JP5696520B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
例えば、画像書き込みに使用される電子写真感光体(適宜「感光体」と記す)は、帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段などの電気的、機械的外力による傷や磨耗を抑制するため、表面層を構成する材料として機械強度の高い樹脂を使用することで、長寿命化が図られている。
特許文献2では、エポキシ樹脂及びエポキシ基を有する電荷輸送材料を用いることが開示されている。
特許文献3及び4では、保護層にフェノール樹脂及び水酸基を有する電荷輸送材料を用いることが開示されている。
例えば、特許文献5では、感光体の表面層中にフッ素系樹脂粒子を分散することにより、感光体の表面層の表面エネルギーを低減する方法が開示されている。
さらに、特許文献6には、更なる高耐久化を図るにあたり、感光体表面に不飽和重合性官能基を有した化合物を重合させた保護層中にフッ素系樹脂粒子を分散することが提案されている。
前記電子写真感光体を帯電する帯電手段と、
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手段と、
前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を、トナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、
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手段と、
前記電子写真感光体の表面に残留する現像剤を除去するクリーニング手段と、
を備え、
前記電子写真感光体の最表面層が、
グアナミン化合物及びメラミン化合物から選択される少なくとも1種と、
アルコキシ基を有する架橋性電荷輸送物質、及びアルコキシ基を有する架橋性電荷輸送物質に由来する構造から選択される少なくとも1種と、
を更に含み、
前記フッ素系樹脂粒子及び前記フッ化アルキル基含有共重合体を除いた最表面層の全固形分に対する、前記グアナミン化合物及び前記メラミン化合物の総含有量が0.1質量%以上20質量%以下であり、
前記フッ素系樹脂粒子及び前記フッ化アルキル基含有共重合体を除いた最表面層の全固形分に対する、前記アルコキシ基を有する架橋性電荷輸送物質及び前記アルコキシ基を有する架橋性電荷輸送物質に由来する構造の総含有量が10質量%以上40質量%以下である画像形成装置。
10≦A×B≦50 (1)
A:最表面層に含まれるフッ素系樹脂粒子及びフッ化アルキル基含有共重合体の総含有量[質量%]
B:電子写真感光体を1000回転させたときの最表面層の摩耗量[nm]
請求項2に係る発明は、前記電子写真感光体の最表面層におけるフッ素系樹脂粒子及びフッ化アルキル基含有共重合体の総含有量が21質量%以下である請求項1に記載の画像形成装置。
請求項3に係る発明は、前記電子写真感光体の最表面層が、水酸基を有する架橋性電荷輸送物質、及び水酸基を有する架橋性電荷輸送物質に由来する構造から選択される少なくとも1種を更に含む請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
請求項4に係る発明は、前記フッ素系樹脂粒子が、4フッ化エチレンの重合体及び4フッ化エチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体から選ばれる少なくとも1種を含む請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
請求項5に係る発明は、前記フッ化アルキル基含有共重合体が、下記構造式A及び下記構造式Bで表される繰り返し単位を含むフッ化アルキル基含有共重合体であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(構造式A及び構造式Bにおいて、l、m及びnは1以上の整数を、p、q、r及びsは0または1以上の整数を、tは1以上7以下の整数を、R1、R2、R3及びR4は水素原子又はアルキル基を、Xはアルキレン鎖、ハロゲン置換アルキレン鎖、−S−、−O−、−NH−又は単結合を、Yはアルキレン鎖、ハロゲン置換アルキレン鎖、−(CzH2z−1(OH))−又は単結合を表す。zは1以上の整数を表す。Qは−O−又は−NH−を表す。)
請求項6に係る発明は、前記帯電手段が、前記電子写真感光体に接触せずに該電子写真感光体を帯電する手段である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
請求項7に係る発明は、前記電子写真感光体の外周表面の移動速度が500mm/s以上である請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
請求項2に係る発明によれば、電子写真感光体の最表面層におけるフッ素系樹脂粒子及びフッ化アルキル基含有共重合体の総含有量が21質量%を超える場合に比べ、像流れの発生が抑制される画像形成装置が提供される。
請求項3に係る発明によれば、電子写真感光体の最表面層に含まれる電荷輸送性材料の種類を考慮しない場合に比較して、繰り返して使用しても、感光体の耐摩耗性が維持されるとともに、像流れの発生が抑制される画像形成装置が提供される。
請求項4に係る発明によれば、前記フッ素系樹脂粒子が、4フッ化エチレンの重合体及び4フッ化エチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体から選ばれる少なくとも1種を含まない場合に比べ、耐摩耗性が維持されるとともに、像流れの発生が抑制される画像形成装置が提供される。
請求項5に係る発明によれば、電子写真感光体の最表面層に含まれるフッ化アルキル基含有共重合体が、前記構造式A及び前記構造式Bで表される繰り返し単位を含むフッ化アルキル基含有共重合体でない場合に比べ、耐摩耗性が維持されるとともに、像流れの発生が抑制される画像形成装置が提供される。
請求項6に係る発明によれば、前記帯電手段が、前記電子写真感光体に接触して該電子写真感光体を帯電する手段である場合に比べ、耐摩耗性が維持されるとともに、像流れの発生が抑制される画像形成装置が提供される。
請求項7に係る発明によれば、電子写真感光体の外周表面の移動速度が500mm/s以上と高速であっても、式(1)を満たさない場合に比べ、像流れの発生が抑制された画像が高い生産性で得られる画像形成装置が提供される。
本実施形態に係る画像形成装置は、最表面層がフッ素系樹脂粒子及びフッ化アルキル基含有共重合体を含み、下記式(1)を満たす電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電する帯電手段と、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手段と、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を、トナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、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手段と、前記電子写真感光体の表面に残留する現像剤を除去するクリーニング手段と、を備えている。
10≦A×B≦50 (1)
A:最表面層に含まれるフッ素系樹脂粒子及びフッ化アルキル基含有共重合体の総含有量[質量%]
B:電子写真感光体を1000回転させたときの最表面層の摩耗量[nm]
なお、耐摩耗性の維持と、像流れの発生抑制の観点から、望ましくは、12≦A×B≦42であり、さらに望ましくは、望ましくは、15≦A×B≦30である。
まず、本実施形態に係る電子写真感光体について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る電子写真用感光体の構成の一例を概略的に示し、図2及び図3はそれぞれ電子写真感光体の他の構成を概略的に示している。
図1に示す電子写真感光体7Aは、いわゆる機能分離型感光体(又は積層型感光体)であり、導電性基体4上に下引層1が設けられ、その上に電荷発生層2及び電荷輸送層3を順次形成して構成された感光層が設けられ、その上に最表面層として表面保護層5が設けられた構造を有するものである。
図3に示す電子写真感光体7Cは、電荷発生材料と電荷輸送材料とを同一の層(電荷発生/電荷輸送層6)に含む機能一体型感光体であり、導電性基体4上に下引層1が設けられ、その上に電荷発生/電荷輸送層6、及び表面保護層5が順次形成された構造を有するものである。電子写真感光体7Cにおいては、電荷発生/電荷輸送層6からなる単層型の感光層が構成されている。
なお、図1乃至図3に示す電子写真感光体において、下引層1は設けても設けなくてもよい。また、下引層1と感光層との間に中間層を設けてもよい。また、表面保護層を設けず、感光層を最表面層としてもよい。
以下、代表例として図1に示す電子写真感光体7Aに基づいて、各要素について説明する。
表面保護層5は、電子写真感光体7Aにおける最表面層であり、電荷発生層2及び電荷輸送層3から構成される感光層を保護するために設けられる層である。本実施形態に係る表面保護層5は、少なくともフッ素系樹脂粒子及びフッ化アルキル基含有共重合体を含んで構成される。かかる表面保護層5を有することで、感光体7Aの表面に、磨耗、傷などに対する耐性を持たせ、且つトナーの転写効率の向上が図られる。
表面保護層5がフッ素系樹脂粒子を含有することで、トナー像を転写した後の感光体の表面に残留するトナー等を除去するためのクリーニングブレード等の接触部材との摩擦力が軽減され、電子写真感光体の表面の摩耗が効果的に抑制される。その一方、残留トナーとクリーニングブレードとの間の摩擦力は保たれ、残留トナー等の異物は除去され易いと考えられる。
尚、上記フッ素系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、フッ素系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で測定した値である。
表面保護層5がフッ化アルキル基含有共重合体を含有することで、フッ素系樹脂粒子の分散安定性が保たれる。
表面保護層5に含まれるフッ化アルキル基含有共重合体としては、特に限定されるものではないが、下記構造式(A)及び構造式(B)で表される繰り返し単位を含むフッ化アルキル基含有共重合体であることが望ましく、アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、等からなるマクロモノマー及びパーフルオロアルキルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロアルキル(メタ)アクリレートを用いて例えばグラフト重合により合成される樹脂であることがより望ましい。ここで、(メタ)アクリレートはアクリレートまたはメタクリレートを示す。
表面保護層5が上記構成を有することで、電子写真感光体の耐摩耗性及び電気的安定性がより向上し、また像流れの発生も抑制し、良好な画質の形成が繰り返し得られ、画像形成装置の高信頼性、長寿命化がより高められる。
ここで、グアナミン化合物について説明する。本実施形態で用い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。
グアナミン化合物としては、特に下記一般式(A)で示される化合物及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)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(A)で示される化合物は、一種単独で用いもよいし、2種以上を併用してもよい。特に、一般式(A)で示される化合物を2種以上混合して用いたり、それを構造単位とする多量体(オリゴマー)として用いたりすると、溶剤に対する溶解性が向上する。
一般式(A)において、R1を示すアルキル基は、炭素数が1以上10以下であるが、望ましくは炭素数が1以下8以上であり、より望ましくは炭素数が1以上5以下である。また、当該アルキル基は、直鎖状であってもよし、分鎖状であってもよい。
一般式(A)中、R1を示すフェニル基は、炭素数6以上10以下であるが、より望ましくは6以上8以下である。当該フェニル基に置換される置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基などが挙げられる。
一般式(A)中、R1を示す脂環式炭化水素基は、炭素数4以上10以下であるが、より望ましくは5以上8以下である。当該脂環式炭化水素基に置換される置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基などが挙げられる。
一般式(A)中、R2乃至R5を示す「−CH2−O−R6」において、R6を示すアルキル基は、炭素数が1以上10以下であるが、望ましくは炭素数が1以下8以上であり、より望ましくは炭素数が1以上6以下である。また、当該アルキル基は、直鎖状であってもよし、分鎖状であってもよい。望ましくは、メチル基、エチル基、ブチル基などが挙げられる。
一般式(A)で示される化合物としては、特に望ましくは、R1が炭素数6以上10以下の置換若しくは未置換のフェニル基を示し、R2乃至R5がそれぞれ独立に−CH2−O−R6を示される化合物である。また、R6は、メチル基又はn−ブチル基から選ばれることが望ましい。
一般式(A)で示される化合物は、例えば、グアナミンとホルムアルデヒドとを用いて公知の方法(例えば、実験化学講座第4版、28巻、430ページ)で合成される。
以下、一般式(A)で示される化合物の具体例を示すが、これらに限られるわけではない。また、以下の具体例は、単量体のものを示すが、これらを構造単位とする多量体(オリゴマー)であってもよい。
また、一般式(A)で示される化合物(多量体を含む)は、合成後又は市販品の購入後、残留触媒の影響を取り除くために、トルエン、キシレン、酢酸エチル、などの適当な溶剤に溶解し、蒸留水、イオン交換水などで洗浄してもよいし、イオン交換樹脂で処理して除去してもよい。
次に、メラミン化合物について説明する。本実施形態で用いるメラミン化合物としては、メラミン骨格(構造)を有する化合物であり、特に下記一般式(B)で示される化合物及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(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)で示される化合物又はその多量体は、一種単独で用いもよいし、2種以上を併用してもよい。また、前記一般式(A)で示される化合物又はその多量体と併用してもよい。特に、一般式(B)で示される化合物は、2種以上混合して用いたり、それを構造単位とする多量体(オリゴマー)として用いたりすると、溶剤に対する溶解性が向上する。
一般式(B)で示される化合物は、例えば、メラミンとホルムアルデヒドとを用いて公知の方法(例えば、実験化学講座第4版、28巻、430ページのメラミン樹脂と同様に合成される)で合成される。
以下、一般式(B)で示される化合物の具体例を示すが、これらに限られるわけではない。また、以下の具体例は、単量体のものを示すが、これらを構造単位とする多量体(オリゴマー)であってもよい。
また、一般式(B)で示される化合物(多量体を含む)は、合成後又は市販品の購入後、残留触媒の影響を取り除くために、トルエン、キシレン、酢酸エチル、などの適当な溶剤に溶解し、蒸留水、イオン交換水などで洗浄してもよいし、イオン交換樹脂で処理して除去してもよい。
次に、電荷輸送性材料について説明する。表面保護層に含まれる電荷輸送性材料としては、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、チオール基、及びカルボキシル基から選択される置換基の少なくとも1つを持つものであるが挙げられる。特に、電荷輸送性材料としては、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、チオール基、及びカルボキシル基から選択される置換基を少なくとも2つ(さらには3つ)持つものが挙げられる。この如く、電荷輸送性材料に反応性官能基(当該置換基)が増えることで架橋密度が上がり、より強度の高い架橋膜が得られ、電子写真感光体の磨耗が抑制される。
F−((−R1−X)n1(R2)n2−Y)n3 (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、R1及びR2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又は1を示し、n2は0又は1を示し、n3は1以上4以下の整数を示す。Xは酸素、NH、又は硫黄原子を示し、Yは水酸基、アルコキシ基、アミノ基、チオール基、及びカルボキシル基を示す。
一般式(I)中、Fを示す正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基における正孔輸送能を有する化合物としては、アリールアミン誘導体が挙げられる。アリールアミン誘導体としては、トリフェニルアミン誘導体、テトラフェニルベンジジン誘導体が挙げられる。
そして、一般式(I)で示される化合物は、下記一般式(II)で示される化合物であることが望ましい。一般式(II)で示される化合物は、特に、電荷移動度、酸化などに対する安定性等に優れる。
一般式(II)中、Dを示す「−(−R1−X)n1(R2)n2−Y」は、一般式(I)と同様であり、R1及びR2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である。また、n1として望ましくは、1である。また、n2として望ましくは、1である。また、Xとして望ましくは、酸素である。また、Yとして望ましくは水酸基である。
なお、一般式(II)におけるDの総数は、一般式(I)におけるn3に相当し、望ましくは、2以上4以下であり、さらに望ましくは3以上4以下である。つまり、一般式(I)や一般式(II)において、Dの総数を、望ましくは一分子中に2以上4以下、さらに望ましくは3以上4以下とすると、架橋密度が上がり、より強度の高い架橋膜が得られ、特にクリーニングブレードを用いた際の電子写真感光体の回転トルクが低減され、ブレードへのダメージの抑制や、電子写真感光体の磨耗が抑制される。この詳細は不明であるが、反応性官能基の数が増すことで、架橋密度の高い硬化膜が得られ、電子写真感光体の極表面の分子運動が抑制されてブレード部材表面分子との相互作用が弱まるためと推測される。
一般式(II)中、Ar1乃至Ar4としては、下記式(1)乃至(7)のうちのいずれかであることが望ましい。なお、下記式(1)乃至(7)は、Ar1乃至Ar4の各々に連結され得る「−(D)C1」乃至「−(D)C4」を総括的に示した「−(D)C」と共に示す。
ここで、式(7)中のArとしては、下記式(8)又は(9)で表されるものが望ましい。
また、式(7)中のZ’としては、下記式(10)乃至(17)のうちのいずれかで表されるものが望ましい。
上記式(16)乃至(17)中のWとしては、下記(18)乃至(26)で表される2価の基のうちのいずれかであることが望ましい。但し、式(25)中、uは0以上3以下の整数を表す。
一般式(I)で示される化合物の具体例としては、以下に示す化合物I−1乃至I−34が挙げられる。なお、上記一般式(I)で示される化合物は、これらにより何ら限定されるものではない。
グアナミン化合物(例えば、一般式(A)で示される化合物)及びメラミン化合物(例えば、一般式(B)で示される化合物)の総含有量が上記範囲内であれば、上記範囲未満である場合に比べて緻密な膜となり、耐摩耗性が向上し、上記範囲外である場合に比べて電気特性や耐ゴースト性が向上する。
また、アルコキシ基を有する架橋性電荷輸送物質の含有量が上記範囲内であれば、上記範囲未満である場合に比べ、電気特性の低下が抑制されるとともに、感光体の外部から電気的或いは機械的なストレスが感光体に付与された場合における耐性がより高まる。
表面保護層5には、グアナミン化合物(例えば一般式(A)で示される化合物)及びメラミン化合物(例えば一般式(B)で示される化合物)から選択される少なくとも1種と、上記電荷輸送性材料(例えば一般式(I)で示される化合物)との架橋物と共に、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキッド樹脂などを混合して用いてもよい。また、強度を向上させるために、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ることも効果的である。
また、表面保護層5には界面活性剤を添加することが望ましく、用いる界面活性剤としては、フッ素原子、アルキレンオキサイド構造、シリコーン構造のうち少なくとも一種類を含む界面活性剤であれば特に制限はないが、上記構造を複数有するものが電荷輸送性有機化合物との親和性・相溶性が高く、表面保護層形成用塗布液の成膜性が向上し、表面保護層5のシワ・ムラが抑制される。
パーフルオロアルキルカルボン酸類の市販品としては、例えばメガファックF−410(大日本インキ化学工業株式会社製)、エフトップ EF−201、EF−204(以上、JEMCO社製)などが挙げられる。
パーフルオロアルキル基含有リン酸エステルの市販品としては、メガファックF−493、F−494(以上、大日本インキ化学工業株式会社製)エフトップ EF−123A、EF−123B、EF−125M、EF−132、(以上、JEMCO社製)などが挙げられる。
ポリエチレングリコールとしては数平均分子量が2000以下のものが望ましく、数平均分子量が2000以下のポリエチレングリコールとしては、ポリエチレングリコール2000(数平均分子量2000)、ポリエチレングリコール600(数平均分子量600)、ポリエチレングリコール400(数平均分子量400)、ポリエチレングリコール200(数平均分子量200)等が挙げられる。
また、ポリエーテル消泡剤としては、PE−M、PE−L(以上、和光純薬工業社製)、消泡剤No.1、消泡剤No.5(以上、花王社製)等が挙げられる。
表面保護層5には、さらに、膜の成膜性、可とう性、潤滑性、接着性を調整するなどの目的から、他のカップリング剤、フッ素化合物を混合してもよい。各種シランカップリング剤、及び市販のシリコーン系ハードコート剤が用いられる。
ここで、アルコールに溶解する樹脂とは、炭素数5以下のアルコールに1質量%以上溶解する樹脂を意味する。アルコール系溶剤に溶解する樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ブチラールの一部がホルマールやアセトアセタール等で変性された部分アセタール化ポリビニルアセタール樹脂などのポリビニルアセタール樹脂(たとえば積水化学社製エスレックB、K等)、ポリアミド樹脂、セルロ−ス樹脂、ポリビニルフェノール樹脂などがあげられる。特に、電気特性の点でポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂が望ましい。
当該樹脂の重量平均分子量は2,000以上100,000以下が望ましく、5,000以上50,000以下がより望ましい。樹脂の分子量が2,000未満であると樹脂の添加による効果が不充分となる傾向にあり、また、100,000を超えると溶解度が低下して添加量が制限され、さらには塗布時に製膜不良を招く傾向にある。
また、当該樹脂の添加量はフッ素系樹脂粒子、あるいはフッ化アルキル基含有共重合体を除いた場合において1質量%以上40質量%以下が望ましく、1質量%以上30質量%以下がより望ましく、5質量%以上20質量%以下がさらに望ましい。当該樹脂の添加量が1質量%未満であると樹脂の添加による効果が不十分となる傾向にあり、また、40質量%を超えると高温高湿下(例えば28℃、85%RH)での画像ボケが発生しやすくなる。
酸化防止剤の添加量としてはフッ素系樹脂粒子及びフッ化アルキル基含有共重合体を除いた場合において20質量%以下が望ましく、10質量%以下がより望ましい。
ヒンダードアミン系酸化防止剤としては、「サノールLS2626」、「サノールLS765」、「サノールLS770」、「サノールLS744」(以上、三共ライフテック製)、「チヌビン144」、「チヌビン622LD」(以上、チバ・ジャパン製)、「マークLA57」、「マークLA67」、「マークLA62」、「マークLA68」、「マークLA63」(以上、アデカ社製)が挙げられ、チオエーテル系として「スミライザ−TPS」、「スミライザーTP−D」(以上、住友化学社製)が挙げられ、ホスファイト系として「マーク2112」、「マークPEP−8」、「マークPEP−24G」、「マークPEP−36」、「マーク329K」、「マークHP−10」(以上、アデカ社製)等が挙げられる。
ケイ素含有粒子として用いられるコロイダルシリカは、平均粒径1nm以上100nm以下、望ましくは10nm以上30nm以下のシリカを、酸性もしくはアルカリ性の水分散液、アルコール、ケトン、エステル等の有機溶媒中に分散させたものから選ばれ、一般に市販されているものを使用してもよい。
表面保護層5中のコロイダルシリカの固形分含有量は、特に限定されるものではないが、製膜性、電気特性、強度の面から、表面保護層5のフッ素系樹脂粒子、あるいはフッ化アルキル基含有共重合体を除いた場合の固形分量を基準として、0.1質量%以上50質量%以下、望ましくは0.1質量%以上30質量%以下の範囲で用いられる。
保護層5中のシリコーン粒子の含有量は、保護層5のフッ素系樹脂粒子、あるいはフッ化アルキル基含有共重合体を除いた場合の固形分量を基準として、望ましくは0.1質量%以上30質量%以下、より望ましくは0.5質量%以上10質量%以下である。
導電性粒子の平均粒径は保護層の透明性の点で0.3μm以下、特に0.1μm以下が望ましい。
更に、電荷輸送性材料として上記一般式(I)(一般式(II)含む)で表される化合物を用いる場合、含硫黄系材料は、これら電荷輸送性材料に対するドーパントとしても優れた機能を発揮し、得られる機能層の電気特性がより向上される。その結果、電子写真感光体を形成した場合に、機械強度、成膜性及び電気特性の全てが高水準で達成される。
また、一定以上の温度をかけたときに触媒能力が高くなる、所謂、熱潜在性触媒を用いることで、液保管温度では触媒能が低く、硬化時に触媒能が高くなるため、硬化温度の低下と、保存安定性が両立される。
中でも、触媒能、保管安定性、入手性、コストの面でプロトン酸及び/又はプロトン酸誘導体を塩基でブロックしたものが望ましい。
ここで、触媒の配合量は、上記グアナミン化合物(例えば一般式(A)で示される化合物)及びメラミン化合物(例えば一般式(B)で示される化合物)から選択される少なくとも1種の量(塗布液におけるフッ素系樹脂粒子、あるいはフッ化アルキル基含有共重合体を除いた場合の固形分濃度)に対し、0.1質量%以上50質量%以下の範囲であることが望ましく、特に10質量%以上30質量%以下が望ましい。この配合量が上記範囲未満であると、触媒活性が低すぎることがあり、上記範囲を超えると耐光性が悪くなることがある。なお、耐光性とは、感光層が室内光などの外界からの光にさらされたときに、照射された部分が濃度低下を起こす現象のことを言う。原因は、明らかではないが、特開平5−099737号公報にあるように、光メモリー効果と同様の現象が起こっているためであると推定される。
以上の構成の表面保護層5は、フッ素系樹脂粒子及びフッ化アルキル基含有共重合体を含み、望ましくは、グアナミン化合物(一般式(A)で示される化合物)及びメラミン化合物(一般式(B)で示される化合物)から選択される少なくとも1種と前記特定の電荷輸送性材料とを含む表面保護層形成用塗布液を用いて形成される。この表面保護層形成用塗布液は、必要に応じて、表面保護層5の任意の他の構成成分が添加される。
導電性基体4としては、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、白金等の金属又は合金を用いて構成される金属板、金属ドラム、及び金属ベルト、又は、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、金等の金属又は合金を塗布、蒸着又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。
また、他の粗面化の方法としては、導電性基体4の表面を粗面化することなく、導電性又は半導電性粉体を樹脂中に分散させて、導電性基材4を構成する支持体の表面上に層を形成し、その層中に分散させる粒子により粗面化する方法も望ましく用いられる。
陽極酸化膜の膜厚については、0.3μm以上15μm以下が望ましい。この膜厚が0.3μm未満であると、注入に対するバリア性が乏しく効果が不十分となる傾向がある。他方、15μmを超えると、繰り返し使用による残留電位の上昇を招く傾向にある。
酸性水溶液による処理としては、例えば、リン酸、クロム酸及びフッ酸を含む酸性処理液による処理が挙げられる。リン酸、クロム酸及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、クロム酸及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℃以下が望ましいが、処理温度を高く保つことにより、当該処理温度の範囲よりも低い場合に比べ一層速く、かつ厚い被膜が形成される。被膜の膜厚は、0.3μm以上15μm以下が望ましい。0.3μm未満であると、注入に対するバリア性が乏しく効果が不十分となる傾向がある。他方、15μmを超えると、繰り返し使用による残留電位の上昇を招く傾向がある。
下引層1は、例えば、結着樹脂に無機粒子を含有して構成される。
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。これは下引層1はリーク耐性、キャリアブロック性獲得のために適切な抵抗を得ることが必要であるためである。なお、上記範囲の下限よりも無機粒子の抵抗値が低いと十分なリーク耐性が得られず、この範囲の上限よりも高いと残留電位の上昇を引き起こしてしまう懸念がある。
中でも、上記抵抗値を有する無機粒子としては、酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム等の無機粒子(導電性金属酸化物)を用いるのが望ましく、特に酸化亜鉛は望ましく用いられる。
無機粒子の体積平均粒径は50nm以上2000nm以下(望ましくは60以上1000以下)の範囲であることが望ましい
また、無機粒子としては、BET法による比表面積が10m2/g以上のものが望ましく用いられる。比表面積値が10m2/g未満のものは帯電性低下を招きやすく、良好な電子写真特性を得にくい傾向がある。
さらに、無機粒子と共にアクセプター性化合物を含有させることで、電気特性の長期安定性、キャリアブロック性に優れた下引層が得られる。
アクセプター化合物は、下引層の塗布時に添加するだけでもよいし、無機粒子表面にあらかじめ付着させておいてもよい。無機粒子表面にアクセプター化合物を付与させる方法としては、乾式法又は湿式法が挙げられる。
アミノ基を有するシランカップリング剤としては、所望の電子写真感光体特性を得られるものであればいかなる物でも用いてもよいが、具体的例としてはγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルメトキシシラン、N,N−ビス(β−ヒドロキシエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
これらの表面処理剤を用いた表面処理方法は、公知の方法であればいかなる方法でも使用されるが、乾式法又は湿式法を用いることが望ましい。また、アクセプター付与とカップリング剤等による表面処理を一緒に行ってもよい。
下引層1中の無機粒子に対するシランカップリング剤の量は、所望の電子写真特性が得られる量であれば任意に設定されるが分散性向上の観点から、無機粒子に対して0.5質量%以上10質量%以下が望ましい。
また、ジルコニウムキレート化合物の例としては、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。
アルミニウムキレート化合物の例としては、アルミニウムイソプロピレート、モノブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムブチレート、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)等が挙げられる。
これらの化合物は単独に若しくは複数の化合物の混合物又は重縮合物として用いてもよい。
また、これらの溶剤は単独又は2種以上混合して用いてもよい。混合する際、使用される溶剤としては、混合溶剤として結着樹脂を溶かし得る溶剤であれば、いかなるものでも使用される。
さらに、下引層1を設けるときに用いる塗布方法としては、ブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が用いられる。
このようにして得られた下引層形成用塗布液を用い、導電性基体上に下引層1が成膜される。
さらに、下引層1は、所望の特性が得られるのであれば、いかなる厚さに設定されるが、厚さ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。
下引層1の厚さが15μm未満であるときには、充分な耐リーク性能が得られ難く、また、50μm以上であるときには、長期使用した場合に残留電位が残りやすくなるため画像濃度異常を招きやすい欠点がある。
表面粗さ調整のために下引層中に樹脂などの粒子を添加してもよい。樹脂粒子としてはシリコーン樹脂粒子、架橋型ポリメタクリル酸メチル樹脂粒子等が用いられる。
この下引層1の光透過率は、前記、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、コロイドミル、ペイントシェーカー等を用いた分散時の分散時間を調整することで、制御される。分散時間は、特に限定しないが、5分から1000時間の任意の時間が望ましく、さらには30分から10時間がより望ましい。分散時間を長くすると、光透過率は低下する傾向にある。
下引層1は、導電性基体4上に塗布した前述の下引層形成用塗布液を乾燥させることで得られる。通常、乾燥は、溶剤が蒸発して製膜される温度で行われる。
電荷発生層2は電荷発生材料及び結着樹脂を含有する層である。
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、金属及又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、金属及び無金属フタロシアニン顔料が望ましい。
平均粒径が0.20μmより大きい場合、又は比表面積値が45m2/g未満である場合は、顔料粒子が粗大化しているか、又は顔料粒子の凝集体が形成されており、電子写真感光体の材料として用いた場合の分散性や、感度、帯電性及び暗減衰特性といった特性に欠陥が生じやすい傾向にあり、それにより画質欠陥を生じやすい傾向にある。
更に、感光体が蛍光灯などに暴露されたことに起因する濃度ムラをより確実に抑制する観点から、上記ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料は、平均粒径が0.2μm以下、最大粒径が1.2μm以下であり、且つ、比表面積値が45m2/g以上であることが望ましい。
また、上記のヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料は、25℃から400℃まで昇温したときの熱重量減少率が2.0%以上4.0%以下であることが望ましく、2.5%以上3.8%以下であることがより望ましい。なお、熱重量減少率は熱天秤等により測定される。上記熱重量減少率が4.0%を超えると、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料に含有される不純物が電子写真感光体に影響を及ぼし、感度特性、繰り返し使用時における電位の安定性や画像品質の低下が生じる傾向にある。また、2.0%未満であると、感度の低下が生じる傾向にある。これは、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料が結晶中に微量含有する溶剤分子との相互作用によって増感作用を示すことに起因すると考えられる。
ここで、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料の平均粒径及びBET比表面積を規定することによって,初期のかぶりや黒点の発生を抑えられることが知られてきたが,長期使用によりかぶりや黒点が発生するという問題があった.これに対し,後述する所定の最表面層(グアナミン化合物及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材料とを用いた架橋膜からなる保護層)を組み合わせることによって,従来の最表面層及び電荷発生層の組み合わせで問題となっていた長期間の使用によるかぶりや黒点の発生が抑えられる。これは,長期使用によって発生する膜磨耗や帯電能力の低下が前記保護層を使用することによって抑制されるためであると考えられる。また,電気特性改善(残留電位低減)に効果がある電荷輸送層の薄膜化に対しても、従来感光体では発生してしまうかぶりや黒点の抑制も実現される。
電荷発生層2は、電荷発生材料及び結着樹脂を所定の溶剤中に分散した塗布液を用いて形成される。
また、電荷発生材料及び結着樹脂を溶剤中に分散させる方法としては、ボールミル分散法、アトライター分散法、サンドミル分散法等の通常の方法を用いられる。これらの分散方法により、分散による電荷発生材料の結晶型の変化が防止される。さらにこの分散の際、電荷発生材料の平均粒径を0.5μm以下、望ましくは0.3μm以下、さらに望ましくは0.15μm以下にすることが有効である。
このようにして得られる電荷発生層2の膜厚は、望ましくは0.1μm以上5.0μm以下、さらに望ましくは0.2μm以上2.0μm以下である。
電荷輸送層3は、電荷輸送材料と結着樹脂を含有して、又は高分子電荷輸送材を含有して形成される。
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あげられる。これらの電荷輸送材料は1種を単独で又は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。
また、電荷輸送材料として高分子電荷輸送材を用いてもよい。高分子電荷輸送材としては、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシランなどの電荷輸送性を有する公知のものを用いられる。特に、特開平8−176293号公報、特開平8−208820号公報等に開示されているポリエステル系高分子電荷輸送材は、他種に比べ高い電荷輸送性を有しており、特に望ましいものである。高分子電荷輸送材はそれだけでも成膜されるが、結着樹脂と混合して成膜してもよい。
電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層2の上に塗布する際の塗布方法としては、ブレード塗布法、マイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が用いられる。
電荷輸送層3の膜厚は、望ましくは5μm以上50μm以下、より望ましくは10μm以上30μm以下である。
図4は、実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。画像形成装置100は、図4に示すように、電子写真感光体7を備えるプロセスカートリッジ300と、露光装置9と、転写装置40と、中間転写体50とを備える。なお、画像形成装置100において、露光装置9はプロセスカートリッジ300の開口部から電子写真感光体7を露光する位置に配置されており、転写装置40は中間転写体50を介して電子写真感光体7に対向する位置に配置されており、中間転写体50はその一部が電子写真感光体7に接触して配置されている。
帯電装置8としては、例えば、非接触方式のローラ帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器やコロトロン帯電器等のそれ自体公知の帯電器等が使用される。また、導電性又は半導電性の帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電フィルム、帯電ゴムブレード、帯電チューブ等を用いた接触型帯電器も使用される。なお、本実施形態では、耐摩耗性や高速時における帯電能力の観点から、感光体と接触せずに帯電を行う非接触型の帯電手段を用いることが望ましい。
なお、図示しないが、画像の安定性を高める目的で、電子写真感光体7の周囲には、電子写真感光体7の温度を上昇させ、相対温度を低減させるための感光体加熱部材を設けてもよい。
静電潜像形成手段となる露光装置9としては、例えば、感光体7の表面に、半導体レーザ光、LED光、液晶シャッタ光等の光を、所望の像様に露光する光学系機器等が挙げられる。光源の波長は感光体の分光感度領域にあるものが使用される。半導体レーザーの波長としては、780nm付近に発振波長を有する近赤外が主流である。しかし、この波長に限定されず、600nm台の発振波長レーザーや青色レーザーとして400nm以上450nm以下近傍に発振波長を有するレーザーも利用してもよい。また、カラー画像形成のためにはマルチビーム出力をするタイプの面発光型のレーザー光源も有効である。
現像装置11としては、例えば、磁性若しくは非磁性の一成分系現像剤又は二成分系現像剤等を接触又は非接触させて現像する一般的な現像装置を用いて行ってもよい。その現像装置としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて選択される。例えば、上記一成分系現像剤又は二成分系現像剤をブラシ、ローラ等を用いて感光体7に付着させる機能を有する公知の現像器等が挙げられる。中でも現像剤を表面に保持した現像ローラを用いるものが望ましい。
転写装置40としては、例えば、ベルト、ローラ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等のそれ自体公知の転写帯電器が挙げられる。
クリーニングブレード131は、例えば、図5に示すように、支持部材131D(支持部)に、ゴム部材131Cとを備える。ゴム部材131Cは、感光体(不図示)表面へ圧接させる部材であり、エッジ層131A及びベース層131Bからなる2層構造を有して構成されてもよい。2層構造を有する場合は、ゴム部材131Cは、支持部材131Dの一端部(幅方向に一端部)の主面に、ベース層131Bがその主面を対向させて接着などにより接合している。
また、本実施形態に係る画像形成装置(プロセスカートリッジ)において、現像装置(現像手段)は、磁性体を有する現像剤保持体を備え、磁性キャリア及びトナーを含む2成分系現像剤で静電潜像を現像するものであることが望ましい。この構成では、一成分系現像剤、特に非磁性一成分現像剤の場合に比べ、カラー画像でよりきれいな画質が得られ、更に高水準で高画質化及び高寿命化が実現される。
前記表面処理を施した酸化亜鉛100質量部を500質量部のテトラヒドロフランと攪拌混合し、アリザリン1質量部を50質量部のテトラヒドロフランに溶解させた溶液を添加し、50℃にて5時間攪拌した。その後、減圧ろ過にてアリザリンを付与させた酸化亜鉛をろ別し、さらに60℃で減圧乾燥を行い、アリザリン付与酸化亜鉛顔料を得た。
このアリザリン付与酸化亜鉛顔料60質量部と硬化剤ブロック化イソシアネート スミジュール3175(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、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて2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60mm、長さ357mm、肉厚1mmのアルミニウム基材上に浸漬塗布し、厚さ20μmの下引層を得た。
次いで、電荷発生物質としてX線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)が、7.4°、16.6°、25.5°、28.3°に強い回折ピークを持つクロロガリウムフタロシアニン結晶1質量部を、ポリビニルブチラール樹脂(商品名:エスレックBM−S、積水化学社製)1質量部とともに酢酸ブチル100質量部に加え、ガラスビーズとともにペイントシェーカーで1時間処理して分散させた後、得られた塗布液を前記下引層の表面に浸漬塗布し、100℃にて10分間加熱乾燥して、膜厚約0.2μmの電荷発生層を形成した。
更に、下記式で示される化合物1を2.1質量部、下記構造式1で示される高分子化合物(粘度平均分子量:39,000)2.9質量部をテトラヒドロフラン10質量部及びトルエン5質量部に溶解して得られた塗布液を、電荷発生層の表面に浸漬塗布し、135℃にて35分間加熱乾燥して、膜厚24μmの電荷輸送層を形成した。
4フッ化エチレン樹脂粒子としてルブロンL−2(ダイキン工業製)10部、及び下記構造式2で表される繰り返し単位を含むフッ化アルキル基含有共重合体(重量平均分子量50,000、l:m=1:1、s=1、n=60)0.5部とシクロペンタノン40部に十分に攪拌混合して、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を作製した。
次に、前述の化学式I−8で表される化合物を65部、化学式I−26で表される化合物を30部、ベンゾグアナミン樹脂(ニカラックBL−60、三和ケミカル社製)を4部、それぞれシクロペンタノン220部に加えて、十分に溶解混合した後に、前記4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を加えて、攪拌混合した。次いで、微細な流路をもつ貫通式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー(吉田機械興業製 YSNM−1500AR)を用いて、700kgf/cm2まで昇圧しての分散処理を20回繰返した後、ジメチルポリシロキサン(グラノール450、共栄社化学)を1部、NACURE5225(キングインダストリー社製)を0.1部加えて表面保護層形成用塗布液を調製した。この表面保護層形成用塗布液を浸漬塗布法で電荷輸送層の上に塗布して155℃で35分間乾燥し、膜厚約6μmの表面保護層を形成して得た感光体を、感光体1とした。
感光体1の表面保護層の形成において、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液におけるルブロンL−2(ダイキン工業製)を10部から5部に、フッ化アルキル基含有共重合体を0.5部から0.25部、シクロペンタノンを20部に変更し、十分に攪拌混合して、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を作製した。それ以降は感光体1と同様にして得られた感光体を、感光体2とした。
感光体1の表面保護層の形成において、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液におけるルブロンL−2(ダイキン工業製)を10部から15部に、、フッ化アルキル基含有共重合体0.5部から0.75部に、シクロペンタノンを40部から80部に変更し、十分に攪拌混合して、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を作製した。それ以降は感光体1と同様にして得られた感光体を、感光体3とした。
感光体1の表面保護層の形成において、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液におけるルブロンL−2(ダイキン工業製)を10部から20部に、フッ化アルキル基含有共重合体0.5部から1.0部に、シクロペンタノンを40部から88部に変更し、十分に攪拌混合して、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を作製した。それ以降は感光体1と同様にして得られた感光体を、感光体4とした。
感光体1の表面保護層の形成において、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液におけるルブロンL−2(ダイキン工業製)を10部から30部に、フッ化アルキル基含有共重合体を0.5部から1.5部に、シクロペンタノンを40部から120部に変更し、十分に攪拌混合して、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を作製した。それ以降は感光体1と同様にして得られた感光体を、感光体5とした。
感光体1の表面保護層の形成において、化学式I−8で表される化合物を75部、化学式I−26で表される化合物を20部に変更した以外は感光体1と同様にして得られた感光体を、感光体6とした。
感光体1の表面保護層の形成において、化学式I−8で表される化合物を55部、化学式I−26で表される化合物を40部に変更した以外は感光体1と同様にして得られた感光体を、感光体7とした。
感光体1の表面保護層の形成において、ベンゾグアナミン樹脂をメチル化メラミン樹脂(B−2:ニカラックMW−30HM、三和ケミカル社製)に変更した以外は感光体1と同様にして得られた感光体を、感光体8とした。
感光体1の表面保護層の形成において、化学式I−8で表される化合物を68部、ベンゾグアナミン樹脂を1部に変更した以外は感光体1と同様にして得られた感光体を、感光体9とした。
感光体8の表面保護層の形成において、化学式I−8で表される化合物を化学式I−16で表される化合物に変更した以外は感光体8と同様にして得られた感光体を、感光体10とした。
感光体8の表面保護層の形成において、化学式I−26で表される化合物を下記式で表される化合物2に変更した以外は感光体8と同様にして得られた感光体を、感光体11とした。
感光体10の表面保護層の形成において、化学式I−16で表される化合物を67部、メチル化メラミン樹脂を2部に変更した以外は感光体10と同様にして得られた感光体を、感光体12とした。
感光体12の表面保護層の形成において、メチル化メラミン樹脂をベンゾグアナミン樹脂に変更した以外は感光体12と同様にして得られた感光体を、感光体13とした。
感光体8の表面保護層の形成において、化学式I−8で表される化合物を54部、ベンゾグアナミン樹脂をメチル化メラミン樹脂15部に変更した以外は感光体8と同様にして得られた感光体を、感光体14とした。
感光体1の表面保護層の形成において、化学式I−8で表される化合物を85部、化学式I−26で表される化合物を10部に変更した以外は感光体1と同様にして得られた感光体を、感光体15とした。
感光体1の表面保護層の形成において、化学式I−8で表される化合物を90部、化学式I−26で表される化合物を5部に変更した以外は感光体1と同様にして得られた感光体を、感光体16とした。
感光体1の表面保護層の形成において、化学式I−8で表される化合物を50部、化学式I−26で表される化合物を45部に変更した以外は感光体1と同様にして得られた感光体を、感光体17とした。
感光体1の表面保護層の形成において、化学式I−8で表される化合物を44部、ベンゾグアナミン樹脂を25部に変更した以外は感光体1と同様にして得られた感光体を、感光体18とした。
感光体1の電荷輸送層の形成において、化合物1の代わりに下記式で示される化合物3及び化合物4を2質量部ずつ使用した以外は感光体1と同様にして得られた感光体を、感光体19とした。
感光体19の表面保護層の形成において、化学式I−8で表される化合物を55部、化学式I−26で表される化合物を40部に変更した以外は感光体19と同様にして得られた感光体を、感光体20とした。
[感光体21]
電荷輸送層の形成までは感光体1と同様にして作製した。
4フッ化エチレン樹脂粒子としてルブロンL−2(ダイキン工業製)10部、及び前記構造式2で表される繰り返し単位を含むフッ化アルキル基含有共重合体(重量平均分子量50,000、l:m=1:1、s=1、n=60)0.5部とシクロペンタノン40部に十分に攪拌混合して、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を作製した。
・下記構造の化合物5 : 2質量部
・メチルトリメトキシシラン : 2質量部
・テトラメトキシシラン : 0.5質量部
コロイダルシリカ : 0.3質量部
得られた感光体を、感光体21とした。
感光体1の表面保護層の形成において、化学式I−8で表される化合物を94部、化学式I−26で表される化合物を0部に変更した以外は感光体1と同様にして得られた感光体を、感光体22とした。
電荷輸送層の形成までは感光体1と同様にして作製した。
次に、前述の化学式I−8で表される化合物を65部、化学式I−26で表される化合物を30部、ベンゾグアナミン樹脂(ニカラックBL−60、三和ケミカル社製)を4部、それぞれシクロペンタノン240部に加えて、十分に溶解混合した後に、ジメチルポリシロキサン(グラノール450、共栄社化学)を1部、NACURE5225(キングインダストリー社製)を0.1部加え保護層形成用塗布液を調製した。この表面保護層形成用塗布液を浸漬塗布法で電荷輸送層の上に塗布し155℃で35分乾燥し、膜厚約6μmの表面保護層を形成した感光体を、感光体23とした。
電荷輸送層の形成までは感光体1と同様にして作製した。
次に、4フッ化エチレン樹脂粒子としてルブロンL−2(ダイキン工業製)10部、前記構造式2で表される繰り返し単位を含むフッ化アルキル基含有共重合体(重量平均分子量50,000、l:m=1:1、s=1、n=60)0.5部、及びシクロペンタノン40部を十分に攪拌混合して、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を作製した。次に、前述の化学式I−8で表される化合物を70部、化学式I−26で表される化合物を30部、それぞれシクロペンタノン220部に加えて、十分に溶解混合した後に、前記4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を加えて、攪拌混合した後、微細な流路をもつ貫通式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー(吉田機械興業製 YSNM−1500AR)を用いて、700kgf/cm2まで昇圧しての分散処理を20回繰返した後、ジメチルポリシロキサン(グラノール450、共栄社化学)を1部、NACURE5225(キングインダストリー社製)を0.1部加えて表面保護層形成用塗布液を調製した。この表面保護層形成用塗布液を浸漬塗布法で電荷輸送層の上に塗布し155℃で35分乾燥し、膜厚約6μmの表面保護層を形成した感光体を、感光体24とした。
感光体9の表面保護層の形成において、化学式I−8で表される化合物を59部、化学式I−26で表される化合物の代わりに化合物2で表される化合物を40部、ベンゾグアナミン樹脂を1部に変更した以外は感光体9と同様にして得られた感光体を、感光体25とした。
感光体1の表面保護層の形成において、ルブロンL−2(ダイキン工業製)を40部、フッ化アルキル基含有共重合体2部、シクロペンタノンを160部に変更し、十分に攪拌混合して、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を作製した。それ以降は感光体1と同様にして得られた感光体を、感光体26とした。
感光体1において表面保護層を形成しなかったこと以外は感光体1と同様にして得られた感光体を、感光体27とした。
電荷輸送層の形成までは感光体1と同様にして作製した。
分散剤としてのフッ素原子含有高分子(商品名:GF−300、東亞合成(株)製)1.5部を、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン(商品名:ゼオローラH、日本ゼオン(株)製)のフッ素系溶剤150部に溶解した後、潤滑剤として4フッ化エチレン樹脂粒子(商品名/ルブロンL−2、ダイキン工業(株)製)30部を加え、高圧分散機(商品名:マイクロフルイダイザーM−110EH、米Microfluidics社製)で600kgf/cm2(58.84MPa)の圧力で3回の処理を施し均一に分散させた。これを1μmのPTFEメンブレンフィルターで濾過を行い、潤滑剤分散液を作成した。その後、下記式(6)で示される正孔輸送性化合物70部を潤滑剤分散液に加え、PTFEプレフィルター(商品名:PF020、アドバンテック東洋(株)製)で濾過を行い、表面保護層形成用塗布液を調製した。
<実施例1−15、18−20、参考例16−17、21−22及び比較例1−6>
感光体1乃至28を用いて画像形成テストを行った。実験機は富士ゼロックス社製 DocuCentre−II C7500を150枚/分で画像形成されるように改造した複写機を用いた。テストは白黒モードを用いて、通常テスト(75枚/分)と必要に応じて高速テスト(150枚/分)を実施した。テストは高温高湿(28℃、80%RH)環境下において画像密度5%でA4用紙10万枚の画像形成を行った後、電気特性評価、解像度評価、及び感光体1000回転当たりの表面保護層の摩耗量(nm)を評価した。
まず初期の感光体の電気特性評価として、現像手段を取り外し、表面電位計を設置して、感光体表面電位が−700Vになるように、スコロトロン(非接触型帯電手段)のグリッド電圧を調整した。次に露光部電位が−350Vになるように露光光量を設定した。この露光光量を用いて10万枚の画像形成を行った後に、再び露光部電位を測定し、初期との差分をΔVLで表した。
○:ΔVL<10
△:10≦ΔVL<15
×:15≦ΔVL
初期の感光体電気特性評価と同様にして、スコロトロンのグリッド電圧と露光光量を調整した。次に3pt文字を印字し、その文字を拡大・観察し、文字に乱れ・つぶれがないか評価を行った。
○:図7(A)のごとく良好である
△:図7(B)のごとく部分的な乱れやかすれがある(文字の判別は可)
×:図7(C)のごとく文字がつぶれ、判読不可。
摩耗量の測定は上記画像形成テスト時において、表面保護層の初期膜厚をあらかじめ測定しておき、初期膜厚と感光体1000回転後の膜厚との差分を測定し、表面保護層の摩耗量(nm)を算出した。なお、膜厚は、フィッシャースコープ社製パーマスコープによって測定した。
○:2.5nm未満
△:2.5nm以上、5nm未満
×:5nm以上
高速テストは前述の電気特性評価を通常速度の倍速(高速モード:640mm/s)で行った。評価方法は通常テストと同様に、高速モードで感光体表面電位が−700Vになるように、スコロトロン(非接触型帯電手段)のグリッド電圧を調整し、次に露光部電位が−350Vになるように露光光量を設定した。この露光光量を用いて高速モードで10万枚の画像形成を行った後に、再び露光部電位を測定し、初期との差分をΔVLで表した。
○:ΔVL<10
△:10≦ΔVL<20
×:20≦ΔVL
電気特性評価、解像度評価、摩耗量、高速テストの各評価の結果に基づき、以下の基準で総合判定をした。
○:良好(△が2つまで)
△:若干劣るが問題なし(△が3つまで)
×:使用不可(×が1つ以上)
感光体1を用いて画像形成テストを行った。実験機は、実施例1で用いた複写機のスコロトロンを帯電ロール(接触型帯電手段)に代えたものを用いた。テストは白黒モードを用いて、通常テスト(75枚/分)と必要に応じて高速テスト(150枚/分)を実施した。テストは高温高湿(28℃、80%RH)環境下において画像密度5%でA4用紙10万枚の画像形成を行った後、実施例1と同様に、電気特性評価、解像度評価、及び感光体1000回転当たりの表面保護層の摩耗量(nm)を評価した。
結果を表1に示す。
Claims (7)
- 最表面層がフッ素系樹脂粒子及びフッ化アルキル基含有共重合体を含み、下記式(1)を満たす電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を帯電する帯電手段と、
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手段と、
前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を、トナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、
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手段と、
前記電子写真感光体の表面に残留する現像剤を除去するクリーニング手段と、
を備え、
前記電子写真感光体の最表面層が、
グアナミン化合物及びメラミン化合物から選択される少なくとも1種と、
アルコキシ基を有する架橋性電荷輸送物質、及びアルコキシ基を有する架橋性電荷輸送物質に由来する構造から選択される少なくとも1種と、
を更に含み、
前記フッ素系樹脂粒子及び前記フッ化アルキル基含有共重合体を除いた最表面層の全固形分に対する、前記グアナミン化合物及び前記メラミン化合物の総含有量が0.1質量%以上20質量%以下であり、
前記フッ素系樹脂粒子及び前記フッ化アルキル基含有共重合体を除いた最表面層の全固形分に対する、前記アルコキシ基を有する架橋性電荷輸送物質及び前記アルコキシ基を有する架橋性電荷輸送物質に由来する構造の総含有量が10質量%以上40質量%以下である画像形成装置。
10≦A×B≦50 (1)
A:最表面層に含まれるフッ素系樹脂粒子及びフッ化アルキル基含有共重合体の総含有量[質量%]
B:電子写真感光体を1000回転させたときの最表面層の摩耗量[nm] - 前記電子写真感光体の最表面層におけるフッ素系樹脂粒子及びフッ化アルキル基含有共重合体の総含有量が21質量%以下である請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記電子写真感光体の最表面層が、水酸基を有する架橋性電荷輸送物質、及び水酸基を有する架橋性電荷輸送物質に由来する構造から選択される少なくとも1種を更に含む請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記フッ素系樹脂粒子が、4フッ化エチレンの重合体及び4フッ化エチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体から選ばれる少なくとも1種を含む請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記フッ化アルキル基含有共重合体が、下記構造式A及び下記構造式Bで表される繰り返し単位を含むフッ化アルキル基含有共重合体であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(構造式A及び構造式Bにおいて、l、m及びnは1以上の整数を、p、q、r及びsは0または1以上の整数を、tは1以上7以下の整数を、R1、R2、R3及びR4は水素原子又はアルキル基を、Xはアルキレン鎖、ハロゲン置換アルキレン鎖、−S−、−O−、−NH−又は単結合を、Yはアルキレン鎖、ハロゲン置換アルキレン鎖、−(CzH2z−1(OH))−又は単結合を表す。zは1以上の整数を表す。Qは−O−又は−NH−を表す。) - 前記帯電手段が、前記電子写真感光体に接触せずに該電子写真感光体を帯電する手段である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記電子写真感光体の外周表面の移動速度が500mm/s以上である請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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