JP7375633B2 - 下引き層、下引き層の製造方法、電子写真感光体、及び画像形成装置 - Google Patents

下引き層、下引き層の製造方法、電子写真感光体、及び画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、下引き層、下引き層の製造方法、電子写真感光体、及び画像形成装置に関する。
電子写真感光体は、像担持体として電子写真方式の画像形成装置(例えば、プリンター又は複合機)において用いられる。電子写真感光体は、導電性基体と、感光層とを備える。感光層にリークが発生することを抑制するために、導電性基体と感光層との間に、下引き層が設けられることがある。
例えば、特許文献1に記載の電子写真感光体は、導電性基体と感光層との間に下引き層を有する。この下引き層が、有機金属化合物と無機顔料を含有する。
特開平7-271078号公報
しかし、本発明者の検討により、特許文献1に記載の電子写真感光体は、耐圧性の点、及び湿度による電子写真感光体の感度特性の変動を抑制する点で改善の余地があることが判明した。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子写真感光体に備えられた場合に、電子写真感光体の耐圧性を向上させ、湿度による電子写真感光体の感度特性の変動を抑制する、下引き層を提供することである。また、本発明の別の目的は、このような下引き層の製造方法を提供することである。また、本発明の更に別の目的は、このような下引き層を備えることで、耐圧性に優れ、湿度による感度特性の変動を抑制する電子写真感光体、及び画像形成装置を提供することである。
本発明の下引き層は、金属粒子と、ポリアミド樹脂とを含有する。前記金属粒子は、コアと、前記コアの少なくとも一部を覆うコート層とを有する。前記コアは、酸化チタンを含有する。前記コート層は、前記酸化チタンと異なる金属酸化物を少なくとも含有する。前記酸化チタンと異なる前記金属酸化物は、前記金属粒子の最表面に位置する。前記ポリアミド樹脂は、アミド結合と、アルキレン基とを有する。赤外分光法により測定される、前記アミド結合に由来する第1ピークの第1吸光度に対する、前記アルキレン基に由来する第2ピークの第2吸光度の吸光度比率は、0.70以上である。前記第1ピークは、波数1620cm-1以上1680cm-1以下の範囲における最大ピークである。前記第2ピークは、波数2900cm-1以上2970cm-1以下の範囲における最大ピークである。
本発明の下引き層の製造方法は、前記金属粒子と前記ポリアミド樹脂と溶剤とを含有する塗布液を、被塗布体に塗布して乾燥させることにより、既に述べた下引き層を形成する下引き層形成工程を含む。前記溶剤は、メタノールと、ブタノールと、トルエンとを含有する。前記溶剤の質量に対する、前記メタノールの質量の百分率MMと、前記ブタノールの質量の百分率MBと、前記トルエンの質量の百分率MTとが、下記式(2)、(3)、(4)、及び(5)を満たす。
M+MB+MT=100 ・・・(2)
30≦MM≦90 ・・・(3)
5≦MB≦50 ・・・(4)
5≦MT≦50 ・・・(5)
本発明の電子写真感光体は、導電性基体と、電荷発生剤を含有する感光層と、前記導電性基体と前記感光層との間に備えられる下引き層とを備える。前記下引き層が、既に述べた下引き層である。
本発明の画像形成装置は、電子写真感光体と、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、転写装置とを備える。前記帯電装置は、前記電子写真感光体の表面を帯電させる。前記露光装置は、帯電された前記電子写真感光体の前記表面を露光して、前記電子写真感光体の前記表面に静電潜像を形成する。前記現像装置は、前記静電潜像をトナー像として現像する。前記転写装置は、前記トナー像を前記電子写真感光体から記録媒体へ転写する。前記電子写真感光体は、導電性基体と、電荷発生剤を含有する感光層と、前記導電性基体と前記感光層との間に備えられる下引き層とを備える。前記下引き層が、既に述べた下引き層である。
本発明の下引き層、及び本発明の製造方法により製造される下引き層によれば、電子写真感光体に備えられた場合に、電子写真感光体の耐圧性を向上させ、湿度による電子写真感光体の感度特性の変動を抑制できる。また、本発明の電子写真感光体、及び画像形成装置は、耐圧性に優れ、湿度による感度特性の変動を抑制できる。
本発明の第1実施形態に係る下引き層が含有する金属粒子の一例の断面図である。 本発明の第1実施形態に係る下引き層が含有する金属粒子の一例の断面図である。 本発明の第3実施形態に係る電子写真感光体の一例である単層型電子写真感光体の部分断面図である。 本発明の第3実施形態に係る電子写真感光体の一例である単層型電子写真感光体の部分断面図である。 本発明の第3実施形態に係る電子写真感光体の一例である積層型電子写真感光体の部分断面図である。 本発明の第3実施形態に係る電子写真感光体の一例である積層型電子写真感光体の部分断面図である。 本発明の第3実施形態に係る電子写真感光体の一例である積層型電子写真感光体の部分断面図である。 本発明の第4実施形態に係る画像形成装置の一例を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明は実施形態に何ら限定さず、本発明の目的の範囲内で適宜変更を加えて実施できる。また、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の要旨は限定されない。本発明の実施形態において説明する各材料は、特記なき限り、1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、一般式の説明において使用される「各々独立に」とは、「各々同一に又は異なって」いることを意味する。また、化合物名の後に「系」を付けて、化合物及びその誘導体を包括的に総称する場合がある。また、化合物名の後に「系」を付けて重合体名を表す場合には、重合体の繰り返し単位が化合物又はその誘導体に由来することを意味する。
まず、本明細書で用いられる置換基について説明する。ハロゲン原子(ハロゲン基)としては、例えば、フッ素原子(フルオロ基)、塩素原子(クロロ基)、臭素原子(ブロモ基)、及びヨウ素原子(ヨード基)が挙げられる。
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6以下のアルキル基、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、炭素原子数2以上4以下のアルキル基、炭素原子数1以上3以下のアルキル基、炭素原子数5のアルキル基、及び炭素原子数4のアルキル基は、各々、特記なき限り、直鎖状又は分枝鎖状で非置換である。炭素原子数1以上8以下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、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1-エチルプロピル基、2-エチルプロピル基、1,1-ジメチルプロピル基、1,2-ジメチルプロピル基、2,2-ジメチルプロピル基、n-ヘキシル基、1-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、4-メチルペンチル基、1,1-ジメチルブチル基、1,2-ジメチルブチル基、1,3-ジメチルブチル基、2,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、1,1,2-トリメチルプロピル基、1,2,2-トリメチルプロピル基、1-エチルブチル基、2-エチルブチル基及び3-エチルブチル基、直鎖状及び分枝鎖状のヘプチル基、並びに直鎖状及び分枝鎖状のオクチル基が挙げられる。炭素原子数1以上6以下のアルキル基、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、炭素原子数2以上4以下のアルキル基、炭素原子数1以上3以下のアルキル基、炭素原子数5のアルキル基、及び炭素原子数4のアルキル基の例は、各々、炭素原子数1以上8以下のアルキル基の例として述べた基のうち、該当する炭素原子数を有する基である。
炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、及び炭素原子数1以上3以下のアルコキシ基は、各々、特記なき限り、直鎖状又は分枝鎖状で非置換である。炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基としては、例えば、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、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、n-ペントキシ基、1-メチルブトキシ基、2-メチルブトキシ基、3-メチルブトキシ基、1-エチルプロポキシ基、2-エチルプロポキシ基、1,1-ジメチルプロポキシ基、1,2-ジメチルプロポキシ基、2,2-ジメチルプロポキシ基、n-ヘキシルオキシ基、1-メチルペンチルオキシ基、2-メチルペンチルオキシ基、3-メチルペンチルオキシ基、4-メチルペンチルオキシ基、1,1-ジメチルブトキシ基、1,2-ジメチルブトキシ基、1,3-ジメチルブトキシ基、2,2-ジメチルブトキシ基、2,3-ジメチルブトキシ基、3,3-ジメチルブトキシ基、1,1,2-トリメチルプロポキシ基、1,2,2-トリメチルプロポキシ基、1-エチルブトキシ基、2-エチルブトキシ基、3-エチルブトキシ基、直鎖状及び分枝鎖状のヘプチルオキシ基、並びに直鎖状及び分枝鎖状のオクチルオキシ基が挙げられる。炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、及び炭素原子数1以上3以下のアルコキシ基の例は、炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基の例として述べた基のうち、該当する炭素原子数を有する基である。
炭素原子数6以上14以下のアリール基、及び炭素原子数6以上10以下のアリール基は、各々、特記なき限り、非置換である。炭素原子数6以上14以下のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、インダセニル基、ビフェニレニル基、アセナフチレニル基、アントリル基、及びフェナントリル基が挙げられる。炭素原子数6以上10以下のアリール基としては、例えば、フェニル基、及びナフチル基が挙げられる。以上、本明細書で用いられる置換基について説明した。
<第1実施形態:下引き層>
本発明の第1実施形態は、下引き層に関する。第1実施形態に係る下引き層は、金属粒子と、ポリアミド樹脂とを含有する。
(金属粒子)
以下、図1及び図2を参照して、下引き層に含有される金属粒子21の構造について説明する。図1に示す金属粒子21は、コア22と、コート層23とを有する。コート層23は、コア22の表面の少なくとも一部を覆う。コア22は、例えば、粒子状である。図1に示すように、コート層23は、コア22の表面の全体に備えられてもよい。即ち、コート層23は、コア22の表面全体を覆っていてもよい。また、図2に示すように、コート層23は、コア22の表面の一部に備えられてもよい。即ち、コート層23は、コア22の表面の一部を覆っていてもよい。以上、図1及び図2を参照して、下引き層に含有される金属粒子21の構造について説明した。
金属粒子のコアは、酸化チタンを含有する。金属粒子のコアが酸化チタンを含有することで、下引き層が電子写真感光体(以下、感光体と記載することがある)に備えられた場合に、感光体の耐圧性を向上できる。ここで、感光体の耐圧性は、感光体に高い電圧を印加した場合であっても感光体にリークが発生し難い特性である。金属粒子のコアが酸化チタンを含有することで、金属粒子を含有する下引き層の体積抵抗率が高まり、下引き層内を電荷が流れ難くなる。感光体の感光層と導電性基体との間に下引き層が備えられる場合、下引き層の体積抵抗率が高い程、下引き層を通じて感光層から導電性基体に、一気に電荷が流れ込み難くなる。その結果、感光体に高い電圧を印加した場合であっても感光体にリークが発生し難くなり、感光体の耐圧性が向上する。
金属粒子のコート層は、酸化チタンと異なる金属酸化物を少なくとも含有する。以下、「コート層に含有される酸化チタンと異なる金属酸化物」を、コート層用金属酸化物と記載することがある。コート層用金属酸化物は、金属粒子の最表面に位置する(存在する)。コート層は、例えば、金属粒子の最表面層である。コート層用金属酸化物が金属粒子の最表面に位置することで、感光体が下引き層に備えられる場合に、湿度によって感光体の感度特性が変動し難くなる。
コート層は、層状のコート層用金属酸化物で構成されてもよい。また、コート層は、粉状のコート層用金属酸化物の集合体によって構成されてもよい。
湿度による感光体の感度特性の変動を抑制するために、コート層用金属酸化物は、アルミナ又はジルコニアであることが好ましく、アルミナであることがより好ましい。また、コート層は、コート層用金属酸化物に加えて、シリカを更に含有することが好ましい。
湿度による感光体の感度特性の変動を抑制するために、コート層は、シロキサン結合を有するポリマー(より具体的には、シリコーンオイル、シリコーン樹脂、及びメチルハイドロジェンポリシロキサン等)を含有しないことが好ましい。
感光体の耐圧性を向上させ、湿度による感光体の感度特性の変動を抑制するために、金属粒子の含有量は、1.0質量部のポリアミド樹脂に対して、2.0質量部以上であることが好ましく、2.5質量部以上であることがより好ましい。湿度による感光体の感度特性の変動を抑制するために、金属粒子の含有量は、1.0質量部のポリアミド樹脂に対して、10.0質量部以下であることが好ましく、5.0質量部以下であることがより好ましく、3.0質量部以下であることが更に好ましい。
下引き層の体積抵抗率は、1.0×1010Ω・cm以上であることが好ましく、3.0×1010Ω・cm以上であることがより好ましい。感光体の感光層と導電性基体との間に下引き層が備えられる場合、下引き層の体積抵抗率が1.0×1010Ω・cm以上であると、下引き層を通じて感光層から導電性基体に、一気に電荷が流れ込み難くなる。その結果、感光体に高い電圧を印加した場合であっても感光体にリークが発生し難くなり、感光体の耐圧性が向上する。下引き層の体積抵抗率の上限は特に限定されないが、下引き層の体積抵抗率は例えば1.0×1012Ω・cm以下である。下引き層の体積抵抗率は、実施例に記載の方法により測定される。
(ポリアミド樹脂)
下引き層に含有されるポリアミド樹脂は、アミド結合と、アルキレン基とを有する。赤外分光法により測定される、アミド結合に由来する第1ピークの第1吸光度(A1)に対する、アルキレン基に由来する第2ピークの第2吸光度(A2)の吸光度比率(A2/A1)は、0.70以上である。第1ピークは、波数1620cm-1以上1680cm-1以下の範囲における最大ピークである。第2ピークは、波数2900cm-1以上2970cm-1以下の範囲における最大ピークである。
下引き層に含有されるポリアミド樹脂の吸光度比率(A2/A1)が0.70以上であることで、下引き層が感光体に備えられた場合に、湿度による感光体の感度特性の変動を抑制できる。一般的に、湿度が低くなるほど、下引き層が乾燥して下引き層の抵抗が高くなり、感光体が帯電しやすくなる傾向がある。このため、湿度が変動すると、感光体の感度特性も変動する傾向がある。ここで、アミド結合(-CO-N<)は、親水性を有する。アルキレン基(-CH2-)のような長鎖脂肪族基は、疎水性を有する。アミド結合に由来する第1ピークの第1吸光度(A1)に対する、アルキレン基に由来する第2ピークの第2吸光度(A2)の吸光度比率(A2/A1)が0.70以上であると、ポリアミド樹脂が有する疎水性のアルキレン基が適度に多くなり、ポリアミド樹脂に適度な疎水性が付与される。このようなポリアミド樹脂を含有する下引き層は、高湿環境下においても吸湿し難く、湿度による下引き層の抵抗の変動が少ない。その結果、このような下引き層が感光体に備えられた場合に、湿度による感光体の感度特性の変動を抑制できる。
湿度による感光体の感度特性の変動を抑制するために、ポリアミド樹脂の吸光度比率(A2/A1)は、0.75以上であることが好ましく、0.80以上であることがより好ましく、1.00以上であることが更に好ましく、1.30以上であることが一層好ましい。ポリアミド樹脂の吸光度比率(A2/A1)の上限は特に限定されないが、ポリアミド樹脂の吸光度比率(A2/A1)は例えば2.00以下である。
ポリアミド樹脂の吸光度比率(A2/A1)は、フーリエ変換赤外分光光度計を用いて、KBr(臭化カリウム)錠剤法により、測定される。第1ピークは、例えば、波数1640cm-1のピークである。第2ピークは、例えば、波数2920cm-1のピークである。ポリアミド樹脂の吸光度比率(A2/A1)の測定方法の詳細は、実施例で後述する。
湿度による感光体の感度特性の変動を抑制するために、ポリアミド樹脂の吸水率は、3.0質量%以下であることが好ましく、2.0質量%以下であることがより好ましく、1.0質量%以下であることが更に好ましい。ポリアミド樹脂の吸水率は、例えば0.0質量%以上である。ポリアミド樹脂の吸水率は、実施例に記載の方法により測定される。
湿度による感光体の感度特性の変動を抑制するために、温度32.5℃且つ相対湿度80%の第1環境(以下、HH環境と記載することがある)下において下引き層に+10μAの電流を流したときの下引き層の第1帯電電位CHHと、温度10.0℃且つ相対湿度15%の第2環境(以下、LL環境と記載することがある)下において下引き層に+10μAの電流を流したときの下引き層の第2帯電電位CLLとが、下記式(1)を満たすことが好ましい。なお、相対湿度の単位である%は、%RHと呼ばれることもある。
|CHH-CLL|≦10V ・・・(1)
式(1)中の|CHH-CLL|は、式「CHH-CLL」から算出される値の絶対値を意味する。以下、式(1)中の|CHH-CLL|から算出される値を、帯電電位差と記載することがある。第1帯電電位CHH、及び第2帯電電位CLLは、例えば、何れも正の値である。
湿度による感光体の感度特性の変動を抑制するために、下引き層の帯電電位差は、7V以下であることが好ましく、5V以下であることがより好ましい。下引き層の帯電電位差は、例えば0V以上である。下引き層の帯電電位差は、実施例に記載の方法により測定される。
なお、下引き層は、ポリアミド樹脂に加えて、これ以外の樹脂を更に含有してもよい。また、下引き層は、上記金属粒子に加えて、これ以外の無機粒子(例えば、アルミニウム粒子、鉄粒子、銅粒子、酸化スズ粒子、又は酸化亜鉛粒子)を更に含有してもよい。また、下引き層は、金属粒子及びポリアミド樹脂のみを含有してもよく、添加剤を更に含有してもよい。
<第2実施形態:下引き層の製造方法>
本発明の第2実施形態は、下引き層の製造方法に関する。第2実施形態に係る下引き層の製造方法は、下引き層形成工程を含む。下引き層形成工程において、塗布液(以下、下引き層用塗布液と記載することがある)を、被塗布体に塗布して乾燥させることにより、第1実施形態に係る下引き層を形成する。被塗布体は、例えば、第3実施形態で後述する導電性基体である。塗布液は、第1実施形態で述べた金属粒子と、第1実施形態で述べたポリアミド樹脂と、溶剤とを含有する。
下引き層用塗布液に含有される溶剤は、メタノールと、ブタノールと、トルエンとを含有する。溶剤の質量に対する、メタノールの質量の百分率MMと、ブタノールの質量の百分率MBと、トルエンの質量の百分率MTとが、下記式(2)、(3)、(4)、及び(5)を満たす。このような溶剤を使用することで、ポリアミド樹脂に金属粒子が好適に分散した下引き層を製造でき、感光体に下引き層が備えられた場合に、感光体の耐圧性を向上させ、湿度による感光体の感度特性の変動を抑制できる。
M+MB+MT=100 ・・・(2)
30≦MM≦90 ・・・(3)
5≦MB≦50 ・・・(4)
5≦MT≦50 ・・・(5)
下引き層用塗布液は、それぞれ各成分を溶剤に分散させることにより調製される。分散には、例えば、棒状音波発振子、ビーズミル、ロールミル、ボールミル、アトライター、ペイントシェーカー、又は超音波分散器を用いることができる。
下引き層用塗布液を塗布する方法としては、例えば、ディップコート法、スプレーコート法、スピンコート法、及びバーコート法が挙げられる。
下引き層用塗布液に含有される溶剤を乾燥させる方法としては、例えば、加熱、減圧、又は加熱と減圧との併用が挙げられる。より具体的には、高温乾燥機、又は減圧乾燥機を用いて、熱処理(熱風乾燥)する方法が挙げられる。熱処理の温度は、例えば、40℃以上150℃以下である。熱処理の時間は、例えば、3分以上120分以下である。
<第3実施形態:感光体>
本発明の第3実施形態は、感光体に関する。第3実施形態に係る感光体は、導電性基体と、感光層と、第1実施形態で述べた下引き層とを備える。下引き層は、導電性基体と感光層との間に備えられる。感光体が第1実施形態に係る下引き層を備えることから、第1実施形態で述べたのと同じ理由により、第3実施形態に係る感光体は、耐圧性に優れ、湿度による感度特性の変動を抑制できる。
感光体としては、例えば、単層型電子写真感光体(以下、単層型感光体と記載することがある)、及び積層型電子写真感光体(以下、積層型感光体と記載することがある)が挙げられる。
(単層型感光体)
以下、図3及び図4を参照して、単層型感光体1について説明する。図3及び図4は、各々、第3実施形態に係る感光体の一例である単層型感光体1の部分断面図である。
図3に示す単層型感光体1は、例えば、導電性基体2と、単層型感光層3aと、下引き層4とを備える。単層型感光体1に備えられる感光層3は、単層の感光層3である。以下、単層の感光層3を、単層型感光層3aと記載することがある。下引き層4は、導電性基体2と単層型感光層3aとの間に備えられる。下引き層4は、第1実施形態に係る下引き層4である。
図4に示すように、単層型感光体1は、保護層5を更に備えてもよい。保護層5は、単層型感光層3a上に備えられる。図3に示すように、単層型感光層3aが、単層型感光体1の最表面層として備えられてもよい。或いは、図4に示すように、保護層5が、単層型感光体1の最表面層として備えられてもよい。
単層型感光層3aは、例えば、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、電子輸送剤と、バインダー樹脂とを含有する。単層型感光層3aは、必要に応じて、添加剤を更に含有してもよい。単層型感光層3aの厚さは、特に限定されないが、5μm以上100μm以下であることが好ましく、10μm以上50μm以下であることがより好ましい。以上、図3及び図4を参照して、単層型感光体1について説明した。
(積層型感光体)
次に、図5~図7を参照して、積層型感光体10について説明する。図5~図7は、各々、第3実施形態に係る感光体の一例である積層型感光体10の部分断面図である。
図5に示す積層型感光体10は、例えば、導電性基体2と、感光層3と、下引き層4とを備える。感光層3は、電荷発生層3bと、電荷輸送層3cとを含む。電荷発生層3bは、例えば、一層である。電荷輸送層3cは、例えば、一層である。下引き層4は、導電性基体2と感光層3との間に備えられる。下引き層4は、第1実施形態に係る下引き層4である。
図5に示すように、積層型感光体10において、導電性基体2上に下引き層4が備えられ、下引き層4上に電荷発生層3bが備えられ、電荷発生層3b上に電荷輸送層3cが備えられてもよい。或いは、図6に示すように、積層型感光体10において、導電性基体2上に下引き層4が備えられ、下引き層4上に電荷輸送層3cが備えられ、電荷輸送層3c上に電荷発生層3bが備えられてもよい。
図7に示すように、積層型感光体10は、保護層5を更に備えていてもよい。保護層5は、感光層3上に備えられる。図5及び図6に示すように、感光層3(例えば、電荷輸送層3c又は電荷発生層3b)が、積層型感光体10の最表面層として備えられてもよい。或いは、図7に示すように、保護層5が、積層型感光体10の最表面層として備えられてもよい。
電荷発生層3bは、例えば、電荷発生剤、及びベース樹脂を含有する。電荷発生層3bは、必要に応じて、添加剤を更に含有してもよい。電荷発生層3bの厚さは、特に限定されないが、0.01μm以上5μm以下であることが好ましく、0.1μm以上3μm以下であることがより好ましい。
電荷輸送層3cは、例えば、正孔輸送剤と、バインダー樹脂とを含有する。電荷輸送層3cは、必要に応じて、添加剤を更に含有してもよい。電荷輸送層3cの厚さは、特に限定されないが、2μm以上100μm以下であることが好ましく、5μm以上50μm以下であることがより好ましい。以上、図5~図7を参照して、積層型感光体10について説明した。以下、感光体について更に説明する。
(電荷発生剤)
感光層(詳しくは、電荷発生層、又は単層型感光層)は、例えば、電荷発生剤を含有する。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、トリスアゾ顔料、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、インジゴ顔料、アズレニウム顔料、シアニン顔料、無機光導電材料(例えば、セレン、セレン-テルル、セレン-ヒ素、硫化カドミウム又はアモルファスシリコン)の粉末、ピリリウム顔料、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、及び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、無金属フタロシアニン、及び金属フタロシアニンが挙げられる。金属フタロシアニンとしては、例えば、チタニルフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、及びクロロガリウムフタロシアニンが挙げられる。無金属フタロシアニンは、化学式(CGM-1)で表される。チタニルフタロシアニンは、化学式(CGM-2)で表される。
Figure 0007375633000001
Figure 0007375633000002
フタロシアニン系顔料は、結晶であってもよく、非結晶であってもよい。無金属フタロシアニンの結晶としては、例えば、無金属フタロシアニンのX型結晶(以下、X型無金属フタロシアニンと記載することがある)が挙げられる。チタニルフタロシアニンの結晶としては、例えば、チタニルフタロシアニンのα型、β型、及びY型結晶(以下、それぞれをα型、β型、及びY型チタニルフタロシアニンと記載することがある)が挙げられる。
例えば、デジタル光学式の画像形成装置(例えば、半導体レーザーのような光源を使用した、レーザービームプリンター又はファクシミリ)には、700nm以上の波長領域に感度を有する感光体を用いることが好ましい。700nm以上の波長領域で高い量子収率を有することから、電荷発生剤としては、フタロシアニン系顔料が好ましく、無金属フタロシアニン又はチタニルフタロシアニンがより好ましく、X型無金属フタロシアニン又はY型チタニルフタロシアニンが更に好ましく、Y型チタニルフタロシアニンが特に好ましい。
Y型チタニルフタロシアニンは、CuKα特性X線回折スペクトルにおいて、例えば、ブラッグ角(2θ±0.2°)の27.2°に主ピークを有する。CuKα特性X線回折スペクトルにおける主ピークとは、ブラッグ角(2θ±0.2°)が3°以上40°以下である範囲において、1番目又は2番目に大きな強度を有するピークである。Y型チタニルフタロシアニンは、CuKα特性X線回折スペクトルにおいて、26.2℃にピークを有していない。
CuKα特性X線回折スペクトルは、例えば、次の方法により測定される。まず、試料(チタニルフタロシアニン)をX線回折装置(例えば、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、例えば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。
感光体が単層型感光体である場合、電荷発生剤の含有量は、バインダー樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上50質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以上5質量部以下であることがより好ましい。感光体が積層型感光体である場合、電荷発生剤の含有量は、ベース樹脂100質量部に対して、10質量部以上300質量部以下であることが好ましく、100質量部以上200質量部以下であることがより好ましい。
(バインダー樹脂)
感光層(詳しくは、電荷輸送層、又は単層型感光層)は、例えば、バインダー樹脂を含有する。バインダー樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及び光硬化性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン-ブタジエン共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-マレイン酸共重合体、アクリル酸重合体、スチレン-アクリル酸共重合体、ポリエチレン樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、及びポリエーテル樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、及びメラミン樹脂が挙げられる。光硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ化合物のアクリル酸付加物、及びウレタン化合物のアクリル酸付加物が挙げられる。
バインダー樹脂の粘度平均分子量は、10,000以上であることが好ましく、20,000以上であることがより好ましく、30,000以上であることが更に好ましく、40,000以上であることが特に好ましい。バインダー樹脂の粘度平均分子量が10,000以上であると、バインダー樹脂の耐摩耗性が高まり、感光層の摩耗を抑制できる。一方、バインダー樹脂の粘度平均分子量は、80,000以下であることが好ましく、70,000以下であることがより好ましい。バインダー樹脂の粘度平均分子量が80,000以下であると、バインダー樹脂が感光層形成用の溶剤に溶解し易くなり、感光層の形成が容易となる。
バインダー樹脂としては、ポリアリレート樹脂が好ましい。ポリアリレート樹脂としては、少なくとも1種の一般式(10)で表される繰り返し単位と、少なくとも1種の一般式(11)で表される繰り返し単位とを含むポリアリレート樹脂が好ましい。以下、少なくとも1種の一般式(10)で表される繰り返し単位と、少なくとも1種の一般式(11)で表される繰り返し単位とを含むポリアリレート樹脂を、ポリアリレート樹脂(PA)と記載することがある。また、一般式(10)及び(11)で表される繰り返し単位を、各々、繰り返し単位(10)及び(11)と記載することがある。
Figure 0007375633000003
一般式(10)中、R11及びR12は、各々独立に、水素原子又はメチル基を表す。一般式(10)中、Wは、一般式(W1)、一般式(W2)、又は化学式(W3)で表される二価の基を表す。
Figure 0007375633000004
一般式(W1)中、R13は、水素原子、又は炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表し、R14は、炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表す。一般式(W2)中、tは、1以上3以下の整数を表す。
一般式(11)中、Xは、化学式(X1)、化学式(X2)、又は化学式(X3)で表される二価の基を表す。
Figure 0007375633000005
一般式(W1)中のR13が表わす炭素原子数1以上4以下のアルキル基としては、メチル基が好ましい。一般式(W1)中のR14が表わす炭素原子数1以上4以下のアルキル基としては、炭素原子数2以上4以下のアルキル基が好ましく、エチル基がより好ましい。一般式(W2)中のtは、2を表すことが好ましい。
繰り返し単位(10)の好適な例としては、化学式(10-1)、(10-2)、及び(10-3)で表される繰り返し単位(以下、それぞれを繰り返し単位(10-1)、(10-2)、及び(10-3)と記載することがある)が挙げられる。
Figure 0007375633000006
繰り返し単位(11)の好適な例としては、化学式(11-X1)、(11-X2)、及び(11-X3)で表される繰り返し単位(以下、それぞれを繰り返し単位(11-X1)、(11-X2)、及び(11-X3)と記載することがある)が挙げられる。
Figure 0007375633000007
ポリアリレート樹脂(PA)は、繰り返し単位(11-X1)、及び(11-X3)を含むことが好ましい。この場合、繰り返し単位(11-X1)及び(11-X3)の合計数に対する、繰り返し単位(11-X1)の数の比率(以下、比率pと記載することがある)は、0.10以上0.90以下であることが好ましく、0.20以上0.80以下であることがより好ましく、0.30以上0.70以下であることが更に好ましく、0.40以上0.60以下であることが一層好ましく、0.50であることが特に好ましい。比率pは、例えば、プロトン核磁気共鳴分光計を用いてポリアリレート樹脂(PA)の1H-NMRスペクトルを測定することにより算出される。
ポリアリレート樹脂(PA)は、少なくとも1種の繰り返し単位(10)と、少なくとも2種の繰り返し単位(11)とを含むことが好ましい。ポリアリレート樹脂(PA)は、1種の繰り返し単位(10)と、2種の繰り返し単位(11)とを含むことがより好ましい。ポリアリレート樹脂(PA)は、下記化学式で示すように、繰り返し単位(10-2)、(11-X1)、及び(11-X3)を含むことが更に好ましい。以下、繰り返し単位(10-2)、(11-X1)、及び(11-X3)を含むポリアリレート樹脂を、第1ポリアリレート樹脂と記載することがある。
Figure 0007375633000008
ポリアリレート樹脂(PA)は、下記化学式(R-1)で表されるポリアリレート樹脂(以下、ポリアリレート樹脂(R-1)と記載することがある)であることが特に好ましい。化学式(R-1)において、繰り返し単位の右下に付された数字は、ポリアリレート樹脂(R-1)が有する繰り返し単位の総数に対する、該当する繰り返し単位の数の百分率(単位:mol%)を示す。
Figure 0007375633000009
ポリアリレート樹脂(PA)において、芳香族ジオール由来の繰り返し単位(10)と、芳香族ジカルボン酸由来の繰り返し単位(11)とは、隣接して互いに結合している。ポリアリレート樹脂(PA)が共重合体である場合、ポリアリレート樹脂(PA)は、ランダム共重合体、交互共重合体、周期的共重合体、及びブロック共重合体の何れであってもよい。また、ポリアリレート樹脂(PA)は、繰り返し単位として、繰り返し単位(10)及び(11)のみを含んでいてもよい。或いは、ポリアリレート樹脂(PA)は、繰り返し単位(10)及び(11)に加えて、繰り返し単位(10)及び(11)以外の繰り返し単位を更に含んでいてもよい。また、感光層は、バインダー樹脂として、ポリアリレート樹脂(PA)のみを含有してもよく、ポリアリレート樹脂(PA)に加えてそれ以外のバインダー樹脂を更に含有してもよい。
ポリアリレート樹脂(PA)の製造方法は、特に限定されない。ポリアリレート樹脂(PA)の製造方法として、例えば、繰り返し単位(10)を形成するための芳香族ジオールと、繰り返し単位(11)を形成するための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。縮重合させる方法としては、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。
繰り返し単位(10)を形成するための芳香族ジオールは、一般式(BP-10)で表される化合物(以下、化合物(BP-10)と記載することがある)である。繰り返し単位(11)を形成するための芳香族ジカルボン酸は、一般式(DC-11)で表される化合物(以下、化合物(DC-11)と記載することがある)である。一般式(BP-10)及び(DC-11)中のR11、R12、W、及びXは、各々、一般式(10)及び(11)中のR11、R12、W、及びXと同義である。
Figure 0007375633000010
(ベース樹脂)
感光層(詳しくは、電荷発生層)は、例えば、ベース樹脂を含有する。ベース樹脂の例は、既に述べたバインダー樹脂の例と同じである。電荷発生層及び電荷輸送層を良好に形成するために、電荷発生層に含有されるベース樹脂は、電荷輸送層に含有されるバインダー樹脂と異なることが好ましい。
(電子輸送剤)
感光層(詳しくは、単層型感光層)は、例えば、電子輸送剤を含有する。電子輸送剤としては、例えば、キノン系化合物、ジイミド系化合物、ヒドラゾン系化合物、マロノニトリル系化合物、チオピラン系化合物、トリニトロチオキサントン系化合物、3,4,5,7-テトラニトロ-9-フルオレノン系化合物、ジニトロアントラセン系化合物、ジニトロアクリジン系化合物、テトラシアノエチレン、2,4,8-トリニトロチオキサントン、ジニトロベンゼン、ジニトロアクリジン、無水コハク酸、無水マレイン酸、及びジブロモ無水マレイン酸が挙げられる。キノン系化合物としては、例えば、ジフェノキノン系化合物、アゾキノン系化合物、アントラキノン系化合物、ナフトキノン系化合物、ニトロアントラキノン系化合物、及びジニトロアントラキノン系化合物が挙げられる。
電子輸送剤の好適な例としては、一般式(20)、(21)、(22)、及び(23)で表される化合物(以下、それぞれを、電子輸送剤(20)、(21)、(22)、及び(23)と記載することがある)が挙げられる。
Figure 0007375633000011
一般式(20)中、Q1及びQ2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、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す。Q3及びQ4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す。r及びsは、各々独立に、0以上4以下の整数を表す。
一般式(20)中、rが2以上4以下の整数を表す場合、複数のQ3は互いに同一の基を表してもよく、異なる基を表してもよい。sが2以上4以下の整数を表す場合、複数のQ4は互いに同一の基を表してもよく、異なる基を表してもよい。
一般式(20)中、Q1及びQ2は、各々独立に、炭素原子数1以上8以下のアルキル基を表すことが好ましく、炭素原子数1以上6以下のアルキル基を表すことがより好ましく、炭素原子数5のアルキル基を表すことが更に好ましく、1,1-ジメチルプロピル基を表すことが特に好ましい。r及びsは、各々、0を表すことが好ましい。
一般式(21)中、Q5及びQ6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、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す。Q7は、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す。uは、0以上4以下の整数を表す。
一般式(21)中、uが2以上4以下の整数を表す場合、複数のQ7は互いに同一の基を表してもよく、異なる基を表してもよい。
一般式(21)中、Q5及びQ6は、各々独立に、炭素原子数1以上8以下のアルキル基を表すことが好ましく、炭素原子数1以上6以下のアルキル基を表すことがより好ましく、炭素原子数4のアルキル基を表すことが更に好ましく、tert-ブチル基を表すことが特に好ましい。uは、0を表すことが好ましい。
一般式(22)中、Q8及びQ9は、各々独立に、水素原子、又は炭素原子数1以上6以下のアルキル基を表す。Q10は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数6以上14以下のアリール基を表す。
一般式(22)中、Q8及びQ9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すことが好ましく、炭素原子数4のアルキル基を表すことがより好ましく、tert-ブチル基を表すことが特に好ましい。Q10は、ハロゲン原子で置換された炭素原子数6以上14以下のアリール基を表すことが好ましく、ハロゲン原子で置換されたフェニル基を表すことがより好ましく、クロロフェニル基を表すことが更に好ましく、4-クロロフェニル基を表すことが特に好ましい。
一般式(23)中、Q11、Q12、Q13、Q14、Q15、及びQ16は、各々独立に、水素原子、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、又は炭素原子数6以上14以下のアリール基を表す。Y1は酸素原子、硫黄原子又は=C(CN)2を表し、Y2は酸素原子又は硫黄原子を表す。
11、Q12、Q13、Q14、Q15、及びQ16が表す炭素原子数1以上6以下のアルキル基としては、炭素原子数1以上4以下のアルキル基が好ましく、炭素原子数4のアルキル基がより好ましく、tert-ブチル基が更に好ましい。Q11、Q12、Q13、Q14、Q15、及びQ16が表す炭素原子数6以上14以下のアリール基としては、炭素原子数6以上10以下のアリール基が好ましく、フェニル基がより好ましい。Y1は酸素原子を表すことが好ましい。Y2は酸素原子を表すことが好ましい。
電子輸送剤(20)としては、化学式(E-1)で表される化合物が好ましい。電子輸送剤(21)としては、化学式(E-3)で表される化合物が好ましい。電子輸送剤(22)としては、化学式(E-2)で表される化合物が好ましい。電子輸送剤(23)としては、化学式(E-4)で表される化合物が好ましい。以下、化学式(E-1)~(E-4)で表される化合物を、各々、電子輸送剤(E-1)~(E-4)と記載することがある。
Figure 0007375633000012
電子輸送剤の含有量は、バインダー樹脂100質量部に対して、5質量部以上150質量部以下であることが好ましく、10質量部以上100質量部以下であることが好ましく、40質量部以上60質量部以下であることがより好ましい。
(正孔輸送剤)
感光層(詳しくは、電荷輸送層、又は単層型感光層)は、例えば、正孔輸送剤を含有する。正孔輸送剤としては、例えば、トリフェニルアミン誘導体、ジアミン誘導体(例えば、N,N,N’,N’-テトラフェニルベンジジン誘導体、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、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、及びジ(アミノフェニルエテニル)ベンゼン誘導体)、オキサジアゾール系化合物(例えば、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)、スチリル系化合物(例えば、9-(4-ジエチルアミノスチリル)アントラセン)、カルバゾール系化合物(例えば、ポリビニルカルバゾール)、有機ポリシラン化合物、ピラゾリン系化合物(例えば、1-フェニル-3-(p-ジメチルアミノフェニル)ピラゾリン)、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、及びトリアゾール系化合物が挙げられる。
正孔輸送剤の好適な例としては、一般式(30)、(31)、及び(32)で表される化合物(以下、それぞれを、正孔輸送剤(30)、(31)、及び(32)と記載することがある)が挙げられる。
Figure 0007375633000013
一般式(30)中、R1及びR2は、各々独立に、水素原子、メチル基、又はエチル基を表し、且つR1が表わす基の炭素原子数とR2が表わす基の炭素原子数との和は2である。R3及びR4は、各々独立に、水素原子、メチル基、又はエチル基を表し、且つR3が表わす基の炭素原子数とR4が表わす基の炭素原子数との和は2である。
一般式(31)中、R32及びR33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、又はフェニル基を表し、R34、R35、R46、及びR47は、各々独立に、炭素原子数1以上8以下のアルキル基又はフェニル基を表し、R36~R45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、又はフェニル基を表し、p及びqは、各々独立に、0又は1を表し、h及びiは、各々独立に、0以上5以下の整数を表し、j及びkは、各々独立に、0以上4以下の整数を表す。
一般式(31)中、hが2以上5以下の整数を表すとき、複数のR34は、互いに同一の基を表してもよく、異なる基を表してもよい。iが2以上5以下の整数を表すとき、複数のR35は、互いに同一の基を表してもよく、異なる基を表してもよい。jが2以上4以下の整数を表すとき、複数のR46は、互いに同一の基を表してもよく、異なる基を表してもよい。kが2以上4以下の整数を表すとき、複数のR47は、互いに同一の基を表してもよく、異なる基を表してもよい。
一般式(31)中、R32及びR33は、各々、水素原子を表すことが好ましい。R36~R45は、各々独立に、水素原子、又は炭素原子数1以上8以下のアルキル基を表すことが好ましい。R36~R45が表わす炭素原子数1以上8以下のアルキル基としては、炭素原子数1以上6以下のアルキル基が好ましく、炭素原子数1以上3以下のアルキル基がより好ましく、メチル基又はエチル基が更に好ましい。h及びiは、各々、0を表すことが好ましい。j及びkは、各々、0を表すことが好ましい。
一般式(32)中、R23及びR24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、又は炭素原子数1以上8以下のアルキル基で置換されてもよいフェニル基を表す。R25及びR26は、各々独立に、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す。R27、R28、R29、R30、及びR31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す。R27、R28、R29、R30、及びR31のうちの隣接した2つが互いに結合して環を表してもよい。d及びeは、各々独立に、0以上5以下の整数を表す。f及びgは、各々独立に、1又は2を表す。
一般式(32)中、dが2以上5以下の整数を表すとき、複数のR25は、互いに同一の基を表してもよく、異なる基を表してもよい。eが2以上5以下の整数を表すとき、複数のR26は、互いに同一の基を表してもよく、異なる基を表してもよい。R27、R28、R29、R30、及びR31のうちの隣接した2つが互いに結合して環が形成される場合、この環と、R27、R28、R29、R30、及びR31が結合するフェニル基とが縮合して、二環縮合環基が形成される。この場合、環とフェニル基との縮合部位は、二重結合を含んでもよい。
一般式(32)中、R23及びR24は、各々、水素原子を表すことが好ましい。R27、R28、R29、R30、及びR31は、各々独立に、水素原子、又は炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基を表すことが好ましい。R27、R28、R29、R30、及びR31が表わす炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基としては、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基が好ましく、炭素原子数1以上3以下のアルコキシ基がより好ましく、エトキシ基が更に好ましい。d及びeは、各々、0を表すことが好ましい。
正孔輸送剤(30)としては、化学式(H-1)で表される化合物が好ましい。正孔輸送剤(31)としては、化学式(H-2)及び(H-3)で表される化合物が好ましい。正孔輸送剤(32)としては、化学式(H-4)で表される化合物が好ましい。以下、化学式(H-1)~(H-4)で表される化合物を、各々、正孔輸送剤(H-1)~(H-4)と記載することがある。
Figure 0007375633000014
感光体が単層型感光体である場合も、感光体が積層型感光体である場合も、正孔輸送剤の含有量は、バインダー樹脂100質量部に対して、10質量部以上200質量部以下であることが好ましく、50質量部以上150質量部以下であることがより好ましい。
(添加剤)
感光層(詳しくは、電荷発生層、電荷輸送層、又は単層型感光層)は、必要に応じて、添加剤を含有してもよい。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、1重項消光剤、紫外線吸収剤、軟化剤、表面改質剤、増量剤、増粘剤、分散安定剤、ワックス、ドナー、界面活性剤、可塑剤、増感剤、電子アクセプター化合物、及びレベリング剤が挙げられる。
(材料の組み合わせ)
感光体が単層型感光層である場合、感光体の耐圧性を向上させ、湿度による感光体の感度特性の変動を抑制するために、下引き層が含有するポリアミド樹脂及び金属粒子、並びに単層型感光層が含有する正孔輸送剤、電子輸送剤、及びポリアリレート樹脂が、表1に示す組み合わせNo.S1~S16の各々であることが好ましい。同じ理由から、下引き層が含有するポリアミド樹脂及び金属粒子、並びに単層型感光層が含有する正孔輸送剤、電子輸送剤、及びポリアリレート樹脂が、表1に示す組み合わせNo.S1~S16の各々であり、下引き層が含有する金属粒子のコート層がシリカを更に含有していることが好ましい。同じ理由から、下引き層が含有するポリアミド樹脂及び金属粒子、並びに単層型感光層が含有する正孔輸送剤、電子輸送剤、及びポリアリレート樹脂が、表1に示す組み合わせNo.S1~S16の各々であり、電荷発生剤がY型チタニルフタロシアニンであることが好ましい。
Figure 0007375633000015
感光体が積層型感光層である場合、感光体の耐圧性を向上させ、湿度による感光体の感度特性の変動を抑制するために、下引き層が含有するポリアミド樹脂及び金属粒子、並びに電荷輸送層が含有する正孔輸送剤及びポリアリレート樹脂が、表2に示す組み合わせNo.M1~M16の各々であることが好ましい。同じ理由から、下引き層が含有するポリアミド樹脂及び金属粒子、並びに電荷輸送層が含有する正孔輸送剤及びポリアリレート樹脂が、表2に示す組み合わせNo.M1~M16の各々であり、下引き層が含有する金属粒子のコート層がシリカを更に含有していることが好ましい。同じ理由から、下引き層が含有するポリアミド樹脂及び金属粒子、並びに電荷輸送層が含有する正孔輸送剤及びポリアリレート樹脂が、表2に示す組み合わせNo.M1~M16の各々であり、電荷輸送層がヒンダードフェノール酸化防止剤を更に含有することが好ましい。同じ理由から、下引き層が含有するポリアミド樹脂及び金属粒子、並びに電荷輸送層が含有する正孔輸送剤及びポリアリレート樹脂が、表2に示す組み合わせNo.M1~M16の各々であり、電荷発生層が含有する電荷発生剤がY型チタニルフタロシアニンであることが好ましい。
Figure 0007375633000016
上記表1及び表2中の用語の意味は、次のとおりである。「No.」は組み合わせNo.を示す。「HTM」は正孔輸送剤を示す。「ETM」は電子輸送剤を示す。「0.70-1.00」は0.70以上1.00未満を示す。「1.00-2.00」は1.00以上2.00以下を示す。「TiO2」は酸化チタンを示す。
(導電性基体)
導電性基体は、感光体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。導電性基体は、少なくとも表面部が導電性を有する材料で構成されていればよい。導電性基体の一例としては、導電性を有する材料で構成される導電性基体が挙げられる。導電性基体の別の例としては、導電性を有する材料で被覆される導電性基体が挙げられる。導電性を有する材料としては、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、インジウム、ステンレス鋼、及び真鍮が挙げられる。これらの導電性を有する材料を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて(例えば、合金として)用いてもよい。これらの導電性を有する材料のなかでも、感光層から導電性基体への電荷の移動が良好であることから、アルミニウム及びアルミニウム合金が好ましい。
導電性基体の形状は、画像形成装置の構造に合わせて適宜選択される。導電性基体の形状としては、例えば、シート状及びドラム状が挙げられる。また、導電性基体の厚さは、導電性基体の形状に応じて適宜選択される。
(感光体の製造方法)
感光体の製造方法は、導電性基体上に下引き層を形成する下引き層形成工程と、下引き層上に感光層を形成する感光層形成工程とを含む。
下引き層形成工程は、第2実施形態で述べたとおりである。第2実施形態で述べた被塗布体は、第3実施形態において導電性基体に相当する。
次に、感光層形成工程について説明する。感光体が単層型感光体である場合、感光層形成工程は、単層型感光層形成工程である。単層型感光層形成工程において、単層型感光層を形成するための塗布液(以下、単層型感光層用塗布液と記載することがある)を調製する。単層型感光層用塗布液を下引き層上に塗布する。次いで、塗布した単層型感光層用塗布液に含有される溶剤を乾燥させて、単層型感光層を形成する。単層型感光層用塗布液は、例えば、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、電子輸送剤と、バインダー樹脂と、溶剤とを含有する。単層型感光層用塗布液は、必要に応じて、添加剤を更に含有してもよい。
感光体が積層型感光体である場合、感光層形成工程は、電荷発生層形成工程と、電荷輸送層形成工程とを含む。電荷発生層形成工程において、電荷発生層を形成するための塗布液(以下、電荷発生層用塗布液と記載することがある)を調製する。電荷発生層用塗布液を下引き層上に塗布する。次いで、塗布した電荷発生層用塗布液に含有される溶剤を乾燥させて、電荷発生層を形成する。電荷発生層用塗布液は、例えば、電荷発生剤と、ベース樹脂と、溶剤とを含有する。電荷発生層用塗布液は、必要に応じて、添加剤を更に含有してもよい。
電荷輸送層形成工程において、電荷輸送層を形成するための塗布液(以下、電荷輸送層用塗布液と記載することがある)を調製する。電荷輸送層用塗布液を電荷発生層上に塗布する。次いで、塗布した電荷輸送層用塗布液に含有される溶剤を乾燥させて、電荷輸送層を形成する。電荷輸送層用塗布液は、正孔輸送剤と、バインダー樹脂と、溶剤とを含む。電荷輸送層用塗布液は、必要に応じて、添加剤を更に含有してもよい。
単層型感光層用塗布液、電荷発生層用塗布液、及び電荷輸送層用塗布液(以下、これらを包括的に感光層用塗布液と記載することがある)に含有される溶剤としては、例えば、アルコール(より具体的には、メタノール、エタノール、イソプロパノール、及びブタノール等)、脂肪族炭化水素(より具体的には、n-ヘキサン、オクタン、及びシクロヘキサン等)、芳香族炭化水素(より具体的には、ベンゼン、トルエン、及びキシレン等)、ハロゲン化炭化水素(より具体的には、ジクロロメタン、ジクロロエタン、四塩化炭素、及びクロロベンゼン等)、エーテル(より具体的には、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、及びジエチレングリコールジメチルエーテル等)、ケトン(より具体的には、アセトン、メチルエチルケトン、及びシクロヘキサノン等)、エステル(より具体的には、酢酸エチル、及び酢酸メチル等)、ジメチルホルムアルデヒド、ジメチルホルムアミド、及びジメチルスルホキシドが挙げられる。
感光層用塗布液の分散方法、塗布する方法は、及び乾燥させる方法の好適な例は、各々、第2実施形態で述べた下引き層用塗布液の分散方法、塗布する方法は、及び乾燥させる方法の好適な例と同じである。
<第4実施形態:画像形成装置>
本発明の第4実施形態は、画像形成装置に関する。以下、図8を参照しながら、第4実施形態に係る画像形成装置の一例について説明する。
図8に示す画像形成装置110は、画像形成ユニット40a、40b、40c、及び40dと、転写ベルト50と、定着装置52とを備える。以下、区別する必要がない場合には、画像形成ユニット40a、40b、40c、及び40dの各々を、画像形成ユニット40と記載する。
画像形成ユニット40は、感光体に相当する像担持体100と、帯電装置42と、露光装置44と、現像装置46と、転写装置48と、クリーニング装置54とを備える。画像形成ユニット40の中央位置に、像担持体100が設けられる。像担持体100は、図8中の矢符方向(反時計回り方向)に回転可能に設けられる。像担持体100の周囲には、像担持体100の回転方向の上流側から記載された順に、帯電装置42と、露光装置44と、現像装置46と、転写装置48と、クリーニング装置54とが設けられる。画像形成ユニット40a~40dの各々によって、転写ベルト50上の記録媒体Pに、複数色(例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの4色)のトナー像が順に重ねられる。
像担持体100は、第3実施形態で述べた感光体(より具体的には、単層型感光体1、又は積層型感光体10)に相当する。第3実施形態で述べたように、感光体は、導電性基体2と、電荷発生剤を含有する感光層3と、第1実施形態に係る下引き層4とを備える。下引き層4は、導電性基体2と感光層3との間に備えられる。第4実施形態に係る画像形成装置110が、第1実施形態に係る下引き層4を備える感光体を備えることから、第1実施形態で述べたのと同じ理由により、第4実施形態に係る画像形成装置110は、耐圧性に優れ、湿度による感度特性の変動を抑制できる。
帯電装置42は、像担持体100の表面(例えば、周面)を帯電させる。帯電装置42は、例えば、帯電ローラーである。像担持体100が単層型感光体1である場合、帯電装置42は、像担持体100の表面を正に帯電させる。像担持体100が積層型感光体10である場合、帯電装置42は、像担持体100の表面を負に帯電させる。
露光装置44は、帯電された像担持体100の表面を露光する。これにより、像担持体100の表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、画像形成装置110に入力された画像データに基づいて形成される。
現像装置46は、像担持体100の表面にトナーを供給し、静電潜像をトナー像として現像する。現像装置46は、像担持体100の表面と接触しながら静電潜像をトナー像として現像する。即ち、現像装置46は、像担持体100の表面と接触している。画像形成装置110は、接触現像方式を採用している。現像装置46は、例えば、現像ローラーである。現像剤が一成分現像剤である場合、現像装置46は、像担持体100に形成された静電潜像に一成分現像剤であるトナーを供給する。現像剤が二成分現像剤である場合、現像装置46は、像担持体100に形成された静電潜像に、二成分現像剤に含有されるトナーとキャリアとのうち、トナーを供給する。像担持体100は、供給されたトナーにより構成されるトナー像を担持する。
転写ベルト50は、像担持体100と転写装置48との間に記録媒体Pを搬送する。転写ベルト50は、無端状のベルトである。転写ベルト50は、図8中の矢符方向(時計回り方向)に回転可能に設けられる。
転写装置48は、現像装置46によって現像されたトナー像を、像担持体100から、被転写体である記録媒体Pへ転写する。詳しくは、像担持体100の表面と記録媒体Pとが接触した状態で、転写装置48は、トナー像を像担持体100の表面から記録媒体Pへ転写する。即ち、画像形成装置110は、直接転写方式を採用している。転写装置48は、例えば、転写ローラーである。
クリーニング装置54は、像担持体100の表面に付着しているトナーを回収する。クリーニング装置54は、ハウジング541、及びクリーニングローラー542を備える。なお、クリーニング装置54は、クリーニングブレードを備えていない。クリーニングローラー542は、ハウジング541内に配置される。クリーニングローラー542は、像担持体100の表面に当接するように、配置される。クリーニングローラー542は、像担持体100の表面を研磨して、像担持体100の表面に付着しているトナーをハウジング541内に回収する。
転写装置48によってトナー像が転写された記録媒体Pは、転写ベルト50によって、定着装置52へ搬送される。定着装置52は、例えば、加熱ローラー及び/又は加圧ローラーである。転写装置48によって転写された未定着のトナー像が、定着装置52によって、加熱及び/又は加圧される。トナー像が加熱及び/又は加圧されることにより、記録媒体Pにトナー像が定着する。その結果、記録媒体Pに画像が形成される。
以上、画像形成装置の一例について説明したが、画像形成装置は、上記画像形成装置110に限定されず、例えば以下の点を変更可能である。上記画像形成装置110はカラー画像形成装置であったが、画像形成装置はモノクロ画像形成装置であってもよい。この場合、画像形成装置は、画像形成ユニットを1つだけ備えていればよい。また、上記画像形成装置110はタンデム方式を採用していたが、画像形成装置はロータリー方式を採用してもよい。帯電装置42として帯電ローラーを例に挙げて説明したが、帯電ローラー以外の帯電装置(例えば、帯電ブラシ、スコロトロン帯電器、又はコロトロン帯電器)であってもよい。上記画像形成装置110は接触現像方式を採用していたが、画像形成装置は非接触現像方式を採用してもよい。上記画像形成装置110は直接転写方式を採用していたが、画像形成装置は中間転写方式を採用してもよい。画像形成装置が中間転写方式を採用する場合、被転写体は、中間転写ベルトに相当する。上記クリーニング装置54はクリーニングローラー542を備えクリーニングブレードを備えていなかったが、クリーニングブレードを備えるクリーニング装置、又はクリーニングローラー542とクリーニングブレードとを備えるクリーニング装置であってもよい。上記画像形成ユニット40は除電装置を備えていなかったが、画像形成ユニットは除電装置を更に備えていてもよい。
以下、実施例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は実施例の範囲に何ら限定されない。
[下引き層の製造]
実施例及び比較例に係る下引き層(UCL-1)~(UCL-6)を製造した。下引き層(UCL-1)~(UCL-6)の構成を、表3に示す。
Figure 0007375633000017
表3中の用語の意味は、次のとおりである。「吸光度」欄の「第1」、「第2」、及び「第2/第1」は、各々、第1吸光度、第2吸光度、及び第1吸光度に対する第2吸光度の吸光度比率を示す。「吸水率」は、ポリアミド樹脂の吸水率を示す。「wt%」は、質量%を示す。「体積抵抗率」は、下引き層の体積抵抗率を示す。「.E+08」は×108を示し、「.E+10」は×1010を示し、「.E+11」は×1011を示す。「帯電電位差」は、第1実施形態で述べた式(1)、即ち式「|CHH-CLL|」から算出される値を示す。
表3に記載の金属粒子及びポリアミド樹脂として、以下に示すものを使用した。表3の「金属粒子」の「構成」欄に、金属粒子の最表面に存在する材料を括弧書きで示している。
<金属粒子>
金属粒子(MT-05):テイカ株式会社製「MT-05」(構成:酸化チタンコアと、酸化チタンコアを覆うコート層(アルミナとシリカとにより構成される層)とを有する粒子。金属粒子の最表面に存在する材料:アルミナ及びシリカ。数平均一次粒径:10nm。)
金属粒子(S-1):三菱マテリアル電子化成株式会社製「S-1」(構成:表面処理されていない酸化スズ粒子。)
金属粒子(SMT-A):テイカ株式会社製「SMT-A」(構成:酸化チタンコアと、酸化チタンコアを覆う第1コート層(アルミナとシリカとにより構成される層)と、第1コート層を覆う第2コート層(メチルハイドロジェンポリシロキサンにより構成される層)とを有する粒子。金属粒子の最表面に存在する材料:メチルハイドロジェンポリシロキサン。数平均一次粒径:10nm。)
<ポリアミド樹脂>
ポリアミド樹脂(PA201):株式会社T&K TOKA製「PA201」
ポリアミド樹脂(PA100):株式会社T&K TOKA製「PA100」
ポリアミド樹脂(CM4000):東レ株式会社製「アミラン(登録商標)CM4000」
ポリアミド樹脂(CM8000):東レ株式会社製「アミラン(登録商標)CM8000」
<下引き層(UCL-1)の製造>
金属粒子(MT-05)2.5質量部と、ポリアミド樹脂(PA201)1.0質量部と、溶剤10.0質量部とを、ビーズミルを用いて24時間混合して、下引き層用塗布液を得た。溶剤は、メタノール8.0質量部、ブタノール1.0質量部、及びトルエン1.0質量部を混合した混合溶剤であった。目開き5μmのフィルターを用いて、得られた下引き層用塗布液をろ過した。ディップコート法により、導電性基体(アルミニウム製のドラム状支持体)の表面に、下引き層用塗布液を塗布し、120℃で30分間乾燥させた。このようにして、導電性基体上に、下引き層(UCL-1)を形成した。下引き層(UCL-1)の膜厚は、2μmであった。
<下引き層(UCL-2)~(UCL-4)の製造>
ポリアミド樹脂(PA201)を、表3に示す種類のポリアミド樹脂に変更したこと以外は、下引き層(UCL-1)と同じ方法により、下引き層(UCL-2)~(UCL-4)の各々を製造した。なお、これらの下引き層の製造におけるポリアミド樹脂の添加量は、下引き層(UCL-1)と同じ1.0質量部であった。
<下引き層(UCL-5)~(UCL-6)の製造>
金属粒子(MT-05)を、表3に示す種類の金属粒子に変更したこと以外は、下引き層(UCL-1)と同じ方法により、下引き層(UCL-5)~(UCL-6)の各々を製造した。なお、これらの下引き層の製造における金属粒子の添加量は、下引き層(UCL-1)と同じ2.5質量部であった。
[測定方法]
<ポリアミド樹脂の吸光度の測定>
フーリエ変換赤外分光光度計(PerkinElmer社製「SPECTRUMONE」)を用いて、ATR測定モードにより、温度23℃且つ相対湿度50%の環境下で、ポリアミド樹脂の吸光度を測定した。測定条件は、以下に示す通りであった。
(測定条件)
アタッチメント:ATRアクセサリー(Pike Technology社製「MIRacle(登録商標)」)
光学結晶:Ge
分解能:4cm-1
積算回数:16回
得られた赤外線吸収スペクトルから、アミド基に由来する第1ピークの第1吸光度(A1)、及びアルキレン基に由来する第2ピークの第2吸光度(A2)を読み取った。そして、式「吸光度比率=A2/A1」から、吸光度比率を算出した。各ポリアミド樹脂の第1吸光度(A1)、第2吸光度(A2)、及び吸光度比率(A2/A1)を、上記表3に示す。なお、ポリアミド樹脂(PA201)、(PA100)、(CM4000)、及び(CM8000)の何れの赤外線吸収スペクトルにおいても、第1ピークは1640cm-1に、第2ピークは2920cm-1に確認された。
<ポリアミド樹脂の吸水率の測定>
ポリアミド樹脂の吸水率の測定は、温度23℃且つ相対湿度50%の環境下で行った。30gのイオン交換水を入れた容量70mLの容器に、0.5gのポリアミド樹脂を入れ、イオン交換水に96時間浸漬させた。なお、浸漬中にイオン交換水の攪拌は実施しなかった。96時間浸漬後、イオン交換水からポリアミド樹脂を取り出した。第1不織布及び第2不織布(何れも、クラレクラフレックス株式会社製「製品名:クラクリーン(登録商標)ワイパー SF-20C」、サイズ:200mm×250mm、材質:レーヨンポリエステル)を準備した。水平な台の上に第1不織布を置き、第1不織布上にイオン交換水から取り出した直後のポリアミド樹脂を置き、ポリアミド樹脂の上に第2不織布を置き、第2不織布上に重り(重量:500g、第2不織布との接触面のサイズ:100mm×140mm)を置き、1分間静置した。次いで、1分間静置後のポリアミド樹脂の質量を測定し、水浸漬後のポリアミド樹脂の質量(単位:g)とした。水浸漬前のポリアミド樹脂の質量0.5gと、水浸漬後のポリアミド樹脂の質量とから、式「吸水率=100×(水浸漬後のポリアミド樹脂の質量-水浸漬前のポリアミドの質量)/水浸漬後のポリアミド樹脂の質量=100×(水浸漬後のポリアミド樹脂の質量-0.5)/水浸漬後のポリアミド樹脂の質量」から、ポリアミド樹脂の吸水率(単位:質量%)を算出した。各ポリアミド樹脂の吸水率を、上記表3に示す。
<下引き層の体積抵抗率の測定>
下引き層の体積抵抗率の測定は、温度23℃且つ相対湿度50%の環境下で行った。測定試料として、上記[下引き層の製造]において製造した、下引き層を備えた導電性基体を使用した。なお、この測定試料は、感光層を備えていなかった。下引き層の外周面に、第1電極(半径5.5mmの円形状の銀電極、化研テック株式会社製「TK PASTE(登録商標)CN-7120」)を取り付けた。導電性基体の内周面に、第2電極(半径5.5mmの円形状の銀電極、化研テック株式会社製「TK PASTE(登録商標)CN-7120」)を取り付けた。第1電極と、電圧印加装置(トレック社製「MODEL677B」)とを接続した。第2電極と、アースとを、電流計(KEITHLEY社製「MODEL485」)を介して接続した。電圧印加装置を用いて、第1電極に、電圧(+10V)を印加した。そして、電圧印加から3秒後に、第1電極と第2電極との間に流れた電流値を、電流計を用いて測定した。下記式(6)から、下引き層の体積抵抗率ρV(単位:Ω・cm)を算出した。各下引き層の体積抵抗率を、上記表3に示す。
ρV=RV×(S/L)=(V/I)×(S/L)・・・(6)
式(6)中、ρVは下引き層の体積抵抗率を示し、RVは下引き層の抵抗値を示し、Sは下引き層の断面積を示し、Lは下引き層の長さを示し、Vは第1電極と第2電極との間に印加された電圧を示し、Iは測定された電流値を示す。この測定において、Sは0.238cm2であり、Lは0.0002cmであった。
<下引き層の帯電電位差の測定>
下引き層の帯電電位差の測定試料として、上記[下引き層の製造]において製造した、下引き層を備える導電性基体を使用した。なお、この測定試料は、感光層を備えていなかった。コロトロン帯電器を備えるドラム感度試験機(ジェンテック株式会社製)に、測定試料をセットした。
次に、温度32.5℃且つ相対湿度80%のHH環境下において+10μAの電流を流したときの下引き層の第1帯電電位CHHを測定した。詳しくは、150rpmの速度で、測定試料を回転させた。測定試料が20回転する間、コロトロン帯電器を用いて、下引き層に流れる電流値(Ipc)が+10μAとなるように、測定試料を帯電し続けた。そして、測定試料が20回転した時点で、下引き層の帯電電位を測定し、第1帯電電位CHH(単位:+V)とした。
次に、温度10.0℃且つ相対湿度15%のLL環境下において+10μAの電流を流したときの下引き層の第2帯電電位CLLを測定した。HH環境をLL環境に変更したこと以外は、第1帯電電位CHHの測定と同じ方法で、下引き層の第2帯電電位CLL(単位:+V)を測定した。
式「帯電電位差=|CHH-CLL|」から、帯電電位差(単位:V)を算出した。各下引き層の帯電電位差を、上記表3に示す。なお、上記下引き層の帯電電位差の測定において、露光、現像、転写、及び除電は実施しなかった。
[感光体の製造]
<単層型感光体の製造>
実施例及び比較例に係る単層型感光体(A-1)~(A-5)及び(B-1)~(B-4)を製造した。単層型感光体(A-1)~(A-5)及び(B-1)~(B-4)の構成を、後述する表4に示す。
(単層型感光体(A-1)の製造)
棒状音波発振子を用いて、電荷発生剤であるY型チタニルフタロシアニン2質量部、正孔輸送剤(H-1)70質量部、電子輸送剤(E-1)50質量部、及びバインダー樹脂であるポリアリレート樹脂(R-1)100質量部を、溶剤であるテトラヒドロフラン500質量部に20分間分散させて、単層型感光層用塗布液を得た。目開き5μmのフィルターを用いて、得られた単層型感光層用塗布液をろ過した。ディップコート法により、上記[下引き層の製造]において製造した下引き層(UCL-1)上に、単層型感光層用塗布液を塗布し、120℃で50分間乾燥させた。このようにして、下引き層(UCL-1)上に単層型感光層(膜厚33μm)を形成し、単層型感光体(A-1)を得た。単層型感光体(A-1)において、導電性基体上に下引き層(UCL-1)が、下引き層(UCL-1)上に単層型感光層が備えられていた。
(単層型感光体(A-2)~(A-4)の製造)
電子輸送剤(E-1)を、表4に示す種類の電子輸送剤に変更したこと以外は、単層型感光体(A-1)と同じ方法により、単層型感光体(A-2)~(A-4)の各々を製造した。なお、これらの単層型感光体の製造における電子輸送剤の添加量は、単層型感光体(A-1)と同じ50質量部であった。
(単層型感光体(A-5)及び(B-1)~(B-4)の製造)
下引き層(UCL-1)を、表4に示す下引き層に変更したこと以外は、単層型感光体(A-1)と同じ方法により、単層型感光体(A-5)及び(B-1)~(B-4)の各々を製造した。なお、表4に示す各下引き層は、上記[下引き層の製造]において製造された。
<積層型感光体の製造>
実施例及び比較例に係る積層型感光体(C-1)~(C-5)及び(D-1)~(D-4)を製造した。積層型感光体(C-1)~(C-5)及び(D-1)~(D-4)の構成を、後述する表5に示す。
(積層型感光体(C-1)の製造)
上記[下引き層の製造]において製造した下引き層(UCL-1)上に、電荷発生層を形成した。詳しくは、電荷発生剤であるY型チタニルフタロシアニン1.5質量部と、ベース樹脂であるポリビニルアセタール樹脂(積水化学工業株式会社製「エスレックKX-5」)1.0質量部と、プロピレングリコールモノメチルエーテル40.0質量部と、テトラヒドロフラン40.0質量部とを、ビーズミルを用いて6時間混合して、電荷発生層用塗布液を得た。目開き3μmのフィルターを用いて、電荷発生層用塗布液をろ過した。ディップコート法により、ろ過後の電荷発生層用塗布液を下引き層(UCL-1)上に塗布し、70℃で20分間乾燥させた。このようにして、下引き層(UCL-1)上に電荷発生層(膜厚0.3μm)を形成した。
次に、電荷輸送層を形成した。詳しくは、正孔輸送剤(H-1)50質量部と、バインダー樹脂であるポリアリレート樹脂(R-1)100質量部と、ヒンダードフェノール酸化防止剤(BASF株式会社製「イルガノックス(登録商標)1010」)2質量部と、テトラヒドロフラン650質量部と、トルエン50質量部とを、ロールミルを用いて12時間混合して、電荷輸送層用塗布液を得た。なお、ポリアリレート樹脂(R-1)の粘度平均分子量は、49600であった。目開き5μmのフィルターを用いて、電荷輸送層用塗布液をろ過した。ディップコート法により、ろ過後の電荷輸送層用塗布液を電荷発生層上に塗布し、120℃で40分間乾燥させた。このようにして、電荷発生層上に電荷輸送層(膜厚30μm)を形成し、積層型感光体(C-1)を得た。積層型感光体(C-1)において、導電性基体上に下引き層(UCL-1)が、下引き層(UCL-1)上に電荷発生層が、電荷発生層上に電荷輸送層が備えられていた。
(積層型感光体(C-2)~(C-4)の製造)
正孔輸送剤(H-1)を、表5に示す種類の正孔輸送剤に変更したこと以外は、積層型感光体(C-1)と同じ方法により、積層型感光体(C-2)~(C-4)の各々を製造した。なお、これらの積層型感光体の製造における正孔輸送剤の添加量は、積層型感光体(C-1)と同じ50質量部であった。
(積層型感光体(C-5)及び(D-1)~(D-4)の製造)
下引き層(UCL-1)を、表5に示す下引き層に変更したこと以外は、積層型感光体(C-1)と同じ方法により、積層型感光体(C-5)及び(D-1)~(D-4)の各々を製造した。なお、表5に示す各下引き層は、上記[下引き層の製造]において製造された。
[評価方法]
<単層型感光体の感度特性の評価>
まず、温度32.5℃且つ相対湿度80%のHH環境下における単層型感光体の露光後電位を測定した。詳しくは、ドラム感度試験機(ジェンテック株式会社製)を用いて、単層型感光体の表面を+750Vに帯電させた。次いで、単色光(波長:780nm、露光量:0.070μJ/cm2)をハロゲンランプの光からバンドパスフィルターを用いて取り出し、単層型感光体の表面に照射した。単色光の照射終了から50ミリ秒が経過した時点の単層型感光体の表面電位を測定した。測定した表面電位を、HH環境下における単層型感光体の露光後電位(単位:+V)とした。HH環境下における単層型感光体の露光後電位を、表4の「HH感度」欄に示す。
次に、温度10.0℃且つ相対湿度15%のLL環境下における単層型感光体の露光後電位を測定した。HH環境をLL環境に変更したこと以外は、HH環境下における単層型感光体の露光後電位の測定と同じ方法で、LL環境下における単層型感光体の露光後電位(単位:+V)を測定した。LL環境下における単層型感光体の露光後電位を、表4の「LL感度」欄に示す。
次に、式「(LL-HH感度差)=(LL環境下における単層型感光体の露光後電位)-(HH環境下における単層型感光体の露光後電位)」から、単層型感光体のLL-HH感度差(単位:+V)を算出した。単層型感光体のLL-HH感度差を、表4の「LL-HH感度差」欄に示す。LL-HH感度差の絶対値が小さいほど、湿度による単層型感光体の感度特性の変動が小さいことを示す。
<積層型感光体の感度特性の評価>
まず、温度32.5℃且つ相対湿度80%のHH環境下における積層型感光体の露光後電位を測定した。詳しくは、ドラム感度試験機(ジェンテック株式会社製)を用いて、積層型感光体の表面を-700Vに帯電させた。次いで、単色光(波長:780nm、露光量:1.00μJ/cm2)をハロゲンランプの光からバンドパスフィルターを用いて取り出し、積層型感光体の表面に照射した。単色光の照射終了から50ミリ秒が経過した時点の積層型感光体の表面電位を測定した。測定した表面電位を、HH環境下における積層型感光体の露光後電位(単位:-V)とした。HH環境下における積層型感光体の露光後電位を、表5の「HH感度」欄に示す。
次に、温度10.0℃且つ相対湿度15%のLL環境下における積層型感光体の露光後電位を測定した。HH環境をLL環境に変更したこと以外は、HH環境下における積層型感光体の露光後電位の測定と同じ方法で、LL環境下における積層型感光体の露光後電位(単位:-V)を測定した。LL環境下における積層型感光体の露光後電位を、表5の「LL感度」欄に示す。
次に、式「(LL-HH感度差)=(LL環境下における積層型感光体の露光後電位)-(HH環境下における積層型感光体の露光後電位)」から、積層型感光体のLL-HH感度差(単位:-V)を算出した。積層型感光体のLL-HH感度差を、表5の「LL-HH感度差」欄に示す。LL-HH感度差の絶対値が小さいほど、湿度による積層型感光体の感度特性の変動が小さいことを示す。
<単層型感光体の耐圧性の評価>
単層型感光体の耐圧性の評価は、温度23℃且つ相対湿度50%の環境下で行った。耐圧性の評価には、針電極を備える耐圧性試験機(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製の試作機)を使用した。まず、針電極の軸方向と単層型感光体の回転軸方向とが直交するように、単層型感光体の表面に針電極の先端を近接させた。単層型感光体の表面と、針電極の先端との間の距離は、1mmであった。開始電圧0V、及び昇圧速度+300V/秒の条件で、針電極に印加する電圧を上昇させた。そして、単層型感光体にリークが発生したときの電圧(単位:+kV)を測定した。測定結果を、表4の「耐圧性」欄に示す。リークが発生したときの電圧の絶対値が大きいほど、単層型感光体の耐電圧性が高いことを示す。
<積層型感光体の耐圧性の評価>
積層型感光体の耐圧性の評価は、温度23℃且つ相対湿度50%の環境下で行った。耐圧性の評価には、針電極を備える耐圧性試験機(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製の試作機)を使用した。まず、針電極の軸方向と積層型感光体の回転軸方向とが直交するように、積層型感光体の表面に針電極の先端を近接させた。積層型感光体の表面と、針電極の先端との間の距離は、1mmであった。開始電圧0V、及び降圧速度-300V/秒の条件で、針電極に印加する電圧を下降させた。そして、積層型感光体にリークが発生したときの電圧(単位:-kV)を測定した。測定結果を、表5の「耐圧性」欄に示す。リークが発生したときの電圧の絶対値が大きいほど、積層型感光体の耐電圧性が高いことを示す。
表4及び表5中の用語の意味は、次のとおりである。「HTM」は正孔輸送剤を、「ETM」は電子輸送剤を、「樹脂」はポリアリレート樹脂を示す。なお、正孔輸送剤(H-1)~(H-4)、電子輸送剤(E-1)~(E-4)、及びポリアリレート樹脂(R-1)は、第3実施形態で述べた。「LL感度」欄に、LL環境下における露光後電位を記した。「HH感度」欄に、HH環境下における露光後電位を記した。「耐圧性」欄に、感光体にリークが発生したときの電圧を記した。
Figure 0007375633000018
Figure 0007375633000019
表3に示すように、下引き層(UCL-1)及び(UCL-2)は、何れも、金属粒子と、ポリアミド樹脂とを含有していた。金属粒子は、酸化チタンを含有するコアと、酸化チタンと異なる金属酸化物(具体的には、アルミナ)を含有するコート層とを有していた。アルミナが、金属粒子の最表面に位置していた。ポリアミド樹脂の吸光度比率は、0.70以上であった。
このため、表4に示すように、下引き層(UCL-1)又は(UCL-2)を備える単層型感光体(A-1)~(A-5)のLL-HH感度差の絶対値は、30V以下であった。従って、単層型感光体(A-1)~(A-5)は、単層型感光体(B-1)、(B-2)、及び(B-4)と比較して、湿度による感度特性の変動が抑制されていた。また、下引き層(UCL-1)又は(UCL-2)を備える単層型感光体(A-1)~(A-5)にリークが発生したときの電圧の絶対値は、8.4V以上であった。従って、単層型感光体(A-1)~(A-5)は、単層型感光体(B-3)と比較して、耐圧性に優れていた。
また、表5に示すように、下引き層(UCL-1)又は(UCL-2)を備える積層型感光体(C-1)~(C-5)のLL-HH感度差の絶対値は、39V以下であった。従って、積層型感光体(C-1)~(C-5)は、積層型感光体(D-1)、(D-2)、及び(D-4)と比較して、湿度による感度特性の変動が抑制されていた。また、下引き層(UCL-1)又は(UCL-2)を備える積層型感光体(C-1)~(C-5)にリークが発生したときの電圧の絶対値は、8.8V以上であった。従って、積層型感光体(C-1)~(C-5)は、積層型感光体(D-3)と比較して、耐圧性に優れていた。
以上のことから、本発明の下引き層、及び本発明の製造方法により製造される下引き層によれば、感光体に備えられた場合に、感光体の耐圧性を向上させ、湿度による感光体の感度特性の変動を抑制できると判断される。また、本発明の感光体、及び画像形成装置は、耐圧性に優れ、湿度による感度特性の変動を抑制できると判断される。
本発明に係る下引き層、及び本発明に係る製造方法により製造された下引き層は、感光体に利用できる。本発明に係る感光体は、画像形成装置に利用できる。本発明に係る画像形成装置は、記録媒体に画像を形成するために利用できる。
1 :単層型感光体(電子写真感光体)
2 :導電性基体
3 :感光層
4 :下引き層
10 :積層型感光体(電子写真感光体)
21 :金属粒子
22 :コア
23 :コート層
42 :帯電装置
44 :露光装置
46 :現像装置
48 :転写装置
110 :画像形成装置
542 :クリーニングローラー

Claims (16)

  1. 金属粒子と、ポリアミド樹脂とを含有する下引き層であって、
    前記金属粒子は、コアと、前記コアの表面の少なくとも一部を覆うコート層とを有し、
    前記コアは、酸化チタンを含有し、
    前記コート層は、アルミナとシリカを少なくとも含有し、シロキサン結合を有するポリマーを含有せず、前記アルミナは、前記金属粒子の最表面に位置し、
    前記ポリアミド樹脂は、アミド結合と、アルキレン基とを有し、
    赤外分光法により測定される、前記アミド結合に由来する第1ピークの第1吸光度に対する、前記アルキレン基に由来する第2ピークの第2吸光度の吸光度比率は、0.70以上であり、
    前記第1ピークは、波数1620cm-1以上1680cm-1以下の範囲における最大ピークであり、
    前記第2ピークは、波数2900cm-1以上2970cm-1以下の範囲における最大ピークであり、
    前記金属粒子の含有量は、1.0質量部の前記ポリアミド樹脂に対して、2.0質量部以上であり、
    温度32.5℃且つ相対湿度80%の第1環境下において+10μAの電流を流したときの前記下引き層の第1帯電電位C HH と、温度10.0℃且つ相対湿度15%の第2環境下において+10μAの電流を流したときの前記下引き層の第2帯電電位C LL とが、下記式(1)を満たす、下引き層。
    |C HH -C LL |≦10V ・・・(1)
  2. 前記下引き層の体積抵抗率は、1.0×1010Ω・cm以上である、請求項1に記載の下引き層。
  3. 前記ポリアミド樹脂の吸水率は、3.0質量%以下である、請求項1又は2に記載の下引き層。
  4. 前記金属粒子と前記ポリアミド樹脂と溶剤とを含有する塗布液を、被塗布体に塗布して乾燥させることにより、請求項1~3の何れか一項に記載の下引き層を形成する下引き層形成工程を含み、
    前記溶剤は、メタノールと、ブタノールと、トルエンとを含有し、
    前記溶剤の質量に対する、前記メタノールの質量の百分率MMと、前記ブタノールの質量の百分率MBと、前記トルエンの質量の百分率MTとが、下記式(2)、(3)、(4)、及び(5)を満たす、下引き層の製造方法。
    M+MB+MT=100 ・・・(2)
    30≦MM≦90 ・・・(3)
    5≦MB≦50 ・・・(4)
    5≦MT≦50 ・・・(5)
  5. 導電性基体と、
    電荷発生剤を含有する感光層と、
    前記導電性基体と前記感光層との間に備えられる下引き層とを備え、
    前記下引き層が、請求項1~3の何れか一項に記載の下引き層である、電子写真感光体。
  6. 前記感光層は、バインダー樹脂を含有し、
    前記バインダー樹脂は、ポリアリレート樹脂を含み、
    前記ポリアリレート樹脂は、少なくとも1種の一般式(10)で表される繰り返し単位と、少なくとも1種の一般式(11)で表される繰り返し単位とを含む、請求項5に記載の電子写真感光体。
    Figure 0007375633000020
    (前記一般式(10)中、R11及びR12は、各々独立に、水素原子又はメチル基を表し、Wは、一般式(W1)、一般式(W2)、又は化学式(W3)で表される二価の基を表し、
    前記一般式(11)中、Xは、化学式(X1)、化学式(X2)、又は化学式(X3)で表される二価の基を表す。)
    Figure 0007375633000021
    (前記一般式(W1)中、R13は、水素原子、又は炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表し、R14は、炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表し、
    前記一般式(W2)中、tは、1以上3以下の整数を表す。)
    Figure 0007375633000022
  7. 前記ポリアリレート樹脂は、化学式(10-2)、(11-X1)、及び(11-X3)で表される繰り返し単位を含む、請求項6に記載の電子写真感光体。
    Figure 0007375633000023
  8. 前記感光層は、電子輸送剤を含有し、
    前記電子輸送剤は、一般式(20)、(21)、(22)、又は(23)で表される化合物を含む、請求項5~7の何れか一項に記載の電子写真感光体。
    Figure 0007375633000024
    (前記一般式(20)中、Q1及びQ2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、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、Q3及びQ4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、r及びsは、各々独立に、0以上4以下の整数を表し、
    前記一般式(21)中、Q5及びQ6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、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、Q7は、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、uは、0以上4以下の整数を表し、
    前記一般式(22)中、Q8及びQ9は、各々独立に、水素原子、又は炭素原子数1以上6以下のアルキル基を表し、Q10は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数6以上14以下のアリール基を表し、
    前記一般式(23)中、Q11、Q12、Q13、Q14、Q15、及びQ16は、各々独立に、水素原子、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、又は炭素原子数6以上14以下のアリール基を表し、Y1は酸素原子、硫黄原子又は=C(CN)2を表し、Y2は酸素原子又は硫黄原子を表す。)
  9. 前記一般式(20)で表される化合物は、化学式(E-1)で表される化合物であり、
    前記一般式(21)で表される化合物は、化学式(E-3)で表される化合物であり、
    前記一般式(22)で表される化合物は、化学式(E-2)で表される化合物であり、
    前記一般式(23)で表される化合物は、化学式(E-4)で表される化合物である、請求項8に記載の電子写真感光体。
    Figure 0007375633000025
  10. 前記感光層は、正孔輸送剤を含有し、
    前記正孔輸送剤は、一般式(30)、(31)、又は(32)で表される化合物を含む、請求項5~9の何れか一項に記載の電子写真感光体。
    Figure 0007375633000026
    (前記一般式(30)中、R1及びR2は、各々独立に、水素原子、メチル基、又はエチル基を表し、且つR1が表わす基の炭素原子数とR2が表わす基の炭素原子数との和は2であり、R3及びR4は、各々独立に、水素原子、メチル基、又はエチル基を表し、且つR3が表わす基の炭素原子数とR4が表わす基の炭素原子数との和は2であり、
    前記一般式(31)中、R32及びR33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、又はフェニル基を表し、R34、R35、R46、及びR47は、各々独立に、炭素原子数1以上8以下のアルキル基又はフェニル基を表し、R36~R45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、又はフェニル基を表し、p及びqは、各々独立に、0又は1を表し、h及びiは、各々独立に、0以上5以下の整数を表し、j及びkは、各々独立に、0以上4以下の整数を表し、
    前記一般式(32)中、R23及びR24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、又は炭素原子数1以上8以下のアルキル基で置換されてもよいフェニル基を表し、R25及びR26は、各々独立に、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、R27、R28、R29、R30、及びR31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、R27、R28、R29、R30、及びR31のうちの隣接した2つが互いに結合して環を表してもよく、d及びeは、各々独立に、0以上5以下の整数を表し、f及びgは、各々独立に、1又は2を表す。)
  11. 前記一般式(30)で表される化合物は、化学式(H-1)で表される化合物であり、
    前記一般式(31)で表される化合物は、化学式(H-2)又は(H-3)で表される化合物であり、
    前記一般式(32)で表される化合物は、化学式(H-4)で表される化合物である、請求項10に記載の電子写真感光体。
    Figure 0007375633000027
  12. 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装置と、
    帯電された前記電子写真感光体の前記表面を露光して、前記電子写真感光体の前記表面に静電潜像を形成する露光装置と、
    前記静電潜像をトナー像として現像する現像装置と、
    前記トナー像を前記電子写真感光体から被転写体へ転写する転写装置とを備え、
    前記電子写真感光体は、
    導電性基体と、
    電荷発生剤を含有する感光層と、
    前記導電性基体と前記感光層との間に備えられる下引き層とを備え、
    前記下引き層が、請求項1~3の何れか一項に記載の下引き層である、画像形成装置。
  13. 前記被転写体は、記録媒体であり、
    前記電子写真感光体の前記表面と前記記録媒体とが接触した状態で、前記転写装置は、前記トナー像を前記電子写真感光体から前記記録媒体へ転写する、請求項12に記載の画像形成装置。
  14. 前記現像装置は、前記電子写真感光体の前記表面と接触している、請求項12又は13に記載の画像形成装置。
  15. 前記帯電装置は、帯電ローラーである、請求項12~14の何れか一項に記載の画像形成装置。
  16. 前記電子写真感光体の前記表面を研磨して、前記電子写真感光体の前記表面に付着しているトナーを回収する、クリーニングローラーを更に備える、請求項12~15の何れか一項に記載の画像形成装置。
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