と同様にして、導電性支持体上に下引層/電荷発生層/電荷輸送層/保護層からなる感光層が設けられた電子写真感光体を得た。この電子写真感光体をPR−A−13とした。
式(I−2)で示される化合物の代わりに式(IV−25)で示される化合物を用いたこと以外は実施例A−9と同様にして、導電性支持体上に下引層/電荷発生層/電荷輸送層/保護層からなる感光層が設けられた電子写真感光体を得た。この電子写真感光体をPR−A−14とした。
式(I−2)で示される化合物の代わりに式(V−4)で示される化合物を用いたこと以外は実施例A−9と同様にして、導電性支持体上に下引層/電荷発生層/電荷輸送層/保護層からなる感光層が設けられた電子写真感光体を得た。この電子写真感光体をPR−A−15とした。
式(I−2)で示される化合物の代わりに式(V−19)で示される化合物を用いたこと以外は実施例A−9と同様にして、導電性支持体上に下引層/電荷発生層/電荷輸送層/保護層からなる感光層が設けられた電子写真感光体を得た。この電子写真感光体をPR−A−16とした。
実施例A−1と同様にして、電荷輸送層まで形成した。次に、実施例A−1と同様にして保護層形成用塗布液を調製し、この塗布液を電荷輸送層の上にリング型浸漬塗布法により塗布し、190℃で1時間加熱処理して硬化させ、膜厚2.8μmの保護層を形成して、導電性支持体上に下引層/電荷発生層/電荷輸送層/保護層からなる感光層が設けられた電子写真感光体を得た。この電子写真感光体をPR−A−17とした。
実施例A−1と同様にして、電荷輸送層まで形成した。次に、下記式(CT−1)で示される化合物2質量部及び下記式(CP−1)で示される化合物2質量部を、イソプロピルアルコール5質量部、テトラヒドロフラン3質量部及び蒸留水0.3質量部の混合溶媒に加えて混合し、この混合物にさらに、イオン交換樹脂(アンバーリスト15E、ローム・アンド・ハース社製)0.05質量部を加え、室温で攪拌することにより24時間加水分解を行った。なお、式(CT−1)中、−i−Prはイソプロピル基を示す。
実施例A−1と同様にして、電荷輸送層まで形成した。次に、メチルシロキサン単位80モル%、メチル-フェニルシロキサン単位20モル%からなるポリシロキサン樹脂(1質量%のシラノール基を含む)10質量部をトルエン8質量部に溶解し、これにメチルトリシロキサン13.0質量部とジブチル錫ジアセテート0.2質量部を更に添加して溶液を得た。そして、この溶液10質量部に、トルエン20質量部、及び、4−[N,N−ビス(3,4−ジメチルフェニル)アミノ]−[2−(トリエトキシシリル)エチル]ベンゼン4質量部を添加して保護層形成用塗布液を得た。この塗布液を上記電荷輸送層上にスプレーコーティング法により塗布し、120℃で10分間風乾した。その後、170℃で2時間加熱処理して硬化し、膜厚約3μmの保護層を形成し、導電性支持体上に下引層/電荷発生層/電荷輸送層/保護層からなる感光層が設けられた電子写真感光体を得た。この電子写真感光体をRPR−A−2とした。
実施例A−9と同様にして、電荷輸送層まで形成した。次に、比較例A−1と同様にして保護層形成用塗布液を調製し、この塗布液を電荷輸送層の上にリング型浸漬塗布法により塗布し、室温で10分風乾した。その後、140℃で40分間加熱処理して硬化し、膜厚3μmの保護層を形成し、導電性支持体上に下引層/電荷発生層/電荷輸送層/保護層からなる感光層が設けられた電子写真感光体を得た。この電子写真感光体をRPR−A−3とした。
実施例A−9と同様にして、電荷輸送層まで形成した。次に、比較例A−2と同様にして保護層形成用塗布液を調製し、この塗布液を上記電荷輸送層上にスプレーコーティング法により塗布し、120℃で10分間風乾した。その後、170℃で2時間加熱処理して硬化し、膜厚約3μmの保護層を形成し、導電性支持体上に下引層/電荷発生層/電荷輸送層/保護層からなる感光層が設けられた電子写真感光体を得た。この電子写真感光体をRPR−A−4とした。
先ず、円筒状のアルミニウム基材(直径30mm、長さ404mm、肉厚1mm)を用意した。
実施例(A−1)〜(A−17)で得られた電子写真感光体「PR−A−1」〜「PR−A−17」及び比較例(A−1)〜(A−5)で得られた電子写真感光体「RPR−A−1」〜「RPR−A−5」について、下記の方法に従って感光層のダイナミック硬度及び弾性変形率を求めた。得られた結果を表57に示す。
ベルコビッチ圧子(稜間角115°、先端曲率半径0.07μmのダイアモンド三角錐圧子)を装着した超微小硬度計(島津製作所社製、「DUH−201」)に上記の感光体を10mm角に切断後セットし、圧子押し込み測定モード(押し込み速さは、0.045mN/sec)にて感光層の硬度を測定した。測定は、感光層の保護層側から上記圧子を押し込み荷重0.3mNで押し込み、0.3mNの圧力を1秒間保持し、その後、圧子にかかる圧力を0mNに戻す(圧力の開放速度は0.045mN/sec)ことにより行った。圧子を押し込み荷重0.3mNで押し込んだときの押し込み深さから下記式(1)を用いて硬度を計算し、この計算値を感光層のダイナミック硬度とした。なお、押し込み深さは圧子の変位から、押し込み荷重は圧子に接続したロードセルから読み取った。
DH=3.8584×(P/D2)…(1)
式中、DHはダイナミック硬度、Pは押し込み荷重(単位はN)、Dは押し込み深さ(単位はm)を表す。
弾性変形率は、上記の測定において、圧子を押し込み荷重0.3mNで押し込んだときの押し込み深さ、及び、圧子にかかる圧力を解放した後の圧子の変位から、下記式(2)に基づき算出した。
ED=(D−M)/D×100…(2)
式中、EDは弾性変形率(%)、Mは応力解放後の圧子の変位(塑性変形量)[m]、Dは押込み深さ[m]を表す。
実施例(A−1)〜(A−17)で得られた電子写真感光体「PR−A−1」〜「PR−A−17」及び比較例(A−1)〜(A−5)で得られた電子写真感光体「RPR−A−1」〜「RPR−A−5」をそれぞれ、富士ゼロックス社製フルカラープリンタDocu Print C2220に装着して画像形成装置を作製し、下記の画像形成試験1及び画像形成試験2を行った。
上記で作製した画像形成装置を用い、30℃、85%RHの環境下で連続して3万枚の画像形成を行った。その後、同環境下で画像(A3サイズ)形成を行い、そのときの画質を以下の評価基準に基づいて目視により評価した。結果を表57に示す。
A:良好
B:極僅かな色点欠陥が見られる
C:色点又は色線欠陥が目立つ
また、発生した色点欠陥の個数をカウントし、その結果も表57に示す。
画像形成装置の長期使用に伴って、劣化した現像器や中間転写体から導電性材料の放出が発生し、それが感光体上に突き刺さる場合を想定して、意図的に円柱状のカーボンファイバー(直径:5μm〜10μm、長さ:3μm〜300μm)を上記で作製した画像形成装置のトナーカートリッジ中に添加した。なお、カーボンファイバーは、トナーとカーボンファイバーとの質量比が、トナー:カーボンファイバー=1000:1の割合となるように添加した。この画像形成装置を用いて、30℃、85%RHの環境下で連続して10枚の画像形成を行い、10枚目の画像(A3サイズ)を以下の評価基準に基づいて目視により評価した。結果を表57に示す。
A:良好
B:極僅かな色点欠陥が見られる
C:色点又は色線欠陥が目立つ
また、発生した色点欠陥について、0.2mmを超える色点数及び0.2mm以下の色点数をそれぞれカウントし、その結果も表57に示す。
Claims (4)
- 導電性支持体と、該導電性支持体上に設けられた感光層と、を有する電子写真感光体であって、
前記感光層のダイナミック硬度が20×109N/m2以上150×109N/m2以下であり、且つ、前記感光層の弾性変形率が15%以上80%以下であり、
前記感光層が、前記感光層の前記導電性支持体側に下引層を有しており、
前記下引層が、水酸基を有するアントラキノン構造を有するアクセプター性化合物と金属酸化物微粒子との複合体を含む、または、金属酸化物微粒子と水酸基を有するアントラキノン構造を有するアクセプター性化合物とを含むことを特徴とする電子写真感光体。 - 前記感光層が、前記感光層の前記導電性支持体から最も遠い側に、架橋構造を有し且つ電荷輸送性を有するフェノール樹脂を含むフェノール樹脂含有層を有していることを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。
- 請求項1又は2に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を帯電させるための帯電手段、前記電子写真感光体に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成するための現像手段、及び、前記電子写真感光体の表面に残存したトナーを除去するためのクリーニング手段からなる群より選ばれる少なくとも一種と、
を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1又は2に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を帯電させるための帯電手段と、
帯電した前記電子写真感光体に静電潜像を形成するための露光手段と、
前記静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成するための現像手段と、
前記トナー像を前記電子写真感光体から被転写体に転写するための転写手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
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