JP6175823B2 - 電子写真感光体、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
しかし、これらの提案の技術を用いても、電子写真感光体内部には酸化劣化している成分を比較的多量に有しているため、本質的な改善とはならず、長期間使用すると高品質な画像出力を維持できないという問題がある。
しかし、1×105V/cmにおける抵抗値を1014Ω・cm以上では十分な電荷輸送性を得ることができず、電子写真感光体の残留電位が高くなるという不具合がある。加えて、この提案に記載の無機微粒子含有量(10質量%〜40質量%)において、上記抵抗値を得るためには、比較的高抵抗の無機微粒子を使用する必要があるが、無機微粒子のバルク伝導性が不足し、これにより制限電流の伝導が支配的となり、長期間画像形成を行うと電子写真感光体の残留電位上昇が顕著となり、電気的特性が低下するという問題がある。
本発明者らは、これらのハザードの中でも、特に化学的ハザードを解決することに着目し、電子写真感光体の表面層に含有される電荷輸送材料の量を極力低減することにより、劣化する電荷輸送性材料の量を低減し、化学的ハザードによる問題を根本的に解決することを試みた。
したがって、有機感光体の長寿命化のために表面汚染を防止することは、非常に重要である。摩耗を低減するには表面層の機械的耐久性を向上させることが有効であるが、それは表面汚染の危険を孕むものである。
また、前記電子写真感光体の表面層の硬度を上げて機械的耐久性を向上する方法としては、例えば、特許文献15及び特許文献16等に開示されている。これらの文献では、帯電器として磁気ブラシ型を適用した場合、感光体上に不随意に磁性粒子の転写が生じ、その粒子が転写部やクリーニング部で感光体に強く押しつけられることで感光体に傷が付くため、これを防ぐために、感光体保護層の硬度を上げることが提案されている。
このように、前記電子写真感光体表面における機械的耐久性を向上させることは、感光体摩耗の低減に有効であるが、表面汚染に関しては必ずしも有効ではない。前記電子写真感光体における前記機械的耐久性を向上させても、長期間使用していると、感光体を汚染する付着物が蓄積してしまう。
本発明の電子写真感光体は、導電性支持体上に、少なくとも感光層及び表面層をこの順に有する電子写真感光体であって、前記表面層が、電荷輸送性を有しない樹脂と無機微粒子とを少なくとも含有し、前記無機微粒子が、第13族元素をドープした酸化亜鉛であり、前記表面層における電界強度が1×104V/cmであるときの表面固有抵抗率R1が、1×1013Ω/cm2以上であり、前記表面固有抵抗率R1と、前記表面層における電界強度が1.5×105V/cmであるときの表面固有抵抗率R15との比(R1/R15)が、100〜5,000である。
本発明の電子写真感光体は、導電性支持体上に、少なくとも感光層及び表面層をこの順に有してなり、更に必要に応じてその他の層を有してなる。
前記表面層は、電荷輸送性を有しない樹脂と無機微粒子とを少なくとも含有してなり、好ましくはフッ素系樹脂微粒子を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記表面層は、本発明で規定する表面固有抵抗率及び表面固有抵抗率の比(電界強度が1×104V/cmであるときの表面固有抵抗率R1が、1×1013Ω/cm2以上であり、前記表面固有抵抗率R1と、前記表面層における電界強度が1.5×105V/cmであるときの表面固有抵抗率R15との比(R1/R15)が、100〜5,000)を有している。
前記表面層の電荷輸送材料を極力低減した場合であっても、優れた電子写真感光体特性を有させるためには、一般の電子写真感光体と同様に、帯電性、電荷輸送性、潜像維持性を持たせることが重要である。この帯電性に関しては、感光層に代替機能として持たせることが可能であるため、特に、前記表面層に必要とされる機能としては、電荷輸送性、潜像維持性などが重要な要件と考えられる。本発明者は、前記表面層の電荷輸送性材料を極力低減した場合であっても、これらの機能を十分に有する電子写真感光体とするために、電子写真感光体の駆動時よりも低い電界強度(1×104V/cm〜3×104V/cm)のときには感光体の表面層が高い抵抗値を示し、電子写真感光体の駆動時と同程度の電界強度(1.5×105V/cm)の時には感光体の表面層が低い抵抗値を示すことが重要であることを突き止めた。
前記表面固有抵抗率R1は、前記表面層における電界強度が1×104V/cmであるときの表面固有抵抗率である。
前記表面固有抵抗率R1としては、1×1013Ω/cm2以上であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、優れた潜像維持性を有する点で、1×1014Ω/cm2以上が好ましい。前記表面固有抵抗率R1が、1×1013Ω/cm2未満であると、潜像維持性が十分ではなく、出力画像のドットの細りや画像ボケが発生することがある。また、前記表面層においては、潜像維持に対して寄与の大きな電界が前記電界強度近傍であることに由来すると考えられ、この電界強度範囲において比較的高抵抗とすることによって、電荷の移動を阻害し潜像維持性が高くすることが可能となる。
前記表面固有抵抗率R3は、前記表面層における電界強度が3×104V/cmであるときの表面固有抵抗率である。
前記表面固有抵抗率R3としては、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、優れた潜像維持性を有する点で、1×1014Ω/cm2以上が好ましい。前記表面層においては、潜像維持に対して寄与の大きな電界が前記電界強度近傍であることに由来すると考えられ、この電界強度範囲において比較的高抵抗とすることによって、電荷の移動を阻害し潜像維持性が高くすることが可能となる。
前記表面固有抵抗率R15は、前記表面層における電界強度が1.5×105V/cmであるときの表面固有抵抗率である。
前記表面固有抵抗率R15としては、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、駆動時の電子写真の露光部電位低減の点で、1×109Ω/cm〜1×1011Ω/cmが好ましい。
前記表面固有抵抗率R1と前記表面固有抵抗率R3との比(R1/R3)としては、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、抵抗変動を小さくすることができる点で、0.1〜10が好ましく、0.1〜2がより好ましい。前記比(R1/R3)が、0.1未満であると、電荷輸送性が低下し、残留電位の上昇などが発生することがあり、10を超えると、潜像維持性が十分とはならず、出力画像のドットの細りが発生することがある。
前記表面固有抵抗率R1と前記表面固有抵抗率R15との比(R1/R15)としては、100〜5,000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るが、100〜1,000が好ましい。前記比(R1/R15)が、100未満であると、表面層の電荷輸送性が十分ではなく、残留電位上昇に伴う画像欠陥の発生などが生じることがあり、5,000を超えると、電子写真感光体の帯電性が不足し、地汚れの発生、階調性低下などの懸念が生じることがある。前記表面固有抵抗率R1と比較して前記表面固有抵抗率R15を十分小さくすることにより、優れた電荷輸送性を示すことが本発明により明らかとなった。本発明の表面層においては、電荷輸送機能に対して寄与の大きな電界強度が1.5×105V/cm以上の範囲であることがわかり、この電界強度範囲において比較的高抵抗である表面層とすることによりスムーズな電荷輸送を促すことができる。
前記表面固有抵抗率の測定方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、JIS−C2139:2008(固体電気絶縁材料−体積抵抗率及び表面抵抗率の測定方法)などに準拠して測定する方法などが挙げられる。一般に電子写真感光体はシリンダー形状を示すものが多く、JIS−C2139:2008に記載の方法で測定が困難な場合は、下記に示す方法を用いてもよい。
なお、前記表面固有抵抗率R1は、前記表面層のどの位置を測定しても同等の数値を示し、例えば、電子写真感光体の表面層における上端部から70mm、170mm、及び270mmの三箇所の位置で測定した値の平均値を用いてもよい。
なお、前記表面固有抵抗率R3は、前記表面層のどの位置を測定しても同等の数値を示し、例えば、電子写真感光体の表面層における上端部から70mm、170mm、及び270mmの三箇所の位置で測定した値の平均値を用いてもよい。
なお、前記表面固有抵抗率R15は、前記表面層のどの位置を測定しても同等の数値を示し、例えば、電子写真感光体の表面層における上端部から70mm、170mm、及び270mmの三箇所の位置で測定した値の平均値を用いてもよい。
前記その他の物性としては、例えば、ユニバーサル硬度と弾性仕事率などが挙げられる。
前記電子写真感光体の機械的耐久性や耐汚染性は、表面のごく狭い領域での物性に左右される。そのため、前記ユニバーサル硬度は、前記電子写真感光体の表面層における機械的耐久性や耐汚染性の指標となる。
〔条件〕
装置:フィッシャースコープ H−100(フィッシャー・インストルメンツ社製)
ソフト:WIN−HCU(フィッシャー・インストルメンツ社製)
最大試験荷重:1mN
荷重アプリケーション時間:30秒間
荷重の増加:1mN/30秒間
最大試験荷重でのクリープ:5秒間
荷重の減少:荷重の増加と同条件
徐荷後のクリープ:5秒間
圧子:マイクロピッカーズ(フィッシャー・インストルメンツ社製)
前記弾性仕事率としては、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、50%以上が好ましく、55%以上がより好ましい。前記弾性仕事率の測定は、例えば、前記ユニバーサル硬度と同様の方法により測定することができる。前記弾性仕事率は、下記式1を用いて算出することができる。
弾性仕事率(%)=100×(最大仕事率−塑性仕事率)/最大仕事率 ・・・式1
電荷輸送性を有さないとは、正孔輸送性構造と電子輸送性構造を有さないことをいう。 前記正孔輸送性構造としては、例えば、トリアリールアミン、ヒドラゾン、ピラゾリン、カルバゾールなどがもつ構造が挙げられ、前記電子輸送性構造としては、例えば、縮合多環キノン、ジフェノキノン、シアノ基、ニトロ基等の電子吸引性芳香族環が挙げられる。
前記電荷輸送性を有しない樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、電荷輸送性構造を有しない樹脂などが挙げられる。
これらの中でも、表面層における電荷輸送性及び潜像維持性に優れる点で、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂が好ましい。ラジカル重合性官能基を有する化合物を光照射して架橋することにより得られる架橋構造を有する樹脂としては、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂が好ましく、前記架橋構造を有するアクリル樹脂がより好ましい。
前記アクリル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、sec−ブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、sec−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルメタクリレートなどが挙げられる。
前記フェノール樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ノボラック樹脂、レゾール樹脂などが挙げられる。これらの中でも、潜像維持性に優れ、酸触媒等の開始剤を必須とするノボラック樹脂と比較して前記開始剤を用いることなく架橋反応させることができる点で、レゾール樹脂が好ましい。
前記ウレタン樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エステル系ウレタン樹脂、エーテル系ウレタン樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記2官能以上のポリオール化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルキレングリコール、アルキレンエーテルグリコール、脂環式ジオール、脂環式ジオールのアルキレンオキサイド付加物、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物等のジオール化合物;多価脂肪族アルコール(例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等)、3価以上のフェノール類(例えば、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等)、3価以上のフェノール類のアルキレンオキサイド付加物等の3価以上のポリオール化合物などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記2官能以上のイソシアネート化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、HDIイソシアネート体、HDIビウレット体、XDIトリメチロールプロパンアダクト体、IPDIトリメチロールプロパンアダクト体、IPDIイソシアヌレート体などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記エポキシ樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記シリコーン樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ビニルシリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、ポリグリセリン変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、メタクリル変性シリコーン、カルボン酸変性シリコーン、脂肪酸エステル変性シリコーン、アルコール変性シリコーン、アルキル変性シリコーン、フロロアルキル変性シリコーンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明において、表面層中の電荷輸送性材料含有量を低減した場合であっても、電子写真感光体の表面層に無機微粒子を分散させることにより、所望の表面抵抗率を制御し、電荷輸送性及び潜像維持性を有する電子写真感光体を得ることができることを突き止めた。
また、前記第13族元素をドープした酸化亜鉛を用いることにより、表面層の表面抵抗率を制御することができ、比較的導電性が高く、大気中で長期に亘って安定した電気特性を維持することができ、経時安定性に優れた表面層を形成することができる。
ここで、ドープするとは、前記第13族元素を制御された濃度だけ前記酸化亜鉛に添加することをいう。
前記焼結防止成分としては、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、Si、Zr、Mg、Hf、Sn、Sr、Mo、W、Ge、Nb、V、Ca、Ta、及びBaから選択される少なくとも1種の元素の化合物であることが好ましく、焼結温度が酸化亜鉛よりも高い焼結防止剤としてはシリカであることがより好ましい。
前記焼結防止成分の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記無機微粒子(第13族元素をドープした酸化亜鉛)に対して、0.5質量%〜20質量%が好ましい。
前記無機微粒子(第13族元素をドープした酸化亜鉛)における前記焼結防止成分の含有量の測定方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、X線光電子分光法(XPS)、オージェ分光分析法(AES)、エネルギー分散型X線分光法(EDX)等の一般に知られる元素分析方法により測定する方法などが挙げられる。
前記無機微粒子の体積抵抗率としては、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、103Ω・cm以上106Ω・cm以下が好ましい。前記体積抵抗率が、103Ω・cm未満である無機微粒子を用いた表面層を有する電子写真感光体においては、本発明の表面層電気特性適性範囲であっても、細線又は小ドットの細り及び滲みが発生しやすくなることがある。一方、前記体積抵抗率が、106Ω・cmを超える無機微粒子を用いた場合には表面層内部における電荷輸送性の環境依存性が大きくなり、特に低温環境における電荷輸送性の低下による画像濃度低下などが生じやすくなることがある。
・供試体に用いる無機微粒子量:1.0g
・供試体形状:円柱(直径20mm)
・供試体作製時の圧力:10MPa、20MPa
・供試体電極:W
・印加電圧:0.1V
前記焼結防止剤を含む無機微粒子の製造方法としては、同種の無機微粒子が形成可能であれば後述する方法に特に限定されない。
前記焼結防止剤を含む無機微粒子(第13族元素をドープした酸化亜鉛)の製造方法としては、(1)酸化亜鉛又は焼成によって酸化亜鉛となる前駆化合物と第13族元素とが固体状態で混合された混合物を作製する工程、(2)工程(1)で作製した混合物と焼結防止成分とを混合する工程、(3)工程(2)によって得られた混合物を所定の温度によって焼成する工程とを含む。
前記焼成温度としては、第13族元素が無機微粒子中で拡散することを目的として比較的高温とすることが好ましく、また、焼結防止剤が有効に働く温度範囲内で焼成することが好ましい。具体的には、600℃以上850℃以下で焼成することによって、本発明に適した無機微粒子(第13族元素をドープした酸化亜鉛)を得ることができる。
前記元素分析及びそのマッピング方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エネルギー分散型X線検出器/走査型電子顕微鏡(EDS−SEM)などを用いて測定する方法などが挙げられる。なお、前記EDS−SEMは、被観察体を細く絞られた電子線で走査し、放出される二次電子量を検出することによって被観察体表面像を詳細(一般に50倍〜30万倍)に観察すると同時に、電子線照射により発生する特性X線を検出することにより、表面の微小領域の元素比率の分析や、特定元素のマッピングなどを行う装置である。
まず、電子写真感光体の断面構造をミクロトーム、FIB等の一般に用いられる方法で露出させた後に、前記記載の方法で電子写真感光体断面の無機微粒子の構成元素のマッピングを行い、無機微粒子構成元素検出面積を観察面積で除することによって、観察断面における有機無機複合微粒子の占める面積割合を得る。次いで、その面積比率を体積比率に換算(面積比率の3/2乗)することにより、該有機無機複合微粒子の表面層に占める割合を得ることができる。
前記電荷輸送性を有しない樹脂と無機微粒子との組み合わせとしては、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、電気的特性に優れ、かつ高画質な画像出力を維持することができる点で、アクリル樹脂とガリウム元素をドープした酸化亜鉛との組合せ、ポリカーボネート樹脂とガリウム元素をドープした酸化亜鉛との組合せ、ポリアリレート樹脂とガリウム元素をドープした酸化亜鉛との組合せ、スチレン樹脂とガリウム元素をドープした酸化亜鉛との組合せ、フェノール樹脂とガリウム元素をドープした酸化亜鉛との組合せ、ウレタン樹脂とガリウム元素をドープした酸化亜鉛との組合せ、シリコーン樹脂とガリウム元素をドープした酸化亜鉛との組合せが好ましい。
本発明において、トナーの転写性、クリーニング性を向上させる手段として、前記表面層にフッ素系樹脂微粒子を含有させてもよい。
前記フッ素系樹脂微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(EPE)、テトラフルオロエチレン/エチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、クロロトリフルオロエチレン/エチレン共重合体(ECTFE)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、ポリビニルフルオライド(PVF)などが挙げられる。これらの中でも、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)が、感光体表面の低摩擦係数化と、フッ素系樹脂自体の延性が比較的高い点で好ましい。
前記添加剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属微粒子、反応性有機基を有する化合物、分散剤、界面活性剤、電荷輸送性化合物、可塑剤、レベリング剤などが挙げられる。
前記金属微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化カルシウム、ITO、酸化シリコン、コロイダルシリカ、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、酸化コバルト、酸化銅、酸化鉄、酸化マンガン、酸化ニオブ、酸化バナジウム、酸化セレン、窒化硼素、窒化珪素、などが挙げられる。
前記反応性有機基を有する化合物は、本発明で規定する表面抵抗率を有する表面層とするために、また、電子写真感光体の機能増強や分散性向上等を目的として、第13族元素をドープした酸化亜鉛を表面修飾するために添加される。
前記無機微粒子(第13族元素をドープした酸化亜鉛)を表面層中に良好に分散させる場合、分散剤を用いてもよい。前記分散剤としては、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。
前記分散剤の含有量としては、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、前記無機微粒子の全量に対して、0.5質量%〜30質量%が好ましく、1質量%〜15質量%がより好ましい。前記含有量が、0.5質量%未満であると、前記無機微粒子の分散効果が得られないことがあり、30質量%を超えると、残留電位の著しい上昇を引き起こす等の不具合を生じることがある。
前記無機微粒子(第13族元素をドープした酸化亜鉛)を表面層中に良好に分散させる場合、界面活性剤を用いてもよい。前記界面活性剤としては、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。
前記界面活性剤の含有量としては、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、前記無機微粒子の全量に対して、0.5質量%〜30質量%が好ましく、1質量%〜15質量%がより好ましい。前記含有量が、0.5質量%未満であると、前記無機微粒子の分散効果が得られないことがあり、30質量%を超えると、残留電位の著しい上昇を引き起こす等の不具合を生じることがある。
前記電荷輸送物質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トリアリールアミン、ヒドラゾン、ピラゾリン、カルバゾール等の正孔輸送性構造を有する公知の正孔輸送物質;電子吸引性芳香族環(縮合多環キノン、ジフェノキノン、シアノ基、ニトロ基等)などの電子輸送構造を有する公知の電子輸送物質などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
また、前記電荷輸送性を有しない樹脂として、前記架橋重合体を用いる場合には、前記架橋重合体に対して反応性を有する官能基、例えば、水酸基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等を有する電荷輸送物質を用いてもよい。
まず、前記検量線の作成について説明する。
前記検量線は、前記電荷輸送性化合物未添加の表面層におけるカルボニル由来の振動ピーク強度から算出された面積をα0とし、前記電荷輸送性化合物添加の表面層におけるカルボニル由来の振動ピーク強度から算出された面積をβ0とし、前記表面層全量に対して電荷輸送性化合物を20質量%、40質量%、及び60質量%を添加した場合の各振動ピーク強度から算出される面積を、それぞれα20、α40、及びα60、並びにβ20、β40、β60とした場合、振動強度比(βx/αx)と電荷輸送性化合物の添加量とをプロットすることにより作成する。
次に、電荷輸送性化合物の含有量未知の表面層について、上述した方法と同様の方法により、前記FT−IRのATR法で測定を行い、前記振動強度比を算出し、検量線に基づいて電荷輸送性化合物の含有量を算出する。前記表面層における電荷輸送性化合物の含有量を求める場合は、一般に知られるエッチング法や表面層断面形成手段(ミクロトームなど)により電荷輸送性化合物の含有量を測定したい箇所を露出させ、上述した方法と同様の方法により電荷輸送性化合物の含有量を算出する。
前記可塑剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。前記可塑剤の含有量としては、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、前記電荷輸送性を有しない樹脂100質量部に対して、0質量部〜30質量部が好ましい。
前記レベリング剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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シリコーンオイル類;側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー又はオリゴマーなどが挙げられる。前記レベリング剤の含有量としては、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、前記電荷輸送性を有しない樹脂100質量部に対して、0質量部〜1質量部が好ましい。
前記表面層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記電荷輸送性を有しない樹脂、前記無機微粒子、及び前記添加剤を含む塗工液を、電子写真感光体における感光層の表面に塗工した後、加熱乾燥を行い、硬化することにより形成する方法などが挙げられる。
前記加熱する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、空気、窒素等の気体、蒸気、各種熱媒体、赤外線、電磁波等の熱エネルギーを塗工面側又は前記導電性支持体側から加熱する方法などが挙げられる。
前記加熱する際の温度としては、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、100℃〜170℃が好ましい。前記温度が、100℃未満であると、前記表面層中に残留する溶媒が多くなりやすく、電子写真感光体特性に影響を与えることがあり、170℃を超えると、前記表面層に隣接する感光層中の低分子量成分が、前記表面層に移行しやすくなり、本発明に記載した表面抵抗率の制御やその他特性の低下を引き起こす恐れがある。
前記感光層としては、積層型感光層であってもよく、単層型感光層であってもよい。
前記単層型感光層は、電荷発生機能と電荷輸送機能とを有する層である。
前記単層型感光層は、電荷発生物質、電荷輸送物質、及び結着樹脂を含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記電荷発生物質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、後述する積層型感光層で用いられるものと同様の物質などが挙げられる。前記電荷発生物質の含有量としては、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、前記結着樹脂100質量部に対して、5質量部〜40質量部が好ましい。
前記電荷輸送物質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、後述する積層型感光層で用いられるものと同様の物質などが挙げられる。
前記電荷輸送物質の含有量としては、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、前記結着樹脂100質量部に対し、190質量部以下が好ましく、50質量部〜150質量部がより好ましい。
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、後述する積層型感光層で用いられるものと同様の結着樹脂などが挙げられる。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、後述する積層型感光層で用いられるものと同様の低分子電荷輸送物質、同様の溶媒、同様のレベリング剤、同様の酸化防止剤などが挙げられる。
前記単層型感光層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、電荷発生物質、電荷輸送物質、結着樹脂、その他の成分等を分散機を用いて適当な溶媒(例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロエタン、シクロヘキサン等)に溶解乃至分散して得られた塗工液を、塗布乃至乾燥することにより形成する方法などが挙げられる。
前記積層型感光層は、電荷発生機能及び電荷輸送機能をそれぞれ独立した層が担うため、少なくとも電荷発生層と、電荷輸送層とをこの順に有する。なお、前記電荷発生層、及び前記電荷輸送層は、従来公知のものを使用することができる。
前記電荷発生層は、電荷発生物質を含み、結着樹脂を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含む。
前記電荷発生物質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無機系材料、有機系材料などが挙げられる。
無機系材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、結晶セレン、アモルファス−セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物、アモルファス−シリコン(例えば、ダングリングボンドを水素原子、ハロゲン原子等でターミネートしたもの;ホウ素原子、リン原子等をドープしたものなどが好適)などが挙げられる。
前記有機系材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン系顔料;アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系又は多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などが挙げられる。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。
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルケトン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール樹脂、ポリアクリルアミド樹脂などが挙げられる。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。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、低分子電荷輸送物質、溶媒、レベリング剤、酸化防止剤などが挙げられる。
前記その他の成分の含有量としては、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、添加する層の総質量に対して0.01質量%〜10質量%が好ましい。
前記低分子電荷輸送物質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、電子輸送物質、正孔輸送物質などが挙げられる。
前記溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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。
前記レベリング剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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シリコーンオイルなどが挙げられる。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。
前記酸化防止剤としては、特に制限はなく、例えば、フェノール系化合物、パラフェニレンジアミン類、ハイドロキノン類、有機硫黄化合物類、有機燐化合物類、ヒンダードアミン類などが挙げられる。前記酸化防止剤の含有量としては、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、前記電荷輸送性を有さない樹脂100質量部に対して、0質量部〜5質量部が好ましい。
前記電荷発生層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記電荷発生物質及び前記結着樹脂を前記溶媒等の前記その他の成分に溶解乃至分散して得られた塗工液を、前記導電性支持体上に塗布して乾燥することにより形成する方法などが挙げられる。なお、前記塗工液は、前述のキャスティング法により塗布することができる。
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、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、電子輸送物質、正孔輸送物質、高分子電荷輸送物質などが挙げられる。
前記電子輸送物質(電子受容性物質)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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−ジオキサイドなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記正孔輸送物質(電子供与性物質)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、9−(p−ジエチルアミノスチリルアントラセン)、1,1−ビス−(4−ジベンジルアミノフェニル)プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェ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く、2種以上を併用してもよい。
前記高分子電荷輸送物質は、後述する結着樹脂の機能と電荷輸送物質の機能を併せ持つ材料である。
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、フェノキシ樹脂などが用いられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
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。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、溶媒、可塑剤、レベリング剤、及び上述した酸化防止剤などが挙げられる。
前記その他の成分の含有量としては、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、添加する層の総質量に対して0.01質量%〜10質量%が好ましい。
前記溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記電荷発生層と同様なものが使用できるが、前記電荷輸送物質及び前記結着樹脂を良好に溶解する溶媒が好ましい。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上混合して使用してもよい。
前記可塑剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等の一般樹脂の可塑剤などが挙げられる。
前記レベリング剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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シリコーンオイル類;側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー乃至オリゴマーなどが挙げられる。
前記電荷輸送層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記電荷輸送物質及び前記結着樹脂を前記溶媒等の前記その他の成分に溶解乃至分散して得られた塗工液を、前記電荷発生層上に塗布して加熱乃至乾燥することにより形成する方法などが挙げられる。
前記加熱する方法としては、例えば、空気、窒素等の気体、蒸気、各種熱媒体、赤外線、電磁波等の熱エネルギーを塗工面側又は支持体側から加熱する方法などが挙げられる。
前記加熱する際の温度としては、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、100℃〜170℃が好ましい。前記温度が、100℃未満であると、膜中の有機溶媒を十分取り除くことができず、電子写真特性の低下や摩耗耐久性低下が生じることがあり、170℃を超えると、表面にゆず肌状の欠陥や亀裂の発生、隣接層との界面で剥離の発生などが生じるだけでなく、感光層中の揮発性成分が外部に霧散した場合、所望の電気特性が得られなくなることがある。
前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、下引き層、中間層などが挙げられる。
前記下引き層は、前記導電性支持体と前記感光層との間に設けることができる。
前記下引き層は、樹脂を含み、更に必要に応じて上述の酸化防止剤、微粉末顔料、カップリング剤等のその他の成分を含む。
これらの中でも、前記樹脂の上に感光層を溶媒で塗布する点で、一般の有機溶媒に対して耐溶媒性の高い樹脂が好ましい。
前記中間層は、前記電荷輸送層と前記架橋型電荷輸送層との間に、前記架橋型電荷輸送層への電荷輸送層成分の混入を抑える又は両層間の接着性を改善することを目的として設けることができる。
前記導電性支持体としては、体積抵抗値が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る。なお、特開昭52−36016号公報に開示されたエンドレスベルト(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等)を用いてもよい。
前記導電性層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、導電性粉体及び結着樹脂を、必要に応じて溶媒に分散乃至溶解して得られた塗工液を前記導電性支持体上に塗布することにより形成する方法、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)等の素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブを用いて形成する方法などが挙げられる。
以下、図面を参照して本発明の電子写真感光体の実施形態について説明する。
第1の実施形態に係る電子写真感光体の層構成について、図1を用いて説明する。
図1は、単層型感光層を有する構成であり、導電性支持体21上に、単層型感光層26及び表面層25を順次積層した電子写真感光体の層構成を示した図である。
第2の実施形態に係る電子写真感光体の層構成について、図2を用いて説明する。
図2は、積層型感光層を有する構成であり、導電性支持体21上に、電荷発生層23、電荷輸送層24、及び表面層25を順次積層した電子写真感光体の層構成を示した図である。なお、電荷発生層23及び電荷輸送層24が感光層に該当する。
第3の実施形態に係る電子写真感光体の層構成について、図3を用いて説明する。
図3は、図2の構成を有する電子写真感光体に、更に中間層を設けた構成を有する。
図3は、導電性支持体21上に、中間層22、電荷発生層23、電荷輸送層24、及び表面層25を順次積層した電子写真感光体の層構成を示した図である。なお、電荷発生層23及び電荷輸送層24が感光層に該当する。
第4の実施形態に係る電子写真感光体の層構成について、図4を用いて説明する。
図4は、積層型感光層を有する構成であり、導電性支持体21上に、電荷輸送層24、電荷発生層23、及び表面層25を順次積層した電子写真感光体の層構成を示した図である。なお、電荷発生層23及び電荷輸送層24が感光層に該当する。
前記画像形成方法は、帯電工程と、露光工程と、現像工程と、転写工程とを少なくとも含み、好ましくは潤滑剤付与工程を含むことが好ましく、更に必要に応じて、その他の工程を含む。前記画像形成方法において使用する電子写真感光体が、上述の本発明の電子写真感光体である。なお、帯電工程と、露光工程とを合わせて静電潜像形成工程と称することもある。
前記帯電工程は、前記帯電手段により実施することができ、前記電子写真感光体表面を帯電させる工程である。
前記帯電手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器(電子写真感光体表面と帯電器との間に100μm以下の空隙を有する近接方式の非接触帯電器を含む)などが挙げられる。
前記露光工程は、前記露光手段により実施することができ、前記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工程である。
前記露光手段としては、前記帯電手段により帯電された前記電子写真感光体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、LED光学系などの各種露光器が挙げられ、前記露光器における光源としては、発光ダイオード(LED)、半導体レーザー(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)などの高輝度が確保できる光源などが挙げられる。なお、本発明においては、前記電子写真感光体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記現像工程は、前記現像手段により実施することができ、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工程である。
前記現像手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記トナー乃至現像剤を用いて現像することができる限り、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、前記現像剤を収容し、前記静電潜像に該現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好ましい。前記現像器としては、乾式現像方式のものであってもよいし、湿式現像方式のものであってもよく、また、単色用現像器であってもよいし、多色用現像器であってもよく、例えば、前記現像剤を摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラとを有するものなどが好適に挙げられる。前記現像器内では、例えば、前記トナーと前記キャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦により該トナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。前記マグネットローラは、前記電子写真感光体近傍に配置されているため、前記マグネットローラの表面に形成された前記磁気ブラシを構成する前記トナーの一部は、電気的な吸引力によって該電子写真感光体の表面に移動する。その結果、前記静電潜像が該トナーにより現像されて該電子写真感光体の表面に該トナーによる可視像が形成される。
前記転写工程は、前記転写手段により実施することができ、前記可視像を記録媒体に転写する工程である。
前記転写手段は、前記可視像を記録媒体に転写する手段であるが、前記電子写真感光体表面から記録媒体に可視像を直接転写する方法と、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する方法がある。いずれの態様も良好に使用することができるが、高画質化に際して転写による悪影響が大きいような場合には、転写回数が少ない前者(直接転写)の方法が好ましい。前記転写は、例えば、前記可視像を、転写帯電器を用いて前記電子写真感光体を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。
前記潤滑剤付与工程は、前記電子写真感光体上に潤滑剤を付与する工程であり、潤滑剤付与手段により行われる。
前記電子写真感光体上への潤滑剤の付与方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、固化した潤滑剤にブラシ又はブレードを用いて供給する方法、粉体状の潤滑剤をトナーと混合して供給する方法、などが挙げられる。
前記ワックスとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ハゼろう、ウルシろう、パームろう、カルナウバろう等の植物系ワックス;蜜ろう、鯨ろう、イボタろう、羊毛ろう等の動物系ワックス;モンタンワックス、パラフィンワックス等の鉱物系ワックス;窒化ホウ素、などが挙げられる。
前記高級脂肪酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、及びオレイン酸から選択される少なくとも1種の脂肪酸を含有し、かつ亜鉛、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、及びリチウムから選択される少なくとも1種の金属を含有する高級脂肪酸金属塩が好ましい。
これらの中でも、工業的規模で生産され、かつ多方面での使用実績があり、コスト、品質、安定性、及び信頼性の点から、ステアリン酸亜鉛が特に好ましい。また、ステアリン酸亜鉛は、潤滑剤の効率的な塗布方法として蓄積してきた豊富な塗布技術を応用しやすい点で有利である。
前記その他の工程及びその他の手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、定着工程及び定着手段、除電工程及び除電手段、クリーニング工程及びクリーニング手段、リサイクル工程及びリサイクル手段、制御工程及び制御手段などが挙げられる。
前記定着工程は、前記定着手段により実施することができ、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる工程である。
前記定着手段としては、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、公知の加熱加圧手段が好ましく、前記加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組み合わせ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組み合わせなどが挙げられ、前記加熱加圧手段における加熱としては、通常80℃〜200℃が好ましい。前記定着としては、例えば、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記除電工程は、前記除電手段により実施することができ、前記電子写真感光体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程である。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記電子写真感光体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
前記クリーニング工程は、前記クリーニング手段により実施することができ、前記電子写真感光体上に残留する前記トナーを除去する工程である。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記電子写真感光体上に残留する前記トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
前記リサイクル工程は、前記リサイクル手段により実施することができ、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像手段にリサイクルさせる工程である。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
前記制御工程は、前記制御手段により実施することができ、前記各工程を制御する工程である。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御できれば、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、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
以下、本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。
図5は、本発明の画像形成装置を説明するための概略図であり、電子写真感光体1の周りに、帯電手段3、露光手段5、現像手段6、転写手段10などが配置される。
本発明のプロセスカートリッジは、電子写真感光体と、前記電子写真感光体の表面を帯電させる帯電手段、電子写真感光体上に形成された静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段、及び前記可視像を記録媒体に転写する転写手段の少なくともいずれかの手段を有し、更に必要に応じてその他の手段を有してもよい。
前記電子写真感光体は、上述した本発明の電子写真感光体である。
前記プロセスカートリッジは、各種電子写真方式の画像形成装置、ファクシミリ、プリンターに着脱可能に備えさせることができ、本発明の前記画像形成装置に着脱可能に備えさせるのが特に好ましい。
直径40mmのアルミニウムシリンダー上に、下記組成の下引き層用塗工液、電荷発生層用塗工液、及び電荷輸送層用塗工液を順次、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20μmの電荷輸送層を形成した。
〔下引き層用塗工液〕
・アルキッド樹脂・・・12部
(ベッコゾール1307−60−EL、DIC株式会社製)
・メラミン樹脂・・・8部
(スーパーベッカミン G−821−60、DIC株式会社製)
・酸化チタン・・・80部
(CR−EL、石原産業株式会社製)
・メチルエチルケトン・・・250部
・下記構造式(1)で表されるビスアゾ顔料・・・2.5部
・シクロヘキサノン・・・200部
・メチルエチルケトン・・・80部
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・10部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・下記構造式(2)で表される電荷輸送性化合物・・・7部
・1質量%シリコーンオイルのテトラヒドロフラン溶液・・・1部
(KF50−100CS、信越化学工業株式会社製)
なお、前記表面層用塗工液は、下記のようにして調製した。まず、ジルコニア製ビーズ(平均粒子径:0.1mm)を110g投入した50mL容器に、アルミニウム(Al)ドープ酸化亜鉛、界面活性剤、及びシクロヘキサノンを入れ、1,500rpmの振動条件で2時間の振動分散を行い、Alドープ酸化亜鉛を分散させた分散液を調製した。次に、前記分散液を、シルコニア製ビーズ(平均粒子径:5mm)を60g投入した50mL容器に移し替え、200rpmの回転速度で24時間の分散を行い、ミルベースを調製した。そして、ビスフェノールZポリカーボネートを溶解したテトラヒドロフラン溶液に、前記ミルベースを添加して、下記組成の表面層用塗工液を調製した。
〔表面層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・100部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・Alドープ酸化亜鉛・・・33.3部
(Pazet CK、平均粒径34nm、ハクスイテック株式会社製)
・界面活性剤(低分子量不飽和ポリカルボン酸のポリマー)・・・1.7部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・2,667部
・シクロヘキサノン・・・667部
実施例1の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・100部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・Alドープ酸化亜鉛・・・53.8部
(Pazet CK、平均粒径34nm、ハクスイテック株式会社製)
・界面活性剤・・・2.7部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・3,077部
・シクロヘキサノン・・・709部
実施例1の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・100部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・Alドープ酸化亜鉛・・・100部
(Pazet CK、平均粒径34nm、ハクスイテック株式会社製)
・界面活性剤・・・5.0部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・4,000部
・シクロヘキサノン・・・1,000部
実施例1の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・100部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・Alドープ酸化亜鉛・・・150部
(Pazet CK、平均粒径34nm、ハクスイテック株式会社製)
・界面活性剤・・・7.5部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・5,000部
・シクロヘキサノン・・・1,250部
実施例1のAlドープ酸化亜鉛をGaドープ酸化亜鉛(Pazet GK−40、平均粒径32nm、ハクスイテック株式会社製)に変更した以外は、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2のAlドープ酸化亜鉛をGaドープ酸化亜鉛(Pazet GK−40、平均粒径32nm、ハクスイテック株式会社製)に変更した以外は、実施例2と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例3のAlドープ酸化亜鉛をGaドープ酸化亜鉛(Pazet GK−40、平均粒径32nm、ハクスイテック株式会社製)に変更した以外は、実施例3と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例4のAlドープ酸化亜鉛をGaドープ酸化亜鉛(Pazet GK−40、平均粒径32nm、ハクスイテック株式会社製)に変更した以外は、実施例4と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例1で用いた表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・100部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・前記構造式(2)で表される電荷輸送性化合物・・・10部
・Gaドープ酸化亜鉛・・・110部
(Pazet GK−40、平均粒径32nm、ハクスイテック株式会社製)
・界面活性剤・・・5.5部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・1,173部
・シクロヘキサノン・・・293部
実施例1で用いた表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・100部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・前記構造式(2)で表される電荷輸送性化合物・・・20部
・Gaドープ酸化亜鉛・・・120部
(Pazet GK−40、平均粒径32nm、ハクスイテック株式会社製)
・界面活性剤・・・6.0部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・4,800部
・シクロヘキサノン・・・1,200部
実施例1で用いた表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・100部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・前記構造式(2)で表される電荷輸送性化合物・・・45部
・Gaドープ酸化亜鉛・・・ 145部
(Pazet GK−40、平均粒径32nm、ハクスイテック社製)
・界面活性剤・・・7.3部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・5,800部
・シクロヘキサノン・・・1,450部
実施例1で用いた表面層用塗工液において、ビスフェノールZポリカーボネートの代わりに、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、東京化成株式会社製)100部と光重合開始剤(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)5部とを混合したもの用いたこと、及び150℃で30分間加熱する代わりに、下記に示した紫外線照射及び乾燥プロセスを実施した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔紫外線照射及び乾燥プロセス〕
導電性支持体、下引き層、電荷発生層、及び電荷輸送層からなる積層体上に上記表面層用塗工液を塗布したものを回転させながら、メタルハライドランプを用いて、照度900mW/cm2、照射時間120秒間の条件で光照射を行うことで表面層を架橋させた後に、130℃で30分間、乾燥を行った。
実施例2で用いた表面層用塗工液において、ビスフェノールZポリカーボネートの代わりに、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、東京化成株式会社製)100部と光重合開始剤(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)5部とを混合したもの用いたこと、及び150℃で30分間加熱する代わりに、下記に示した紫外線照射及び乾燥プロセスを実施した以外は、実施例2と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔紫外線照射及び乾燥プロセス〕
導電性支持体、下引き層、電荷発生層、及び電荷輸送層からなる積層体上に上記表面層用塗工液を塗布したものを回転させながら、メタルハライドランプを用いて、照度900mW/cm2、照射時間120秒間の条件で光照射を行うことで表面層を架橋させた後に、130℃で30分間、乾燥を行った。
実施例3で用いた表面層用塗工液において、ビスフェノールZポリカーボネートの代わりに、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、東京化成株式会社製)100部と光重合開始剤(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)5部とを混合したもの用いたこと、及び150℃で30分間加熱する代わりに、下記に示した紫外線照射及び乾燥プロセスを実施した以外は、実施例3と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔紫外線照射及び乾燥プロセス〕
導電性支持体、下引き層、電荷発生層、及び電荷輸送層からなる積層体上に上記表面層用塗工液を塗布したものを回転させながら、メタルハライドランプを用いて、照度900mW/cm2、照射時間120秒間の条件で光照射を行うことで表面層を架橋させた後に、130℃で30分間、乾燥を行った。
実施例4で用いた表面層用塗工液において、ビスフェノールZポリカーボネートの代わりに、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、東京化成株式会社製)100部と光重合開始剤(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)5部とを混合したもの用いたこと、及び150℃で30分間加熱する代わりに、下記に示した紫外線照射及び乾燥プロセスを実施した以外は、実施例4と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔紫外線照射及び乾燥プロセス〕
導電性支持体、下引き層、電荷発生層、及び電荷輸送層からなる積層体上に上記表面層用塗工液を塗布したものを回転させながら、メタルハライドランプを用いて、照度900mW/cm2、照射時間120秒間の条件で光照射を行うことで表面層を架橋させた後に、130℃で30分間、乾燥を行った。
実施例5で用いた表面層用塗工液において、ビスフェノールZポリカーボネートの代わりに、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、東京化成株式会社製)100部と光重合開始剤(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミ カルズ株式会社製)5部とを混合したもの用いたこと、及び150℃で30分間加熱する代わりに、下記に示した紫外線照射及び乾燥プロセスを実施した以外は、実施例5と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔紫外線照射及び乾燥プロセス〕
導電性支持体、下引き層、電荷発生層、及び電荷輸送層からなる積層体上に、上記表面層用塗工液を塗布したものを回転させながら、メタルハライドランプを用いて、照度900mW/cm2、照射時間120秒間の条件で光照射を行うことで表面層を架橋させた後に、130℃で30分間、乾燥を行った。
実施例6で用いた表面層用塗工液において、ビスフェノールZポリカーボネートの代わりに、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、東京化成株式会社製)100部と光重合開始剤(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)5部とを混合したもの用いたこと、及び150℃で30分間加熱する代わりに、下記に示した紫外線照射及び乾燥プロセスを実施した以外は、実施例6と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔紫外線照射及び乾燥プロセス〕
導電性支持体、下引き層、電荷発生層、及び電荷輸送層からなる積層体上に、上記表面層用塗工液を塗布したものを回転させながら、メタルハライドランプを用いて、照度900mW/cm2、照射時間120秒間の条件で光照射を行うことで表面層を架橋させた後に、130℃で30分間、乾燥を行った。
実施例7で用いた表面層用塗工液において、ビスフェノールZポリカーボネートの代わりに、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、東京化成株式会社製)100部と光重合開始剤(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)5部とを混合したもの用いたこと、及び150℃で30分間加熱する代わりに、下記に示した紫外線照射及び乾燥プロセスを実施した以外は、実施例7と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔紫外線照射及び乾燥プロセス〕
導電性支持体、下引き層、電荷発生層、及び電荷輸送層からなる積層体上に、上記表面層用塗工液を塗布したものを回転させながら、メタルハライドランプを用いて、照度900mW/cm2、照射時間120秒間の条件で光照射を行うことで表面層を架橋させた後に、130℃で30分間、乾燥を行った。
実施例8で用いた表面層用塗工液において、ビスフェノールZポリカーボネートの代わりに、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、東京化成株式会社製)100部と光重合開始剤(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)5部とを混合したもの用いたこと、及び150℃で30分間加熱する代わりに、下記に示した紫外線照射及び乾燥プロセスを実施した以外は、実施例8と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔紫外線照射及び乾燥プロセス〕
導電性支持体、下引き層、電荷発生層、及び電荷輸送層からなる積層体上に、上記表面層用塗工液を塗布したものを回転させながら、メタルハライドランプを用いて、照度900mW/cm2、照射時間120秒間の条件で光照射を行うことで表面層を架橋させた後に、130℃で30分間、乾燥を行った。
実施例9で用いた表面層用塗工液において、前記構造式(2)で表される電荷輸送性化合物10部を下記構造式(3)で表される電荷輸送性化合物10部に変え、ビスフェノールZポリカーボネートの代わりに、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、東京化成株式会社製)100部と光重合開始剤(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)5部とを混合したもの用いたこと、及び150℃で30分間加熱する代わりに、下記に示した紫外線照射及び乾燥プロセスを実施した以外は、実施例9と同様にして、電子写真感光体を作製した。
導電性支持体、下引き層、電荷発生層、及び電荷輸送層からなる積層体上に、上記表面層用塗工液を塗布したものを回転させながら、メタルハライドランプを用いて、照度900mW/cm2、照射時間120秒間の条件で光照射を行うことで表面層を架橋させた後に、130℃で30分間、乾燥を行った。
実施例10で用いた表面層用塗工液において、前記構造式(2)で表される電荷輸送性化合物20部を前記構造式(3)で表される電荷輸送性化合物20部に変え、ビスフェノールZポリカーボネートの代わりに、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、東京化成株式会社製)100部と光重合開始剤(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)5部とを混合したものを用いたこと、及び150℃、30分間加熱する代わりに、下記に示した紫外線照射及び乾燥プロセスを実施した以外は、実施例10と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔紫外線照射及び乾燥プロセス〕
導電性支持体、下引き層、電荷発生層、及び電荷輸送層からなる積層体上に、上記表面層用塗工液を塗布したものを回転させながら、メタルハライドランプを用いて、照度900mW/cm2、照射時間120秒間の条件で光照射を行うことで表面層を架橋させた後に、130℃で30分間、乾燥を行った。
実施例11で用いた表面層用塗工液において、前記構造式(2)で表される電荷輸送性化合物45部を前記構造式(3)で表される電荷輸送性化合物45部に変え、電荷輸送性を有しない樹脂を、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、東京化成株式会社製)100部と光重合開始剤(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)5部とを混合して、下記に示した紫外線照射及び乾燥プロセスを実施して得られた樹脂に変更した以外は、実施例11と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔紫外線照射及び乾燥プロセス〕
導電性支持体、下引き層、電荷発生層、及び電荷輸送層からなる積層体上に上記表面層用塗工液を塗布したものを回転させながら、メタルハライドランプを用いて、照度900mW/cm2、照射時間120秒間の条件で光照射を行うことで表面層を架橋させた後に、130℃で30分間、乾燥を行った。
実施例12のAlドープ酸化亜鉛(Pazet CK、平均粒径34nm、ハクスイテック株式会社製)をAlドープ酸化亜鉛(23−K、平均粒径152nm、ハクスイテック株式会社製)に変更した以外は、実施例12と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例13のAlドープ酸化亜鉛(Pazet CK、平均粒径34nm、ハクスイテック株式会社製)をAlドープ酸化亜鉛(23−K、平均粒径152nm、ハクスイテック株式会社製)に変更した以外は、実施例13と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例17の表面層用塗工液で用いたトリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、東京化成株式会社製)100部を、下記樹脂に変更した以外は、実施例17と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔樹脂〕
[1]及び[2]の化合物を混合して得られた樹脂
[1]トリメチロールプロパントリアクリレート・・・40部
(TMPTA、東京化成株式会社製)
[2]下記構造式(4)で表される化合物・・・60部
(ビスフェノールA型アクリレートモノマー、サートマー社製)
実施例18の表面層用塗工液で用いたトリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、東京化成株式会社製)100部を、下記樹脂に変更した以外は、実施例18と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔樹脂〕
[1]及び[2]の化合物を混合して得られた樹脂
[1]トリメチロールプロパントリアクリレート・・・80部
(TMPTA、東京化成株式会社製)
[2]下記構造式(5)で表される化合物・・・20部
(カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、日本化薬株式会社製)
実施例3の電荷輸送性を有しない樹脂をポリアリレート樹脂(U−100、ユニチカ株式会社製)に変更した以外は、実施例3と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例3の電荷輸送性を有しない樹脂をスチレン樹脂(製品名:セプトン2043、株式会社クラレ製)に変更した以外は、実施例3と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例3の電荷輸送性を有しない樹脂をフェノール樹脂(製品名:PR9480、住友ベークライト株式会社製)に変更した以外は、実施例3と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例17の電荷輸送性を有しない樹脂を下記樹脂に変更した以外は、実施例17と同様にして、電子写真感光体を作製した。
・下記[1]及び[2]の化合物をOH価/NCO価=1.0となるように反応させて得られた樹脂
[1]下記構造式(6)で表されるポリオール化合物
[2]イソシアネート化合物(タケネートD140N、三井化学株式会社製)
実施例17の電荷輸送性を有しない樹脂を下記の方法により調製した化合物に変更した以外は、実施例17と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔化合物の調製〕
下記処方の液を60℃の温度条件で2時間攪拌を行った後、錫有機酸塩(nBu2・Sn(OAc)2)を0.016部添加して、40℃の温度条件で3時間攪拌することにより化合物を得た。
・メチルトリメトキシシラン・・・10部
・1質量%酢酸水溶液・・・5部
・n−ブタノール・・・15部
実施例1の表面層用塗工液を、下記の表面層用塗工液に変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・100部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・Alドープ酸化亜鉛・・・43.8部
(Pazet CK、平均粒径34nm、ハクスイテック株式会社製)
・フッ素系樹脂微粒子・・・10部
(MPE−056、三井・デュポンフロロケミカル株式会社製)
・界面活性剤・・・2.7部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・3,284部
・シクロヘキサノン・・・820部
実施例1の表面層塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・100部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・Gaドープ酸化亜鉛・・・43.8部
(Pazet GK−40、平均粒径32nm、ハクスイテック株式会社製)
・フッ素系樹脂微粒子・・・10部
(MPE−056、三井・デュポンフロロケミカル株式会社製)
・界面活性剤・・・2.7部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・3,284部
・シクロヘキサノン・・・820部
実施例32で用いた表面層用塗工液において、ビスフェノールZポリカーボネートの代わりに、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、東京化成株式会社製)100部と光重合開始剤(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)5部とを混合したもの用いたこと、及び150℃で30分間加熱する代わりに、下記に示した紫外線照射及び乾燥プロセスを実施したこと以外は、実施例32と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔紫外線照射及び乾燥プロセス〕
導電性支持体、下引き層、電荷発生層、及び電荷輸送層からなる積層体上に上記表面層用塗工液を塗布したものを回転させながら、メタルハライドランプを用いて、照度900mW/cm2、照射時間120秒間の条件で光照射を行うことで表面層を架橋させた後に、130℃で30分間、乾燥を行った。
実施例1の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・100部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・テトラヒドロフラン・・・2,132部
・シクロヘキサノン・・・532部
実施例1の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・100部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・前記構造式(2)で表される電荷輸送性化合物・・・10部
・テトラヒドロフラン・・・2,348部
・シクロヘキサノン・・・588部
実施例1の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・100部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・前記構造式(2)で表される電荷輸送性化合物・・・20部
・テトラヒドロフラン・・・2,560部
・シクロヘキサノン・・・640部
実施例11の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例11と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・トリメチロールプロパントリアクリレート・・・100部
(TMPTA、東京化成株式会社製)
・光重合開始剤・・・5部
(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン)
(イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)
・テトラヒドロフラン・・・533部
・シクロヘキサノン・・・133部
実施例11の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例11と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・トリメチロールプロパントリアクリレート・・・100部
(TMPTA、東京化成株式会社製)
・光重合開始剤・・・5部
(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン)
(イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)
・前記構造式(3)で表される電荷輸送性化合物・・・10部
・テトラヒドロフラン・・・587部
・シクロヘキサノン・・・147部
実施例11の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例11と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・トリメチロールプロパントリアクリレート・・・100部
(TMPTA、東京化成株式会社製)
・光重合開始剤・・・5部
(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン)
(イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)
・前記構造式(3)で表される電荷輸送性化合物・・・20部
・テトラヒドロフラン・・・640部
・シクロヘキサノン・・・160部
実施例1の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・100部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・Gaドープ酸化亜鉛・・・5.3部
(Pazet GK−40、平均粒径32nm、ハクスイテック株式会社製)
・界面活性剤・・・0.3部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・2,105部
・シクロヘキサノン・・・526部
実施例1の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・100部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・Gaドープ酸化亜鉛・・・11.1部
(Pazet GK−40、平均粒径32nm、ハクスイテック株式会社製)
・界面活性剤・・・0.6部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・2,222部
・シクロヘキサノン・・・556部
実施例1の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・100部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・Gaドープ酸化亜鉛・・・233.3部
(Pazet GK−40、平均粒径32nm、ハクスイテック株式会社製)
・界面活性剤・・・11.7部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・4,400部
・シクロヘキサノン・・・1,100部
実施例12の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例12と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・トリメチロールプロパントリアクリレート・・・100部
(TMPTA、東京化成株式会社製)
・光重合開始剤・・・5部
(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン)
(イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)
・Gaドープ酸化亜鉛・・・5.3部
(Pazet GK−40、平均粒径32nm、ハクスイテック株式会社製)
・界面活性剤・・・0.3部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・561部
・シクロヘキサノン・・・140部
実施例12の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例12と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・トリメチロールプロパントリアクリレート・・・100部
(TMPTA、東京化成株式会社製)
・Gaドープ酸化亜鉛・・・11.1部
(Pazet GK−40、平均粒径32nm、ハクスイテック株式会社製)
・光重合開始剤・・・5部
(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン)
(イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)
・界面活性剤・・・0.6部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・593部
・シクロヘキサノン・・・148部
実施例12の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例12と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・トリメチロールプロパントリアクリレート・・・100部
(TMPTA、東京化成株式会社製)
・Gaドープ酸化亜鉛・・・233.3部
(Pazet GK−40、平均粒径32nm、ハクスイテック株式会社製)
・光重合開始剤・・・5部
(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン)
(イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)
・界面活性剤・・・11.7部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・1,779部
・シクロヘキサノン・・・444部
実施例1の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・100部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・前記構造式(2)で表される電荷輸送性化合物・・・55部
・Gaドープ酸化亜鉛・・・155部
(Pazet GK−40、平均粒径32nm、ハクスイテック社製)
(イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
・界面活性剤・・・7.8部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・6,200部
・シクロヘキサノン・・・1,550部
実施例1の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・100部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・前記構造式(2)で表される電荷輸送性化合物・・・65部
・ Gaドープ酸化亜鉛・・・165部
(Pazet GK−40、平均粒径32nm、ハクスイテック社製)
・界面活性剤・・・8.3部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・6,600部
・シクロヘキサノン・・・1,650部
実施例12の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例12と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・トリメチロールプロパントリアクリレート・・・100部
(TMPTA、東京化成株式会社製)
・前記構造式(3)で表される電荷輸送性化合物・・・55部
・光重合開始剤・・・5部
(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン)
(イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
・Gaドープ酸化亜鉛・・・155部
(Pazet GK−40、平均粒径32nm、ハクスイテック社製)
・界面活性剤・・・7.8部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・1,653部
・シクロヘキサノン・・・413部
実施例12の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例12と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・トリメチロールプロパントリアクリレート・・・100部
(TMPTA、東京化成株式会社製)
・前記構造式(3)で表される電荷輸送性化合物・・・55部
・光重合開始剤・・・5部
(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン)
(イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
・Gaドープ酸化亜鉛・・・155部
(Pazet GK−40、平均粒径32nm、ハクスイテック社製)
・界面活性剤・・・8.3部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・1,760部
・シクロヘキサノン・・・440部
実施例1の表面層用塗工液に用いたAlドープ酸化亜鉛を酸化亜鉛(Nanotek ZnO、平均粒径34nm、シーアイ化成株式会社製)に変更した以外は、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2の表面層用塗工液に用いたAlドープ酸化亜鉛を酸化亜鉛(Nanotek ZnO、平均粒径34nm、シーアイ化成株式会社製)に変更した以外は、実施例2と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例3の表面層用塗工液に用いたAlドープ酸化亜鉛を酸化亜鉛(Nanotek ZnO、平均粒径34nm、シーアイ化成株式会社製)に変更した以外は、実施例3と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例4の表面層用塗工液に用いたAlドープ酸化亜鉛を酸化亜鉛(Nanotek ZnO、平均粒径34nm、シーアイ化成株式会社製)に変更した以外は、実施例4と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例12の表面層用塗工液に用いたAlドープ酸化亜鉛を酸化亜鉛(Nanotek ZnO、平均粒径34nm、シーアイ化成株式会社製)に変更した以外は、実施例12と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例13の表面層用塗工液に用いたAlドープ酸化亜鉛を酸化亜鉛(Nanotek ZnO、平均粒径34nm、シーアイ化成株式会社製)に変更した以外は、実施例13と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例14の表面層用塗工液に用いたAlドープ酸化亜鉛を酸化亜鉛(Nanotek ZnO、平均粒径34nm、シーアイ化成株式会社製)に変更した以外は、実施例14と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例15の表面層用塗工液に用いたAlドープ酸化亜鉛を酸化亜鉛(Nanotek ZnO、平均粒径34nm、シーアイ化成株式会社製)に変更した以外は、実施例15と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例12で用いた表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例12と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・トリメチロールプロパントリアクリレート・・・100部
(TMPTA、東京化成株式会社製)
・光重合開始剤・・・5部
(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン)
(イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)
・酸化チタン微粒子・・・53.8部
(Nanotek TiO2、平均粒径36nm、シーアイ化成株式会社製)
・界面活性剤・・・2.7部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・821部
・シクロヘキサノン・・・205部
実施例12で用いた表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例12と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・トリメチロールプロパントリアクリレート・・・100部
(TMPTA、東京化成株式会社製)
・光重合開始剤・・・5部
(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン)
(イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)
・酸化チタン微粒子・・・100部
(Nanotek TiO2、平均粒径36nm、シーアイ化成株式会社製)
・界面活性剤・・・5.0部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・1,067部
・シクロヘキサノン・・・267部
比較例25の表面層用塗工液に用いた酸化チタン微粒子を酸化アルミニウム微粒子(Nanotek Al2O3、平均粒径31nm、シーアイ化成株式会社製)に変更した以外は、比較例25と同様にして、電子写真感光体を作製した。
比較例26の表面層用塗工液に用いた酸化チタン微粒子を酸化アルミニウム微粒子(Nanotek Al2O3、平均粒径31nm、シーアイ化成株式会社製)に変更した以外は、比較例26と同様にして、電子写真感光体を作製した。
比較例25の表面層用塗工液に用いた酸化チタン微粒子を酸化錫微粒子(Nanotek SnO2、平均粒径21nm、シーアイ化成株式会社製)に変更した以外は、比較例25と同様にして、電子写真感光体を作製した。
比較例26の表面層用塗工液に用いた酸化チタン微粒子を酸化錫微粒子(Nanotek SnO2、平均粒径21nm、シーアイ化成株式会社製)に変更した以外は、比較例26と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例5のGaドープ酸化亜鉛を下記方法で作製したGaドープ酸化亜鉛(無機微粒子A、平均粒径31nm、体積抵抗率3.2×104Ω・cm、Si含有比2.6質量%)に変更した以外は、実施例5と同様にして、電子写真感光体を作製した。
<<無機微粒子(第13族元素をドープした酸化亜鉛)の作製方法>>
酸化亜鉛100gを、35質量%塩酸250gと純水350gからなる塩酸水溶液中へ添加し、酸化亜鉛を溶解させることで、塩化亜鉛水溶液を作製した。次に、作製した塩化亜鉛水溶液中に硝酸ガリウム八水和物14.7gを添加した。これとは別に、重炭酸アンモニウム(特級試薬)230gを精製水1,500gに溶解して、重炭酸アンモニウム水溶液を別途調製した。前記硝酸ガリウムを溶解させた塩化亜鉛水溶液を、重炭酸アンモニウム水溶液にゆっくり添加し、沈殿物を生成させた。次いで、メタケイ酸ナトリウム9水和物23.5gを含む水溶液150mLと10質量%硫酸を、pHを7〜9の範囲になるように流量を調整しながら添加し、90分間かけて同時に添加した。その後、沈殿物を充分洗浄した後、液相より分別し、130℃で5時間乾燥した。最後に、乾燥粉をメノウ乳鉢で解砕して、焼成前駆体とし、該前駆体を、アルミナ製ボートへ入れ、管状炉を用いて、窒素ガス0.2リットル/分、水素ガス0.1リットル/分の混合気体を流通しながら200℃/時で700℃まで昇温した。そのまま2時間保持してから室温まで放冷することによって、平均粒径31nmの無機微粒子Aを得た。
得られた無機微粒子Aを、下記手法を用いてSi含有率を求めたところ、Si含有率は2.6質量%であった。
〔Si含有率定量分析方法〕
・分析装置:ICP−AES(日立ハイテクサイエンス株式会社製、SPS−3520UV)
・分析条件:高周波出力 1.2kW、予備噴霧時間 35秒間
・試料前処理:試料約50mgに酸を加えて溶解させ、この溶解液に超純水を加えて25mLに定容し、適宜希釈後分析を実施した。
実施例6のGaドープ酸化亜鉛を前記方法で作製したGaドープ酸化亜鉛(無機微粒子A、平均粒径31nm、体積抵抗率3.2×104Ω・cm、Si含有比2.6質量%)に変更した以外は、実施例6と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例7のGaドープ酸化亜鉛を前記方法で作製したGaドープ酸化亜鉛(無機微粒子A、平均粒径31nm、体積抵抗率3.2×104Ω・cm、Si含有比2.6質量%)に変更した以外は、実施例7と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例8のGaドープ酸化亜鉛を前記方法で作製したGaドープ酸化亜鉛(無機微粒子A、平均粒径31nm、体積抵抗率3.2×104Ω・cm、Si含有比2.6質量%)に変更した以外は、実施例8と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例9のGaドープ酸化亜鉛を前記方法で作製したGaドープ酸化亜鉛(無機微粒子A、平均粒径31nm、体積抵抗率3.2×104Ω・cm、Si含有比2.6質量%)に変更した以外は、実施例9と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例10のGaドープ酸化亜鉛を前記方法で作製したGaドープ酸化亜鉛(無機微粒子A、平均粒径31nm、体積抵抗率3.2×104Ω・cm、Si含有比2.6質量%)に変更した以外は、実施例10と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例12のGaドープ酸化亜鉛を前記方法で作製したGaドープ酸化亜鉛(無機微粒子A、平均粒径31nm、体積抵抗率3.2×104Ω・cm、Si含有比2.6質量%)に変更した以外は、実施例12と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例17のGaドープ酸化亜鉛を前記方法で作製したGaドープ酸化亜鉛(無機微粒子A、平均粒径31nm、体積抵抗率3.2×104Ω・cm、Si含有比2.6質量%)に変更した以外は、実施例17と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例18のGaドープ酸化亜鉛を前記方法で作製したGaドープ酸化亜鉛(無機微粒子A、平均粒径31nm、体積抵抗率3.2×104Ω・cm、Si含有比2.6質量%)に変更した以外は、実施例18と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例19のGaドープ酸化亜鉛を前記方法で作製したGaドープ酸化亜鉛(無機微粒子A、平均粒径31nm、体積抵抗率3.2×104Ω・cm、Si含有比2.6質量%)に変更した以外は、実施例19と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例20のGaドープ酸化亜鉛を前記方法で作製したGaドープ酸化亜鉛(無機微粒子A、平均粒径31nm、体積抵抗率3.2×104Ω・cm、Si含有比2.6質量%)に変更した以外は、実施例20と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例21のGaドープ酸化亜鉛を前記方法で作製したGaドープ酸化亜鉛(無機微粒子A、平均粒径31nm、体積抵抗率3.2×104Ω・cm、Si含有比2.6質量%)に変更した以外は、実施例21と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例22のGaドープ酸化亜鉛を前記方法で作製したGaドープ酸化亜鉛(無機微粒子A、平均粒径31nm、体積抵抗率3.2×104Ω・cm、Si含有比2.6質量%)に変更した以外は、実施例22と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例24のGaドープ酸化亜鉛を前記方法で作製したGaドープ酸化亜鉛(無機微粒子A、平均粒径31nm、体積抵抗率3.2×104Ω・cm、Si含有比2.6質量%)に変更した以外は、実施例24と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例27のGaドープ酸化亜鉛を前記方法で作製したGaドープ酸化亜鉛(無機微粒子A、平均粒径31nm、体積抵抗率3.2×104Ω・cm、Si含有比2.6質量%)に変更した以外は、実施例27と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例28のGaドープ酸化亜鉛を前記方法で作製したGaドープ酸化亜鉛(無機微粒子A、平均粒径31nm、体積抵抗率3.2×104Ω・cm、Si含有比2.6質量%)に変更した以外は、実施例28と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例29のGaドープ酸化亜鉛を前記方法で作製したGaドープ酸化亜鉛(無機微粒子A、平均粒径31nm、体積抵抗率3.2×104Ω・cm、Si含有比2.6質量%)に変更した以外は、実施例29と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例30のGaドープ酸化亜鉛を前記方法で作製したGaドープ酸化亜鉛(無機微粒子A、平均粒径31nm、体積抵抗率3.2×104Ω・cm、Si含有比2.6質量%)に変更した以外は、実施例30と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例31のGaドープ酸化亜鉛を前記方法で作製したGaドープ酸化亜鉛(無機微粒子A、平均粒径31nm、体積抵抗率3.2×104Ω・cm、Si含有比2.6質量%)に変更した以外は、実施例31と同様にして、電子写真感光体を作製した。
実施例1〜34及び比較例1〜30で作製した電子写真感光体を表1に示す。
各電界強度における電子写真感光体の表面抵抗率を測定した。
前記表面固有抵抗率R1は、前記表面層における電界強度が1×104V/cmであるときの表面固有抵抗率を測定した。前記電界強度(1×104V/cm)の設定は、電極(長さ:10mm、電極間隙:25μm)を電子写真感光体表面に形成し、前記電極間隙から算出される適性バイアスを電極に印加することにより行った。前記表面固有抵抗率R1は、電子写真感光体の表面層における上端部から70mm、170mm、及び270mmの三箇所の位置で測定した値の平均値とした。
・電流−電圧計:Keithley社製 ソースメジャーユニット タイプ2410
・電極金属 :金
・電極長さ :10mm
・電極間隙 :25μm
・測定雰囲気 :25℃/50%RH
・測定時間 :70秒間(電圧印加後60秒間後の電流値から表面抵抗を算出)
表1の結果から、実施例1〜34の電子写真感光体は、低電界(1×104V/cm)において表面抵抗率が1013Ω/cm2以上を示し、低電界(1×104V/cm)においては高抵抗を示すことがわかった。また、実施例1〜34の電子写真感光体における表面固有抵抗率R1と表面固有抵抗率R3との比(R1/R3)については、10以下を示す結果となっており、低電界強度領域での表面抵抗率が極めて安定していることがわかった。
また、実施例1〜34の電子写真感光体は、低電界強度と比較して高電界強度の表面抵抗率は2〜4桁小さくなる傾向であった。特に無機微粒子の含有量が多い場合、低電界強度の表面抵抗率と高電界強度の表面抵抗率との比は大きくなり、約4,000程度に達することがわかった。この挙動は表面層に少量の電荷輸送性化合物が含有される場合(電荷輸送性を有しない樹脂100質量部に対して電荷輸送性化合物が20質量部以下、含有される場合)も同様の傾向が見られ、本発明に記載の電荷輸送性化合物の含有量であれば、表面抵抗率への影響は小さく抑えることができ、電荷輸送機能を増強することが示唆された。
実施例及び比較例で作製した電子写真感光体について、下記評価を実施した。
画像形成装置(Imagio MP C5000、株式会社リコー製)の感光体ユニットから帯電ユニットを除く部材(クリーニングブレード等)を取り除いた改造感光体ユニットを用いてランニング試験に用いた。実施例及び比較例で作製した電子写真感光体を取り付けた改造感光体ユニットを画像形成装置(Imagio MP C5000)の改造機にセットし、通紙を行わず帯電、現像のみを繰り返し実施できるようにした。帯電条件としては、帯電ローラを用い、直流電圧に交流電圧を重畳させた交番電圧を印加し、交流電圧のピークツーピーク電圧Vppを約1.9kV、周波数fを約900Hz、直流電圧を−650V、電子写真感光体の回転速度を230mm/secに設定した。現像条件としては、655nmのLDを用い、書き込みパターンを100%書き込みパターン(全ベタ)とした。本条件で10万枚のランニング(5%テストパターン/帯電−露光電位差550V/電子写真感光体静電容量110pF/cm2)と同等の静電疲労を電子写真感光体に負荷するためには、約2.5時間のランニングによって達成できることが通過電荷量計算からわかっており、電気特性の評価では、ランニング10万枚相当の静電疲労試験を上述の改造機を用いて実施した。また、画像出力の評価では、画像出力時の初期空転プロセスをなくすように改造したIPSiO MP C5000改造機を用いて実施した。
電気特性及び画像出力の評価では、トナーとして、Imagioトナータイプ27(株式会社リコー製)を用い、用紙としてはNBS MyPaper(A4サイズ、株式会社NBSリコー製)を用いた。
電気特性の評価は、スタート時の感光体表面電位を−650Vとして、前記静電疲労前後における機内電位(帯電後電位及び露光部電位)を測定することにより評価した。結果を表3に示す。
画像出力の評価は、出力画像として、ハーフトーン出力を3枚連続で行い、出力画像のドット再現状態を目視及び顕微鏡にて確認することにより評価した。結果を表3に示す。
実施例1〜53の電子写真感光体は、ランニング前後での暗部電位及び明部電位の変化が極めて小さく、良好な電子写真感光体であることがわかった。これらの電子写真感光体の中でもアルミドープの酸化亜鉛、ガリウムドープの酸化亜鉛を用いた場合、明部電位の安定性が高くなり、特にガリウムドープの酸化亜鉛を用いた場合に非常に高い明部電位の安定性を示し、暗部電位及び明部電位とも変動が極めて少ないことがわかった。これは、酸化亜鉛自身が、その粒子バルクにより表面に酸素欠損を多く含み、大気中で酸化して抵抗値が変動しやすいが、酸素欠損を補填する形で第13族元素をドープすることにより、大気中での安定性が高くなるためことに起因することが示唆された。加えてガリウム元素自身が大気中で酸化されにくく、非常に安定な特性を示すことに由来すると考えられた。
前記摩耗耐久試験は、画像形成装置として、Imagio MP C5000(株式会社リコー製)を改造したものを使用した。画像形成装置の改造は、以下のように行った。
プロセスカートリッジから予め滑剤バーを取り除き、電子写真感光体外部から滑剤供給をしないように予め改造した装置を用いた。トナーとしてが、Imagioトナータイプ27(株式会社リコー製)を用い、用紙としてはNBS MyPaper(A4サイズ、株式会社NBSリコー製)を用いた。ランニング条件としてはスタート時に感光体表面電位を−650Vとなるように帯電条件を調整し、5%テストチャートを用いて10万枚のランニングを実施し、ランニング前後の膜厚測定結果をもとに感光体摩耗量を評価した。
ランニングに供した電子写真感光体は、前記電子写真感光体の表面層に含有される電荷輸送性を有しない樹脂として架橋構造を有する樹脂を使用したものであって、上記試験により長期間使用しても暗部電位及び明部電位の変動が比較的少なかった実施例12〜21、23〜26で作製した電子写真感光体を使用した。結果を表4に示す。
前記ユニバーサル硬度の測定は、電子写真感光体の状態で下記条件において5回測定することにより行い、それらの平均値を電子写真感光体のユニバーサル硬度とした。
〔条件〕
装置:フィッシャースコープ H−100(フィッシャー・インストルメンツ社製)
ソフト:WIN−HCU(フィッシャー・インストルメンツ社製)
最大試験荷重:1mN
荷重アプリケーション時間:30秒間
荷重の増加:1mN/30秒間
最大試験荷重でのクリープ:5秒間
荷重の減少:荷重の増加と同条件
徐荷後のクリープ:5秒間
圧子:マイクロピッカーズ(フィッシャー・インストルメンツ社製)
前記弾性仕事率の測定は、前記ユニバーサル硬度と同様の方法により測定した。
前記弾性仕事率は、下記式1を用いて算出した。
<<式1>>
弾性仕事率(%)=100×(最大仕事率−塑性仕事率)/最大仕事率
本結果から、前記表面層における電荷輸送性を有しない樹脂が架橋性構造を有し、前記表面層のユニバーサル硬度が250N/mm2以上であると、表面付着が少ない表面層となることがわかった。また、本発明において優れた摩耗耐久性を示す表面層としては、前記表面層の弾性仕事率が50%以上であればよく、55%以上の場合には摩耗耐久性が極めて高くなることがわかった。
画像形成装置(Imagio MP C5000、株式会社リコー製)において、その感光体ユニットの代わりに、実施例2、6、13、32、33及び34で作製した電子写真感光体を取り付けた改造感光体ユニットを用いて、5万枚の通紙試験を実施した。出力画像は、画像面積率7%の格子画像を用い、用紙としては、NBS MyPaper(A4サイズ、株式会社NBSリコー製)を使用した。
通紙試験後、改造感光体ユニットを取り出し、クリーニングブレード端部の状態及び帯電ローラの汚染状況の評価を行った。結果を表5に示す。
また、実施例5〜11、実施例16〜21、23、実施例27〜31については、20万枚までの静電疲労試験後の出力画像に於いて僅かではあるが画像濃度の低下が見られた。これら実施例においては比較的低抵抗の微粒子を多く含有していること、静電疲労試験によって無機微粒子の特性変化が比較的大きい試験結果(暗部電位・露光部電位の変動量)から、静電疲労による電子写真感光体の表面抵抗率低下に由来した画像流れに起因する画像濃度低下現象と考えられる。しかし、画像濃度低下は見られるものの、画像や画像を形成するドットは比較的明瞭に形成されており、実使用においては大きな問題とならないと思われる。一方で、実施例35〜53については20万枚までの静電疲労試験後の出力画像において、異常は見られず良好な画像が得られた。これら実施例で得られた電子写真感光体は非常に高い静電疲労に対する耐久性を有すると共に、長期に亘って安定な出力画像を得ることができるといった非常に優れた電子写真感光体であるといえる。
以上の結果から、本発明の電子写真感光体は優れた電荷輸送性ならびに潜像保持性を有し、長期に亘るランニングを実施した場合であっても極めて高い電荷輸送性及び潜像保持性を示し、長期に亘って画像品質に関わる欠陥の少ない電子写真感光体であることがわかった。
実施例1で用いた表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・100部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・前記構造式(2)で表される電荷輸送性化合物・・・150部
・Gaドープ酸化亜鉛・・・250部
(Pazet GK−40、平均粒径32nm、ハクスイテック社製)
・界面活性剤・・・12.5部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・2,665部
・シクロヘキサノン・・・800部
実施例30で用いた表面層用塗工液において、電荷輸送性化合物を前記構造式(3)で表される電荷輸送性化合物に変更し、電荷輸送性を有しない樹脂を、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、東京化成株式会社製)100部と光重合開始剤(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)5部とを混合して、下記に示した紫外線照射及び乾燥プロセスを実施して得られた樹脂に変更した以外は、実施例30と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔紫外線照射及び乾燥プロセス〕
導電性支持体、下引き層、電荷発生層、及び電荷輸送層からなる積層体上に上記表面層用塗工液を塗布したものを回転させながら、メタルハライドランプを用いて、照度900mW/cm2、照射時間120秒間の条件で光照射を行うことで表面層を架橋させた後に、130℃で30分間、乾燥を行った。
実施例1で用いた表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・100部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・前記構造式(2)で表される電荷輸送性化合物・・・233部
・Gaドープ酸化亜鉛・・・333部
(Pazet GK−40、平均粒径32nm、ハクスイテック株式会社製)
・界面活性剤・・・12.5部
(BYK−P105、ビックケミー社製)
・テトラヒドロフラン・・・3,550部
・シクロヘキサノン・・・886部
実施例1の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・100部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・前記構造式(2)で表される電荷輸送性化合物・・・43部
・テトラヒドロフラン・・・762部
・シクロヘキサノン・・・190部
実施例11の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例11と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・トリメチロールプロパントリアクリレート・・・100部
(TMPTA、東京化成株式会社製)
・前記構造式(3)で表される電荷輸送性化合物・・・43部
・光重合開始剤・・・5部
(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン)
(イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
・テトラヒドロフラン・・・762部
・シクロヘキサノン・・・190部
実施例1の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・ビスフェノールZポリカーボネート・・・100部
(パンライトTS−2050、帝人化成株式会社製)
・前記構造式(2)で表される電荷輸送性化合物・・・54部
・テトラヒドロフラン・・・821部
・シクロヘキサノン・・・205部
実施例12の表面層用塗工液を下記表面層用塗工液に変更した以外は、実施例12と同様にして、電子写真感光体を作製した。
〔表面層用塗工液〕
・トリメチロールプロパントリアクリレート・・・100部
(TMPTA、東京化成株式会社製)
・前記構造式(3)で表される電荷輸送性化合物・・・54部
・光重合開始剤・・・5部
(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン)
(イルガキュアI−184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
・テトラヒドロフラン・・・821部
・シクロヘキサノン・・・205部
実施例7、18、54、55、及び比較例31、32、33、34、35に記載の感光体を、潤滑剤塗布機構を有するImagio MP C5000感光体ユニット(株式会社リコー製)に装着し、23℃で55%RH環境下にて10万枚の白画像通紙試験を行った。トナーとしては、Imagioトナータイプ27(株式会社リコー製)を用い、用紙としてはNBS MyPaper(A4サイズ、株式会社リコー製)を用いた。
通紙試験前後にて感光体厚み測定及び評価画像の出力を行い、摩耗耐久性、画像評価を行った。
感光体厚みの測定には、渦電流式膜厚計(フィッシャースコープMMS、フィッシャー社製)を、画像評価は、出力画像として、ハーフトーン出力を3枚連続で行い、出力画像のドット再現状態を目視、及び顕微鏡にて確認することにより評価した。結果を表7に示す。
一方、比較例32、33については、通紙前より画像濃度が低くいという異常が見られた。これは電荷輸送性化合物の添加量が少なく、十分に電荷輸送できていないことに起因すると考えられる。
比較例31、34、35については、通紙前の画像は良好であったが、通紙後には画像流れが見られた。通紙後の比較例31、34、35の感光体表面を共焦点レーザー顕微鏡(H1200、レーザーテック株式会社製)にて観察したところ潤滑剤の凝集物が見られた。これら比較例において潤滑剤凝集物が生じた詳細なメカニズムは不明であるが、十分な電荷輸送機能を付与するために電荷輸送性化合物を多量に添加していることに起因する不具合であると予想できた。
<1> 導電性支持体上に、少なくとも感光層及び表面層をこの順に有する電子写真感光体であって、前記表面層が、電荷輸送性を有しない樹脂と無機微粒子とを少なくとも含有し、前記無機微粒子が、第13族元素をドープした酸化亜鉛であり、前記表面層における電界強度が1×104V/cmであるときの表面固有抵抗率R1が、1×1013Ω/cm2以上であり、前記表面固有抵抗率R1と、前記表面層における電界強度が1.5×105V/cmであるときの表面固有抵抗率R15との比(R1/R15)が、100〜5,000であることを特徴とする電子写真感光体である。
<2> 表面固有抵抗率R1と、表面層における電界強度が3×104V/cmであるときの表面固有抵抗率R3との比(R1/R3)が、0.1〜10である前記<1>に記載の電子写真感光体である。
<3> 第13族元素をドープした酸化亜鉛が、ガリウム元素をドープした酸化亜鉛である前記<1>から<2>のいずれかに記載の電子写真感光体である。
<4> 第13族元素をドープした酸化亜鉛の体積抵抗率が1×103Ω・cm以上である前記<1>から<3>のいずれかに記載の電子写真感光体である。
<5> 第13族元素をドープした酸化亜鉛がSiを含有し、前記Siの含有量がSiO2換算で1.0質量%〜10質量%である前記<1>から<4>のいずれかに記載の電子写真感光体である。
<6> 第13族元素をドープした酸化亜鉛の表面層における含有量が、7体積%〜40体積%である前記<1>から<5>のいずれかに記載の電子写真感光体である。
<7> 電荷輸送性を有しない樹脂が、架橋構造を有する前記<1>から<6>のいずれかに記載の電子写真感光体である。
<8> 表面層におけるユニバーサル硬度が、200N/mm2以上である前記<1>から<7>のいずれかに記載の電子写真感光体である。
<9> 電荷輸送性を有しない樹脂が、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、スチレン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、及びシリコーン樹脂の少なくともいずれかである前記<1>から<8>のいずれかに記載の電子写真感光体である。
<10> 電荷輸送性化合物を更に含有し、前記電荷輸送性化合物の含有量が、電荷輸送性を有しない樹脂100質量部に対して20質量部以下である前記<1>から<9>のいずれかに記載の電子写真感光体である。
<11> 表面層がフッ素系樹脂微粒子を含有する前記<1>から<10>のいずれかに記載の電子写真感光体である。
<12> 電子写真感光体、前記電子写真感光体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記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を有する画像形成装置であって、
前記電子写真感光体が、前記<1>から<11>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である。
<13> 更に、電子写真感光体上に潤滑剤を付与する潤滑剤付与手段を有する前記<12>に記載の画像形成装置である。
<14> 電子写真感光体と、前記電子写真感光体の表面を帯電させる帯電手段、前記電子写真感光体上に形成された静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段、及び前記可視像を記録媒体に転写する転写手段の少なくともいずれかの手段を有し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
前記電子写真感光体が、前記<1>から<11>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である。
3 帯電手段
5 露光手段
6 現像手段
10 転写手段
21 導電性支持体
23 電荷発生層
24 電荷輸送層
25 表面層
26 単層型感光層
101 電子写真感光体
102 帯電手段
104 現像手段
106 転写手段
Claims (10)
- 導電性支持体上に、少なくとも感光層及び表面層をこの順に有する電子写真感光体であって、前記表面層が、電荷輸送性を有しない樹脂と無機微粒子とを少なくとも含有し、前記無機微粒子が、第13族元素をドープした酸化亜鉛であり、前記表面層における電界強度が1×104V/cmであるときの表面固有抵抗率R1が、1×1013Ω/cm2以上であり、前記表面固有抵抗率R1と、前記表面層における電界強度が1.5×105V/cmであるときの表面固有抵抗率R15との比(R1/R15)が、100〜5,000であり、
前記第13族元素をドープした酸化亜鉛が、ガリウム元素をドープした酸化亜鉛であり、
前記第13族元素をドープした酸化亜鉛の体積抵抗率が、1×10 3 Ω・cm以上であり、
前記第13族元素をドープした酸化亜鉛がSiを含有し、前記Siの含有量がSiO 2 換算で1.0質量%〜10質量%であることを特徴とする電子写真感光体。 - 表面固有抵抗率R1と、表面層における電界強度が3×104V/cmであるときの表面固有抵抗率R3との比(R1/R3)が、0.1〜10である請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記第13族元素をドープした酸化亜鉛の表面層における含有量が、7体積%〜40体積%である請求項1から2のいずれかに記載の電子写真感光体。
- 前記電荷輸送性を有しない樹脂が、架橋構造を有する請求項1から3のいずれかに記載の電子写真感光体。
- 表面層におけるユニバーサル硬度が、200N/mm 2 以上である請求項1から4のいずれかに記載の電子写真感光体。
- 前記電荷輸送性を有しない樹脂が、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、スチレン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、及びシリコーン樹脂の少なくともいずれかである請求項1から5のいずれかに記載の電子写真感光体。
- 表面層がフッ素系樹脂微粒子を含有する請求項1から6のいずれかに記載の電子写真感光体。
- 電子写真感光体、前記電子写真感光体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記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を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から7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。 - 更に、電子写真感光体上に潤滑剤を付与する潤滑剤付与手段を有する請求項8に記載の画像形成装置。
- 電子写真感光体と、前記電子写真感光体の表面を帯電させる帯電手段、前記電子写真感光体上に形成された静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段、及び前記可視像を記録媒体に転写する転写手段の少なくともいずれかの手段を有し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
前記電子写真感光体が、請求項1から7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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