JP5337655B2 - 電子写真感光体およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents
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Description
電子写真プロセスに用いられる電子写真感光体(「感光体」ともいう)は、導電性支持体上に光導電性材料を含有する感光層が積層されて構成されている。
従来から、無機系光導電性材料を主成分とする感光層を備えた感光体(「無機系感光体」ともいう)が広く用いられてきたが、耐熱性、保存安定性、人体および環境に対する毒性、感度、耐久性、画像欠陥の発生、生産性、製造原価などのいずれかの点で欠点を有し、すべての点において満足のできるものが得られていない。
有機系感光体は、感度、耐久性および環境に対する安定性などに若干の問題を有するが、毒性、製造原価および材料設計の自由度などの点において、無機系感光体に比べて多くの利点を有している。例えば、有機系感光体は、感光層を浸漬塗布法に代表される容易かつ安価な方法で形成することができる。
また、導電性支持体から単層型感光層または積層型感光層への電荷の注入を防止し、かつこれらの感光層を導電性支持体上に均一かつ均質に形成するために、導電性支持体と感光層との間に中間層(「下引き層」ともいう)を設ける技術も知られている。
特に、上記の動作における放電により発生するオゾンや窒素酸化物(NOx)などの酸化性ガスや露光光による感光体表面層に含有される電荷輸送物質の分解・劣化などの物性面に対しての耐久性が問題となる。
このような問題に対して、感光体を構成する層に様々な酸化防止剤を添加する技術が提案されている。
しかしながら、酸化防止剤の使用量によっては残留電位が著しく上昇するという問題や、長期使用時に窒素酸化物との反応により酸化防止剤自体が変質し、その効果を失い、電荷発生物質や電荷輸送物質が本来の特性を持続できず、帯電や感度が著しく低下するという問題があり、未だ充分とはいえないのが現状である。
また、工業材料に対する安全性の認識が高まる中で、上記のBHTは、その揮発物による人体への悪影響が懸念されている。
近年、強い抗酸化作用を有する材料としてユビキノン類が注目され、種々の物質が合成されている。ユビキノン類は、活性酸素による細胞の損傷を防ぐといった老化防止の効果が知られ、これを含有するサプリメントや化粧品類が商品化されている。
本願出願人は、このユビキノン類を感光体の電荷輸送層に含有させることにより帯電生成物であるオゾンや窒素酸化物による劣化を防止する技術を提案している(特許第4076865号公報:特許文献4)が、さらなる効果が要求されている。
本発明で用いられるピロロキノリンキノンは、植物に対して環境ストレス耐性を付与する薬剤として提案されている(特開2006−151881号公報:特許文献6参照)が、感光体への適用はない。
すなわち、本発明によれば、オゾン、窒素酸化物などの放電生成物に対する耐久性が向上し、高濃度のオゾンに対しても劣化することのない感光体を提供することができ、画像形成装置の小型化が可能になる。
PQQが積層型感光層の電荷輸送層に含有される場合には、特に高濃度のオゾンに対しても劣化することのない感光体を実現できる。
PQQが積層型感光層の電荷発生層に含有される場合には、特に電荷発生能の低下、感度の低下を防止した感光体を実現できる。
PQQが中間層に含有される場合には、電荷発生層の近傍にあって電荷発生能の低下を防止した感光体を実現できる。
PQQが表面保護層に含有される場合には、オゾン、窒素酸化物が感光層内部まで浸透することを防止し、帯電性の低下のない耐久性の高い感光体を実現できる。
これらの感光体を構成する層の中でも、感光体としての優れた特性を有しかつ本発明のより優れた効果を有する感光体が得られる点で、積層型感光層の電荷発生層および電荷輸送層、中間層ならびに表面保護層が特に好ましい。
各層におけるPQQの含有量については、各層の説明において詳述する。
で表されるユビキノン類を含有する層をさらに有するのが好ましい。
本発明の感光体は、PQQを含有する層に加えて、ユビキノン類を含有する層を有することにより、これらの相乗効果により、本発明の効果が特に発揮される。
なお、「積層型感光層の中間層側の層」とは、電荷発生層と電荷輸送層とが導電性支持体側からこの順で積層されている場合には「電荷発生層」を、逆順で積層されている場合には「電荷輸送層」を意味する。
また、「積層型感光層の表面保護層側の層」とは、電荷発生層と電荷輸送層とが導電性支持体側からこの順で積層されている場合には「電荷輸送層」を、逆順で積層されている場合には「電荷発生層」を意味する。
各層におけるユビキノン類の含有量については、各層の説明において詳述する。
図1および2は本発明の積層型感光体の要部の構成を示す模式断面図である。
図1の積層型感光体20aは、導電性支持体13a上に、中間層14aと電荷発生層11aと電荷輸送層12aとがこの順で形成されている。
図2の積層型感光体20bは、導電性支持体13b上に、中間層14bと電荷発生層11bと電荷輸送層12bと表面保護層15bとがこの順で形成されている。
中間層14a、14bおよび14cならびに表面保護層15bは任意の構成層であり、各層の説明において詳述する。
以下の説明においては、積層型感光層を単に「感光層」ともいう。
導電性支持体は、感光体の電極としての機能と支持部材としての機能を有し、その構成材料は、当該技術分野で用いられる材料であれば特に限定されない。
具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、亜鉛、ステンレス鋼、チタンなどの金属材料:ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリエステル、ポリオキシメチレン、ポリスチレンなどの高分子材料、硬質紙、ガラスなどからなる支持体表面に金属箔をラミネートしたもの、金属材料を蒸着したもの、導電性高分子、酸化スズ、酸化インジウムなどの導電性化合物の層を蒸着もしくは塗布したものなどが挙げられる。
導電性支持体の表面には、必要に応じて、画質に影響のない範囲内で、陽極酸化皮膜処理、薬品、熱水などによる表面処理、着色処理、表面を粗面化するなどの乱反射処理が施されていてもよい。
本発明の感光体は、図1〜3に示すように、導電性支持体上に中間層を有していてもよい。
中間層は、導電性支持体から感光層への電荷の注入を防止する機能を有する。すなわち、感光層の帯電性の低下が抑制され、露光によって消去されるべき部分以外の表面電荷の減少が抑えられ、かぶりなどの画像欠陥の発生が防止される。特に、反転現像プロセスによる画像形成の際に、白地部分にトナーからなる微小な黒点が形成される黒ポチと呼ばれる画像かぶりが発生するのが防止される。
また、導電性支持体の表面を被覆する中間層は、導電性支持体の表面の欠陥である凹凸の度合を軽減して表面を均一化し、感光層の成膜性を高め、導電性支持体と感光層との密着性(接着性)を向上させることができる。
バインダ樹脂Mは、当該技術分野で用いられる材料であれば特に限定されず、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリビニルブチラール系樹脂などの熱可塑性樹脂、ポリウレタン系樹脂などの熱硬化型樹脂が挙げられる。
中間層においてPQQは、バインダ樹脂M100重量部に対して、好ましくは1〜30
重量部、より好ましくは2〜20重量部、特に好ましくは2〜10重量部の割合で含有されるのが好ましい。
PQQが1重量部未満である場合には、十分な酸化防止効果が得られないことがある。一方、PQQが30重量部を超える場合には、支持体との接着性が低下することがある。
中間層においてユビキノン類は、バインダ樹脂M100重量部に対して、好ましくは1〜30重量部、より好ましくは2〜20重量部、特に好ましくは2〜10重量部の割合で含有されるのが好ましい。
ユビキノン類が1重量部未満である場合には、十分な酸化防止効果が得られないことがある。一方、ユビキノン類が30重量部を超える場合には、支持体との接着性が低下することがある。
金属酸化物微粒子は、中間層の体積抵抗値を容易に調節でき、感光層への電荷の注入をさらに抑制できると共に、各種環境下において感光体の電気特性を維持できる。
金属酸化物粒子としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化スズなどが挙げられ、これらの中でも酸化チタンが特に好ましい。
酸化チタンは、アナターゼ型、ルチル型およびアモルファス型などのいずれの結晶型であっても、2種以上の混合体であってもよいが、物性の安定性の点でルチル型が特に好ましい。
酸化チタン微粒子の数平均一次粒径は、30〜50nmが好ましい。
酸化チタン微粒子の数平均一次粒子径が30nm未満では、酸化チタンの分散効率が低下して、画像において微小黒点が生じ易くなる。また、酸化チタン粒子の数平均一次粒子径が50nmを超えても酸化チタンの分散性が低下して、低温低湿環境下において初期感度が低下し易くなる。
酸化チタン微粒子は、中間層用塗布液中での分散安定性を向上させるために、アルミナ(Al2O3)、ジルコニア(ZrO2)、シリカ(SiO2)などで表面がコーティングされていてもよい。
酸化チタンの含有量が上記の範囲内であれば、酸化チタンの分散性と電気絶縁性とのバランスが良好になり、高温高湿下でのかぶりの発生をさらに抑制することができる。
具体的には、バインダ樹脂Mおよび添加剤を溶剤に溶解させ、得られた溶液に金属酸化物微粒子を加え、分散させることにより中間層用塗布液を調製することができる。
塗布液中に金属酸化物微粒子を分散させるために、ボールミル、サンドミル、ロールミル、ペイントシェーカ、アトライタ、超音波分散機などの公知の装置を用いて分散処理を行ってもよい。
溶剤はバインダ樹脂Mや添加剤の種類などにより適宜選択すればよく、例えば、バインダ樹脂Mがポリアミド樹脂である場合には、溶解性と調製された塗布液の塗布性の点で、メタノール、エタノールが特に好ましい。
また、PQQが水溶性であり、水溶媒に良好に溶解し、良好な塗布膜が得られるので、中間層は水溶媒の中間層用塗布液を用いて形成された層であるのが好ましい。
また、中間層用塗布液中の溶剤の蒸発速度調整のために、トルエン、メチレンクロリド、シクロヘキサノン、テトラヒドロフランなどの助溶剤を併用してもよい。その含有量は、低級アルコール類の5〜50重量%程度である。
これらの塗布方法の中でも、浸漬塗布法は、塗布液を満たした塗工槽に基体を浸漬した後、一定速度または逐次変化する速度で引上げることによって基体の表面に層を形成する方法であり、比較的簡単で、生産性および原価の点で優れているので、感光体の製造に好適に用いることができる。浸漬塗布法に用いる装置には、塗布液の分散性を安定させるために、超音波発生装置に代表される塗布液分散装置が設けられていてもよい。
乾燥温度が50℃未満では、乾燥時間が長くなることがある。また、乾燥温度が140℃を超えると、感光体の繰返し使用時の電気的特性が悪化して、得られる画像が劣化するおそれがある。
このような感光層の製造における温度条件は、中間層のみならず後述する感光層などの層形成や他の処理においても共通する。
中間層の膜厚が0.1μm未満である場合には、局所的な帯電不良に対する効果が充分でなくなることがある。また、中間層の膜厚が10μmを超える場合には、残留電位の上昇あるいは導電性支持体と感光層との間の接着強度の低下が起こることがある。
積層型感光層は、電荷発生層と電荷輸送層とからなる。このように電荷発生機能と電荷輸送機能とを別々の層に担わせることにより、各層を構成する最適な材料を独立して選択することができる。
電荷発生層は、画像形成装置などにおいて半導体レーザ光などの照射された光を吸収することによって電荷を発生する機能を有し、電荷発生物質を主成分とし、必要に応じて添加剤としてPQQおよび他の添加剤を含有する。
増感染料の使用割合は、特に限定されないが、電荷発生物質100重量部に対して、10重量部以下の割合が好ましく、0.5〜2.0重量部の割合が特に好ましい。
バインダ樹脂としては、当該分野で用いられる結着性を有する樹脂を使用でき、電荷発生物質との相溶性に優れるものが好ましい。
具体的には、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、これらの樹脂を構成する繰返し単位のうちの2つ以上を含む共重合体樹脂などが挙げられる。共重合体樹脂としては、例えば塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体樹脂およびアクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂などの絶縁性樹脂などが挙げられる。バインダ樹脂はこれらに限定されるものではなく、この分野において一般に用いられる樹脂をバインダ樹脂として使用することができる。これらのバインダ樹脂は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
バインダ樹脂の使用割合は、特に限定されないが、電荷発生物質100重量部に対して0.5〜2.0重量部程度である。
電荷発生層においてPQQは、電荷発生物質100重量部に対して、好ましくは1〜30重量部、より好ましくは2〜20重量部、特に好ましくは2〜10重量部の割合で含有されるのが好ましい。
PQQが1重量部未満である場合には、十分な酸化防止効果が得られないことがある。一方、PQQが30重量部を超える場合には、感度が低下することがある。
電荷発生層においてユビキノン類は、電荷発生物質100重量部に対して、好ましくは
1〜30重量部、より好ましくは2〜20重量部、特に好ましくは2〜10重量部の割合で含有されるのが好ましい。
ユビキノン類が1重量部未満である場合には、十分な酸化防止効果が得られないことがある。一方、ユビキノン類が30重量部を超える場合には、感度が低下することがある。
乾式法としては、例えば、電荷発生物質を導電性支持体上に形成された中間層の表面に真空蒸着する方法が挙げられる。
湿式法としては、例えば、電荷発生物質、添加剤としてPQQ、他の添加剤および必要に応じてバインダ樹脂を適当な有機溶剤に溶解または分散して電荷発生層用塗布液を調製し、この塗布液を導電性支持体上または導電性支持体上に形成された中間層の表面に塗布し、次いで乾燥して溶剤を除去する方法が挙げられる。
電荷発生物質、添加剤としてPQQおよび必要に応じて他の添加剤を溶剤中に溶解または分散させるために、ペイントシェーカ、ボールミルおよびサンドミルなどの分散機を用いることができる。このとき、容器および分散機を構成する部材から摩耗などによって不純物が発生し、塗布液中に混入しないように、分散条件を適宜設定するのが好ましい。
その他の工程やその条件は、中間層の形成に準ずる。
電荷発生層の膜厚が0.05μm未満である場合には、光吸収の効率が低下し、感光体の感度が低下するおそれがある。また、電荷発生層の膜厚が5μmを超える場合には、電荷発生層内部での電荷移動が感光層表面の電荷を消去する過程の律速段階となり、感光体の感度が低下するおそれがある。
電荷輸送層は、電荷発生層で発生した電荷を感光体表面まで輸送する機能を有し、電荷輸送物質およびバインダ樹脂、必要に応じて添加剤としてPQQおよび他の添加剤を含有する。
電荷輸送物質としては、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリアセナフチレン等の高分子化合物、または各種ピラゾリン誘導体、オキサゾール誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、アリールアミン誘導体等の低分子化合物が使用できる。
バインダ樹脂としては、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ビニルアルコール、エチルビニルエーテル等のビニル化合物の重合体および共重合体、ポリビニルアセタール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、セルロースエーテル、フェノキシ樹脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。
これらの中でも、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレートおよびポリフェニレンオキサイドは、体積抵抗値が1013Ω以上であって電気絶縁性に優れ、かつ成膜性、電位特性などにも優れるので好ましく、ポリカーボネートが特に好ましい。
バインダ樹脂の使用割合は、特に限定されないが、電荷輸送物質100重量部に対して
50〜300重量部程度である。
電荷輸送層においてPQQは、電荷輸送物質100重量部に対して、好ましくは1〜30重量部、より好ましくは2〜20重量部、特に好ましくは2〜10重量部の割合で含有されるのが好ましい。
PQQが1重量部未満である場合には、十分な酸化防止効果が得られないことがある。一方、PQQが30重量部を超える場合には、塗布膜の強度が低下することがある。
電荷輸送層においてユビキノン類は、電荷輸送物質100重量部に対して、好ましくは
1〜30重量部、より好ましくは2〜20重量部、特に好ましくは2〜10重量部の割合で含有されるのが好ましい。
ユビキノン類が1重量部未満である場合には、十分な酸化防止効果が得られないことがある。一方、ユビキノン類が30重量部を超える場合には、塗布膜の強度が低下することがある。
電荷輸送層は、電荷発生層と同様に、電荷輸送層用塗布液を調製し、湿式法、特に浸漬塗布法により形成することができる。
電荷輸送層用塗布液の調製に使用する溶剤としては、電荷発生層用塗布液の調製に使用するものと同様の溶剤の1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
その他の工程およびその条件は、中間層および電荷発生層の形成に準ずる。
本発明の感光体は、図2に示すように、感光層上に表面保護層を有していてもよい。
表面保護層は、感光体の耐久性を向上させる機能を有し、バインダ樹脂S、必要に応じて添加剤としてPQQおよび他の添加剤からなり、電荷輸送層に含まれるものと同様の電荷輸送物質の1種または2種以上を含有していてもよい。
バインダ樹脂Sは、電荷輸送層および電荷輸送層に含まれるものと同様のバインダが挙げられる。
表面保護層においてPQQは、バインダ樹脂S100重量部に対して、好ましくは1〜30重量部、より好ましくは2〜20重量部、特に好ましくは2〜10重量部の割合で含有されるのが好ましい。
PQQが1重量部未満である場合には、十分な酸化防止効果が得られないことがある。一方、PQQが30重量部を超える場合には、塗布膜の強度が低下し、キズが発生し易くなることがある。
表面保護層においてユビキノン類の含有量は、バインダ樹脂S100重量部に対して、好ましくは1〜30重量部、より好ましくは2〜20重量部、特に好ましくは2〜10重量部の割合で含有されるのが好ましい。
ユビキノン類が1重量部未満である場合には、十分な酸化防止効果が得られないことがある。一方、ユビキノン類が30重量部を超える場合には、塗布膜の強度が低下し、キズが発生し易くなることがある。
その他の工程およびその条件は、中間層、電荷輸送層および電荷輸送層の形成に準ずる。
保護層の膜厚が0.5μm未満である場合には、感光体表面の耐擦過性が劣り、耐久性が不十分になるおそれがある。また、保護層の膜厚が10μmを超える場合には、感光体の解像度が低下するおそれがある。
本発明の画像形成装置は、本発明の感光体と、感光体を帯電させる帯電手段と、帯電された感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、露光によって形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、現像によって形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、転写されたトナー像を記録媒体上に定着して画像を形成する定着手段と、感光体に残留するトナーを除去し回収するクリーニング手段と、感光体に残留する表面電荷を除電する除電手段を少なくとも備えたことを特徴とする。
図面を用いて本発明の画像形成装置およびその動作について説明するが、以下の記載内容に限定されるものではない。
図3の画像形成装置(レーザープリンタ)100は、本発明の感光体1と、露光手段(半導体レーザー)31と、帯電手段(帯電器)32と、現像手段(現像器)33と、転写手段(転写帯電器)34と、搬送ベルト(図示せず)と、定着手段(定着器)35、クリーニング手段(クリーナ)36とを含んで構成される。符号51は記録媒体(記録紙または転写紙)を示す。
露光手段31は、例えば、青色半導体レーザーを光源として備え、光源から出力されるレーザービームの光を、帯電器32と現像器33との間の感光体1の表面に照射することによって、帯電された感光体1の外周面に対して画像情報に応じた露光を施す。光は、主走査方向である感光体1の回転軸線44の延びる方向に繰返し走査され、これらが結像して感光体1の表面に静電潜像が順次形成される。すなわち、帯電器32により均一に帯電された感光体1の帯電量がレーザービームの照射および非照射によって差異が生じて静電潜像が形成される。
また、符号37は 転写紙と感光体を分離する分離手段、38は画像形成装置の各手段を収容するケーシングを示す。
まず、感光体1が駆動手段によって矢符41方向に回転駆動されると、露光手段31による光の結像点よりも感光体1の回転方向上流側に設けられる帯電器32によって、感光体1の表面が正の所定電位に均一に帯電される。
露光手段33による光の結像点よりも感光体1の回転方向下流側に設けられる現像器33から、静電潜像の形成された感光体1の表面にトナーが供給されて静電潜像が現像され、トナー像が形成される。
トナー像の転写された転写紙51は、搬送手段によって定着器35に搬送され、定着器35の加熱ローラ35aと加圧ローラ35bとの当接部を通過する際に加熱および加圧され、トナー像が転写紙51に定着されて堅牢な画像となる。このようにして画像が形成された転写紙51は、搬送手段によって画像形成装置100の外部へ排紙される。
金属酸化物微粒子として酸化チタン微粒子(平均一次粒径:10〜30nm、石原産業株式会社製、製品名:TTO−55A)3重量部およびバインダ樹脂として共重合ナイロン樹脂(東レ株式会社製、製品名:アミランCM8000)3重量部を、メタノール60重量部および1,3−ジオキソラン40重量部との混合溶剤に加え、ペイントシェーカで10時間分散処理して中間層用塗布液(全量3kg)を調製した。
得られた中間層用塗布液を塗布槽に満たし、導電性支持体として直径30mm、全長340mmのアルミニウム製の円筒状支持体を浸漬し、引き上げた後、得られた塗膜を自然乾燥させて、膜厚0.9μmの中間層を導電性支持体上に形成した。
得られた電荷発生層用塗布液を、中間層と同様の浸漬塗布法で先に設けた中間層表面に塗布し、得られた塗膜を自然乾燥させて、膜厚0.2μmの電荷発生層を中間層上に形成した。
得られた電荷輸送層用塗布液を、中間層と同様の浸漬塗布法で先に設けた電荷輸送層表面に塗布し、得られた塗膜を温度140℃で1時間乾燥させて、膜厚25μmの電荷輸送層を電荷発生層上に形成し、図1に示される実施例1の感光体を作製した。
電荷輸送層用塗布液の添加剤として、PQQ1重量部に加えて、下記構造式で表されるユビキノン類(n=10、和光純薬工業株式会社製、製品名:コエンザイムQ10)1重量部を用いたこと以外は実施例1と同様にして、図1に示される実施例2の感光体を作製した。
電荷輸送層用塗布液の添加剤として、PQQを用いなかったこと以外は実施例1と同様にして、図1と同じ積層構造の比較例1の感光体を作製した。
電荷輸送層用塗布液の添加剤として、PQQに代えて、下記構造式で表されるジブチルヒドロキシトルエン(BHT、共同薬品株式会社製)1重量部を用いたこと以外は実施例1と同様にして、図1と同じ積層構造の比較例2の感光体を作製した。
実施例1と同様にして、膜厚0.9μmの中間層を導電性支持体上に形成した。
次いで、電荷発生層用塗布液に添加剤として、PQQ(シグマ-アルドリッチ社製)0.1重量部を加えたこと以外は実施例1と同様にして、電荷発生層用塗布液(全量3kg)を調製し、膜厚0.2μmの電荷発生層を中間層上に形成した。
次いで、電荷輸送層用塗布液の添加剤として、PQQを用いなかったこと以外は実施例1と同様にして、膜厚25μmの電荷輸送層を電荷発生層上に形成し、図1に示される実施例3の感光体を作製した。
電荷発生層用塗布液の添加剤として、PQQ1重量部に加えて、上記構造式で表されるユビキノン類(n=10、和光純薬工業株式会社製、製品名:コエンザイムQ10)0.1重量部を用いたこと以外は実施例3と同様にして、図1に示される実施例4の感光体を作製した。
中間層用塗布液の添加剤として、PQQ(シグマ-アルドリッチ社製)0.1重量部を加えたこと以外は実施例1と同様にして、中間層用塗布液(全量3kg)を調製し、膜厚0.9μmの中間層を導電性支持体上に形成した。
次いで、実施例1と同様にして、膜厚0.2μmの電荷発生層を中間層上に形成した。
次いで、電荷輸送層用塗布液の添加剤として、PQQを用いなかったこと以外は実施例1と同様にして、膜厚25μmの電荷輸送層を電荷発生層上に形成し、図1に示される実施例5の感光体を作製した。
金属酸化物微粒子としてアルミナ(Al2O3)とジルコニア(ZrO2)とで表面処理された樹枝状の酸化チタン微粒子(平均一次粒径:短軸40〜70nm、長軸200〜300nm、石原産業株式会社製、製品名:TTO−D−1)12重量部、バインダ樹脂として水性ポリアクリルポリオール(固形分:45%、OH価:80、DIC株式会社製、製品名:バーノックWE−300)8.4重量部とブロックイソシアネート化合物(固形分:40%、NCO含有率:5.4%、三井化学ポリウレタン株式会社製、製品名:タケネートWB−920:)10.5重量部および添加剤としてPQQ(シグマ-アルドリッチ社製)1重量部を、水69重量部に加え、ペイントシェーカで6時間分散処理して中間層用塗布液(全量1kg)を調製した。
得られた中間層用塗布液を塗布槽に満たし、導電性支持体として直径30mm、全長340mmのアルミニウム製の円筒状支持体を浸漬し、引き上げた後、得られた塗膜を温度150℃で30分間乾燥・硬化させて、膜厚1.0μmの中間層を導電性支持体上に形成した。
PQQは水溶性であるため中間層用塗布液によく溶解し、中間層の塗布膜の表面は平滑で極めて良好であった。
次いで、実施例1と同様にして、膜厚0.2μmの電荷発生層を中間層上に形成した。
次いで、電荷輸送層用塗布液の添加剤として、PQQを用いなかったこと以外は実施例1と同様にして、膜厚25μmの電荷輸送層を電荷発生層上に形成し、図1に示される実施例6の感光体を作製した。
電荷発生層用塗布液の添加剤として、上記構造式で表されるユビキノン類(n=10、和光純薬工業株式会社製、製品名:コエンザイムQ10)1重量部を用いたこと以外は実施例5と同様にして、図1に示される実施例7の感光体を作製した。
比較例1と同様にして、導電性支持体上に中間層、電荷発生層および電荷輸送層を順次形成した。
金属酸化物微粒子として酸化チタン微粒子(平均一次粒径:15nm、テイカ株式会社製、製品名:MT−100T)0.373重量部およびバインダ樹脂としてポリカーボネート樹脂(三菱ガス化学株式会社製、製品名:PCZ400)0.373重量部を、テトラヒドロフラン6.714重量部の溶剤に加え、ペイントシェーカで3時間分散処理して表面保護層用一次分散液(全量80g)を調製した。
次に、電荷輸送物質として上記構造式で表されるジアミン化合物10重量部、バインダ樹脂としてポリカーボネート樹脂(三菱ガス化学株式会社製、製品名:PCZ300)13.627重量部およびレベリング剤としてジメチルポリシロキサン(信越化学工業株式会社製、製品名:KF−96)0.0028重量部を、テトラヒドロフラン244.786重量部の溶剤に加えて混合して電荷輸送物質溶解液(全量2.92kg)を調製した。
得られた電荷輸送物質溶解液と表面保護層用一次分散液とを混合し、ペイントシェーカで1時間分散処理して表面保護層用二次分散塗布液(全量3kg)を調製した。
得られた表面保護層用二次分散塗布液(表面保護層用塗布液)を、リング塗布法で先に設けた電荷輸送層上に塗布し、得られた塗膜を温度130℃で1時間乾燥させて膜厚8μmの表面保護層を電荷輸送層上に形成し、図2と同じ積層構造の比較例3の感光体を作製した。
表面保護層用一次分散液の添加剤として、PQQ(シグマ-アルドリッチ社製)0.5重量部を加えたこと以外は比較例3と同様にして、表面保護層用塗布液(全量3kg)を調製し、膜厚8μmの表面保護層を電荷輸送層上に形成し、図2に示される実施例8の感光体を作製した。
表面保護層用一次分散液の添加剤として、PQQ0.5重量部を用いたことに加えて、電荷輸送層用塗布液の添加剤として、上記構造式で表されるユビキノン類(n=10、和光純薬工業株式会社製、製品名:コエンザイムQ10)0.5重量部を用いたこと以外は実施例8と同様にして、図2に示される実施例9の感光体を作製した。
以上のようにして作製した実施例1〜9および比較例1〜3の各感光体について、電気特性、電気的耐久性および耐オゾン性を測定し、それらの測定結果から電気特性、画像特性および耐オゾン性を評価した。
感光体の帯電手段としてコロナ放電帯電器を備えた市販のデジタル複写機(シャープ株式会社製、型式:AR−450S)に、各感光体をそれぞれ装着した。
初期の画像を確認した後、画像形成過程における感光体の表面電位を測定するために、デジタル複写機から現像器を取り外し、代わりに表面電位計(トレック・ジャパン株式会社製、型式:MODEL344)を取り付け、初期の電気特性および電気的耐久性を測定した。
また、レーザ光によって露光を施した直後の感光体の表面電位を残留電位Vr(−V)として測定した。
これらの測定結果を初期の電気特性の評価指標とした。
10万枚の画像形成を終了し、画像を確認した後、デジタル複写機から現像器を取り外して再び表面電位計を取り付け、各感光体について、初期と同様にして帯電電位V0(V)および露光電位VL(V)をそれぞれ測定した。
また、初期と同様にしてレーザ光によって露光を施した直後の感光体の表面電位を残留電位Vr(−V)として測定した。
電位変動ΔVL(|V0−VL|)が小さい程、電気特性の安定性に優れると評価し、同時に得られた文字画像の濃度や鮮明さを目視観察で評価した。
電気特性および電気的耐久性の評価後、すぐにデジタル複写機の電源を切り、感光体をそのまま放置した。
一日放置後、上記の文字テストチャートを再度出力し、文字画像の濃度や鮮明さを目視観察で評価した。
すなわち、帯電器近傍の位置で放置された感光体部分は、オゾン雰囲気と放電生成物が付着した状態で放置されことになり、感光体の劣化が顕著に促進されるので、上記の試験ではこの劣化の度合を評価した。
次の判定基準により電気特性を評価した。
○:良好 ΔVL 60V未満
△:やや不良 ΔVL 60V以上80V未満
×:不良 ΔVL 80V以上
次の判定基準により画像特性を評価した。
◎:良好
○:実使用上問題ないが、微小黒点あり
×:カブリ発生
次の判定基準により耐オゾン性を評価した。
◎:良好(変化なし)
○:実使用上問題ないが、文字の濃度がやや低下
×:白ぬけ発生
得られた結果を表1に示す。
表1における「耐刷試験後」は「10万枚の画像形成後」を意味する。
(1)酸化防止剤としてPQQを含有する層を有する感光体(実施例1〜9)は、PQQを含有する層を有さない感光体(比較例1〜3)に対して耐オゾン性が良好である。
(2)酸化防止剤としてPQQを含有する層に加えて、酸化防止剤としてQ10を含有する層を有する感光体(実施例2、4、7および9)は、耐オゾン性がさらに良好である。
(3)一方、PQQを含有する層を有さない感光体(比較例1)では、その劣化が最も大きい。
(4)酸化防止剤として、PQQの代わりにBHTを含有する層を有する感光体(比較例2)でも、その劣化が大きい。これは、揮発性を有するBHTが感光体作製中の加熱乾燥において気化し、感光体中の残存量が少なくなったためと考えられる。
(5)PQQを含有する層を有さないが、表面保護層を備えた感光体(比較例3)では、表面保護層により機械的強度が向上していることは十分に予測できるが、オゾンに対しての耐久性はあまり向上していない。
13a、13b、13c 導電性支持体
11a、11b 電荷輸送層
12a、12b 電荷輸送層
14a、14b、14c 中間層
15b 表面保護層
16a、16b 積層型感光層
32 帯電手段(帯電器)
33 現像手段(現像器)
33a 現像ローラ
33b ケーシング
34 転写手段(転写帯電器)
35 定着手段(定着器)
35a 加熱ローラ
35b 加圧ローラ
36 クリーニング手段(クリーナ)
36a クリーニングブレード
36b 回収用ケーシング
37 分離手段
38 ハウジング
41、42 矢符
44 回転軸線
51 記録媒体(記録紙または転写紙)
100 画像形成装置(レーザプリンタ)
Claims (15)
- 前記電子写真感光体が、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前記導電性支持体側からこの順もしくは逆順で積層された積層型感光層が少なくとも形成され、かつ
前記ピロロキノリンキノンを含有する層が、前記積層型感光層の電荷発生層もしくは電荷輸送層、前記導電性支持体と前記積層型感光層との間に形成される中間層、または前記積層型感光層上に形成される表面保護層である請求項1に記載の電子写真感光体。 - 前記ピロロキノリンキノンを含有する層が、前記積層型感光層の電荷発生層もしくは電荷輸送層、前記中間層または前記表面保護層である請求項2に記載の電子写真感光体。
- 前記ピロロキノリンキノンを含有する層が前記中間層であり、かつ前記中間層が水性媒体の中間層用塗布液を用いて形成された層である請求項2または3に記載の電子写真感光体。
- 前記ピロロキノリンキノンが、前記電荷発生物質100重量部に対して1〜30重量部の割合で前記積層型感光層の電荷発生層に含有される請求項2〜4のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
- 前記ピロロキノリンキノンが、前記電荷輸送物質100重量部に対して1〜30重量部の割合で前記積層型感光層の電荷輸送層に含有される請求項2〜5のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
- 前記ピロロキノリンキノンが、前記中間層が含有するバインダ樹脂100重量部に対して1〜30重量部の割合で前記中間層に含有される請求項2〜6のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
- 前記ピロロキノリンキノンが、前記表面保護層が含有するバインダ樹脂100重量部に対して1〜30重量部の割合で前記表面保護層に含有される請求項2〜7のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
- 前記ピロロキノリンキノンを含有する層および前記ユビキノン類を含有する層が前記積層型感光層の電荷発生層もしくは電荷輸送層であるか、
前記ピロロキノリンキノンを含有する層が前記中間層でありかつ前記ユビキノン類を含有する層が前記積層型感光層の前記中間層側の層であるか、または
前記ピロロキノリンキノンを含有する層が前記積層型感光層の前記表面保護層側の層でありかつ前記ユビキノン類を含有する層が前記表面保護層である請求項9に記載の電子写真感光体。 - 前記ユビキノン類が、前記電荷発生物質100重量部に対して1〜30重量部の割合で前記積層型感光層の電荷発生層に含有される請求項9または10に記載の電子写真感光体。
- 前記ユビキノン類が、前記電荷輸送物質100重量部に対して1〜30重量部の割合で前記積層型感光層の電荷輸送層に含有される請求項9〜11のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
- 前記ユビキノン類が、前記中間層が含有するバインダ樹脂100重量部に対して1〜30の割合で前記中間層に含有される請求項9〜12のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
- 前記ユビキノン類が、前記表面保護層が含有するバインダ樹脂100重量部に対して
1〜30重量部の割合で前記表面保護層に含有される請求項9〜13のいずれか1つに記載の電子写真感光体。 - 請求項1〜14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を露光して静電潜像を形成する露光手段と、露光によって形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、現像によって形成された前記トナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、転写された前記トナー像を前記記録媒体上に定着して画像を形成する定着手段と、前記電子写真感光体に残留するトナーを除去し回収するクリーニング手段と、前記電子写真感光体に残留する表面電荷を除電する除電手段を少なくとも備えたことを特徴とする画像形成装置。
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