JP4763545B2 - 静電潜像担持体及びその製造方法、並びに画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Landscapes
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Description
このような有機光導電性材料を用いた電子写真感光体の感光層としては、電荷発生層上に電荷輸送層を積層した機能分離型のものが感度、耐久性に優れるため広く用いられている。
また、カラー複写機においては、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックの4色に対応した4つの画像形成要素を並列に並べたタンデム方式が広く採用されている。このようなタンデム方式では、複写機全体の大型化を防ぐため、従来よりも小径の感光体が用いられており、画像形成装置の高速化に対して感光体の更なる高耐久化が求められている。
このような点に鑑み、例えば、特許文献1及び特許文献2では、電荷輸送層の厚みを増加させて、耐久性を向上させる技術が提案されている。
このような非ハロゲン溶媒を用いて形成した電荷輸送層では、耐久性を向上させるため、電荷輸送層の厚みを30μm以上に厚く形成している。その結果、電界強度が低下し、繰り返し使用の際においても地汚れの発生に対する抑制効果が得られるものの、繰り返し使用の際にトナー中の樹脂やワックスが感光体に固着しやすくなり、異常画像が発生してしまうという問題がある。
<1> 支持体と、該支持体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に有する静電潜像担持体において、
前記電荷輸送層が少なくとも電荷輸送物質及び結着樹脂を含有し、かつ該電荷輸送層の厚みが30〜50μmであり、
赤外分光測定による前記電荷輸送物質と前記結着樹脂の吸光度比と、前記電荷輸送層の表面から厚み方向への距離との関係を表す分布が、該電荷輸送層の表面から厚み方向に20μm以内で、変曲点のない略直線状を示すことを特徴とする静電潜像担持体である。
<2> 赤外分光測定による電荷輸送物質と結着樹脂の吸光度比と、電荷輸送層の表面から厚み方向への距離との相関係数の2乗が、該電荷輸送層の表面から厚み方向に20μm以内で、0.92以上である前記<1>に記載の静電潜像担持体である。
<3> 支持体と、該支持体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に有する静電潜像担持体において、
前記電荷輸送層が少なくとも電荷輸送物質及び結着樹脂を含有し、かつ該電荷輸送層の厚みが30〜50μmであり、
赤外分光測定による前記電荷輸送層表面における前記電荷輸送物質と前記結着樹脂との吸光度比Aと、赤外分光測定による前記電荷輸送層表面から5μm内部における前記電荷輸送物質と前記結着樹脂との吸光度比Bとが、次式、B/A=1.0〜1.15を満たすことを特徴とする静電潜像担持体である。
<4> 電荷輸送層が、電荷発生層上に少なくとも電荷輸送物質、結着樹脂、及び非ハロゲン溶媒を含有する電荷輸送層塗布液を塗布して、乾燥させることにより形成される前記<1>から<3>のいずれかに記載の静電潜像担持体である。
<5> 支持体と電荷発生層との間に、電荷ブロッキング層、及びモアレ防止層をこの順に有する前記<1>から<4>のいずれかに記載の静電潜像担持体である。
<6> 電荷ブロッキング層が、少なくともN−アルコキシメチル化ナイロンを含有する前記<5>に記載の静電潜像担持体である。
<7> モアレ防止層が、純度が99.0%以上の酸化チタンと架橋性樹脂とを少なくとも含有する前記<5>から<6>のいずれかに記載の静電潜像担持体である。
<8> 電荷発生層が少なくとも電荷発生物質を含有し、かつ該電荷発生物質がチタニルフタロシアニン結晶である前記<1>から<7>のいずれかに記載の静電潜像担持体である。
<9> チタニルフタロシアニン結晶が、CuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも27.2゜に最大回折ピークを有し、9.4゜、9.6゜、及び24.0゜に主要なピークを有し、かつ最も低角側の回折ピークとして7.3゜にピークを有し、該7.3゜のピークと前記9.4゜のピークの間にピークを有さず、更に26.3°にピークを有さず、かつ一次粒子の体積平均粒径が0.25μm以下である前記<8>に記載の静電潜像担持体である。
<10> 電荷発生層がチタニルフタロシアニン結晶含有分散液から形成され、該チタニルフタロシアニン結晶含有分散液が、チタニルフタロシアニン結晶の体積平均粒径が0.3μm以下であり、かつ該チタニルフタロシアニン結晶の標準偏差が0.2μm以下になるまで分散させた後、有効孔径が3μm以下のフィルターで濾過して調製される前記<8>から<9>のいずれかに記載の静電潜像担持体である。
<11> チタニルフタロシアニン結晶が、CuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも7.0〜7.5゜に最大回折ピークを有し、かつ該最大回折ピークの半値幅が1゜以上であり、かつ一次粒子の体積平均粒径が0.1μm以下である不定形乃至低結晶性チタニルフタロシアニン結晶を水の存在下で有機溶媒を使用して結晶変換を行い、結晶変換後の一次粒子の体積平均粒径が0.25μm以下の状態で、濾過して得られる前記<8>から<10>のいずれかに記載の静電潜像担持体である。
<12> チタニルフタロシアニン結晶の原材料が、非ハロゲン含有化合物である前記<8>から<11>のいずれかに記載の静電潜像担持体である。
<13> 不定形乃至低結晶性チタニルフタロシアニン結晶が、アシッドペースト法により調製され、かつ該不定形乃至低結晶性チタニルフタロシアニン結晶が、イオン交換水によりpHが6〜8になるまで洗浄される前記<11>から<12>のいずれかに記載の静電潜像担持体である。
<14> 不定形乃至低結晶性チタニルフタロシアニン結晶は、アシッドペースト法により調製され、かつ該不定形乃至低結晶性チタニルフタロシアニン結晶が、イオン交換水により比伝導度が8μS/cm以下になるまで洗浄される前記<11>から<12>のいずれかに記載の静電潜像担持体である。
<15> チタニルフタロシアニン結晶の結晶変換における有機溶媒の使用量が、質量比で、不定形乃至低結晶性チタニルフタロシアニン結晶の含有量の30倍以上である前記<11>から<14>のいずれかに記載の静電潜像担持体である。
<16> 電荷発生層上に、少なくとも電荷輸送物質、結着樹脂、及び非ハロゲン溶媒を含有する電荷輸送層塗布液を塗布し、乾燥させて電荷輸送層を形成する電荷輸送層形成工程と、
形成された電荷輸送層に熱処理、UV照射処理、電子線照射処理及びコロナ放電処理から選択される少なくともいずれかを行う表面処理工程とを少なくとも含むことを特徴とする静電潜像担持体の製造方法である。
<17> 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、該静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、該可視像を記録媒体に転写する転写工程と、前記静電潜像担持体表面に残留したトナーを除去するクリーニング工程とを少なくとも含む画像形成方法において、
前記静電潜像担持体が、前記<1>から<15>のいずれかに記載の静電潜像担持体であることを特徴とする画像形成方法である。
<18> 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、該可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記静電潜像担持体表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段とを少なくとも有する画像形成装置において、
前記静電潜像担持体が、前記<1>から<15>のいずれかに記載の静電潜像担持体であることを特徴とする画像形成装置である。
<19> クリーニング手段が少なくともブラシ回転体を有し、該ブラシ回転体と静電潜像担持体との接点において該ブラシ回転体が該静電潜像担持体と同一方向に回転する前記<18>に記載の画像形成装置である。
<20> 少なくとも静電潜像担持体、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電手段、現像手段、転写手段、及びクリーニング手段を含む画像形成要素を複数配列したタンデム型である前記<18>から<19>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<21> 前記<1>から<15>のいずれかに記載の静電潜像担持体と、更に帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段及び除電手段から選択される少なくとも1つの手段を有し、画像形成装置本体に着脱可能であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
前記電荷輸送層が少なくとも電荷輸送物質及び結着樹脂を含有し、かつ該電荷輸送層の厚みが30〜50μmであり、
赤外分光測定による前記電荷輸送物質と前記結着樹脂の吸光度比と、前記電荷輸送層の表面から厚み方向への距離との関係を表す分布が、該電荷輸送層の表面から厚み方向に20μm以内で、変曲点のない略直線状を示す。
本発明の静電潜像担持体は、第2形態では、支持体と、該支持体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に有し、
前記電荷輸送層が少なくとも電荷輸送物質及び結着樹脂を含有し、かつ該電荷輸送層の厚みが30〜50μmであり、
赤外分光測定による前記電荷輸送層表面における前記電荷輸送物質と前記結着樹脂との吸光度比Aと、赤外分光測定による該電荷輸送層表面から5μm内部における前記電荷輸送物質と前記結着樹脂との吸光度比Bとが、次式、B/A=1.0〜1.15を満たす。
前記第1及び第2形態に係る静電潜像担持体においては、上記構成を備えることにより、耐久性が向上し、長期にわたる繰り返し使用においても地汚れ、フィルミング等の異常画像が発生せず、安定な画像形成を行うことができる。
形成された電荷輸送層に熱処理、UV照射処理、電子線照射処理及びコロナ放電処理から選択される少なくともいずれかを行う表面処理工程とを少なくとも含む。本発明の静電潜像担持体の製造方法においては、電荷輸送層を非ハロゲン溶媒を用いて形成することができるので、環境負荷の低減を図りつつ、効率良く、静電潜像担持体を製造することができる。
本発明の静電潜像担持体は、支持体と、該支持体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に有してなり、電荷ブロッキング層、モアレ防止層、更に必要に応じてその他の層を有してなる。
図2は、本発明の静電潜像担持体の別の構成例の一例を示す概略断面図である。この静電潜像担持体は、支持体201上に、電荷ブロッキング層205、モアレ防止層202、電荷発生層203、及び電荷輸送層204がこの順に積層された構成をとっている。
前記静電潜像担持体としては、図1及び図2のいずれの形態をとることも可能であるが、図2の形態が高耐久である点から特に好ましい。
前記電荷輸送層は、少なくとも電荷輸送物質及び結着樹脂を含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記電荷輸送層の厚みは30〜50μmであり、35〜45μmが好ましい。前記電荷輸送層の厚みが30μm未満であると、耐久性が劣ることがあり、50μmを超えると、解像度が低下してしまうことがある。
電荷輸送物質と結着樹脂の吸光度比と、電荷輸送層の厚み方向の距離との関係を表す分布が変曲点を有する理由については定かでないが、非ハロゲン溶媒と結着樹脂の相溶性や溶媒の蒸発速度に由来するものと思われる。特に、電子写真感光体の結着樹脂が偏析している際には、電荷輸送層中の結着樹脂がトナーの結着樹脂やワックスとの類似物質として相溶しやすいことや、電荷輸送層中の結着樹脂比率が高いため、機械的な耐久性が高まり、繰返し使用の際に電荷輸送層の摩耗が少ないことなどに起因して、電荷輸送層中の結着樹脂とトナー中の結着樹脂やワックスが固着しやすい状態を形成し、フィルミングが発生して異常画像が発生すると考えられる。
このことは、赤外分光測定による電荷輸送物質と結着樹脂の吸光度比と、電荷輸送層の表面から厚み方向への距離との相関係数rの2乗が、該電荷輸送層の表面から厚み方向に20μm以内で、0.92以上であることと同義である。前記相関係数の2乗は0.93以上であることが好ましい。前記相関係数rの2乗が0.92未満であると、電荷輸送層中の結着樹脂と、トナー中の結着樹脂やワックスが固着しやすい状態を形成し、フィルミングが発生して異常画像が生じることがある。
このようなB/Aの値を示す理由については定かでないが、非ハロゲン溶媒と結着樹脂の相溶性や溶媒の蒸発速度に由来するものと思われる。
前記吸収スペクトルの測定器としては、例えば、フーリエ変換型(FT−IR)赤外分光計、及びエネルギー分散型赤外分光計のいずれかが挙げられる。また、測定手法としては、透過法、減衰全反射法(ATR法)のいずれかの方法が用いられ、特に、ATR法は電荷輸送層の厚み方向に対する分解能が優れているため好ましい。
具体的には、上記吸光度比の深さ方向分布は画像形成装置や研磨装置等を使用して厚み減少量と吸光度比の関係を求めることができる。また、例えば、表面及び界面物性解析装置(SAICAS、DN−20、ダイプラ・ウィンテス社製)等を用いて表面から斜め方向に微小切削を行い、傾斜部分をμ−ATR法により吸光度比を求めることにより、深さ方向の分布を得ることができる。
前記電子輸送物質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4−オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイド、ベンゾキノン誘導体などが挙げられる。
前記正孔輸送物質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えばポリ−N−ビニルカルバゾール又はその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメート又はその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物又はその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、ポリシラン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、9−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、ブタジェン誘導体、ピレン誘導体等、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体などが挙げられる。
前記支持体としては、体積抵抗1010Ω・cm以下の導電性を示すものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、(1)アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金等の金属;酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を蒸着又はスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、(2)アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の板、又はこれらを押し出し、引き抜き等の工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理を施した管、(3)特開昭52−36016号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、又はエンドレスステンレスベルト、(4)厚み50〜150μmのニッケル箔、又は厚み50〜150μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの表面にアルミニウム蒸着等の導電加工を行ったもの、などが挙げられる。
前記導電性粉体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えばカーボンブラック、アセチレンブラック;アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀等の金属粉;導電性酸化スズ、ITO等の金属酸化物粉体などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えばポリスチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルトルエン樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどが挙げられる。
前記電荷ブロッキング層は、絶縁性を示し、モアレ防止層塗布液や感光層塗布液に不溶であることが好ましく、ナイロン樹脂が好適に用いられる。これらの中でも、N−アルコキシメチル化ナイロンが塗工溶媒に対する溶解性や環境安定性の点で特に好ましい。
前記電荷ブロッキング層は、感光体を帯電時に電極(導電性支持体)に誘起される逆極性の電荷が、支持体から感光層に注入するのを防止する機能を有する層であり、負帯電の場合には正孔注入防止、正帯電の場合には電子注入防止の機能を有する。
また、整流性を有する導電性高分子、帯電極性に合わせてアクセプター(ドナー)性の樹脂や化合物などを加えて、支持体からの電荷注入を制抑するなどの機能を持たせてもよい。
前記溶媒としては、アルコール系溶媒が好ましい。該アルコール系溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどが挙げられ、これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記モアレ防止層は、レーザー光のようなコヒーレント光による書き込みを行う際に、感光層内部での光干渉によるモアレ像の発生を防止する機能を有する層である。基本的には、前記書き込み光の光散乱を起こす機能を有する。このような機能を発現するために、モアレ防止層は屈折率の大きな材料を有することが有効である。
前記無機顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、白色顔料が好適に挙げられる。該白色顔料としては、例えば、酸化チタン、フッ化カルシウム、酸化カルシウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムなどが挙げられる。前記無機顔料としての白色顔料の前記モアレ防止層中における含有量は30〜75体積%が好ましい。
前記純度が99.0%以上の酸化チタンは、原料のチタンスラグを塩素により塩素化し四塩化チタンとし、これを分離し、凝縮し、精製後酸化し、生成した酸化チタンを粉砕し、分級した後、濾過し、洗浄して乾燥後、粉砕することで酸化チタンを製造する塩素法という方法により製造することができる。酸化チタン中の不純物としてはNa2O、K2O等の吸湿性物質及びイオン性物質が主であり、JIS K5116に示される測定法により、純度を求めることができる。
前記モアレ防止層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1〜10μmが好ましく、2〜5μmがより好ましい。前記厚みが1μm未満であると、効果の発現性が小さくなることがあり、10μmを超えると、残留電位の蓄積を生じることがある。
前記電荷発生層は、少なくとも電荷発生物質を含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
また、一次粒子の平均粒子サイズが0.25μm以下の結晶型チタニルフタロシアニンものを用いた感光体では、光感度の増大、地汚れ特性が著しく改善される。従って、本発明の電子写真感光体に用いられる電荷発生物質としては、前記結晶型を有し、かつ一次粒子サイズをコントロールしたチタニルフタロシアニンが最も有用である。
このように、電荷発生層又は下引き層において、各々地汚れを抑制させる方法は開示されているものの、地汚れの発生要因は複数存在しており、それらを同時に抑制させないと長期間繰り返し使用される状況下に耐えることは不可能である。それは、非常に小さな地汚れ要因であり、初期状態では問題にならなくても、繰り返し使用されることによって感光体が疲労したり、構成材料の劣化が進行するに伴って、地汚れ要因は成長するためである。従って、地汚れの発生要因は極力排除するとともに、繰り返し使用における感光体の疲労に対しても安定性を高めることが必要である。しかし、それらを同時に解決し、飛躍的な高耐久化を可能とする方法は開示されていなかった。
まず、チタニルフタロシアニン結晶の粗品の合成法について説明する。フタロシアニン類の合成方法は古くから知られており、Moser等による「Phthalocyanine Compounds」(1963年)、「The Phthalocyanines」(1983年)、特開平6−293769号公報などに記載されている。
例えば、第1の方法としては、無水フタル酸類、金属あるいはハロゲン化金属及び尿素の混合物を高沸点溶媒の存在下あるいは不存在下において加熱する方法である。この方法では、必要に応じてモリブデン酸アンモニウム等の触媒が併用される。
第2の方法としては、フタロニトリル類とハロゲン化金属を高沸点溶媒の存在下あるいは不存在下において加熱する方法である。この方法は、前記第1の方法で製造できないフタロシアニン類、例えば、アルミニウムフタロシアニン類、インジウムフタロシアニン類、オキソバナジウムフタロシアニン類、オキソチタニウムフタロシアニン類、ジルコニウムフタロシアニン類等に用いられる。
第3の方法としては、無水フタル酸、又はフタロニトリル類とアンモニアをまず反応させて、例えば1,3−ジイミノイソインドリン類等の中間体を製造し、次いでハロゲン化金属と高沸点溶媒中で反応させる方法である。
第4の方法としては、尿素等存在下で、フタロニトリル類と金属アルコキシドを反応させる方法である。
これらの中でも、第4の方法はベンゼン環への塩素化(ハロゲン化)が起こらず、電子写真用材料の合成法としては、極めて有用な方法である。
具体的な方法としては、上記の合成粗品を10〜50倍量の濃硫酸に溶解し、必要に応じて不溶物を濾過等により除去し、これを硫酸の10〜50倍量の充分に冷却した水もしくは氷水にゆっくりと投入し、チタニルフタロシアニンを再析出させる。析出したチタニルフタロシアニンを濾過した後、イオン交換水で洗浄し、濾過を行い、濾液が中性になるまで充分にこの操作を繰り返す。最終的に、綺麗なイオン交換水で洗浄した後、濾過を行い、固形分濃度で5〜15質量%程度の水ペーストを得る。
この際、イオン交換水で十分に洗浄し、可能な限り濃硫酸を残さないことが重要である。具体的には、洗浄後のイオン交換水が以下のような物性値を示すことが好ましい。即ち、硫酸の残存量を定量的に表せば、洗浄後のイオン交換水のpHや比伝導度で表すことができる。pHで表す場合には、pHが6〜8の範囲であることが好ましい。この範囲であれば、感光体特性に影響を与えない硫酸残存量であると判断できる。このpH値は市販のpHメーターで簡便的に測定することができる。
一方、前記比伝導度は、8μS/cm以下が好ましく、5μS/cm以下がより好ましく、3μS/cm以下が更に好ましい。この範囲であれば、感光体特性に影響を与えない硫酸残存量であると判断できる。この比伝導度は市販の電気伝導率計で測定することが可能である。比伝導度の下限値は、洗浄に使用するイオン交換水の比伝導度ということになる。いずれの測定においても、上記範囲を逸脱する範囲では、硫酸の残存量が多く、感光体の帯電性が低下したり、光感度が悪化することがある。
具体的な方法としては、前記不定形チタニルフタロシアニン(低結晶性チタニルフタロシアニン)を乾燥せずに、水の存在下の元で有機溶媒と共に混合し、撹拌することにより、前記結晶型が得られる。
この際、使用される有機溶媒は、所望の結晶型が得られるものであれば特に制限はなく、目的に応じて公知の有機溶媒の中から適宜選択することができるが、例えばテトラヒドロフラン、トルエン、塩化メチレン、二硫化炭素、オルトジクロロベンゼン、1,1,2−トリクロロエタン、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記結晶変換に使用される前記有機溶媒の量は、不定形チタニルフタロシアニンの質量の30倍以上の質量であることが好ましい。これは、結晶変換を素早く十分に起こさせると共に、不定形チタニルフタロシアニンに含まれる不純物を十分に取り除く効果が発現されるからである。なお、ここで使用する不定形チタニルフタロシアニンは、アシッドペースト法により作製するものであるが、上述のように硫酸を十分に洗浄したものを使用することが好ましい。硫酸が残存するような条件で結晶変換を行うと、結晶粒子中に硫酸イオンが残存し、でき上がった結晶を水洗処理のような操作をしても完全には取り除くことができない。硫酸イオンが残存した場合には、感光体の感度低下、帯電性低下を引き起こすなど、好ましい結果を得られない。例えば、特開平8−110649号公報(比較例)には、硫酸に溶解したチタニルフタロシアニンをイオン交換水と共に有機溶媒に投入し、結晶変換を行う方法が記載されている。この際、本発明で得られるチタニルフタロシアニン結晶のX線回折スペクトルに類似した結晶を得ることができるが、チタニルフタロシアニン中の硫酸イオン濃度が高く、光減衰特性(光感度)が悪いものであるため、本発明のチタニルフタロシアニンの製造方法としては良好なものではない。
前記電荷発生層に含有されるチタニルフタロシアニン結晶の粒子サイズをコントロールする方法としては、大きく2つの方法が挙げられる。1つは、チタニルフタロシアン結晶粒子を合成する際に、0.25μmより大きい粒子を含まない結晶を合成する方法である。もう1つは、チタニルフタロシアニン結晶を分散した後、0.25μmより大きい粗大粒子を取り除いてしまう方法である。勿論、両者を併用して用いることも可能である。
これに対し、本発明においては、結晶変換に際して結晶成長がほとんど起こらない範囲(図5に観察される不定形チタニルフタロシアニン粒子のサイズが、結晶変換後において遜色ない小ささ、概ね0.2μm以下に保たれる範囲)で、結晶変換が完了した時点を見極めることで、可能な限り一次粒子サイズの小さなチタニルフタロシアニン結晶を得ようというものである。結晶変換後の粒子サイズは、結晶変換時間に比例して大きくなる。このため、上述したように、結晶変換の効率を高くし、短時間で完了させることが重要である。このためには、いくつかの重要なポイントがある。
1つは、結晶変換溶媒を前述のように適正なものを選択し、結晶変換効率を高めることがある。もう1つは、結晶変換を短時間に完了させるため、溶媒とチタニルフタロシアニン水ペースト(前記作製した原料:不定形チタニルフタロシアニン)を充分に接触させるために強い撹拌を用いるものである。具体的には、撹拌力の非常に強いプロペラを用いた撹拌、ホモジナイザー(ホモミキサー)のような強烈な撹拌(分散)手段を用いるなどの手法により、短時間での結晶変換を実現させるものである。これらの条件により、原料が残存することなく、結晶変換が充分に行われ、かつ結晶成長が起こらない状態のチタニルフタロシアニン結晶を得ることができる。この場合、結晶変換に使用する有機溶媒量の適正化が有効な手段である。具体的には、不定形チタニルフタロシアニンの固形分に対して、30倍以上の有機溶媒を使用することが好ましい。これにより、短時間での結晶変換を確実なものとすると共に、不定形チタニルフタロシアニン中に含まれる不純物を確実に取り除くことができる。
このようにして作製される一次粒子サイズは、細かいほど感光体の課題に対しては良好な結果を示すものであるが、顔料作製にかかる次工程(顔料の濾過工程)、分散液での分散安定性を考慮すると、あまり小さすぎても副作用がでる場合がある。即ち、一次粒子が非常に細かい場合には、これを濾過する工程において濾過時間が非常に長くなってしまうという問題が発生する。また、一次粒子が細かすぎる場合には、分散液中での顔料粒子の表面積が大きくなるため、粒子の再凝集の可能性が高くなる。したがって、適切な顔料粒子の粒子サイズは、0.05〜0.2μm程度の範囲である。
図7には、短時間で結晶変換を行った場合のチタニルフタロシアニン結晶のTEM像を示す(図7中のスケールバーは0.2μmである)。図6の場合とは異なり、粒子サイズが小さく、ほぼ均一であり、図6に観察されるような粗大粒子は全く認められない。
ここで、前記体積平均粒径は、超遠心式自動粒度分布測定装置(CAPA−700、堀場製作所製)により求めたものであり、累積分布の50%に相当する粒子径(Median系)として算出されたものである。しかし、この方法では微量の粗大粒子を検出できない場合があるため、より詳細に求めるには、チタニルフタロシアニン結晶粉末、あるいはその分散液を直接、電子顕微鏡で観察して、その大きさを求めることが重要である。
分散液の更なる観察により、微小欠陥に関して検討した結果、上記現象は次のように理解された。通常、平均粒子サイズを測定するような方法においては、極端に大きな粒子が数%以上も存在するような場合には、その存在が検出できるものであるが、全体の1%以下程度のような微量になってくると、その測定は検出限界以下になってしまうものである。その結果、平均粒子サイズの測定だけでは粗大粒子の存在が検出されずに、上述のような微小欠陥に関する解釈を困難にしていた。
この2種類の分散液の平均粒径並びに粒度分布を、粒度分布測定装置(堀場製作所製、CAPA700)により測定した。結果を図10に示す。図10における「A」が図8に示す分散液に対応し、「B」が図9に示す分散液に対応する。両者を比較すると、粒度分布に関してはほとんど差が認められない。また、両者の体積平均粒径は、「A」が0.29μm、「B」が0.28μmと求められ、測定誤差を加味した上でも、両者には全くの差異が認められない。
従って、体積平均粒径(平均粒子サイズ)の規定だけでは、微量な粗大粒子の残存を検出できず、昨今の高解像度のネガ・ポジ現像には対応できていないことが理解される。この微量な粗大粒子の存在は、塗布液を顕微鏡レベルで観察することにより、初めて認識できるものである。
このような結晶変換方法を採用することにより、一次平均粒子サイズの小さな(0.25μm以下が好ましく、0.2μm以下がより好ましい)チタニルフタロシアニン結晶を得ることができる。特開2001−19871号公報に記載された技術に加えて、必要に応じて上述のような技術(微細なチタニルフタロシアニン結晶を得るための結晶変換方法)を併用することは、本発明の効果を高めるために有効な手段である。
その後、分別されたチタニルフタロシアニン結晶は、必要に応じて加熱乾燥される。加熱乾燥に使用する乾燥機としては、特に制限はなく、公知のものがいずれも使用可能であるが、大気下で行う場合には送風型の乾燥機が好ましい。また、乾燥速度を早め、本発明の効果をより顕著に発現させるために減圧下の乾燥も非常に有効な手段である。更に、高温で分解する、あるいは結晶型が変化するような材料に対しては有効な手段であり、10mmHgよりも真空度が高い状態で乾燥することがより有効である。
得られる特定の結晶型を有するチタニルフタロシアニン結晶は、電荷発生物質として極めて有用であるが、上述したように結晶型が不安定であり、分散液を作製する際に結晶型が転移し易いという欠点を有している。そこで、本発明のように一次粒子を限りなく小さなものを合成することによって、分散液作製時に過剰なシェアを与えることなく、平均粒径の小さな分散液を作製することができ、結晶型も極めて安定に(合成した結晶型を変えることなく)作製することができる。
分散液の作製に関しては一般的な方法が用いられ、前記チタニルフタロシアニン結晶を必要に応じてバインダー樹脂とともに適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、ビーズミル、超音波などを用いて分散させることで得られるものである。この際、バインダー樹脂は感光体の静電特性などにより、また、溶媒は顔料へのぬれ性、顔料の分散性などにより適宜選択すればよい。
既に述べたように、CuKα線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(0.2゜)として、少なくとも27.2゜に最大回折ピークを有するチタニルフタロシアニン結晶は、熱エネルギー、機械的シェア等のストレスにより他の結晶型に容易に結晶転移をすることが知られている。前記チタニルフタロシアニン結晶もこの傾向は変わらない。微細な粒子を含む分散液を作製するためには、分散方法の工夫も必要であるが、結晶型の安定性と微粒子化はトレード・オフの関係になる。分散条件を最適化することによりこれを回避する方法はあるが、いずれも製造条件を極めて狭くしてしまうものであり、より簡便な方法が望まれている。
結晶転移が起こらない範囲でできる限り粒子を微細にした分散液を作製した後、フィルターで濾過する方法である。この方法では、残存する目視では観察できない(あるいは粒径測定では検出できない)微量な粗大粒子をも取り除くことができる。また、粒度分布を揃えるという点からも非常に有効な手段である。具体的には、作製した分散液を有効孔径が3μm以下のフィルター、より好ましくは1μm以下のフィルターにて濾過する操作を行い、分散液を得る方法である。この方法によっても、粒子サイズの小さな(0.25μm以下が好ましく、0.2μm以下がより好ましい)チタニルフタロシアニン結晶のみを含む分散液を作製することができる。
前記フィルターの有効孔径については、細かいほど粗大粒子の除去には効果があるが、あまり細かすぎると、必要な顔料粒子そのものも濾過されてしまうため、適切なサイズが存在する。また、細かすぎた場合には、濾過に時間がかかる、フィルターが目詰まりを起こす、ポンプ等を使用して送液する場合には負荷がかかりすぎる等の問題を生じる。なお、ここで使用されるフィルターの材質としては、濾過する分散液に使用される溶媒に対して耐性のあるものが好適に使用される。
このような分散液の濾過操作を加えることによっても、粗大粒子を取り除くことが可能となる。その結果、分散液を使用した静電潜像担持体(感光体)で発生する地汚れを低減化することができる。上述のように、より細かいフィルターを使用するほど、その効果は大きなもの(確実なもの)になるが、顔料粒子そのものが濾過されてしまう場合がある。このような場合には、上述したチタニルフタロシアニンの一次粒子を微細化合成する技術と併用することは、非常に大きな効果を奏する。
即ち、(i)微細化チタニルフタロシアニンを合成し、これを使用することにより、分散時間の短縮化、分散ストレスの低減化が図れ、分散における結晶転移の可能性が小さくなる。(ii)分散によって残存する粗大粒子サイズが、微細化しない場合よりも小さいため、より小さなフィルターを使用することが可能になり、粗大粒子の除去効果がより確実なものとなる。また、除去されるチタニルフタロシアニン粒子量が低減し、濾過前後における分散液組成の変化が少なく、安定した製造が可能になる。(iii)その結果、製造される感光体は、地汚れ耐性の高いものである。
前記結着樹脂の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記電荷発生物質100質量部に対し0〜500質量部が好ましく、10〜300質量部がより好ましい。
前記電荷発生層塗布液の塗工方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコートなどが挙げられる。
前記電荷発生層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.01〜5μmが好ましく、0.1〜2μmがより好ましい。
本発明の静電潜像担持体の製造方法は、電荷輸送層形成工程と、表面処理工程とを少なくとも含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
前記電荷輸送層形成工程は、電荷発生層上に少なくとも電荷輸送物質、結着樹脂、及び非ハロゲン溶媒を含有する電荷輸送層塗布液を塗布し、乾燥させて電荷輸送層を形成する工程である。
このように非ハロゲン溶媒を用いて、厚みが30μm以上の電荷輸送層を形成した場合であっても、繰り返し耐久性が向上する。
前記非ハロゲン溶媒を用いることによって、環境負荷の低減、及び帯電特性が優れた特性を示すことができる。前記非ハロゲン溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサン等の環状エーテル;
トルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素、又はそれらの誘導体が好適に用いられる。
前記電荷輸送物質、及び結着樹脂としては、上述したものを用いることができる。
前記電荷輸送層塗布液の塗工方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコートなどが挙げられる。
前記表面処理工程は、形成された電荷輸送層に対し、熱処理、UV照射処理、電子線照射処理及びコロナ放電処理から選択される少なくともいずれかの表面処理を行う工程である。これらの表面処理の中でも、熱処理やコロナ放電処理は、感光体材料への劣化の影響が小さいので好ましい。前記熱処理における条件としては、変曲点を持たない条件であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、80〜150℃の温度環境下で1〜50時間放置することが好ましい。
また、前記コロナ放電処理としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、コロナ放電下、感光体を500〜2000(−V)以下の電圧で20〜200時間放置して処理することが好ましい。
前記UV照射処理としては、例えば、照射光源として高圧水銀灯やメタルハライドランプなどを用いることができ、照射光量は50mW/cm2以上、2000mW/cm2以下で行うことが好ましい。
前記電子線照射処理としては、例えば高エネルギー型、低エネルギー型等の電子線照射装置を用いることができるが、感光体材料への劣化への影響を防ぐため、特に低エネルギー型電子線照射装置が好ましく、照射線量は100kGy以下で用いることが好ましい。
本発明の画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程とを少なくとも含み、好ましくはクリーニング工程を含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば除電工程、リサイクル工程、制御工程等を含む。
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、静電潜像形成手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを少なくとも有してなり、好ましくはクリーニング手段を有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
前記画像形成装置は、少なくとも静電潜像担持体、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電手段、現像手段、転写手段、及びクリーニング手段を含む画像形成要素を複数配列したタンデム型であることが好ましい。
前記静電潜像形成工程は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。
前記静電潜像担持体としては、本発明の前記静電潜像担持体を好適に用いることができる。
前記帯電器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、等が挙げられる。
前記露光器としては、前記帯電器により帯電された前記静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、等の各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記現像工程は、前記静電潜像を、トナー乃至現像剤を用いて現像して可視像を形成する工程である。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像をトナー乃至現像剤を用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、トナー乃至現像剤を用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、トナー乃至現像剤を収容し、前記静電潜像に該トナー乃至該現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられ、前記トナー入り容器を備えた現像器等がより好ましい。
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記静電潜像担持体(感光体)を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
前記転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器、等が挙げられる。
なお、前記記録媒体としては、特に制限はなく、公知の記録媒体(記録紙)の中から適宜選択することができる。
前記定着工程は、記録媒体に転写された可視像を前記定着手段を用いて定着させる工程であり、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記定着手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、公知の加熱加圧手段が好適である。前記加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組合せ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組合せ、等が挙げられる。
前記加熱加圧手段における加熱は、通常、80℃〜200℃が好ましい。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着工程及び定着手段と共にあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体上に残留する前記電子写真トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
本発明においては、前記クリーニング手段として、少なくともブラシ回転体を有し、該ブラシ回転体と静電潜像担持体との接点において該ブラシ回転体が該静電潜像担持体と同一方向に回転するものを用いることが好ましい。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
図11は、本発明の画像形成方法(電子写真プロセス)及び画像形成装置を説明するための概略図である。この図11において、静電潜像担持体(感光体)31はドラム状の形状を示しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであってもよい。帯電チャージャ33、転写前チャージャ37、転写チャージャ40、分離チャージャ41、クリーニング前チャージャ43としては、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器(ソリッド・ステート・チャージャー)、帯電ローラ、転写ローラを始めとする公知の手段が用いられる。
これらの帯電方式のうち、接触帯電方式、あるいは非接触の近接配置方式が特に好ましく、帯電効率が高くオゾン発生量が少ない、装置の小型化が可能である等のメリットを有する。
また、画像露光部による露光35、除電ランプ32等の光源には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザー(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)等の発光物全般を用いることができる。
また、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
これらの光源のうち、発光ダイオード、及び半導体レーザーは照射エネルギーが高く、また600〜800nmの長波長光を有するため、前記電荷発生物質であるフタロシアニン顔料が高感度を示すことから良好に使用される。
前記光源等は、図11に示される工程の他に光照射を併用した転写工程、除電工程、クリーニング工程、あるいは前露光などの工程を設けることにより、感光体に光が照射される。そして、現像手段36により感光体31上に現像されたトナーは、転写紙39に転写されるが、全部が転写されるわけではなく、感光体31上に残存するトナーも生ずる。このようなトナーは、ファーブラシ44及びクリーニングブレード45により、感光体31より除去される。クリーニングは、クリーニングブラシだけで行われることもあり、クリーニングブラシにはファーブラシ、マグファーブラシを始めとする公知のものが用いられる。
本発明においては、ブラシ回転体を有し、静電潜像担持体(感光体)との接点における回転方向が感光体と同一方向に回転する(図11においては、感光体が反時計回りの回転に対し、クリーニングブラシは時計回りの回転する)ことがより好ましい。このように、クリーニングブラシとの接点部分における回転方向を感光体とクリーニングブラシで同一方向にする場合、感光体にキズがつきにくく、またトナーのかきとり能力の不足によって生じる感光体上へのトナー成分の固着もおこりにくいことから、より耐久性に優れた画像形成装置を得ることが可能となる。
このような現像手段36としては、公知の方法が適用される。また、除電手段としては公知の方法が用いられる。
画像形成要素は、静電潜像担持体と、その周りに少なくとも帯電部材、現像部材及びクリーニング部材が配置されたユニットとして構成され、複数色のトナーが用いられるカラー電子写真画像形成装置の場合には、その色の数に応じた数の画像形成要素が搭載され、また各画像形成要素は画像形成装置に固定しても、また、個別に差し替え使用可能とすることもできる。
図12は、画像形成要素を複数具備してなる画像形成装置(一般的には、タンデム方式のフルカラー像形成装置と呼ばれる)を説明するための概略図である。
図12において、参照符号1C,1M,1Y,1Kはドラム状の感光体であり、この感光体1C,1M,1Y,1Kは図12中の矢印方向に回転し、その周りに少なくとも回転順に帯電部材2C,2M,2Y,2K、現像部材4C,4M,4Y,4K、クリーニング部材5C,5M,5Y,5Kが配置されている。帯電部材2C,2M,2Y,2Kは、感光体表面を均一に帯電するための帯電装置である。
転写紙7は給紙コロ8によりトレイから送り出され、一対のレジストローラ9で一旦停止し、上記感光体上への画像形成とタイミングを合わせて転写搬送ベルト10に送られる。転写搬送ベルト10上に保持された転写紙7は搬送されて、各感光体1C,1M,1Y,1Kとの当接位置(転写部)で各色トナー像の転写が行われる。
感光体上のトナー像は、転写ブラシ11C,11M,11Y,11Kに印加された転写バイアスと感光体1C,1M,1Y,1Kとの電位差から形成される電界により、転写紙7上に転写される。そして、4つの転写部を通過して4色のトナー像が重ねられた記録紙7は定着装置12に搬送され、トナーが定着されて、排紙部(不図示)に排紙される。また、転写部で転写されずに各感光体1C,1M,1Y,1K上に残った残留トナーは、クリーニング装置5C,5M,5Y,5Kで回収される。なお、図12の例では画像形成要素は、転写紙搬送方向上流側から下流側に向けて、C(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー),K(ブラック)の色の順で並んでいるが、この順番に限るものではなく、色順は任意に設定されるものである。
また、黒色のみの原稿を作成する際には、黒色以外の画像形成要素6C,6M,6Yが停止するような機構を設けることは本発明に特に有効に利用できる。更に、図12において帯電部材は感光体と当接しているが、両者の間に適当なギャップ(10〜200μm程度)を設けることにより、両者の摩耗量が低減できると共に、帯電部材へのトナーフィルミングが少なくて済み良好に使用できる。
このようなプロセスカートリッジとしては、フルカラー電子写真方式の画像形成装置に用いられる前記の画像形成要素と言う意味でなく、1色のみの画像形成用のモノカラー画像形成装置に脱着可能な構成であって、本発明の前記静電潜像担持体(電子写真感光体)を内蔵し、更に帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段及び除電手段から選択される少なくとも1つを具備するものについても、本発明に包含される。なお、前記の各画像形成手段のうち、プロセスカートリッジに具備されないものは、画像形成装置側に具備される。
図13に示すプロセスカートリッジによる画像形成プロセスについて示すと、感光体101は、図中矢印方向に回転しながら、帯電手段102による帯電、露光手段による露光103により、その表面に露光像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段104でトナーにより現像され、該トナー像は転写手段108により、記録媒体105に転写され、プリントアウトされる。次いで、像転写後の感光体表面は、クリーニング手段107によりクリーニングされ、更に除電手段(不図示)により除電されて、再び、以上の操作を繰り返すものである。
−顔料1の合成−
特開2001−19871号公報に準じて、顔料を作製した。まず、1,3−ジイミノイソインドリン29.2g、及びスルホラン200mlを混合し、窒素気流下、チタニウムテトラブトキシド20.4gを滴下した。滴下終了後、徐々に180℃まで昇温し、反応温度を170〜180℃の間に保ちながら5時間撹拌して反応を行った。反応終了後、放冷した後析出物を濾過し、クロロホルムで粉体が青色になるまで洗浄した。次に、メタノールで数回洗浄し、80℃の熱水で数回洗浄した後乾燥し、粗チタニルフタロシアニンを得た。得られた粗チタニルフタロシアニンを20倍量の濃硫酸に溶解し、100倍量の氷水に撹拌しながら滴下し、析出した結晶をろ過し、次いで、洗浄液が中性になるまで水洗いを繰り返し(洗浄後のイオン交換水のpH値は6.8であった)、チタニルフタロシアニン顔料のウェットケーキ(水ペースト)を得た。得られたウェットケーキ(水ペースト)40gをテトラヒドロフラン200gに投入し、4時間攪拌を行った後、濾過を行い、乾燥して、チタニルフタロシアニン粉末を作製した。これを「顔料1」とする。
得られたウェットケーキの固形分濃度は、15%であった。結晶変換に用いた溶媒のウェットケーキに対する質量比は33倍であった。なお、合成例1の原材料には、ハロゲン化物を使用していない。
得られたチタニルフタロシアニン粉末を、下記の条件によりX線回折スペクトル測定したところ、Cu−Kαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θが27.2±0.2°に最大ピークと最低角7.3±0.2°にピークを有し、かつ7.3°のピークと9.4°のピークの間にピークを有さず、かつ26.3°にピークを有さないチタニルフタロシアニン粉末が得られた。結果を図14に示す。
また、合成例1で得られた水ペーストの一部を80℃の減圧下(5mmHg)、2日間乾燥して、低結晶性チタニルフタロシアニン粉末を得た。水ペーストの乾燥粉末のX線回折スペクトルを図15に示す。
〔X線回折スペクトル測定条件〕
・X線管球:Cu
・電圧:50kV
・電流:30mA
・走査速度:2°/分
・走査範囲:3°〜40°
・時定数:2秒
−顔料2の合成−
合成例1の方法に従って、チタニルフタロシアニン顔料の水ペーストを合成し、以下のようにして結晶変換を行い、合成例1よりも一次粒子の小さなフタロシアニン結晶を作製した。
合成例1で得られた結晶変換前の水ペースト60部にテトラヒドロフラン400部を加え、室温下でホモミキサー(ケニス社製、MARKIIfモデル)により強烈に撹拌(2,000rpm)し、ペーストの濃紺色が淡い青色に変化したら(撹拌開始後20分間)、撹拌を停止し、直ちに減圧濾過を行った。濾過装置上で得られた結晶をテトラヒドロフランで洗浄し、顔料のウェットケーキを得た。これを減圧(5mmHg)下、70℃で2日間乾燥して、チタニルフタロシアニン結晶8.5部を作製した。これを「顔料2」とする。
得られた合成例2の顔料2は原材料としては、ハロゲン化物を使用していない。このウェットケーキの固形分濃度は15%であった。結晶変換溶媒のウェットケーキに対する質量比は44倍であった。
−平均粒子サイズの測定−
観察されたTEM像をTEM写真として撮影し、映し出されたチタニルフタロシアニン粒子(針状に近い形)を30個任意に選び出し、それぞれの長径の大きさを測定し、測定した30個の長径の算術平均を求めて、平均粒子サイズとした。
−顔料3の合成−
特開平1−299874号公報(特許第2512081号公報)の実施例1に記載の方法に準じて、顔料を作製した。具体的には、合成例1で作製したウェットケーキを乾燥し、得られた乾燥物1gをポリエチレングリコール50gに加え、100gのガラスビーズと共に、サンドミルを行った。結晶転移後、希硫酸、水酸化アンモニウム水溶液で順次洗浄し、乾燥させて顔料を得た。これを「顔料3」とする。なお、合成例3の顔料3の原材料には、ハロゲン化物を使用していない。
−顔料4の合成−
特開平3−269064号公報(特許第2584682号公報)の製造例1に記載の方法に準じて、顔料を作製した。具体的には、合成例1で作製したウェットケーキを乾燥し、得られた乾燥物1gをイオン交換水10gとモノクロルベンゼン1gの混合溶媒中で1時間撹拌(50℃)した後、メタノールとイオン交換水で洗浄し、乾燥させて顔料を得た。これを「顔料4」とする。なお、合成例4の原材料には、ハロゲン化物を使用していない。
−顔料5の合成−
特開平2−8256号公報(特公平7−91486号公報)の製造例に記載の方法に準じて、顔料を作製した。具体的には、フタロジニトリル9.8gと1−クロロナフタレン75mlを撹拌混合し、窒素気流下で四塩化チタン2.2mlを滴下する。滴下終了後、徐々に200℃まで昇温し、反応温度を200〜220℃の間に保ちながら3時間撹拌して反応を行った。反応終了後、放冷し130℃になったところで熱時ろ過した。次いで、1−クロロナフタレンで粉体が青色になるまで洗浄し、メタノールで数回洗浄し、更に80℃の熱水で数回洗浄した後、乾燥させて顔料を得た。これを「顔料5」とする。なお、合成例5の原材料としては、ハロゲン化物を使用している。
−顔料6の合成−
特開昭64−17066号公報(特公平7―97221号公報)の合成例1に記載の方法に準じて、顔料を作製した。具体的には、5部のα型TiOPcを食塩10g及びアセトフェノン5gと共に、サンドグラインダーで100℃にて10時間結晶変換処理を行った。これをイオン交換水及びメタノールで洗浄し、希硫酸水溶液で精製し、イオン交換水で酸分がなくなるまで洗浄した後、乾燥させて顔料を得た。これを「顔料6」とする。なお、合成例6の原材料には、ハロゲン化物を使用している。
−顔料7の合成−
特開平11−5919号公報(特許第3003664号公報)の実施例1に記載の方法に準じて、顔料を作製した。具体的には、o−フタロジニトリル20.4部、四塩化チタン部7.6部をキノリン50部中で200℃にて2時間加熱反応後、水蒸気蒸留で溶媒を除き、2%塩化水溶液、続いて2%水酸化ナトリウム水溶液で精製し、メタノール、N,N−ジメチルホルムアミドで洗浄した後、乾燥させて、チタニルフタロシアニンを得た。このチタニルフタロシアニン2部を5℃の98%硫酸40部の中に少しずつ溶解し、その混合物を1時間、5℃以下の温度を保ちながら攪拌した。続いて、硫酸溶液を高速攪拌した400部の氷水中に、ゆっくりと注入し、析出した結晶を濾過した。結晶を酸が残量しなくなるまで蒸留水で洗浄し、ウェットケーキを得た。得られたウェットケーキを100部のTHF中で約5時間攪拌を行い、ろ過し、THFによる洗浄を行い乾燥後、顔料を得た。これを「顔料7」とする。なお、合成例7の原材料には、ハロゲン化物を使用している。
−顔料8の合成−
特開平3−255456号公報(特許第3005052号公報)の合成例2に記載の方法に準じて、顔料を作製した。具体的には、合成例1で作製したウェットケーキ10部を塩化ナトリウム15部とジエチレングリコール7部に混合し、80℃の加熱下で自動乳鉢により60時間ミリング処理を行った。次に、この処理品に含まれる塩化ナトリウムとジエチレングリコールを完全に除去するために充分な水洗を行った。これを減圧乾燥した後にシクロヘキサノン200部と直径1mmのガラスビーズを加えて、30分間サンドミルにより処理を行い、顔料を得た。これを「顔料8」とする。なお、合成例8の原材料には、ハロゲン化物を使用していない。
−顔料9の合成−
特開平8−110649号公報のチタニルフタロシアニン結晶体の製造方法に準じて、顔料を作製した。具体的には、1,3−ジイミノイソインドリン58g、テトラブトキシチタン51gをα−クロロナフタレン300mL中で210℃にて5時間反応後、α−クロロナフタレン、ジメチルホルムアミド(DMF)の順で洗浄した。その後、熱DMF、熱水、メタノールで洗浄し、乾燥して50gのチタニルフタロシアニンを得た。チタニルフタロシアニン4gを0℃に冷却した硫酸400g中に加え、引き続き、0℃、1時間撹拌した。フタロシアニンが完全に溶解したことを確認した後、0℃に冷却した水800mL/トルエン800mL混合液中に添加した。室温で2時間撹拌後、析出したフタロシアニン結晶体を混合液より濾別し、メタノール、水の順で洗浄した。洗浄水の中性を確認した後、洗浄水よりフタロシアニン結晶体を濾別し、乾燥して、2.9gのチタニルフタロシアニン結晶体を得た。これを「顔料9」とする。なお、合成例9の原材料には、ハロゲン化物を使用していない。
−電荷発生層塗布液1の調製−
合成例1で作製した顔料1を用い、下記組成の処方を、市販のビーズミル分散機に直径0.5mmのPSZボールを用い、ポリビニルブチラールを溶解した2−ブタノン及び顔料を全て投入し、ローター回転数1,200rpmにて30分間分散を行い、電荷発生層塗布液1を調製した。
・チタニルフタロシアニン顔料(顔料1)・・・15部
・ポリビニルブチラール(積水化学工業株式会社製、BX−1)・・・10部
・2−ブタノン・・・280部
−電荷発生層塗布液2〜9の調製−
調製例1において、顔料1を顔料2〜9にそれぞれ変えた以外は、調製例1と同様にして、調製例2〜9の各分散液を作製した。これらを顔料番号に対応させて、それぞれ電荷発生層塗布液2〜9とする。
−電荷発生層塗布液10の調製−
調製例1で作製した電荷発生層塗布液1を、コットンワインドカートリッジフィルター(アドバンテック社製、TCW−1−CS、有効孔径1μm)を用いて、濾過を行った。濾過に際しては、ポンプを使用し、加圧状態で濾過を行った。これを電荷発生層塗布液10とする。
−電荷発生層塗布液11の調製−
調製例10で使用したフィルターを、コットンワインドカートリッジフィルター(アドバンテック社製、TCW−3−CS、有効孔径3μm)に変えた以外は、分散液作製例10と同様に加圧濾過を行って分散液を調製した。これを電荷発生層塗布液11とする。
−電荷発生層塗布液12の調製−
調製例10で使用したフィルターを、コットンワインドカートリッジフィルター(アドバンテック社製、TCW−5−CS、有効孔径5μm)に変えた以外は、調製例10と同様に加圧濾過を行って分散液を調製した。これを電荷発生層塗布液12とする。
−電荷発生層塗布液13の調製−
調製例1において、分散条件がローター回転数を1,000rpmにて20分間に変更した以外は、調製例1と同様にして、分散液を調製した。これを電荷発生層塗布液13とする。
−電荷発生層塗布液14の調製−
調製例13で作製した分散液をコットンワインドカートリッジフィルター(アドバンテック社製、TCW−1−CS、有効孔径1μm)を用いて、濾過を行った。濾過に際しては、ポンプを使用し、加圧状態で濾過を行った。これを電荷発生層塗布液14とする。
−電荷発生層塗布液15の調製−
下記組成の分散液をボールミリングにより作製した。分散は72時間行い、分散液を調製した。これを電荷発生層塗布液15とする。
・ブチラール樹脂(エスレックBMS、積水化学工業株式会社製)・・・5部
・下記構造式で表されるトリスアゾ顔料・・・15部
・2−ブタノン・・・300部
−電荷ブロッキング層用樹脂の合成−
6−ナイロン100部をメタノール160部に溶解し、これにホルムアルデヒド75部、及びリン酸2部を混合し、撹拌して、125℃まで1時間かけて昇温した。125℃で30分間持続させた後、室温まで45分間かけて冷却した。混合物は、半透明なゲル状であった。
リン酸を中和するために、過剰のアンモニアを含む95%エタノールに、前記ゲルを溶解した。この溶液を水中に注いで、ポリアミドを析出させた。
析出したポリアミドを濾過し、1Lの水道水にて洗浄を行い、更に乾燥を行って、N−メトキシメチル化ナイロンを合成した。
下記の組成比で溶媒にN−メトキシメチル化ナイロンを溶解し、電荷ブロッキング層塗布液を調製した。
・合成例10のN−メトキシメチル化ナイロン・・・6.4部
・メタノール・・・70部
・n−ブタノール・・・30部
下記組成比からなる混合物をボールミルで72時間分散し、モアレ防止層塗布液を調製した。
・酸化チタン(純度:99.8%)・・・70部
・アルキッド樹脂・・・14部
[ベッコライトM6401−50−S(固形分50%)、大日本インキ化学工業株式会社製]
・メラミン樹脂・・・10部
[スーパーベッカミンG−821−60(固形分60%)、大日本インキ化学工業株式会社製]
・2−ブタノン・・・100部
・ポリカーボネート(TS2050、帝人化成株式会社製)・・・10部
・下記構造式で表される電荷輸送物質・・・7部
・テトラヒドロフラン・・・80部
−静電潜像担持体の作製−
直径100mmのアルミニウムシリンダー(JIS1050)に、電荷ブロッキング層塗布液、モアレ防止層塗布液、電荷発生層塗布液2、及び電荷輸送層塗布液を、順次塗布し、乾燥させて、厚み1.0μmの電荷ブロッキング層、厚み3.5μmのモアレ防止層、厚み0.3μmの電荷発生層、及び厚み30μmの電荷輸送層をそれぞれ形成して、静電潜像担持体を作製した。次いで、得られた静電潜像担持体を100℃にて10時間熱処理を実施した。以上により、実施例1の静電潜像担持体を作製した。
−静電潜像担持体の作製−
実施例1において、電荷輸送層の厚みを40μmに変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2の静電潜像担持体を作製した。
−静電潜像担持体の作製−
実施例1において、電荷輸送層の厚みを50μmに変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例3の静電潜像担持体を作製した。
−静電潜像担持体の作製−
実施例1において、電荷ブロッキング層を設けず、直径100mmのアルミニウムシリンダー(JIS1050)に、モアレ防止層塗布液、電荷発生層塗布液2、及び電荷輸送層塗布液を、順次塗布し、乾燥させて、厚み3.5μmのモアレ防止層、厚み0.3μmの電荷発生層、及び厚み30μmの電荷輸送層をそれぞれ形成し、静電潜像担持体を作製した。続いて、得られた静電潜像担持体を100℃で10時間熱処理を実施し、実施例4の静電潜像担持体を作製した。
−静電潜像担持体の作製−
実施例1において、モアレ防止層塗布液に用いる酸化チタンの純度を97.8%のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例5の静電潜像担持体を作製した。
−静電潜像担持体の作製−
実施例1〜5において、熱処理を行わず、代わりに静電潜像担持体の帯電電位が1500(−V)一定の条件下で120時間のコロナ放電処理を行った以外は、実施例1〜5と同様にして、実施例6〜10の各静電潜像担持体をそれぞれ作製した。
−静電潜像担持体の作製−
実施例1〜5において、熱処理を実施しない以外は、実施例1〜5と同様にして、比較例1〜5の各静電潜像担持体をそれぞれ作製した。
−静電潜像担持体の作製−
実施例1において、電荷輸送層の厚みを25μmに変えた以外は、実施例1と同様にして、比較例6の静電潜像担持体を作製した。
−静電潜像担持体の作製−
実施例1において、電荷輸送層の厚みを55μmに変えた以外は、実施例1と同様にして、比較例7の静電潜像担持体を作製した。
−静電潜像担持体の作製−
直径100mmのアルミニウムシリンダー(JIS1050)に、電荷ブロッキング層塗布液、モアレ防止層塗布液、電荷発生層塗布液2、及び下記組成の電荷輸送層塗布液2を、順次塗布し、乾燥させて、厚み1.0μmの電荷ブロッキング層、厚み3.5μmのモアレ防止層、厚み0.3μmの電荷発生層、及び厚み30μmの電荷輸送層をそれぞれ形成して、実施例11の静電潜像担持体を作製した。
−電荷輸送層塗布液2の調製−
・ポリカーボネート樹脂(TS2050、帝人化成株式会社製)・・・10部
・下記構造式で表される電荷輸送物質・・・7部
切削角度として、深さ方向1μm/横方向20μmの傾きで、表面から20μmまで切削した。
・計測器:Spectrum Spotlight 2000 FT-IR Imaging System(Perkin Elmer社製)
・アパーチャサイズ:10μm×100μm
・分解能:4cm−1
(1)表計算ソフトExcel(Microsoft社製)を使用し、X軸として電荷輸送層表面から厚み方向への距離の値を入力し、Y軸として赤外分光測定による電荷輸送物質と結着樹脂との吸光度比の値を入力した。(2)Excelのグラフ機能を利用して散布図を作成した。(3)近似曲線を求め、線形近似を選択し、相関係数の2乗値を算出した。
〔評価基準〕
◎:極めて良好
○:良好
△:許容基準より少し良い
×:非常に悪い
なお、実施例11は、ハロゲン溶媒を用いているので、フィルミングについては極めて良好であったが、環境に対する負荷が大きく、実施例1に比べてやや地汚れの結果が劣るものであった。
実施例1〜3において、電荷輸送層を形成して静電潜像担持体を作製した後に100℃にて10時間熱処理を実施するかわりに、メタルハライドランプ:80W/cm、照射距離:120mmで紫外線を照射光量100m/cm2で1分間照射し、実施例12〜14の静電潜像担持体をそれぞれ作製した。
実施例1〜3において、電荷輸送層を形成して静電潜像担持体を作製した後に100℃にて10時間熱処理を実施する代わりに、120℃にて5時間の熱処理を実施し、実施例15〜17の静電潜像担持体をそれぞれ作製した。
実施例1〜3において、電荷輸送層を形成して静電潜像担持体を作製した後の熱処理を実施しない以外は、実施例1〜3と同様にして、比較例8〜10の静電潜像担持体をそれぞれ作製した。
実施例1において、電荷輸送層の厚みを25μmに変えた以外は、実施例1と同様にして、比較例11の静電潜像担持体を作製した。
実施例1において、電荷輸送層の厚みを55μmに変えた以外は、実施例1と同様にして、比較例12の静電潜像担持体を作製した。
切削角度:深さ方向1μm/横方向20μmの傾きで、表面から5μmまで切削した。
・計測器:Spectrum Spotlight 2000 FT-IR Imaging System(Perkin Elmer社製)
・アパーチャサイズ:10μm×100μm
・分解能:4cm−1
〔評価基準〕
◎:極めて良好
○:良好
△:許容基準より少し良い
×:非常に悪い
−静電潜像担持体の作製−
実施例1において、電荷発生層塗布液2を電荷発生層塗布液1に変更した以外は、実施例1と同様にして、静電潜像担持体を作製した。
−静電潜像担持体の作製−
実施例1において、電荷発生層塗布液2を電荷発生層塗布液3に変更した以外は、実施例1と同様にして、静電潜像担持体を作製した。
−静電潜像担持体の作製−
実施例1において、電荷発生層塗布液2を電荷発生層塗布液4に変更した以外は、実施例1と同様にして、静電潜像担持体を作製した。
−静電潜像担持体の作製−
実施例1において、電荷発生層塗布液2を電荷発生層塗布液5に変更した以外は、実施例1と同様にして、静電潜像担持体を作製した。
−静電潜像担持体の作製−
実施例1において、電荷発生層塗布液2を電荷発生層塗布液6に変更した以外は、実施例1と同様にして、静電潜像担持体を作製した。
−静電潜像担持体の作製−
実施例1において、電荷発生層塗布液2を電荷発生層塗布液7に変更した以外は、実施例1と同様にして、静電潜像担持体を作製した。
−静電潜像担持体の作製−
実施例1において、電荷発生層塗布液2を電荷発生層塗布液8に変更した以外は、実施例1と同様にして、静電潜像担持体を作製した。
−静電潜像担持体の作製−
実施例1において、電荷発生層塗布液2を電荷発生層塗布液9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。
−静電潜像担持体の作製−
実施例1において、電荷発生層塗布液2を電荷発生層塗布液10に変更した以外は、実施例1と同様にして、静電潜像担持体を作製した。
−静電潜像担持体の作製−
実施例1において、電荷発生層塗布液2を電荷発生層塗布液11に変更した以外は、実施例1と同様にして、静電潜像担持体を作製した。
−静電潜像担持体の作製−
実施例1において、電荷発生層塗布液2を電荷発生層塗布液12に変更した以外は、実例1と同様にして、静電潜像担持体を作製した。
−静電潜像担持体の作製−
実施例1において、電荷発生層塗布液2を電荷発生層塗布液13に変更した以外は、実施例1と同様にして、静電潜像担持体を作製した。
−静電潜像担持体の作製−
実施例1において、電荷発生層塗布液2を電荷発生層塗布液15に変更した以外は、実施例1と同様にして、静電潜像担持体を作製した。
以上のように作製した実施例1、及び実施例18〜30の各静電潜像担持体を2本ずつ用い、1本の静電潜像担持体については、表面及び界面物性解析装置(SAICAS、DN−20、ダイプラ・ウィンテス社製)を用いて表面から20μmまで斜め方向に下記条件で微小切削を行い、傾斜部分について下記条件のμ−ATR法により、電荷輸送物質と結着樹脂の吸光度比の厚み方向の分布を調べ、変曲点の有無を確認した。また、赤外分光測定による電荷輸送物質と結着樹脂の吸光度比と、電荷輸送層の表面から厚み方向への距離との相関係数rの2乗を以下のようにして求めた。結果を表6に示す。
切削角度として深さ方向1μm/横方向20μmの傾きで、表面から20μmまで切削した。
・計測器:Spectrum Spotlight 2000 FT-IR Imaging System(Perkin Elmer社製)
・アパーチャサイズ:10μm×100μm
・分解能:4cm−1
(1)表計算ソフトExcel(Microsoft社製)を使用し、X軸として電荷輸送層表面から厚み方向への距離の値を入力し、Y軸として赤外分光測定による電荷輸送物質と結着樹脂との吸光度比の値を入力した。(2)Excelのグラフ機能を利用して散布図を作成した。(3)近似曲線を求め、線形近似を選択し、相関係数の2乗値を算出した。
〔評価基準〕
◎:極めて良好
○:良好
△:許容基準より少し良い
×:非常に悪い
また、電荷発生物質としてアゾ顔料を用いた場合(実施例30)には、実施例1、及び実施例18〜29の静電潜像担持体(いずれも電荷発生物質としてチタニルフタロシアニンを使用)を用いた場合に比べて、繰り返し使用後において画像濃度低下が発生した。
また、電荷発生物質としてチタニルフタロシアニンを用いた場合でも、特定の結晶型(合成例1のチタニルフタロシアニンの結晶型)を有する場合には、良好な特性を示し、更に、合成例1の結晶型のチタニルフタロシアニンを用いた場合でも、一次粒子サイズを0.25μmにすることにより、繰り返し使用後の地汚れ特性が特に良好になることが判る(実施例1、実施例26、実施例27)。このことから、一次粒子を0.25μm以下に制御する方法として、合成時に粒子サイズを小さくする方法と、分散後に粗大粒子を取り除く方法の何れも有効であることが確認できた。
実施例1〜4及び比較例1〜4において、支持体を直径30mmのアルミニウムシリンダー(JIS1050)に変更した以外は、実施例1〜4及び比較例1〜4と同様にして、各静電潜像担持体をそれぞれ作製した。
以上のように作製した各静電潜像担持体を2本ずつ用い、1本の静電潜像担持体については、表面及び界面物性解析装置(SAICAS、DN−20、ダイプラ・ウィンテス社製)を用いて、表面から20μmまで斜め方向に下記条件で微小切削を行い、傾斜部分について下記条件のμ−ATR法により、電荷輸送物資と結着樹脂の吸光度比の深さ方向の分布を調べ、変曲点の有無を確認した。また、赤外分光測定による電荷輸送物質と結着樹脂の吸光度比と、電荷輸送層の表面から厚み方向への距離との相関係数rの2乗を以下のようにして求めた。結果を表7に示す。
切削角度:深さ方向1μm/横方向20μmの傾きで、表面から20μmまで切削した。
計測器:Spectrum Spotlight 2000 FT-IR Imaging System(Perkin Elmer社製)
アパーチャサイズ:10μm×100μm
分解能:4cm−1
(1)表計算ソフトExcel(Microsoft社製)を使用し、X軸として電荷輸送層表面から厚み方向への距離の値を入力し、Y軸として赤外分光測定による電荷輸送物質と結着樹脂との吸光度比の値を入力した。(2)Excelのグラフ機能を利用して散布図を作成した。(3)近似曲線を求め、線形近似を選択し、相関係数の2乗値を算出した。
〔評価基準〕
◎:極めて良好
○:良好
△:許容基準より少し良い
×:非常に悪い
2C、2M、2Y、2K 帯電部材
3C、3M、3Y、3K レーザー光
4C、4M、4Y、4K 現像部材
5C、5M、5Y、5K クリーニング部材
6C、6M、6Y、6K 画像形成要素
7 転写紙
8 給紙コロ
9 レジストローラ
10 転写搬送ベルト
11C、11M、11Y、11K 転写ブラシ
12 定着装置
31 静電潜像担持体(感光体)
32 除電ランプ
33 帯電器
35 画像露光部
36 現像ユニット
38 レジストローラ
39 転写紙
40 転写チャージャ
41 分離チャージャ
42 分離爪
43 クリーニング前チャージャ
44 ファーブラシ
45 クリーニングブレード
101 静電潜像担持体(感光体)
102 帯電手段
103 露光手段
104 現像手段
105 記録媒体
107 クリーニング手段
108 転写手段
201 支持体
202 モアレ防止層
203 電荷発生層
204 電荷輸送層
205 電荷ブロッキング層
Claims (21)
- 支持体と、該支持体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に有する静電潜像担持体において、
前記電荷輸送層が、前記電荷発生層上に少なくとも電荷輸送物質、結着樹脂、及び非ハロゲン溶媒を含有する電荷輸送層塗布液を塗布して、乾燥させることにより形成され、
かつ該電荷輸送層の厚みが30〜50μmであり、
赤外分光測定による前記電荷輸送物質と前記結着樹脂の吸光度比と、前記電荷輸送層の表面から厚み方向への距離との相関係数の2乗が、該電荷輸送層の表面から厚み方向に20μm以内で、0.92以上であることを特徴とする静電潜像担持体。 - 赤外分光測定による電荷輸送物質と結着樹脂の吸光度比と、電荷輸送層の表面から厚み方向への距離との相関係数の2乗が、該電荷輸送層の表面から厚み方向に20μm以内で、0.93以上である請求項1に記載の静電潜像担持体。
- 電荷輸送層が、熱処理、UV照射処理、電子線照射処理及びコロナ放電処理から選択される少なくともいずれかの表面処理を施される請求項1から2のいずれかに記載の静電潜像担持体。
- 電荷輸送層が、80℃〜150℃で1時間〜50時間の熱処理、50mW/cm 2 以上2,000mW/cm 2 以下の照射光量でのUV照射処理、100kGy以下の照射線量での電子線照射処理、及び500(−V)〜2,000(−V)で20時間〜200時間のコロナ放電処理から選択される少なくともいずれかの表面処理を施される請求項1から2のいずれかに記載の静電潜像担持体。
- 支持体と電荷発生層との間に、電荷ブロッキング層、及びモアレ防止層をこの順に有する請求項1から4のいずれかに記載の静電潜像担持体。
- 電荷ブロッキング層が、少なくともN−アルコキシメチル化ナイロンを含有する請求項5に記載の静電潜像担持体。
- モアレ防止層が、純度が99.0%以上の酸化チタンと架橋性樹脂とを少なくとも含有する請求項5から6のいずれかに記載の静電潜像担持体。
- 電荷発生層が少なくとも電荷発生物質を含有し、かつ該電荷発生物質がチタニルフタロシアニン結晶である請求項1から7のいずれかに記載の静電潜像担持体。
- チタニルフタロシアニン結晶が、CuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも27.2゜に最大回折ピークを有し、9.4゜、9.6゜、及び24.0゜に主要なピークを有し、かつ最も低角側の回折ピークとして7.3゜にピークを有し、該7.3゜のピークと前記9.4゜のピークの間にピークを有さず、更に26.3°にピークを有さず、かつ一次粒子の体積平均粒径が0.25μm以下である請求項8に記載の静電潜像担持体。
- 電荷発生層がチタニルフタロシアニン結晶含有分散液から形成され、該チタニルフタロシアニン結晶含有分散液が、チタニルフタロシアニン結晶の体積平均粒径が0.3μm以下であり、かつ該チタニルフタロシアニン結晶の標準偏差が0.2μm以下になるまで分散させた後、有効孔径が3μm以下のフィルターで濾過して調製される請求項8から9のいずれかに記載の静電潜像担持体。
- チタニルフタロシアニン結晶が、CuKαの特性X線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも7.0〜7.5゜に最大回折ピークを有し、かつ該最大回折ピークの半値幅が1゜以上であり、かつ一次粒子の体積平均粒径が0.1μm以下である不定形乃至低結晶性チタニルフタロシアニン結晶を水の存在下で有機溶媒を使用して結晶変換を行い、結晶変換後の一次粒子の体積平均粒径が0.25μm以下の状態で、濾過して得られる請求項8から10のいずれかに記載の静電潜像担持体。
- チタニルフタロシアニン結晶の原材料が、非ハロゲン含有化合物である請求項8から11のいずれかに記載の静電潜像担持体。
- 不定形乃至低結晶性チタニルフタロシアニン結晶が、アシッドペースト法により調製され、かつ該不定形乃至低結晶性チタニルフタロシアニン結晶が、イオン交換水によりpHが6〜8になるまで洗浄される請求項11から12のいずれかに記載の静電潜像担持体。
- 不定形乃至低結晶性チタニルフタロシアニン結晶は、アシッドペースト法により調製され、かつ該不定形乃至低結晶性チタニルフタロシアニン結晶が、イオン交換水により比伝導度が8μS/cm以下になるまで洗浄される請求項11から12のいずれかに記載の静電潜像担持体。
- チタニルフタロシアニン結晶の結晶変換における有機溶媒の使用量が、質量比で、不定形乃至低結晶性チタニルフタロシアニン結晶の含有量の30倍以上である請求項11から14のいずれかに記載の静電潜像担持体。
- 請求項1から15のいずれかに記載の静電潜像担持体の製造方法であって、
電荷発生層上に、少なくとも電荷輸送物質、結着樹脂、及び非ハロゲン溶媒を含有する電荷輸送層塗布液を塗布し、乾燥させて電荷輸送層を形成する電荷輸送層形成工程と、
形成された電荷輸送層に熱処理、UV照射処理、電子線照射処理及びコロナ放電処理から選択される少なくともいずれかを行う表面処理工程とを少なくとも含むことを特徴とする静電潜像担持体の製造方法。 - 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、該静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、該可視像を記録媒体に転写する転写工程と、
前記静電潜像担持体表面に残留したトナーを除去するクリーニング工程とを少なくとも含む画像形成方法において、
前記静電潜像担持体が、請求項1から15のいずれかに記載の静電潜像担持体であることを特徴とする画像形成方法。 - 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、該可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記静電潜像担持体表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段とを少なくとも有する画像形成装置において、
前記静電潜像担持体が、請求項1から15のいずれかに記載の静電潜像担持体であることを特徴とする画像形成装置。 - クリーニング手段が少なくともブラシ回転体を有し、該ブラシ回転体と静電潜像担持体との接点において該ブラシ回転体が該静電潜像担持体と同一方向に回転する請求項18に記載の画像形成装置。
- 少なくとも静電潜像担持体、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電手段、現像手段、転写手段、及びクリーニング手段を含む画像形成要素を複数配列したタンデム型である請求項18から19のいずれかに記載の画像形成装置。
- 請求項1から15のいずれかに記載の静電潜像担持体と、更に帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段及び除電手段から選択される少なくとも1つの手段を有し、画像形成装置本体に着脱可能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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