JP5614649B2 - 電子写真感光体、及びそれを用いた画像形成方法、画像形成装置、画像形成装置用プロセスカートリッジ - Google Patents
電子写真感光体、及びそれを用いた画像形成方法、画像形成装置、画像形成装置用プロセスカートリッジ Download PDFInfo
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Description
そこで、特許文献17のものは、水酸基等をブロックした電荷輸送性化合物を用いて、メラミン樹脂やグアナミン樹脂等の反応性活性を有する樹脂との硬化膜を形成している。高極性基の残留を抑制する事ができるが、ブロックされた水酸基と反応性活性を有する樹脂との相互反応性が不均一となり、機械的強度に優れた3次元架橋膜の形成は困難であった。また、水酸基をブロックした反応性基を4つ有する電荷輸送性化合物を用いることで、機械的強度を高めることが可能である。しかしながら、開示されている2つのトリフェニルアミン構造が共役結合で連結している電荷輸送性化合物は以下のような課題を有している。2つのトリフェニルアミン構造が共役結合で連結することで、π電子雲が広がり、優れた電荷輸送性を有することができる。しかしながら、酸化電位が小さい電荷輸送性化合物となりやすく、長期にわたる使用により、帯電性低下しやすくなったり、画像濃度が低下しやすい。
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、繰り返し使用に対して、優れた機械的耐久性(耐摩耗性、耐傷性等)、優れた電気特性(帯電安定性、感度安定性、残留電位特性等)、優れた環境安定性(特に高温高湿下)を示し、画像欠陥の少ない高画質を長期にわたって維持することができる高耐久な電子写真感光体、並びに該電子写真感光体を用いた画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
(1)導電性支持体上に少なくとも感光層を有する電子写真感光体において、
該感光層の最表面層が、電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4つ有する化合物が、該[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の一部が切れて脱離する反応により重合した3次元架橋膜からなり、該電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4つ有する化合物が下記一般式(1)で表されることを特徴とする電子写真感光体。
(2)前記3次元架橋膜がテトラヒドロフランに不溶であることを特徴とする上記(1)に記載の電子写真感光体。
(3)前記電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4つ有する化合物が下記一般(2)で表されることを特徴する上記(1)又は(2)に記載の電子写真感光体。
(4)導電性支持体上に少なくとも電荷発生層、電荷輸送層、及び架橋型電荷輸送層をこの順に有してなり、該架橋型電荷輸送層が、前記3次元架橋膜であることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の電子写真感光体。
(5)電子写真感光体表面を帯電させる帯電工程と、帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、前記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、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着工程とを少なくとも有する画像形成方法であって、前記電子写真感光体が、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成方法。
(6)前記露光工程における感光体上への静電潜像書き込みがデジタル方式により行われることを特徴とする上記(5)に記載の画像形成方法。
(7)電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記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、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、前記電子写真感光体が、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置。
(8)前記露光手段による電子写真感光体上への静電潜像書き込みがデジタル方式であることを特徴とする上記(7)に記載の画像形成装置。
(9)電子写真感光体と、帯電手段、露光手段、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プロセスカートリッジにおいて、前記電子写真感光体が、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
ここで、電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4つ有する化合物が適当な触媒を用いることで有機溶媒等に不溶で架橋密度の高い3次元架橋膜を形成できることを見出したのが本発明の基礎となっている。この反応は、反応前後の赤外吸収スペクトルや重量減少から[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の一部が切れて脱離する反応であることが分かった。
(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)基が水酸基の保護基として使用されることは従来から知られており、例えば前記特許文献17にも広く記載されており、この様な保護基を有する化合物とメラミンの様な反応活性種との反応による硬化物は検討されているが、保護基単独での架橋膜形成の例は無い。
従って、上記3次元架橋膜がテトラヒドロフランに不溶である事は、感光体の表面が巨大分子化されて一体となった構造になっていることを表し、高い機械的特性を発揮する。
ここで、不溶とはテトラヒドロフランに浸積しても膜が消失しない状態を言う。
更に好ましくは、テトラヒドロフランで濡らした綿棒等で擦っても、その痕跡が残らない状態が好ましい。
この様に溶媒不溶とすることで感光体への異物付着を防止できたり、異物付着を起源とした感光体表面の傷の発生等を防止することができる。
硬化触媒を用いて加熱することで重合反応を実用的な速度で進行させることが可能にあり、表面平滑性に優れた最表面層の形成が可能になる。表面平滑性が極端に悪くなるとトナーもクリーニング性が悪くなり、異常画像の原因となって高画質な印刷ができなくなる。したがって適当な硬化触媒を用いて適当な温度で加熱することにより表面平滑性に優れる3次元架橋膜の形成が可能になり、当該3次元架橋膜を感光層の最表面層に備えた電子写真感光体は、より高画質な画像を長期に渡って印刷できるようになる。
前記一般式(2)の化合物は、前記一般式(1)で表される化合物の中で特に優れるもので、お互いの重合反応性が特によい。[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基同士の重合反応については不明な部分も残っているが、[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の存在する芳香環が3級アミノ基を有するベンゼン環の場合に最も進行が速く、より架橋密度が高い前記3次元架橋膜(架橋保護層)の形成が可能になる。
前記3次元架橋膜の電荷輸送性は、従来の架橋膜に比べて最高レベルの特性を有しているが、通常の分子分散型電荷輸送層に比べるとまだ低い。従って、電荷輸送層は従来型の分子分散型電荷輸送層を用い、その表面の保護層として使用する場合に、最高のパフォーマンスを発揮する。
すなわち比較的厚膜の通常の分子分散型電荷輸送層上に薄膜の架橋型電荷輸送層を形成することで、感度特性を低下させることなく本発明の特徴を有する電子写真感光体の提供が可能になる。その為に架橋型電荷輸送層の膜厚は1〜10μmが好ましい。
これにより繰返し使用時の画像安定性が高く、かつ画像欠陥の少ない高画質を長期にわたって維持することができ、環境安定性や耐ガス性にも優れる画像形成方法が提供できる。
これにより繰返し使用時の画像安定性が高く、かつ画像欠陥の少ない高画質を長期にわたって維持することができ、環境安定性や耐ガス性にも優れる画像形成装置が提供できる。
[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の一部が切れて脱離する反応については解明できていないが、単一の反応ではなく、以下に示すような複数の反応が競争的に生じて前記化合物同士が連結する反応である。
以下に反応様式を示す。
この反応は、片方の[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基のテトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル基部分が切れて脱離し、もう片方の[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ基部分が切れて脱離しながら、ジメチレンエーテル結合を形成する反応である。
この反応は、両方の[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ基部分が切れて脱離しながら、エチレン結合を形成する反応である。
この反応は、片方の[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ基部分が切れて脱離しながら、もう片方の芳香環に結合してメチレン結合を形成する反応である。
更に、(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ基は低極性であり、未反応として残留した(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ基は、電気特性や画像品質に悪影響を及ぼさない。更に、2つのトリフェニルアミン構造を非共役で連結させることで、酸化電位を上げ、高い安定性を有することができる。
電荷輸送性化合物としては従来から多くの材料が知られている。これら材料のほとんどには芳香環が存在している。例えばトリアリールアミン構造やアミノビフェニル構造やベンジジン構造やアミノスチルベン構造やナフタレンテトラカルボン酸ジイミド構造やベンズヒドラジン構造等においてはいずれも芳香環が存在している。また、電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4つ有する化合物を2種以上混合して同様に形成させることもできる。
本発明の電子写真感光体は、導電性支持体上に少なくとも感光層を有する電子写真感光体において、該感光層の最表面層が、電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4つ有する化合物の重合反応により形成された3次元架橋膜からなり、更に必要に応じてその他の層を有してなる。また、該電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4つ有する化合物は前記一般式(1)で表される。
前記3次元架橋膜は、電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4つ有する化合物に硬化触媒を添加し、加熱することで重合反応させて得られる。
下記反応式に示すように電荷輸送性化合物を原料とし、これを従来知られている方法(例えばビルスマイヤー反応)を用いてホルミル化し、アルデヒド化合物を合成することができる。特許第3943522号記載のホルミル化等が挙げられる。
下記反応式に示すようにアルデヒド化合物を製造中間体とし、これを従来知られている還元方法を用いてメチロール化合物を合成することができる。
下記反応式に示すようにメチロール化合物を製造中間体とし、これに3,4−ジヒドロ−2H−ピランを触媒下で付加反応させることにより、電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を有する化合物を合成することができる。
下記反応式に示すようにアミン化合物とテトラヒドロピラニル基を有するハロゲン化合物を製造中間体とし、これを従来知られている合成方法を用いて電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を有する化合物を合成することができる
[合成例]
図1に、合成例1で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
図2に、合成例2で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
図3に、合成例3で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
図4に、合成例4で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
図5に、合成例5で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
図6に、合成例6で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
図7に、合成例7で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
図8に、合成例8で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
図9に、合成例9で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
図10に、合成例10で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
図11に、合成例11で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
図12に、合成例12で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
図13に、合成例13で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
図14に、合成例14で得られた化合物の赤外吸収スペクトル図(KBr錠剤法)を示す。
前記3次元架橋膜は、電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4つ有する化合物と硬化触媒を含有する塗工液を必要に応じて溶媒等で希釈調整し、該塗工液を感光体表面に塗工した後、加熱乾燥を行い、重合させることで形成することができる。また、電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4つ有する化合物を2種以上混合して同様に形成させることもできる。
更に、電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4つ有する化合物と3つ有する化合物を混合して同様に形成させることもできる。しかしながら、4つ有する化合物の混合比率が少なすぎると、耐摩耗性が劣化する問題が生じてくる。4つ有する化合物の混合比率は30質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましい。
また、フィラーの含有量としては、5〜50wt%が好ましく、より好ましくは10〜40wt%である。5wt%未満であると耐摩耗性はあるものの十分ではなく、50wt%を越えると、透明性が損なわれる。
これらの場合、最表面層は電荷輸送層(3)であり、従って、本発明の電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4つ有する化合物の重合反応により形成された3次元架橋膜は、この電荷輸送層に適用される。
ここで下引き層は必須ではないが、電荷リークの防止等に重要な機能を果たしており、通常は使用される。
この感光体構成の場合、電荷発生層から感光体表面までの電荷移動を電荷輸送層(3)と架橋型電荷輸送層(5)の二層で分担しており、主機能を分離することができる。例えば、電荷輸送性に優れる電荷輸送層と機械的強度に優れる架橋型電荷輸送層を組み合わせることで電荷輸送性にも優れ機械的強度にも優れた感光体の提供が可能になる。
架橋型電荷輸送層に本発明の3次元架橋膜を適用する場合の好ましい膜厚は、前述のように1〜10μmであり、より好ましくは、3〜8μmである。薄すぎると十分な高寿命化が図れず、厚すぎると感度低下や明部電位が上昇し易くなり安定した画像出力がしにくくなる。
<導電性支持体>
前記導電性支持体としては、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、例えば、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、あるいはアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板及びそれらを押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理を施した管などを使用することができる。また、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、エンドレスステンレスベルトも支持体として用いることができる。
前記導電性粉体としては、例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック、また、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズ、ITOなどの金属酸化物粉体などが挙げられる。また、同時に用いられる結着樹脂には、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、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の熱可塑性、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂が挙げられる。
更に、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン(登録商標)などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、本発明の支持体として良好に用いることができる。
本発明の電子写真感光体においては、支持体と感光層との間に下引き層を設けることができる。該下引き層は一般には樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。該樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。また、前記下引き層には、モアレ防止、残留電位の低減等を図るため、例えば、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物の微粉末顔料を添加することができる。
前記下引き層は、前述の感光層の如く適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。更に本発明の下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用することもできる。前記下引き層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、0〜5μmが好ましい。
また、下引き層は上記種類の組合せで2層以上の積層としても良い。
前記電荷発生層は、少なくとも電荷発生物質を含んでおり、バインダー樹脂更に必要に応じてその他の成分を含んでなる。 前記電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料を用いることができる。
前記電子輸送物質としては、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、ジフェノキノン誘導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。
前記真空薄膜作製法としては、例えば、真空蒸着法、グロー放電分解法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、CVD法等が用いられる。
前記キャスティング法としては、前記無機系もしくは有機系電荷発生物質、必要に応じてバインダー樹脂を、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、トルエン、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、アニソール、キシレン、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、酢酸ブチル等の溶媒を用いてボールミル、アトライター、サンドミル、ビーズミル等により分散し、分散液を適度に希釈して塗布することにより、形成できる。また、必要に応じて、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のレベリング剤を添加することができる。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート、リングコート法などを用いて行うことができる。
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、0.05〜2μmがより好ましい。
前記電荷輸送層は、帯電電荷を保持させ、かつ、露光により電荷発生層で発生分離した電荷を移動させて保持していた帯電電荷と結合させることを目的とする層である。帯電電荷を保持させる目的を達成するためには、電気抵抗が高いことが要求される。また、保持していた帯電電荷で高い表面電位を得る目的を達成するためには、誘電率が小さく、かつ、電荷移動性がよいことが要求される。
前記電荷輸送物質としては、正孔輸送物質、電子輸送物質、高分子電荷輸送物質、などが挙げられる。
(a)カルバゾール環を有する重合体としては、例えば、ポリ−N−ビニルカルバゾール、特開昭50−82056号公報、特開昭54−9632号公報、特開昭54−11737号公報、特開平4−175337号公報、特開平4−183719号公報、特開平6−234841号公報に記載の化合物等が例示される。
なお、前記電荷輸送層は、架橋性のバインダー樹脂と架橋性の電荷輸送物質との共重合体を含むこともできる。
このため、前記中間層としては、架橋型電荷輸送層塗工液に対し不溶性又は難溶性であるものが適しており、一般にバインダー樹脂を主成分として用いる。これら樹脂としては、ポリアミド、アルコール可溶性ナイロン、水溶性ポリビニルブチラール、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。中間層の形成方法としては、前記塗工法が採用される。なお、前記中間層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、0.05〜2μmが好適である。
本発明の電子写真感光体においては、耐環境性の改善のため、とりわけ、感度低下、残留電位の上昇を防止する目的で、前記架橋型電荷輸送層、前記電荷輸送層、前記電荷発生層、前記下引き層、前記中間層等の各層に酸化防止剤を添加することができる。
前記有機燐化合物類としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ(2,4−ジブチルフェノキシ)ホスフィン、などが挙げられる。
前記酸化防止剤の添加量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、添加する層の総質量に対し0.01〜10質量%が好ましい。
次に、図面を用いて本発明の電子写真方法、並びに、画像形成装置を詳しく説明する。
図20は、本発明の電子写真プロセス、及び画像形成装置を説明するための概略図であり、下記のような例も本発明の範疇に属するものである。
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。
したがって、露光による除電ではなく、帯電工程やクリーニング工程において逆バイアスを印加することによっても除電することが可能な場合もあり、感光体の高耐久化の面から有効な場合がある。
このクリーニング部材は、クリーニングブレードあるいはクリーニングブラシ等公知のものが用いられる。また、両者が併用されることもある。
図21において、感光体(10C(シアン)),(10M(マゼンタ)),(10Y(イエロー)),(10K(ブラック))は、ドラム状の感光体(10)であり、これらの感光体(10C,10M,10Y,10K)は、図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(11C,11M,11Y,11K)、現像部材(13C,13M,13Y,13K)、クリーニング部材(17C,17M,17Y,17K)が配置されている。
中間転写体には、ドラム状やベルト状など種々の材質あるいは形状のものがあるが、本発明においては従来公知である中間転写体のいずれも使用することが可能であり、感光体の高耐久化あるいは高画質化に対し有効かつ有用である。
しかし、感光体が少なくとも4本を必要とすることから、装置の大型化が避けられず、また使用されるトナー量によっては、各々の感光体の摩耗量に差が生じ、それによって色の再現性が低下したり、異常画像が発生したりするなど多くの課題を有していた。
直径30mmのアルミニウムシリンダー上に、下記組成の下引き層塗工液、下記組成の電荷発生層塗工液、及び下記組成の電荷輸送層塗工液を順次、塗布し、乾燥することにより、厚み3.5μmの下引き層、厚み0.2μmの電荷発生層、及び厚み25μmの電荷輸送層を形成した。
得られた電荷輸送層上に、下記組成の架橋型電荷輸送層塗工液をスプレー塗工し、135℃で30分間乾燥を行い、厚み5.0μmの架橋型電荷輸送層を設けた。以上により、実施例1の電子写真感光体を作製した。
・アルキッド樹脂
(ベッコゾール1307−60−EL、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・6部
・メラミン樹脂
(スーパーベッカミンG−821−60、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・4部
・酸化チタン
(CREL、石原産業株式会社製) ・・・40部
・メチルエチルケトン ・・・50部
・ポリビニルブチラール(XYHL、UCC社製) ・・・0.5部
・シクロヘキサノン ・・・200部
・メチルエチルケトン ・・・ 80部
・下記構造式で表されるビスアゾ顔料 ・・・2.4部
・ビスフェノールZポリカーボネート
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製) ・・・ 10部
・テトラヒドロフラン ・・・100部
・1質量%シリコーンオイルのテトラヒドロフラン溶液
(KF50−100CS、信越化学工業株式会社製) ・・・0.2部
・下記構造式で表される低分子電荷輸送物質 ・・・ 5部
・電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4個有する化合物
例示化合物No.1 ・・・ 10部
・パラトルエンスルホン酸・一水和物(酸触媒) ・・・0.01部
・テトラヒドロフラン(特級) ・・・ 90部
実施例1において、例示化合物No.1をNo.8とした以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例1において、例示化合物No.1をNo.12とした以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例1において、例示化合物No.1をNo.16とした以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例1において、例示化合物No.1をNo.19とした以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液を以下のように変えて実施した他は同様にして電子写真感光体を作製した。
〔架橋型電荷輸送層塗工液の組成〕
・電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4個有する化合物
例示化合物No.1 ・・・ 3部
・電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4個有する化合物
下記構造で表される化合物 ・・・ 7部
・テトラヒドロフラン(特級) ・・・ 90部
実施例1において、例示化合物No.1を下記構造式で表される化合物Aとした以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例1において、例示化合物No.1を下記構造式で表される化合物Bとした以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例1において、例示化合物No.1を下記構造式で表される化合物Cとした以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例1において、例示化合物No.1を下記構造式で表される化合物Dとした以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例1において、例示化合物No.1を下記構造式で表される化合物Eとした以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例1において、例示化合物No.1を下記構造式で表される化合物Fとした以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例1において、例示化合物No.1を下記構造式で表される化合物Gとした以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例1において架橋型電荷輸送層塗工液を以下のように変えて実施した他は同様にして電子写真感光体を作製した。
・電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4個有する化合物
比較例7で用いた化合物G ・・・5.5部
・レゾール型フェノール樹脂PL−2211
(群栄化学社製) ・・・ 7部
・酸触媒 Nacure2500
(楠本化成社製) ・・・0.2部
・イソプロパノール ・・・ 15部
・メチルエチルケトン ・・・ 5部
実施例1において架橋保護層を設けない他は同様にして電子写真感光体を作製した。
架橋型電荷輸送層の架橋反応性を溶解性試験にて行った。
溶解性試験は、アルミ支持体上に架橋型電荷輸送層塗工液を実施例1〜6及び比較例1〜8と同様に直接塗工し、熱乾燥した膜を、綿棒にテトラヒドロフランを浸し、硬化物表面を擦り、その表面を観察した。そして、綿棒で擦った箇所について、変化がなく痕跡が全く見られない場合を「○」、膜は残っているが膨潤して痕跡が残る場合を「△」、膜が溶けて溶解する場合を「×」と判定した。
また、架橋型電荷輸送層の表面平滑性を表面粗さ形状測定機(東京精密社製サーフコム1400D)にて、JIS−‘82規格による十点平均粗さ(Rz)値を求め、1μm以下を「良好」、1μmを超える場合を「不良」と判定した。
結果を表2に示す。
また、一般式(1)で表される化合物ではないが、本発明に使用する化合物と同様に、電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4つ有する化合物からなる比較例4及び5の硬化膜も良好な反応性を有し、不溶となった。
溶解した比較例1、比較例6及び比較例7の硬化膜は、表面が液体状であり表面平滑性は評価できなかった。また、膨潤した比較例2の硬化膜は、表面性が悪かった。不溶であったその他の実施例1〜6及び比較例3〜5、8の硬化膜は良好な表面平滑性を有した。
実施例1〜6、比較例3〜5、及び比較例8、9で作製した各電子写真感光体の機械的特性、電気的特性、環境特性を評価した。リコー製デジタルフルカラー複合機imagio Neo 455のプロセスカートリッジに得られた電子写真感光体を着装し、暗部電位700(−V)に設定した後に、連続してトータル10万枚の印刷を行った。また、画像品質は、600dpi 2×2の画像チャートを出力し、画像濃度計(X-Rite939:SDG社製)により測定した。機械的特性は、初期及び10万枚印刷後での膜厚差より摩耗量の評価を行った。電気的特性は、初期、10万枚印刷後及び10万枚印刷後の下記環境特性評価の高温高湿条件下での画像露光光源光量が約0.4μJ/cm2における明部電位を測定した。環境特性は、10万枚印刷後に上記画像出力装置を30℃90RH%の高温高湿室に入れ、画像品質を下記指標に従って、判定した。
◎:濃度>0.3 ○:濃度0.3〜0.2
△:濃度0.2〜0.1 ×:濃度1.0〜0
尚、前記溶解性試験にて溶解または膨潤した各電子写真感光体は、強固な3次元架橋を有していないことが明瞭である。その為、長期にわたって満足する耐摩耗性を得ることは困難であり、評価外とした。結果を表3に示す。
実施例6の、電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4つ有し、2つのトリフェニルアミン構造が非共役で連結している化合物と電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を3つ有するトリフェニルアミン構造である化合物との混合から3次元架橋表面層を有する電子写真感光体も実施例1〜5の電子写真感光体と同様の特性であった。
実施例1〜6及び比較例4、5の各電子写真感光体において、上記通紙試験の初期の画像チャート(600dpi 2×2)紙上のドット拡大写真を図23〜図30示す。
実施例1におけるドット拡大写真を図23、実施例2におけるドット拡大写真を図24、実施例3におけるドット拡大写真を図25、実施例4におけるドット拡大写真を図26、実施例5におけるドット拡大写真を図27、実施例6におけるドット拡大写真を図28、比較例4におけるドット拡大写真を図29、比較例5におけるドット拡大写真を図30に示す。
一方、比較例4及び5の電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4つ有し、2つのトリフェニルアミン構造が共役で連結している化合物からなる3次元架橋表面層を有する電子写真感光体は、ドットが散っており、低いドット解像力であった。これは、表面層の抵抗が低く、書込露光ドット径を忠実に再現できていないことを示している。2つのトリフェニルアミン構造が共役で連結している電荷輸送性化合物は、酸化電位が小さく、安定性に劣ることを示唆している。
2:電荷発生層
3:電荷輸送層
4:下引き層
5:架橋型電荷輸送層
6:電荷発生物質と電荷輸送物質を両方含有する単層感光層
7:単層感光層用保護層
10、10Y、10M、10C、10K:感光体
11、11Y、11M、11C、11K:帯電部材
12、12Y、12M、12C、13K:画像露光部材
13、13Y、13M、13C、13K:現像部材
14:搬送ローラ
15:転写紙
16、16Y、16M、16C、16K:転写部材
17、17Y、17M、17C、17K:クリーニング部材
18:除電部材
20Y、20M、20C、20K:画像形成要素
21:給紙コロ
22:レジストローラ
23:転写部材(二次転写部材)
24:定着部材
Claims (9)
- 導電性支持体上に少なくとも感光層を有する電子写真感光体において、
該感光層の最表面層が、電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4つ有する化合物が、該[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基の一部が切れて脱離する反応により重合した3次元架橋膜からなり、該電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4つ有する化合物が下記一般式(1)で表されることを特徴とする電子写真感光体。
- 前記3次元架橋膜がテトラヒドロフランに不溶であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記電荷輸送性化合物の芳香環に[(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ]メチル基を4つ有する化合物が下記一般(2)で表されることを特徴する請求項1又は請求項2に記載の電子写真感光体。
- 導電性支持体上に少なくとも電荷発生層、電荷輸送層、及び架橋型電荷輸送層をこの順に有してなり、該架橋型電荷輸送層が、前記3次元架橋膜であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電子写真感光体。
- 電子写真感光体表面を帯電させる帯電工程と、帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、前記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、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着工程とを少なくとも有する画像形成方法であって、前記電子写真感光体が、請求項1〜4のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成方法。
- 前記露光工程における感光体上への静電潜像書き込みがデジタル方式により行われることを特徴とする請求項5に記載の画像形成方法。
- 電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記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、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、前記電子写真感光体が、請求項1〜4のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置。
- 前記露光手段による電子写真感光体上への静電潜像書き込みがデジタル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。
- 電子写真感光体と、帯電手段、露光手段、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プロセスカートリッジにおいて、前記電子写真感光体が、請求項1〜4のいずれかに記載の電子写真感光体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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