JP4604083B2 - 電子写真感光体、画像形成装置およびプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
このような機能分離型感光体は、各々の物質の選択範囲が広く帯電特性、感度、残留電位、繰り返し特性、耐刷性等の電子写真特性において、最良の物質を組み合わせることによる高性能な感光体を提供することができる。
D=1.22λ/NA
(λはレーザービームの波長、NAはレンズ開口数を表す)
の式で示される関係にある。
で示されるトリアリールアミンダイマー化合物を含有し、前記感光層膜厚が30μm以下であることを特徴とする電子写真感光体(以下、「感光体」ともいう)が提供される。
図1および図2に本発明の一実施の形態である感光体を示す。図中、11は導電性支持体を、12は電荷発生層を、13は電荷輸送層を、14は感光層を、15は下引き層(「中間層」ともいう)を表す。
すなわち、図1および図2に示す感光体は、機能分離型の積層型感光体である。
使用できる導電性支持体としては、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、ニッケルなどの金属材料、あるいは表面にアルミニウム、銅、パラジウム、酸化錫、酸化インジウムなどの導電性層を設けたポリエステルフィルム、フェノール樹脂パイプ、紙管などの絶縁性物質が挙げられる。導電性支持体1の形状としては、シート状、ドラム状、シームレスベルト状のいずれでもよい。
導電性支持体1上に形成され得る下引き層15には、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、セルロース類、ゼラチン、デンプン、ポリウレタン、ポリイミド、ポリアミド等の有機高分子化合物が使用される。中でも有機溶媒可溶性のポリアミド樹脂は、下引き層の上に感光体層を形成する際に用いられる溶媒に対して溶解や膨潤などが起こらないこと、導電性支持体との接着性に優れることなどから特に好ましい。
電荷発生層12は、主に電荷発生物質とバインダ樹脂とからなる。
電荷発生物質としては380〜500nmの波長の光で電荷を発生させる物質が望ましい。このような電荷発生物質の具体例としては、ビスアゾ化合物、トリスアゾ化合物等のアゾ化合物、スクエアリウム化合物、アズレニウム化合物、ペリレン系化合物、インジゴ化合物、キナクドリン化合物多環キノン化合物、シアニン色素、キサンテン染料、オキソチタニウムフタロシアニンおよびポリ−N−ビニルカルバゾールとトリニトロフルオレノンなどからなる電荷移動錯体などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらの電荷発生物質は必要に応じて2種以上混合して用いてもよい。
電荷輸送層
電荷輸送層13は、主に電荷輸送物質とバインダ樹脂とからなる。
また比率M/Bが10/30未満でありバインダ樹脂の比率が高くなると、浸漬塗布法によって電荷輸送層を形成する場合、塗布液の粘度が増大し、塗布速度の低下を招き、生産性が著しく悪くなるおそれがある。
また、塗布液の粘度の増大を抑えるために塗布液中の溶剤の量を多くすると、ブラッシング現象が発生し、形成された電荷輸送層に白濁が発生するおそれがある。
一方、比率M/Bが10/8を超えてバインダ樹脂17の比率が低くなると、バインダ樹脂の比率が高いときに比べて耐刷性が低くなり、感光層の摩耗量が増加するおそれがある。
電荷輸送材料を溶解(または分散)する適当な溶剤は、電荷発生物質を分散する溶剤と実質的に異ならず、上記に列挙した溶剤の中から選択して使用できる。
本発明の画像形成装置は、本発明の感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、帯電された前記感光体に対して露光を施す露光手段と、露光によって形成される静電潜像を現像する現像手段とを備えることを特徴とする。
図3(a)は、本発明の画像形成装置の構成を示す概略側面図である。
帯電手段としては非接触式のチャージャーワイヤも使用できるが、感光体表面の高い耐摩耗性が要求される帯電ローラの使用において、本発明による電荷輸送層が形成された感光体は耐久性向上により大きな効果を発揮する。
したがって、本発明の画像形成装置においては、帯電手段は非接触帯電でも接触帯電でも双方において活用できる。
で示されるトリアリールアミンダイマー化合物が均一に分散された感光層を有する電子写真感光体を備えるので、黒点などの画像欠陥のない高品質の画像を形成することができる。
で示されるトリアリールアミンダイマー化合物が均一に分散された感光層を有する電子写真感光体およびこれを備える画像形成装置が提供される。
なお、製造例で得られた化合物の化学構造、分子量および元素分析は、以下の装置および条件により測定した。
核磁気共鳴装置:NMR(ブルカーバイオスピン社製、型式:DPX−200)
サンプル調整 約4mg試料/0.4m(CDCl3)
測定モード 1H(通常)、13C(通常、DPET−135)
分子量測定装置:LC−MS(サーモクエスト社製、
フィネガン LCQ Deca マススペクトロメーターシステム)
LCカラム GL-Sciences Inertsil ODS-3 2.1×100mm
カラム温度 40℃
溶離液 メタノール:水=90:10
サンプル注入量 5μl
検出器 UV254nmおよびMS ESI
元素分析装置:パーキン エールマー社製、Elemental Analysis 2400
サンプル量: 約2mgを精秤
ガス流量(ml/分):He=1.5、O2=1.1、N2=4.3
燃焼管温度設定:925℃
還元管温度設定:640℃
なお、元素分析は、差動熱伝導度法による炭素(C)、水素(H)および窒素(N)同時定量法に分析した。
トリアリールアミンダイマー化合物の合成(例示化合物No.1)
o−ジクロロベンゼン100ml中で、2,4−キシリル−β−ナフチルアミン4.75g(2.0当量)、4,4’−ジブロモビフェニル2.98g(1.0当量)、18−クラウン−6−エーテル1.02g(0.2当量)、銅粉末4.9g(4.0当量)、無水炭酸カリウム21.3g(8.0当量)を混合し、反応温度を180℃まで上げ、この温度を保つように加熱しながら18時間撹拌および還流して反応させた。反応終了後、熱時セライト瀘過を行い、瀘液を濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、白色粉末化合物4.95gを得た。
核磁気共鳴装置:NMR
1H−NMR(通常)では、δ=2.06(S,6H)、2.38(S,6H)、6.97〜7.82(m、28H)においてスペクトルが観測された。
上記の各種のNMR測定において観測されたシグナルは、目的とするトリアリールアミンダイマー化合物である例示化合物No.1の構造をよく支持している。
さらに、白色粉末状化合物の元素分析値は以下のとおりであった。
理論値 C:89.40%、H:6.25%、N:4.34%
実測値 C:89.04%、H:5.97%、N:4.01%
以上、NMR、LC−MSおよび元素分析等の分析結果から、得られた白色粉末状化合物が、例示化合物No.1のトリアリールアミンダイマー化合物であることがわかった(収率:80.1%)。また、LC−MS測定時のHPLCの分析結果から、得られた例示化合物(1)の純度は99.0%であった。
例示化合物No3、7、13および20の合成
製造例1において、一般式(4)で示されるビスアリールジハロゲン化合物誘導体、一般式(5)で示される2級アミン化合物として表2に示す各原料化合物を用いて全く同様の操作を行ない、例示化合物No.3、7、13および20をそれぞれ製造した。なお、以下の表2には、例示化合物No.1の原料化合物も併せて示す。
以下のようにして、製造例1で製造した本発明によるトリアリールアミンダイマー化合物である例示化合物No.1を電荷輸送層の電荷輸送物質として用いた電子写真感光体を作製した。
電荷輸送物質として例示化合物No.1に代えて、上記の表3に示す例示化合物No.3の化合物を用いたこと以外は実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
電荷輸送物質として例示化合物No.1に代えて、上記の表3に示す例示化合物No.7、13、20の化合物を、それぞれ用いること以外は、実施例1と同様にして3種類の各電子写真感光体を作製した。
電荷輸送層の膜厚が10μm、30μmであること以外は、実施例1と同様にして2種類の電子写真感光体を作製した。
電荷輸送物質として例示化合物No.1に代えて、トリアリールアミン構造を有する化合物α-Np-TPD(東京化成株式会社製)を用いること以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製しようとした。しかしながら、α-Np-TPDが使用の系に溶解せず、電子写真感光体を得ることができなかった。
電荷輸送物質として例示化合物No.1に代えて、トリアリールアミン構造を有する化合物4mM-TPD(高砂香料株式会社製)を用いること以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
電荷輸送物質として例示化合物No.1に代えて、トリアリールアミン構造を有する化合物4mM-TPD(高砂香料株式会社製)を用い、電荷輸送物質の重量Mとバインダ樹脂の重量Bの比率M/Bを10/20とすること以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
電荷輸送層の膜厚が35μmであること以外は、実施例1と同様にして3種類の電子写真感光体を作製した。
プロセススピードを225mm/secとしたデジタル複写機(シャープ株式会社製:AR-451S)の画像露光光源を405nmの半導体レーザー(ポリゴン・ミラーによる画像書込み)に置き換え、作製した各電子写真感光体を搭載した。画像形成を50,000枚行った後、感光層の膜厚d1を測定し、この値と作製時の感光層の膜厚d0との差を膜減り量Δd(=d0−d1)として求め、耐刷性の評価指標とした。
実施例1〜5および比較例1〜3で得られた各電子写真感光体を図4に示す複写機の電子写真プロセスに搭載して、画像露光光源を405nmの半導体レーザー(ポリゴン・ミラーによる画像書込み)として、現像部での感光体表面電位、具体的には帯電性を見るために現像部位に表面電位計(トレック・ジャパン社製:model 344)を設けることで感光体表面電位(帯電電位)V0、除電後の感光体表面電位(残留電位)VLを測定した。
比較例2の感光体は、初期の電気特性は良好であるけれども、長期使用による磨耗が大きく、機械的耐久性が不足していることがわかる。
プロセススピードを225mm/secとしたデジタル複写機(シャープ株式会社製:AR-451Sを用い、画像露光光源を405nm、ビームのスポット径を21μmになるよう光学系を調整し、感光体の初期帯電電位は−600Vで行い、露光した感光体表面の電位を−60Vになるように露光量の設定をおこない1200dpiのハーフトーン画像を印字した。そこで得られる孤立ドットを感光体上に形成し、光学顕微鏡により画像のドット再現性を評価した。また画像露光光源を従来どおり780nm、ビームのスポット径を42μmになるよう光学系を調整した系でも同様の評価をおこなった。
A:各ドットが孤立して明瞭であることより、画質レベルが高い。
11 導電性支持体
12 電荷発生層
13 電荷輸送層
14 感光層
15 下引き層(中間層)
21 画像形成装置
22 プロセスカートリッジ
23 露光手段
24 転写器
25 定着器
26 感光体ドラム
27 帯電器
28 現像器
28c 現像カートリッジ
29 トナー補給容器
30 除電器
31 画像形成装置本体
32 加圧ローラー
33 加熱ローラー
34 クリーナー
41 現像ローラ
42 転写紙
43 レーザービームなどの光
44 排紙方向
Claims (6)
- 導電性材料からなる導電性支持体上に、電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層とが積層された積層型感光層が形成されてなる電子写真感光体において、該電子写真感光体が、380〜500nmの波長を有する半導体レーザー光線に対して感度特性を有し、かつ前記積層型感光層の電荷輸送層が、電荷輸送物質として一般式(1):
で示されるトリアリールアミンダイマー化合物を含有し、前記感光層膜厚が30μm以下であることを特徴とする電子写真感光体。 - 前記電荷輸送層がバインダ樹脂を含有し、前記電荷輸送物質の重量Mと前記バインダ樹脂の重量Bとの比率M/Bが10/8〜10/30である請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記積層型感光層の電荷発生層が、前記電荷発生物質として、Cu−Kα特性X線回折(波長:1.54Å)におけるブラッグ角(2θ±0.2°)が少なくとも27.2°に回折ピークを有するオキソチタニウムフタロシアニンを含有する請求項1または2に記載の電子写真感光体。
- 前記導電性支持体と前記積層型感光層との間に中間層を有する請求項1〜3のいずれか1つ記載の電子写真感光体。
- 請求項1〜4のいずれか1つに記載の電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、帯電された前記電子写真感光体に対して380〜500nmの波長を有する半導体レーザーによる露光を施す露光手段と、露光によって形成される静電潜像を現像する現像手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1〜4のいずれか1つに記載の電子写真感光体、帯電手段、現像手段及びクリーニング手段からなる群より選ばれた少なくとも一つの手段を一体に支持し、電子写真装置本体に脱着自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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