JP6492843B2 - 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

本発明は、画像形成装置、及びプロセスカートリッジに関する。
電子写真法による画像の形成は、感光体表面を全体に帯電させた後、この感光体表面に、画像情報に応じたレーザ光により露光して静電潜像を形成し、次いでこの静電潜像を、トナーを含む現像剤で現像してトナー像を形成し、最後にこのトナー像を記録媒体表面に転写及び定着することにより行われる。
電子写真法による画像形成装置に適用される感光体としては、例えば、特許文献1に「導電性支持体上に電荷発生層及び電荷輸送層を積層した有機感光体において、該電荷輸送層の周波数20Hzにおける誘電率(ε)が3.4以下、周波数1kHzにおける誘電損失(Tanδ)が0.001〜0.03であることを特徴とする有機感光体」が開示されている。
また、電子写真法による画像形成装置としては、特許文献2に、「導電性支持体上に少なくとも感光層を有する電子写真感光体と、該電子写真感光体を帯電させる帯電部と、該電子写真感光体に静電潜像を形成する画像露光部と、該静電潜像をトナーにより現像し画像を形成する現像部と、該画像を転写材上に転写する転写部と、該電子写真感光体上に残留するトナーを除去するクリーニングブレードとを有し、平均円形度が0.93〜0.99の範囲のトナーが使用される画像形成装置であって、前記クリーニングブレードが固定式であり、かつ、該クリーニングブレードと電子写真感光体間の動摩擦係数が下記式(1)を満たすことを特徴とする画像形成装置。
0≦|μ0.15−μ0.50|≦0.05・・・(1)
(式(1)中、μ0.15は、当接圧0.15N/cmのときのクリーニングブレードと電子写真感光体間の動摩擦係数であり、μ0.50は、当接圧0.50N/cmのときのクリーニングブレードと電子写真感光体間の動摩擦係数を表す。)」が開示されている。
更に、特許文献3には、「25℃湿度50%の環境下でビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を用いて硬度試験を行い、最大荷重6mNで押し込んだ時のHU(ユニバーサル硬さ値)が150N/mm以上220N/mm以下であり、かつ、弾性変形率Woが44%以上65%以下である表面を有する電子写真感光体を有し、該感光体に潜像を形成する手段と、該潜像をトナーにより現像する現像手段と、現像されたトナーを転写材に転写する転写手段と、転写後に感光体上に残留したトナーをクリーニングブレードによって除去するクリーニング手段とを有する画像形成装置において、感光体表面に対して脂肪酸金属塩を供給する脂肪酸金属塩供給手段を有し、且つ該クリーニングブレードのゴム硬度が78度以上99度以下であることを特徴とする画像形成装置」が開示されている。
特開2003−131406号公報 特開2007−108300号公報 特開2005−164775号公報
本発明の課題は、電子写真感光体表面における残留物によるスジの発生を抑制しうる画像形成装置を提供することである。
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項1に係る発明は、
下記条件(1)を満たす電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面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静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
下記条件(2)を満たすクリーニングブレードを有し、該クリーニングブレードを前記電子写真感光体の下方から接触させて当該電子写真感光体の表面の残留物を除去するクリーニング手段と、
を備える画像形成装置である。
条件(1):表面層として、下記一般式(A)で表される構造単位及び下記一般式(B)で表される構造単位を有するポリカーボネート共重合体を含み、28℃において0.5Hzの振動を与えた時の動的粘弾性の損失正接tanδが0.04以下である電荷輸送層を有すること
条件(2):支持部材上に、ポリエステルポリオールに由来する構造単位を含むハードセグメントを有するポリウレタンゴムを含有し、硬さがA82以上であって、前記電子写真感光体の電荷輸送層に接触する接触層を有すること
(一般式(A)及び一般式(B)中、R、R、R、及びRは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上6以下のアルキル基、炭素数5以上7以下のシクロアルキル基、又は炭素数6以上12以下のアリール基を表す。Xは、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基、直鎖若しくは分岐アルキレン基、又はシクロアルキレン基を表す。)
請求項2に係る発明は、
前記電子写真感光体における電荷輸送層と、前記クリーニング手段における接触層と、の接触面における静止摩擦係数μS及び動摩擦係数μKの関係が下記式(I)の関係を満たす請求項1に記載の画像形成装置である。
式(I) 0.05≦μS−μK≦0.20
請求項3に係る発明は、
前記電子写真感光体における電荷輸送層が、下記一般式(1)で表される化合物を含む請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置である。

(一般式(1)中、R11、R12、R13、R14、R15、及びR16は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数1以上20以下のアルコキシ基、又は炭素数6以上30以下のアリール基を表す。m及びnは、各々独立に、0又は1を表す。)
請求項4に係る発明は、
前記クリーニング手段における接触層のJ1S K 6251により算出された100%モジュラスが6.5MPa以上である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置である。
請求項5に係る発明は、
下記条件(1)を満たす電子写真感光体と、
下記条件(2)を満たすクリーニングブレードを有し、該クリーニングブレードを前記電子写真感光体の下方から接触させて当該電子写真感光体の表面の残留物を除去するクリーニング手段と、を備え、画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジである。
条件(1):表面層として、下記一般式(A)で表される構造及び下記一般式(B)で表される構造を有するポリカーボネート共重合体を含み、28℃において0.5Hzの振動を与えた時の動的粘弾性の損失正接tanδが0.04以下である電荷輸送層を有すること
条件(2):支持部材上に、ポリエステルポリオールに由来する構造単位を含むハードセグメントを有するポリウレタンゴムを含有し、硬さがA82以上であって、前記電子写真感光体の電荷輸送層に接触する接触層を有すること
(一般式(A)及び一般式(B)中、R、R、R、及びRは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上6以下のアルキル基、炭素数5以上7以下のシクロアルキル基、又は炭素数6以上12以下のアリール基を表す。Xは、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基、直鎖若しくは分岐アルキレン基、又はシクロアルキレン基を表す。)
請求項1、5に係る発明によれば、電荷輸送層のtanδが0.04を超える、上記一般式(A)で表される構造及び上記一般式(B)で表される構造を有しないポリカーボネート共重合体を含む、クリーニングブレードを感光体の上方から接触させる、又は、クリーニングブレードの接触層の硬さがA82未満の場合と比較して、電子写真感光体表面における残留物によるスジの発生を抑制しうる画像形成装置、プロセスカートリッジが提供される。
請求項2に係る発明によれば、電荷輸送層と接触層との接触面における静止摩擦係数μS及び動摩擦係数μKの関係が式(I)の関係を満たさない場合に比べ、電子写真感光体表面における残留物によるスジの発生を抑制しう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、電荷輸送層が一般式(1)で表される化合物を含まない場合に比べ、高画質の画像を形成しう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、クリーニング手段における接触層の100%モジュラスが6.5MPa未満である場合に比べ、電子写真感光体の摩耗を低減し、電子写真感光体表面の残留物の除去性にも優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の一例を示す概略構成図である。 本実施形態における電子写真感光体の一部の断面を示した概略図である。 本実施形態におけるクリーニング手段の一例を示す概略構成図である。
以下、本発明の画像形成装置、及びプロセスカートリッジについて、一例である実施形態を示し詳細に説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、下記条件(1)を満たす電子写真感光体と、電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、トナーを含む現像剤により、電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、下記条件(2)を満たすクリーニングブレードを有し、クリーニングブレードを電子写真感光体の下方から接触させて電子写真感光体の表面の残留物を除去するクリーニング手段と、を備える。
条件(1):表面層として、一般式(A)で表される構造単位及び一般式(B)で表される構造単位を有するポリカーボネート共重合体を含み、28℃において0.5Hzの振動を与えた時の動的粘弾性の損失正接tanδが0.04以下である電荷輸送層を有すること
条件(2):支持部材上に、ポリエステルポリオールに由来する構造単位を含むハードセグメントを有するポリウレタンゴムを含有し、硬さがA82以上であって、前記電子写真感光体の電荷輸送層に接触する接触層を有すること
ここで、従来、電子写真感光体(以降、単に「感光体」と称して説明する場合がある)としては、電子写真特性に優れるといった点から、電荷を発生する電荷発生層と電荷を輸送する電荷輸送層とを積層させた機能分離型の有機感光体が種々提案されており、実用化されている。
また、上記のような感光体としては、長寿命化のために、表面層に低摩耗樹脂を用いることも検討されている。
一方、画像形成装置内には、電子写真感光体の表面に残留するトナー等の残留物を除去するために、クリーニングブレードを備えたクリーニング手段が電子写真感光体に対して接触配置されている。
このクリーニング手段に、高硬度な接触層を持つクリーニングブレードを適用した場合、感光体の表面層に低摩耗性の樹脂が用いられていると、感光体とクリーニングブレードとの間の摩擦力が増大し、ブレードエッジが摩滅してしまいクリーニング不良に至ることがある。その際、感光体表面には残留物によるスジが発生し、このスジに起因した画像欠陥として顕在化してしまうこともあった。
特に、省スペース化のため、排紙位置及び転写ユニット位置を画像形成ユニットに対し上方に設置した画像形成装置では、クリーニングブレードが感光体に対し下方から接する構成となるため、感光体とクリーニングブレードとの間に、潤滑成分として働くトナーや外添剤が供給、保持され難く、上記のような課題が特に顕在化し易いといえる。
上記の課題に対し、本発明者らは、前述した条件(1)を満たす感光体と、前述した条件(2)を満たすクリーニングブレードを有し、クリーニングブレードを感光体の下方から接触して感光体の表面の残留物を除去するクリーニング手段と、を組み合わせることで、感光体表面の残留物によるスジの発生を抑制し、その結果として、かかるスジに起因した画像欠陥をも抑制しうることを見出した。
具体的にいえば、前記した条件(2)のように、高硬度の接触層を有するクリーニングブレードを感光体の下方から接触させた構成であっても、前記した条件(1)のように、低摩耗性のカーボネート共重合体を含みつつ、tanδを0.04以下とした電荷輸送層を備えた感光体を組み合わせることで、その作用は明確ではないが、接触層と電荷輸送層との間の摩擦力が緩和され、ブレードエッジの摩耗の低減がなされて、クリーニング不良を抑制しうる。
その結果として、感光体表面の残留物によるスジの発生は抑制され、このスジに起因した画像欠陥をも抑制される。
本実施形態に係る画像形成装置は、記録媒体の表面に転写されたトナー像を定着する定着手段を備える装置;電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置;トナー像の転写後、帯電前に像保持体の表面に除電光を照射して除電する除電手段を備える装置;電子写真感光体の温度を上昇させ、相対温度を低減させるための電子写真感光体加熱部材を備える装置等の周知の画像形成装置が適用される。
中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面にトナー像が転写される中間転写体と、電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する構成が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置は、乾式現像方式の画像形成装置、湿式現像方式(液体現像剤を利用した現像方式)の画像形成装置のいずれであってもよい。
なお、本実施形態に係る画像形成装置において、例えば、電子写真感光体を備える部分が、画像形成装置に対して脱着されるカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。プロセスカートリッジとしては、例えば、前記条件(1)を満たす電子写真感光体と、前記条件(2)を満たすクリーニングブレードを有し、クリーニングブレードを電子写真感光体の下方から接触させて電子写真感光体の表面の残留物を除去するクリーニング手段と、を備えるプロセスカートリッジ(本実施形態に係るプロセスカートリッジ)が好適に用いられる。なお、このプロセスカートリッジには、電子写真感光体及びクリーニング手段以外に、例えば、帯電手段、静電潜像形成手段、現像手段、転写手段からなる群から選択される少なくとも1つの手段を備えてもよい。
以下、図1を参照して、本実施形態に係る画像形成装置の一例を具体的に説明する。
ここで、図1は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図1に示す画像形成装置200は中間転写方式の画像形成装置であり、ハウジング400内において4つの感光体1a,1b,1c,1dが中間転写ベルト409に沿って相互に並列に配置されている。例えば、感光体1aがイエロー、感光体1bがマゼンタ、感光体1cがシアン、感光体1dがブラックの色からなる画像をそれぞれ形成する。
ここで、画像形成装置200に搭載されている感光体1a,1b,1c,1dは、それぞれ、前述した条件(1)を満たす電子写真感光体である。
感光体1a,1b,1c,1dは、それぞれ一方向(紙面上は反時計回り)に回転し、その回転方向に沿って帯電ロール(帯電手段)402a,402b,402c,402d、現像装置(現像手段)404a,404b,404c,404d、一次転写ロール(転写手段)410a,410b,410c,410d、クリーニングブレード100a,100b,100c,100dが配置されている。
また、一次転写ロール410a,410b,410c,410dはそれぞれ中間転写ベルト409を介して感光体1a,1b,1c,1dに接している。
ここで、画像形成装置200は、図1に示すように、一次転写ロール410a,410b,410c,410dを含む転写ユニットが、感光体1a,1b,1c,1d、帯電ロール402a,402b,402c,402d、及び、現像装置404a,404b,404c,404dを含む画像形成ユニットに対し、上方に設置された構成を有する。
更に、一次転写ロール410a,410b,410c,410dが、感光体1a,1b,1c,1dの上方にあることから、クリーニングブレード100a,100b,100c,100dは、感光体1a,1b,1c,1dの下方から接触するように配置されている。
なお、本明細書において、「上方」及び「下方」とは、重力方向における「上方」及び「下方」を意味する。
ここで、画像形成装置200に搭載されているクリーニングブレード100a,100b,100c,100dは、それぞれ、前述した条件(2)を満たすクリーニングブレードである。
図1に示すように、ハウジング400内には、更に、トナーカートリッジ405a,405b,405c,405d、及びレーザ光源(静電潜像形成手段)403が設置されている。
トナーカートリッジ405a,405b,405c,405dはそれぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの4色のトナーを収容しており、この4色のトナーは現像装置404a,404b,404c,404dにより、感光体1a,1b,1c,1dのそれぞれに対し供給される。
また、レーザ光源403から出射されたレーザ光は、帯電後の感光体1a,1b,1c,1dの表面を照射する。
画像形成装置200では、感光体1a,1b,1c,1dの回転に伴い、帯電、露光(静電潜像形成)、現像、一次転写、クリーニング(トナー等の異物、残留物の除去)の各工程が順次行われる。
この各工程が、感光体1a,1b,1c,1dのそれぞれで行われることで、各色のトナー像が中間転写ベルト409上に重ねて転写される。
ここで、中間転写ベルト409は、駆動ロール406、背面ロール408及び支持ロール407によって張力をもって支持されており、これらのロールの回転によりたわみを生じることなく回転する。
図1に示すように、ハウジング400内には、加えて、記録媒体Pを収容する容器411、記録媒体Pを移送する移送ロール412、二次転写ロール413、及び定着ロール対414が設置されている。
容器411内に収容されている紙などの記録媒体Pは、移送ロール412により中間転写ベルト409と二次転写ロール413との間、更には相互に接する2個ロールからなる定着ロール対414の間に順次移送された後、ハウジング400の外部に排出される。
図1からも明らかなように、画像形成装置200においては、記録媒体Pの排出位置(排紙位置)は、感光体1a,1b,1c,1d、帯電ロール402a,402b,402c,402d、及び、現像装置404a,404b,404c,404dを含む画像形成ユニットに対し、上方に設置された構成を有する。
二次転写ロール413は、中間転写ベルト409を介して背面ロール408と接するように配置されている。
背面ロール408と二次転写ロール413との間を通った中間転写ベルト409は、例えば、駆動ロール406の近傍に配置されたクリーニングブレード416により清浄面化された後、次の画像形成プロセスに繰り返し供される。
続いて、画像形成装置における主な構成部材である、感光体、帯電手段、静電潜像形成手段、現像手段、転写手段、中間転写体、及びクリーニング手段についてより具体的に説明する。
なお、符号は省略して説明する。
〔感光体〕
本実施形態における感光体は、条件(1)を満たしていれば、その他の構成は限定されないが、例えば、導電性基体上に、下引層と電荷発生層と電荷輸送層と、をこの順に有し、必要に応じて中間層等を有する構成が挙げられる。
以下、図2を参照して、本実施形態における電子写真感光体の構成について説明する。
ここで、図2は本実施形態における電子写真感光体の一部の断面を示した概略図である。
図2によれば、電子写真感光体1は、電荷発生層5と電荷輸送層6とが別個に設けられた機能分離型の感光層3を備えるもので、導電性基体2上に、下引層4、電荷発生層5、及び電荷輸送層6がこの順序で積層された構造を有している。
図2では導電性基体2上に下引層4を介して電荷発生層5を設けた態様を示したが、下引層4がない態様であってもよい。
本実施形態において、絶縁性とは、体積抵抗率で1012Ωcm以上の範囲を意味する。一方、導電性とは、体積抵抗率で1010Ωcm以下の範囲を意味する。
以下、電子写真感光体を構成する各要素について説明する。なお、符号は省略して説明する。
(導電性基体)
導電性基体としては、例えば、金属(アルミニウム、銅、亜鉛、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)又は合金(ステンレス鋼等)を含む金属板、金属ドラム、及び金属ベルト等が挙げられる。また、導電性基体としては、例えば、導電性化合物(例えば導電性ポリマー、酸化インジウム等)、金属(例えばアルミニウム、パラジウム、金等)又は合金を塗布、蒸着又はラミネートした紙、樹脂フィルム、ベルト等も挙げられる。
導電性基体の表面は、電子写真感光体がレーザプリンタに使用される場合、レーザ光を照射する際に生じる干渉縞を抑制する目的で、中心線平均粗さRaで0.04μm以上0.5μm以下に粗面化されていることが好ましい。なお、非干渉光を光源に用いる場合、干渉縞防止の粗面化は、特に必要ないが、導電性基体の表面の凹凸による欠陥の発生を抑制するため、より長寿命化に適する。
粗面化の方法としては、例えば、研磨剤を水に懸濁させて支持体に吹き付けることによって行う湿式ホーニング、回転する砥石に導電性基体を圧接し、連続的に研削加工を行うセンタレス研削、陽極酸化処理等が挙げられる。
粗面化の方法としては、導電性基体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挙げられる。
陽極酸化による粗面化処理は、金属製(例えばアルミニウム製)の導電性基体を陽極とし電解質溶液中で陽極酸化することにより導電性基体の表面に酸化膜を形成するものである。電解質溶液としては、例えば、硫酸溶液、シュウ酸溶液等が挙げられる。しかし、陽極酸化により形成された多孔質陽極酸化膜は、そのままの状態では化学的に活性であり、汚染され易く、環境による抵抗変動も大きい。そこで、多孔質陽極酸化膜に対して、酸化膜の微細孔を加圧水蒸気又は沸騰水中(ニッケル等の金属塩を加えてもよい)で水和反応による体積膨張でふさぎ、より安定な水和酸化物に変える封孔処理を行うことが好ましい。
陽極酸化膜の膜厚は、例えば、0.3μm以上15μm以下が好ましい。この膜厚が上記範囲内にあると、注入に対するバリア性が発揮される傾向があり、また繰り返し使用による残留電位の上昇が抑えられる傾向にある。
導電性基体には、酸性処理液による処理又はベーマイト処理を施してもよい。
酸性処理液による処理は、例えば、以下のようにして実施される。先ず、リン酸、クロム酸及びフッ酸を含む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、例えば、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%以下の範囲がよい。処理温度は例えば42℃以上48℃以下が好ましい。被膜の膜厚は、0.3μm以上15μm以下が好ましい。
ベーマイト処理は、例えば90℃以上100℃以下の純水中に5分から60分間浸漬すること、又は90℃以上120℃以下の加熱水蒸気に5分から60分間接触させて行う。被膜の膜厚は、0.1μm以上5μm以下が好ましい。これを更にアジピン酸、硼酸、硼酸塩、燐酸塩、フタル酸塩、マレイン酸塩、安息香酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩等の被膜溶解性の低い電解質溶液を用いて陽極酸化処理してもよい。
(下引層)
下引層は、例えば、無機粒子と結着樹脂とを含む層である。
無機粒子としては、例えば、粉体抵抗(体積抵抗率)10Ωcm以上1011Ωcm以下の無機粒子が挙げられる。
これらの中でも、上記抵抗値を有する無機粒子としては、例えば、酸化錫粒子、酸化チタン粒子、酸化亜鉛粒子、酸化ジルコニウム粒子等の金属酸化物粒子がよく、特に、酸化亜鉛粒子が好ましい。
無機粒子のBET法による比表面積は、例えば、10m/g以上がよい。
無機粒子の体積平均粒径は、例えば、50nm以上2000nm以下(好ましくは60nm以上1000nm以下)がよい。
無機粒子の含有量は、例えば、結着樹脂に対して、10質量%以上80質量%以下であることが好ましく、より好ましくは40質量%以上80質量%以下である。
無機粒子は、表面処理が施されていてもよい。無機粒子は、表面処理の異なるもの、又は、粒子径の異なるものを2種以上混合して用いてもよい。
表面処理剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、界面活性剤等が挙げられる。特に、シランカップリング剤が好ましく、アミノ基を有するシランカップリング剤が好ましい。
アミノ基を有するシランカップリング剤としては、例えば、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−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。
シランカップリング剤は、2種以上混合して使用してもよい。例えば、アミノ基を有するシランカップリング剤と他のシランカップリング剤とを併用してもよい。この他のシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピル−トリス(2−メトキシエトキシ)シラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメ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。
表面処理剤による表面処理方法は、公知の方法であればいかなる方法でもよく、乾式法又は湿式法のいずれでもよい。
表面処理剤の処理量は、例えば、無機粒子に対して0.5質量%以上10質量%以下が好ましい。
ここで、下引層は、無機粒子と共に電子受容性化合物(アクセプター化合物)を含有することが、電気特性の長期安定性、キャリアブロック性が高まる観点からよい。
電子受容性化合物としては、例えば、クロラニル、ブロモアニル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、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン等のフルオレノン化合物;2−(4−ビフェニル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(4−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(4−ジエ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;キサントン系化合物;チオフェン化合物;3,3’,5,5’テトラ−t−ブチルジフェノキノン等のジフェノキノン化合物;等の電子輸送性物質等が挙げられる。
特に、電子受容性化合物としては、アントラキノン構造を有する化合物が好ましい。アントラキノン構造を有する化合物としては、例えば、ヒドロキシアントラキノン化合物、アミノアントラキノン化合物、アミノヒドロキシアントラキノン化合物等が好ましく、具体的には、例えば、アントラキノン、アリザリン、キニザリン、アントラルフィン、プルプリン等が好ましい。
電子受容性化合物は、下引層中に無機粒子と共に分散して含まれていてもよいし、無機粒子の表面に付着した状態で含まれていてもよい。
電子受容性化合物を無機粒子の表面に付着させる方法としては、例えば、乾式法、又は、湿式法が挙げられる。
乾式法は、例えば、無機粒子をせん断力の大きなミキサ等で攪拌しながら、直接又は有機溶媒に溶解させた電子受容性化合物を滴下、乾燥空気や窒素ガスとともに噴霧させて、電子受容性化合物を無機粒子の表面に付着する方法である。電子受容性化合物の滴下又は噴霧するときは、溶剤の沸点以下の温度で行うことがよい。電子受容性化合物を滴下又は噴霧した後、更に100℃以上で焼き付けを行ってもよい。焼き付けは電子写真特性が得られる温度、時間であれば特に制限されない。
湿式法は、例えば、攪拌、超音波、サンドミル、アトライター、ボールミル等により、無機粒子を溶剤中に分散しつつ、電子受容性化合物を添加し、攪拌又は分散した後、溶剤除去して、電子受容性化合物を無機粒子の表面に付着する方法である。溶剤除去方法は、例えば、ろ過又は蒸留により留去される。溶剤除去後には、更に100℃以上で焼き付けを行ってもよい。焼き付けは電子写真特性が得られる温度、時間であれば特に限定されない。湿式法においては、電子受容性化合物を添加する前に無機粒子の含有水分を除去してもよく、その例として溶剤中で攪拌加熱しながら除去する方法、溶剤と共沸させて除去する方法が挙げられる。
なお、電子受容性化合物の付着は、表面処理剤による表面処理を無機粒子に施す前又は後に行ってよく、電子受容性化合物の付着と表面処理剤による表面処理と同時に行ってもよい。
電子受容性化合物の含有量は、例えば、無機粒子に対して0.01質量%以上20質量%以下がよく、好ましくは0.01質量%以上10質量%以下である。
下引層に用いる結着樹脂としては、例えば、アセタール樹脂(例えばポリビニルブチラール等)、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、カゼイン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂等の公知の高分子化合物;ジルコニウムキレート化合物;チタニウムキレート化合物;アルミニウムキレート化合物;チタニウムアルコキシド化合物;有機チタニウム化合物;シランカップリング剤等の公知の材料が挙げられる。
下引層に用いる結着樹脂としては、例えば、電荷輸送性基を有する電荷輸送性樹脂、導電性樹脂(例えばポリアニリン等)等も挙げられる。
これらの中でも、下引層に用いる結着樹脂としては、上層の塗布溶剤に不溶な樹脂が好適であり、特に、尿素樹脂、フェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂;ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂及びポリビニルアセタール樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂と硬化剤との反応により得られる樹脂が好適である。
これら結着樹脂を2種以上組み合わせて使用する場合には、その混合割合は、必要に応じて設定される。
下引層には、電気特性向上、環境安定性向上、画質向上のために種々の添加剤を含んでいてもよい。
添加剤としては、多環縮合系、アゾ系等の電子輸送性顔料、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニウムアルコキシド化合物、有機チタニウム化合物、シランカップリング剤等の公知の材料が挙げられる。シランカップリング剤は前述のように無機粒子の表面処理に用いられるが、添加剤として更に下引層に添加してもよい。
添加剤としてのシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピル−トリス(2−メトキシエトキシ)シラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルメトキシシラン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
ジルコニウムキレート化合物としては、例えば、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。
チタニウムキレート化合物としては、例えば、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレート等が挙げられる。
アルミニウムキレート化合物としては、例えば、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、ジ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。
これらの添加剤は、単独で、又は複数の化合物の混合物若しくは重縮合物として用いてもよい。
下引層は、ビッカース硬度が35以上であることがよい。
下引層の表面粗さ(十点平均粗さ)は、モアレ像抑制のために、使用される露光用レーザ波長λの1/4n(nは上層の屈折率)から1/2λまでに調整されていることがよい。
表面粗さ調整のために下引層中に樹脂粒子等を添加してもよい。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挙げられる。また、表面粗さ調整のために下引層の表面を研磨してもよい。研磨方法としては、バフ研磨、サンドブラスト処理、湿式ホーニング、研削処理等が挙げられる。
下引層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた下引層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱することで行う。
下引層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、公知の有機溶剤、例えば、アルコール系溶剤、芳香族炭化水素溶剤、ハロゲン化炭化水素溶剤、ケトン系溶剤、ケトンアルコール系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤等が挙げられる。
これらの溶剤として具体的には、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−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、酢酸エチル、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、クロロベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤が挙げられる。
下引層形成用塗布液を調製するときの無機粒子の分散方法としては、例えば、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の公知の方法が挙げられる。
下引層形成用塗布液を導電性基体上に塗布する方法としては、例えば、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挙げられる。
下引層の膜厚は、例えば、好ましくは15μm以上、より好ましくは20μm以上50μm以下の範囲内に設定される。
(中間層)
図示は省略するが、下引層と感光層との間に中間層を更に設けてもよい。
中間層は、例えば、樹脂を含む層である。中間層に用いる樹脂としては、例えば、アセタール樹脂(例えばポリビニルブチラール等)、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、カゼイン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂等の高分子化合物が挙げられる。
中間層は、有機金属化合物を含む層であってもよい。中間層に用いる有機金属化合物としては、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、マンガン、ケイ素等の金属原子を含有する有機金属化合物等が挙げられる。
これらの中間層に用いる化合物は、単独で又は複数の化合物の混合物若しくは重縮合物として用いてもよい。
これらの中でも、中間層は、ジルコニウム原子又はケイ素原子を含有する有機金属化合物を含む層であることが好ましい。
中間層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた中間層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥、必要に応じて加熱することで行う。
中間層を形成する塗布方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、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。
中間層の膜厚は、例えば、好ましくは0.1μm以上3μm以下の範囲に設定される。なお、中間層を下引層として使用してもよい。
(電荷発生層)
電荷発生層は、例えば、電荷発生材料と結着樹脂とを含む層である。また、電荷発生層は、電荷発生材料の蒸着層であってもよい。電荷発生材料の蒸着層は、LED(Light Emitting Diode)、有機EL(Electro−Luminescence)イメージアレー等の非干渉性光源を用いる場合に好適である。
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、近赤外域のレーザ露光に対応させるためには、電荷発生材料としては、金属フタロシアニン顔料、又は無金属フタロシアニン顔料を用いることが好ましい。具体的には、例えば、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号公報等に開示されたチタニルフタロシアニンがより好ましい。
一方、近紫外域のレーザ露光に対応させるためには、電荷発生材料としては、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;特開2004−78147号公報、特開2005−181992号公報に開示されたビスアゾ顔料等が好ましい。
450nm以上780nm以下に発光の中心波長があるLED,有機ELイメージアレー等の非干渉性光源を用いる場合にも、上記電荷発生材料を用いてもよいが、解像度の観点より、感光層を20μm以下の薄膜で用いるときには、感光層中の電界強度が高くなり、基材からの電荷注入による帯電低下、いわゆる黒点と呼ばれる画像欠陥を生じやすくなる。これは、三方晶系セレン、フタロシアニン顔料等のp−型半導体で暗電流を生じやすい電荷発生材料を用いたときに顕著となる。
これに対し、電荷発生材料として、縮環芳香族顔料、ペリレン顔料、アゾ顔料等のn−型半導体を用いた場合、暗電流を生じ難く、薄膜にしても黒点と呼ばれる画像欠陥を抑制し得る。n−型の電荷発生材料としては、例えば、特開2012−155282号公報の段落[0288]〜[0291]に記載された化合物(CG−1)〜(CG−27)が挙げられるがこれに限られるものではない。
なお、n−型の判定は、通常使用されるタイムオブフライト法を用い、流れる光電流の極性によって判定され、正孔よりも電子をキャリアとして流しやすいものをn−型とする。
電荷発生層に用いる結着樹脂としては、広範な絶縁性樹脂から選択され、また、結着樹脂としては、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン、ポリシラン等の有機光導電性ポリマーから選択してもよい。
結着樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂(ビスフェノール類と芳香族2価カルボン酸の重縮合体等)、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂等が挙げられる。ここで、「絶縁性」とは、体積抵抗率が1013Ωcm以上であることをいう。
これらの結着樹脂は1種を単独で又は2種以上を混合して用いられる。
なお、電荷発生材料と結着樹脂の配合比は、質量比で10:1から1:10までの範囲内であることが好ましい。
電荷発生層には、その他、周知の添加剤が含まれていてもよい。
電荷発生層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた電荷発生層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱することで行う。なお、電荷発生層の形成は、電荷発生材料の蒸着により行ってもよい。電荷発生層の蒸着による形成は、特に、電荷発生材料として縮環芳香族顔料、ペリレン顔料を利用する場合に好適である。
電荷発生層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、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、クロロベンゼン、トルエン等が挙げられる。これら溶剤は、1種を単独で又は2種以上を混合して用いる。
電荷発生層形成用塗布液中に粒子(例えば電荷発生材料)を分散させる方法としては、例えば、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、横型サンドミル等のメディア分散機や、攪拌、超音波分散機、ロールミル、高圧ホモジナイザー等のメディアレス分散機が利用される。高圧ホモジナイザーとしては、例えば、高圧状態で分散液を液−液衝突や液−壁衝突させて分散する衝突方式や、高圧状態で微細な流路を貫通させて分散する貫通方式等が挙げられる。
なお、この分散の際、電荷発生層形成用塗布液中の電荷発生材料の平均粒径を0.5μm以下、好ましくは0.3μm以下、更に好ましくは0.15μm以下にすることが有効である。
電荷発生層形成用塗布液を下引層上(又は中間層上)に塗布する方法としては、例えばブレード塗布法、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挙げられる。
電荷発生層の膜厚は、例えば、好ましくは0.1μm以上5.0μm以下、より好ましくは0.2μm以上2.0μm以下の範囲内に設定される。
(電荷輸送層)
本実施形態における感光体は、表面層として、下記一般式(A)で表される構造単位及び下記一般式(B)で表される構造単位を有するポリカーボネート共重合体(以下、「特定ポリカーボネート樹脂」と称する)を含み、28℃において0.5Hzの振動を与えた時の動的粘弾性の損失正接tanδが0.04以下である電荷輸送層を有する(条件(1))。
かかる電荷輸送層は、特定ポリカーボネート樹脂を含む結着樹脂中に電荷輸送材料が分散してなる層である。
−損失正接tanδについて−
本実施形態における電荷輸送層は、28℃において0.5Hzの振動を与えた時の動的粘弾性の損失正接tanδ(以下、単に「tanδ」と称する)が0.04以下である。
tanδが0.04以下であることで、後述するような高硬度のクリーニングブレードに接触する電荷輸送層の粘性及び弾性のバランスが保たれ、クリーニングブレードの接触層と電荷輸送層との間の摩擦力が緩和される。その結果、クリーニングブレードのエッジ)の摩耗の低減がなされて、クリーニング不良を抑制しうると考えられる。
電荷輸送層のtanδは、粘性と弾性のバランスの観点から、0.015以上0.035以下の範囲がより好ましく、0.015以上0.025以下の範囲が更に好ましい。
なお、電荷輸送層のtanδは、以下の方法にて測定する。
まず、電荷輸送層から膜厚20μm×幅5mm×長さ20mmの測定試料を切り出す。
そして、この測定試料を、SIIナノテクノロジー社製粘弾性スペクトロメータEXSTAR DMS6100を用いて、0.5Hz、28℃における動的粘弾性の損失正接tanδを測定する。
電荷輸送層のtanδの制御方法としては、特に制限されないが、後述する特定ポリカーボネート樹脂を用い、その種類や使用量を調整する、また、レベリング剤であるシリコーンオイルを用い、その種類や使用量を調整する、乾燥温度や乾燥時間等を調整することで制御することが好ましい。
−摩擦係数の関係−
本実施形態において、感光体の電荷輸送層と、後述するクリーニングブレードの接触層と、の接触面における静止摩擦係数μS及び動摩擦係数μKの関係は、下記式(I)の関係を満たすことが好ましい。
式(I) 0.05≦μS−μK≦0.20
この式(I)の関係を満たすことで、接触層と電荷輸送層との間の摩擦力が十分に緩和され、クリーニングブレードのエッジの摩耗が低減し、クリーニング不良をも抑制しうる。
(μS−μK)の値は、0.05以上0.15以下の範囲がより好ましい。
ここで、静止摩擦係数μS及び動摩擦係数μKは、以下のようにして測定する。
まず、測定対象となる電荷輸送層を備えた感光体と、クリーニングブレードとを用意する。クリーニングブレードについては、接触層(弾性層)を含む10mm角の切片を切り出し、これを測定試料とする。
続いて、新東科学社製のHEIDONトライボギアTYPE:14を用いて、10mm角の切片である測定試料(クリーニングブレード)を、感光体と接触位置で25°の角度(後述する角度Aに相当)をなすように設置し、鉛直方向から40gfの荷重を印加し、60mm/sの速度で牽引する。
この牽引時にかかる摩擦力を、牽引部に設置されたロードセルにて測定し、動作開始直後のピーク値を静止摩擦力、続く安定動作時の5sec間の平均値を動摩擦力とし、この値を荷重で割った値を、それぞれ、静止摩擦係数、動摩擦係数とする。
−特定ポリカーボネート樹脂−
電荷輸送層は、結着樹脂として、下記一般式(A)で表される構造単位及び下記一般式(B)で表される構造単位を有するポリカーボネート共重合体(特定ポリカーボネート樹脂)を含む。
一般式(A)及び一般式(B)中、R、R、R、及びRは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上6以下のアルキル基、炭素数5以上7以下のシクロアルキル基、又は炭素数6以上12以下のアリール基を表す。Xは、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基、直鎖若しくは分岐アルキレン基(好ましくは炭素数1以上12以下)、又はシクロアルキレン基(好ましくは炭素数3以上12以下)を表す。
、R、R、及びRとしては、水素原子、炭素数1以上6以下のアルキル基、又は炭素数6以上12以下のアリール基が好ましく、水素原子、メチル基、又はフェニル基が更に好ましい。
また、Xで表される直鎖若しくは分岐アルキレン基としては、−CR−基(但し、R及びRは、各々独立に、水素原子、トリフルオロメチル基、炭素数1以上6以下のアルキル基、又は炭素数6以上12以下のアリール基を表す。)が好ましい。
一般式(A)においては、R及びRが、共に水素原子である、共に炭素数1以上6以下のアルキル基である、又は共に炭素数6以上12以下のアリール基であることが好ましく、中でも、R及びRが、共に水素原子である、共にメチル基である、又は共にフェニル基であることがより好ましい。
一般式(A)で表される構造単位として、具体的には、下記構造式(A1)で表される構造単位であることが望ましい。
一般式(B)においては、R及びRが、共に水素原子である、共に炭素数1以上6以下のアルキル基である、又は共に炭素数6以上12以下のアリール基であることが好ましく、中でも、R及びRが、共に水素原子である、共にメチル基である、又は共にフェニル基であることがより好ましい。
一般式(B)において、Xは、−CR−基、炭素数5以上11以下の1,1−シクロアルキレン基、炭素数2以上10以下のα,ω−アルキレン基であることが好ましく、−CR−基、炭素数5以上11以下の1,1−シクロアルキレン基がより好ましく、−CR−基が更に望ましい。
また、−CR−基中のR及びRは、各々独立に、炭素数1以上6以下のアルキル基、又は炭素数6以上12以下のアリール基が望ましく、その中でもメチル基、又はフェニル基がより望ましく、メチル基が特に望ましい。
一般式(B)で表される構造単位として、具体的には、下記構造式(B1)〜(B3)で表される構造単位であることが望ましい。

ここで、一般式(A)で表される構造単位と、一般式(B)で表される構造単位と、を含む共重合体であるポリカーボネート樹脂は、例えば、下記一般式(2A)で表される4,4’−ジヒドロキシビフェニル化合物、及び下記一般式(2B)で表されるビスフェノール化合物を原料として用い、ホスゲン等の炭酸エステル形成性化合物との重縮合又はビスアリールカーボネートとのエステル交換反応等の方法によって得られる。
一般式(2A)及び(2B)中、R、R、R、R、及びXは、一般式(A)及び一般式(B)中のものと同義である。
ここで、一般式(2A)で表される4,4’−ジヒドロキシビフェニル化合物として具体的には、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルビフェニル、4,4’−ジヒドロキシ−2,2’−ジメチルビフェニル、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジシクロヘキシルビフェニル、3,3’−ジフルオロ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジフェニルビフェニル等が挙げられる。これら4,4’−ジヒドロキシビフェニル化合物は、1種単独で用いてもよいし、複数併用してもよい。
一方、一般式(2B)で表されるビスフェノール化合物として具体的には、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、4,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1−ジフェニルメタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)−2−(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2,2−ビス(2−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1−ビス(2−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ブタン、1,1−ビス(2−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)エタン、1,1−ビス(2−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロパン、1,1−ビス(2−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ブタン、1,1−ビス(2−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)イソブタン、1,1−ビス(2−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ヘプタン、1,1−ビス(2−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−1−フェニルメタン、1,1−ビス(2−tert−アミル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ブタン、ビス(3−クロロ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(3−クロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−ブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−ブロモ−4−ヒドロキシ−5−クロロフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)ブタン、1−フェニル−1,1−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)エタン、ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)エーテル、1,1−ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン等が挙げられる。これらビスフェノール化合物は、1種単独で用いてもよいし、複数併用してもよい。
特定ポリカーボネート樹脂において、一般式(A)で表される構造単位の共重合比は、特定ポリカーボネート樹脂を構成する全構造単位に対して5モル%以上95モル%以下の範囲がよく、望ましくは5モル%以上50モル%以下の範囲、更に望ましくは15モル%以上25モル%以下の範囲である。
また、特定ポリカーボネート樹脂において、一般式(A)で表される構造単位と一般式(B)で表される構造単位との共重合モル比(下記例示化合物におけるm:n比に相当)は、例えば、一般式(A):一般式(B)=95:5以上5:95以下の範囲がよく、望ましくは50:50以上5:95以下の範囲、更に望ましくは30:70以上10:90以下の範囲である。
また、特定ポリカーボネート樹脂は、一般式(A)で表される構造単位及び一般式(B)で表される構造単位のみで構成されていてもよいが、その他の構造単位を含んでいてもよい。
特定ポリカーボネート樹脂の具体例としては、例えば、以下のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、例示化合物中、m、nは共重合モル比を示す。
特定ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量としては、20000以上1200000以下の範囲が望ましく、40000以上100000以下の範囲がより望ましく、60000以上80000以下の範囲が更に望ましい。
なお、特定ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量の測定は、以下の方法で行われる。
即ち、樹脂1gをメチレンクロライド100cmに溶解し、25℃の測定環境下でウベローデ粘度計にて、その比粘度ηspを測定し、ηsp/c=〔η〕+0.45〔η〕cの関係式(ただしcは濃度(g/cm)より極限粘度〔η〕(cm/g)を求め、H.Schnellによって与えられている式、〔η〕=1.23×10−4Mv0.83の関係式より粘度平均分子量Mvをもとめる一点測定法が用いられる。
−その他の結着樹脂−
電荷輸送層は、結着樹脂として、前記した特定ポリカーボネート樹脂以外にも、公知の樹脂を使用してもよい。
その他の結着樹脂としては、例えば、特定ポリカーボネート樹脂以外の例えばビスフェノールAタイプ或いはビスフェノールZタイプ等のポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリスルホン樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、塩化ビニリデン−アクリルニトリル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリアミド樹脂、塩素ゴム等の絶縁性樹脂、及びポリビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン等の有機光導電性ポリマー等が挙げられる。
電荷輸送層に含まれる全結着樹脂のうち、特定ポリカーボネート樹脂の含有割合は、全結着樹脂に対して、5モル%以上90モル%以下の範囲がよく、好ましくは5モル%以上50モル%以下の範囲であり、より好ましくは15モル%以上30モル%以下の範囲である。
電荷輸送層に含まれる結着樹脂は、特定ポリカーボネートをはじめ、単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
−電荷輸送材料−
本実施形態では、電荷輸送材料として下記一般式(1)で表されるブタジエン構造を有する化合物を用いることが、感度を向上させ、高画質化を目的とした電荷輸送能向上の観点から好ましい。
一般式(1)中、R11、R12、R13、R14、R15、及びR16は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数1以上20以下のアルコキシ基、又は炭素数6以上30以下のアリール基を表す。m及びnは、各々独立に、0又は1を表す。
前記ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられ、これらの中でもフッ素、塩素が望ましい。
前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチル基、オクタデシル基などの直鎖のものや、イソプロピル基、t−ブチル基などの分岐鎖が挙げられ、これらの中でもメチル基、エチル基、イソプロピル基が望ましい。
前記アルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基などが挙げられ、これらの中でもメトキシ基が望ましい。
前記アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ビフェニリル基などが挙げられ、これらの中でもフェニル基、ナフチル基が望ましい。
また、前記アルキル基、アルコキシ基、及びアリール基は、それぞれ置換基を有していてもよい。かかる置換基としては、例えば、上記に例示したハロゲン原子、アルコキシ基、アルキル基、アリール基が挙げられる。
なお、R11、R12、R13、R14、R15、及びR16の置換位置としては、p位又はm位が好ましい。
一般式(1)において、R11、R12、R13、R14、R15、及びR16としては、上記の中でも、水素原子、アルキル基、又は、アルコキシル基が好ましく、水素原子、炭素数1以上3以下のアルキル基、又は炭素数1以上3以下のアルコキシル基がより好ましく、水素原子、メチル基、メトキシ基が更に好ましい。
m及びnは、各々独立に、0又は1を表すが、mは0又は1が好ましく、nは0が好ましい。特に、m及びnが共に1であることが好ましい。
ここで、一般式(1)で表される化合物における各基の好ましい具体例として、例示化合物1−1乃至1−20を以下に示すが、実施形態はこれら化合物に限定されるものではない。
下記の表記中、置換基に記載されている数値は置換位置を表し、例えば「4−Me」とはメチル基が4位に置換していることを表し、「4−MeO」とはメトキシ基が4位に置換していることを表す。
一般式(1)で表される化合物は、電荷輸送層の全固形分に対する含有比率が20質量%以上80質量%以下であることがよく、好ましくは40質量%以上60質量%以下である。
電荷輸送層には、一般式(1)で表される化合物以外にも、他の電荷輸送材料を併用してもよい。また、他の電荷輸送材料として高分子電荷輸送材料を併用してもよい。以下、他の電荷輸送材料について説明する。
他の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が挙げられる。
また、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等の正孔輸送性化合物も挙げられる。
これらの電荷輸送材料は1種を単独で用いてもよいし、2種以上で用いてもよい。
他の電荷輸送材料としては、電荷移動度の観点から、下記構造式(a−1)で示されるトリアリールアミン誘導体、及び下記構造式(a−2)で示されるベンジジン誘導体が好ましい。
構造式(a−1)中、ArT1、ArT2、及びArT3は、各々独立に置換若しくは無置換のアリール基、−C−C(RT4)=C(RT5)(RT6)、又は−C−CH=CH−CH=C(RT7)(RT8)を示す。RT4、RT5、RT6、RT7、及びRT8は各々独立に水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を示す。
上記各基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、炭素数1以上3以下のアルキル基で置換された置換アミノ基も挙げられる。
構造式(a−2)中、RT91及びRT92は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、又は炭素数1以上5以下のアルコキシ基を示す。RT101、RT102、RT111及びRT112は各々独立に、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基、炭素数1以上2以下のアルキル基で置換されたアミノ基、置換若しくは無置換のアリール基、−C(RT12)=C(RT13)(RT14)、又は−CH=CH−CH=C(RT15)(RT16)を示し、RT12、RT13、RT14、RT15及びRT16は各々独立に水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を表す。Tm1、Tm2、Tn1及びTn2は各々独立に0以上2以下の整数を示す。
上記各基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、炭素数1以上3以下のアルキル基で置換された置換アミノ基も挙げられる。
ここで、構造式(a−1)で示されるトリアリールアミン誘導体、及び構造式(a−2)で示されるベンジジン誘導体のうち、特に、「−C−CH=CH−CH=C(RT7)(RT8)」を有するトリアリールアミン誘導体、及び「−CH=CH−CH=C(RT15)(RT16)」を有するベンジジン誘導体が、電荷移動度の観点で好ましい。
高分子電荷輸送材料としては、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシラン等の電荷輸送性を有する公知のものが用いられる。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の高分子電荷輸送材は特に好ましい。
他の電荷輸送材料の具体例としては、例えば、2,5−ビス(p−ジエ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誘導体、1,3,5−トリフェニル−ピラゾリン、1−[ピリジル−(2)]−3−(p−ジエチルアミノスチリル)−5−(p−ジエチルアミノスチリル)ピラゾリン等のピラゾリン誘導体、トリフェニルアミン、N,N’−ビス(3,4−ジメチルフェニル)ビフェニル−4−アミン、トリ(p−メチルフェニル)アミニル−4−アミン、ジベンジルアニリン等の芳香族第3級アミノ化合物、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン等の芳香族第3級ジアミノ化合物、3−(4’−ジメチルアミノフェニル)−5,6−ジ−(4’−メトキシフェニル)−1,2,4−トリアジン等の1,2,4−トリアジン誘導体、4−ジエチルアミノベンズアルデヒド−1,1−ジフェニルヒドラゾン等のヒドラゾン誘導体、2−フェニル−4−スチリル−キナゾリン等のキナゾリン誘導体、6−ヒドロキシ−2,3−ジ(p−メトキシフェニル)ベンゾフラン等のベンゾフラン誘導体、p−(2,2−ジフェニルビニル)−N,N−ジフェニルアニリン等のα−スチルベン誘導体、エナミン誘導体、N−エチルカルバゾール等のカルバゾール誘導体、ポリ−N−ビニルカルバゾール及びその誘導体などの正孔輸送物質、クロラニル、ブロモアントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノンジメタン系化合物、2,4,7−トリニトロフルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−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、チオフェン化合物等の電子輸送物質、及び上記した化合物からなる基を主鎖又は側鎖に有する重合体などが挙げられる。
一般式(1)で表される化合物と他の電荷輸送材料とを併用する場合の、一般式(1)で表される化合物と他の電荷輸送材料との質量比としては、例えば、1:5から5:1の範囲が挙げられる。
電荷輸送層中における結着樹脂と電荷輸送材料との質量比としては、例えば、2:8から8:2の範囲がよい。
また、電荷輸送層全体に対する電荷輸送材料の含有量としては、例えば、20質量%以上80質量%以下の範囲が挙げられ、40質量%以上60質量%以下の範囲であってもよい。
−添加剤−
電荷輸送層には、その他、周知の添加剤が含まれていてもよい。
電荷輸送層は、例えば、フッ素粒子を含んでもよい。
フッ素粒子としては、例えば、フッ素樹脂の粒子が挙げられ、フッ素樹脂としては、フッ化エチレン樹脂、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塩化エチレン樹脂及びそれらの共重合体等が挙げられる。これらの中でも特に、4フッ化エチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂が好ましい。
フッ素粒子の一次粒径としては、例えば、0.05μm以上1μm以下の範囲が挙げられ、好ましくは0.1μm以上0.5μm以下の範囲である。
電荷輸送層中におけるフッ素粒子の含有量としては、例えば、2質量%以上15質量%以下の範囲がよい。
−電荷輸送層の形成−
電荷輸送層の形成は、特に制限はなく、周知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた電荷輸送層形成用塗布液を調製し、この塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥、必要に応じて加熱することで行う。
電荷輸送層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素類;アセトン、2−ブタノン等のケトン類;塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素類;テトラヒドロフラン、エチルエーテル等の環状又は直鎖状のエーテル類等の通常の有機溶剤が挙げられる。これら溶剤は、単独で又は2種以上混合して用いる。
電荷輸送層形成用塗布液中にフッ素粒子を含有させる場合、例えば、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル等のメディア分散機や、攪拌、超音波分散機、ロールミル、高圧ホモジナイザー、ナノマイザー等のメディアレス分散機を利用して、弗素粒子を分散させる方法が用いられる。
更に、高圧ホモジナイザーとして、高圧状態で分散液を液−液衝突や液−壁衝突させて分散する衝突方式や、高圧状態で微細な流路を貫通させて分散する貫通方式などが採用されてもよい。
また、電荷輸送層形成用塗布液は、フッ素粒子の分散安定剤として、例えば、フッ素系界面活性剤や、フッ素系グラフトポリマーを含有していてもよい。フッ素系グラフトポリマーとしては、例えば、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、スチレン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クリレートよりグラフト重合された樹脂等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤やフッ素系グラフトポリマーの添加量としては、例えば、フッ素粒子の質量に対して1質量%以上5質量%以下の質量が挙げられる。
電荷輸送層形成用塗布液を、下層である電荷発生層上に塗布する際の塗布方法としては、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挙げられる。
電荷輸送層の膜厚は、例えば、好ましくは20μm以上50μm以下、より好ましくは20μm以上40μm以下の範囲内に設定される。
(感光層への添加剤)
前述した電荷発生層及び電荷輸送層からなる感光層に対しては、画像形成装置中で発生するオゾンや酸化性ガス、或いは光、熱による感光体の劣化を防止する目的で、酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤などの添加剤を添加してもよい。
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、スピロインダノン及びそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物などが挙げられる。
酸化防止剤の具体的な化合物例として、フェノール系酸化防止剤では、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、スチレン化フェノール、n−オクタデシル−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2−t−ブチル−6−(3’−t−ブチル−5’−メチル−2’−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、4,4’−ブチリデン−ビス−(3−メチル−6−t−ブチル−フェノール)、4,4’−チオ−ビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,3,5−トリス(4−t−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)イソシアヌレート、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシ−フェニル)プロピオネート]−メタン、3,9−ビス[2−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンなどが挙げられる。
ヒンダードアミン系化合物では、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、1−[2−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]−4−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、8−ベンジル−7,7,9,9−テトラメチル−3−オクチル−1,3,8−トリアザスピロ[4,5]ウンデカン−2,4−ジオン、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、コハク酸ジメチル−1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物、ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)イミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイミル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,3,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]、2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン−2,4−ビス[N−ブチル−N−(1,2,2,6,6,−ペンタメチル−4ピペリジル)アミノ]−6−クロロ−1,3,5−トリアジン縮合物などが挙げられる。
有機硫黄系酸化防止剤としては、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス−(β−ラウリル−チオプロピオネート)、ジトリデシル−3,3’−チオジプロピオネート、2−メルカプトベンズイミダゾールなどが挙げられる。
有機燐系酸化防止剤としては、トリスノニルフェニルフォスフィート、トリフェニルフォスフィート、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−フォスフィートなどが挙げられる。
有機硫黄系及び有機燐系酸化防止剤は2次酸化防止剤と言われ、フェノール系或いはアミン系などの1次酸化防止剤と併用することにより相乗効果が得られる。
光安定剤としては、例えば、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ジチオカルバメート系、テトラメチルピペリジン系などの誘導体が挙げられる。
光安定剤の具体的な化合物例として、ベンゾフェノン系光安定剤では、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2,2’−ジ−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノンなどが挙げられる。
ベンゾトリアゾール系光安定剤としては、2−(−2’−ヒドロキシ−5’メチルフェニル−)−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’−(3’’,4’’,5’’,6’’−テトラ−ヒドロフタルイミド−メチル)−5’−メチルフェニル]−ベンゾトリアゾール、2−(−2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル−)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル−)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−t−ブチルフェニル−)−ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−t−オクチルフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−アミルフェニル−)−ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
その他の化合物としては、2,4,ジ−t−ブチルフェニル−3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシベンゾエート、ニッケルジブチル−ジチオカルバメート等がある。
また、電子受容性物質を感光層に含有させてもよい。
電子受容性物質としては、例えば、無水琥珀酸、無水マレイン酸、ジブロム無水マレイン酸、無水フタル酸、テトラブロム無水フタル酸、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、o−ジニトロベンゼン、m−ジニトロベンゼン、クロラニル、ジニトロアントラキノン、トリニトロフルオレノン、ピクリン酸、o−ニトロ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、フタル酸などが挙げられる。これらのうち、フルオレノン系、キノン系や、Cl、CN、NO等の電子吸引性置換基を有するベンゼン誘導体が特によい。
また、電荷輸送層及び電荷発生層を形成する際に用いる塗布液には、塗膜の平滑性向上のためのレベリング剤としてシリコーンオイルを添加してもよい。
〔帯電手段〕
帯電手段としては、図1に示すように、画像形成装置200においては、帯電ロール402a,402b,402c,402dを用いているが、実施形態はこれに限定されるものではない。
帯電手段の他の例としては、例えば、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が使用されてもよい。
また、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用いられてもよい。
〔静電潜像形成手段〕
露光手段としては、例えば、電子写真感光体の表面に、定められた像様の静電潜像を形成しうる光学系機器等が挙げられる。
図1に示すように、画像形成装置200においては、レーザ光源403を静電潜像形成手段として用いているが、実施形態はこれに限定されるものではない。
静電潜像形成手段としては、半導体レーザ光、LED光、液晶シャッタ光等の露光光源が用いられる。
光源の波長は、電子写真感光体の分光感度領域内とする。
半導体レーザ光の波長としては、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や青色レーザとして400nm以上450nm以下に発振波長を有するレーザも利用してもよい。また、カラー画像形成のためにはマルチビームを出力し得るタイプの面発光型のレーザ光源も有効である。
〔現像手段〕
現像手段としては、例えば、現像剤を接触又は非接触させて現像する一般的な現像装置が挙げられる。
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、一成分系現像剤又は二成分系現像剤をブラシ、ローラ等を用いて電子写真感光体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好ましい。
ここで、現像手段(現像装置)に使用される現像剤は、トナー単独の一成分系現像剤であってもよいし、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤であってもよい。また、現像剤は、磁性であってもよいし、非磁性であってもよい。これら現像剤は、周知のものが適用される。
〔転写手段〕
転写手段としては、図1に示すように、画像形成装置200においては、中間転写体を用いた中間転写方式が採用され、一次転写ロール410a,410b,410c,410d、及び、二次転写ロール413を用いているが、実施形態はこれに限定されるものではない。
転写手段の他の例としては、例えば、転写コロトロンや転写ロール等を用いた直接転写方式、記録媒体を静電的に吸着して搬送し感光体上のトナー像を転写する転写ベルト方式を利用した転写手段などが挙げられる。
転写手段には、例えば、ロールの他、ベルト、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使用される。
〔中間転写体〕
中間転写体としては、図1に示すように、画像形成装置200においては、中間転写ベルト409を用いているが、実施形態はこれに限定されるものではない。
中間転写ベルトとしては、半導電性を付与した、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ゴム等を含むものが使用される。
また、中間転写体の形態としては、ベルト状に限定されず、ドラム状のものを用いてもよい。
〔クリーニング手段〕
本実施形態におけるクリーニング手段は、下記条件(2)を満たすクリーニングブレードを有し、該クリーニングブレードを前記電子写真感光体の下方から接触させて当該電子写真感光体の表面の残留物を除去するものである。
条件(2):支持部材上に、ポリエステルポリオールに由来する構造単位を含むハードセグメントを有するポリウレタンゴムを含有し、硬さ度がA82以上であって、前記電子写真感光体の電荷輸送層に接触する接触層を有すること
本実施形態におけるクリーニング手段について、図3を参照して説明する。
ここで、図3は、本実施形態におけるクリーニング手段(ドラムクリーナ)の一例を示す概略構成図である。
図3に示されるクリーニング手段は、図1に示される画像形成装置200における感光体1aに対し設けられたものであって、回転する感光体1aの表面に接触し、転写後の残留トナー等の残留物を除去するクリーニングブレード100a、回収されたトナー等を回収ボックス(不図示)に搬出する回収オーガ300を備えている。
また、クリーニングブレード100aは、支持部材110上に弾性層140が接合された構成を有しており、該弾性層140は、下地層120と、下地層120よりも硬さが大きく、感光体1aの表面(電荷輸送層の表面)に接触する接触層130と、からなる積層体である。
かかるクリーニング手段は、接触層130の感光体1aに接する角度Aが7.0°以上15.5°以下に設定されることが好ましい。
また、クリーニング手段の感光体1aに対する押し付け圧Nは、0.6gf/mm以上6.0gf/mm以下に設定されることが好ましい。
ここで、上記角度Aとは、具体的には、図3に示すように、感光体1aの回転軸方向から見て、クリーニングブレード100aの接触層130が感光体1aと向き合う側の面と、クリーニングブレード100aの接触層130が感光体1aに接する位置における接線Lの回転方向上流側との成す角度(°)である。
また、上記押し付け圧Nとは、図3に示すように、クリーニングブレード100aの接触層130が感光体1aに接する位置において感光体1aの中心に向けて押し付ける圧力(gf/mm)である。
なお、本実施形態におけるクリーニングブレードは、図3に示すような、クリーニングブレード100aのように、板状形状が好ましく、弾性層140(下地層120及び接触層130)は、遠心成形、押し出し成形、型成形等を利用して形成すればよい。
−支持部材−
支持部材110は、下地層120及び接触層130を支持すると共に、接触層130を感光体1aに対し、上記の押し付け圧で押し付ける部材である。
支持部材110を構成する材料としては、アルミニウム、ステンレス等の金属が挙げられる。
−下地層−
下地層120は、接着剤等を用いた支持部材110に接合する層であって、弾性層である。
下地層120は、エネルギーを吸収し振動を抑える等の観点から、接触層130に比べて硬度が小さいものが好ましい。
下地層120を構成する材料としては、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、アクリロニトリルゴム、ブタジエン系ゴム、スチレン系ゴム、クロロプレンゴム、或いはこれらの複合材が挙げられる。
下地層120の厚さとしては、0.5mm以上3.0mm以下の範囲がよく、より好ましくは1.0mm以上2.0mm以下の範囲である。
−接触層−
接触層130は、前記条件(2)にもあるように、ポリエステルポリオールに由来する構造単位を含むハードセグメントを有するポリウレタンゴムを含有する。
つまり、接触層130に含有されるポリウレタンゴムは、ポリエステルポリオールに由来する構造単位を含むハードセグメントと、ソフトセグメントと、を含むポリウレタンゴムであることになる。
ここで、「ハードセグメント」及び「ソフトセグメント」とは、ポリウレタンゴム中で、前者を構成する材料の方が、後者を構成する材料よりも相対的に硬いセグメントを意味し、後者を構成する材料の方が、前者を構成する材料よりも相対的に柔らかいセグメントを意味する。
本実施形態では、ハードセグメントを得る材料(ハードセグメント材料)としてポリエステルポリオールが用いられる。
ポリエステルポリオールとしては、ポリカプロラクトンポリオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール等のジオールとシュウ酸、マロン酸、コハク酸等のジカルボン酸を縮合させたものなどが挙げられる。
ハードセグメント材料の数平均分子量は、1000以上5000以下の範囲内であることが好ましく、1000以上3000以下の範囲内であることがより好ましい。
ハードセグメント材料であるポリエステルポリオールとしては、例えば、株式会社ダイセル製の、プラクセル205、プラクセル240などが挙げられる。
上記のようなハードセグメント材料に組み合わせるソフトセグメントを得る材料(ソフトセグメント材料)としては、イソシアネート基に対して反応する官能基を有する樹脂を用いることが好ましい。
また、ソフトセグメント材料としては、柔軟性のある樹脂であることが望ましく、柔軟性の点から直鎖構造を有する脂肪族系の樹脂であることがより望ましい。具体例としては、2つ以上のヒドロキシル基を含むアクリル樹脂や、2つ以上のヒドロキシル基を含むポリブタジエン樹脂、2つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂等を用いることが望ましい。
2つ以上のヒドロキシル基を含むアクリル樹脂としては、例えば、綜研化学社製のアクトフロー(グレード:UMB−2005B、UMB−2005P、UMB−2005、UME−2005等)が挙げられ、2つ以上のヒドロキシル基を含むポリブタジエン樹脂としては、例えば、出光興産社製、R−45HT等が挙げられる。
また、2つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂としては、従来の一般的なエポキシ樹脂のように硬くて脆い性質を有するものではなく、従来のエポキシ樹脂よりも柔軟強靭性であるものが好ましい。
このようなエポキシ樹脂としては、例えば、分子構造の面では、その主鎖構造中に、主鎖の可動性が高くなるような構造(柔軟性骨格)を有するものが好適であり、柔軟性骨格としては、アルキレン骨格や、シクロアルカン骨格、ポリオキシアルキレン骨格等が挙げられるが、特にポリオキシアルキレン骨格が好適である。
また、物性面では、従来のエポキシ樹脂と比べて、分子量に比して粘度が低いエポキシ樹脂が好適である。具体的には、重量平均分子量が900±100の範囲内程度であり、25℃における粘度が15000±5000mPa・sの範囲内であることが好ましく、15000±3000mPa・sの範囲内であることがより好ましい。このような特性を有するエポキシ樹脂としては、例えば、DIC社製、EPLICON EXA−4850−150等が挙げられる。
ここで、ハードセグメント材料及びソフトセグメント材料の総量に対するハードセグメントを構成する材料の質量比(以下、「ハードセグメント材料比」と称す場合がある)としては、46質量%以上96質量%以下の範囲内であることが好ましく、50質量%以上90質量%以下の範囲内であることがより好ましく、60質量%以上85質量%以下の範囲内であることが更に好ましい。
接触層130に含まれるポリウレタンゴムの合成に用いられるポリイソシアネートとしては、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,6−トルエンジイソシアネート(TDI)、1,6−ヘキサンジイソシアネート(HDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)及び3,3−ジメチルフェニル−4,4−ジイソシアネート(TODI)などが挙げられる。
ポリイソシアネート成分の重合比は、ポリウレタンゴムの全重合成分に対して、5モル%以上30モル%以下がよく、望ましくは8モル%以上20モル%以下である。
この範囲であると、ハードセグメント及びソフトセグメントのバランスに優れ、後述するような硬度を有する接触層130が得られる。
また、ポリウレタンゴムの合成に際し、架橋剤を用いてもよい。
架橋剤としては、前述したハードセグメント材料及びソフトセグメント材料とは異なる、低分子の、ジオール(2官能)、トリオール(3官能)、テトラオール(4官能)等が挙げられる。また、架橋剤としてアミン系化合物を用いてもよい。
なお、ジオールとしては、1,4−ブタンジオール、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール等が挙げられ、トリオールとしては、例えば、トリメチロールプロパン、グリセリン、トリイソプロパノールアミン等が挙げられる。
架橋剤の配合量は、ポリエステルポリオール成分に対し2質量%未満が望ましい。架橋剤の上記配合量が2質量%未満であれば、分子運動が化学架橋で拘束され難く、熟成によるウレタン結合由来のハードセグメントが大きく成長し、十分な硬度が得られ易い。
接触層130は、前記条件(2)にもあるように、硬さがA82以上(より好ましくはA82以上A89以下)の弾性層である。
ここで、硬さ(以下「JIS−A硬度」という場合がある)は、JIS K 7311に示される硬さ試験法に従い、JIS K 7215に規定されるタイプAデュプロメータを用いて測定された値をいう。
JIS−A硬度がA82以上であると、高硬度であって、感光体表面の残留物の除去性に優れる。
また、接触層130は、反発弾性が35%以上45%以下であることが好ましい。
反発弾性の測定は、JIS K 6255加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの反発弾性試験方法のリュプケ式反発弾性試験に準ずるものである。
反発弾性の測定に際しては、測定対象となる測定試料が、測定時の測定条件の温度になっているように、予め当該温度下(23℃における反発弾性を測定する場合には、23℃環境下)に、試料を十分に放置しておくことが望ましい。
更に、接触層130は、100%モジュラスが6.5Mpa以上であることが好ましく、7.0Mpa以上であることがより好ましく、9.0MPa以上であることが更に好ましい。
接触層130の100%モジュラスが6.5MPa以上であると、接触層130の動的なたわみが大きくならず、感光体の偏磨耗を生じさせ難い。
一方、100%モジュラスは、感光体に対する追従性の低下を抑制するために、19.6MPa以下であることが好ましく、15.0MPa以下であることがより好ましい。
加えて、接触層130は、その破断伸びが250%以上であることが好ましく、300%以上であることがより好ましく、350%以上であることが更に好ましい。
破断伸びが250%以上であると、感光体表面の残留物とクリーニングブレード100aの先端とが強い力で衝突した際に、クリーニングブレード100aの先端が追従変形し、エッジ部の欠けの発生を抑制しうる。
一方、クリーニングブレード100aの磨耗抑制の観点から、接触層130の破断伸びは500%以下であることが好ましく、450%以下であることがより好ましく、400%以下であることが更に好ましい。
なお、100%モジュラス及び破断伸びはいずれも、J1S K 6251に準拠して測定されるものである。
即ち、ダンベル状3号形試験片を用い、引張速度500mm/minで計測して応力−歪み曲線を得(環境温度23℃)、この曲線を基に得られるものである。なお、測定装置は、東洋精機(株)製、ストログラフAEエラストマーを用いる。
以上、接触層130における、JIS−A硬度、反発弾性、100%モジュラス、及び破断時伸びについて説明したが、これらの物性は、接触層130とその下層である下地層120との積層体である弾性層140としての物性であってもよい。
即ち、前述した、JIS−A硬度、反発弾性、100%モジュラス、及び破断時伸びにおける各々の好ましい範囲は、弾性層140(接触層130と下地層120との積層体)の好ましい範囲であってもよい。
以上、図面を参照して、本実施形態に係る画像形成装置について一例を挙げて説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。
以下、実施例を挙げて本実施形態を具体的に説明するが、本実施形態は以下に示す実施例にのみ限定されるものではない。なお、実施例中において「部」及び「%」は、特に断りのない限り「質量部」及び「質量%」を意味する。
<感光体の作製>
〔感光体1の作製〕
酸化亜鉛(平均粒子径:70nm、テイカ社製、比表面積値:15m/g)100質量部をメタノール500質量部と攪拌混合し、シランカップリング剤として、KBM603(信越化学工業社製)0.75質量部を添加し、2時間攪拌した。その後、メタノール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、下記構造の電子受容性化合物(4−エトキシ−1,2−ジヒドロキシアントラキノン)を1.2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(エスレックBM−1、積水化学工業社製)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。得られた分散液に、触媒としてジオクチルスズジラウレート0.005質量部と、シリコーン樹脂粒子(トスパール145、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製)4.0質量部とを添加し、下引層形成用塗布液を得た。下引層形成用塗布液の塗布温度(24℃)における粘度は235mPa・sであった。
この塗布液を、浸漬塗布法にて塗布速度220mm/minで直径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7.5゜、9.9゜、12.5゜、16.3゜、18.6゜、25.1゜及び28.3゜に強い回折ピークを有するヒドロキシ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質量部及び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形成用塗布液を得た。電荷発生層形成用塗布液の塗布温度(24℃)における粘度は1.8mPa・sであった。この塗布液を前記下引層上に浸漬塗布法にて塗布速度65mm/minで浸漬塗布し、150℃で10分間乾燥して電荷発生層を得た。
次に、4フッ化エチレン樹脂粒子8質量部(平均粒径:0.2μm)と、フッ化アルキル基含有メタクリルコポリマー(重量平均分子量30000)0.01質量部とを、テトラヒドロフラン4質量部、トルエン1質量部とともに20℃の液温に保ち、48時間攪拌混合し、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液Aを得た。
次に、電荷輸送物質として、下記構造式1で示される化合物(一般式(1)において、n=1、m=1、R、R、R、R、R、及びRが全てHのもの、トリス[4−(4,4−ジフェニル−1,3−ブタジエニル)フェニル]アミン)を1.6質量部、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジンを3質量部、結着樹脂として、下記構造式2で示される構造単位及び下記構造式3で示される構造単位からなるポリカーボネート共重合体(粘度平均分子量53000)6質量部、酸化防止剤として2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.1質量部を混合して、テトラヒドロフラン24質量部及びトルエン11質量部を混合溶解して、混合溶解液Bを得た。
このB液に前記A液を加えて攪拌混合した後、微細な流路を持つ貫通式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー(吉田機械興行株式会社製)を用いて、500kgf/cmまで昇圧しての分散処理を6回繰り返した液に、エーテル変性シリコーンオイル(商品名:KP340、信越化学工業社製)を5ppm添加し、十分に撹拌して電荷輸送層形成用塗布液を得た。この塗布液を電荷発生層上に40μmの厚さで塗布して143℃で40分間乾燥して電荷輸送層を形成し、目的の電子写真感光体を得た。このようにして得た電子写真感光体を感光体1とした。
〔感光体2の作製〕
感光体1の作製において、前記構造式3で示される構造単位中のアルキレン基(−C(CH−)をシクロアルキレン基へと変えた、下記構造式4で示される構造単位を含むポリカーボネート共重合体を用いた以外は、感光体1と同様にして感光体2を作製した。
〔感光体3の作製〕
感光体1の作製において、電荷輸送層に添加されるエーテル変性シリコーンオイルの添加量を20ppmに変更した以外は、感光体1と同様にして感光体3を作製した。
〔感光体4の作製〕
感光体1の作製において、電荷輸送層に用いられるポリカーボネート共重合体を、ビスフェノールC型ポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:40000)に代えた以外は、感光体1と同様にして、感光体4を作製した。
〔感光体5の作製〕
感光体1の作製において、電荷輸送層に4フッ化エチレン樹脂粒子を添加しない以外は、感光体1と同様にして感光体5を作製した。
〔感光体6の作製〕
感光体1の作製において、電荷輸送層を形成する際の乾燥条件を115℃で40分とした以外は、感光体1と同様にして感光体6を作製した。
〔感光体7の作製〕
感光体1の作製において、前記構造式3で示される構造単位中のアルキレン基(−C(CH−)をシクロアルキレン基へと変えた、前記構造式4で示される構造単位を含むポリカーボネート共重合体を用い、更に、電荷輸送層を形成する際の乾燥条件を115℃で40分とした以外は、感光体1と同様にして感光体7を作製した。
〔感光体8の作製〕
感光体1の作製において、電荷輸送層に添加されるエーテル変性シリコーンオイルの添加量を1ppmに変更し、電荷輸送層を形成する際の乾燥条件を115℃で40分とした以外は、感光体1と同様にして感光体8を作製した。
〔感光体9の作製〕
感光体1の作製において、電荷輸送層に用いられるポリカーボネート共重合体を、ビスフェノールC型ポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:40000)に代え、電荷輸送層を形成する際の乾燥条件を145℃で40分とした以外は、感光体1と同様にして、感光体9を作製した。
<電荷輸送層のtanδの測定>
上記のようにして得られた感光体の電荷輸送層について、前述のようにして、tanδを測定した。
測定結果を表1に示す。
<クリーニングブレードの作製>
〔ブレードAの作製〕
ポリカプロラクトンポリオール(株式会社ダイセル製、プラクセル205、平均分子量529、水酸基価212KOHmg/g)と、ポリカプロラクトンポリオール(株式会社ダイセル製、プラクセル240、平均分子量4155、水酸基価27KOHmg/g)とを、ポリオール成分のハードセグメント材料として用いた。
また、2つ以上のヒドロキシル基を含むアクリル樹脂(綜研化学株式会社製、アクトフローUMB−2005B)を、ソフトセグメント材料として用いた。
上記ハードセグメント材料と上記ソフトセグメント材料とを、8:2(質量比)の割合で混合した。
次に、このハードセグメント材料とソフトセグメント材料との混合物100質量部に対して、イソシアネート化合物として4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(日本ポリウレタン工業株式会社製、ミリオネートMT)を6.26質量部加え、窒素雰囲気下で70℃、3時間反応させた。なお、この反応で使用したイソシアネート化合物量は、反応系に含まれる水酸基に対するイソシアネート基の比(イソシアネート基/水酸基)が0.5となるように選択したものである。
続いて、上記イソシアネート化合物を更に34.3質量部加え、窒素雰囲気下で70℃、3時間反応させて、プレポリマーを得た。プレポリマーの使用に際して利用したイソシアネート化合物の全量は40.56質量部であった。
次に、このプレポリマーを100℃に昇温し、減圧下で1時間脱泡した。その後、プレポリマー100質量部に対して、1,4−ブタンジオールとトリメチロールプロパンとの混合物(質量比=60/40)を7.14質量部加え、3分間泡が混入しないように充分に混合した。この混合物を、金型を調整した遠心成形機にて140℃で10分硬化させ、接触層用材料を得た。
その後、ハードセグメント材料とソフトセグメント材料との混合物の代わりに、ポリオール成分としてコロネート4086(日本ポリウレタン工業株式会社製)を用い、ポリオール成分100質量部に対して、イソシアネート化合物としてニッポラン4038(日本ポリウレタン工業株式会社製)を6.8質量部用いて、上記と同様に処理した下地層用材料を得た。
下地層(厚さ:1.5mm)の上に接触層用材料を付与して1時間硬化させることで接触層(厚さ:0.4mm)を形成し、これにより2層構造の平板を得た。この平板を110℃で24時間加熱して架橋反応を進行させた後、冷却し、予め定めた寸法にカットして、厚さ1.9mm、幅333mmのブレードAを得た。
〔ブレードBの作製〕
ブレードAの作製において、接触層用材料を得る際の硬化時間を25分とした以外は、ブレードAと同様にしてブレードBを作製した。
〔ブレードCの作製〕
ポリオール成分としてコロネート4086(日本ポリウレタン工業株式会社製)を用い、ポリオール成分100質量部に対して、イソシアネート化合物としてニッポラン4038(日本ポリウレタン工業株式会社製)を6.8質量部用いて、ブレードAの作製における接触層用材料を得る際と同様に処理した下地層用材料を得た。
この下地用材料を厚さ1.9mmの単層構造の平板とし、この平板を110℃で24時間加熱して架橋反応を進行させた後、冷却し、予め定めた寸法にカットして厚さ1.9mm、幅333mmのブレードCを得た。
〔ブレードEの作製〕
ブレードAの作製と同様の2層構造の平板を、110℃で24時間加熱して架橋反応を進行させた後、更に、25℃55RH%の恒温恒湿炉に168時間静置し、これを予め定めた寸法にカットして、厚さ1.9mm、幅333mmのブレードEを得た。
<接触層のJIS−A硬度及び100%モジュラスの測定>
上記のようにして得られたブレードの接触層又は下地層について、前述のようにして、JIS−A硬度及び100%モジュラスを測定した。
測定結果を表1に示す。
<静止摩擦係数μS及び動摩擦係数μKの測定>
上記のようにして得られた感光体及びブレードを、表1に記載の組み合わせにて、前述のようにして、静止摩擦係数μS及び動摩擦係数μKを測定した。
測定結果を表1に示す。
<クリーニングブレードの作製>
上記のようにして得られたブレードA〜C、Eをホットメルト接着剤によって厚さ2mmの亜鉛メッキ鋼板製からなる板金ホルダーに接着して使用した。
<画像形成装置とその評価>
上記のようにして得られた感光体及びクリーニングブレードを、表1に記載の組み合わせにて、DocuCentre−IV C5570(富士ゼロックス社製)改造機(クリーニングブレードが上向きに設置される装置)、及び、ApeosPort−III C4400(富士ゼロックス社製)改造機(クリーニングブレードが下向きに設置される装置)に搭載した。
〔スジの評価〕
上記の改造機を用いて、画像密度1%のランダムチャートを10,000枚出力した後、画像密度100%のA3画像を1枚出力した。
A3画像の出力直後に、改造機内の感光体表面に残留した残留物によるスジを観察し、このスジ本数をカウントすることで評価を行った。
評価基準は以下の通りである。
−評価基準−
G1:スジ未発生
G2:2本以下のスジ発生
G3:3本以上5本以下のスジ発生
G4:全面に多数のスジ発生
結果を表1に示す。
〔ブレードの摩耗評価〕
上記の改造機を用いて、画像密度5%のランダムチャートを10,000枚出力した後、以下のようにしてブレードの摩耗量を測定した。
ブレードの摩耗量は、クリーニングブレードの断面側からキーエンス社製、レーザ顕微鏡VK−8510により観察した時に確認される、感光体表面へと接触する側のエッジ欠落部の最大深さとした。
−評価基準−
G1:摩耗量が10μm以下
G2:摩耗量が10μmを超え20μm以下
G3:摩耗量が20μmを超え40μm以下
G4:摩耗量が40μmを超える
結果を表1に示す。
〔感光体の摩耗評価〕
上記の改造機を用いて、画像密度5%のランダムチャートを10,000枚出力した後、感光体表面の膜厚を測定し、予め測定しておいた使用前の感光体の膜厚との差を求め、摩耗の評価を行った。
膜厚の測定には、渦電流式膜厚測定装置(フィッシャー・インストルメンツ社製)を用いた。
評価指標は以下の通りである。
−評価基準−
G1:摩耗量が1μm未満
G2:摩耗量が1μm以上3μm以下
G3:摩耗量が3μmを超える
結果を表1に示す。
上記結果から、実施例の画像形成装置は、比較例に比べ、残留物によるスジの発生が少ないことが分かる。
なお、上記表1中、「特定PC」は特定ポリカーボネート樹脂を意味し、設置方向の「上向き」は、クリーニングブレードが(上向きにて)感光体に対して下方から接触していること、「上向き」は、クリーニングブレードが(下向きにて)感光体に対して上方から接触していることを意味する。
1,1a,1b,1c,1d 電子写真感光体、2 導電性基体、3 感光層、4 下引層、5 電荷発生層、6 電荷輸送層、100a,100b,100c,100d クリーニングブレード、110 支持部材、120 下地層、130 接触層、140 弾性層、200 画像形成装置、300 回収オーガ、402a,402b,402c,402d 帯電ロール(帯電手段)、403 レーザ光源(静電潜像形成手段)、404a,404b,404c,404d 現像装置(現像手段)、405a,405b,405c,405d トナーカートリッジ、409 中間転写ベルト、414 定着ロール対

Claims (5)

  1. 下記条件(1)を満たす電子写真感光体と、
    前記電子写真感光体の表面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静電潜像形成手段と、
    トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
    前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
    下記条件(2)を満たすクリーニングブレードを有し、該クリーニングブレードを前記電子写真感光体の下方から接触させて当該電子写真感光体の表面の残留物を除去するクリーニング手段と、
    を備える画像形成装置。
    条件(1):表面層として、下記一般式(A)で表される構造単位及び下記一般式(B)で表される構造単位を有するポリカーボネート共重合体を含み、28℃において0.5Hzの振動を与えた時の動的粘弾性の損失正接tanδが0.04以下である電荷輸送層を有すること
    条件(2):支持部材上に、ポリエステルポリオールに由来する構造単位を含むハードセグメントを有するポリウレタンゴムを含有し、硬さがA82以上であって、前記電子写真感光体の電荷輸送層に接触する接触層を有すること

    (一般式(A)及び一般式(B)中、R、R、R、及びRは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上6以下のアルキル基、炭素数5以上7以下のシクロアルキル基、又は炭素数6以上12以下のアリール基を表す。Xは、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基、直鎖若しくは分岐アルキレン基、又はシクロアルキレン基を表す。)
  2. 前記電子写真感光体における電荷輸送層と、前記クリーニング手段における接触層と、の接触面における静止摩擦係数μS及び動摩擦係数μKの関係が下記式(I)の関係を満たす請求項1に記載の画像形成装置。
    式(I) 0.05≦μS−μK≦0.20
  3. 前記電子写真感光体における電荷輸送層が、下記一般式(1)で表される化合物を含む請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。


    (一般式(1)中、R11、R12、R13、R14、R15、及びR16は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数1以上20以下のアルコキシ基、又は炭素数6以上30以下のアリール基を表す。m及びnは、各々独立に、0又は1を表す。)
  4. 前記クリーニング手段における接触層のJ1S K 6251により算出された100%モジュラスが6.5MPa以上である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 下記条件(1)を満たす電子写真感光体と、
    下記条件(2)を満たすクリーニングブレードを有し、該クリーニングブレードを前記電子写真感光体の下方から接触させて当該電子写真感光体の表面の残留物を除去するクリーニング手段と、を備え、画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジ。
    条件(1):表面層として、下記一般式(A)で表される構造及び下記一般式(B)で表される構造を有するポリカーボネート共重合体を含み、28℃において0.5Hzの振動を与えた時の動的粘弾性の損失正接tanδが0.04以下である電荷輸送層を有すること
    条件(2):支持部材上に、ポリエステルポリオールに由来する構造単位を含むハードセグメントを有するポリウレタンゴムを含有し、硬さがA82以上であって、前記電子写真感光体の電荷輸送層に接触する接触層を有すること

    (一般式(A)及び一般式(B)中、R、R、R、及びRは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上6以下のアルキル基、炭素数5以上7以下のシクロアルキル基、又は炭素数6以上12以下のアリール基を表す。Xは、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基、直鎖若しくは分岐アルキレン基、又はシクロアルキレン基を表す。)
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