JP7135347B2 - 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
電子写真感光体としては、アルミニウムなどの導電性を有する基体上に、電荷を発生する電荷発生層と、電荷を輸送する電荷輸送層を積層する機能分離型の感光体、又は、電荷を発生する機能と電荷を輸送する機能を同一の層が果たす単層感光体が知られている。
そこで、本発明では、導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層と、前記導電性基体と前記感光層との間に設けられ、体積抵抗率が1.0×104(Ω・cm)以上1.0×1010(Ω・cm)以下である粒子と、硬化樹脂と、のみを含み、電荷輸送材料を含まない下引層と、を備える電子写真感光体である場合に比べ、繰り返し画像を形成したときに生じる帯電性の低下及び残留電位の上昇を抑制する電子写真感光体を提供することを課題とする。
前記導電性基体上に設けられた感光層と、
前記導電性基体と前記感光層との間に設けられ、体積抵抗率が1.0×104(Ω・cm)以上1.0×1010(Ω・cm)以下である粒子と、電荷輸送材料と、硬化樹脂と、を含む下引層と、
を備える電子写真感光体。
<1>又は<2>に記載の電子写真感光体。
(一般式(ET)中、R11、R12、R13、R14、R15、R16及びR17は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、又はアラルキル基を示す。R18は、アルキル基、-L19-O-R20、アリール基、又はアラルキル基を示す。ただし、L19はアルキレン基を示し、R20はアルキル基を示す。)
<1>~<6>のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
<1>~<7>のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
<8>に記載の電子写真感光体。
<1>~<10>のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジ。
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
を備える画像形成装置。
導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層と、前記導電性基体と前記感光層との間に設けられ、体積抵抗率が1.0×104(Ω・cm)以上1.0×1010(Ω・cm)以下である粒子と、硬化樹脂と、のみを含み、電荷輸送材料を含まない下引層を備える電子写真感光体である場合に比べ、繰り返し画像を形成したときに生じる帯電性の低下及び残留電位の上昇を抑制する電子写真感光体が提供される。
下引層に対する前記粒子の含有量が40質量%未満又は60質量%超えである場合に比べ、繰り返し画像を形成したときに生じる帯電性の低下及び残留電位の上昇を抑制する電子写真感光体が提供される。
前記粒子と前記電荷輸送材料の質量比が、65/35未満又は95/5超えである場合に比べ、繰り返し画像を形成したときに生じる帯電性の低下及び残留電位の上昇を抑制する電子写真感光体が提供される。
前記下引層の膜厚が10μm未満又は30μm超えである場合に比べ、繰り返し画像を形成したときに生じる帯電性の低下及び残留電位の上昇を抑制する電子写真感光体が提供される。
前記粒子の平均一次粒子径が0.03μm未満又は1.2μm超えである場合に比べ、繰り返し画像を形成したときに生じる帯電性の低下及び残留電位の上昇を抑制する電子写真感光体が提供される。
体積抵抗率が1.0×104(Ω・m)未満又は10×1010(Ω・m)超えである場合に比べ、繰り返し画像を形成したときに生じる帯電性の低下及び残留電位の上昇を抑制する電子写真感光体が提供される。
下引層において、硬化樹脂の代わりに、結着樹脂としてポリエチレンを用いた電子写真感光体である場合に比べ、繰り返し画像を形成したときに生じる帯電性の低下及び残留電位の上昇を抑制する電子写真感光体が提供される。
導電性基体と感光層との間に設けられ、体積抵抗率が1.0×104(Ω・cm)以上1.0×1010(Ω・cm)以下である粒子と、硬化樹脂と、のみを含み、電子輸送材料を含まない下引層と、下引層上に設けられた感光層と、を有する電子写真感光体を備えたプロセスカートリッジ又は画像形成装置である場合に比べ、繰り返し画像を形成したときに生じる帯電性の低下及び残留電位の上昇を抑制するプロセスカートリッジ、又は画像形成装置が提供される。
本実施形態に係る電子写真感光体は、導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層と、前記導電性基体と前記感光層との間に設けられ、体積抵抗率が1.0×104(Ω・cm)以上1.0×1010(Ω・cm)以下である粒子と、電荷輸送材料と、硬化樹脂と、を含む下引層と、を備える。
しかしながら、この電子写真感光体では、特定粒子の体積抵抗率が高いため、繰り返し画像を形成したときに生じる残留電位が上昇する傾向にある。残留電位が上昇すると、形成した画像の濃度にムラなどが生じ易くなる。
本実施形態に係る電子写真感光体は、特定粒子及び硬化樹脂を含む下引層に対し、電荷輸送材料を更に含むことで、繰り返し画像を形成したときに生じる、帯電性の低下及び残留電位の上昇を抑制する。上記効果を奏する詳細な理由は必ずしも明らかではないが、以下のように考えることができる。
特定粒子及び硬化樹脂を含む下引層に対し、電荷輸送材料を添加すると、下引層の電荷輸送性が高まる傾向にある。下引層の電荷輸送性が高くなると、電荷が下引層に蓄積し難くなる。その結果、繰り返し画像を形成したときに生じる、帯電性の低下及び残留電位の上昇を抑制した電子写真感光体が得られると考えられる。
トナー中に、炭素繊維等の針状の異物が含まれることがある。この針状の異物が、電子写真感光体に移行すると、電子写真感光体に針状の異物が突き刺さり、下引層に傷が生じることがある。このとき、例えば、金属酸化物のように体積抵抗率が低いものを含む下引層であると、傷が生じた場所から電流が漏れる傾向にある。一方で、本願の電子写真感光体では、体積抵抗率が1.0×104(Ω・cm)以上1.0×1010(Ω・cm)以下である粒子を用いている。つまり、金属酸化物よりも体積抵抗率の高い粒子を用いている。そのため、針状の異物が混入し電子写真感光体に傷が生じたとしても、傷が生じた場所からの漏れ電流は抑制されると考えられる。
図1に示す電子写真感光体7Aは、いわゆる機能分離型感光体(又は積層型感光体)であり、導電性基体4上に下引層1が設けられ、その上に電荷発生層2及び電荷輸送層3が順次形成された構造を有するものである。電子写真感光体7Aにおいては、電荷発生層2及び電荷輸送層3により感光層5が構成される。本実施形態に係る電子写真感光体は、その他の層、例えば、保護層を含んで構成してもよい。
以下、下引層について説明する。
本実施形態に係る下引層は、体積抵抗率が1.0×104(Ω・cm)以上1.0×1010(Ω・cm)以下である粒子と、電荷輸送材料と、硬化樹脂と、を含む。本実施形態に係る下引層は、その他の添加物を含んでもよい。
以下、本実施形態に係る下引層に含まれる特定粒子について説明する。
なお、測定環境は、温度20℃、湿度50%RHとする。
まず、下引層中から特定粒子を分離する。そして、20cm2の電極板を配した円形の治具の表面に、測定対象となる分離した特定粒子を1mm以上3mm以下程度の厚さになるように載せ、特定粒子層を形成する。この上に前記同様の20cm2の電極板を載せ特定粒子層を挟み込む。特定粒子間の空隙をなくすため、特定粒子層上に載せた電極板の上に4kgの荷重をかけてから特定粒子層の厚み(cm)を測定する。特定粒子層上下の両電極には、エレクトロメーター及び高圧電源発生装置に接続されている。両電極に電界が予め定められた値となるように高電圧を印加し、このとき流れた電流値(A)を読み取ることにより、特定粒子の体積抵抗率(Ω・cm)を計算する。特定粒子の体積抵抗率(Ω・cm)の計算式は、下式に示す通りである。
なお、式中、ρは特定粒子の体積抵抗率(Ω・cm)、Eは印加電圧(V)、Iは電流値(A)、I0は印加電圧0Vにおける電流値(A)、Lは特定粒子層の厚み(cm)をそれぞれ表す。本評価では印加電圧が1000Vの時の体積抵抗率を用いた。
・式:ρ=E×20/(I-I0)/L
特定粒子の平均一次粒径は、走査型電子顕微鏡により粒子を観察し、一次粒子の最大径を一次粒子径とし、粒子100個について、一次粒子径を測定し、平均した数平均一次粒子径である。下引層の特定粒子の分散形態は、走査型電子顕微鏡により観察することで求められる。
一方、特定粒子の含有量が、下引層に対し60質量%以下であると、体積抵抗率が上昇し難くなるため、残留電位の上昇が抑制される傾向にある。
以下、本実施形態に係る下引層に含まれる電荷輸送材料について説明する。
電荷輸送材料としては、電子輸送材料及び正孔輸送材料が挙げられる。
これらの電子輸送材料は、1種を単独で又は2種以上で用いられるが、これらに限定されるものではない。
これらの正孔輸送材料は、1種を単独で又は2種以上で用いられるが、これらに限定されるものではない。
一般式(ET)中、R11~R17が示す無置換のアルキル基としては、炭素数1以上12以下(好ましくは炭素数5以上10以下)の直鎖状のアルキル基、炭素数3以上10以下(好ましくは炭素数5以上10以下)の分岐状のアルキル基が挙げられる。
炭素数1以上12以下の直鎖状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル、n-ウンデシル、n-ドデシル基等が挙げられる。
炭素数3以上10以下の分岐状のアルキル基としては、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、イソヘキシル基、sec-ヘキシル基、tert-ヘキシル基、イソヘプチル基、sec-ヘプチル基、tert-ヘプチル基、イソオクチル基、sec-オクチル基、tert-オクチル基、イソノニル基、sec-ノニル基、tert-ノニル基、イソデシル基、sec-デシル基、tert-デシル基等が挙げられる。
上記の中でも、無置換のアルキル基としては、メチル基、エチル基等の低級アルキル基が好ましい。
一般式(ET)中、R11~R17が示すアルキル基における置換基としては、例えば、炭素数1以上4以下のアルコキシ基、無置換のアリール基、炭素数1以上4以下のアルキル基若しくはアルコキシ基で置換されたフェニル基、炭素数7以上10以下のアラルキル基、水酸基、カルボキシル基、ニトロ基及びハロゲン原子(塩素、ヨウ素、臭素)等が挙げられる。
アルコキシ置換アルキル基のアルコキシ基としては、一般式(ET)中のR11~R17が示すアルコキシ基と同様の基が挙げられる。また、アリール置換アルキル基のアリール基としては、一般式(ET)中のR11~R17が示す無置換のアリール基と同様の基が挙げられる。
分岐状のアルコキシ基として具体的には、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、イソペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、tert-ペンチルオキシ基、イソヘキシルオキシ基、sec-ヘキシルオキシ基、tert-ヘキシルオキシ基、イソヘプチルオキシ基、sec-ヘプチルオキシ基、tert-ヘプチルオキシ基、イソオクチルオキシ基、sec-オクチルオキシ基、tert-オクチルオキシ基、イソノニルオキシ基、sec-ノニルオキシ基、tert-ノニルオキシ基、イソデシルオキシ基、sec-デシルオキシ基、tert-デシルオキシ基等が挙げられる。これらの中でも、アルコキシ基としては、メトキシ基が好ましい。
具体的な置換若しくは無置換のアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基、ビニルベンジル基、ヒドロキシフェニルメチル基等が挙げられる。
炭素数1以上12以下の直鎖状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル、n-ウンデシル、n-ドデシル基等が挙げられる。
L19が示すアルキレン基としては、直鎖状又は分岐状の炭素数1以上12以下のアルキレン基が挙げられ、メチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、イソプロピレン基、n-ブチレン基、イソブチレン基、sec-ブチレン基、tert-ブチレン基、n-ペンチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基、tert-ペンチレン基等が挙げられる。
なお、R18が示すアリール基は、アルキル基で置換されたアルキル置換アリール基であることが、溶解性の観点で好ましい。アルキル置換アリール基のアルキル基としては、R11~R17が示すアルキル基と同様の基が挙げられる。
L21が示すアルキレン基としては、直鎖状又は分岐状の炭素数1以上12以下のアルキレン基が挙げられ、メチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、イソプロピレン基、n-ブチレン基、イソブチレン基、sec-ブチレン基、tert-ブチレン基、n-ペンチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基、tert-ペンチレン基等が挙げられる。
Arが示すアリール基としては、フェニル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、エチルフェニル基等が挙げられる。
・-Ph:フェニル基
一方、特定粒子と電荷輸送材料の質量比が、95/5以下であると、体積抵抗率の高い特定粒子が適度に含まれていることにより、繰り返し画像を形成したときに生じる帯電性の低下を抑制する電子写真感光体が得られる傾向にある。また、体積抵抗率が低下し過ぎないため、異物混入により電子写真感光体に傷が生じても、漏れ電流が抑制される傾向にある。
以下、本実施形態に係る下引層に含まれる硬化樹脂について説明する。
下引層は、硬化樹脂が硬化した硬化膜(架橋膜を含む)で構成された層であることが好ましい。
これらの例としては、ポリオールを過剰の前記3官能イソシアネート化合物で変性したウレタン変性体、尿素結合を有する化合物をイソシアネート化合物で変性したビュレット変性体、ウレタン基にイソシアネートが付加したアロファネート変性体等が特に好ましく、その他にもイソシアヌレート変性体、カルボジイミド変性体等が用いられる。
添加剤としては、例えば、樹脂粒子を添加してもよい。樹脂粒子としては、シリコーン樹脂粒子、架橋型ポリメタクリル酸メチル(PMMA)樹脂粒子等の公知の材料が挙げられる。
交流インピーダンス法による体積抵抗率の測定には、電源としてSI1287 electrochemical interface(東陽テクニカ製)、電流計としてSI1260 inpedance/gain phase analyzer(東陽テクニカ製)、電流アンプとして1296 dielectric interface(東陽テクニカ製)を用いる。
交流インピーダンス測定試料におけるアルミニウム基材を陰極、金電極を陽極として、1Vp-pの交流電圧を周波数1MHzから1mHzまでの範囲で高周波側から印加し、各試料の交流インピーダンスを測定し、この測定より得られたCole-ColeプロットのグラフをRC並列の等価回路にフィッティングすることで体積抵抗率を算出する。
下引層の表面粗さ(十点平均粗さ)は、モアレ像抑制のために、使用される露光用レーザ波長λの1/(4n)(nは上層の屈折率)から1/2までに調整されていることがよい。
これらの溶剤として具体的には、例えば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、iso-プロパノール、n-ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロロベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤が挙げられる。
導電性基体としては、例えば、金属(アルミニウム、銅、亜鉛、クロム、ニッケル、モリブデン、バナジウム、インジウム、金、白金等)又は合金(ステンレス鋼等)を含む金属板、金属ドラム及び金属ベルト等が挙げられる。また、導電性基体としては、例えば、導電性化合物(例えば導電性ポリマー、酸化インジウム等)、金属(例えばアルミニウム、パラジウム、金等)又は合金を塗布、蒸着又はラミネートした紙、樹脂フィルム、ベルト等も挙げられる。ここで、「導電性」とは体積抵抗率が1013(Ω/cm)未満であることをいう。
酸性処理液による処理は、例えば、以下のようにして実施される。先ず、リン酸、クロム酸及びフッ酸を含む酸性処理液を調製する。酸性処理液におけるリン酸、クロム酸及びフッ酸の配合割合は、例えば、リン酸が10質量%以上11質量%以下の範囲、クロム酸が3質量%以上5質量%以下の範囲、フッ酸が0.5質量%以上2質量%以下の範囲であって、これらの酸全体の濃度は13.5質量%以上18質量%以下の範囲がよい。処理温度は例えば42℃以上48℃以下が好ましい。被膜の膜厚は、0.3μm以上15μm以下が好ましい。
(電荷発生層)
電荷発生層は、例えば、電荷発生材料と結着樹脂とを含む層である。また、電荷発生層は、電荷発生材料の蒸着層であってもよい。電荷発生材料の蒸着層は、LED(Light Emitting Diode)、有機EL(Electro-Luminescence)イメージアレー等の非干渉性光源を用いる場合に好適である。
なお、n-型の判定は、通常使用されるタイムオブフライト法を用い、流れる光電流の極性によって判定され、正孔よりも電子をキャリアとして流しやすいものをn-型とする。
結着樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂(ビスフェノール類と芳香族2価カルボン酸の重縮合体等)、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂等が挙げられる。ここで、「絶縁性」とは、体積抵抗率が1013Ωcm以上であることをいう。
これらの結着樹脂は1種を単独で又は2種以上を混合して用いられる。
なお、この分散の際、電荷発生層形成用塗布液中の電荷発生材料の平均粒径を0.5μm以下、好ましくは0.3μm以下、更に好ましくは0.15μm以下にすることが有効である。
電荷輸送層は、例えば、電荷輸送材料と結着樹脂とを含む層である。電荷輸送層は、高分子電荷輸送材料を含む層であってもよい。
上記各基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、炭素数1以上3以下のアルキル基で置換された置換アミノ基も挙げられる。
上記各基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、炭素数1以上3以下のアルキル基で置換された置換アミノ基も挙げられる。
なお、電荷輸送材料と結着樹脂との配合比は、質量比で10:1から1:5までが好ましい。
保護層は、必要に応じて感光層上に設けられる。保護層は、例えば、帯電時の感光層の化学的変化を防止したり、感光層の機械的強度をさらに改善する目的で設けられる。
そのため、保護層は、硬化膜(架橋膜)で構成された層を適用することがよい。これら層としては、例えば、下記1)又は2)に示す層が挙げられる。
2)非反応性の電荷輸送材料と、電荷輸送性骨格を有さず、反応性基を有する反応性基含有非電荷輸送材料と、を含む組成物の硬化膜で構成された層(つまり、非反応性の電荷輸送材料と、当該反応性基含有非電荷輸送材料の重合体又は架橋体と、を含む層)
なお、保護層形成用塗布液は、無溶剤の塗布液であってもよい。
単層型感光層(電荷発生/電荷輸送層)は、例えば、電荷発生材料と電荷輸送材料と、必要に応じて、結着樹脂及びその他周知の添加剤と、を含む層である。なお、これら材料は、電荷発生層及び電荷輸送層で説明した材料と同様である。
そして、単層型感光層中、電荷発生材料の含有量は、全固形分に対して10質量%以上85質量%以下がよく、好ましくは20質量%以上50質量%以下である。また、単層型感光層中、電荷輸送材料の含有量は、全固形分に対して5質量%以上50質量%以下がよい。
単層型感光層の形成方法は、電荷発生層や電荷輸送層の形成方法と同様である。
単層型感光層の膜厚は、例えば、5μm以上50μm以下がよく、好ましくは10μm以上40μm以下である。
本実施形態に係る画像形成装置は、電子写真感光体と、電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、トナーを含む現像剤により電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、を備える。そして、電子写真感光体として、上記本実施形態に係る電子写真感光体が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置100は、図2に示すように、電子写真感光体7を備えるプロセスカートリッジ300と、露光装置9(静電潜像形成手段の一例)と、転写装置40(一次転写装置)と、中間転写体50とを備える。なお、画像形成装置100において、露光装置9はプロセスカートリッジ300の開口部から電子写真感光体7に露光し得る位置に配置されており、転写装置40は中間転写体50を介して電子写真感光体7に対向する位置に配置されており、中間転写体50はその一部が電子写真感光体7に接触して配置されている。図示しないが、中間転写体50に転写されたトナー像を記録媒体(例えば用紙)に転写する二次転写装置も有している。なお、中間転写体50、転写装置40(一次転写装置)及び二次転写装置(不図示)が転写手段の一例に相当する。
帯電装置8としては、例えば、導電性又は半導電性の帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電フィルム、帯電ゴムブレード、帯電チューブ等を用いた接触型帯電器が使用される。また、非接触方式のローラ帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器やコロトロン帯電器等のそれ自体公知の帯電器等も使用される。
露光装置9としては、例えば、電子写真感光体7表面に、半導体レーザ光、LED光、液晶シャッタ光等の光を、定められた像様に露光する光学系機器等が挙げられる。光源の波長は電子写真感光体の分光感度領域内とする。半導体レーザの波長としては、780nm付近に発振波長を有する近赤外が主流である。しかし、この波長に限定されず、600nm台の発振波長レーザや青色レーザとして400nm以上450nm以下に発振波長を有するレーザも利用してもよい。また、カラー画像形成のためにはマルチビームを出力し得るタイプの面発光型のレーザ光源も有効である。
現像装置11としては、例えば、現像剤を接触又は非接触させて現像する一般的な現像装置が挙げられる。現像装置11としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて選択される。例えば、一成分系現像剤又は二成分系現像剤をブラシ、ローラ等を用いて電子写真感光体7に付着させる機能を有する公知の現像器等が挙げられる。中でも現像剤を表面に保持した現像ローラを用いるものが好ましい。
クリーニング装置13は、クリーニングブレード131を備えるクリーニングブレード方式の装置が用いられる。
なお、クリーニングブレード方式以外にも、ファーブラシクリーニング方式、現像同時クリーニング方式を採用してもよい。
転写装置40としては、例えば、ベルト、ローラ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等のそれ自体公知の転写帯電器が挙げられる。
中間転写体50としては、半導電性を付与したポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ゴム等を含むベルト状のもの(中間転写ベルト)が使用される。また、中間転写体の形態としては、ベルト状以外にドラム状のものを用いてもよい。
図3に示す画像形成装置120は、プロセスカートリッジ300を4つ搭載したタンデム方式の多色画像形成装置である。画像形成装置120では、中間転写体50上に4つのプロセスカートリッジ300がそれぞれ並列に配置されており、1色に付き1つの電子写真感光体が使用される構成となっている。なお、画像形成装置120は、タンデム方式であること以外は、画像形成装置100と同様の構成を有している。
―電子写真感光体の作製―
(硬化樹脂としてポリウレタンを形成するための材料の準備)
・ブチラート樹脂 :エスレックBM-1、積水化学社製
・ブロック化イソシアネート:スミジュール3175、住友バイエルンウレタン社製
表2に示す種類と組成の、炭化珪素(SER-06、信濃電気製錬社製、体積抵抗率=5.5×106Ω・cm)、電荷輸送材料(ET-1)、及びポリウレタンを形成するための材料に加えて、触媒ジオクチルスズジラウレート0.005質量部を、溶媒メチルエチルケトン80mLに溶解、室温で混合し、実施例1における下引層形成用の塗布液とした。
次に、導電性基体として直径30mm、長さ340mm、肉厚1mmの円筒状アルミニウム基体を準備し、得られた下引層形成用の塗布液を、浸漬塗布法にて、円筒状アルミニウム基体上に塗布し、170℃、40分の乾燥硬化を行い、厚さ20μmの下引層を得た。
電荷発生物質としてのCukα特性X線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも7.3゜,16.0゜,24.9゜,28.0゜の位置に回折ピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン15質量部、結着樹脂としての塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体樹脂(VMCH、日本ユニカー社製)10質量部及びn-酢酸ブチル200質量部からなる混合物を、直径1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて4時間分散した。得られた分散液にn-酢酸ブチル175質量部及びメチルエチルケトン180質量部を添加し、攪拌して電荷発生層形成用塗布液を得た。
得られた電荷発生層形成用塗布液を先に円筒状アルミニウム基体に形成した下引層上に浸漬塗布し、常温(25℃)で乾燥して、膜厚が0.2μmの電荷発生層を形成した。
まず、次のようにして、ポリカーボネート共重合体(1)を得た。
ホスゲン吹込管、温度計及び攪拌機を備えたフラスコに窒素雰囲気下にて1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(以下Zと称する)106.9g(0.398モル)、4,4’-ジヒドロキシビフェニル(以下BPと称する)24.7g(0.133モル)、ハイドロサルファイト0.41g、9.1%水酸化ナトリウム水溶液825ml(水酸化ナトリウム2.018モル)、塩化メチレン500mlを仕込んで溶解し、攪拌下18~21℃に保持し、ホスゲン76.2g(0.770モル)を75分要して吹込みホスゲン化反応させた。ホスゲン化反応終了後p-tert-ブチルフェノール1.11g(0.0075モル)および25%水酸化ナトリウム水溶液54ml(水酸化ナトリウム0.266モル)を加え撹拌し、途中トリエチルアミン0.18mL(0.0013モル)を添加し、30~35℃の温度で2.5時間反応させた。分離した塩化メチレン相を無機塩類及びアミン類がなくなるまで酸洗浄及び水洗した後、塩化メチレンを除去してポリカーボネート共重合体(1)を得た。このポリカーボネートは、ZとBPとの構成単位の比がモル比で75:25であった。
次に、N,N’-ジフェニル-N,N’-ビス(3-メチルフェニル)-[1,1’]ビフェニル-4,4’-ジアミン25質量部、下記構造式(A)で示す化合物20質量部及び結着樹脂としてポリカーボネート共重合体(1)(粘度平均分子量:5万)55質量部をテトラヒドロフラン560質量部、トルエン240質量部に加えて溶解し、電荷輸送層用塗布液を得た。この塗布液を電荷発生層上に塗布し、135℃、45分の乾燥を行って膜厚が22μmの電荷輸送層を形成した。以上のようにして、電子写真感光体を作製した。
実施例1の下引層の作製工程において、下引層における特定粒子の部数、電荷輸送材料の種類及び部数、又は硬化樹脂の種類及び部数を、表2に示す仕様に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、電子写真感光体を得た。なお、表2に示すように、比較例1では、下引層形成用の塗布液中に特定粒子を含まない組成とした。また、比較例2では、下引層形成用の塗布液中に電荷輸送材料を含まない組成とした。
実施例1の下引層の作製工程において、炭化珪素の種類を、信濃電気製錬社製のSER-06から、信濃電気製錬社製のSER-A06(体積抵抗率=4.5×106Ω・cm)、又は信濃電気製錬社製のSSC-A01(体積抵抗率=6.3×106Ω・cm)へと変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、電子写真感光体を得た。
実施例1の下引層の作製工程において、硬化樹脂及び溶媒の種類を下記の仕様とし、表2に記載の部数へと変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、電子写真感光体を得た。
―下引層形成用の塗布液の組成―
・硬化樹脂 :ポリイミド(ユピア-ST、宇部興産株式会社製)
・溶媒 :NMP(和光純薬工業株式会社製)
実施例1の下引層の作製工程において、硬化樹脂及び溶媒の種類を下記の仕様とし、表2に記載の部数へと変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、電子写真感光体を得た。
・硬化樹脂 :エポキシ樹脂(1001B80、三菱ケミカル株式会社製)
・溶媒 :メチルエチルケトン(和光純薬工業株式会社製)
実施例1の下引層の作製工程において、硬化樹脂及び溶媒の種類を下記の仕様とし、表2に記載の部数へと変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、電子写真感光体を得た。
・硬化樹脂 :フェノール樹脂(WR-103、DIC社製)
・溶媒 :シクロヘキサノン(和光純薬工業株式会社製)
実施例1の下引層の作製工程において、硬化樹脂及び溶媒の種類を下記の仕様とし、表2に記載の部数へと変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、電子写真感光体を得た。
・硬化樹脂 :ユリア樹脂(リードライト、株式会社台和製)
・溶媒 :酢酸ブチル(和光純薬工業株式会社製)
実施例1の下引層の作製工程において、硬化樹脂及び溶媒の種類を下記の仕様とし、表2に記載の部数へと変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、電子写真感光体を得た。
・硬化樹脂 :メラミン樹脂(MX-730、株式会社三和ケミカル製)
・溶媒 :2-プロパノール(和光純薬工業株式会社製)
実施例1の下引層の作製工程において、炭化珪素(SER-06、信濃電気製錬社製、体積抵抗率=5.5×106Ω・cm)を、酸化アルミ(A445、京セラ社製、体積抵抗率=6.5×106Ω・cm)、酸化スズ(6010、三井金属鉱業社製、体積抵抗率=8.0×105Ω・cm)、又はジルコニア(Z21H04、京セラ社製、体積抵抗率=5.5×106Ω・cm)へと変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、電子写真感光体を得た。
実施例1の下引層の作製工程において、電荷輸送材料(ET-1)を、(ET-19)、又は(ET-20)へと変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、電子写真感光体を得た。
実施例1の下引層の作製工程において、炭化珪素の平均一次粒子径を、0.21μm、又は、1.51μmへと変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、電子写真感光体を得た。
実施例1の下引層の作製工程において、炭化珪素、電荷輸送材料(ET-1)、及びポリウレタンを表2に記載の部数へと変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、電子写真感光体を得た。
実施例1の下引層の作製工程において、硬化樹脂及び溶媒の種類を、下記の結着樹脂の仕様とし、表2に記載の部数へと変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、電子写真感光体を得た。
・結着樹脂 :ポリエチレン(ネオゼックス、日本ゼオン株式会社製)
・溶媒 :トルエン(和光純薬工業株式会社製)
上記で作製した電子写真感光体を、富士ゼロックス社製 DocuCentre-V C7775に装着し、次の評価を実行した。各評価の結果を、表2に示す。
アルミ基板(3×3cm)の上に、各実施例及び比較例と同じ条件で下引層を形成した。形成した下引層において、アルミ基板の中心と、縦横方向に、それぞれ±1cm動かした合計5箇所について、渦電流膜厚計を用いて膜厚測定を行った。その後、5箇所の膜厚のうち、最大と最小の膜厚差について、以下の基準で評価した。
A+:0.0μm以上2.0μm未満
A :2.0μm以上3.0μm未満
B :3.0μm以上5.0μm未満
C :5.0μm以上
下引層の体積抵抗率は、発明を実施するための形態に記述の方法にしたがって、測定した。
各体積抵抗率について、以下の評価基準で評価した。
A+: 1.0×104 (Ω・m)以上1.0×1010(Ω・m)以下
A : 1.0×1010(Ω・m)超え1.0×1011(Ω・m)以下
B : 1.0×1011(Ω・m)超え1.0×1013(Ω・m)以下
C : 1.0×1013(Ω・m)超え
電子写真感光体の電気特性は、表面電位計(トレック社製、トレック334)を用いて、電子写真感光体の表面から1mm離れた位置に測定対象の領域に表面電位プローブを設け、帯電後の表面電位を-700Vに設定した後、各環境70,000枚出力後の表面電位(長期安定性)を測定した。
各表面電位について、以下の評価基準で評価した。
A+: 表面電位が-700V以上-690V未満
A : 表面電位が-690V以上-680V未満
B : 表面電位が-680V以上-650V未満
C : 表面電位が-650V以上
電子写真感光体の電気特性は、表面電位計(トレック社製、トレック334)を用いて、電子写真感光体の表面から1mm離れた位置に測定対象の領域に表面電位プローブを設け、除電した後の残留電位を測定し、初期の残留電位(初期残留)及び各環境70,000枚出力後の残留電位(長期残留)を測定した。
各残留電位について、以下の評価基準で評価した。
A+: 20V未満
A : 20V以上40V未満
B : 40V以上80V未満
C : 80V以上
直径0.1mmのピンホールを基材まで貫通させた感光体を、ドラムカートリッジに装着し、低温低湿(10℃、15%RH)環境下および高温高湿(28℃、85%RH)環境下で50%ハーフトーン画像を印刷し、感光体ピンホール部分の帯状の画像欠陥について、以下の基準で判定した。
A+:直径1.0mm以下の色点
A :10mm以下の帯状の画像欠陥の発生
B :10mmより長く30mm以下の帯状の画像欠陥の発生
C :30mmより長い帯状の画像欠陥の発生
Claims (12)
- 導電性基体と、
前記導電性基体上に設けられた感光層と、
前記導電性基体と前記感光層との間に設けられ、体積抵抗率が1.0×104(Ω・cm)以上1.0×1010(Ω・cm)以下である粒子と、電荷輸送材料と、硬化樹脂と、を含む下引層と、
を備え、
前記下引層に含まれる全ての無機粒子が、前記粒子として炭化珪素のみからなり、
前記電荷輸送材料が電子輸送性化合物を含む電子写真感光体。 - 一般式(ET)で表される前記電子輸送性化合物において、R11、R12、R13、R14、R15、R16及びR17が、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、又はアルキル基を示し、R18がアルキル基を示す、請求項2に記載の電子写真感光体。
- 前記下引層に対する前記粒子の含有量が、40質量%以上60質量%以下である、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記粒子と前記電荷輸送材料の質量比が、65/35以上95/5以下である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記下引層の膜厚が10μm以上30μm以下である、
請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の電子写真感光体。 - 前記粒子の平均一次粒子径が0.03μm以上1.2μm以下である、
請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の電子写真感光体。 - 前記粒子の平均一次粒子径が0.4μm以上0.8μm以下である、
請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の電子写真感光体。 - 前記下引層の体積抵抗率が1.0×104(Ω・m)以上10×1010(Ω・m)以下である請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記硬化樹脂は、ポリイミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂及びメラミン樹脂よりなる群から選択される少なくとも1種である、
請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の電子写真感光体。 - 請求項1~請求項10のいずれか1項に記載の電子写真感光体を備え、
画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジ。 - 請求項1~請求項10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の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
を備える画像形成装置。
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