JP5814222B2 - 正帯電単層型電子写真感光体及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
導電性基体上に、電荷発生材料、電荷輸送材料、フィラー、及びバインダー樹脂を含む単層構造の感光層が形成されており、接触帯電方式の帯電部を備える画像形成装置において像担持体として使用される正帯電単層型電子写真感光体であって、
前記フィラーが、シリカ微粒子及び樹脂微粒子からなる群より選択される1種以上の微粒子を含み、
前記フィラーの体積平均粒子径が、5nm以上、5μm以下である、正帯電単層型電子写真感光体に関する。
像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電するための接触帯電方式の帯電部と、
帯電された前記像担持体の表面を露光して前記像担持体の表面に静電潜像を形成するための露光部と、
前記静電潜像をトナー像として現像するための現像部と、
前記トナー像を前記像担持体から被転写体へ転写するための転写部と、を備え、前記像担持体が、第一の態様に係る正帯電単層型電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置である。
第1の実施形態は、導電性基体上に、電荷発生材料、電荷輸送材料、フィラー、及びバインダー樹脂を含む単層構造の感光層が形成されており、接触帯電方式の帯電部を備える画像形成装置において像担持体として使用される正帯電単層型電子写真感光体(以下、単層型感光体、又は感光体と称する場合がある)に関する。フィラーは、シリカ微粒子及び樹脂微粒子からなる群より選択される1種以上の微粒子を含む。フィラーの体積平均粒子径は、5nm以上5μm以下である。
導電性基体は、正帯電単層型電子写真感光体の導電性基体として用いることができるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、導電性を有する材料で少なくとも表面部が構成されるもの等が挙げられる。すなわち、具体的には、例えば、導電性を有する材料からなるものであってもよいし、プラスチック材料等の表面を、導電性を有する材料で被覆したものであってもよい。また、導電性を有する材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、錫、白金、銀、バナジウム、モリブデン、クロム、カドミウム、チタン、ニッケル、パラジウム、インジウム、ステンレス鋼、真鍮等が挙げられる。また、導電性を有する材料としては、導電性を有する材料を1種で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて、例えば、合金等として用いてもよい。また、導電性基体としては、上記の中でも、アルミニウム又はアルミニウム合金からなることが好ましい。そうすることによって、より好適な画像を形成することができる正帯電単層型電子写真感光体を提供することができる。このことは、感光層から導電性基体への電荷の移動が良好であることによると考えられる。
正帯電単層型電子写真感光体が備える感光層としては、電荷発生材料、電荷輸送材料、フィラー、及びバインダー樹脂を含む単層構造の感光層であり、フィラーが、シリカ微粒子及び樹脂微粒子からなる群より選択される1種以上の微粒子を含むものであれば特に限定されない。以下、感光層を構成する成分である、電荷発生材料、電荷輸送材料、フィラー、バインダー樹脂、及び添加剤、並びに正帯電単層型電子写真感光体の製造方法について説明する。
電荷発生材料としては、正帯電単層型電子写真感光体の電荷発生材料として用いることができるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、フタロシアニン系顔料、ペリレン顔料、ビスアゾ顔料、ジチオケトピロロピロール顔料、無金属ナフタロシアニン顔料、金属ナフタロシアニン顔料、スクアライン顔料、トリスアゾ顔料、インジゴ顔料、アズレニウム顔料、シアニン顔料、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミウム、アモルファスシリコン等の無機光導電材料の粉末、ピリリウム塩、アンサンスロン系顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン系顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料、キナクリドン系顔料等が挙げられる。
(A)の特徴に加えて、且つ、(C)示差走査熱量分析において、吸着水の気化にともなうピーク以外は、50℃以上400℃以下の範囲内にピークを有しないオキソチタニルフタロシアニンや、
(A)の特徴に加えて、且つ、(D)示差走査熱量分析において、吸着水の気化にともなうピーク以外は、50℃以上270℃以下の範囲内にピークを有さず、270℃以上400℃以下の範囲内に1つのピークを有するオキソチタニルフタロシアニンが感度の点で好ましい。
本発明に使用される電荷輸送材料としては、正孔輸送材料(HTM)及び電子輸送材料(ETM)から選択される1種以上の材料を含む。以下、正孔輸送材料と、電子輸送材料とについて順に説明する。
正孔輸送材料(HTM)としては、正帯電単層型電子写真感光体の感光層に含まれる正孔輸送材料として用いることができるものであれば、特に限定されない。正孔輸送材料の具体例としては、ベンジジン誘導体、2,5−ジ(4−メチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール等のオキサジアゾール系化合物、9−(4−ジエチルアミノスチリル)アントラセン等のスチリル系化合物、ポリビニルカルバゾール等のカルバゾール系化合物、有機ポリシラン化合物、1−フェニル−3−(p−ジメチルアミノフェニル)ピラゾリン等のピラゾリン系化合物、ヒドラゾン系化合物、トリフェニルアミン系化合物、インドール系化合物、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、トリアゾール系化合物等の含窒素環式化合物、縮合多環式化合物等が挙げられる。これらの正孔輸送材料の中では、分子中に1又は複数のトリフェニルアミン骨格を有するトリフェニルアミン系化合物がより好ましい。これらの正孔輸送材料は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
電子輸送材料(ETM)としては、正帯電単層型電子写真感光体の感光層に含まれる電子輸送材料として用いることができるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、ナフトキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、アントラキノン誘導体、アゾキノン誘導体、ニトロアントアラキノン誘導体、ジニトロアントラキノン誘導体等のキノン誘導体、マロノニトリル誘導体、チオピラン誘導体、トリニトロチオキサントン誘導体、3,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン誘導体、ジニトロアントラセン誘導体、ジニトロアクリジン誘導体、テトラシアノエチレン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、ジニトロベンゼン、ジニトロアントラセン、ジニトロアクリジン、無水コハク酸、無水マレイン酸、ジブロモ無水マレイン酸等が挙げられる。電子輸送材料は単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の第1の実施形態に係る正帯電単層型電子写真感光体が備える感光層は、フィラーを必須に含む。フィラーは、シリカ微粒子及び樹脂微粒子からなる群より選択される1種以上の微粒子を含む。フィラーの体積平均粒子径は5nm以上5μm以下である。このようなフィラーが感光層中に含まれることで、耐磨耗性に優れる正帯電単層型電子写真感光体を得ることができる。
バインダー樹脂としては、正帯電単層型電子写真感光体の感光層に含まれるバインダー樹脂として用いることができるものであれば、特に限定されない。バインダー樹脂として好適に使用される樹脂の具体例としては、ポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、アクリル共重合体、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂;シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、その他架橋性の熱硬化性樹脂等の熱硬化性樹脂;エポキシアクリレート樹脂、ウレタン−アクリレート共重合樹脂等の光硬化性樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
正帯電単層型電子写真感光体の感光層は、電子写真特性に悪影響を与えない範囲で、電荷発生材料、正孔輸送材料、電子輸送材料、及びバインダー樹脂の他に、各種添加剤を含んでいてもよい。感光層に配合できる添加剤としては、例えば、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、1重項クエンチャー、紫外線吸収剤等の劣化防止剤、軟化剤、可塑剤、表面改質剤、増量剤、増粘剤、分散安定剤、ワックス、アクセプター、ドナー、界面活性剤、及びレベリング剤等が挙げられる。
正帯電単層型電子写真感光体の製造方法は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。正帯電単層型電子写真感光体の製造方法の好適な例としては、感光層用の塗布液を導電性基体上に塗布して感光層を形成する方法が挙げられる。具体的には、電荷発生材料、正孔輸送材料、電子輸送材料、バインダー樹脂、及び必要に応じて各種添加剤等を溶剤に溶解又は分散させた塗布液を導電性基体上に塗布し、乾燥することによって、感光層を製造することができる。塗布方法は、特に限定されないが、例えば、スピンコーター、アプリケーター、スプレーコーター、バーコーター、ディップコーター、ドクターブレード等を用いる方法が挙げられる。また、導電性基体上に形成された塗膜の乾燥方法としては、例えば、80℃以上150℃以下で15分間以上120分間以下の条件で熱風乾燥する方法等が挙げられる。
第2の実施形態は、像担持体と、像担持体の表面を帯電するための電圧を印加する接触帯電方式の帯電部と、帯電された像担持体の表面を露光して像担持体の表面に静電潜像を形成するための露光部と、静電潜像をトナー像として現像するための現像部と、トナー像を像担持体から被転写体へ転写するための転写部とを備え、像担持体として第1の実施形態に係る正帯電単層型電子写真感光体を用いる画像形成装置に関する。
CGM1:x−H2Pc
CGM2:y−TiOPc
CuKα特性X線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角2θ±0.2°=27.2°に最大のピークを有すると共に、26.2°にピークを有さない、オキソチタニルフタロシアニン結晶。
CGM3:k−TiOPc
CuKα特性X線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角2θ±0.2°=27.2°に最大のピークを有すると共に、26.2°にピークを有さず、示差走査熱量分析において、吸着水の気化に伴うピーク以外は270℃から400℃に1つピークを有するチタニルフタロシアニン結晶。
F1:SiO2微粒子(RX200(日本アエロジル株式会社製)、体積平均粒子径0.012μm)
F2:SiO2微粒子(RX300(日本アエロジル株式会社製)、体積平均粒子径0.007μm)
F3:ポリメチルシルセスキオキサン微粒子(MSP−N050(日興リカ株式会社製)、体積平均粒子径0.6μm)
F4:ポリメチルシルセスキオキサン微粒子(MSP−3500(日興リカ株式会社製)、体積平均粒子径5.0μm)
F5:ポリメチルシルセスキオキサン微粒子(MSP−4000(日興リカ株式会社製)、体積平均粒子径3.0μm)
F6:ポリフェニレンスルフィド樹脂微粒子(トレパールPPS(東レ株式会社製)、体積平均粒子径0.8μm)
F7:シリコーン樹脂微粒子(X52−854(信越化学工業株式会社製)、体積平均粒子径0.8μm)
F8:シリコーン樹脂微粒子(MMP−594(信越化学工業株式会社製)、体積平均粒子径0.8μm)
F9:SiO2微粒子(NAX50(日本アエロジル株式会社製)、体積平均粒子径0.03μm)
F10:ポリテトラフルオロエチレン樹脂微粒子(KTL−8HM(喜多村株式会社製)、体積平均粒子径4.2μm)
F11:酸化チタン(P25(日本アエロジル株式会社製)、体積平均粒子径0.002μm)
F12:アンチモン/スズ酸化物(ATO(三井金属鉱業株式会社)、体積平均粒子径0.002μm)
粘度平均分子量40,000の、ビスフェノールZに由来する単位からなるポリカーボネート樹脂
表1〜4に記載の種類及び量の電荷発生材料と、表1〜4に記載の種類の正孔輸送材料50質量部と、表1〜4に記載の種類の電子輸送材料50質量部と、表1〜4に記載の種類及び量のフィラーと、バインダー樹脂100質量部と、テトラヒドロフラン800質量部とをボールミルに加え、50時間、混合、分散処理し、感光層用の塗布液を調製した。得られた塗布液を導電性基板上にディップコート法により塗布し、100℃で40分間処理して塗膜よりテトラヒドロフランを除去して、膜厚25μmの感光層を備える正帯電単層電子写真感光体を得た。
実施例及び比較例の正帯電単層電子写真感光体について、下記の方法に従い感光体の耐磨耗性及び電気特性を評価した。
正帯電単層型電子写真感光体を、帯電部を帯電ローラーに換装したプリンター(FS−5300DN、京セラミタ株式会社製)に装着し、連続印刷試験として、30℃、80%RH環境下で、印字率4%のテストパターンを、A4サイズの被記録媒体(富士ゼロックス製上質PPC用紙)に5000枚連続で印刷した。連続印刷試験前後の感光層の膜厚を測定し、連続印刷試験後の感光層の膜厚変化量を求めた。耐磨耗性を、下記基準に従って膜厚変化量から評価した。
○:膜厚変化量が3μm未満。
×:膜厚変化量が3μm以上。
耐磨耗性の評価に用いたプリンターと同様のプリンターに正帯電単層型電子写真感光体を装着し、耐磨耗性の評価と同様の被記録媒体を用い、印字率4%のテストパターンを、30℃80%RH環境下で被記録媒体に2000枚連続で印刷した。連続印刷後の感光体の感度を測定し、連続印刷前後の感光体の感度変化量を求めた。電気特性を、下記基準に従って感度変化量から評価した。GENTEC社製ドラム感度試験機を用いて感光体の表面を+700Vに帯電させた状態で、ハロゲンランプの白色光からバンドパスフィルターを用いて取り出した波長780nmの単色光(露光量0.5μJ/cm2)を感光体表面に照射し、露光開始から0.1秒経過した時点での表面電位を感光体の感度として測定した。
○:感度変化量が、80V未満。
×:感度変化量が、80V以上。
12 導電性基体
14 感光層
16 中間層
18 保護層
Claims (3)
- 導電性基体上に、電荷発生材料、電荷輸送材料、フィラー、及びバインダー樹脂を含む単層構造の感光層が形成されており、接触帯電方式の帯電部を備える画像形成装置において像担持体として使用される正帯電単層型電子写真感光体であって、
前記フィラーが、ポリフェニレンスルフィド樹脂微粒子からなり、
前記フィラーの体積平均粒子径が、5nm以上、5μm以下であり、
前記電荷輸送材料が、正孔輸送材料として下記HTM1及びHTM2:
HTM1
ETM2
- 前記フィラーの含有量が、前記バインダー樹脂100質量部に対して、5質量部以上10質量部以下である、請求項1に記載の正帯電単層型電子写真感光体。
- 像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電するための接触帯電方式の帯電部と、
帯電された前記像担持体の表面を露光して前記像担持体の表面に静電潜像を形成するための露光部と、
前記静電潜像をトナー像として現像するための現像部と、
前記トナー像を前記像担持体から被転写体へ転写するための転写部と、を備え、前記像担持体が、請求項1又は2記載の正帯電単層型電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置。
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