JP6681229B2 - 電子写真感光体、プロセスカートリッジおよび電子写真装置 - Google Patents
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- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
Description
また、特許文献2に記載されているように電子写真感光体を製造する際に芳香族エーテルを用いた場合にも、上記同様の環境で保管を行うことで同様のクラックを生じる場合があった。
いずれの場合も、電子写真感光体を製造する際に用いたメトキシベンゼン(芳香族エーテル)が、電子写真感光体の電荷輸送層に存在することが原因であると考えられる。
(α)下記式(A)で示される構造単位を有するポリカーボネート樹脂、および、下記式(B)で示される構造単位を有するポリエステル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種と、
(β)電荷輸送物質と、
(γ)メトキシベンゼンと、
(δ)メトキシシクロヘキサン、メチルヘキサノール、および、置換基としてメチル基もしくはエチル基を有するメトキシベンゼンからなる群より選択される少なくとも1種の化合物と、
を含有し、前記(δ)の含有量Wδが、前記電荷輸送層の全質量に対して0.001質量%以上1質量%以下であることを特徴とする電子写真感光体である。
また、本発明は、上記電子写真感光体、ならびに、前記電子写真感光体を帯電する帯電手段、前記電子写真感光体の表面に露光光を照射して前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段、前記静電潜像をトナーによって現像して前記電子写真感光体の表面にトナー像を形成する現像手段、および、前記トナー像を前記電子写真感光体の表面から転写材に転写する転写手段、を有することを特徴とする電子写真装置である。
(α)下記式(A)で示される構造単位を有するポリカーボネート樹脂、および、下記式(B)で示される構造単位を有するポリエステル樹脂からなる群より選択される少なくとも一種と、
(β)電荷輸送物質と、
(γ)メトキシベンゼンと、
(δ)メトキシシクロヘキサン、メチルヘキサノール、および、置換基としてメチル基もしくはエチル基を有するメトキシベンゼンからなる群より選択される少なくとも1種の化合物と、
を含有し、前記(δ)の含有量Wδが、前記電荷輸送層の全質量に対して0.001質量%以上1質量%以下であることを特徴とする。
本発明の電子写真感光体は、電荷輸送層が、メトキシベンゼン(化合物γ)と、特定の量の、メトキシベンゼンと似た構造を有する化合物(化合物δ)と、を含有する。
本発明者らは、電荷輸送物質の析出によると推測される電荷輸送層のクラック、および、このクラック由来の画像欠陥を、電荷輸送層に化合物δを含有させることによって抑制できる理由を以下のように推測している。
樹脂αは、下記式(A)で示される構造単位(繰り返し構造単位)を有するポリカーボネート樹脂、および、下記式(B)で示される構造単位(繰り返し構造単位)を有するポリエステル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂である。
上記式(A)中、X1は、単結合、または、2価の炭化水素基を示す。好ましくは、X1は、単結合、シクロヘキシリデン基、または、下記式(C)で示される構造を有する2価の基である。
上記式(B)中、R21〜R24は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、または、エチル基を示す。好ましくは、R21〜R24は、それぞれ独立に、水素原子、または、メチル基である。
上記式(B)中、X2は、単結合、または、2価の炭化水素基を示す。好ましくは、X2は、単結合、シクロヘキシリデン基、または、下記式(C)で示される構造を有する2価の基である。
上記式(B)中、Y1は、フェニレン基、または、ジフェニレンエーテル基を示す。フェニレン基の中でも、好ましくは、m−フェニレン基、または、p−フェニレン基である。ジフェニレンエーテル基の中でも、好ましくは、2つのp−フェニレン基が酸素原子を介して結合してなる2価の基(4,4’−ジフェニレンエーテル基、または、p,p’−ジフェニレンエーテル基とも呼ばれる。)である。
以下に、上記式(A)で示される構造単位の具体例を示す。
上記式(A)で示される構造単位を有するポリカーボネート樹脂は、上記式(A)で示される構造単位の1種のみを有する単独重合体のポリカーボネート樹脂であってもよいし、2種以上を有する共重合体のポリカーボネート樹脂であってもよい。
上記式(B)で示される構造単位を有するポリエステル樹脂は、上記式(B)で示される構造単位の1種のみを有する単独重合体のポリエステル樹脂であってもよいし、2種以上を有する共重合体のポリエステル樹脂であってもよい。
以下、上記式(A)で示される構造単位を有するポリカーボネート樹脂を「ポリカーボネート樹脂A」とも表記し、上記式(B)で示される構造単位を有するポリエステル樹脂を「ポリエステル樹脂B」とも表記する。
本発明における樹脂の重量平均分子量は、特開2007−79555号公報に記載の方法により測定されたポリスチレン換算の重量平均分子量である。
以下に、シロキサン構造を含む構造単位の具体例を示す。
化合物βは、電荷輸送物質である。電荷輸送物質は1種のみでもよいし、2種以上でもよい。電荷輸送物質としては、例えば、トリアリールアミン化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、スチルベン化合物、エナミン化合物などが挙げられる。
上記不飽和炭化水素基としては、例えば、ブタジエンのような不飽和結合を有する置換基などの不飽和炭化水素基が挙げられる。
上記アリール基としては、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、フルオレニル基などが挙げられる。上記アリール基が有してもよい置換基としては、例えば、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアミノ基などが挙げられる。
本発明において、電荷輸送物質の分子量は、3000以下であることが好ましい。
化合物δは、メトキシシクロヘキサン、メチルヘキサノール、置換基を有するメトキシベンゼンからなる群より選択される少なくとも1種の化合物である。
本発明の電子写真感光体の電荷輸送層は、上記化合物δを含有する。
化合物δの電荷輸送層中の含有量Wδを好適な範囲にすることにより、電荷輸送層のクラックを抑制する効果が得られる。含有量Wδは、電荷輸送層の全質量に対して0.001質量%以上1質量%以下であり、多すぎても少なすぎても電荷輸送層のクラックを抑制する効果が得られない場合がある。
(a)化合物γの電荷輸送層中の含有量Wγが、0.001質量%以上1質量%以下である。
(b)化合物δの電荷輸送層中の含有量Wδが、0.001質量%以上0.5質量%以下である。
(c)化合物γの含有量Wγの化合物δの含有量Wδに対する比(Wγ/Wδ)が、0.5以上200以下である。
より効果的に電荷輸送物質の析出を抑制するためには、化合物γおよび化合物δが、電荷輸送層により好ましい比率で存在することが好ましいと考えられる。
本発明においては、四重極型GC/MSシステムTRACE ISQ(サーモフィッシャーサイエンティフィック(株)製)を用いて測定した。
次に、本発明の電子写真感光体の構成について説明する。
本発明の電子写真感光体は、支持体および該支持体上の感光層を有する電子写真感光体である。
また、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、酸化インジウム−酸化スズ合金を用いて真空蒸着によって形成した被膜を有する金属製支持体やプラスチック製支持体を支持体として用いることもできる。
さらに、導電性顔料および抵抗調節顔料には、表面処理を施してもよい。表面処理剤としては、例えば、界面活性剤、シランカップリング剤、チタンカップリング剤などが挙げられる。
下引き層は、結着樹脂を溶剤に溶解させることによって得られる下引き層用塗布液の塗膜を形成し、この塗膜を乾燥させることによって形成することができる。
下引き層に用いられる金属酸化物粒子としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムからなる群より選択される少なくとも1種を含有する粒子であることが好ましい。上記の金属酸化物を含有する粒子の中でも、酸化亜鉛を含有する粒子がより好ましい。
有機樹脂粒子としては、例えば、シリコーン粒子などの疎水性有機樹脂粒子や、架橋型ポリメタクリレート樹脂(PMMA)粒子などの親水性有機樹脂粒子などが挙げられる。
添加物としては、例えば、金属、導電性物質、電子輸送性物質、金属キレート化合物、シランカップリング剤などの有機金属化合物などが挙げられる。
これら電荷発生物質は、1種のみ用いてもよく、2種以上用いてもよい。
これらの中でも、感度の観点から、オキシチタニウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニンが好ましい。
ヒドロキシガリウムフタロシアニンの中でも、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角2θの7.4°±0.3°および28.2°±0.3°に強いピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶が好ましい。
電荷輸送層は、電荷輸送物質および結着樹脂を溶剤に溶解させて得られる電荷輸送層用塗布液を塗布して塗膜を形成し、この塗膜を乾燥させることによって形成することができる。
電荷輸送層には、必要に応じて、例えば酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、レベリング剤、有機粒子、無機粒子を化合物δとともに含有させてもよい。
酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミン系耐光安定剤、硫黄原子含有酸化防止剤、リン原子含有酸化防止剤などが挙げられる。
有機粒子としては、例えば、フッ素原子含有樹脂粒子、ポリスチレン粒子、ポリエチレン樹脂粒子のような樹脂粒子などが挙げられる。
無機粒子としては、例えば、シリカ、アルミナのような金属酸化物などの粒子が挙げられる。
保護層は、結着樹脂を溶剤に溶解させて得られる保護層用塗布液の塗膜を形成し、塗膜を乾燥させることによって形成することができる。
重合性のモノマーあるいはオリゴマーとしては、例えば、アクリロイルオキシ基やメタクリロイルオキシ基やスチリル基などの連鎖重合性官能基を有する化合物や、ヒドロキシ基、アルコキシシリル基、イソシアネート基、エポキシ基などの逐次重合性官能基を有する化合物が挙げられる。
硬化させる反応としては、例えば、ラジカル重合、イオン重合、熱重合、光重合、放射線重合(電子線重合)、プラズマCVD法、光CVD法などが挙げられる。
導電性粒子としては、例えば、上述の導電層に用いられる導電性顔料を用いることができる。電荷輸送物質としては、例えば、上述の電荷輸送層に用いられる電荷輸送物質を用いることができる。
有機樹脂粒子としては、例えば、フッ素原子含有樹脂粒子、アクリル樹脂粒子などが挙げられる。
無機粒子としては、アルミナ、シリカ、チタニアなどの粒子が挙げられる。
また、電子写真感光体の表面層(電荷輸送層または保護層)には、導電性粒子、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、レベリング剤などを含有させてもよい。
図1に、本発明の電子写真感光体を有するプロセスカートリッジを備えた電子写真装置の例を示す。
(感光体1の製造例)
直径30mm、長さ357.5mmのアルミニウムシリンダーを支持体(円筒状の導電性支持体)とした。
以上のようにして電荷輸送層が表面層である電子写真感光体を作製した。
感光体1の製造例において化合物γの添加量(含有量)および化合物δの種類、化合物δの添加量(含有量)を表2に示したように変更した以外は、感光体1の製造例と同様にして電子写真感光体を作製した。電荷輸送層用塗布液の処方の詳細および製造条件を表2に示す。得られた電子写真感光体を「感光体2〜4」とする。また、含有量Wγ,Wδの測定結果および電荷輸送層の膜厚を表6に示す。
感光体1の製造例において樹脂αの種類を表2に示したように変更した以外は、感光体1の製造例と同様にして電子写真感光体を作製した。電荷輸送層用塗布液の処方の詳細および製造条件を表2に示す。得られた電子写真感光体を「感光体5〜6」とする。また、含有量Wγ,Wδの測定結果および電荷輸送層の膜厚を表6に示す。
感光体1の製造例において化合物γの添加量(含有量)、化合物δの添加量(含有量)、その他の溶剤の量、および、乾燥温度、乾燥時間を表2に示すように変更した以外は、感光体1の製造例と同様にして電子写真感光体を作製した。電荷輸送層用塗布液の処方の詳細および製造条件を表2に示す。得られた電子写真感光体を「感光体7〜25」とする。また、含有量Wγ,Wδの測定結果および電荷輸送層の膜厚を表6に示す。
感光体1の製造例において樹脂αの種類、化合物γの添加量(含有量)、化合物δの添加量(含有量)、その他の溶剤の量、および、乾燥時間を表2に示すように変更した以外は、感光体1の製造例と同様にして電子写真感光体を作製した。電荷輸送層用塗布液の処方の詳細および製造条件を表2に示す。得られた電子写真感光体を「感光体26〜28」とする。また、含有量Wγおよび含有量Wδの測定結果ならびに電荷輸送層の膜厚を表6に示す。
感光体1の製造例において、化合物βの添加量(含有量)、化合物βの質量比、化合物γの添加量(含有量)、化合物δの種類、化合物δの添加量(含有量)、その他の溶剤の量、および、乾燥時間を表2に示すように変更した以外は、感光体1の製造例と同様にして電子写真感光体を作製した。電荷輸送層用塗布液の処方の詳細および製造条件を表2に示す。得られた電子写真感光体を「感光体29〜34」とする。また、含有量Wγ,Wδの測定結果および電荷輸送層の膜厚を表6に示す。
感光体1の製造例において、メチラールをテトラヒドロフラン(THF)に変更した以外は、感光体1の製造例と同様にして電子写真感光体を作製した。電荷輸送層用塗布液の処方の詳細および製造条件を表2に示す。得られた電子写真感光体を「感光体35」とする。また、含有量Wγ,Wδの測定結果および電荷輸送層の膜厚を表6に示す。
感光体27の製造例において、メチラールをテトラヒドロフラン(THF)に変更した以外は、感光体27の製造例と同様にして電子写真感光体を作製した。電荷輸送層用塗布液の処方の詳細および製造条件を表2に示す。得られた電子写真感光体を「感光体36」とする。また、含有量Wγ,Wδの測定結果および電荷輸送層の膜厚を表6に示す。
感光体1の製造例において、化合物γの添加量(含有量)、化合物δの種類、化合物δの添加量(含有量)、その他の溶剤の量、ならびに乾燥温度および乾燥時間を表2に示すように変更した以外は、感光体1の製造例と同様にして電子写真感光体を作製した。電荷輸送層用塗布液の処方の詳細および製造条件を表2に示す。得られた電子写真感光体を「感光体37〜38」とする。また、含有量Wγ,Wδの測定結果および電荷輸送層の膜厚を表6に示す。
感光体1の製造例において、化合物βの種類、化合物βの添加量(含有量)、化合物βの質量比、化合物γの添加量(含有量)、化合物δの添加量(含有量)を表3に示すように変更した以外は、感光体1の製造例と同様にして電子写真感光体を作製した。電荷輸送層用塗布液の処方の詳細および製造条件を表3に示す。得られた電子写真感光体を「感光体101〜105」とする。また、含有量Wγ,Wδの測定結果および電荷輸送層の膜厚を表7に示す。
感光体1の製造例において、樹脂αの種類、化合物βの種類、化合物βの質量比、化合物γの添加量(含有量)を表3に示すように変更した以外は、感光体1の製造例と同様にして電子写真感光体を作製した。電荷輸送層用塗布液の処方の詳細および製造条件を表3に示す。得られた電子写真感光体を「感光体106〜109」とする。また、含有量Wγ,Wδの測定結果および電荷輸送層の膜厚を表7に示す。
感光体1の製造例において、化合物βの種類、化合物βの質量比、化合物γの添加量(含有量)、化合物δの添加量(含有量)、その他の溶剤の量、および、乾燥時間を表3に示すように変更した以外は、感光体1の製造例と同様にして電子写真感光体を作製した。電荷輸送層用塗布液の処方の詳細および製造条件を表3に示す。得られた電子写真感光体を「感光体110〜111」とする。また、含有量Wγおよび含有量Wδの測定結果および電荷輸送層の膜厚を表7に示す。
感光体1の製造例において、樹脂αの種類、化合物βの質量比、化合物γの添加量(含有量)、化合物δの添加量(含有量)を表4に示すように変更した以外は、感光体1の製造例と同様にして電子写真感光体を作製した。電荷輸送層用塗布液の処方の詳細および製造条件を表4に示す。得られた電子写真感光体を「感光体201〜205」とする。また、含有量Wγ,Wδの測定結果および電荷輸送層の膜厚を表8に示す。
感光体1の製造例において化合物γの添加量(含有量)、化合物δの種類、化合物δの添加量(含有量)、および、乾燥時間を表5に示すように変更した以外は、感光体1の製造例と同様にして電子写真感光体を作製した。電荷輸送層用塗布液の処方の詳細および製造条件を表5に示す。得られた電子写真感光体を「感光体1001〜1003」とする。また、含有量Wγ,Wδの測定結果および電荷輸送層の膜厚を表9に示す。
(実施例1)
〈初期画像評価〉
作製した感光体1を、評価装置であるキヤノン(株)製の電子写真装置(複合機)(商品名:iR−ADV C5255)の改造機のシアンステーションに装着し、以下のように試験および評価を行った。
まず、温度23℃/湿度50%RH環境下で、電子写真感光体の暗部電位(Vd)が−700V、明部電位(Vl)が−200Vになるように帯電装置および画像露光装置の条件を設定し、電子写真感光体の初期電位を調整した。
次に、シアン濃度30%のスクリーン画像をハーフトーン画像として出力し、画像欠陥がないことを確認した。
電子写真感光体の表面電位(暗部電位および明部電位)の測定は上記評価装置のカートリジを改造し、電子写真感光体の端部から178mm位置(およそ中央部)に電位測定用プローブが位置するように固定された冶具と現像機とを交換して現像位置で行った。電子写真感光体の非露光部の暗部電位が−700Vになるように印加バイアスを設定し、レーザー光(0.26μJ/cm2)を照射して暗部電位から光減衰させた明部電位(表中の初期明部電位)を測定した。また、A4サイズの普通紙を用い、連続して画像出力を2000枚行い、その後の明部電位(表中の耐久後明部電位)を測定した。さらに画像出力後の明部電位と画像出力前の明部電位との差をΔとして算出した。結果を表6に示す。
電子写真感光体の保存性試験は以下のように試験および評価を行った。
まず、電子写真感光体を温度50℃/湿度95%RHの環境下で30日間保管する。その後23℃/50%RHで30日間保管を行った後、上記評価機を用いて初期画像と同様にシアン濃度30%のスクリーン画像をハーフトーン画像として出力し、下記のように画像欠陥がないことを確認した。
その後、感光体の表面を顕微鏡により観察し、電荷輸送物質の析出および電荷輸送層のクラックが生じていないことを確認した。結果を表6に示す。
B:保存性試験後の画像に欠陥がないが、感光体表面を観察すると電荷輸送物質の析出と思われる状況を確認できる。
C:保存性試験後の画像に欠陥がないが、感光体表面を観察すると一部電荷輸送物質の析出が確認できるが、電荷輸送層のクラックは生じていない。
D:保存性試験後の画像に欠陥がないが、感光体表面を観察すると電荷輸送物質の析出が確認される。電荷輸送層にわずかにクラックのようなものがみられることはあるがクラックであるかどうかの確認はできない。
E:保存性試験後の画像に黒ポチなどの画像欠陥が顕著に生じ、感光体表面を観察すると電荷輸送物質の析出およびクラックが確認できる。
実施例1において感光体1を感光体2〜38に変更した以外は、実施例1と同様にして評価を行った。結果を表6に示す。
実施例1において感光体1を感光体101〜111に変更し、電位評価を行わなかった以外は、実施例1と同様にして評価を行った。結果を表7に示す。
実施例1において感光体1を感光体201〜205に変更した以外は、実施例1と同様にして評価を行った。結果を表8に示す。
実施例1において感光体1を感光体1001〜1003に変更した以外は、実施例1と同様にして評価を行った。結果を表9に示す。
Claims (7)
- 支持体および該支持体上の感光層を有する電子写真感光体において、
前記感光層が、電荷発生物質を含む電荷発生層および電荷輸送物質を含む電荷輸送層をこの順に有し、
前記電荷輸送層が、
(α)下記式(A)で示される構造単位を有するポリカーボネート樹脂、および、下記式(B)で示される構造単位を有するポリエステル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種と、
(β)電荷輸送物質と、
(γ)メトキシベンゼンと、
(δ)メトキシシクロヘキサン、メチルヘキサノール、および、置換基としてメチル基もしくはエチル基を有するメトキシベンゼンからなる群より選択される少なくとも1種の化合物と、
を含有し、
前記(δ)の含有量Wδが、前記電荷輸送層の全質量に対して0.001質量%以上1質量%以下である
ことを特徴とする電子写真感光体。
- 前記置換基としてメチル基もしくはエチル基を有するメトキシベンゼンが、メトキシトルエンである請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記(γ)の含有量Wγが、前記電荷輸送層の全質量に対して0.001質量%以上2質量%以下である請求項1または2に記載の電子写真感光体。
- 前記(γ)の含有量Wγが、前記電荷輸送層の全質量に対して0.001質量%以上1質量%以下であり、
前記(δ)の含有量Wδが、前記電荷輸送層の全質量に対して0.001質量%以上0.5質量%以下であり、
前記(γ)の含有量Wγの前記(δ)の含有量Wδに対する比(Wγ/Wδ)が、0.5以上200以下である
請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子写真感光体。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を帯電する帯電手段、前記電子写真感光体の表面に露光光を照射して前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段、前記静電潜像をトナーによって現像して前記電子写真感光体の表面にトナー像を形成する現像手段、前記トナー像を前記電子写真感光体の表面から転写材に転写する転写手段、および、前記電子写真感光体の表面をクリーニングするクリーニング手段からなる群より選択される少なくとも1つの手段と、
を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子写真感光体、ならびに、
前記電子写真感光体を帯電する帯電手段、
前記電子写真感光体の表面に露光光を照射して前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段、
前記静電潜像をトナーによって現像して前記電子写真感光体の表面にトナー像を形成する現像手段、および、
前記トナー像を前記電子写真感光体の表面から転写材に転写する転写手段、
を有することを特徴とする電子写真装置。
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