JP6493527B2 - 電子写真用感光体、その製造方法および電子写真装置 - Google Patents
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Description
溶媒を含む最表面層形成用塗布液を用いて形成される最表面層を含み、
液温22℃の前記最表面層形成用塗布液を、雰囲気温度22℃において浸漬塗工し、温度120℃で60分間乾燥して形成したときの、前記最表面層の平均膜密度を縦軸に、前記最表面層の成膜に使用する前記溶媒の沸点を横軸にプロットして得られる直線の傾きkが1.50E−4(g/cm3・℃)以上であって、
雰囲気中に含まれる溶媒蒸気量[g/m3]を前記溶媒の飽和蒸気量[g/m3]の1%以上90%以下とした状態で、前記最表面層が塗布成膜されてなり、かつ、
前記最表面層における表面側の膜密度と、前記導電性基体に近い側の膜密度との差が、0.030g/cm3以下であることを特徴とするものである。
溶媒を含む最表面層形成用塗布液を、浸漬塗工して最表面層を形成する工程を備え、
液温22℃の前記最表面層形成用塗布液を、雰囲気温度22℃において浸漬塗工し、温度120℃で60分間乾燥することにより前記最表面層を形成したときの、前記最表面層の平均膜密度を縦軸に、前記最表面層の成膜に使用する溶媒の沸点を横軸にプロットして得られる直線の傾きkを1.50E−4(g/cm3・℃)以上とし、前記最表面層の塗布成膜を、雰囲気中に含まれる溶媒蒸気量[g/m3]が前記溶媒の飽和蒸気量[g/m3]の0.1%以上90%以下となる状態で行うとともに、前記最表面層の成膜に使用する前記溶媒として沸点が40℃〜120℃の範囲のものを用いて、前記最表面層の形成時における前記溶剤の揮発速度を遅くすることで、前記最表面層における表面側の膜密度と、前記導電性基体に近い側の膜密度との差を0.030g/cm3以下に調整することを特徴とするものである。
導電性基体1は、感光体の電極としての役目と同時に感光体を構成する各層の支持体ともなっており、円筒状、板状、フィルム状などのいずれの形状でもよい。導電性基体1の材質としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルなどの金属類、または、ガラス、樹脂などの表面に導電処理を施したもの等を使用できる。
下引き層2は、樹脂を主成分とする層やアルマイトなどの金属酸化皮膜からなるものである。かかる下引き層2は、導電性基体1から感光層への電荷の注入性の制御や、導電性基体の表面の欠陥の被覆、感光層と導電性基体1との接着性の向上などの目的で、必要に応じて設けられる。下引き層2に用いられる樹脂材料としては、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、メラミン、セルロースなどの絶縁性高分子や、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性高分子が挙げられ、これらの樹脂は単独、または、適宜組み合わせて混合して用いることができる。また、これらの樹脂に、二酸化チタン、酸化亜鉛などの金属酸化物を含有させて用いてもよい。
本発明の感光体は、上記最表面層に係る条件を満足するものであれば、図1(a)〜(c)に示すいずれの層構成を有するものであってもよい。好適には、本発明の感光体は負帯電積層型電子写真用感光体であって、この場合、最表面層が電荷輸送層である。前述したように、負帯電積層型感光体において、感光層は、電荷発生層4および電荷輸送層5を有する。
電荷発生層4における電荷発生材料の含有量としては、電荷発生層4中の固形分に対して、好適には20〜80質量%、より好適には30〜70質量%である。
電荷輸送層5における電荷輸送材料の含有量としては、電荷輸送層5の固形分に対して、好適には10〜80質量%、より好適には20〜70質量%である。
正帯電単層型感光体において、単層型感光層3は、主として電荷発生材料、正孔輸送材料、電子輸送材料(アクセプター性化合物)および樹脂バインダからなる。この場合、単層型感光層3が最表面層である。
正帯電積層型感光体において、電荷輸送層5は、主として電荷輸送材料と樹脂バインダとにより構成される。かかる電荷輸送材料および樹脂バインダとしては、負帯電積層型感光体の電荷輸送層5について挙げたものと同様の材料を用いることができる。各材料の含有量、および、電荷輸送層5の膜厚についても、負帯電積層型感光体と同様とすることができる。
本発明の製造方法においては、感光体の最表面層を形成するにあたり、最表面層の平均膜密度を縦軸に、最表面層の成膜に使用する溶媒の沸点を横軸にプロットして得られる直線の傾きkを1.50E−4(g/cm3・℃)以上、好適には2.50E−4(g/cm3・℃)以上とするとともに、最表面層における表面側の膜密度と、導電性基体に近い側の膜密度との差を、0.030g/cm3以下、好適には0.025g/cm3以下に調整する。これにより、長期使用時にも画像欠陥がなく、かつ、摩耗性能にも優れた感光体を製造することができる。
本発明の電子写真用感光体は、上記本発明の感光体を搭載してなるものであり、各種マシンプロセスに適用することにより所期の効果が得られるものである。具体的には、ローラ、ブラシなどの帯電部材を用いた接触帯電方式や、コロトロン、スコロトロンなどを用いた非接触帯電方式等の帯電プロセス、並びに、非磁性一成分、磁性一成分、二成分などの現像方式(現像剤)を用いた接触現像および非接触現像方式などの現像プロセスにおいても、十分な効果を得ることができる。
(実施例1)
アルコール可溶性ナイロン(東レ(株)製、商品名「CM8000」)5質量部と、アミノシラン処理された酸化チタン微粒子5質量部とを、メタノール90質量部に溶解、分散させて、下引き層用塗布液を調製した。導電性基体としての外径30mmのアルミニウム製円筒の外周に、この下引き層用塗布液を浸漬塗工し、温度100℃で30分間乾燥して、膜厚3μmの下引き層を形成した。
で示される化合物90質量部と、樹脂バインダとしての下記構造式、
で示される樹脂110質量部とを、下記表1中に示す溶剤各1000質量部に溶解して、電荷輸送層用塗布液1〜5を調製した。上記電荷発生層上に、この電荷輸送層用塗布液1〜5(液温22℃)を、雰囲気温度22℃において浸漬塗工し、温度120℃で60分間乾燥して、膜厚24μmの電荷輸送層5を形成し、負帯電積層型感光体を作製した。
実施例1で使用した電荷輸送層用樹脂を、下記構造式、
で示される樹脂に変えた以外は、実施例1と同様の方法で感光体を作製した。このときの傾きkは3.49×10−4であり、膜厚方向の膜密度差は0.022g/cm3、軸方向の膜密度差は0.015g/cm3であった。
実施例1で使用した電荷輸送層用樹脂を、下記構造式、
で示される樹脂に変えた以外は、実施例1と同様の方法で感光体を作製した。このときの傾きkは3.04×10−4であり、膜厚方向の膜密度差は0.025g/cm3、軸方向の膜密度差は0.018g/cm3であった。
実施例1で使用した電荷輸送層用樹脂を、下記構造式、
で示される樹脂に変えた以外は、実施例1と同様の方法で感光体を作製した。このときの傾きkは2.05×10−4であり、膜厚方向の膜密度差は0.025g/cm3、軸方向の膜密度差は0.015g/cm3であった。
実施例1で使用した電荷輸送材料を、下記構造式、
で示されるものに変えた以外は、実施例1と同様の方法で感光体を作製した。このときの傾きkは2.85×10−4であり、膜厚方向の膜密度差は0.024g/cm3、軸方向の膜密度差は0.016g/cm3であった。
実施例1で使用した電荷輸送材料を、下記構造式、
で示されるものに変えた以外は、実施例1と同様の方法で感光体を作製した。このときの傾きkは3.05×10−4であり、膜厚方向の膜密度差は0.020g/cm3、軸方向の膜密度差は0.015g/cm3であった。
実施例1で使用した電荷輸送層用樹脂を、下記構造式、
で示される樹脂に変えた以外は、実施例1と同様の方法で感光体を作製した。このときの傾きkは1.33×10−4であり、テトラヒドロフランの場合、膜厚方向の膜密度差は0.040g/cm3、軸方向の膜密度差は0.035g/cm3であって、ジクロロメタンの場合、膜厚方向の膜密度差は0.045g/cm3、軸方向の膜密度差は0.042g/cm3であった。
実施例1で使用した電荷輸送層用樹脂を、ユニチカ社製ポリアリレート樹脂U−100に変えた以外は、実施例1と同様の方法で感光体を作製した。このときの傾きkは0.41×10−4であり、膜厚方向の膜密度差は0.035g/cm3、軸方向の膜密度差は0.034g/cm3であった。
実施例1で使用した塗布槽上に、感光体が塗布時に通過する部分以外を遮蔽する蓋を設置し、蒸気量を計測した。この塗布槽を用いて感光層を塗布した以外は、実施例1と同様の方法で感光体を作製した。このときの傾きkは2.99×10−4であったが、膜厚方向の膜密度差は0.045g/cm3、軸方向の膜密度差は0.059g/cm3であった。
乾燥後の電荷輸送層膜を熱脱着装置(日本分析工業製 Curie point pyrolyzer(JHS−100A))を使用して150℃で加熱し、膜10cm2から気化ガスをコールドトラップにて捕集して、溶媒を採取した。採取した溶媒をガスクロマトグラフ質量分析装置(島津製作所製GC−MS QP5000)にて定量分析し、感光層に含まれる溶媒量(μg/cm2)を定量した。実施例1〜6の電荷輸送層の残留溶剤は、いずれも0.1μg/cm2以下であり、膜密度への残留溶媒の影響は少ないことがわかる。
電荷輸送層に使用する溶媒を100ml三角フラスコに50ml入れ、蓋をした後、20℃で24時間放置した。放置後のフラスコ内の空間雰囲気を一定量採取し、ガスクロマトグラフ質量分析装置(島津製作所製GC−MS QP5000)にて定量分析し、蒸気層中の感光層に含まれる溶媒量を定量して、単位体積当たりの蒸気量を測定することで飽和蒸気量(μg/cm3)を算出した。
上述した実施例1〜6および比較例1〜3で作製した感光体の電気特性を、下記の方法で評価した。
各実施例および比較例にて得られた感光体の電気特性を、ジェンテック社製のプロセスシミュレーター(CYNTHIA91)を使用して、以下の方法で評価した。実施例1〜6および比較例1〜3の感光体について、温度22℃、湿度50%の環境下で、感光体の表面を暗所にてコロナ放電により−650Vに帯電せしめた後、帯電直後の表面電位V0を測定した。続いて、暗所で5秒間放置後、表面電位V5を測定し、下記計算式(1)、
Vk5=V5/V0×100 (1)
に従って、帯電後5秒後における電位保持率Vk5(%)を求めた。
実施例1〜6および比較例1〜3において作製した感光体を感光体の表面電位も測定できるように改造を施したHP製プリンターLJ4250に搭載して、温湿度を5℃10%RH、20℃50%RH、35℃90%RHの3条件にてA4用紙10000枚を印字し、印字前後の感光体の膜厚を測定、印字後の3環境での平均摩耗量(μm)について評価を実施した。さらに、各環境で10000枚の印刷を実施した後、白紙を印字したときの感光体1周分の印字領域中の0.1mm以上の黒点数(個/感光体1周印字領域)を計測した。
これらの結果を、下記の表中に併せて示す。
2 下引き層
3 単層型感光層
4 電荷発生層
5 電荷輸送層
7 感光体
21 ローラ帯電部材
22 高圧電源
23 像露光部材
24 現像器
241 現像ローラ
25 給紙部材
251 給紙ローラ
252 給紙ガイド
26 転写帯電器(直接帯電型)
27 クリーニング装置
271 クリーニングブレード
28 除電部材
31 塗布槽
32 貯留槽
33 攪拌翼
34 送液管
35 ポンプ
36 フィルター
60 電子写真装置
300 感光層
Claims (9)
- 導電性基体上に感光層を有する電子写真用感光体において、
溶媒を含む最表面層形成用塗布液を用いて形成される最表面層を含み、
液温22℃の前記最表面層形成用塗布液を、雰囲気温度22℃において浸漬塗工し、温度120℃で60分間乾燥して形成したときの、前記最表面層の平均膜密度を縦軸に、前記最表面層の成膜に使用する前記溶媒の沸点を横軸にプロットして得られる直線の傾きkが1.50E−4(g/cm3・℃)以上であって、
雰囲気中に含まれる溶媒蒸気量[g/m3]を前記溶媒の飽和蒸気量[g/m3]の1%以上90%以下とした状態で、前記最表面層が塗布成膜されてなり、かつ、
前記最表面層における表面側の膜密度と、前記導電性基体に近い側の膜密度との差が、0.030g/cm3以下であることを特徴とする電子写真用感光体。 - 前記最表面層の成膜に使用する溶媒の沸点が、40℃〜120℃の範囲である請求項1記載の電子写真用感光体。
- 前記溶媒が、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,3−ジオキソラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、アセトン、メチルエチルケトンおよびシクロヘキサノンからなる群から選択される1種または2種以上である請求項2記載の電子写真用感光体。
- 負帯電積層型電子写真用感光体であって、前記最表面層が電荷輸送層である請求項1記載の電子写真用感光体。
- 前記電荷輸送層の電荷輸送材料が、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、ジアミン化合物、ブタジエン化合物およびインドール化合物からなる群から選択される1種または2種以上である請求項4記載の電子写真用感光体。
- 前記電荷輸送層に含まれる電荷輸送材料と樹脂バインダとの総量が、前記電荷輸送層の固形分の90質量%以上である請求項4記載の電子写真用感光体。
- 前記最表面層が、ビスフェノールZ構造を有するポリカーボネート樹脂を含有する請求項1記載の電子写真用感光体。
- 導電性基体上に感光層を有する電子写真用感光体を製造する方法において、
溶媒を含む最表面層形成用塗布液を、浸漬塗工して最表面層を形成する工程を備え、
液温22℃の前記最表面層形成用塗布液を、雰囲気温度22℃において浸漬塗工し、温度120℃で60分間乾燥することにより前記最表面層を形成したときの、前記最表面層の平均膜密度を縦軸に、前記最表面層の成膜に使用する溶媒の沸点を横軸にプロットして得られる直線の傾きkを1.50E−4(g/cm3・℃)以上とし、前記最表面層の塗布成膜を、雰囲気中に含まれる溶媒蒸気量[g/m3]が前記溶媒の飽和蒸気量[g/m3]の0.1%以上90%以下となる状態で行うとともに、前記最表面層の成膜に使用する前記溶媒として沸点が40℃〜120℃の範囲のものを用いて、前記最表面層の形成時における前記溶剤の揮発速度を遅くすることで、前記最表面層における表面側の膜密度と、前記導電性基体に近い側の膜密度との差を0.030g/cm3以下に調整することを特徴とする電子写真用感光体の製造方法。 - 請求項1記載の電子写真用感光体を搭載したことを特徴とする電子写真装置。
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