JP6354669B2 - 正帯電単層型電子写真感光体、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
第一実施形態は、正帯電単層型電子写真感光体(以下、「感光体」と記載する場合がある)1に関する。以下、図1を参照して、本実施形態の感光体1について説明する。図1は、感光体1の構造を示す概略断面図である。
工程(1):像担持体(感光体に相当)の表面を帯電する帯電工程、
工程(2):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露光工程、
工程(3):静電潜像をトナー像として現像する現像工程、及び
工程(4):形成されたトナー像を、像担持体から被転写体へ転写する転写工程。
導電性基体2は、感光体1の導電性基体として用いることができる限り、特に限定されない。導電性基体2は、少なくとも表面部が導電性を有する材料で形成されていればよい。導電性基体2としては、例えば、導電性を有する材料で形成される導電性基体;又は導電性を有する材料で被覆される導電性基体が挙げられる。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、又は真鍮が挙げられる。これらの導電性を有する材料を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて(例えば、合金として)用いてもよい。これらの導電性を有する材料のなかでも、感光層3から導電性基体2への電荷の移動が良好であることから、アルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。
以下、感光層3に含有される、電荷発生剤、正孔輸送剤、及び第一樹脂の粒子について説明する。また、感光層3に必要に応じて含有されてもよい、電子輸送剤、バインダー樹脂及び添加剤について説明する。
電荷発生剤は、感光体用の電荷発生剤である限り、特に限定されない。電荷発生剤としては、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、無機光導電材料(例えば、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミウム、又はアモルファスシリコン)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、又はキナクリドン系顔料が挙げられる。
CuKα特性X線回折スペクトルの測定方法の一例について説明する。試料(チタニルフタロシアニン)をX線回折装置(例えば、株式会社リガク製「RINT(登録商標)1100」)のサンプルホルダーに充填して、X線管球Cu、管電圧40kV、管電流30mA、かつCuKα特性X線の波長1.542Åの条件で、X線回折スペクトルを測定する。測定範囲(2θ)は、例えば3°以上40°以下(スタート角:3°、ストップ角:40°)であり、走査速度は、例えば10°/分である。
熱特性(A):DSCによる熱特性において、吸着水の気化に伴うピーク以外に50℃以上270℃以下の範囲に1つのピークを有する。
熱特性(B):DSCによる熱特性において、吸着水の気化に伴うピーク以外に50℃以上400℃以下の範囲にピークを有しない。
熱特性(C):DSCによる熱特性において、吸着水の気化に伴うピーク以外に50℃以上270℃以下の範囲にピークを有せず、270℃以上400℃以下の範囲に1つのピークを有する。
示差走査熱量分析スペクトルの測定方法の一例について説明する。サンプルパンにチタニルフタロシアニン結晶粉末の評価用試料を載せて、示差走査熱量計(例えば、株式会社リガク製「TAS−200型 DSC8230D」)を用いて示差走査熱量分析スペクトルを測定する。測定範囲は、例えば40℃以上400℃以下であり、昇温速度は、例えば20℃/分である。
感光層3には、正孔輸送剤として、化合物(1)が含有される。化合物(1)は、一般式(1)で表される。
感光層3は、電子輸送剤を含有してもよい。電子輸送剤の例としては、キノン系化合物、ジイミド系化合物、ヒドラゾン系化合物、マロノニトリル系化合物、チオピラン系化合物、トリニトロチオキサントン系化合物、3,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン系化合物、ジニトロアントラセン系化合物、ジニトロアクリジン系化合物、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、ジニトロアクリジン、無水コハク酸、無水マレイン酸、又はジブロモ無水マレイン酸が挙げられる。キノン系化合物としては、例えば、ジフェノキノン系化合物、アゾキノン系化合物、アントラキノン系化合物、ナフトキノン系化合物、ニトロアントラキノン系化合物、又はジニトロアントラキノン系化合物が挙げられる。これらの電子輸送剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
感光層3は、バインダー樹脂を含有してもよい。バインダー樹脂の例としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、又は光硬化性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、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、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、又はポリエステル樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂の例としては、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、又はその他の架橋性の熱硬化性樹脂が挙げられる。光硬化性樹脂の例としては、エポキシアクリル酸樹脂、又はウレタン−アクリル酸共重合体が挙げられる。これらのバインダー樹脂は1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
感光層3は、第一樹脂の粒子を含有する。第一樹脂の粒子に使用される第一樹脂の例としては、シリコーン樹脂、メラミン樹脂(例えば、メラミンホルムアルデヒド縮合物)、ベンゾグアナミン樹脂(例えば、ベンゾグアナミン縮合物)、ポリフェニレンスルフィド樹脂、又はアクリル樹脂が挙げられる。転写メモリーの発生を抑制し易いことから、第一樹脂としては、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂又はポリフェニレンスルフィド樹脂が好ましく、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、又はベンゾグアナミン樹脂がより好ましく、シリコーン樹脂、又はベンゾグアナミン樹脂が一層好ましい。
感光体1の電子写真特性に悪影響を与えない範囲で、感光層3は各種の添加剤を含有してもよい。添加剤としては、例えば、劣化防止剤(例えば、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、1重項消光剤、又は紫外線吸収剤)、軟化剤、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、可塑剤、増感剤、又はレベリング剤が挙げられる。酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマン、スピロインダノン若しくはこれらの誘導体、有機硫黄化合物、又は有機燐化合物が挙げられる。
感光体1において、中間層4(特に、下引き層)は、例えば、導電性基体2と感光層3との間に位置する。中間層4は、例えば、無機粒子、及び中間層4に用いられる樹脂(中間層用樹脂)を含有する。中間層4が存在することにより、リーク発生を抑制し得る程度の絶縁状態を維持しつつ、感光体1を露光した時に発生する電流の流れを円滑にして、抵抗の上昇が抑えられると考えられる。
次に、感光体1の製造方法の一例について説明する。感光体1の製造方法は、感光層形成工程を有する。感光層形成工程では、感光層用塗布液を、導電性基体2上に塗布し、塗布した感光層用塗布液に含まれる溶剤を除去して感光層3を形成する。感光層用塗布液は、電荷発生剤と、正孔輸送剤としての化合物(1)と、第一樹脂の粒子と、溶剤とを少なくとも含有する。感光層用塗布液は、電荷発生剤、化合物(1)、及び第一樹脂の粒子を、溶剤に溶解又は分散させることにより調製される。感光層用塗布液は、必要に応じて、電子輸送剤、バインダー樹脂、及び各種添加剤を含有してもよい。
第二実施形態は、画像形成装置6に関する。以下、図2及び図3を参照して、本実施形態に係る画像形成装置6について説明する。
第三実施形態は、プロセスカートリッジに関する。本実施形態に係るプロセスカートリッジは、例えば、ユニット化された第一実施形態に係る感光体1を備える。プロセスカートリッジは、第二実施形態に係る画像形成装置6に対して着脱自在に設計されてもよい。プロセスカートリッジには、例えば、感光体1以外に、第二実施形態で述べた、帯電部27、露光部28、現像部29、転写部、クリーニング装置、及び除電器からなる群より選択される少なくとも1つをユニット化した構成が採用される。
感光体の感光層を形成するための材料として、以下の電荷発生剤、正孔輸送剤、電子輸送剤、バインダー樹脂、及び粒子を準備した。
電荷発生剤として、電荷発生剤(X−H2Pc)及び(TiOPc)を準備した。電荷発生剤(X−H2PC)は、実施形態で述べた化学式(CG−1)で表される無金属フタロシアニンであった。また、電荷発生剤(X−H2Pc)の結晶構造はX型であった。
正孔輸送剤として、実施形態で述べた化合物(HT−1)〜(HT−4)を準備した。また、化学式(HT−5)〜(HT−8)で表される化合物も準備した。以下、化学式(HT−5)〜(HT−8)で表される化合物を、各々、化合物(HT−5)〜(HT−8)と記載する場合がある。
電子輸送剤として、実施形態で述べた化合物(ET−1)〜(ET−4)を準備した。
バインダー樹脂として、バインダー樹脂(Resine−1a)〜(Resine−8a)を準備した。
粒子として、表1に示す粒子(F1)〜(F9)を準備した。表1中、D50は、粒子の体積中位径を示す。体積中位径は、体積基準で算出されたメディアン径を意味する。体積中位径は、精密粒度分布測定装置(ベックマン・コールター株式会社製「コールターカウンターマルチサイザー3」)を用いて測定した。なお、表1中「エポスター」、「トレパール」、「AEROSIL」及び「NanoTek」は何れも登録商標である。
準備した感光体の感光層を形成するための材料を用いて、感光体(A−1)〜(A−23)及び(B−1)〜(B−7)を製造した。
容器内に、電荷発生剤(X−H2Pc)5質量部と、正孔輸送剤としての化合物(HT−1)50質量部と、電子輸送剤としての化合物(ET−1)35質量部と、バインダー樹脂(Resine−1a)100質量部と、粒子(F1)5質量部と、溶剤としてのテトラヒドロフラン800質量部とを投入した。容器の内容物を、ボールミルを用いて50時間混合して分散し、感光層用塗布液を調製した。
以下の点を変更した以外は、感光体(A−1)の製造と同様の方法で、感光体(A−2)〜(A−23)及び(B−1)〜(B−7)を製造した。感光体(A−1)の製造に用いた電荷発生剤(X−H2Pc)、正孔輸送剤としての化合物(HT−1)、電子輸送剤としての化合物(ET−1)、バインダー樹脂(Resine−1a)、及び粒子(F1)に代えて、各々、表2〜表4に示す種類の電荷発生剤(CGM)、正孔輸送剤(HTM)、電子輸送剤(ETM)、バインダー樹脂、及び粒子を用いた。感光体(A−1)の製造における粒子の添加量5質量部を表2〜表4に示す粒子の添加量に変更した。これにより、感光体(A−1)における粒子の含有率2.6質量%から、表2〜表4に示す粒子の含有率に変更した。
製造した各感光体について、感度特性(残留電位VL)の測定、転写メモリー電位の測定、及び画像評価を行った。感度特性(残留電位VL)の測定、転写メモリー電位の測定、及び画像評価には、以下の評価機及び用紙を使用した。詳しくは、評価機として、京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「FS−C5250DN」を使用した。この評価機は、直流電圧を印加する接触方式の帯電部を備えていた。帯電部として、帯電性スリーブを感光体に接触させて感光体表面を帯電する帯電ローラーを用いた。帯電性スリーブは、エピクロルヒドリン樹脂に導電性カーボンを分散させた帯電性ゴムから形成されていた。この評価機は、中間転写方式を採用していた。用紙として、京セラドキュメントソリューションズ株式会社販売「京セラドキュメントソリューションズブランド紙VM−A4(A4サイズ)」を使用した。測定環境の温度は23℃であり、湿度は50%RHであった。
感光体を評価機に搭載した。ドラム感度試験機(ジェンテック社製)を用いて、感光体の周速100rpmで、感光体を帯電させた。帯電部が感光体に印加する帯電電圧を調整することにより、感光体の表面電位(初期電位V0)が+570Vになるように調整した。次いで、バンドパスフィルターを用いて、ハロゲンランプの光から単色光(波長780nm、半値幅20nm、露光量0.5μJ/cm2)を取り出した。取り出された単色光を感光体1周分の表面に照射(露光)した。単色光の照射後50m秒経過した時の感光体の表面電位(残留電位VL)を測定した。なお、残留電位VLの値が小さいほど、感度特性に優れていることを示す。測定された残留電位VLを、表2〜表4に示す。
感光体を評価機に搭載した。帯電部が感光体に印加する帯電電圧を調整することにより、感光体の表面電位(初期電位V0)が+570Vになるように調整した。次いで、感光体に転写バイアスを印加しない場合の感光体の非露光部の表面電位(VOFF)を測定した。次いで、感光体に転写バイアスを印加した場合の感光体の非露光部の表面電位(VON)を測定した。なお、−2KVの転写バイアスを感光体に印加した。
感光体を評価機に搭載した。評価機の感光体の動作を安定化させるために、アルファベットの画像を用紙に1時間印刷した。続いて、画像Aを1枚の用紙に印刷した。画像Aは、ドーナツ型の白抜きパターンから構成される画像であった。ドーナツ型の白抜きパターンは、2つの同心円1組から構成されていた。画像Aの画像部(ドーナツ型の白抜きパターン以外の部分)の画像濃度は100%であった。画像Aは感光体1周分に相当していた。続いて、全面ハーフトーンの画像B(画像濃度12.5%)を1枚の用紙に印刷し、画像ゴーストの評価用サンプルとした。画像Bは感光体2周目に相当していた。
◎(特に良好):画像ゴーストは、肉眼観察でもルーペ観察でも全く確認されなかった。
○(良好):画像ゴーストは、肉眼観察では確認されないが、ルーペ観察ではわずかに確認された。
△(普通):画像ゴーストは、肉眼観察でわずかに観察された。
×(不良):画像ゴーストは、肉眼観察で明確に確認された。
2 導電性基体
3 感光層
4 中間層
5 保護層
6 画像形成装置
7 機器筺体
8 給紙部
9 画像形成部
10 定着部
11 排紙部
12 給紙カセット
13 第一ピックアップローラー
14 給紙ローラー
15 給紙ローラー
17 レジストローラー対
18 第二ピックアップローラー
19 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト
21 二次転写ローラー
22 ブラックトナー供給用ユニット
23 シアントナー供給用ユニット
24 マゼンタトナー供給用ユニット
25 イエロートナー供給用ユニット
27 帯電部
28 露光部
29 現像部
30 駆動ローラー
31 従動ローラー
32 バックアップローラー
33 一次転写ローラー
34 加熱ローラー
35 加圧ローラー
36 搬送ローラー
37 排紙トレイ
40 転写ベルト
41 転写ローラー
42 吸着ローラー
P 用紙
Claims (9)
- 前記第一樹脂の前記粒子の体積中位径は、0.05μm以上5.0μm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。
- 前記第一樹脂の前記粒子の含有率は、前記感光層の全質量に対して、25.0質量%以下である、請求項1又は2に記載の正帯電単層型電子写真感光体。
- 前記電子輸送剤は、前記化学式(ET−3)で表される、請求項4に記載の正帯電単層型電子写真感光体。
- 像担持体と接触して前記像担持体に直流電圧を印加する帯電部を備える画像形成装置において、前記像担持体として使用される、請求項1〜5の何れか一項に記載の正帯電単層型電子写真感光体。
- 請求項1〜6の何れか一項に記載の正帯電単層型電子写真感光体を備える、プロセスカートリッジ。
- 像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する帯電部と、
帯電された前記像担持体の前記表面を露光して、前記像担持体の前記表面に静電潜像を形成する露光部と、
前記静電潜像をトナー像として現像する現像部と、
前記トナー像を前記像担持体から被転写体へ転写する転写部と
を備える画像形成装置であって、
前記帯電部の帯電極性は、正極性であり、
前記像担持体は、請求項1〜6の何れか一項に記載の正帯電単層型電子写真感光体である、画像形成装置。 - 前記帯電部は、前記像担持体と接触して前記像担持体に直流電圧を印加する、請求項8に記載の画像形成装置。
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