JP6815758B2 - 電子写真感光体、電子写真感光体の製造方法、該電子写真感光体を有する電子写真装置およびプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
特に、高耐久化を狙って電子写真感光体の表面層を高強度な硬化膜に形成する場合において、帯電器下メモリー等の画像欠陥が顕著となる。
Arは置換または無置換の芳香族炭化水素基であり、式(2)で示される構造のベンゼン環に結合したm個の水素原子を除去して導き出されるm価の基である。
Lnは、式(3)または式(4)で表される2価の基を表す。
Fnは重合性官能基を表し、ここで、該重合性官能基は、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基である。
mは1〜4の整数を表し、mが2以上のときm個の括弧内の構造は同一でも異なってもよい。
該Ar、R1、R2、R3が有する置換基は、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数1〜6のアルコキシ基である。
式(4)中、Oは酸素原子を表し、R5は炭素数1〜6のアルキレン基を表し、rは1〜4の整数を表す。
Arは置換または無置換の芳香族炭化水素基であり、式(2)で示される化合物のベンゼン環に結合したm個の水素原子を除去して導き出されるm価の基であり、
Lnは、式(3)または式(4)で表される2価の基を表し、
Fnは重合性官能基を表し、ここで、該重合性官能基は、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基である、
mは1〜4の整数を表し、mが2以上のときm個の括弧内の構造は同一でも異なってもよい。
ここで、該Ar、R1、R2、R3が有する置換基は、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数1〜6のアルコキシ基である。
式(4)中、Oは酸素原子を表し、R5は炭素数1〜6のアルキレン基を表し、rは1〜4の整数を表す。
Arは置換または無置換の芳香族炭化水素基であり、前記式(2)で表される構造のベンゼン環に結合したm個の水素原子を除去して導き出されるm価の基であり、
Fnは重合性官能基を表し、ここで、該重合性官能基は、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基である、
R4は炭素数1〜6のアルキレン基を表し、
mは1〜4の整数を表し、mが2以上のとき、m個の括弧内の構造は同一でも異なってもよい。
微小な空隙を伝って、放電性ガス等が感光体表面から浸透し、感光体を徐々に変性させ、帯電器近傍の画像欠陥が発生すると考えられる。本発明に係る特定の芳香族基を有する重合性化合物は、この微小な空隙を適度に充填することができ、放電性ガス等を遮断する効果があると考えている。
逆に、全てのベンゼン環がp−位で結合されたp−ターフェニル、またはp−クオーターフェニルは、配座の形態が限られているため、上記の観点から、あまり適切ではない。
また、一方で、屈曲している構造でも、トリフェニレン等のように環状構造を形成していると、配座が1種類しかなく、剛直な構造をしているため本発明の効果が発現されない。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、1−メチルペンチル基、4−メチル−2−ペンチル基、3,3−ジメチルブチル基、2−エチルブチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基等が挙げられる。
<電子写真感光体>
本発明における電子写真感光体の好ましい構成は、支持体上に、電荷発生層、電荷輸送層をこの順で積層した構成である。必要に応じて、電荷発生層と支持体の間に導電層や下引き層を、電荷輸送層上に保護層を設けても良い。尚、本発明においては電荷発生層と電荷輸送層とを併せて感光層と呼ぶ。
本発明の電荷輸送物質は表面層に含有させる。本発明における表面層とは、電子写真感光体が保護層を設ける場合には感光層上の保護層を指し、保護層を設けない場合には電荷輸送層を指す。また、感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質を含有する単層型感光層で構成されてもよい。
本発明で用いられる支持体としては、導電性を有する材料からなる、導電性支持体であることが好ましい。支持体の材質としては、例えば、鉄、銅、金、銀、アルミニウム、亜鉛、チタン、鉛、ニッケル、スズ、アンチモン、インジウム、クロム、アルミニウム合金、ステンレス等の金属または合金が挙げられる。また、アルミニウム、アルミニウム合金、酸化インジウム−酸化スズ合金などを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樹脂製支持体を用いることもできる。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プラスチックや紙に含浸してなる支持体や、導電性樹脂を含有する支持体を用いることもできる。支持体の形状としては、円筒状、ベルト状、シート状または板状等が挙げられるが、円筒状が最も一般的である。
支持体の表面は、レーザー光の散乱による干渉縞の抑制、支持体表面欠陥の改良、支持体の導電性の改良などの観点から、切削処理、粗面化処理、アルマイト処理などの処理を施してもよい。
導電層は、カーボンブラック、導電性顔料、抵抗調節顔料等を結着樹脂とともに分散処理することによって得られる導電層用塗布液を支持体上に塗布し、得られた塗膜を乾燥させることによって形成することができる。導電層用塗布液には、加熱、紫外線照射、放射線照射などにより硬化重合する化合物を添加してもよい。導電性顔料や抵抗調節顔料を分散させてなる導電層は、その表面が粗面化される傾向にある。
下引き層に用いられる結着樹脂としては、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ−N−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド樹脂、エチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、カゼイン、ポリアミド樹脂、N−メトキシメチル化6ナイロン樹脂、共重合ナイロン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂あるいはポリエステル樹脂などが挙げられる。
電荷発生物質と、結着樹脂の質量比は、1:0.3〜1:4の範囲であることが好ましい。
本発明の電子写真装置の構成の一例を図2に示す。イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色、それぞれの色に対応したイエロー色用のプロセスカートリッジ17、マゼンタ色用のプロセスカートリッジ18、シアン色用のプロセスカートリッジ19、ブラック色用のプロセスカートリッジ20が、中間転写体10に沿って並置されている。図2に示す通り、電子写真感光体の径や構成材料、現像剤、帯電方式、およびその他の手段は、各色で必ずしも統一する必要はない。例えば、図2の電子写真装置では、電子写真感光体の径がカラー色(イエロー、マゼンタ、シアン)よりもブラック色の方が大きい。また、カラー色の帯電方式が直流成分に交流成分を重畳した電圧を印加する方式に対して、ブラック色ではコロナ放電を用いる方式を採用している。
〔実施例1〕
外径84.0mm、長さ370.0mm、肉厚3.0mmの円筒状アルミニウムシリンダーを支持体(導電性支持体)とした。
この下引き層用塗布液を前記導電性支持体上に浸漬塗布して塗膜を形成し、得られた塗膜を40分間160℃で乾燥させて、膜厚が18μmの下引き層を形成した。
保護層を以下のように形成した。前記式(E)で示される電荷輸送物質4.2部、例示化合物No.9で示される化合物1.8部に変更した。それ以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体(実施例感光体2)を製造した。
保護層を以下のように形成した。前記式(E)で示される電荷輸送物質4.8部、例示化合物No.9で示される化合物1.2部に変更した。それ以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体(実施例感光体3)を製造した。
保護層を以下のように形成した。前記式(E)で示される電荷輸送物質4.2部、例示化合物No.13で示される化合物1.8部に変更した。それ以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体(実施例感光体4)を製造した。
保護層を以下のように形成した。前記式(E)で示される電荷輸送物質4.2部、例示化合物No.49で示される化合物1.8部に変更した。それ以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体(実施例感光体5)を製造した。
実施例1と同様に電荷輸送層まで形成した。
次に、下記式(F)で示される重合性官能基を有する電荷輸送物質3.6部と、例示化合物No.10で示される化合物2.4部、および溶媒として1−プロパノール7部およびゼオローラH(日本ゼオン(株)製)7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。この保護層用塗布液を電荷輸送層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を10分間50℃で乾燥させ、下記の条件で電子線照射と加熱による重合硬化処理を行った。以上のようにして電子写真感光体(実施例感光体6)を製造した。
保護層を以下のように形成した。前記式(F)で示される電荷輸送物質4.8部、例示化合物No.21で示される化合物1.2部に変更した。それ以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体(実施例感光体7)を製造した。
保護層を以下のように形成した。前記式(E)で示される電荷輸送物質4.2部、例示化合物No.25で示される化合物1.8部に変更した。それ以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体(実施例感光体8)を製造した。
保護層を以下のように形成した。前記式(E)で示される電荷輸送物質4.2部、例示化合物No.43で示される化合物1.8部に変更した。それ以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体(実施例感光体9)を製造した。
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体10を製造した。
フッ素原子含有樹脂(商品名:GF−400、東亜合成(株)製)1.5部を、1−プロパノール45部及びゼオローラH45部の混合溶媒に溶解した。その後、フッ化エチレン樹脂粉体(商品名:ルブロンL−2、ダイキン工業(株)製)30部を添加し、高圧分散機(商品名:マイクロフルイダイザーM−110EH、米Microfluidics(株)製)で分散することで、フッ化エチレン樹脂分散液を得た。
前記式(E)で示される電荷輸送物質2.4部、例示化合物No.9で示される化合物1.6部、前記フッ化エチレン樹脂分散液8部と、1−プロパノール3部およびゼオローラH3部を撹拌して均一に分散させて保護層用塗布液を調製した。前記電荷輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体10を作製した。
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。
前記式(E)で示される電荷輸送物質2.8部、例示化合物No.9で示される化合物1.2部、前記フッ化エチレン樹脂分散液8部と、1−プロパノール3部およびゼオローラH3部を撹拌して均一に分散させて保護層用塗布液を調製した。前記電荷輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体11を作製した。
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。
前記式(E)で示される電荷輸送物質2.8部、例示化合物No.16で示される化合物1.2部、前記フッ化エチレン樹脂分散液8部と、1−プロパノール3部およびゼオローラH3部を撹拌して均一に分散させて保護層用塗布液を調製した。前記電荷輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体12を作製した。
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。
前記式(E)で示される電荷輸送物質2.8部、例示化合物No.24で示される化合物1.2部、前記フッ化エチレン樹脂分散液8部と、1−プロパノール3部およびゼオローラH3部を撹拌して均一に分散させて保護層用塗布液を調製した。前記電荷輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体13を作製した。
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。
前記式(E)で示される電荷輸送物質2.8部、例示化合物No.31で示される化合物1.2部、前記フッ化エチレン樹脂分散液8部と、1−プロパノール3部およびゼオローラH3部を撹拌して均一に分散させて保護層用塗布液を調製した。前記電荷輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体14を作製した。
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。
前記式(E)で示される電荷輸送物質2.8部、例示化合物No.37で示される化合物1.2部、前記フッ化エチレン樹脂分散液8部と、1−プロパノール3部およびゼオローラH3部を撹拌して均一に分散させて保護層用塗布液を調製した。前記電荷輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体15を作製した。
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。
前記式(E)で示される電荷輸送物質3.2部、例示化合物No.51で示される化合物0.8部、前記フッ化エチレン樹脂分散液8部と、1−プロパノール3部およびゼオローラH3部を撹拌して均一に分散させて保護層用塗布液を調製した。前記電荷輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体16を作製した。
実施例1と同様のアルミニウムシリンダーに実施例1と同様の下引き層を形成した。
次に、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角2θ±0.2°の27.2°にピークを有する結晶形のオキシチタニウムフタロシアニン結晶(電荷発生物質)を用意した。このオキシチタニウムフタロシアニン結晶2部、ポリビニルブチラール(商品名:エスレックBM−S、積水化学工業(株)製)1部、および、シクロヘキサノン50部を、直径1mmガラスビーズを用いたサンドミルに入れ、4時間分散処理した。その後、酢酸エチル40部を加えることによって、電荷発生層用塗布液を調製した。この電荷発生層用塗布液を下引き層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を10分間80℃で乾燥させることによって、膜厚0.18μmの電荷発生層を形成した。上記電荷発生層上に実施例1と同様の電荷輸送層を形成した。
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体(実施例感光体18)を製造した。
前記式(G)で示される電荷輸送物質2部、例示化合物No.36で示される化合物2部、テトラヒドロフラン24部を撹拌して均一に分散させて保護層用塗布液を調製した。実施例17と同様にして塗布、光硬化、加熱処理することによって同様の保護層を形成した。
保護層を以下のように形成した。前記式(E)で示される電荷輸送物質4.2部、下記比較化合物No.1で示される化合物1.8部に変更した。それ以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体(比較例感光体1)を製造した。
保護層を以下のように形成した。前記式(E)で示される電荷輸送物質4.2部、下記比較化合物No.2で示される化合物1.8部に変更した。それ以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体(比較例感光体2)を製造した。
保護層を以下のように形成した。前記式(E)で示される電荷輸送物質4.2部、下記比較化合物No.3で示される化合物1.8部に変更した。それ以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体(比較例感光体3)を製造した。
保護層を以下のように形成した。前記式(E)で示される電荷輸送物質4.2部、下記比較化合物No.4で示される化合物1.8部に変更した。それ以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体(比較例感光体4)を製造した。
保護層を以下のように形成した。前記式(E)で示される電荷輸送物質4.2部、下記比較化合物No.5で示される化合物1.8部に変更した。それ以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体(比較例感光体5)を製造した。
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体(比較例感光体6)を製造した。
前記式(G)で示される電荷輸送物質2部、トリメチロールプロパントリアクリレート2部、重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン0.3部、およびテトラヒドロフラン24部を混合して保護層用塗布液を調製した。この保護層用塗布液を実施例17と同様に保護層を作製した。
作製した実施例感光体1〜18と比較例感光体1〜6について、以下の条件で感度と残留電位の評価を行った。
感光体試験装置(商品名:CYNTHIA59、ジェンテック(株)製)を用いて、まず、温度23℃/50%RHの環境下で、電子写真感光体の表面が−700Vになるように帯電装置の条件を設定した。これに波長780nmの単色光を照射して−700Vの電位を−200Vまで下げるのに必要な光量を測定し、感度(μJ/cm2)とした。さらに、20(μJ/cm2)の光量を照射した場合の感光体の電位を測定し、残留電位(V)とした。
作製した実施例感光体1〜18と比較例感光体1〜6を使用して、画像欠陥、特に帯電器下メモリーの評価を次のようにして行った。
評価装置としては、キヤノン(株)製の複写機imagePRESS C1+II(コロナ帯電方式)を用いた。印字比率5%の画像において、A4サイズの普通紙にて10万枚通紙使用した。この複写機から帯電器を取り出した。
ランク5:ハーフトーンに濃度差は認められない。
ランク4:ハーフトーンに軽微な濃度差が見られた。
ランク3:ハーフトーンに0.1未満だが僅かに濃度差が見られる。
ランク2:ハーフトーンに0.1以上の濃度差が見られる。
ランク1:ハーフトーンに0.2以上の濃度差が見られる。
製造した実施例感光体1〜18と比較例感光体1〜6を使用して、以下の条件で保護層の摩耗量を評価した。
電子写真装置には、キヤノン(株)製の複写機iR ADVANCE C9280を使用した。
まず、電子写真感光体の初期における保護層膜厚を、干渉膜厚計(商品名:MCPD−3700、大塚電子(株)製)を用いて測定した。次に、電子写真装置及び電子写真感光体を、温度23℃湿度50%RHの環境に24時間以上放置した後に、電子写真感光体を電子写真装置のブラック色のカートリッジに装着した。
次に、A4サイズ普通紙でブラック単色にて印字比率5%の画像の出力を行い、連続で500000枚出力した。
この感光体を前記感光体試験装置に再装着し、電子写真感光体の表面が−700Vになるように帯電装置の条件を設定し、初期の光量と同じ光量で光照射し、明部電位を読み取った。明部電位の初期との差を電位変動値として評価した。
2‥‥帯電手段
3‥‥露光光
4‥‥現像手段
5‥‥転写手段
6‥‥転写材
7‥‥前露光光
8‥‥クリーニング手段
9‥‥プロセスカートリッジ
10‥‥中間転写体
11‥‥転写紙
12‥‥給紙経路
13‥‥給紙トレイ
14‥‥二次転写手段
15‥‥定着手段
16‥‥排紙部
17‥‥イエロー色用のプロセスカートリッジ
18‥‥マゼンタ色用のプロセスカートリッジ
19‥‥シアン色用のプロセスカートリッジ
20‥‥ブラック色用のプロセスカートリッジ
Claims (11)
- 導電性支持体、および該導電性支持体上に感光層を有する電子写真感光体において、
該電子写真感光体の表面層が、重合性官能基を有する電荷輸送物質と、下記一般式(1)で示される化合物との共重合物、
ここで、該重合性官能基は、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基である、
を含有することを特徴とする電子写真感光体。
Arは置換または無置換の芳香族炭化水素基であり、式(2)で示される化合物のベンゼン環に結合したm個の水素原子を除去して導き出されるm価の基であり、
Lnは、式(3)または式(4)で表される2価の基を表し、
Fnは重合性官能基を表し、ここで、該重合性官能基は、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基である、
mは1〜4の整数を表し、mが2以上のときm個の括弧内の構造は同一でも異なってもよい。
該Ar、R1、R2、R3が有する置換基は、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数1〜6のアルコキシ基である。
式(4)中、Oは酸素原子を表し、R5は炭素数1〜6のアルキレン基を表し、rは1〜4の整数を表す。) - 前記Arで表される芳香族炭化水素基に含まれるベンゼン環の数が3または4である請求項1または2に記載の電子写真感光体。
- 前記Arが有する重合性官能基の数mが2または3である請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記Arが有する重合性官能基が1個のベンゼン環に対して1個導入された構造である請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記重合性官能基を有する電荷輸送物質と、前記一般式(1)で示される化合物を合せた質量に対する、該一般式(1)で示される化合物の質量比率が、5質量%〜70質量%である請求項1〜6のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記一般式(1)で示される化合物の分子量が400以上700以下である請求項1〜7のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 請求項1〜8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1〜8のいずれか1項に記載の電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段および転写手段を有する電子写真装置。
- 導電性支持体、および導電性支持体上に感光層を有する電子写真感光体の製造方法であって、該製造方法が、重合性官能基を有する電荷輸送物質と、下記一般式(1)で示される化合物、
ここで、該重合性官能基は、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基である、
を混合して作製した塗布液を、該感光層上に塗布して得られた膜を重合させて、共重合することにより製造する電子写真感光体の製造方法。
Arは置換または無置換の芳香族炭化水素基であり、式(2)で示される構造のベンゼン環に結合したm個の水素原子を除去して導き出されるm価の基であり、
Lnは、式(3)または式(4)で表される2価の基を表し、
Fnは重合性官能基を表し、ここで、該重合性官能基は、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基である、
mは1〜4の整数を表し、mが2以上のときm個の括弧内の構造は同一でも異なってもよい。
該Ar、R1、R2、R3が有する置換基は、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数1〜6のアルコキシ基である。
式(4)中、Oは酸素原子を表し、R5は炭素数1〜6のアルキレン基を表し、rは1〜4の整数を表す。)
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