JP6702809B2 - 電子写真感光体、その製造方法、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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また、中間層へ含有する化合物が持つエネルギー準位が、露光波長を吸収するエネルギーギャップを有する場合、電子写真感光体の感度が悪くなる。
また、本発明の別の目的は、上記電子写真感光体を有するプロセスカートリッジおよび電子写真装置を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、上記電子写真感光体の製造方法を提供することにある。
該中間層が金属酸化物および下記式(1)で示される化合物を含有することを特徴とする電子写真感光体である。
また、本発明によれば、前記電子写真感光体を有するプロセスカートリッジおよび電子写真装置を提供することが出来る。
また、本発明の別の目的は、上記電子写真感光体の製造方法を提供することにある。
式(1)で示される化合物は、極性が高く、共役が広く、かつ化合物同士がスタックしにくい構造を有している。特に、五員環構造および五員環に結合しているカルボニル基に由来して、双曲子モーメントが大きい構造である。そして、その構造に由来して、式(1)で示される化合物は、化合物中に電荷が滞留しにくい性質を有することが知られている。したがって、式(1)で示される化合物を中間層に用いることで、感光層から中間層への電子の流れがスムーズになり、ゴーストの発生原因である感光層中の電荷の滞留を抑制することができる。また、式(1)で示される化合物の5員環にあるカルボニル基およびR1のヒドロキシ基またはカルボニル基により、式(1)で示される化合物が金属酸化物に配位し、金属酸化物との相互作用により電荷移動錯体を形成する。電荷移動錯体の形成により、式(1)で示される化合物が、金属酸化物への水分子の配位を妨げる結果、感光層から中間層への電子の流れがスムーズとなり、ゴーストの原因となる感光層中の電荷の滞留を抑制することができる。
本発明の電子写真感光体は、少なくとも、支持体と、中間層と、感光層と、をこの順に有する。
電子写真感光体を製造する方法としては、後述する各層の塗布液を調製し、所望の層の順番に塗布して、乾燥させる方法が挙げられる。このとき、塗布液の塗布方法としては、浸漬塗布法(浸漬コーティング法)、スプレーコーティング法、カーテンコーティング法、スピンコーティング法などが挙げられる。これらの中でも、効率性および生産性の観点から、浸漬塗布法が好ましい。
以下、各層について説明する。
本発明において、電子写真感光体は支持体を有する。支持体としては、導電性支持体であることが好ましい。導電性支持体としては、例えば、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅、金などの金属またはそれらの合金で形成される支持体や、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ガラスなどの絶縁性支持体上に、アルミニウム、クロム、銀、金などの金属の薄膜;酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛などの導電性材料を真空蒸着により被膜成形した薄膜;銀ナノワイヤーを加えた導電性インクの薄膜を形成した支持体を用いることができる。また、カーボンブラック、酸化スズ粒子、酸化チタン粒子、銀粒子などの導電性粒子を結着樹脂とともにプラスチックや紙に含浸した支持体や、導電性結着樹脂を有するプラスチック製の支持体を用いることもできる。また、支持体の形状としては、円筒状、ベルト状、フィルム状などが挙げられるが、円筒状が好ましい。
また、支持体の表面には、電気的特性の改善やレーザー光の散乱による干渉縞の抑制を目的として、陽極酸化などの電気化学的な処理や、湿式ホーニング処理、ブラスト処理、切削処理、粗面化処理、またはアルマイト処理を施してもよい。
本発明において、支持体と後述する中間層との間には、レーザー光の散乱による干渉縞の抑制や、支持体の傷の被覆などを目的として、導電層を設けてもよい。
導電層の平均膜厚は、5μm以上40μm以下であることが好ましく、10μm以上30μm以下であることがより好ましい。
本発明において、支持体または導電層の上に、式(1)で示される化合物を含有する中間層を有する。
中間層の平均膜厚は、0.5μm以上40μm以下が好ましく、1μm以上30μm以下であることがより好ましい。
また、金属酸化物粒子は、金属酸化物種の異なるもの、表面処理の異なるもの、または粒子径の異なるものなどを2種類以上混合して用いることもできる。
本発明の電子写真感光体において、感光層は、図2(a)に示す、電荷発生物質および電荷輸送物質を単一の層に含有させた単層型感光層103と、図2(b)に示す、電荷発生物質を含有する電荷発生層104と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層105とを積層した積層型感光層106とが挙げられる。好ましくは、積層型感光層106である。
積層型感光層106は、電荷発生層104と、電荷輸送層105とを有する。
電荷発生層104の平均膜厚は0.01μm以上5.00μm以下であることが好ましく、0.10μm以上2.00μm以下であることがより好ましい。
また、電荷発生層104には、種々の増感剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤を必要に応じて添加することもできる。
電荷輸送層105の平均膜厚は、5μm以上40μm以下であることが好ましく、8μm以上30μm以下であることがより好ましい。電荷輸送層105を積層構成とした場合、支持体側の電荷輸送層の平均膜厚は、5μm以上30μm以下であることが好ましく、表面側の電荷輸送層の平均膜厚は、0.5μm以上10μm以下であることが好ましい。
また、電荷輸送層105には、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤などを必要に応じて添加することもできる。
単層型感光層103は、電荷発生物質、電荷輸送物質および結着樹脂を溶剤に混合して調製された感光層用塗布液の塗膜を形成し、この塗膜を乾燥させることで形成することができる。電荷輸送物質および結着樹脂としては、上記「(1)積層型感光層」における材料の例示と同様である。
本発明において、単層型感光層103または電荷輸送層105の上に、保護層を有してもよい。保護層の平均膜厚は0.5μm以上10.0μm以下であることが好ましく、1.0μm以上7.0μm以下であることが好ましい。
本発明のプロセスカートリッジは、これまで述べてきた電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、および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。
直径30mmのアルミニウムシリンダー(JIS−A3003、アルミニウム合金、長さ357.5mm)を支持体(導電性支持体)とした。
得られた中間層用塗布液1を上記支持体に浸漬塗布して塗膜を形成し、塗膜を20分間160℃で乾燥させることによって、平均膜厚が25μmの中間層を形成した。
製造した評価用の電子写真感光体を、キヤノン(株)製のレーザービームプリンター(商品名:LBP−2510)の改造機に装着して評価を行った。詳しくは以下の通りである。
改造点としては、前露光を点灯させず、帯電条件とレーザー露光量は可変で作動するようにした。また、シアン色用のプロセスカートリッジに製造した電子写真感光体を装着してシアン色のプロセスカートリッジのステーションに取り付けた。
温度32.5℃、湿度80%RHの環境下の元で、ドラム表面電位は、初期暗部電位が−550V、明部電位が−150Vになるように設定した。電位設定の際の表面電位測定は、カートリッジを改造し、現像位置に電位プローブ(商品名:model6000B−8、トレック・ジャパン(株)製)を装着し、ドラム中央部の電位を表面電位計(商品名:model344、トレック・ジャパン(株)製)を使用して測定した。
製造した評価用の電子写真感光体を、ゴースト評価と同様の改造を行ったキヤノン(株)製のレーザービームプリンター(商品名:LBP−2510)の改造機に装着して評価を行った。詳しくは以下の通りである。
温度32.5℃、湿度80%RHの環境下の元で、ドラム表面電位は初期暗部電位が−550Vになるように設定した。電位設定の際の表面電位測定は、カートリッジを改造し、現像位置に電位プローブ(商品名:model6000B−8、トレック・ジャパン(株)製)を装着し、ドラム中央部の電位を表面電位計(商品名:model344、トレック・ジャパン(株)製)を使用して測定した。
感度評価は露光光量0.30μJ/cm2を用いてベタ画像を印刷した際のドラム表面電位を測定した。結果を表1に示す。この値の絶対値が小さいほど電子写真感光体の感度が優れていることを意味する。
中間層用塗布液1をメチルエチルケトンと1−ブタノールの質量比1:1の混合溶媒で100倍に希釈し、錯体形成評価試料1を得た。また、化合物(1−1)を前記混合溶媒で希釈し、錯体形成評価試料1中の化合物(1−1)と同濃度の錯体形成比較試料1を得た。両試料のUVスペクトルを紫外可視分光装置(装置名:UV−2700、島津製作所(株)製)を用いて測定したところ、錯体形成評価試料1中の化合物(1−1)由来のピークが、錯体形成比較試料1中の化合物(1−1)由来のピークよりも長波長側に出現した。このことから、中間層用塗布液1において、化合物(1−1)と酸化亜鉛が錯体を形成していることを確認した。
ルチル型酸化チタン粒子(商品名:TTO55N、石原産業社製、平均一次粒子径40nm)100部をトルエン500部と攪拌混合し、これにシランカップリング剤(表面処理剤)である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(商品名:KBM603、信越化学工業(株)製)1.5部を添加し、6時間攪拌しながら混合した。その後、トルエンを減圧留去して、6時間140℃で乾燥させることによって、シランカップリング剤で表面処理された酸化チタン粒子N1を得た。
実施例1の酸化亜鉛粒子M1を上記の酸化チタン粒子N1に変更して中間層用塗布液を調整した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造し、評価した。
ルチル型酸化チタン粒子(商品名:TTO55N、石原産業社製、平均一次粒子径40nm)と、その酸化チタン粒子に対して3%のメチルジメトキシシラン(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(旧:東芝シリコーン社製)「TSL8117」)とを、高速流動式混合混練機(株式会社カワタ社製「SMG300」)に投入し、回転周速34.5m/秒で高速混合して得られた表面処理酸化チタン粒子を、メタノール/1−プロパノールの混合溶媒中でボールミルにより分散させることにより、疎水化処理酸化チタン粒子の分散スラリーとした。
得られた中間層用塗布液2を上記支持体に浸漬塗布して塗膜を形成し、塗膜を20分間160℃で乾燥させることによって、平均膜厚が2μmの中間層を形成した。
化合物(1−1)を化合物(1−2)に変更して中間層用塗布液を調整した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造し、評価した。
化合物(1−1)を化合物(1−3)に変更して中間層用塗布液を調整した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造し、評価した。
化合物(1−1)を化合物(1−4)に変更して中間層用塗布液を調整した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造し、評価した。
化合物(1−1)を化合物(1−5)に変更して中間層用塗布液を調整した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造し、評価した。
化合物(1−1)を化合物(1−7)に変更して中間層用塗布液を調整した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造し、評価した。
化合物(1−1)を化合物(1−8)に変更して中間層用塗布液を調整した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造し、評価した。
化合物(1−1)を化合物(1−9)に変更して中間層用塗布液を調整した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造し、評価した。
化合物(1−1)を化合物(1−10)に変更して中間層用塗布液を調整した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造し、評価した。
化合物(1−1)を化合物(1−11)に変更して中間層用塗布液を調整した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造し、評価した。
化合物(1−5)を0.025部に変更して中間層用塗布液を調整した以外は、実施例7と同様にして電子写真感光体を製造し、評価した。
化合物(1−5)を0.05部に変更して中間層用塗布液を調整した以外は、実施例7と同様にして電子写真感光体を製造し、評価した。
化合物(1−5)を0.25部に変更して中間層用塗布液を調整した以外は、実施例7と同様にして電子写真感光体を製造し、評価した。
化合物(1−5)を2.5部に変更して中間層用塗布液を調整した以外は、実施例7と同様にして電子写真感光体を製造し、評価した。
化合物(1−5)を5部に変更して中間層用塗布液を調整した以外は、実施例7と同様にして電子写真感光体を製造し、評価した。
化合物(1−5)を10部に変更して中間層用塗布液を調整した以外は、実施例7と同様にして電子写真感光体を製造し、評価した。
ルチル型酸化チタン粒子(商品名:JR−405、テイカ社製、平均一次粒子径210nm)100部をトルエン500部と攪拌混合し、これにシランカップリング剤(表面処理剤)である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(商品名:KBM602、信越化学工業(株)製)1.5部を添加し、6時間攪拌しながら混合した。その後、トルエンを減圧留去して、6時間140℃で乾燥させることによって、シランカップリング剤で表面処理された酸化チタン粒子N2を得た。
実施例1の酸化亜鉛粒子M1を上記の酸化チタン粒子N2に変更して中間層用塗布液を調整した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造し、評価した。
ブチラール樹脂およびイソシアネート化合物をフェノール樹脂(商品名:プライオーフェンJ−325、DIC(株)(旧:大日本インキ化学工業(株))製)に変更して中間層用塗布液を調整した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造し、評価した。
化合物(1−1)を用いずに中間層用塗布液を調整した以外は、実施例2と同様にして電子写真感光体を製造し、評価した。評価結果を表2に示す。
ポリビニルアセタール樹脂(商品名:BM−1,積水化学工業(株)製)14部、およびブロック化イソシアネート(商品名:TPA−B80E、80%溶液、旭化成(株)製)32部を、メチルエチルケトン77部と1−ブタノール77部の混合溶媒に溶解させた。この液に上記化合物(1−1)を2部加え、これを直径0.9mmのガラスビーズを用いたサンドミル装置で23±3℃で3時間分散した。分散後、樹脂粒子として架橋ポリメタクリル酸メチル粒子(積水化成品工業社製、SSX−103)を7部、シリコーンオイルSH28PA(東レダウコーニングシリコーン社製)0.01部を加えて攪拌し、中間層用塗布液を調製した。得られた中間層用塗布液を上記支持体に浸漬塗布して塗膜を形成し、塗膜を20分間160℃で乾燥させることによって、平均膜厚が15μmの中間層を形成した以外は実施例1と同様にして電子写真感光体を製造し、評価した。評価結果を表2に示す。
化合物(1−1)を2,3−ジヒドロキシアントラキノンに変更して中間層用塗布液を調整した以外は、実施例2と同様にして電子写真感光体を製造し、評価した。評価結果を表2に示す。
2 軸
3 帯電手段
4 露光光
5 現像手段
6 転写手段
7 クリーニング手段
8 定着手段
9 プロセスカートリッジ
10 案内手段
P 転写材
101 支持体
102 中間層
103 単層型感光層
104 電荷発生層
105 電荷輸送層
106 積層型感光層
Claims (9)
- 前記式(1)で示される化合物の含有量が前記金属酸化物に対して、0.05質量%以上5質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記式(1)で示される化合物中、R2〜R6がそれぞれ独立に水素原子、ヒドロキシ基、またはカルボキシ基であることを特徴とする請求項1または2に記載の電子写真感光体。
- 前記金属酸化物が酸化亜鉛、酸化チタン、または酸化スズを含有する粒子であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記金属酸化物が酸化亜鉛、酸化チタン、または酸化スズを含有する粒子であることを特徴とする請求項5に記載の電子写真感光体。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載の電子写真感光体の製造方法であって、該製造方法が、
前記金属酸化物、および前記式(1)で示される化合物を含有する中間層用塗布液を調製する工程、該中間層用塗布液の塗膜を形成する工程、および該塗膜を乾燥および硬化させることによって前記中間層を形成する工程を有することを特徴とする電子写真感光体の製造方法。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、および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から6のいずれか1項に記載の電子写真感光体、ならびに、帯電手段、露光手段、現像手段および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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