JP6835103B2 - 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
前記露光部は、帯電された前記像担持体の前記表面を露光して、前記像担持体の前記表面に静電潜像を形成する。前記現像部は、前記静電潜像をトナー像として現像する。前記転写部は、前記トナー像を前記像担持体から転写体へ転写する。
本発明の第一実施形態に係る電子写真感光体(以下、感光体と記載することがある)の構造について、図1A〜図1Cを参照して説明する。図1A〜図1Cは、第一実施形態に係る感光体1の構造の一例を示す概略断面図である。
導電性基体2は、感光体1の導電性基体として用いることができる限り、特に限定されない。導電性基体2は、少なくとも表面部に導電性を有する材料(以下、導電性材料と記載することがある)で構成することができる。導電性基体2としては、例えば、導電性材料で構成される導電性基体、又は導電性材料で被覆される導電性基体が挙げられる。導電性材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、錫、白金、銀、バナジウム、モリブデン、クロム、カドミウム、チタン、ニッケル、パラジウム、又はインジウムが挙げられる。これらの導電性材料の中でも、1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。2種以上の組合せとしては、例えば、合金(より具体的には、アルミニウム合金、ステンレス鋼、又は真鍮)が挙げられる。
感光層3は、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、バインダー樹脂としてポリアリレート樹脂(1)と、樹脂粒子とを含有する。感光層3は、添加剤を更に含有してもよい。
電荷発生剤は、感光体1用の電荷発生剤であれば、特に限定されない。電荷発生剤としては、例えば、フタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料、ビスアゾ顔料、ジチオケトピロロピロール顔料、無金属ナフタロシアニン顔料、金属ナフタロシアニン顔料、スクアライン顔料、トリスアゾ顔料、インジゴ顔料、アズレニウム顔料、シアニン顔料、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミウム、アモルファスシリコンのような無機光導電材料の粉末、ピリリウム塩、アンサンスロン系顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン系顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料、又はキナクリドン系顔料が挙げられる。フタロシアニン系顔料としては、例えば、フタロシアニン顔料又はフタロシアニン誘導体の顔料が挙げられる。フタロシアニン顔料としては、例えば、無金属フタロシアニン顔料(より具体的には、X型無金属フタロシアニン顔料(x−H2Pc)等)が挙げられる。フタロシアニン誘導体の顔料としては、例えば、金属フタロシアニン顔料(より具体的には、チタニルフタロシアニン顔料、又はV型ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料等)が挙げられる。フタロシアニン系顔料の結晶形状については特に限定されず、種々の結晶形状を有するフタロシアニン系顔料が使用される。フタロシアニン系顔料の結晶形状としては、例えば、α型、β型、又はY型が挙げられる。電荷発生剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。感光層がポリアリレート樹脂(1)を含有する場合、電荷発生剤は、フタロシアニン系顔料が好ましく、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がより好ましく、Y型チタニルフタロシアニン顔料又はX型無金属フタロシアニン顔料が更に好ましい。
CuKα特性X線回折スペクトルの測定方法を説明する。試料(チタニルフタロシアニン系顔料)をX線回折装置(株式会社リガク製「RINT(登録商標)1100」)のサンプルホルダーに充填して、X線管球Cu、管電圧40kV、管電流30mA、かつCuKα特性X線の波長1.542Åの条件で、X線回折スペクトルを測定する。測定範囲(2θ)は、3°以上40°以下(スタート角3°、ストップ角40°)であり、走査速度は、例えば10°/分である。得られたX線回折スペクトルから主ピークを決定し、主ピークのブラッグ角を読み取る。
正孔輸送剤としては、例えば、ジアミン誘導体(より具体的には、N,N,N’,N’−テトラフェニルフェニレンジアミン誘導体、N,N,N’,N’−テトラフェニルナフチレンジアミン誘導体、又はN,N,N’,N’−テトラフェニルフェナントリレンジアミン誘導体等);オキサジアゾール系化合物(より具体的には、2,5−ジ(4−メチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール等);スチリル系化合物(より具体的には、9−(4−ジエチルアミノスチリル)アントラセン等);カルバゾール系化合物(より具体的には、ポリビニルカルバゾール等);有機ポリシラン化合物;ピラゾリン系化合物(より具体的には、1−フェニル−3−(p−ジメチルアミノフェニル)ピラゾリン等);ヒドラゾン系化合物;インドール系化合物;オキサゾール系化合物;イソオキサゾール系化合物;チアゾール系化合物;チアジアゾール系化合物;イミダゾール系化合物;ピラゾール系化合物;トリアゾール系化合物が挙げられる。
バインダー樹脂は、ポリアリレート樹脂(1)を含む。ポリアリレート樹脂(1)は、一般式(1)で表される。
ポリアリレート樹脂(1)の製造方法は、ポリアリレート樹脂(1)を製造できれば、特に限定されない。これらの製造方法として、例えば、ポリアリレート樹脂(1)の繰返し単位を構成するための芳香族ジオールと芳香族ジカルボン酸とを縮重合させる方法が挙げられる。ポリアリレート樹脂(1)の合成方法は特に限定されず、公知の合成方法(より具体的には、溶液重合、溶融重合、又は界面重合等)を採用することができる。以下、ポリアリレート樹脂(1)の製造方法の一例を説明する。
樹脂粒子の樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂(以下、PFS樹脂と記載することがある)、又はポリテトラフロオロエチレン樹脂(以下、PTFE樹脂と記載することがある)が挙げられる。トナー像の転写性を更に向上させる観点から、シリコーン樹脂が好ましい。樹脂粒子は導電性を有しないことが好ましい。樹脂粒子が導電性を有すると、感光層3の表面を均質に帯電しにくくなるからである。
感光層3及び中間層4のうちの少なくとも一つが、電子写真特性に悪影響を与えない範囲で、各種の添加剤を含有してもよい。添加剤としては、例えば、劣化防止剤(より具体的には、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、消光剤、又は紫外線吸収剤等)、軟化剤、表面改質剤、増量剤、増粘剤、分散安定剤、ワックス、電子輸送剤、ドナー、界面活性剤、又はレベリング剤が挙げられる。
第二実施形態に係る感光体1は、中間層(例えば、下引き層)4を有してもよい。中間層4は、例えば、無機粒子、及び樹脂(中間層用樹脂)を含有する。中間層4を介在させると、電流リークの発生を抑制し得る程度の絶縁状態を維持しつつ、感光体1を露光した時に発生する電流の流れを円滑にして、電気抵抗の上昇を抑えることができる。
感光体1の製造方法について説明する。感光体1の製造方法は、例えば、感光層形成工程を有する。
第二実施形態は画像形成装置に関する。以下、図2を参照して第二実施形態に係る画像形成装置の一態様について説明する。図2は、第二実施形態に係る画像形成装置の一例を示す図である。第二実施形態に係る画像形成装置100は、像担持体1と、帯電部42と、露光部44と、現像部46と、転写部48とを備える。像担持体1は、第一実施形態に係る感光体である。帯電部42は、像担持体1の表面を帯電する。帯電部42の帯電極性は、正極性である。露光部44は、帯電された像担持体1の表面を露光して、像担持体1の表面に静電潜像を形成する。現像部46は、現像剤を用いて静電潜像をトナー像として現像する。転写部48は、トナー像を像担持体1から転写体としての記録媒体Pへ転写する。以上、第二実施形態に係る画像形成装置100の概要を記載した。
第三実施形態はプロセスカートリッジに関する。第三実施形態に係るプロセスカートリッジは、第一実施形態に係る感光体を備える。引き続き、図2を参照して、第三実施形態に係るプロセスカートリッジについて説明する。
第一実施形態で説明した電荷発生剤(CGM−1)〜(CGM−2)を準備した。電荷発生剤(CGM−1)は、化学式(CGM−1)で表されるX型無金属フタロシニアンであった。
第一実施形態で説明した正孔輸送剤(HT−1)〜(HT−4)を準備した。
第一実施形態で説明した電子輸送剤(ET−1)〜(ET−5)を準備した。
第一実施形態で説明したポリアリレート樹脂(Resin−1)〜(Resin−11)に加えて、バインダー樹脂(Resin−A)〜(Resin−E)を準備した。バインダー樹脂(Resin−A)〜(Resin−E)は、それぞれ化学式(Resin−A)〜(Resin−E)で表される。
以下に、ポリアリレート樹脂(Resin−1)〜(Resin−11)の合成方法を説明する。
三口フラスコを反応容器として用いた。この反応容器は、温度計、三方コック、及び滴下ロート200mLを備えた容量1Lの三口フラスコである。反応容器に9,9−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン31.25g(82.56ミリモル)と、t−ブチルフェノール0.124g(0.826ミリモル)と、水酸化ナトリウム7.84g(196ミリモル)と、ベンジルトリブチルアンモニウムクロライド0.240g(0.768ミリモル)とを投入した。次いで、反応容器内をアルゴン置換した。その後、水600mLを更に反応容器に投入した。反応容器の内温20℃の条件下で、反応容器の内容物を1時間攪拌した。次いで、反応容器の内容物を冷却し、反応容器の内温を10℃まで降温した。このようにしてアルカリ性水溶液を調製した。
9,9−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)フルオレンをポリアリレート樹脂(Resin−1)〜(Resin−4)の出発物質である芳香族ジオールに変更し、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジクロリド及び4,4’−オキシビス安息香酸クロリドをポリアリレート樹脂(Resin−1)〜(Resin−4)の出発物質であるハロゲン化アルカノイルに変更した以外は、ポリアリレート樹脂(Resin−5)と同様にしてそれぞれポリアリレート樹脂(Resin−1)〜(Resin−4)を製造した。また、ポリアリレート樹脂(Resin−1)〜(Resin−4)の製造における出発物質の物質量は、ポリアリレート樹脂(Resin−5)の製造における物質量と同様であった。ここで、出発物質の物質量は、芳香族ジカルボン酸の合計物質量、及び芳香族ジオールの物質量を示す。
9,9−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)フルオレンをポリアリレート樹脂((Resin−6)〜(Resin−7))の出発物質である芳香族ジオールに変更し、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジクロリド及び4,4’−オキシビス安息香酸クロリドをポリアリレート樹脂((Resin−6)〜(Resin−7))の出発物質であるハロゲン化アルカノイルに変更した以外は、ポリアリレート樹脂(Resin−5)と同様にしてそれぞれポリアリレート樹脂(Resin−6)〜(Resin−7)を製造した。また、ポリアリレート樹脂(Resin−6)〜(Resin−7)の製造における出発物質の物質量は、ポリアリレート樹脂の製造における物質量と同様であった。ここで、出発物質の物質量は、芳香族ジカルボン酸の合計物質量、及び芳香族ジオールの物質量を示す。
ポリアリレート樹脂(Resin−8)〜(Resin−11)の製造における出発物質(芳香族ジカルボン酸及び芳香族ジオール)の物質量を、それぞれ化学式(Resin−8)〜(Resin−11)中のモル分率に相当する物質量に変更した以外は、ポリアリレート樹脂(Resin−5)と同様にしてそれぞれポリアリレート樹脂(Resin−8)〜(Resin−11)を製造した。
ポリアリレート樹脂(Resin−5):1H−NMR(300MHz,CDCl3) δ=8.81(s, 1H), 8.26(d, 1H), 8.20(d, 2H), 8.09(d, 1H), 7.74−7.80(m, 2H), 7.28−7.48(m, 7H), 6.99−7.18(m, 7H), 2.11−2.18(m, 6H).
表1に実施例及び比較例で使用した樹脂粒子を示す。表1は樹脂粒子の種類、材質、体積中位径、商品名、及び製造元を示す。なお、表1の欄「商品名」における「AEROSIL」は登録商標である。表1中、樹脂粒子の体積中位径D50は、第一実施形態で説明した精密粒度分布測定装置を用いて測定した。
[感光体(A−1)]
以下、実施例1に係る感光体(A−1)の製造について説明する。
電荷発生剤(CG−1)5質量部と、正孔輸送剤(HT−1)50質量部と、電子輸送剤(ET−1)35質量部と、ポリアリレート樹脂(Resin−1)100質量部と、粒子(F−1)5質量部とを、テトラヒドロフラン750質量部に、ボールミルの容器に加えた。内容物を、ボールミルを用いて50時間混合し分散させることにより、感光層用塗布液を調製した。得られた塗布液を、導電性基体上にディップコート法により塗布し、塗布膜を形成した。塗布膜を100℃で40分間加熱し、塗布膜よりテトラヒドロフランを除去した。これにより、感光体(A−1)を得た。
正孔輸送剤(HTM−1)の代わりに表2に記載の正孔輸送剤を用いた。バインダー樹脂としてのポリアリレート樹脂(Resin−1)の代わりに表2に記載のバインダー樹脂を用いた。粒子(F−1)の代わりに表2に記載の粒子を用いた。そのようにして感光体(A−2)〜(A−25)及び感光体(B−1)〜(B−8)をそれぞれ得た。表2は感光体(A−1)〜(A−25)及び感光体(B−1)〜(B−8)の構成を示す。表2中、欄「HTM」のHT−1〜HT−4は、それぞれ正孔輸送剤(HT−1)〜(HT−4)を示す。欄「ETM」のET−1〜ET−5は、それぞれ電子輸送剤(ET−1)〜(ET−5)を示す。欄「樹脂の種類」のR−1〜R−11及びR−A〜R−Eは、それぞれポリアリレート樹脂(Reisn−1)〜(Resin−11)及びバインダー樹脂(Reisn−A)〜(Resin−E)を示す。欄「樹脂の分子量」は、バインダー樹脂の粘度平均分子量を示す。欄「粒子の種類」のF−1〜F−6は、それぞれ粒子(F−1)〜(F−6)を示す。欄「粒子の含有量」は、感光層の総質量に対する粒子の含有量の割合(単位:質量%)を示す。
感光体(A−1)〜(A−25)、及び(B−1)〜(B−8)の何れかを、カラープリンター(FS−C5250DN、京セラドキュメントソリューションズ株式会社製)に装着した。プリンターの帯電部としては、帯電ローラーを用いた。帯電ローラーとしては、帯電性ゴムからなるローラー(エピクロルヒドリン樹脂に導電性カーボンを分散させた材料からなるローラー)を用いた。帯電極性は正極性であり、印加電圧は直流電圧であった。転写方式としては、中間転写方式を採用した。
[2−2.画像評価]
感光体(A−1)〜(A−25)、及び(B−1)〜(B−8)の何れかを、カラープリンター(FS−C5250DN、京セラドキュメントソリューションズ株式会社製)に装着した。カラープリンターには、上述の摩耗量の評価で用いた帯電部及び転写方式を採用した。帯電極性は正極性であり、印加電圧は直流電圧であった。このカラープリンターを用いて、常温常湿環境下(23℃、50%RH)、印字率5%で、普通紙にテキスト画像(文字画像)を5万枚連続して印刷した。5万枚印刷後、ハーフトーン画像、及び白地画像を印刷して、評価用画像を得た。次に、低温低湿環境下(10℃、20%RH)、印字率5%で、普通紙にテキスト画像(文字画像)を5万枚連続して印刷した。5万枚印刷後、ハーフトーン画像、及び白地画像を印刷して、評価用画像を得た。得られた評価用画像について、画像不良の発生の有無を観察した。画像不良の発生の有無に基づき、以下の基準で画像を評価した。表2に、画像評価の結果を示す。
評価A(非常に良い):傷及びフィルミングに起因する画像不良が観察されない。
評価B(良い):ドラム表面に傷及び/又はフィルミングが観察されるが、画像不良は観測されない。
評価C(悪い):傷及び/又はフィルミングに起因する画像不良が、常温常湿環境下(23℃、50%RH)では観察されないが、低温低湿環境下(10℃、20%RH)では観察される。
評価D(非常に悪い):傷及び/又はフィルミングに起因する画像不良が観察される。
Claims (15)
- 導電性基体と、感光層とを備える電子写真感光体であって、
前記感光層は、単層型感光層であり、
前記感光層は、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、バインダー樹脂と、樹脂粒子とを含有し、
前記バインダー樹脂は、一般式(1)で表されるポリアリレート樹脂を含む、電子写真感光体。
R1、R2、R3、及びR4は、各々独立に、水素原子又はメチル基を表し、
r及びsは、0以上49以下の整数を表し、
t及びuは、1以上50以下の整数を表し、
r+s+t+u=100であり、
r+t=s+uであり、
Xは、化学式(2A)、化学式(2B)、化学式(2C)、化学式(2D)、又は化学式(2E)で表される二価の基を表し、
Yは、化学式(4A)、化学式(4B)、化学式(4C)、化学式(4D)、又は化学式(4F)で表される二価の基を表し、
X及びYは、互いに異なる。)
- 前記樹脂粒子の体積中位径は、0.05μm以上5.0μm以下である、請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記樹脂粒子の含有量は、前記感光層の質量に対して2.5質量%以上10.0質量%以下である、請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記一般式(1)中、
R1、R2、R3、及びR4は、メチル基を表す、請求項1に記載の電子写真感光体。 - 前記一般式(1)中、
Yは前記化学式(4B)で表される前記二価の基を表す、請求項1に記載の電子写真感光体。 - 前記一般式(1)中、
r及びsが1以上の整数を表す、請求項1に記載の電子写真感光体。 - 前記正孔輸送剤が、一般式(2)、一般式(3)、又は一般式(4)で表される化合物を含む、請求項1に記載の電子写真感光体。
Q1は、水素原子、炭素原子数1以上8以下のアルキル基、炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基、又は炭素原子数1以上8以下のアルキル基を有してもよいフェニル基を表し、
Q2は、炭素原子数1以上8以下のアルキル基、炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基、又はフェニル基を表し、
Q3、Q4、Q5、Q6、及びQ7は、各々独立に、水素原子、炭素原子数1以上8以下のアルキル基、炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基、又はフェニル基を表し、Q3、Q4、Q5、Q6、及びQ7のうちの隣接した二つが互いに結合して環を形成してもよく、
aは、0以上5以下の整数を表し、aが2以上5以下の整数を表す場合、同一のフェニル基に結合する複数のQ2は、互いに同一でも異なっていてもよい。)
R21、R22、R23、R24、R25、及びR26は、各々独立に、炭素原子数1以上6以下のアルキル基又は炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基を表し、
p、k、v、及びwは、各々独立に、0以上5以下の整数を表し、
b及びcは、各々独立に、0以上4以下の整数を表す。)
Ra、Rb及びRcは、各々独立に、炭素原子数1以上8以下のアルキル基、フェニル基、又は炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基を表し、
qは、0以上4以下の整数を表し、qが2以上4以下の整数を表す場合、同一のフェニレン基に結合する複数のRcは、互いに同一でも異なっていてもよく、
m及びnは、各々独立に、0以上5以下の整数を表し、mが2以上5以下の整数を表す場合、同一のフェニル基に結合する複数のRbは、互いに同一でも異なっていてもよく、nが2以上5以下の整数を表す場合、同一のフェニル基に結合する複数のRaは、互いに同一でも異なっていてもよい。) - 前記一般式(2)中、
Q1は、水素原子を表し、
Q3、Q4、Q5、Q6及びQ7は、各々独立に、水素原子、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、又は炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基を表し、
aは、0を表し、
前記一般式(3)中、
R21及びR25は、各々独立に、炭素原子数1以上6以下のアルキル基を表し、p及びvは、1を表し、k、w、b、及びcは0を表し、
前記一般式(4)中、
Ra及びRbは、各々独立に、炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表し、
m及びnは、各々独立に、0以上2以下の整数を表し、
qは0を表す、請求項8に記載の電子写真感光体。 - 請求項1に記載の電子写真感光体を備える、プロセスカートリッジ。
- 像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する帯電部と、
帯電された前記像担持体の前記表面を露光して、前記像担持体の前記表面に静電潜像を形成する露光部と、
前記静電潜像をトナー像として現像する現像部と、
前記トナー像を前記像担持体から転写体へ転写する転写部と
を備える画像形成装置であって、
前記帯電部の帯電極性は、正極性であり、
前記像担持体は、請求項1に記載の電子写真感光体である、画像形成装置。 - 前記帯電部は、前記像担持体と接触して前記像担持体に直流電圧を印加する、請求項14に記載の画像形成装置。
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