JP7069552B2 - 電子写真感光体、電子写真感光体カートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
単に「感光体」ともいう。) については、無公害で成膜が容易である、製造が容易であ
る等の利点を有する有機系の光導電材料を使用した有機感光体が使用されている。
有機電子写真感光体においては、電荷の発生と移動の機能を別々の化合物に分担させる、いわゆる機能分離型の感光体が、材料選択の余地が大きく、感光体の特性の制御がし易いことから、開発の主流となっている。層構成の観点からは、電荷発生材料と電荷輸送材料を同一の層中に有する単層型の電子写真感光体(以下、単層型感光体という。)と、電荷発生材料と電荷輸送材料を別々の層(電荷発生層と電荷輸送層)中に分離、積層する積層型の電子写真感光体(以下、積層型感光体という。)が知られている。
を与える帯電器を通過することで所定の正帯電圧に帯電する。次工程で現像ローラーを通過する際に、正帯電圧に帯電している感光体上に残存したトナーには、相対的に低い正帯電圧が印加されている現像ローラー側に移動する力が働く。このような機構により、現像ローラーを用いた感光体上の残存トナーの回収が達成される。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、正帯電現像方式において非磁性1成分接触現像方式を用いた場合のような、カブリが発生しやすい環境においても、カブリの発生を好適に抑制できる画像形成装置を提供することを目的とする。
Si-O結合を有する樹脂を有するバインダー樹脂、及び特定の構造を有するバインダー樹脂を含有する場合において、前述のカブリを抑制することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には本発明は以下のものを提供する。本発明の要旨は下記の<1>~<7>に存する。
導電性支持体上に、単層型感光層を最表層として有する電子写真感光体、トナー、及び接触式現像ローラーを有する画像形成装置であって、
前記最表層が電荷発生材料、電荷輸送材料、及びSi-O結合を有する樹脂を含有し、更に下記式(1-1)で表される繰返し単位を含有するSi-O結合を有しない樹脂、下記式(1-2)で表される繰返し単位を含有するSi-O結合を有しない樹脂及び下記式(1-3)で表される繰返し単位を含有するSi-O結合を有しない樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種を含み、
該式(1-1)、式(1-2)及び式(1-3)中のR11~R14が、式(1-4)を満たし、
前記接触式現像ローラーが、前記電子写真感光体上に存在する残存トナーを回収する機構を備えていることを特徴とする画像形成装置。
式(1-4)
i)繰返し単位が式(1-1)及び式(1-2)の場合、
50≦0.01・n{4R13w-(R11w+R12w)}+0.01・mR14w≦120
ii)繰返し単位が式(1-3)の場合、
50≦0.5・{4R13w-(R11w+R12w)}+0.5・R14w≦120
(式(1-4)中、R11w~R14wは、それぞれ、R11~R14の分子量を表す。)
前記最表層の弾性変形率が42%以上50%以下であることを特徴とする、<1>に記載の画像形成装置。
<3>
前記R13が―(C=O)O―又は―O―(C=O)―であることを特徴とする<1>または<2>に記載の画像形成装置。
<4>
前記Si-O結合を有する構造を有する樹脂の含有量が、前記最表層に含まれる全バインダー樹脂100質量部に対し、2質量部以上50質量部以下であることを特徴とする、<1>乃至<3>の何れか一項に記載の画像形成装置。
前記(1-1)で表される繰返し単位を含有するSi-O結合を有しない樹脂、前記式(1-2)で表される繰返し単位を含有するSi-O結合を有しない樹脂及び前記式(1-3)で表される繰返し単位を含有するSi-O結合を有しない樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種の含有量が、前記最表層に含まれる全バインダー樹脂100重量部に対し、50質量部以上98質量部以下であることを特徴とする、<1>乃至<4>のいずれか1項に記載の画像形成装置。
<6>
前記最表層のユニバーサル硬度が、170以上200以下であることを特徴とする、<1>乃至<5>のいずれか一項に記載の画像形成装置。
<7>
前記最表層に含まれる電子輸送材料の含有量が、前記感最表層に含まれる全バインダー樹脂100質量部に対し、10質量部以上60質量部以下であることを特徴とする<1>乃至<6>のいずれか一項に記載の画像形成装置。
以下に、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単層型感光層を最表層として有する。正電荷の輸送能力を向上させるため、導電性支持体側に正孔輸送材料及びバインダー樹脂を含有する中間層を設けることもできる。
導電性支持体については特に制限はないが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、銅、ニッケル等の金属材料や、金属、カーボン、酸化錫等の導電性粉体を添加して導電性を付与した樹脂材料や、アルミニウム、ニッケル、ITO(酸化インジウム錫)等の導電性材料をその表面に蒸着又は塗布した樹脂、ガラス、紙等が主として使用される。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び任意の比率で併用してもよい。導電性支持体の形態としては、ドラム状、シート状、ベルト状等のものが用いられる。更には、金属材料の導電性支持体の上に、導電性・表面性等の制御や欠陥被覆のために、適当な抵抗値を有する導電性材料を塗布したものを用いてもよい。また、導電性支持体としてアルミニウム合金等の金属材料を用いた場合、陽極酸化被膜を施してから用いてもよい。陽極酸化被膜を施した場合には、公知の方法により封孔処理を施すのが望ましい。
導電性支持体と感光層との間には、接着性、ブロッキング性等の改善、支持体の表面欠陥の隠ぺい等の目的のため、下引き層を設けてもよい。下引き層としては、樹脂、又は樹脂に金属酸化物等の粒子を分散したもの等が用いられる。また、下引き層は、単一層からなるものであっても、複数層からなるものであってもかまわない。
下引き層は、金属酸化物粒子をバインダー樹脂に分散した形で形成するのが望ましい。下引き層に用いられるバインダー樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合
体、ポリビニルアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、水溶性ポリエステル樹脂、ニトロセルロース等のセルロースエステル樹脂、セルロースエーテル樹脂、カゼイン、ゼラチン、ポリグルタミン酸、澱粉、スターチアセテート、アミノ澱粉、ジルコニウムキレート化合物、ジルコニウムアルコキシド化合物等の有機ジルコニウム化合物、チタニルキレート化合物、チタンアルコキシド化合物等の有機チタニル化合物、シランカップリング剤等の公知のバインダー樹脂が挙げられる。これらは単独で用いても良く、或いは2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。また、硬化剤とともに硬化した形で使用してもよい。中でも、アルコール可溶性の共重合ポリアミド、変性ポリアミド等は、良好な分散性、塗布性を示すことから好ましい。
下引き層の膜厚は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、電子写真感光体の電気特性、強露光特性、画像特性、繰り返し特性、及び製造時の塗布性を向上させる観点から、通常は0.01μm以上、好ましくは0.1μm以上、また、通常30μm以下、好ましくは20μm以下である。下引き層には、公知の酸化防止剤等を混合してもよい。画像欠陥防止等を目的として、顔料粒子、樹脂粒子等を含有させて用いてもよい。
単層型感光層は、電荷発生材料と電荷輸送材料に加えて、膜強度確保のためにバインダー樹脂を使用して形成する。具体的には、電荷発生材料と電荷輸送材料と各種バインダー樹脂とを溶剤に溶解又は分散して塗布液を作製し、導電性支持体上(下引き層を設ける場合は下引き層上)に塗布、乾燥して得ることができる。電荷発生材料が露光されることにより発生する負電荷は感光層表面側に、正電荷は導電性支持体側に、感光層中に形成された電場に応じてそれぞれ輸送される。最表層となる単層型感光層の弾性変形率は、42%以上60%以下が好ましい。カブリを防止する観点から、さらに好ましくは43%以上である。高い弾性変形率がカブリを抑制する機構は必ずしも明らかではないが、現像工程時にトナー粒子と感光体最表層に間に働く応力を、感光体最表層が弾性変形することで緩和するため、トナー粒子と感光体最表層との間で不要な摩擦帯電が起きにくいことが推測される。最表層は、劣化した最表層のリフレッシュ、放電生成物除去の観点から、適度に摩耗することが好ましく、この観点から、弾性変形率は、好ましくは50%以下である。
電荷発生材料としては、セレニウム及びその合金、硫化カドミウム等の無機系光導電材料と、有機顔料等の有機系光導電材料とが挙げられるが、有機系光導電材料の方が好ましく、特に有機顔料が好ましい。有機顔料としては、例えば、フタロシアニン顔料、アゾ顔料、ジチオケトピロロピロール顔料、スクアレン(スクアリリウム)顔料、キナクリドン顔料、インジゴ顔料、ペリレン顔料、多環キノン顔料、アントアントロン顔料、ベンズイミダゾール顔料等が挙げられる。これらの中でも、特にフタロシアニン顔料又はアゾ顔料が好ましい。電荷発生材料として有機顔料を使用する場合、通常はこれらの有機顔料の微粒子を、各種のバインダー樹脂で結着した分散層の形で使用する。
バインダー樹脂は、Si-O結合を有する樹脂を含有する。
Si-O結合を有する樹脂の構成は、公知のSi-O結合を有する樹脂の構成を用いることができる。例えば、Si-O結合を有しない繰返し構造単位をAとし、Si-O結合を有する繰返し構造単位をBとした場合、A-B(片末端にSi-O結合を有する繰返し構造単位を有するブロック共重合体)、B-A-B(両末端にSi-O結合を有する繰返
し構造単位を有するブロック共重合体 )、A-B-A(Si-O結合を有する繰返し構
造単位の両側にSi-O結合を有しない繰返し構造単位を有するブロック共重合体)、A-A(-B)-A(Si-O結合を有する繰返し構造単位が、主鎖〔Si-O結合を有しない繰返し構造単位〕から分岐しているブロック共重合体)が挙げられる。これらのうちの1つ、或いは複数の構成を組み合わせた樹脂を用いることもできる。
カブリの発生を抑制する観点から、RC5は置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいアリーレン基が好ましく、置換基を有していてもよいアルキレン基がより好ましい。置換基を有していてもよいアルキレン基の炭素数に特に制限はないが、通常1以上であり、一方通常10以下、好ましくは6以下、より好ましくは4以下である。置換基を有していてもよいアリーレン基の炭素数に特に制限はないが、通常6以上であり、一方通常15以下、好ましくは10以下である。
カブリの発生を抑制する観点から、RD1~RD3は水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基が好ましく、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基が好ましい。置換基を有していてもよいアルキル基の炭素数に特に制限はないが、通常1以上であり一方通常5以下、好ましくは4以下、より好ましくは3以下である。置換基を有していてもよいアリール基の炭素数に特に制限はないが、通常6以上であり、一方通常15以下、好ましくは10以下である。nDは50以下が好ましい。
カブリの発生を抑制する観点から、RE1~RE6は水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリール基が好ましい。RE1~RE2は水素原子、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリール基がより好ましく、水素原子、置換基を有していてもよいアルコキシ基が更に好ましい。RE3~RE6は水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基がより好ましく、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基が更に好ましい。
pE及びqEはそれぞれ独立して好ましくは1以上、一方好ましくは20以下である。
カブリの発生を抑制する観点から、RF1~RF8は水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基が好ましく、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基が好ましい。置換基を有していてもよいアルキル基の炭素数に特に制限はないが、通常1以上であり一方通常5以下、好ましくは4以下、より好ましくは3以下である。置換基を有していてもよいアリール基の炭素数に特に制限はないが、通常6以上であり、一方通常15以下、好ましくは10以下である。fF、gF、hF、iFはそれぞれ独立して好ましくは20以下である。
カブリの発生を抑制する観点から、ハロゲンとしてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子及び塩素原子が好ましい。アルキル基の炭素数に特に制限はないが、通常1以上であり一方通常5以下、好ましくは4以下、より好ましくは3以下である。アルコキシ基の炭素数に特に制限はないが、通常1以上であり一方通常5以下、好ましくは4以下、より好ましくは3以下であり、更に好ましくはメトキシ基、エトキシ基である。更に好ましくは、置換基を有していない態様である。
前記Si-O結合を有する樹脂の粘度平均分子量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、耐摩耗性の観点から、好ましくは5,000以上、より好ましくは10,000以上である。また、溶剤への溶解性、及び生産性の観点から、好ましくは100,000以下、より好ましくは90,000以下である。なお、粘度平均分子量は、例えばウベローデ型毛細管粘度計等を用いて、実施例に記載の方法で測定することができる。
上記式(A)中、ArA1~ArA4におけるアリーレン基の炭素数としては、通常6以上であり、また、通常20以下、好ましくは10以下であり、より好ましくは6である。ArA1~ArA4の具体例としては、1,2-フェニレン基、1,3-フェニレン基、1,4-フェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基、フェナントリレン基等が挙げられる。中でも、アリーレン基としては、電気特性の観点から、1,4-フェニレン基が好ましい。アリーレン基は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いてもよい。また、ArA1~ArA4が有していてもよい置換基としては、アルキル基、アリール基、ハロゲン基、アルコキシ基等が挙げられる。中でも、ポリエステル樹脂を感光層用のバインダー樹脂として用いる場合、機械的特性と感光層形成用塗布液に対する溶解性とを勘案すれば、炭素数1~4のアルキル基、炭素数6~12のアリール基が好ましく、炭素数1~4のアルコキシ基も好ましい。具体的には、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基が好ましく、アリール基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましく、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基が好ましい。
て、置換基の数は0以上2以下が好ましく、耐摩耗性の観点から置換基を有さないことがより好ましい。
電気特性の観点から、ポリカーボネート樹脂の中でも、下記式(B)で表される構造単位を有することが好ましい。
該式(1-1)、式(1-2)及び式(1-3)中のR11~R14が、式(1-4)を満たす。
このような構造を有する樹脂を含有することがカブリを抑制する機構については鋭意検討中であるが、バインダー樹脂の剛直性を高めることで、現像工程時にトナー粒子と感光体表面の間に働く応力により、感光体表面が塑性変形することで生じるトナー粒子と感光体表面の接触面積増大を抑制する結果、逆帯電トナーの発生を抑制する効果があるものと推測される。
式(1-1)で表される繰返し単位を含有するSi-O結合を有しない樹脂、式(1-2)で表される繰返し単位を含有するSi-O結合を有しない樹脂及び式(1-3)で表される繰返し単位を含有するSi-O結合を有しない樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種の含有量に特に制限はないが、最表面層に含まれる全バインダー樹脂100質量部に対し、通常30質量部以上、好ましくは50質量部以上、より好ましくは60質量部以上、更に好ましくは70質量部以上、一層好ましくは80質量部以上であり、一方、通常、99質量部以下、好ましくは98質量部以下、更に好ましくは95質量部以下である。
2)で表される繰返し単位を含有するSi-O結合を有しない樹脂及び式(1-3)で表
される繰返し単位を含有するSi-O結合を有しない樹脂からなる群から選ばれる少なく
とも一種は、2種類以上を混合してもよい。また、同一分子内に複数種類の式(1-1)
で表される繰返し単位、式(1-2)で表される繰返し単位及び式(1-3)で表される
繰返し単位を含有する共重合体であってもよい。このような場合、式(1-4)が、50
以上120以下であればよい。例えば、下記Binder-1およびBinder-2の
繰り返し単位を同一分子内に有する、下記構造式で表されるBinder-13の場合、
以下のように計算される。
=(Binder-1の式(1-4)の値)×60/100
+(Binder-2の式(1-4)の値)×40/100
=88×60/100+95×40/100
=92.2
重合体、塩化ビニル-酢酸ビニル-無水マレイン酸共重合体等の塩化ビニル-酢酸ビニル系共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-アルキッド樹脂、シリコン-アルキッド樹脂、フェノール-ホルムアルデヒド樹脂等の絶縁性樹脂や、ポリ-N-ビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルペリレン等の有機光導電性ポリマーの中から選択し、用いることが出来るが、これらポリマーに限定されるものではない。また、これらのバインダー樹脂は単独で用いても、2種類以上を混合して用いてもよい。この中でも、弾性変形率を向上させる観点から、ポリカーボネート樹脂及びポリエステル樹脂が好適に用いられる。カブリ抑制の観点から、ポリエステル樹脂の中でも、前記式(1-3)で表される構造単位を有する樹脂であることが好ましい。
発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、機械的強度の観点から、通常20,000以上、好ましくは30,000以上、より好ましくは40,000以上である。また、前記化合物の分散性、塗布液の粘度等の生産性の観点から、通常100,000以下、好ましくは90,000以下、より好ましくは80,000以下である。なお、粘度平均分子量は、例えばウベローデ型毛細管粘度計等を用いて、公知の方法で測定することができる。
[電子輸送材料]
感光層には電子輸送材料として下記式(4)で表される化合物を含有することが好ましい。
R41~R44はそれぞれ独立して水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルキル基、又は炭素数1~20のアルケニル基を表す。置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルキル基の例としては、例えば、メチル基、エチル基及びヘキシル基等の直鎖アルキル基、iso-プロピル基、tert-ブチル基及びtert-アミル基等の分岐アルキル基、並びにシクロヘキシル基及びシクロペンチル基等の環状アルキル基が挙げられる。これらの中でも原料の汎用性の面から炭素数1~15のアルキル基が好ましく、製造時の取り扱い性からは、炭素数1~10のアルキル基がより好ましく、炭素数1~5のアルキル基が更に好ましい。また、電子輸送能力の面から直鎖アルキル基又は分岐アルキル基が好ましく、中でもメチル基、tert-ブチル基又はtert-アミル基がより好ましく、塗布液に用いる有機溶剤への溶解性の面から、tert-ブチル基又は
tert-アミル基が更に好ましい。
前記置換基R41~R44は、R41とR42同士、またはR43とR44同士が互いに結合して環状構造を形成してもよい。電子移動度の観点から、R41とR42が共にアルケニル基である場合、お互いに結合して芳香環を形成することが好ましく、R41とR42が共にエテニル基で、お互いに結合し、ベンゼン環構造を有することがより好ましい。
RX1~RX10における、炭素数1~6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基及びヘキシル基等の直鎖アルキル基、iso-プロピル基、tert-ブチル基及びtert-アミル基等の分岐アルキル基、並びにシクロヘキシル基等の環状アルキル基が挙げられる。電子輸送能力の面から、メチル基、tert-ブチル基又はtert-アミル基がより好ましい。ハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素が挙げられ、電子輸送能力の面から、塩素が好ましい。炭素原子6~12のアリール基としては、例えば、フェニル基及びナフチル基等が挙げられ、感光層の膜物性の観点から、フェニル基又はナフチル基が好ましく、より好ましくはフェニル基である。Xは、前記式(X1)~(X4)の中でも、繰り返し画像形成した際の画質安定性の観点から、式(X1)又は式(X2)であることが好ましく、式(X2)であることがより好ましい。また、式(4)で表される化合物を単独で用いてもよいし、構造の異なる式(4)で表される化合物を併用してもよく、その他の電子輸送材料と併用することもできる。以下に好ましい電子輸送材料の構造を例示する。
正孔輸送材料としては、例えば、カルバゾール誘導体、インドール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ピラゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ベンゾフラン誘導体等の複素環化合物、アニリン誘導体、ヒドラゾン誘導体、芳香族アミン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ブタジエン誘導体及びエナミン誘導体並びにこれらの化合物の複数種が結合したもの、及びこれらの化合物からなる基を主鎖若しくは側鎖に有する重合体等の電子供与性物質等が挙げられる。これらの中でも、カルバゾール誘導体、芳香族アミン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ブタジエン誘導体及びエナミン誘導体並びにこれらの化合物の複数種が結合したものが好ましく、カブリ抑制の観点から、下記式(5)~(7)で表される正孔輸送材料群から選ばれるいずれか1種以上の正孔輸送材料を含有することが好ましい。
Ar51、Ar52、Ar61及びAr62において、アリール基の炭素数に特に制限はないが、通常30以下、好ましくは20以下、さらに好ましくは15以下である。また、炭素数は6以上が好ましい。具体的には、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基等が挙げられ、このうちフェニル基が特に好ましい。アルコキシ基の炭素数としては、10以下、好ましくは5以下、さらに好ましくは4以下である。メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、n-ブトキシ基等の直鎖状アルコキシ基、イソプロポキシ基、エチルヘキシロキシ基等の分岐状アルコキシ基、シクロヘキシロキシ基等の環状アルコキシ基、トリフルオロメトキシ基、ペンタフルオロエトキシ基、2,2,2-トリフルオロエトキシ基等のフッ素原子を有するアルコキシ基が挙げられ、直鎖状又は分岐状アルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基が好ましい。有してもよい置換基としては、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、ハロゲン原子等が挙げられ、具体的にはアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基等の直鎖状アルキル基、イソプロピル基、エチルヘキシル基等の分岐状アルキル基、シクロヘキシル基等の環状アルキル基が挙げられ、アリール基、アルコキシ基としては上述のものが挙げられ、ハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。製造の観点から、無置換又はアルキル基が好ましい。
感光層中の結着樹脂と正孔輸送材料との割合は、同一層中の結着樹脂100質量部に対して、通常、正孔輸送材料を20質量部以上で使用する。残留電位低減の観点から30質量部以上が好ましく、繰り返し使用した際の安定性や電荷移動度の観点から40質量部以上がより好ましい。一方、同一層中の結着樹脂100質量部に対して、通常、正孔輸送材料を100質量部以下で使用する。正孔輸送材料と結着樹脂との相溶性の観点から80質量部以下が好ましい。
前記感光層形成用塗布液に用いる有機溶媒としては、バインダー樹脂を溶解するものであれば特に限定されるものではない。例えば、ペンタン、ヘキサン、オクタン、ノナン等の飽和脂肪族系溶媒、トルエン、キシレン、アニソール等の芳香族系溶媒、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロナフタレン等のハロゲン化芳香族系溶媒、ジメチルホルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン等のアミド系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、ベンジルアルコール等のアルコール系溶媒、グリセリン、ポリエチレングリコール等の脂肪族多価アルコール類、アセトン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン等の鎖状、及び環状ケトン系溶媒、4-メトキシ-4-メチル-2-ペンタノン等のエーテルケトン溶媒、ギ酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-ブチル等のエステル系溶媒、塩化メチレン、クロロホルム、1,2―ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素系溶媒、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ等の鎖状、及び環状エーテル系溶媒、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、スルフォラン、ヘキサメチルリン酸トリアミド等の非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。後述の下引き層を溶解しないものが好ましく用いられる。またこれらは単独、又は2種以上を併用しても用いることが可能である。
単層型感光層形成用の塗布液の製造方法としては、公知の方法、例えばサンドグライン
ドミル、ロールミル、ボールミル、アトライタ、ペイントシェーカー、及び超音波分散機等を用いて、前記電荷発生材料、電荷輸送材料、バインダー樹脂及び有機溶媒を分散混合して塗布液を調整することができる。これら含有物のすべてを同時に分散混合してもよいし、前記含有物の一部を別々に有機溶剤に混合又は分散させたものを、最後に調合することで塗布液を作製してもよい。
前述した感光体を構成する各層は、含有させる材料を溶剤に溶解又は分散させて得られた塗布液を、導電性支持体上に浸漬塗布、リング塗布、スプレー塗布、ノズル塗布、バーコート、ロールコート、ブレード塗布等の公知の方法により、各層ごとに順次塗布・乾燥工程を繰り返すことにより形成される。溶媒又は分散媒の使用量は特に制限されないが、各層の目的や選択した溶媒・分散媒の性質を考慮して、塗布液の固形分濃度や粘度等の物性が所望の範囲となるように適宜調整するのが好ましい。
塗布液の乾燥は、室温における放置乾燥後、通常30℃以上、200℃以下の温度範囲で、1分から2時間の間、静止又は送風下で加熱乾燥させることが好ましい。また、加熱温度は一定であってもよく、乾燥時に温度を変更させながら加熱を行ってもよい。
次に、本発明の電子写真感光体を用いたドラムカートリッジ、画像形成装置について、装置の一例を示す図1に基づいて説明する。
図1において、1はドラム状感光体であり、正帯電方式の電子写真プロセスに用いられる。矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。感光体1はその回転過程で帯電手段2により、その表面に正の所定電位の均一帯電を受け、ついで露光部3において像露光手段により潜像形成のための露光が行われる。形成された静電潜像は、次に現像手段4でトナー現像され、そのトナー現像像がコロナ転写手段5により給紙部から給送された印刷媒体(紙など)Pに、中間転写体を介さずに順次直接転写されていく。図1では、現像手段4は、現像槽41、アジテータ42、供給ローラ43、現像ローラ44、及び、規制部材45からなり、現像槽41の内部にトナーTを貯留している構成となっている。また、必要に応じ、トナーTを補給する補給装置(図示せず)を現像手段4に付帯させてもよい。この補給装置は、ボトル、カートリッジなどの容器からトナーTを補給することが可能に構成される。
写残りのトナーが除去され、除電手段により除電されて次の画像形成のために清浄化される。
現像工程は、非磁性1成分現像方式を用いる。また、感光体上の残存トナーを現像ローラー上で回収する機構を有することを特徴とする。トナーとしては、粉砕トナーの他に、懸濁造粒、懸濁重合、乳化重合凝集法等のケミカルトナーを用いることができる。特に、ケミカルトナーの場合には、4~8μm程度の小粒径のものが用いられ、形状も球形に近いものから、ポテト状の球形から外れたものも使用することができる。重合トナーは、帯電均一性、転写性に優れ、高画質化には好適に用いられる。トナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤、及び荷電制御剤を含有し、低温定着性の観点から、結着樹脂としてポリエステル樹脂を使用することが好ましい。更に、正帯電性を付与する観点から、少なくともアミノ基含有処理剤で表面を処理した無機粒子を含有することが好ましい。
CuKα線によるX線回折においてブラッグ角(2θ±0.2)が27.3°に強い回折ピークを示し、図2に示す粉末X線回折スペクトルを有するオキシチタニウムフタロシアニン10質量部を1,2-ジメトキシエタン150質量部に加え、サンドグラインドミルにて粉砕分散処理を行い、顔料分散液を作製した。こうして得られた160質量部の顔料分散液を、ポリビニルブチラール(電気化学工業社製、商品名#6000C)の5質量%1,2-ジメトキシエタン溶液100質量部と適量の1,2-ジメトキシエタンに加え、最終的に固形分濃度4.0質量%の分散液を作製した。
次に、X型無金属フタロシアニン2質量部をトルエン55質量部と共にサンドグラインドミルにより分散することで、無金属フタロシアニン分散液を得た。一方、正孔輸送材料(HTM39)80質量部と、電子輸送材料(ET-2)30質量部と、下記構造で表される添加材(ADD-1)10質量部と、バインダー樹脂としてポリアリレート樹脂(B
inder-1、粘度平均分子量 45,700)75質量部と、下記構造を繰り返し単位として持つSi-O結合を有する樹脂(Binder-14)25質量部を、テトラヒドロフラン630質量部とトルエン92質量部に溶解した。これにレベリング剤としてシリコーンオイル0.05質量部を加え、更に前記顔料分散液を加えて、ホモジナイザーにより均一になるように混合した。このように調製した塗布液を、上述の下引き層上に、乾燥後の膜厚が20μmになるように浸漬塗布して感光層を形成し、125℃で20分加熱乾燥することで単層型感光体を得た。
粘度平均分子量 21,000
(Binder-15)
粘度平均分子量 36,200
Si-O結合を有する樹脂の含有量 12.5重量%
表―2の通りに、バインダー樹脂及びSi-O結合を有する樹脂を変更した以外は、実施例1と同様にして単層型感光体を得た。
[比較例1~6]
表―2の通りに、バインダー樹脂及びSi-O結合を有する樹脂を変更した以外は、実施例1と同様にして単層型感光体を得た。
感光体の弾性変形率は、Fischer社製微小硬度計FISCHERSCOPE H
100C(もしくはその後継機で同等性能を有するHM2000)を用いて、温度25℃、相対湿度50%の環境下で測定した。測定には対面角136°のビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を用いる。測定条件は以下の通りに設定して行い、圧子にかかる荷重とその荷重下における押し込み深さとを連続的に読み取り、それぞれY軸、X軸にプロットした図3に示すようなプロファイルを取得する。
最大押込み加重 5mN
負荷所要時間 10秒
除荷所要時間 10秒
上記の弾性変形率は下記式により定義される値であり、押し込みに要した全仕事量に対して、除荷の際に膜が弾性によって行う仕事の割合である。
上記式中、全仕事量Wt(nJ)は図3中のA-B-D-Aで囲まれる面積を示し、弾性変形仕事量We(nJ)はC-B-D-C で囲まれる面積を示す。弾性変形率が大き
いほど、負荷に対する変形が残留しにくく、弾性変形率が100の場合には変形が残らないことを意味する。
感光体表面のユニバーサル硬度を、Fischer社製微小硬度計FISCHERSCOPE H100Cを用いて、温度25℃、相対湿度50%の環境下で測定した。ユニバ
ーサル硬度値は、押込み加重5mNまで押し込んだ時の値であり、その時の押込み深さから以下の式により定義される値である。この領域での測定では、基体(アルミニウム管)の硬度の影響を排除することができる。
ユニバーサル硬度(N/mm2)=試験荷重(N)/試験荷重下でのビッカース圧子の表面積(mm2)
実施例及び比較例で得られた正帯電単層型感光体を、電子写真方式のプリンター(Br
other HL2270DW、ブラザー工業株式会社製)に装着し、白紙を1枚印刷して
印刷画像を観察した。トナーには、平均粒径が8μmであり、結着樹脂としてポリエステ
ルを含有し、アミノ基含有処理剤で表面処理したシリカを含む非磁性1成分現像方式用ト
ナーを用いた。カブリの評価は、印刷画像を観察し、まったくカブリが見られない場合を
〇、画像の一部にカブリが見られる場合を△、画像全面にカブリが見られる場合を×とし
た。また、印刷前後の色差を測色計(日本電色社製 SE2000)を用いて計測し、(
印刷前のWB値)-(印刷後のWB値)をカブリの測定値とした。測定値が小さい方が印
刷前後で色差が小さいことを意味し、カブリが少ないことを表す。評価結果を表-2に示
す。
2 帯電装置(帯電ローラ;帯電部)
3 露光装置(露光部)
4 現像装置(現像部)
5 転写装置
6 クリーニング装置
7 定着装置
41 現像槽
42 アジテータ
43 供給ローラ
44 現像ローラ
45 規制部材
71 上部定着部材(定着ローラ)
72 下部定着部材(定着ローラ)
73 加熱装置
T トナー
P 記録紙(用紙,媒体)
Claims (7)
- 導電性支持体上に、単層型感光層を最表層として有する電子写真感光体、トナー、及び
接触式現像ローラーを有する画像形成装置であって、
前記最表層が電荷発生材料、電荷輸送材料、及びSi-O結合を有する樹脂を含有し、
更に、下記式(1-1)で表される繰返し単位及び下記式(1-2)で表される繰返し
単位から構成されるSi-O結合を有しない樹脂、又は、下記式(1-3)で表される繰
返し単位から構成されるSi-O結合を有しない樹脂を含み、
該式(1-1)、式(1-2)及び式(1-3)中のR11~R14が、式(1-4)
を満たし、
前記接触式現像ローラーが、前記電子写真感光体上に存在する残存トナーを回収する機
構を備えていることを特徴とする画像形成装置。
立して、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~10のアルキル基、又は置換基
を有していてもよい炭素数1~10のアルケニル基を表し、R11とR12同士は互いに
結合して環状構造を形成してもよい。R14は単結合又は酸素原子を表すが、式(1-2
)におけるR 14 は単結合であり、式(1-3)におけるR 14 は酸素原子である。Ar
11~Ar14はそれぞれ独立に置換基を有していてもよいアリーレン基を表す。n及び
mは、式(1-1)及び式(1-2)中におけるそれぞれの繰り返し単位の含有割合(%
)を示し、0≦n≦100、0≦m≦100であり、n+m=100である。式(1-1
)及び式(1-2)において、R13は―O―(C=O)O―を表し、式(1-3)にお
いて、R13はそれぞれ独立に、―(C=O)O―又は―O―(C=O)―を表す。)
式(1-4)
i)繰返し単位が式(1-1)及び式(1-2)の場合、
50≦0.01・n{4R13w-(R11w+R12w)}+0.01・mR14w≦120
ii)繰返し単位が式(1-3)の場合、
50≦0.5・{4R13w-(R11w+R12w)}+0.5・R14w≦120
(式(1-4)中、R11w~R14wは、それぞれ、R11~R14の分子量を表す。
) - 前記最表層の弾性変形率が42%以上50%以下であることを特徴とする、請求項1に
記載の画像形成装置。 - 前記R 13 が―(C=O)O―又は―O―(C=O)―であることを特徴とする請求項
1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記Si-O結合を有する構造を有する樹脂の含有量が、前記最表層に含まれる全バイ
ンダー樹脂100質量部に対し、2質量部以上50質量部以下であることを特徴とする、
請求項1乃至3の何れか一項に記載の画像形成装置。 - 前記Si-O結合を有しない樹脂の含有量が、前記最表層に含まれる全バインダー樹脂
100重量部に対し、50質量部以上98質量部以下であることを特徴とする、請求項1
乃至4のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記最表層のユニバーサル硬度が、170以上200以下であることを特徴とする、請
求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記最表層に含まれる電子輸送材料の含有量が、前記最表層に含まれる全バインダー樹
脂100質量部に対し、10質量部以上60質量部以下であることを特徴とする請求項1
乃至6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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