JP4898184B2 - 単層型電子写真感光体及び画像形成装置 - Google Patents

単層型電子写真感光体及び画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、単層型電子写真感光体、及び画像形成装置に関し、特に、長期間使用した場合であっても黒点発生が少ない単層型電子写真感光体、及びそのような単層型電子写真感光体を備えた画像形成装置に関する。
従来、画像形成装置等に備えられた電子写真感光体として、結着樹脂(バインダー樹脂)、電荷発生剤、及び電荷輸送剤(正孔輸送剤、電子輸送剤)等からなる有機感光体(OPC)が使用されている。かかる有機感光体は、従来の無機感光体に比べて、製造が容易であるとともに、感光体材料の選択肢が多様であることから、構造設計の自由度が高いという利点がある。
有機感光体には、基体上に、結着樹脂、電荷発生剤及び電荷輸送剤(電子輸送剤、正孔輸送剤)が単一の有機感光層中に分散されている有機単層感光体と、電荷発生剤及び結着樹脂を含有する電荷発生層と、電荷輸送剤及び結着樹脂を含有する電荷輸送層と、を備えた有機積層感光体とが知られている。
ここで、有機単層感光体は帯電工程において正極性に帯電する場合が多く、有機単層感光体の現像剤として使用されるトナー粉末は、感光体の帯電極性と同じ正極性に帯電されており、光照射されて電位が低下した部分にトナーが付着するようになっている。このように感光体表面に形成されたトナー像は静電力を利用して転写紙に転写される。この転写紙は負極性に帯電されているため、正極性に帯電されている感光体に、負極性に帯電した紙紛が付着しやすく、有機単層感光体は画像に黒点や黒筋等が発生するという問題が多く見られた。
そこで、フィルミングの発生を抑える働きを有する電子写真感光体として、感光層に下記一般式(51)で表される繰り返し単位を有する電子写真感光体が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
(一般式(51)中のRは脂肪族不飽和結合を含まない同種又は異種の一価炭化水素基であり、R23は各々独立にハロゲン原子、炭素数1〜6の置換若しくは無置換のアルキル基、炭素数1〜6の置換若しくは無置換のアルコキシ基又は炭素数6〜12の置換若しくは無置換のアリール基であり、Xは各々独立に炭素数2以上のアルキレン基又は炭素数2以上のアルキレンオキシアルキレン基であり、X′は各々独立に炭素数2以上のアルキレン基、炭素数2以上のアルキレンオキシアルキレン基又は酸素原子であり、aは各々独立に0〜4の整数であり、naは0又は1であり、nbは1又は2であり、ncは1又は2であり、ただしna+nb+nc=3であり、n1、n2、n3及びn4は各々独立に0又は1以上の整数であり、ただしn1+n2+n3+n4=0〜450の整数である。)
また、フィルミングの発生を抑える働きを有する電子写真感光体として、感光体上に残留するトナーをブラシ及び弾性体ゴムブレードでクリーニングを行う工程を有する画像形成方法において、感光体表面の純水に対する接触角が90°以上であることを特徴とする画像形成方法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
特開平10−232503号(特許請求の範囲) 特開平10−319804号(特許請求の範囲)
しかしながら、特許文献1に記載された電子写真感光体は、シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂を含んでいるものの、接触角の値が未だ低く、高速回転させた場合や、回転径を小さくした場合に、フィルミング特性が十分に発揮できないという問題が見られた。したがって、感光体表面に、シリカや紙粉が付着しやくなり、その結果、黒点が発生しやすくなるという問題が見られた。
また、特許文献2に記載された画像形成方法は、フィルミングの発生を抑制すべく、クリーニング部材として、ブラシ及び弾性体ゴムブレードを用いて、感光体表面のクリーニングを行うとともに、感光体表面の純水に対する接触角を90°以上の値に制限している。
しかしながら、長期間にわたって使用した場合、クリーニング部材によって、感光体表面が磨耗してしまい、感光体表面の接触角を一定範囲に制御するのが困難であった。そのため、感光体表面に、シリカや紙粉が付着しやくなって、黒点が発生しやすくなるという問題が見られた。
そこで、本発明者らは、特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂を含むとともに、感光体層に対する純水の接触角を所定の範囲内の値とすることにより、感度向上を目的とした正孔輸送剤の添加量の増加や正孔輸送剤の極性を高めることに伴う黒点発生の問題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の目的は、長時間使用した場合であっても感度特性に優れ、黒点発生が少ない単層型電子写真感光体、およびそのような単層型電子写真感光体を備えた画像形成装置を提供することにある。
本発明によれば、結着樹脂と、正孔輸送剤と、電荷発生剤と、を含む感光体層を、最表面に備えた単層型電子写真感光体であって、結着樹脂として、シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂を、前記感光体層に用いられる溶剤以外の全成分の全体量100重量部に対し、35〜60重量部の範囲内の値で含むとともに、シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂の全体量を100mol%とした場合、シロキサン構造を有する単位の含有割合を2〜20mol%の範囲内の値とし、シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂に対する純水の接触角(測定温度:25℃)を98〜120°の範囲内の値とし、正孔輸送剤として、スチルベン構造を含むトリフェニルアミン骨格を有する化合物を、シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂100重量部に対し、30〜60重量部の範囲内の値で含み、スチルベン構造を含むトリフェニルアミン骨格を有する化合物が、樹脂分散膜に対する接触角(測定温度:25℃)が90〜120°の範囲内の値である化合物であり、感光体層に対する純水の接触角(測定温度:25℃)を102〜110の範囲内の値とし、かつ、感光体層の厚さを、25〜50μmの範囲内の値とすることを特徴とする単層型電子写真感光体が提供され、上述した問題を解決することができる。
また、本発明の単層型電子写真感光体を構成するにあたり、シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量を10,000〜60,000の範囲内の値とすることが好ましい。
また、本発明の単層型電子写真感光体を構成するにあたり、感光層が、電子輸送剤として、ナフトキノン誘導体を、シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂100重量部に対し、20〜80重量部の範囲内の値で含むことが好ましい。
また、本発明の単層型電子写真感光体を構成するにあたり、電荷発生剤として、フタロシアニン系顔料を、シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂100重量部に対し、0.5〜20重量部の範囲内の値で含むことが好ましい。
また、本発明の単層型電子写真感光体を構成するにあたり、感光体層が、添加剤として、下記式(34)〜(35)および(38)〜(40)で表わされる化合物(添加剤−A〜BおよびE〜G)からなる群の少なくとも1つの化合物を含有することが好ましい。
また、本発明の単層型電子写真感光体を構成するにあたり、添加剤の含有量を、感光体層の全体量に対して1.5〜15重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
また、本発明の別の態様は、上述したいずれかの単層型電子写真感光体を備えるとともに、当該電子写真感光体の周囲に、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程を実施するための部位を配置したことを特徴とする画像形成装置である。
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、現像工程が、現像同時クリーニング方式であることが好ましい。
すなわち、本発明の単層型電子写真感光体によれば、特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂を含むとともに、感光体層に対する純水の接触角を所定の範囲内の値とすることにより、シリカや紙粉の付着を有効に防止して、長時間使用した場合であっても感度特性に優れ、黒点発生を効率的に低減することができる。
また、本発明の単層型電子写真感光体によれば、シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂の含有割合を所定範囲内の値とすることにより、感光体層における接触角の調整が容易になるとともに、さらに優れた耐久性を得ることができる。
また、本発明の単層型電子写真感光体によれば、正孔輸送剤の樹脂分散膜が所定の接触角を有することにより、撥水性ポリカーボネート樹脂の撥水機能と相俟って、さらにシリカや紙粉の付着を有効に防止して、黒点発生を効率的に低減することができる。
また、本発明の単層型電子写真感光体によれば、正孔輸送剤として特定の構造を有する化合物を使用することにより、感光体層における接触角の調整が容易になるとともに、優れた感度特性を得ることができる。
また、本発明の単層型電子写真感光体によれば、添加剤として特定の構造を有する化合物を使用することにより、汚染物質等の付着に起因する感光体表面におけるクラックの発生を抑えることができ、その結果、画像における黒点やカブリの発生を防止することができる。
また、本発明の単層型電子写真感光体によれば、添加剤の含有量を、感光体層の全体量に対して所定範囲内の値とすることにより、汚染物質の付着に起因する感光体表面におけるクラックの発生を、より効果的に抑えることができるため、画像における黒点やカブリの発生を、さらに効果的に防止することができる。
また、本発明の画像形成装置によれば、所定の単層型電子写真感光体を備えるとともに、当該電子写真感光体の周囲に、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程を実施するための部位を配置することにより、長期間にわたって感度特性に優れ露光メモリの値を効率的に低減することができ、黒点および黒筋の発生を防止する画像形成装置を提供することができる。すなわち、長期間にわたって鮮明な画像を提供できる画像形成装置を提供することができる。
また、本発明の画像形成装置によれば、除電工程を省略することも可能であって、その場合、画像形成装置をさらに小型化することができるとともに、部品点数を減らして効率的にコストダウンを図ることもできる。
また、本発明の画像形成装置によれば、現像同時クリーニング方式とすることにより、画像形成装置を簡略化できるとともに、さらに小型化することができる。
[第1の実施形態]
第1の実施形態は、結着樹脂と、正孔輸送剤と、電荷発生剤と、を含む感光体層を、最表面に備えた単層型電子写真感光体であって、結着樹脂として、シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂を、前記感光体層に用いられる溶剤以外の全成分の全体量100重量部に対し、35〜60重量部の範囲内の値で含むとともに、シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂の全体量を100mol%とした場合、シロキサン構造を有する単位の含有割合を2〜20mol%の範囲内の値とし、シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂に対する純水の接触角(測定温度:25℃)を98〜120°の範囲内の値とし、正孔輸送剤として、スチルベン構造を含むトリフェニルアミン骨格を有する化合物を、シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂100重量部に対し、30〜60重量部の範囲内の値で含み、スチルベン構造を含むトリフェニルアミン骨格を有する化合物が、樹脂分散膜に対する接触角(測定温度:25℃)が90〜120°の範囲内の値である化合物であり、感光体層に対する純水の接触角(測定温度:25℃)を102〜110の範囲内の値とし、かつ、感光体層の厚さを、25〜50μmの範囲内の値とすることを特徴とする単層型電子写真感光体である。
1.基本的構成
(1)構造
図1(a)に示すように、単層型感光体10は、基体12上に単一の感光体層14を設けたものである。
また、かかる感光体層は、結着樹脂と、正孔輸送剤と、電荷発生剤と、を含むとともに、さらに必要に応じて電子輸送剤、レベリング剤またはシリル基含有化合物等の添加剤を含むことができる。
また、得られた単層型感光体は、特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂を含むとともに、感光体層に対する純水の接触角が102〜110°の範囲内の値であることから、フィルミングの発生、ひいては黒点の発生を抑制できるという特徴がある。
さらに、単層型感光体の感光体層に、電子輸送剤を含有させる場合には、電荷発生剤と正孔輸送剤との電子の授受が効率よく行われるようになり、感度等がより安定する傾向が見られる。
(2)結着樹脂
(2)−1 種類
結着樹脂として、シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂を含むことを特徴とする。
この理由は、かかる構造を有するポリカーボネート樹脂であることにより、感光体層における接触角の調整が容易になるばかりか、さらに優れた耐久性を得ることができるためである。
また、シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂全体を100mol%とした場合、シロキサン構造を有する単位の含有割合を2〜20mol%の範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、かかる構造を有するポリカーボネート樹脂を所定量含むことにより、感光体層における接触角の調整が容易になるとともに、さらに優れた耐久性を得ることができるためである。
なお、後述する式(6)で表されるシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂の繰り返し数は、共重合成分のモル比をあらわしており、各構成単位のモル比が95:5であることを表している。したがって、式(6)で表される樹脂全体を100mol%とした場合、シロキサン構造を有する単位の含有割合は5mol%である。また、かかるモル比は、例えば、核磁気共鳴分析装置(NMR)によって算出することができる。
また、シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂は、下記の構造式(5)で表わされる特定のシロキサン構造を有することが好ましい
(2)−2 存在割合
また、特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂が、感光体層の表面に不均一に存在している、すなわち、感光体層の内部や裏面と比較して、多く存在していることが好ましい。
この理由は、特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂が、感光体層の表面に不均一に存在していることにより、比較的少量の含有割合であっても、優れたフィルミング特性や耐久性を得ることができるためである。
なお、特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂が不均一に存在しているか否かについては、NMRやFT−IRチャートで算出して、比較しても良いし、あるいは、XPM等による元素分析を行なうことによっても可能である。
(2)−3 具体例
また、本発明に用いられる特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂として、下記構造式(6)〜(7)のポリカーボネート樹脂(Resin−A〜B)が挙げられる。
また、本発明においては、従来、感光体層に使用されている種々の結着樹脂を併用させることができる。例えば、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、アクリル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂;シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、その他架橋性の熱硬化性樹脂;エポキシアクリレート、ウレタン−アクリレート等の光硬化型樹脂等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。
(2)−4 純水に対する接触角
特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂の純水に対する接触角(測定温度条件:25℃)が98〜120°の範囲内の値であることを特徴とする
この理由は、単層型電子写真感光体にかかるポリカーボネート樹脂を含有させることにより、感光体層に対する純水の接触角を調製するのが容易になるとともに、感光体層に紙粉およびシリカ等が付着しにくいため、画像形成時に黒点および黒筋の発生を抑えることができるからである。すなわち、極性の高い正孔輸送剤を単層型電子写真感光体に使用した場合においても、フィルミングの発生を抑制する働きを保持することができ、黒点および黒筋等のない鮮明な画像を長期間にわたって提供することができる。また、所定の接触角を有するポリカーボネート樹脂であれば、透明性や耐熱性に優れているばかりか、機械的特性や正孔輸送剤との相溶性にも優れており、耐久性にも優れた単層型電子写真感光体を提供することができるからである。
すなわち、かかる純水に対する接触角が98°未満となると、感光体層における接触角の調整が困難になる場合があるためである。
なお、かかるポリカーボネート樹脂の純水に対する接触角は、実施例1に示すように、樹脂濃度25%のTHF溶液をアルミニウム基板上にディップコート法にて塗布した後、100℃、40分間の条件で熱風乾燥して得られる膜厚25μmの樹脂膜を対象とすることができる。そして、かかる樹脂膜の純水に対する接触角を接触角計(協和界面科学社製、FACE−CONTACT−ANGLE METER)を用いて液滴法にて測定することができる。
ここで、図2を参照して、特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂に対する純水の接触角と、単位面積当たりの黒点発生数との関係を説明する。図2の横軸には、特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂膜表面における接触角(°)が採って示してあり、縦軸には、A4紙一枚当たりの黒点発生数(個/A4紙)が採って示してある。
かかる図2から容易に理解できるように、特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂に対する接触角が98°以上の値になると、黒点発生数が130(個/A4紙)以下になり、効率的に低減することがわかる。よって、結着樹脂の接触角を、所定以上の値に制御することにより、極性の高い正孔輸送剤を使用しても、結果として、黒点発生を効率的に低減することができると考えられる。
なお、特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂に対する接触角が過度に大きくなると、選択可能な特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂の種類等が過度に少なくなる場合がある。
したがって、特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂に対する純水の接触角を98〜120°の範囲内の値とし、103〜110°の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
(2)−5 含有割合
また、単層型感光体層に用いられる溶剤以外の全成分の全体量を100重量部とした時、特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂の含有割合を、35〜60重量部の範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、かかる特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂の含有割合が、35重量部未満の値となると、感光体層における接触角の調整が困難になる場合があり、逆に、かかる特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂の含有割合が、60重量部を超えると、感光体層と、基体との間の密着力が極端に低下する場合があるためである。
したがって、特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂の含有割合を、単層型感光体層に用いられる結着樹脂全体量を100重量部とした時に、35〜60重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、40〜55重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
(2)−6 粘度平均分子量
また、本発明の単層型感光体層に用いられる特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量を10,000〜60,000の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる粘度平均分子量を有する特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂を用いることにより、耐久性に優れた感光体を提供することができるためである。
なお、特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量(M)は、オストワルド粘度計によって、極限粘度[η]を求め、Schnellの式によって、[η]=1.23×10-40.83より算出した。なお、[η]は、20℃で、塩化メチレン溶液を溶媒として、濃度(C)が6.0g/dm3となるようにポリカーボネート樹脂を溶解させて得られたポリカーボネート樹脂溶液から測定することができる。
(3)正孔輸送剤
(3)−1 接触角
また、正孔輸送剤の樹脂分散膜における純水に対する接触角が90〜120°の範囲内の値であることを特徴とする
この理由は、本発明の単層型電子写真感光体にかかる正孔輸送剤を用いることにより、さらにシリカや紙粉の付着を有効に防止して、黒点発生をさらに効率的に低減することができるためである。
したがって、正孔輸送剤の樹脂分散膜における純水に対する接触角を95〜120°の範囲内にすることがより好ましく、100〜110°の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、正孔輸送剤の樹脂分散膜における純水に対する接触角は、実施例1に示す方法で測定することができる。すなわち、正孔輸送剤を43重量部と、粘度平均分子量が20,000のZ型ポリカーボネート樹脂(TS2020、帝人化成製)を100重量部と、ジメチルポリシロキサン(KF−90、50cps、信越化学工業製)を0.1重量部と、テトラヒドロフランを800重量部とを混合分散して、得られた溶液を、アルミニウム基板上にディップコート法にて塗布し、100℃、40分間の条件で熱風乾燥して、膜厚25μmの正孔輸送剤樹脂分散膜を得る。次いで、この正孔輸送剤樹脂分散膜の純水に対する接触角(測定温度:25℃)を、接触角計(協和界面科学社製、FACE−CONTACT−ANGLE METER)を用いて液滴法にて測定することができる。
(3)−2 種類
また、本発明に用いられる正孔輸送剤として、スチルベン構造を含むトリフェニルアミン骨格を有する化合物を含むことを特徴とする。
この理由は、かかる構造を有する正孔輸送剤であれば、感度特性に優れるとともに、接触角を調整することが容易になるため、フィルミングの発生を効果的に抑えることができるためである。
また、かかる構造を有する正孔輸送剤であれば、結着樹脂との相溶性がさらによくなるため、耐久性および感度特性に優れることができるためである。
また、本発明の単層型電子写真感光体に好適な正孔輸送剤は、具体的に、下記式(10)、(12)、(14)で表される化合物(HTM−A、C、E)であることが好ましい
また、本発明においては、従来公知の正孔輸送物質、2,5−ジ(4−メ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、9−(4−ジエチルアミノスチリル)アントラセン等のスチリル系化合物、ポリビニルカルバゾール等のカルバゾール系化合物、有機ポリシラン化合物、1−フェニル−3−(p−ジメチルアミノフェニル)ピラゾリン等のピラゾリン系化合物、ヒドラゾン系化合物、トリフェニルアミン系化合物、インドール系化合物、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、イミダゾール系化合物、ピラゾール系化合物、トリアゾール系化合物等の含窒素環式化合物、縮合多環式化合物等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。
(3)−3 添加量
また、正孔輸送剤の添加量を、結着樹脂の添加量を考慮して定めることが好ましい。より具体的には、正孔輸送剤の添加量を、結着樹脂100重量部に対して、30〜60重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる正孔輸送剤の添加量が30重量部未満の値になると、感度が低下して、実用上の弊害が生じる場合があるためである。一方、かかる正孔輸送剤の添加量が60重量部を超えた値になると、正孔輸送剤が結晶化しやすくなり、感光体として適正な膜が形成されない場合があるためである。
(4) 電子輸送剤
(4)−1 種類
また、本発明の単層型電子写真感光体に、さらに電子輸送剤を含むことも好ましい。かかる電子輸送剤としては、ジフェノキノン誘導体及びピレン誘導体を含む化合物が好ましい。この理由は、電子輸送剤として、このような電子受容性に優れた化合物を使用することにより、電荷発生剤との相溶性が優れたものになることから、感度特性や耐久性に優れた電子写真感光体を提供することができるためである。
(4)−2 具体例
これらの電子輸送剤の具体例として、下記式(22)〜(29)で表わされる化合物(ETM−A〜ETM−H)が挙げられる。
また、本発明に用いられる電子輸送剤としては、従来公知の他の電子輸送剤を感光体層に併用させることも好ましい。
例えば、ベンゾキノン誘導体のほか、アントラキノン誘導体、マロノニトリル誘導体、チオピラン誘導体、トリニトロチオキサントン誘導体、3,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン誘導体、ジニトロアントラセン誘導体、ジニトロアクリジン誘導体、ニトロアントアラキノン誘導体、ジニトロアントラキノン誘導体、テトラシアノエチレン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、ジニトロベンゼン、ジニトロアントラセン、ジニトロアクリジン、ニトロアントラキノン、ジニトロアントラキノン、無水コハク酸、無水マレイン酸、ジブロモ無水マレイン酸等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。
なお、これらの電子輸送剤のうち、電界強度が5×105v/cmにおける電子移動度が1.0×10-8cm2/V/sec以上である化合物がより好ましい。
(4)−3 添加量
また、電子輸送剤の添加量を、結着樹脂100重量部に対して、10〜100重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる複数の電子輸送剤の添加量が10重量部未満の値になると、感度が低下して、実用上の弊害が生じる場合があるためである。一方、かかる複数の電子輸送剤の添加量が100重量部を超えた値になると、電子輸送剤が結晶化しやすくなり、感光体として適正な膜が形成されない場合があるためである。
したがって、電子輸送剤の添加量を20〜80重量部の範囲内の値とすることがより好ましい。
なお、電子輸送剤の添加量を定めるにあたり、正孔輸送剤の添加量を考慮することが好ましい。より具体的には、電子輸送剤(全ETM)の添加割合(全ETM/全HTM)を、正孔輸送剤(全HTM)に対して、0.25〜1.3の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる全ETM/全HTMの比率がかかる範囲外の値になると、感度が低下して、実用上の弊害が生じる場合があるためである。
したがって、かかる全ETM/全HTMの比率を0.5〜1.25の範囲内の値とすることがより好ましい。
(5)電荷発生剤
(5)−1 種類
また、本発明の単層型電子写真感光体に使用される電荷発生剤としては、無金属フタロシアニン(τ型又はX型)、チタニルフタロシアニン(α型又はY型)、ヒドロキシガリウムフタロシアニン(V型)、及びクロロガリウムフタロシアニン(II型)からなる群から選択される少なくとも一つの化合物を含むことが好ましい。
この理由は、電荷発生剤の種類を特定することにより、正孔輸送剤及び電子輸送剤を併用した場合に、感度特性、電気特性及び安定性等がより優れた電子写真感光体を提供することができるためである。
(5)−2 具体例
また、これらの電荷発生剤のうち、具体的に、下記式(30)〜(33)で表されるフタロシアニン系顔料(CGM−A〜CGM−D)を使用することがより好ましい。
また、従来公知の電荷発生剤を単独使用したり、併用したりすることも好ましい。かかる電荷発生剤の種類としては、オキソチタニルフタロシアニン等のフタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料、ビスアゾ顔料、ジオケトピロロピロール顔料、無金属ナフタロシアニン顔料、金属ナフタロシアニン顔料、スクアライン顔料、トリスアゾ顔料、インジゴ顔料、アズレニウム顔料、シアニン顔料、ピリリウム顔料、アンサンスロン顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料、キナクリドン系顔料といった有機光導電体や、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミウム、アモルファスシリコンといった無機光導電剤等の一種単独又は二種以上の混合物が挙げられる。
(5)−3 添加量
また、電荷発生剤の添加量を、結着樹脂100重量部に対して、0.2〜40重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる複数の電荷発生剤の添加量が0.2重量部未満の値になると、量子収率を高める効果が不十分となり、電子写真感光体の感度、電気特性、安定性等を向上させることができなくなるためである。一方、かかる複数の電荷発生剤の添加量が40重量部を超えた値になると、可視光における赤色領域、近赤外領域、あるいは赤外領域に波長を有する光に対する吸光係数を大きくする効果が不十分となり、感光体の感度特性、電気特性、及び安定性等を向上させることができない場合があるためである。
したがって、電荷発生剤の添加量を0.5〜20重量部の範囲内の値とすることがより好ましい。
(6)添加剤
また、感光体層には、添加剤として、一般式(1)〜(4)で表される化合物から成る群の少なくとも1つの化合物を含有することが好ましい。
この理由は、添加剤として、かかる構造を有する化合物を使用することにより、汚染物質の付着に起因する感光体表面におけるクラックの発生を抑えることができ、その結果、画像における黒点やカブリの発生を防止することができるためである。
すなわち、本発明としての単層型電子写真感光体は、感光体における結着樹脂として特定のシロキサン構造を有するポリカーボネートを用い、さらに、感光体層に対する純水の接触角を所定の範囲内の値とすることを特徴とすることから、フィルミングに起因する黒点発生等の問題については十分に解決している。よって、さらに、クラックに起因する黒点やカブリ等の発生を防ぐことで、画像特性をより向上させることができるためである。

(一般式(1)中、R1〜R10はそれぞれ独立した置換基であり、水素原子、ハロゲン原子、置換または非置換の炭素数1〜12のアルキル基、置換または非置換の炭素数1〜12のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または非置換の炭素数6〜30のアラルキル基、置換または非置換の炭素数3〜12のシクロアルキル基、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基またはハロゲン化アルキル基を示す。)

(一般式(2)中のR11〜R13はそれぞれ独立した置換基であり、水素原子、ハロゲン原子、置換または非置換の炭素数1〜12のアルキル基、置換または非置換の炭素数1〜12のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または非置換の炭素数6〜30のアラルキル基、置換または非置換の炭素数3〜12のシクロアルキル基、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基またはハロゲン化アルキル基を示す。)

(一般式(3)中のR14〜R15はそれぞれ独立した置換基であり、水素原子、ハロゲン原子、置換または非置換の炭素数1〜12のアルキル基、置換または非置換の炭素数1〜12のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または非置換の炭素数6〜30のアラルキル基、置換または非置換の炭素数3〜12のシクロアルキル基、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基またはハロゲン化アルキル基を示す。)

(一般式(4)中のR16〜R22はそれぞれ独立した置換基であり、水素原子、ハロゲン原子、置換または非置換の炭素数1〜12のアルキル基、置換または非置換の炭素数1〜12のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換または非置換の炭素数6〜30のアラルキル基、置換または非置換の炭素数3〜12のシクロアルキル基、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基またはハロゲン化アルキル基を示す。)
また、具体的な添加剤としては、下記式(34)〜(48)で表される化合物(添加剤−A〜添加剤−N、及び添加剤−O−1〜添加剤−O−17)を使用することが好ましい。
ここで、上述したクラックの発生機構及びその発生抑制機構について説明する。
まず、感光体表面に汚染物質が付着することにより、感光体層中のモノマー成分が、感光体層から溶出する。その結果、感光体層を構成する結着樹脂中に空孔が生じる。そして、かかる空孔部分には、局所的な応力が発生しやすいため、感光体層表面において機械的損傷としてのクラックが発生する。
一方、上述の一般式(1)〜(4)で表される化合物を添加剤として用いることにより、モノマー成分の溶出によって生じた空孔部分に発生した局所的な応力を開放することができるため、クラックの発生を抑制することができる。
また、かかる添加剤の含有量を、感光体層の全体量に対して1.5〜15重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる含有量が1.5重量%未満の値となると、上述したような応力緩和作用を十分に発揮することができず、クラック発生を十分に防止することができなくなるためである。一方、含有量が15重量%を超える値となると、感光体層のガラス転移点が低下して、耐摩耗性が低下してしまう場合があるためである。また、結着樹脂内での分散性が低下して、結晶化する場合が見られるためである。
すなわち、含有量をこのような範囲内の値とした場合には、結着樹脂の分子量を大きくすることなく、感光体層の耐クラック性を得ることができるようになり、生産性にも優れた感光体とすることができる。
したがって、かかる含有量を、感光体層の全体量に対して2〜12重量%の範囲内の値とすることがより好ましく、3〜10重量%の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
(7)その他の添加剤
また、感光体層には、上述の各成分のほかに、電子写真特性に悪影響を与えない範囲で、従来公知の種々の添加剤、例えば酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、一重項クエンチャー、紫外線吸収剤等の劣化防止剤、軟化剤、可塑剤、表面改質剤、増量剤、増粘剤、分散安定剤、ワックス、アクセプター、ドナー等を配合することができる。また、感光体層の感度を向上させるために、例えばテルフェニル、ハロナフトキノン類、アセナフチレン等の公知の増感剤を電荷発生剤と併用してもよい。
(8)接触角
また、感光体層に対する純水の接触角(測定温度:25℃)を102〜110°の範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、感度向上を目的として、正孔輸送剤の添加量を増加させた場合、正孔輸送剤の極性を高めた場合、あるいは感光体ドラムを高速回転させた場合であっても、黒点発生が少ない単層型電子写真感光体を提供できるためである。
ここで、図3を参照して、電子写真感光体の接触角と、単位面積当たりの黒点発生数との関係を説明する。図3の横軸には、電子写真感光体の表面における接触角(°)が採って示してあり、縦軸には、A4紙一枚当たりの黒点発生数(個/A4紙)が採って示してある。
かかる図3から容易に理解できるように、電子写真感光体の感光体層に対する接触角が102°以上の値になると、黒点発生数が90(個/A4紙)以下になり、効率的に低減することがわかる。よって、結着樹脂の接触角を、所定以上の値に制御することにより、極性の高い正孔輸送剤を使用しても、結果として、黒点発生を効率的に低減することができると考えられる。
なお、電子写真感光体の感光体層に対する接触角が過度に大きくなると、選択可能な特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂の種類等が過度に少なくなる場合がある。
したがって、感光体層に対する純水の接触角を103〜110°の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
(9)構造
(9)−1 感光体層
また、単層型感光体における感光体層の厚さは、25〜50μmの範囲内の値であることを特徴とする。
(9)−2 基体
そして、このような感光体層が形成される基体としては、種々の材料を使用することができ、例えば、鉄、アルミニウム、銅、スズ、白金、銀、バナジウム、モリブデン、クロム、カドミウム、チタン、ニッケル、パラジウム、インジウム、ステンレス鋼、真鍮等の金属や、上述の金属が蒸着又はラミネートされたプラスチック材料、ヨウ化アルミニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で被覆されたガラス、あるいはカーボンブッラク等の導電性微粒子を分散してなるプラスッチク材料等があげられる。
また、基体の形状は、使用する画像形成装置の構造に合わせて、シート状、ドラム状等のいずれであってもよく、基体自体が導電性を有するか、あるいは基体の表面が導電性を有していればよい。また、基体の表面に、電気絶縁性の酸化処理等を施した場合であってもよい。
また、基体は、使用に際して十分な機械的強度を有するものが好ましい。さらに、感光体層を形成する場合には、結着樹脂と、正孔輸送剤と、電子輸送剤と、電荷発生剤と、を適当な溶剤とともに、例えばロールミル、ボールミル、アトライタ、ペイントシェーカー、超音波分散機等を用いて分散混合した後塗布して乾燥させればよい。
また、単層型感光体の構成に関して、図1(b)に示すように、基体12と、感光体層14との間に、感光体の特性を阻害しない範囲でバリア層16が形成されている単層型感光体10´でもよい。
(9)−3 ドラム直径
また、感光体におけるドラム直径(基体の直径)を30mm以下の値とすることが好ましい。
この理由は、本発明としての単層型電子写真感光体であれば、ドラム直径を30mm以下の値とした場合であっても、感光体表面におけるフィルミングに起因する黒点等の発生を防止することができ、その結果、画像形成装置の小型化を実現することができるためである。
具体的には、ドラム直径を30mm以下の値とすることによって、ドラム直径がより大きい感光体を用いた場合と比べて、同じ枚数の画像を形成するための感光体の回転数は増加することになる。その結果、かかる感光体表面におけるフィルミングは、より生じやすくなる。
しかしながら、ドラム直径を30mm以下の値とした場合であっても、本発明としての単層型電子写真感光体は、結着樹脂として特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂を含むとともに、感光体層に対する純水の接触角を所定値以上の値とすることを特徴とするため、かかるフィルミングの発生を防止することができる。
また、ドラム直径を30mm以下の値とすることによって、感光体層における曲率が大きくなる結果、感光体層にかかるストレスが大きくなり、クラックが発生しやすくなる。
しかしながら、ドラム直径を30mm以下の値とした場合であっても、感光体層に対して、上述した一般式(1)〜(4)で表される化合物を添加することにより、かかるクラックの発生を防止することができる。
したがって、かかるドラム直径を10〜28mmの範囲内の値とすることがより好ましく、15〜25mmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
[第2の実施形態]
第2の実施形態は、第1の実施形態の単層型電子写真感光体(以下、単に、感光体と称する場合がある。)を備えるとともに、電子写真感光体の周囲に、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程をそれぞれ配置し、画像形成を行うことを特徴とした画像形成装置である。
第2の実施形態の画像形成方法を実施するにあたり、図4に示すような画像形成装置である複写機30を好適に使用することができる。かかる複写機30は、画像形成ユニット31、排紙ユニット32、画像読取ユニット33、及び原稿給送ユニット34を備えている。また、画像形成ユニット31には、画像形成部31a及び給紙部31bがさらに備えられている。そして、図示された例では、原稿給送ユニット34は、原稿載置トレイ34a、原稿給送機構34b、及び原稿排出トレイ34cを有しており、原稿載置トレイ34a上に載置された原稿は、原稿給送機構34bによって画像読取位置Pに送られた後、原稿排出トレイ34cに排出される。
そして、原稿が原稿読取位置Pに送られた段階で、画像読取ユニット33において、光源33aからの光を利用して、原稿上の画像が読み取られる。すなわち、CCD等の光学素子33bを用いて、原稿上の画像に対応した画像信号が形成される。
一方、給紙部31bに積載された記録用紙(以下、単に用紙と呼ぶ。)Sは、一枚ずつ画像形成部31aに送られる。この画像形成部31aには、像担持体である感光体ドラム41が備えられており、さらに、この感光体ドラム41の周囲には、帯電器42、露光器43、現像器44、及び転写ローラ45が、感光体ドラム41の回転方向に沿って配置されている。
これらの構成部品のうち、感光体ドラム41は、図中、実線矢印で示す方向に回転駆動されて、帯電器42により、その表面が均一に帯電される。その後、前述の画像信号に基づいて、露光器43により感光体ドラム41に対して露光プロセスが実施され、この感光体ドラム41の表面において静電潜像が形成される。
この静電潜像に基づき、現像器44によりトナーを付着させて現像し、感光体ドラム41の表面にトナー像を形成する。そして、このトナー像は、感光体ドラム41と転写ローラ45とのニップ部に搬送される用紙Sに転写像として転写される。次いで、転写像が転写された用紙Sは、定着ユニット47に搬送されて、定着プロセスが行われる。
なお、感光体ドラム41として、第1の実施形態で説明した電子写真感光体を用いることが好ましい。
また、定着後の用紙Sは、排紙ユニット32に送られることになるが、後処理(例えば、ステイプル処理等)を行う際には、用紙Sは中間トレイ32aに送られた後、後処理が行われる。その後、用紙Sは、画像形成装置の側面に設けられた排出トレイ部(図示せず)に排出される。一方、後処理を行わない場合には、用紙Sは中間トレイ32aの下側に設けられた排紙トレイ32bに排紙される。なお、中間トレイ32a及び排紙トレイ32bは、いわゆる胴内排紙部として構成されている。
また、本発明の画像形成装置において、現像工程が現像同時クリーニング方式であることが好ましい。すなわち、現像同時クリーニング方式とは、クリーニング装置を省略して、転写後の感光体上の転写残りトナーを感光体の現像工程において、現像工程手段である現像装置に回収させるとともに再使用する、クリーナーレスシステムの転写方式画像形成装置のことである。
通常、このようなクリーナーレスシステムの画像形成装置であれば、紙粉及びシリカ等を完全に回収することが難しく、感光体に紙粉及びシリカの付着が比較的多くなる場合があり、黒点及び黒筋が発生しやすいという問題が生じやすくなる。しかしながら、本発明の画像形成装置によれば、所定の接触角を有する単層型電子写真感光体を搭載しているため、現像工程が現像同時クリーニング方式であっても、フィルミングの発生を効果的に防ぐことができる。したがって、小型化、軽量化、低コスト化等を可能にする、画像形成装置を提供することができる。
また、本発明の画像形成装置において、感光体のドラム回転速度が100mm/sec以上であることが好ましい。
このようなドラム回転速度にすることにより、搬送経路における紙への負荷が大きくなり、そのため紙粉が発生しやすくなる。そのため、感光体への紙粉の付着が多くなり、画像に黒点及び黒筋等が発生しやすくなるという問題が生じる。しかし、かかる画像形成装置は、所定の接触角を有する単層型電子写真感光体を搭載しているため、感光体のドラム回転速度が100mm/sec以上であっても、フィルミングの発生を効果的に防ぐことができ、画像における黒点等の発生をおさえることができる。したがって、画像形成の高速化を可能にする、画像形成装置を提供することができる。
ここで、図5を参照して、感光体のドラム回転速度と、黒点数との関係を説明する。図5の横軸には、感光体のドラム回転速度(mm/sec)が採って示してあり、縦軸にはA4紙一枚あたりの黒点発生数(個/A4紙)が採って示してあり、図中のA〜Cは、それぞれ実施例1、3、比較例1の感光体に対応した特性曲線である。
図5から、感光体のドラム回転速度が60(mm/sec)の場合、A〜Cの感光体に付着する黒点数はほとんど変わらないが、感光体のドラム回転速度が100(mm/sec)以上の場合、A〜Cの感光体に付着する黒点数に大きな差が生じていることがわかる。Cの感光体はドラム回転速度が速くなるとともに黒点数も増加し、ドラム回転速度が100(mm/sec)以上であっても黒点の増加数が多くなることがわかる。一方、A及びBの感光体はドラム回転速度が速くなっても黒点数はほとんど変わらないか、またはドラム回転速度が100(mm/sec)以上の時の黒点の増加数が比較的少ないことがわかる。つまり、AおよびBの感光体はドラム回転速度が100(mm/sec)以上であっても黒点数が比較的低いことがわかる。
したがって、感光体のドラム回転速度が100〜200mm/secの範囲の値であることがより好ましい。この理由は、ドラム回転速度が200mm/sec以上であると、紙への負荷が多きすぎるため、紙の搬送等に問題を生じる可能性があるためである。
[実施例1]
1.電子写真感光体の作成
容器内に、電荷発生剤として、式(30)で表されるX型無金属フタロシアニン(CGM−A)を4重量部と、正孔輸送剤として式(10)で表されるスチルベン誘導体(HTM−A)を50重量部と、電子輸送剤として式(22)で表されるナフトキノン誘導体(ETM−A)を30重量部と、結着樹脂として式(6)で表される粘度平均分子量が20,000のポリカーボネート樹脂(Resin−A)を100重量部と、溶媒としてテトラヒドロフランを800重量部と、を収容した。
次いで、ボールミルにて50時間混合分散して、単層型感光体層用の塗布液を作成した。得られた塗布液を、直径30mmの基体(アルミニウム素管)上に、ディップコート法にて塗布し、100℃、40分間の条件で熱風乾燥して、膜厚25μmの単層型感光体層を有する電子写真感光体を得た。
2.電子写真感光体及び樹脂膜の評価
(1)特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂の接触角測定
樹脂膜を形成して、特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂の接触角を測定した。すなわち、式(6)で表される粘度平均分子量が20,000の樹脂(Reisn−A)を25重量部と、テトラヒドロフランを75重量部とを24時間混合して、塗布液を作成した。得られた塗布液を、直径30mmのアルミニウム素管上に、ディップコート法にて塗布し、100℃、40分間の条件で熱風乾燥して、膜厚25μmの樹脂膜を得た。この樹脂膜の純水に対する接触角(測定温度:25℃)を、接触角計(協和界面科学社製、FACE−CONTACT−ANGLE METER)を用いて液滴法にて測定した。得られた結果を表1に示す。
(2)正孔輸送剤の接触角測定
次いで、正孔輸送剤からなる樹脂膜を作成し、接触角を測定した。すなわち、式(10)で表される化合物(HTM−A)を43重量部と、粘度平均分子量が20,000のZ型ポリカーボネート樹脂(TS2020 帝人化成製)を100重量部と、ジメチルポリシロキサン(KF−90、50cps、信越化学工業製)を0.1重量部と、テトラヒドロフランを800重量部とを24時間混合して、正孔輸送剤樹脂分散溶液を作成した。得られた溶液を、アルミニウム素管上に、ディップコート法にて塗布し、100℃、40分間の条件で熱風乾燥して、膜厚25μmの正孔輸送剤樹脂分散膜を得た。この正孔輸送剤樹脂分散膜の純水に対する接触角(測定温度:25℃)を、接触角計(協和界面科学社製、FACE−CONTACT−ANGLE METER)を用いて液滴法にて測定した。得られた結果を表1に示す。
(3)電子写真感光体の感光体層における接触角測定
1.で得られた電子写真感光体の感光体層の純水に対する接触角(測定温度:25℃)を、接触角計(協和界面科学社製、FACE−CONTACT−ANGLE METER)を用いて液滴法にて測定した。得られた結果を表1に示す。
(4)黒点発生数の測定
次いで、得られた電子写真感光体を、ドラム回転速度が140mm/secの京セラミタ製プリンタActico40改造機に装着し、40℃、90%Rhの環境条件で、A4紙(富士ゼロックス製上質PPC用紙)を5000枚連続印刷した。その後、6時間放置した後、A4紙の白紙原稿を印字して、そのA4紙上に発生した黒点の発生数を計数するとともに、下記基準に準じて評価した。
◎:A4紙1枚あたりに黒点の発生が50個未満である。
○:A4紙1枚あたりに黒点の発生が50個以上、80個未満である。
△:A4紙1枚あたりに黒点の発生が80個以上、130個未満である。
×:A4紙1枚あたりに黒点の発生が130個以上である。
[実施例2および参考例3〜4]
実施例2および参考例3〜4においては、表1に示すように、実施例1で使用した結着樹脂(Reisn−A)のかわりに、式(7)〜(9)で表される粘度平均分子量がそれぞれ20,000である結着樹脂(Resin−B〜D)をそれぞれ添加したほかは、実施例1と同様に単層型感光体を作成して評価した。得られた結果は表1に示す。
[実施例5〜6および参考例7〜8]
実施例5〜6および参考例7〜8においては、表1に示すように、実施例1〜2および参考例3〜4で使用した正孔輸送剤(HTM−A)のかわりに、式(14)で表される正孔輸送剤(HTM−E)を使用したほかは、実施例1〜2および参考例3〜4と同様に単層型感光体を作成して評価した。得られた結果は表1に示す。
参考例9〜12
参考例9〜12においては、表1にしめすように、実施例1〜2および参考例3〜4で使用した正孔輸送剤(HTM−A)のかわりに、式(11)で表される正孔輸送剤(HTM−B)を使用したほかは、実施例1〜2および参考例3〜4と同様に単層型感光体を作成して評価した。得られた結果は表1に示す。
[比較例1〜2]
比較例1〜2においては、表1に示すように、実施例1で使用した結着樹脂(Reisn−A)のかわりに、下記式(49)〜(50)で表される粘度平均分子量がそれぞれ20,000である結着樹脂をそれぞれ添加したほかは、実施例1と同様に単層型感光体を作成して評価した。得られた結果は表1に示す。
[比較例3〜4]
比較例3〜4においては、表1に示すように、実施例1で使用した正孔輸送剤(HTM−A)のかわりに、式(14)で表される正孔輸送剤(HTM−E)を使用し、さらに結着樹脂(Resin−A)のかわりに、式(49)〜(50)で表される粘度平均分子量がそれぞれ20,000である結着樹脂(Resin−E〜F)をそれぞれ添加したほかは、実施例1と同様に単層型感光体を作成して評価した。得られた結果は表1に示す。
[実施例13]
実施例13においては、表2に示すように、得られた感光体層用の塗布液を、実施例1で使用した直径30mmのアルミニウム素管のかわりに、直径24mmのアルミニウム素管上に塗布したほかは、実施例1と同様に単層型電子写真感光体を作成して評価した。
[実施例14および参考例15〜16]
実施例14および参考例15〜16においては、表2に示すように、実施例13で使用した結着樹脂(Reisn−A)のかわりに、式(7)〜(9)で表される粘度平均分子量がそれぞれ20,000である結着樹脂(Resin−B〜D)をそれぞれ添加したほかは、実施例13と同様に単層型感光体を作成して評価した。得られた結果は表2に示す。
[実施例17〜18および参考例19〜20]
実施例17〜18および参考例19〜20においては、表2に示すように、実施例13〜14および参考例15〜16で使用した正孔輸送剤(HTM−A)のかわりに、式(14)で表される正孔輸送剤(HTM−E)を使用したほかは、実施例13〜14および参考例15〜16と同様に単層型感光体を作成して評価した。得られた結果は表2に示す。
参考例21〜24
参考例21〜24においては、表2に示すように、実施例13〜14および参考例15〜16で使用した正孔輸送剤(HTM−A)のかわりに、式(11)で表される正孔輸送剤(HTM−B)を使用したほかは、実施例13〜14および参考例15〜16と同様に単層型感光体を作成して評価した。得られた結果は表2に示す。
[比較例5〜6]
比較例5〜6においては、表2に示すように、実施例13で使用した結着樹脂(Reisn−A)のかわりに、式(49)〜(50)で表される粘度平均分子量がそれぞれ20,000である結着樹脂(Resin−E〜F)をそれぞれ添加したほかは、実施例13と同様に単層型感光体を作成して評価した。得られた結果は表2に示す。
[比較例7〜8]
比較例7〜8においては、表2に示すように、実施例13で使用した正孔輸送剤(HTM−A)のかわりに、式(14)で表される正孔輸送剤(HTM−E)を使用し、さらに結着樹脂(Resin−A)のかわりに、式(49)〜(50)で表される粘度平均分子量がそれぞれ20,000である結着樹脂(Resin−E〜F)をそれぞれ添加したほかは、実施例13と同様に単層型感光体を作成して評価した。得られた結果は表2に示す。
[実施例25]
実施例25においては、感光体層用の塗布液を作成する際に、表3に示すように、実施例1で使用した正孔輸送剤(HTM−A)のかわりに、式(14)で表される正孔輸送剤(HTM−E)を使用した。また、含有量が、感光体層の全体量の1.5重量%となるように、式(34)で表される添加剤(添加剤−A)を加えた。そのほかは、実施例1と同様に感光体層用の塗布液を作成した。
また、得られた塗布液を、実施例1において使用した直径30mmのアルミニウム素管のかわりに、直径24mmのアルミニウム素管上に塗布したほかは、実施例1と同様に単層型電子写真感光体を作成した。
また、評価として、実施例1において実施した評価のほかに、クラック成長速度測定、及び耐摩耗性評価を行った。以下に、かかる評価方法を具体的に示す。
1.耐汚染性評価および耐クラック性評価
得られた感光体表面に対して、人体起因の汚染成分として考えられる皮脂や指脂と挙動が等しいことが別途見出されているオレイン酸トリグリセリド30gに感光体を温度20℃湿度60%の条件下で20時間(1200min)浸漬し、浸漬後の感光体をエタノールで洗浄後、光学顕微鏡を用いてクラックの長さを測定し、単位時間当たりの成長速度を算出した。また、かかるクラック成長速度から、下記基準に準じて感光体における耐クラック性を評価した。得られたそれぞれの結果を表3に示す。
◎:クラック成長速度が、2(mm/min)未満の値である。
○:クラック成長速度が、2(mm/min)以上かつ4(mm/min)未満の値である。
△:クラック成長速度が、4(mm/min)以上かつ5(mm/min)未満の値である。
×:クラック成長速度が、5(mm/min)以上の値である。
2.耐部材性評価
得られた感光体層における耐部材性を評価した。すなわち、感光体をドラムユニットに装着し、温度50℃湿度80%下にて10日間放置した。放置後、グレー画像を出力し、画像上に現われる部材の圧接痕による筋を下記基準に準じて評価した。
○:筋の発生が確認されない。
△:筋がわずかに発生する。
[実施例26〜31]
実施例26〜31においては、表3に示すように、実施例25で使用した添加剤(添加剤−A)の含有量を変化させたほかは、実施例25と同様に単層型感光体を作成し評価した。得られた結果は表3に示す。
[実施例32〜33]
実施例32〜33においては、表3に示すように、実施例25で使用した正孔輸送剤(HTM−E)のかわりに、式(10)で表される正孔輸送剤(HTM−A)を使用した。また、表3に示すように、実施例25で使用した添加剤(添加剤−A)の含有量を変化させた。そのほかは、実施例25と同様に単層型感光体を作成し評価した。得られた結果は表3に示す。
[実施例34]
実施例34においては、表3に示すように、実施例25で使用した結着樹脂(Resin−A)のかわりに、式(7)で表される結着樹脂(Resin−B)を使用した。また、実施例25で使用した添加剤(添加剤−A)のかわりに、式(40)で表される添加剤(添加剤−G)を、感光体層の全体量の7.4重量%となるように加えたほかは、実施例25と同様に単層型感光体を作成して評価した。得られた結果は表3に示す。
[実施例35、参考例36および実施例37]
実施例35、参考例36および実施例37においては、表3に示すように、実施例25で使用した添加剤(添加剤−A)のかわりに、それぞれ式(39)、(35)、及び(38)で表される添加剤(F)、(B)、及び(E)を、感光体層の全体量の4.2重量%となるように加えたほかは、実施例25と同様に単層型感光体を作成して評価した。得られた結果は表3に示す。
[参考例38]
参考例38においては、表3に示すように、実施例25で使用した正孔輸送剤(HTM−E)のかわりに、式(11)で表される正孔輸送剤(HTM−B)を使用し、添加剤(添加剤−A)の含有量を、感光体層の全体量の4.2重量%としたほかは、実施例25と同様に単層型感光体を作成して評価した。得られた結果は表3に示す。
[実施例39]
実施例27においては、表3に示すように、実施例25における添加剤(添加剤−A)の含有量を、感光体層の全体量の1.6重量%とし、得られた感光体層用の塗布液を、実施例25において使用した直径24mmのアルミニウム素管のかわりに、直径30mmのアルミニウム素管上に塗布したほかは、実施例25と同様に単層型感光体を作成して評価した。得られた結果は表3に示す。
[比較例9]
比較例9においては、表3に示すように、実施例25で使用した結着樹脂(Resin−A)のかわりに、式(49)で表される結着樹脂(Resin−E)を使用し、添加剤(添加剤−A)の含有量を、感光体層の全体量の2.3重量%となるようにしたほかは、実施例25と同様に単層型感光体を作成して評価した。得られた結果は表3に示す。
[比較例10]
比較例10においては、表3に示すように、実施例25で使用した結着樹脂(Resin−A)のかわりに、式(50)で表される結着樹脂(Resin−F)を使用し、添加剤(添加剤−A)の含有量を、感光体層の全体量の2.3重量%となるようにしたほかは、実施例25と同様に単層型感光体を作成して評価した。得られた結果は表3に示す。
以上、詳述したように、本発明によれば、結着樹脂として、特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂を含むとともに、感光体層に対する純水の接触角を所定範囲の値とすることにより、長期間使用した場合であっても、黒点発生数が少ない電子写真感光体及びそれを備えた画像形成装置が得られるようになった。
したがって、本発明の電子写真感光体は、複写機やプリンタ等の各種画像形成装置における低コスト化、高速化、高性能化等に寄与することが期待される。
(a)〜(b)は、単層型感光体の基本構造及び変形構造を説明するために供する図である。 特定のシロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂に対する純水の接触角と、黒点の発生との関係を説明するために供する図である。 感光体に対する純水の接触角と、黒点の発生との関係を説明するために供する図である。 電子写真感光体を備えた画像形成装置を説明するために供する図である。 感光体ドラム回転速度と、黒点の発生との関係を説明するために供する図である。
10:単層型感光体
12:基体
14:感光体層
16:バリア層
30:複写機
31:画像形成ユニット
31a:画像形成部
31b:給紙部
32:排紙ユニット
33:画像読取ユニット
33a:光源
33b:光学素子
34:原稿給送ユニット
34a:原稿載置トレイ
34b:原稿給送機構
34c:原稿排出トレイ
41:感光体ドラム
42:帯電器
43:露光源
44:現像器
45:転写ローラ

Claims (8)

  1. 結着樹脂と、正孔輸送剤と、電荷発生剤と、を含む感光体層を、最表面に備えた単層型電子写真感光体であって、
    前記結着樹脂として、シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂を、前記感光体層に用いられる溶剤以外の全成分の全体量100重量部に対し、35〜60重量部の範囲内の値で含むとともに、
    前記シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂の全体量を100mol%とした場合、シロキサン構造を有する単位の含有割合を2〜20mol%の範囲内の値とし、
    前記シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂に対する純水の接触角(測定温度:25℃)を98〜120°の範囲内の値とし、
    前記正孔輸送剤として、スチルベン構造を含むトリフェニルアミン骨格を有する化合物を、前記シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂100重量部に対し、30〜60重量部の範囲内の値で含み、
    前記スチルベン構造を含むトリフェニルアミン骨格を有する化合物が、樹脂分散膜における純水に対する接触角(測定温度:25℃)が90〜120°の範囲内の値である化合物であり、
    前記感光体層に対する純水の接触角(測定温度:25℃)を102〜110°の範囲内の値とし、かつ、
    前記感光体層の厚さを、25〜50μmの範囲内の値とすることを特徴とする単層型電子写真感光体。
  2. 前記シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量を10,000〜60,000の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1に記載の単層型電子写真感光体。
  3. 前記感光層が、電子輸送剤として、ナフトキノン誘導体を、前記シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂100重量部に対し、20〜80重量部の範囲内の値で含むことを特徴とする請求項1または2に記載の単層型電子写真感光体。
  4. 前記電荷発生剤として、フタロシアニン系顔料を、前記シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂100重量部に対し、0.5〜20重量部の範囲内の値で含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の単層型電子写真感光体。
  5. 前記感光体層が、添加剤として、下記式(34)〜(35)および(38)〜(40)で表わされる化合物(添加剤−A〜BおよびE〜G)からなる群の少なくとも1つの化合物を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の単層型電子写真感光体。




  6. 前記添加剤の含有量を、前記感光体層の全体量に対して1.5〜15重量%の範囲内の値とすることを特徴とする請求項5に記載の単層型電子写真感光体。
  7. 請求項1〜6のいずれかに記載の単層型電子写真感光体を備えるとともに、当該電子写真感光体の周囲に、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程を実施するための部位を配置したことを特徴とする画像形成装置。
  8. 前記現像工程が、現像同時クリーニング方式であることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
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