JP5472578B2 - 電子写真感光体及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
この方式での画像形成は、暗所での感光体へのコロナ放電による帯電、帯電された感光体表面上への原稿の文字や絵などの静電潜像の形成、形成された静電潜像のトナーによる現像、現像されたトナー像の紙などの支持体への定着により行なわれ、トナー像転写後の感光体は除電、残留トナーの除去、光除電などを行なった後、再使用に供される。
最近においては、感光層として電荷発生剤を含有する電荷発生層と電荷移動剤を含有する電荷移動層からなる機能分離積層型感光体が主流となっており、中でも有機顔料を電荷発生剤として蒸着層または樹脂中に分散させた層を電荷発生層とし、有機低分子化合物を電荷移動剤として樹脂中に分散させた層を電荷移動層として用いる負帯電型感光体が数多く提案されている。
即ち繰り返し使用による帯電電位の低下、残留電位の上昇、感度変化等により、画像品質の劣化が引き起こされる。
この劣化の原因について全てが解明されているわけではないが、要因の一つとしてコロナ放電帯電器より放出されるオゾン、NOxなどの酸化性ガスあるいは大気中に存在するオゾン、NOxなどの酸化性ガスが感光層に著しいダメージを与えることが分っている。
これらの酸化性ガスは、感光体中の材料と化学変化を起こしたり、あるいは感光層表面に吸着物を形成することで種々の特性変化をもたらす。
例えば、帯電電位の低下、残留電位の上昇、表面抵抗の低下による解像力の低下などが見られ、その結果著しく画質を低下させ、感光体の寿命を短くしている。
これらの対策として感光層に酸化防止剤や安定剤を添加し、劣化を防ぐ提案がなされている。
他にも、アミン誘導体の添加例として特許文献2の特開平03−172852号公報、特許文献3の特開2002−333731号公報、あるいは特許文献4の特開平04−56866号公報等があげられる。
これらの提案はそれなりの効果を有していた。
しかしながら近年、複写機あるいはプリンタの高速化、小型化の要求から感光体には高耐久且つ高応答性への要求が高まった。
高応答性に対応するためには、分子量の大きい、あるいはイオン化ポテンシャル(Ip)値の低い電荷移動剤の使用が必要になる。
これらの電荷移動剤は、オゾン、NOxに対する耐久性が弱く、従来の酸化防止剤等の添加では不充分になった。
すなわち、上記課題は、下記(1)〜(13)の本発明によって解決される。
(1)「導電性支持体上に少なくとも電荷発生剤と電荷移動剤を含有する感光層を有する電子写真感光体において、前記感光層が下記一般式(I)で表わされる電荷移動剤と、一般式(II)で表わされる酸化防止剤を含有することを特徴とする電子写真感光体。
また、後述する実施例と比較例の特性差およびオゾン環境放置試験、NOx環境放置試験の結果からみてもわかるように、本発明の電子写真感光体は、高い応答性を持ち、繰り返し安定性を有し、高い市場要求に応えられるものである。
図1は本発明の電子写真感光体の構成例を示す断面図である。
導電性支持体(1)上に、少なくとも電荷発生剤が含有される電荷発生層(2)が形成され、その上に少なくとも電荷移動剤が含有される電荷移動層(3)が形成される積層型電子写真感光体が適用されるものである。この場合、電荷発生層(2)と電荷移動層(3)とにより感光層(4)が形成される。(5)は接着性の改善などの目的で適宜設けることができる下引き層を表わす。
また、電荷発生層と電荷移動層を上下逆に積層させた逆積層型電子写真感光体等についても適用することができる。さらに、電荷発生剤と電荷移動剤とを同一層に含有する単層型電子写真感光体にも適用できる。
また、導電性支持体の直径は、60mm以下、好ましくは30mm以下のものが特に有効である。
さらに、基体にガラスを用いる場合、その表面に酸化錫、酸化インジウム、ヨウ化アルミニウムで被覆し、導電性を持たせてもよい。
この下引き層は接着向上機能、アルミニウム管からの流れ込み電流を防止するバリヤー機能、アルミニウム管表面の欠陥被覆機能等をもつ。この下引き層には、ポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、ナイロン樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂等の各種樹脂を用いることができる。これらの下引き層は、単独の樹脂で構成してもよく、2種以上の樹脂を混合して構成してもよい。
また、層中に金属化合物、カーボン、シリカ、樹脂粉末等を分散させることもできる。
さらに、特性改善のために各種顔料、電子受容性物質や電子供与性物質等を含有させることもできる。
これらの下引き層は感光層(4)と同様に適当な溶媒、分散、塗工法を用いて形成することができる。下引き層の膜厚は、0.1μm〜50μm、好ましくは0.5μm〜20μmが適当である。
その他、例えば、セレン、セレン−テルル、セレン−砒素、アモルファスシリコン、無金属フタロシアニン、他の金属フタロシアニン顔料、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ポリアゾ顔料、インジゴ顔料、スレン顔料、トルイジン顔料、ピラゾリン顔料、ペリレン顔料、キナクリドン顔料、多環キノン顔料、ピリリウム塩等を用いることができる。
なお、感光層が電荷発生層と電荷移動層とからなる場合には、前記樹脂はどちらの層にも適用できる。
電荷発生層中の結着樹脂の量は、電荷発生剤100重量部に対し、10〜500重量部、好ましくは25〜300重量部が適当である。
電荷発生層の膜厚は、0.01〜5μm、好ましくは0.1〜2μmである。
塗布液の塗工法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、リングコート、バーコート、スピナーコート等の方法を用いることができる。
上記電荷移動剤は、応答性がよく、耐環境性に強い電子写真感光体を提供できるものである。
以下、具体的化合物を示すがこれらに限定されるものではない。
この化合物の含有量が0.3重量部より少ないと、残留電位が上昇するなど電気特性が悪化する。他方、3.0重量部より多いと、耐摩耗性等の機械特性が低下する。
この場合、前記一般式(I)の特定電荷移動剤と他の電荷移動剤の含有比率は、重量比で(I)特定電荷移動剤:他の電荷移動剤=50:50〜95:5、好ましくは70:30〜95:5の範囲がよい。
また、低分子化合物として、トリニトロフルオレノン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、キノン、ジフェノキノン、ナフトキノン、アントラキノン及びこれらの誘導体、アントラセン、ピレン、フェナントレン等の多環芳香族化合物、インドール、カルバゾール、イミダゾール等の含窒素複素環化合物、フルオレノン、フルオレン、オキサジアゾール、オキサゾール、ピラゾリン、ヒドラゾン、トリフェニルメタン、トリフェニルアミン、エナミン、スチルベン等を使用することができる。
また、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸等の高分子化合物にLiイオン等の金属イオンをドープした高分子固体電解質等も用いることができる。
さらに、テトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタンで代表される電子供与性化合物と電子受容性化合物で形成された有機電荷移動錯体等も用いることができ、これらを1種だけ添加して又は2種以上の化合物を混合して添加して、所望の感光体特性を得ることができる。
以下、具体的化合物を示すがこれらに限定されるものではない。
電荷移動層の膜厚は実用的に有効な表面電位を維持するためには3〜50μmの範囲が好ましく、より好適には10〜40μmである。
単層型の場合にも他の電荷移動剤(正孔移動剤、電子移動剤)を併用することができる。特に単層型の場合には感度向上のために電子移動剤を併用することが好ましい。
他の電荷移動剤(正孔移動剤、電子移動剤)としては公知のものを用いることができ、それらを1種又は2種以上混合して用いることができる。
前記一般式(I)で表わされる電荷移動剤は、バインダー樹脂100重量部に対して5〜300重量部、好ましくは10〜150重量部が適当である。
前記一般式(I)で表わされる電荷移動剤と他の正孔移動剤とを混合して用いる場合、一般式(I)の電荷移動剤と他の正孔移動剤の含有比率は、重量比で(I):他の正孔移動剤=50:50〜95:5、好ましくは70:30〜95:5の範囲がよい。
電子移動剤を併用する場合は、電荷移動剤(電子移動剤を含む)の総量が、バインダー樹脂100重量部に対して20〜300重量部、好ましくは30〜200重量部が適当である。
単層型の感光層の膜厚は実用的に有効な表面電位を維持するためには3〜50μmの範囲が好ましく、より好適には10〜40μmである。
特に、本発明の酸化防止剤前記一般式(II)のものとベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、フェノール系酸化防止剤を合わせて使用することにより、耐久性の向上に更に寄与する。
この表面保護層は、耐久性向上以外の他の機能を向上させるために設けてもよい。保護層の膜厚は、0.1〜20μmが適当である。
露光方式は、LED,LD等いずれでもよい。
現像方式は、2成分、1成分、磁性/非磁性いずれでもよい。
転写方式もローラ、ベルト等いずれでもよい。
[参考例1]
電荷発生層を形成した基体を該電荷移動層用塗工液に浸漬塗工し、130℃で60分乾燥し膜厚25.0μmの電荷移動層を形成し、電子写真感光体を作製した。
[参考例3]
[参考例4]
[参考例5]
[参考例6]
[参考例7]
[参考例8]
[実施例1]
[実施例2]
[実施例3]
[参考例9]
参考例1で用いられた式(Ia)の電荷移動剤に代えて、下記式〔1〕で表わされる電荷移動剤を用い、他は参考例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
参考例1で用いられた式(Ia)の電荷移動剤に代えて、下記式〔2〕で表わされる電荷移動剤を用い、他は参考例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
参考例1の電荷移動層に式(IIa)の酸化防止剤を含有させなかった他は参考例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
参考例1で用いられた式(IIa)の酸化防止剤に代えて、式(B)の酸化防止剤を用い、他は参考例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
参考例1で用いられた式(IIa)の酸化防止剤に代えて、下記式〔3〕で表わされるアミン系酸化防止剤を用い、他は参考例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
参考例1で用いられた式(IIa)の酸化防止剤に代えて、下記式〔4〕で表わされるアミン系酸化防止剤を用い、他は参考例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
参考例1で用いられた式(IIa)の酸化防止剤に代えて、下記式〔5〕で表わされるアミン系酸化防止剤を用い、他は参考例1と同様にして電子写真感光体を作製した。
実施例1〜3、参考例1〜9及び比較例1〜7で作製した電子写真感光体に、感光ドラム評価装置(ダイナミックモード測定)を使用し、以下の条件で電子写真特性を評価した。
除電は波長660nmのLED(20μW)を用いた。
電子写真感光体のドラム回転数は150rpmとし、レーザー光照射してから電位を測定するまでの時間(露光位置から測定位置までの移動時間)は0.06秒であった。結果を表1に示す。
除電は波長660nmのLED(20μW)を用いた。
電子写真感光体のドラム回転数は150rpmとし、レーザー光照射してから電位を測定するまでの時間(露光位置から測定位置までの移動時間)は0.06秒であった。結果を表1に示す。
実施例1〜3、参考例1〜9、比較例1〜7で作製した電子写真感光体で初期の感光体とオゾン暴露試験あるいはNOx暴露試験を行なった感光体とを、カラープリンタ(リコー社製:IPSiO SP C220)に搭載して、温度23℃、湿度50%の常温環境でハーフトーン画像(2by2)を出力し、初期と暴露後の画像濃度差(マクベス濃度計で測定)△IDを比較した結果を表2に示す。
△ID=初期ID−暴露試験後ID
また、VLは値が小さいほど高応答性に優れている。
参考例6は、前記式(IIa)の酸化防止剤の添加量が少ない場合であるがは、参考例1に比べ表面電位、感度電位が若干劣るものの画像上での濃度差は実用レベルであった。
また、参考例7は、前記式(IIa)の酸化防止剤の添加量が多い場合であるが、VLが多少高目にはなるが、画像濃度においては参考例1と同じレベルであった。
比較例3は、前記式(IIa)で表わされる酸化防止剤を添加することなく感光体を作製したものであるが、オゾン暴露、NOx暴露後のV0、VHが著しく低下し、画像濃度変化△IDも著しく大きな値になる。この比較例3と参考例1の結果から、本発明で、特定電荷移動剤に対して用いる特定のビス(N,N―ジアルアルキル置換)フェニレンジアミンは、酸化防止能だけでなく、初期感度上昇等、静電特性改善能力にも優れた結果を齎らすものであることが理解される。
比較例4〜7は、それぞれ異なる酸化防止剤を感光層に添加して感光体を作製したものであるが、オゾン暴露、NOx暴露後のV0、VHの低下小さいが、VLの上昇を示すものもある。
画像濃度変化については、比較例3に比べれば変化の程度は小さいが実用に供するレベルではなく、実施例1〜3、参考例1〜9に比べて劣る結果となった。
2 電荷発生層
3 電荷移動層
4 感光層
5 下引き層
6 単層型の感光層
Claims (8)
- 前記感光層にベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を含有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の電子写真感光体。
- 前記感光層にフェノール系酸化防止剤を含有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の電子写真感光体。
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