JP5659643B2 - 電子写真感光体、電子写真感光体の製造方法、画像形成装置およびプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
請求項1に係る発明は、
基体と、
感光層と、
グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物、並びに−OH,−OCH 3 ,−NH 2 ,−SHおよび−COOHから選択される置換基の少なくとも1つを持つ硬化性の電荷輸送性材料を酸触媒を用いて熱硬化させた硬化膜であり、前記グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物と前記硬化性の電荷輸送性材料との架橋物、およびフッ素樹脂粒子を有し、前記電荷輸送性材料の含有量が90質量%以上98質量%以下であり、前記フッ素樹脂粒子の含有量が2質量%以上10質量%以下であり、且つ下記式(1)を満たす表面保護層と、
を少なくともこの順に備える電子写真感光体である。
式(1) 0.5≦b/a≦1
(式(1)中、aは、前記表面保護層中の前記感光層側の表面からの膜厚が2/3までの領域における、炭素原子、酸素原子、およびフッ素原子の総和に対するフッ素原子の割合を、bは、前記表面保護層中の外側表面からの膜厚が1/3までの領域における炭素原子、酸素原子、およびフッ素原子の総和に対するフッ素原子の割合を表す。)
前記電荷輸送性材料が、下記一般式(I)で示される化合物である請求項1に記載の電子写真感光体である。
F−((−R7−X)n1(R8)n3−Y)n2 (I)
(一般式(I)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、R7およびR8はそれぞれ独立に炭素数1以上5以下の直鎖状または分鎖状のアルキレン基を、n1は0または1を、n2は1以上4以下の整数を、n3は0または1を、Xは酸素,NHまたは硫黄原子を、Yは−OH,−OCH3,−NH2,−SHまたは−COOHを示す。)
グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物、−OH,−OCH 3 ,−NH 2 ,−SHおよび−COOHから選択される置換基の少なくとも1つを持つ硬化性の電荷輸送性材料、並びにフッ素樹脂粒子を含有し、粘度が10mPa・s以上60mPa・s以下であり、乾燥後に前記電荷輸送性材料の含有量が90質量%以上98質量%以下となり、乾燥後に前記フッ素樹脂粒子の含有量が2質量%以上10質量%以下となる表面保護層形成用の塗布液を準備する塗布液準備工程、
少なくとも感光層を備えた基体の該感光層上に、前記塗布液をインクジェット方式により液滴吐出ヘッドから1pl以上20pl以下の大きさの液滴にて噴射し塗布膜を形成する塗布液噴射工程、
並びに酸触媒を用い前記塗布膜を乾燥して前記グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物と前記硬化性の電荷輸送性材料とを架橋させ表面保護層を形成する乾燥工程、
を備える電子写真感光体の製造方法である。
基体と、感光層と、グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物、並びに−OH,−OCH 3 ,−NH 2 ,−SHおよび−COOHから選択される置換基の少なくとも1つを持つ硬化性の電荷輸送性材料を酸触媒を用いて熱硬化させた硬化膜であり、前記グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物と前記硬化性の電荷輸送性材料との架橋物、およびフッ素樹脂粒子を有し、前記電荷輸送性材料の含有量が90質量%以上98質量%以下であり、前記フッ素樹脂粒子の含有量が2質量%以上10質量%以下であり、且つ下記式(1)を満たす表面保護層と、を少なくともこの順に備える電子写真感光体、
前記電子写真感光体を帯電する帯電装置、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する潜像形成装置、
前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置、
並びに前記電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置、
を備えた画像形成装置である。
式(1) 0.5≦b/a≦1
(式(1)中、aは、前記表面保護層中の前記感光層側の表面からの膜厚が2/3までの領域における、炭素原子、酸素原子、およびフッ素原子の総和に対するフッ素原子の割合を、bは、前記表面保護層中の外側表面からの膜厚が1/3までの領域における炭素原子、酸素原子、およびフッ素原子の総和に対するフッ素原子の割合を表す。)
基体と、感光層と、グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物、並びに−OH,−OCH 3 ,−NH 2 ,−SHおよび−COOHから選択される置換基の少なくとも1つを持つ硬化性の電荷輸送性材料を酸触媒を用いて熱硬化させた硬化膜であり、前記グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物と前記硬化性の電荷輸送性材料との架橋物、およびフッ素樹脂粒子を有し、前記電荷輸送性材料の含有量が90質量%以上98質量%以下であり、前記フッ素樹脂粒子の含有量が2質量%以上10質量%以下であり、且つ下記式(1)を満たす表面保護層と、を少なくともこの順に備える電子写真感光体を有し、且つ前記電子写真感光体を帯電する帯電装置、帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する潜像形成装置、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置、前記電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置、および前記電子写真感光体の表面を清掃する清掃装置から選択される少なくとも1つを備えたプロセスカートリッジである。
式(1) 0.5≦b/a≦1
(式(1)中、aは、前記表面保護層中の前記感光層側の表面からの膜厚が2/3までの領域における、炭素原子、酸素原子、およびフッ素原子の総和に対するフッ素原子の割合を、bは、前記表面保護層中の外側表面からの膜厚が1/3までの領域における炭素原子、酸素原子、およびフッ素原子の総和に対するフッ素原子の割合を表す。)
本実施形態に係る電子写真感光体(以下単に「感光体」と称す場合がある)は、基体と、感光層と、グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物、並びに−OH,−OCH 3 ,−NH 2 ,−SHおよび−COOHから選択される置換基の少なくとも1つを持つ硬化性の電荷輸送性材料を酸触媒を用いて熱硬化させた硬化膜であり、前記グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物と前記硬化性の電荷輸送性材料との架橋物、およびフッ素樹脂粒子を有し、前記電荷輸送性材料の含有量が90質量%以上98質量%以下であり、前記フッ素樹脂粒子の含有量が2質量%以上10質量%以下であり、且つ下記式(1)を満たす表面保護層と、を少なくともこの順に備えることを特徴とする。
式(1) 0.5≦b/a≦1
(式(1)中、aは、前記表面保護層中の前記感光層側の表面からの膜厚が2/3までの領域における、炭素原子、酸素原子、およびフッ素原子の総和に対するフッ素原子の割合を、bは、前記表面保護層中の外側表面からの膜厚が1/3までの領域における炭素原子、酸素原子、およびフッ素原子の総和に対するフッ素原子の割合を表す。)
これに対し、上記本実施形態に係る感光体は「b/a」の値が0.5以上1以下に制御されており、つまり表面保護層中におけるフッ素樹脂粒子の含有量のムラがより抑制されている。その結果、感光体の摩耗による清掃性および転写効率の変動が抑制されるものと推察される。
これに対し、「b/a」の値が1以下に制御された上記本実施形態に係る感光体は、「b/a」の値が1を超える場合に比べて、表面保護層の外側表面のフッ素樹脂粒子の割合が小さいため、表面保護層の外側表面における磨耗率が大きくなる傾向にある。そのため、表面にブリードした界面活性剤が磨耗によって削り取られ、前記光疲労や像流れが抑制されるものと推察される。
ここで、炭素原子、酸素原子、およびフッ素原子の総和に対するフッ素原子の割合はエネルギー分散型X線分析(EDS)により算出される。具体的には、感光体から表面保護層およびその下層を剥がし取り、小片を切り出してエポキシ樹脂に包埋・固化し、ミクロトームにより切片を調製して、測定用サンプルとする。EDSの装置としてJSM−6700F/JED−2300F(日本電子社製)を用いて、表面保護層中の感光層側の表面からの膜厚が2/3までの領域における炭素原子、酸素原子、およびフッ素原子の総和に対するフッ素原子の割合を5μm間隔で測定し、その平均の割合を「a」とし、また表面保護層中の外側表面からの膜厚が1/3までの領域における炭素原子、酸素原子、およびフッ素原子の総和に対するフッ素原子の割合を5μm間隔で測定し、その平均の割合を「b」として、b/aが算出される。
前記表面保護層が、硬化性の前記電荷輸送性材料を硬化させた硬化膜である場合には、「b/a」の値を前述の範囲に制御する観点から、以下の(i)乃至(iii)の工程を有するインクジェット方式により表面保護層を形成するがこと好ましい。
尚、前記表面保護層が、グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物と、−OH,−OCH3,−NH2,−SHおよび−COOHから選択される置換基の少なくとも1つを持つ前記電荷輸送性材料と、を酸触媒を用いて熱硬化させた硬化膜である場合には、以下の(i)乃至(iii)の工程を有するインクジェット方式により表面保護層を形成することがより好ましい。
まず、以下に示す条件を満たす塗布液を準備する。
・硬化性の電荷輸送性材料、およびフッ素樹脂粒子を含有する
・粘度が10mPa・s以上60mPa・s以下であり(尚、粘度は更に20mPa・s以上60mPa・s以下が好ましく、30mPa・s以上60mPa・s以下が特に好ましい)
・乾燥後に前記電荷輸送性材料の含有量が90質量%以上98質量%以下となる
・乾燥後に前記フッ素樹脂粒子の含有量が2質量%以上10質量%以下となる
少なくとも感光層を備えた基体の該感光層上に、前記塗布液をインクジェット方式により液滴吐出ヘッドから1pl以上20pl以下の大きさの液滴にて噴射し塗布膜を形成する。尚、液滴の大きさは更に1pl以上10pl以下が特に好ましい。
(iii)乾燥工程
前記塗布膜を加熱乾燥して前記硬化性の電荷輸送性材料を架橋させ表面保護層を形成する。
まず、以下に示す条件を満たす塗布液を準備する。
・重合性のモノマー1種であるアクリル変性モノマーと、熱あるいは光重合開始剤と、フッ素樹脂粒子と、を含有する
・乾燥後に前記電荷輸送性材料の含有量が75質量%以上98質量%以下となる
・乾燥後に前記フッ素樹脂粒子の含有量が2質量%以上25質量%以下となる
少なくとも感光層を備えた基体の該感光層上に、前記塗布液を浸漬法により塗布し塗布膜を形成する。
前記塗布膜を真空脱気後、加熱乾燥して表面保護層を形成する。
本実施形態に係る感光体は、基体と、感光層と、表面保護層と、をこの順に有し、且つ前記表面保護層が、硬化性の電荷輸送性材料を含有する化合物の架橋物、およびフッ素樹脂粒子を有し、前記電荷輸送性材料の含有量が90質量%以上98質量%以下であり、前記フッ素樹脂粒子の含有量が2質量%以上10質量%以下である。
図1は、本実施形態に係る感光体の層構成の一例を示す模式断面図であり、図1中、1は基体、2は感光層、2Aは電荷発生層、2Bは電荷輸送層、4は下引層、5は保護層を表す。
図1に示す感光体は、基体1上に、下引層4、電荷発生層2A、電荷輸送層2B、保護層5がこの順に積層された層構成を有し、感光層2は電荷発生層2Aおよび電荷輸送層2Bの2層から構成される(第1の態様)。
尚、図1に示す感光体においては保護層5が表面保護層である。
図2に示す感光体は、基体1上に、下引層4、感光層6、保護層5がこの順に積層された層構成を有し、感光層6は、図1に示す電荷発生層2Aおよび電荷輸送層2Bの機能が一体となった層である(第2の態様)。
尚、図2に示す感光体においては保護層5が表面保護層である。
第1の態様に係る感光体は、図1に示す通り、基体1上に、下引層4、電荷発生層2A、電荷輸送層2B、保護層5がこの順に積層された層構成を有し、保護層5が表面保護層である。
基体1としては、導電性を有する基体が用いられ、例えば、アルミニウム、銅、亜鉛、ステンレス、クロム、ニッケル、モリブデン、バナジウム、インジウム、金、白金等の金属または合金を用いて構成される金属板、金属ドラム、および金属ベルト、または、導電性ポリマー、酸化インジウム等の導電性化合物やアルミニウム、パラジウム、金等の金属または合金を塗布、蒸着またはラミネートした紙、プラスチックフィルム、ベルト等が挙げられる。ここで、「導電性」とは体積抵抗率が1013Ωcm未満であることをいう。
リン酸、クロム酸およびフッ酸を含む酸性処理液による処理は以下のようにして実施される。先ず、酸性処理液を調製する。酸性処理液におけるリン酸、クロム酸およびフッ酸の配合割合は、リン酸が10質量%以上11質量%以下の範囲、クロム酸が3質量%以上5質量%以下の範囲、フッ酸が0.5質量%以上2質量%以下の範囲であって、これらの酸全体の濃度は13.5質量%以上18質量%以下の範囲が望ましい。処理温度は42℃以上48℃以下が望ましい。被膜の膜厚は、0.3μm以上15μm以下が望ましい。
下引層4は、例えば、結着樹脂に無機粒子を含有した層として構成される。
無機粒子としては、粉体抵抗(体積抵抗率)102Ω・cm以上1011Ω・cm以下のものが望ましく用いられる。
ジルコニウムキレート化合物の例として、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセト酢酸エチル、ジルコニウムトリエタノールアミン、アセチルアセトネートジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムオキサレート、ジルコニウムラクテート、ジルコニウムホスホネート、オクタン酸ジルコニウム、ナフテン酸ジルコニウム、ラウリン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、イソステアリン酸ジルコニウム、メタクリレートジルコニウムブトキシド、ステアレートジルコニウムブトキシド、イソステアレートジルコニウムブトキシド等が挙げられる。
また、下引層4は、ビッカース強度が35以上とされていることが望ましい。
さらに、下引層4はいかなる厚さに設定してもよいが、厚さが15μm以上が望ましく、さらに望ましくは15μm以上50μm以下とされていることが望ましい。
電荷発生層2Aは、少なくとも電荷発生材料および結着樹脂を含有する層であることが望ましい。
電荷発生材料としては、ビスアゾ、トリスアゾ等のアゾ顔料、ジブロモアントアントロン等の縮環芳香族顔料、ペリレン顔料、ピロロピロール顔料、フタロシアニン顔料、酸化亜鉛、三方晶系セレン等が挙げられる。これらの中でも、近赤外域のレーザー露光に対しては、金属および/または無金属フタロシアニン顔料が望ましく、特に、特開平5−263007号公報、特開平5−279591号公報等に開示されたヒドロキシガリウムフタロシアニン、特開平5−98181号公報等に開示されたクロロガリウムフタロシアニン、特開平5−140472号公報、特開平5−140473号公報等に開示されたジクロロスズフタロシアニン、特開平4−189873号公報、特開平5−43823号公報等に開示されたチタニルフタロシアニンがより望ましい。また、近紫外域のレーザー露光に対してはジブロモアントアントロン等の縮環芳香族顔料、チオインジゴ系顔料、ポルフィラジン化合物、酸化亜鉛、三方晶系セレン等がより望ましい。電荷発生材料としては、380nm以上500nmの露光波長の光源を用いる場合には無機顔料が望ましく、700nm以下800nmの露光波長の光源を用いる場合には、金属および無金属フタロシアニン顔料が望ましい。
分散に用いる溶剤としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸n−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロルベンゼン、トルエン等が挙げられ、これらは1種を単独でまたは2種以上を混合して用いられる。
電荷輸送層2Bは、少なくとも電荷輸送材料と結着樹脂とを含有する層であるか、または高分子電荷輸送材を含有する層であることが望ましい。
電荷輸送材料としては、p−ベンゾキノン、クロラニル、ブロマニル、アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、2,4,7−トリニトロフルオレノン等のフルオレノン化合物、キサントン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノビニル系化合物、エチレン系化合物等の電子輸送性化合物、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、アリールアルカン系化合物、アリール置換エチレン系化合物、スチルベン系化合物、アントラセン系化合物、ヒドラゾン系化合物などの正孔輸送性化合物が挙げられる。これらの電荷輸送材料は1種を単独でまたは2種以上を混合して用いられるが、これらに限定されるものではない。
第1の態様において表面保護層である保護層5は、既述の通り、以下の成分を含有することが好ましい。
(A)グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物と、−OH,−OCH3,−NH2,−SHおよび−COOHから選択される置換基の少なくとも1つを持つ前記電荷輸送性材料(以下単に「特定の電荷輸送性材料」と称す)を含有する化合物と、の架橋物
(B)フッ素樹脂粒子
また更に(C)その他の組成物を含有してもよい。
第1の態様における保護層5は、グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物と、特定の電荷輸送性材料と、が架橋された架橋物を含有することが好ましい。尚、保護層5における電荷輸送性材料の含有量は90質量%以上98質量%以下であり、より好ましくは90質量%以上95質量%以下である。また、前記フッ素樹脂粒子の含有量は2質量%以上10質量%以下であり、より好ましくは5質量%以上10質量%以下である。
グアナミン化合物は、グアナミン骨格(構造)を有する化合物であり、例えば、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン、ホルモグアナミン、ステログアナミン、スピログアナミン、シクロヘキシルグアナミンなどが挙げられる。
メラミン化合物としては、メラミン骨格(構造)であり、特に下記一般式(B)で示される化合物およびその多量体の少なくとも1種であることが望ましい。ここで、多量体は、一般式(A)と同様に、一般式(B)で示される化合物を構造単位として重合されたオリゴマーであり、その重合度は例えば2以上200以下(望ましくは2以上100以下)である。なお、一般式(B)で示される化合物またはその多量体は、1種単独で用いてもよいが、2種以上を併用してもよい。また、前記一般式(A)で示される化合物またはその多量体と併用してもよい。
特定の電荷輸送性材料としては、例えば、−OH、−OCH3、−NH2、−SH、および−COOHから選択される置換基(以下単に「特定の反応性官能基」と称す場合がある)の少なくとも1つを持つものが好適に挙げられる。特に、特定の電荷輸送性材料としては、上記特定の反応性官能基を少なくとも2つ持つものが好適に挙げられ、さらには3つ持つものが好適に挙げられる。
F−((−R7−X)n1(R8)n3−Y)n2 (I)
一般式(I)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を示し、R7およびR8はそれぞれ独立に炭素数1以上5以下の直鎖状若しくは分鎖状のアルキレン基を示し、n1は0または1を示し、n2は1以上4以下の整数を示し、n3は0または1を示す。Xは酸素、NH、または硫黄原子を示し、Yは−OH、−OCH3、−NH2、−SH、または−COOH(即ち上記特定の反応性官能基)を示す。
第1の態様における保護層5は、フッ素樹脂粒子を含有する。
該フッ素樹脂粒子としては、特に限定されるものではないが、4フッ化エチレン樹脂(PTFE)、3フッ化塩化エチレン樹脂、6フッ化プロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、2フッ化2塩化エチレン樹脂およびそれらの共重合体の中から1種あるいは2種以上を選択するのが望ましいが、さらに望ましくは4フッ化エチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂であり、特に望ましくは4フッ化エチレン樹脂である。
尚、上記フッ素樹脂粒子の平均一次粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置LA−920(堀場製作所製)を用いて、フッ素樹脂粒子が分散された分散液と同じ溶剤に希釈した測定液を屈折率1.35で測定した値をいう。
保護層5には、前述のグアナミン化合物およびメラミン化合物から選択される少なくとも1種と、特定の電荷輸送性材料と、が架橋された架橋物と共に、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキッド樹脂、ベンゾグアナミン樹脂などの他の熱硬化性樹脂を混合して用いてもよい。また、スピロアセタール系グアナミン樹脂(例えば「CTU−グアナミン」(味の素ファインテクノ(株)))など、一分子中の官能基のより多い化合物を当該架橋物中の材料に共重合させてもよい。
熱潜在性触媒として、たとえば有機スルホン化合物等をポリマーで粒子状に包んだマイクロカプセル、ゼオライトの如く空孔化合物に酸等を吸着させたもの、プロトン酸および/またはプロトン酸誘導体を塩基でブロックした熱潜在性プロトン酸触媒や、プロトン酸および/またはプロトン酸誘導体を一級もしくは二級のアルコールでエステル化したもの、プロトン酸および/またはプロトン酸誘導体をビニルエーテル類および/またはビニルチオエーテル類でブロックしたもの、三フッ化ホウ素のモノエチルアミン錯体、三フッ化ホウ素のピリジン錯体などが挙げられる。
熱潜在性プロトン酸触媒のプロトン酸として、硫酸、塩酸、酢酸、ギ酸、硝酸、リン酸、スルホン酸、モノカルボン酸、ポリカルボン酸類、プロピオン酸、シュウ酸、安息香酸、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フタル酸、マレイン酸、ベンゼンスルホン酸、o、m、p−トルエンスルホン酸、スチレンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸、ジノニルナフタレンジスルホン酸、デシルベンゼンスルホン酸、ウンデシルベンゼンスルホン酸、トリデシルベンゼンスルホン酸、テトラデシルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸等が挙げられる。また、プロトン酸誘導体として、スルホン酸、リン酸等のプロトン酸のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属円などの中和物、プロトン酸骨格が高分子鎖中に導入された高分子化合物(ポリビニルスルホン酸等)等が挙げられる。プロトン酸をブロックする塩基として、アミン類が挙げられる。
これらの熱潜在性触媒は単独または二種類以上組み合わせても使用される。
ここで、本実施形態に係る感光体を製造する方法としては、前述の通り、グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物、−OH,−OCH3,−NH2,−SHおよび−COOHから選択される置換基の少なくとも1つを持つ硬化性の電荷輸送性材料を含有する化合物、並びにフッ素樹脂粒子を含有し、粘度が10mPa・s以上60mPa・s以下であり、乾燥後に前記電荷輸送性材料の含有量が90質量%以上98質量%以下となり、乾燥後に前記フッ素樹脂粒子の含有量が2質量%以上10質量%以下となる表面保護層形成用の塗布液を準備する塗布液準備工程、少なくとも感光層を備えた基体の該感光層上に、前記塗布液をインクジェット方式により液滴吐出ヘッドから1pl以上20pl以下の大きさの液滴にて噴射し塗布膜を形成する塗布液噴射工程、並びに酸触媒を用い前記塗布膜を乾燥して前記グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物と前記硬化性の電荷輸送性材料とを架橋させ表面保護層を形成する乾燥工程、を備える製造方法が好適に適用される。
塗布後は、例えば温度100℃以上170℃以下で加熱し硬化(架橋)させることで、保護層5が得られる。
次に、本実施形態の電子写真感光体を用いたプロセスカートリッジおよび画像形成装置について説明する。
本実施形態のプロセスカートリッジは、本実施形態の電子写真感光体を用いたものであれば特に限定されないが、具体的には、潜像保持体の表面の静電潜像を現像して得られたトナー像を記録媒体に転写して、該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に対して着脱自在であり、前記潜像保持体としての前述の本実施形態に係る電子写真感光体と、帯電装置、現像装置およびクリーニング装置から選択された少なくとも1つと、を備えた構成であることが望ましい。
本実施形態の画像形成装置に用いられるトナーは、平均形状係数((ML2/A)×(π/4)×100、ここでMLは粒子の最大長を表し、Aは粒子の投影面積を表す)が100以上150以下であることが望ましく、105以上145以下であることがより望ましく、110以上140以下であることがさらに望ましい。さらに、トナーとしては、体積平均粒子径が3μm以上12μm以下であることが望ましく、3.5μm以上9μm以下であることがさらに望ましい。
(下引層の形成)
酸化亜鉛(平均粒子径:70nm、テイカ社製、比表面積値:15m2/g)100質量部をテトラヒドロフラン500質量部と攪拌混合し、シランカップリング剤として、KBM603(信越化学社製)1.25質量部を添加し、2時間攪拌した。その後、テトラヒドロフランを減圧蒸留にて留去し、120℃で3時間焼き付けを行い、シランカップリング剤表面処理酸化亜鉛粒子を得た。
前記表面処理を施した酸化亜鉛粒子60質量部と、アリザリン0.6質量部と、硬化剤としてブロック化イソシアネート(スミジュール3173、住友バイエルンウレタン社製)13.5質量部と、ブチラール樹脂(BM−1、積水化学社製)15質量部とを、メチルエチルケトン85質量部に溶解した溶液38質量部と、メチルエチルケトン25質量部とを混合し、直径1mmのガラスビーズを用いてサンドミルにて4時間の分散を行い分散液を得た。
この塗布液を、浸漬塗布法にて直径30mmのアルミニウム基材上に塗布し、180℃、40分の乾燥硬化を行い厚さ25μmの下引層を得た。
次に、電荷発生材料として、CuKα特性X線に対するブラッグ角(2θ±0.2゜)の少なくとも7.4゜、16.6゜、25.5゜および28.3゜に強い回折ピークを有するクロロガリウムフタロシアニン結晶15質量部、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂(VMCH、日本ユニオンカーバイト社製)10質量部およびn−ブチルアルコール300質量部からなる混合物を、直径1mmのガラスビーズを用いてサンドミルにて4時間分散して電荷発生層用塗布液を得た。
この電荷発生層用塗布液を前記下引層上に浸漬塗布し、120℃、5分間乾燥して、厚みが0.2μmの電荷発生層を得た。
続いて、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン42質量部と、ビスフェノールZポリカーボネート樹脂(TS2050:粘度平均分子量50,000:帝人化成社製)58質量部と、をテトロヒドロフラン280質量部およびトルエン120質量部に十分に溶解混合し、電荷輸送層用塗布液を得た。
この電荷輸送層用塗布液を電荷発生層まで形成した前記アルミニウム支持体上に浸漬塗布し、135℃、40分で乾燥することにより、膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。
次に、前述の化合物(I−10)70質量部、化合物(I−25)70質量部、以下に示す構造のメラミン2質量部を、シクロペンタノン(溶剤)200質量部に溶解させた液にフッ素系クシ型グラフトポリマー(商品名GF300、東亜合成化学(株)製)0.5質量部とポリテトラフルオロエチレン粒子(商品名ルブロンL2、ダイキン工業(株)製)10質量部とシクロペンタノン20質量部の混合液を混合し、衝突型の高圧分散機(商品名ナノマイザー、吉田機械興業(株)製)を用いて、分散処理を行った後、ブロックスルホン酸(商品名 Nacure5225、キングインダストリー社製)0.05質量部を混合し、保護層用塗布液を調製した。この保護層用塗布液の粘度を測定したところ、13mPa・sであった。
尚、保護層を形成する際の液滴吐出ヘッドには、32個×2列のノズルを有するピエゾ間欠型のTrident社製、PixelJet64を用い、液滴吐出ヘッドの64個のノズルのうち、1列の20個について使用した。塗布液の噴射の周波数は2.5kHzとし、円筒状支持体に対して85°の傾斜角で、液滴吐出ヘッドと電荷輸送層まで形成した前記アルミニウム支持体との距離が10mmとなるよう液滴吐出ヘッドを設置した。
また、アルミニウム支持体の軸が水平となるように設置し、アルミニウム支持体を200rpmで回転させながら、軸方向での液滴吐出ヘッドの平均走査速度を261mm/分とし、ノズルからの液滴の大きさ(体積)を5plにして塗布した。尚、液滴の径はオフラインで可視化評価にて測定した。噴射タイミングと同期させてLEDを液滴に向けて点灯しCCDカメラにて画像を観察した。
得られた感光体について、[b/a]の値をEDSにより算出した。即ち、得られた感光体から保護層およびその下層を剥がし取り、小片を切り出してエポキシ樹脂に包埋・固化し、ミクロトームにより切片を調製して、測定用サンプルとした。EDSの装置としてJSM−6700F/JED−2300F(日本電子社製)を用いて、表面保護層中の感光層側の表面からの膜厚が2/3までの領域における炭素原子、酸素原子、およびフッ素原子の総和に対するフッ素原子の割合を5μm間隔で測定し、その平均の割合を「a」とし、および表面保護層中の外側表面からの膜厚が1/3までの領域における炭素原子、酸素原子、およびフッ素原子の総和に対するフッ素原子の割合を5μm間隔で測定し、その平均の割合を「b」として、b/aを算出した。結果を表1に示す。
得られた感光体の摩耗前後での転写されるトナーの質量を測定し、転写効率についての評価を行なった。
表面保護層の転写効率を測定するため、得られた感光体を富士ゼロックス社製DocuCentre C6550Iに搭載し、25℃/50%の常温常湿環境下で画像密度5%の画像をA4用紙に10万枚形成する画像形成試験を実施した。その画像形成試験前(初期)と後(摩耗後)とで、感光体表面に形成されたトナー像におけるトナーの質量と、該感光体表面から前記A4用紙に転写されたトナーの質量とを測定し、転写効率を算出した。結果を表1に示す。
実施例1において、ノズルからの液滴の大きさ(体積)を8plに変更した以外は、実施例1に記載の方法により電子写真感光体を作製した。
実施例1において、ノズルからの液滴の大きさ(体積)を10plに変更した以外は、実施例1に記載の方法により電子写真感光体を作製した。
実施例1において、ノズルからの液滴の大きさ(体積)を20plに変更した以外は、実施例1に記載の方法により電子写真感光体を作製した。
実施例1において、保護層用塗布液の溶剤を「シクロペンタノン(溶剤)200質量部」から「シクロペンタノン150質量部、シクロペンタノール50質量部」に変更した以外は、実施例1に記載の方法により電子写真感光体を作製した。
実施例1において、保護層用塗布液の溶剤を「シクロペンタノン(溶剤)200質量部」から「シクロペンタノン150質量部、シクロペンタノール50質量部」にし、塗布の際のノズルからの液滴の大きさ(体積)を20plに変更した以外は、実施例1に記載の方法により電子写真感光体を作製した。
下引層、電荷発生層および電荷輸送層を実施例1に記載の方法によりアルミニウム支持体上に形成した。
下記構造式(1)で示される化合物(アクリル系樹脂)125質量部を、イソプロピルアルコール40質量部、シクロペンタノール160質量部に溶解させた液に、フッ素系クシ型グラフトポリマー(商品名GF300、東亜合成化学(株)製)0.5質量部とポリテトラフルオロエチレン粒子(商品名ルブロンL2、ダイキン工業(株)製)10質量部とシクロペンタノン20質量部との混合液を混合し、衝突型の高圧分散機(商品名ナノマイザー、吉田機械興業(株)製)を用いて、分散処理を行い、更に熱重合開始剤(Otazo−15、大塚化学社製)を0.01質量部加え、保護層用塗布液を調製した。
得られた保護層用塗布液を、電荷輸送層まで形成した前記アルミニウム支持体上に浸漬塗布し、150℃、40分で乾燥することにより、膜厚5μmの保護層を形成した。
実施例1において、「メラミン2質量部」を「メラミン5質量部」に変更し、ノズルからの液滴の大きさ(体積)を8plに変更した以外は、実施例1に記載の方法により電子写真感光体を作製した。
実施例1において、「化合物(I−10)70質量部、化合物(I−25)70質量部」から「化合物(I−10)55質量部、化合物(I−25)50質量部」に変更し、「シクロペンタノン(溶剤)200質量部」から「シクロペンタノン(溶剤)150質量部」に変更し、ノズルからの液滴の大きさ(体積)を8plに変更した以外は、実施例1に記載の方法により電子写真感光体を作製した。
実施例1において、「化合物(I−10)70質量部、化合物(I−25)70質量部」から「化合物(I−10)55質量部、化合物(I−25)50質量部」に変更し、さらに「メラミン2質量部」を「メラミン4質量部」に変更し、「シクロペンタノン(溶剤)200質量部」を「シクロペンタノン(溶剤)150質量部」に変更し、「ポリテトラフルオロエチレン粒子(商品名ルブロンL2、ダイキン工業(株)製)10質量部」を「ポリテトラフルオロエチレン粒子(商品名ルブロンL2、ダイキン工業(株)製)2.5質量部」に変更し、「フッ素系クシ型グラフトポリマー(商品名GF300、東亜合成化学(株)製)0.5質量部」を「フッ素系クシ型グラフトポリマー(商品名GF300、東亜合成化学(株)製)0.15質量部」に変更し、ノズルからの液滴の大きさ(体積)を8plに変更した以外は、実施例1に記載の方法により電子写真感光体を作製した。
実施例1において、「メラミン2質量部」を「メラミン0質量部」に変更し、「ポリテトラフルオロエチレン粒子(商品名ルブロンL2、ダイキン工業(株)製)10質量部」を「ポリテトラフルオロエチレン粒子(商品名ルブロンL2、ダイキン工業(株)製)15質量部」に変更し、ノズルからの液滴の大きさ(体積)を8plに変更した以外は、実施例1に記載の方法により電子写真感光体を作製した。
実施例1において、ノズルからの液滴の大きさ(体積)を30plに変更した以外は、実施例1に記載の方法により電子写真感光体を作製した。
実施例1において、保護層用塗布液の塗布方法を浸漬塗布に変更した以外は、実施例1に記載の方法により電子写真感光体を作製した。
実施例1において、保護層用塗布液の溶剤を「シクロペンタノン(溶剤)200質量部」から「イソプロピルアルコール200質量部」に変更し、ノズルからの液滴の大きさ(体積)を10plに変更した以外は、実施例1に記載の方法により電子写真感光体を作製した。
実施例1において、保護層用塗布液の溶剤を「シクロペンタノン(溶剤)200質量部」から「シクロペンタノール200質量部」に変更し、ノズルからの液滴の大きさ(体積)を10plに変更した以外は、実施例1に記載の方法により電子写真感光体を作製した。
実施例1において、保護層用塗布液の溶剤を「シクロペンタノン(溶剤)200質量部」から「シクロペンタノン400質量部」に変更した以外は、実施例1に記載の方法により電子写真感光体を作製した。
実施例7において、保護層用塗布液の溶剤「シクロペンタノール160質量部」を「シクロペンチルメチルエーテル200質量部」に変更した以外は、実施例7に記載の方法により電子写真感光体を作製した。
実施例1において、「メラミン2質量部」を「メラミン10質量部」に変更し、ノズルからの液滴の大きさ(体積)を8plに変更した以外は、実施例1に記載の方法により電子写真感光体を作製した。
これにより、電荷輸送性材料の表面保護層中における含有量が90質量%未満となる感光体が得られたが、感光体としての電気特性に劣り、またポリテトラフルオロエチレン粒子の分散性が非常に悪化した。
実施例1において、「化合物(I−10)70質量部、化合物(I−25)70質量部」から「化合物(I−10)55質量部、化合物(I−25)50質量部」に変更し、「シクロペンタノン(溶剤)200質量部」を「シクロペンタノン(溶剤)150質量部」に変更し、「ポリテトラフルオロエチレン粒子(商品名ルブロンL2、ダイキン工業(株)製)10質量部」を「ポリテトラフルオロエチレン粒子(商品名ルブロンL2、ダイキン工業(株)製)2質量部」に変更し、「フッ素系クシ型グラフトポリマー(商品名GF300、東亜合成化学(株)製)0.5質量部」を「フッ素系クシ型グラフトポリマー(商品名GF300、東亜合成化学(株)製)0.1質量部」に変更し、ノズルからの液滴の大きさ(体積)を8plに変更した以外は、実施例1に記載の方法により電子写真感光体を作製した。
これにより、フッ素樹脂粒子の表面保護層中における含有量が2質量%未満となる感光体が得られた。
Claims (5)
- 基体と、
感光層と、
グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物、並びに−OH,−OCH 3 ,−NH 2 ,−SHおよび−COOHから選択される置換基の少なくとも1つを持つ硬化性の電荷輸送性材料を酸触媒を用いて熱硬化させた硬化膜であり、前記グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物と前記硬化性の電荷輸送性材料との架橋物、およびフッ素樹脂粒子を有し、前記電荷輸送性材料の含有量が90質量%以上98質量%以下であり、前記フッ素樹脂粒子の含有量が2質量%以上10質量%以下であり、且つ下記式(1)を満たす表面保護層と、
を少なくともこの順に備える電子写真感光体。
式(1) 0.5≦b/a≦1
(式(1)中、aは、前記表面保護層中の前記感光層側の表面からの膜厚が2/3までの領域における、炭素原子、酸素原子、およびフッ素原子の総和に対するフッ素原子の割合を、bは、前記表面保護層中の外側表面からの膜厚が1/3までの領域における炭素原子、酸素原子、およびフッ素原子の総和に対するフッ素原子の割合を表す。) - 前記電荷輸送性材料が、下記一般式(I)で示される化合物である請求項1に記載の電子写真感光体。
F−((−R7−X)n1(R8)n3−Y)n2 (I)
(一般式(I)中、Fは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、R7およびR8はそれぞれ独立に炭素数1以上5以下の直鎖状または分鎖状のアルキレン基を、n1は0または1を、n2は1以上4以下の整数を、n3は0または1を、Xは酸素,NHまたは硫黄原子を、Yは−OH,−OCH3,−NH2,−SHまたは−COOHを示す。) - グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物、−OH,−OCH 3 ,−NH 2 ,−SHおよび−COOHから選択される置換基の少なくとも1つを持つ硬化性の電荷輸送性材料、並びにフッ素樹脂粒子を含有し、粘度が10mPa・s以上60mPa・s以下であり、乾燥後に前記電荷輸送性材料の含有量が90質量%以上98質量%以下となり、乾燥後に前記フッ素樹脂粒子の含有量が2質量%以上10質量%以下となる表面保護層形成用の塗布液を準備する塗布液準備工程、
少なくとも感光層を備えた基体の該感光層上に、前記塗布液をインクジェット方式により液滴吐出ヘッドから1pl以上20pl以下の大きさの液滴にて噴射し塗布膜を形成する塗布液噴射工程、
並びに酸触媒を用い前記塗布膜を乾燥して前記グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物と前記硬化性の電荷輸送性材料とを架橋させ表面保護層を形成する乾燥工程、
を備える電子写真感光体の製造方法。 - 基体と、感光層と、グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物、並びに−OH,−OCH 3 ,−NH 2 ,−SHおよび−COOHから選択される置換基の少なくとも1つを持つ硬化性の電荷輸送性材料を酸触媒を用いて熱硬化させた硬化膜であり、前記グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物と前記硬化性の電荷輸送性材料との架橋物、およびフッ素樹脂粒子を有し、前記電荷輸送性材料の含有量が90質量%以上98質量%以下であり、前記フッ素樹脂粒子の含有量が2質量%以上10質量%以下であり、且つ下記式(1)を満たす表面保護層と、を少なくともこの順に備える電子写真感光体、
前記電子写真感光体を帯電する帯電装置、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する潜像形成装置、
前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置、
並びに前記電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置、
を備えた画像形成装置。
式(1) 0.5≦b/a≦1
(式(1)中、aは、前記表面保護層中の前記感光層側の表面からの膜厚が2/3までの領域における、炭素原子、酸素原子、およびフッ素原子の総和に対するフッ素原子の割合を、bは、前記表面保護層中の外側表面からの膜厚が1/3までの領域における炭素原子、酸素原子、およびフッ素原子の総和に対するフッ素原子の割合を表す。) - 基体と、感光層と、グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物、並びに−OH,−OCH 3 ,−NH 2 ,−SHおよび−COOHから選択される置換基の少なくとも1つを持つ硬化性の電荷輸送性材料を酸触媒を用いて熱硬化させた硬化膜であり、前記グアナミン構造またはメラミン構造を有する化合物と前記硬化性の電荷輸送性材料との架橋物、およびフッ素樹脂粒子を有し、前記電荷輸送性材料の含有量が90質量%以上98質量%以下であり、前記フッ素樹脂粒子の含有量が2質量%以上10質量%以下であり、且つ下記式(1)を満たす表面保護層と、を少なくともこの順に備える電子写真感光体を有し、且つ前記電子写真感光体を帯電する帯電装置、帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する潜像形成装置、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置、前記電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置、および前記電子写真感光体の表面を清掃する清掃装置から選択される少なくとも1つを備えたプロセスカートリッジ。
式(1) 0.5≦b/a≦1
(式(1)中、aは、前記表面保護層中の前記感光層側の表面からの膜厚が2/3までの領域における、炭素原子、酸素原子、およびフッ素原子の総和に対するフッ素原子の割合を、bは、前記表面保護層中の外側表面からの膜厚が1/3までの領域における炭素原子、酸素原子、およびフッ素原子の総和に対するフッ素原子の割合を表す。)
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