JP7494019B2 - 電子写真感光体、プロセスカートリッジおよび電子写真装置 - Google Patents

電子写真感光体、プロセスカートリッジおよび電子写真装置 Download PDF

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Description

本開示は電子写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカートリッジおよび電子写真装置に関する。
近年、電子写真装置に用いられる露光手段は半導体レーザが主流である。通常光源から出たレーザ光は、レーザ走査書込み装置により円筒状の電子写真感光体(以下、単に「感光体」ともいう)の軸方向に走査される。この際用いられるポリゴンミラーをはじめとした光学系や、様々な電気的補正手段などにより、感光体に照射される光量が感光体の軸方向に対して均一となるよう、光量分布が制御されている。
上記ポリゴンミラーの低コスト化や、電気的補正技術の向上などによる光学系の小型化が進み、電子写真方式によるパーソナル用途のレーザビームプリンタも使用されるようになったが、昨今さらなる低コスト化と小型化が求められている。
上記レーザ走査書込み装置により走査されるレーザ光は、上記光学系の工夫や電気的補正を行わない場合、感光体の軸方向に対して光量分布に偏りを有する。特に、レーザ光をポリゴンミラー等で走査する関係上、感光体の軸方向の中央部から端部に向かって光量が減少する領域を持つ。このような光量分布の偏りを光学系や電気的補正などによる制御で均一化すると、コストアップおよび大型化を招く。
そこで従来、感光体について、上記光量分布の偏りを打ち消すように感度分布を感光体の軸方向に対して設けることで、感光体の軸方向における露光電位分布を均一にすることが行われている。
感光体に適切な感度分布を設ける方法として、単層感光体における感光層や積層型感光体における電荷輸送層の静電容量に適切な分布を持たせることが考えられる。静電容量が小さいほど、指定の電位まで露光電位を落とすために必要な消却電荷量が少なくなるため、光量に対して露光電位が落ちやすくなり、感度が向上する。静電容量に適切な分布を持たせる方法としては、感光層あるいは電荷輸送層の膜厚を変化させることが知られている。
しかし、感光体の軸方向に静電容量分布がある場合、かぶり現象やゴースト現象などの、感光体の静電容量が変わることで変化する現象にも分布が発生してしまう。その結果、電子写真システム全体でこれらの現象を感光体の軸方向全体にわたって抑制することが難しくなるという問題があった。
そこで、感光体に適切な感度分布を設ける方法としては、積層型感光体における電荷発生層の光電変換効率に適切な分布を持たせることが有効である。
特許文献1には、浸漬塗布時の調速によって感光体が有する電荷発生層の膜厚に偏差を設け、それにより、電荷発生物質として用いたトリスアゾ顔料の付着量に偏差を生じさせることで、マクベス濃度の値を変化させる技術が記載されている。感光体の軸方向にマクベス濃度の分布に偏差を設けることで、電荷発生層の光吸収量を感光体の軸方向で変化させ、光電変換効率に適切な分布を設けている。
特許文献2には、インクジェット塗布時に2種の液滴吐出ヘッドを用い、それぞれの液滴吐出ヘッドから吐出される電荷発生層用塗布液中の樹脂に対する電荷発生物質の比率(P/B比)を変えるとともに、それぞれの液滴吐出ヘッドの走査条件を制御することで、感光体の軸方向に電荷発生層の膜厚を一定に保ったまま、電荷発生物質として用いたクロロガリウムフタロシアニン顔料の含有量を中央部から両端部に向けて増大させる技術が記載されている。電荷発生層の膜厚を一定に保ったまま電荷発生物質の単位体積当たりの含有量に適切な分布を持たせることで、ゴースト現象を抑えつつ、電荷発生層の光吸収量を変化させ、光電変換効率に適切な分布を持たせている。
特開2001-305838号公報 特開2008-076657号公報
電子写真装置において、帯電手段として帯電ローラを用い、直流バイアスを印加して画像を出力した際に、出力画像の感光体の軸方向に、無数のスジ状の放電痕(以下、「帯電スジ」とも称する。)が発生することがある。この現象は、感光体の電荷発生層の膜厚が厚いときに発生し易いことがわかっている。また、その状態で電荷輸送層の膜厚を薄くすると、帯電スジは消えていく傾向にある。この帯電スジの発生メカニズムについては、電荷発生層の膜厚が厚くなり暗減衰が大きくなる影響と、電荷輸送層が薄くなり静電容量が大きくなる影響により、帯電ローラ近傍の放電状態が変化しているためと考えているが、詳細は明らかではない。ただし、帯電ローラ近傍の放電光と帯電スジの発生挙動に関係があること、電荷発生層の膜厚が薄いと、帯電ローラの上流近傍で放電が完結し、電荷発生層の膜厚が厚くなると、帯電ローラ下流でも放電が起こり、帯電スジが発生することが分かっていた。
一方、電荷輸送層の膜厚を薄くしていくと、帯電ローラの下流での放電が安定していき、帯電スジの発生が抑えられる。このように放電位置が上流から下流へ移行する現象と、帯電スジの発生に相関があり、放電挙動を安定化させることで帯電スジの発生が抑えられるものと考えている。
従来、感光体の軸方向の端部の光量不足を補うために、中央から端部にかけて電荷発生層の膜厚を厚くしてきた。そのため、端部の電荷発生層が厚くなったことで、端部で帯電スジが発生し易い条件となっていた。したがって本開示は、感光体の軸方向の端部の光量不足を補うために、中央から端部にかけて電荷発生層の膜厚を厚くしても、端部に発生する帯電スジを抑制する電子写真感光体を提供する。
本発明の一態様によると、円筒状支持体と、電荷発生層と、電荷輸送層と、を有し、
前記電子写真感光体の軸方向の中央位置と前記電子写真感光体の前記中央位置から一端までの長さの90%に位置する90%位置の間の領域を領域Xとし、前記90%位置から前記電子写真感光体の前記一端までの間の領域を領域Zとしたとき、前記領域Xを5等分した領域を、前記中央位置から順にX1、X2、X3、X4、およびX5とし、前記領域Zを3等分した領域を、前記中央位置に近い順にZ1、Z2、およびZ3としたとき、前記X1、X2、X3、X4、X5、Z1、Z2、およびZ3のそれぞれの領域における、前記電荷発生層の平均膜厚を、DgX1、DgX2、DgX3、DgX4、DgX5、DgZ1、DgZ2、およびDgZ3で表し、前記X1、X2、X3、X4、X5、Z1、Z2、およびZ3のそれぞれの領域における、前記電荷輸送層の平均膜厚をDtX1、DtX2、DtX3、DtX4、DtX5、DtZ1、DtZ2、およびDtZ3で表した場合、DgX1<DgX2<DgX3<DgX4<DgX5、かつDtX5>DtZ1、およびDgX5<DgZ1、を満たすこと、を特徴とする電子写真感光体が提供される。
本開示によれば、感光体の軸方向の端部の光量不足を、中央から端部にかけて電荷発生層の膜厚を厚くすることで対応し、同じく端部の電荷輸送層の膜厚を薄くすることで、端部に発生する放電スジを抑制することが可能となる。
本開示の電子写真感光体を有するプロセスカートリッジを備えた電子写真装置の概略構成の一例を示す図である。 本開示の電子写真感光体を備えた電子写真装置の露光手段についての概略構成の一例を示す図である。 本開示の電子写真感光体を備えた電子写真装置のレーザ走査装置の断面図である。 式(E6)における走査特性係数Bとレーザ走査装置の幾何学的特徴θmaxの関係を示すグラフである。 本開示の電子写真感光体の各領域を示す図である。 本開示の電子写真感光体の電荷発生層および電荷輸送層の断面概念図である。
以下、好適な実施の形態を挙げて、本開示を詳細に説明する。
[電子写真感光体]
本開示の電子写真感光体は、電荷発生層と電荷輸送層とを有することを特徴とする。
本開示の電子写真感光体を製造する方法としては、後述する各層の塗布液を調製し、所望の層の順番に円筒状支持体に塗布して、乾燥させる方法が挙げられる。このとき、塗布液の塗布方法としては、浸漬塗布、スプレー塗布、インクジェット塗布、ロール塗布、ダイ塗布、ブレード塗布、カーテン塗布、ワイヤーバー塗布、リング塗布などが挙げられる。これらの中でも、効率性および生産性の観点から、浸漬塗布が好ましい。
本開示の電子写真感光体は、図5に示すように、電子写真感光体の軸方向の中央位置と電子写真感光体の中央位置から一端までの長さの90%に位置する90%位置の間の領域を領域Xとし、90%位置から電子写真感光体の一端までの領域を領域Zとする。領域Xをさらに5等分した領域を、中央位置から順にX1、X2、X3、X4、およびX5とする。また、領域Zをさらに3等分した領域を、中央に近い順にZ1、Z2、Z3とする。X1、X2、X3、X4、X5、Z1、Z2、およびZ3の領域のそれぞれにおける、電荷発生層の平均膜厚を、DgX1、DgX2、DgX3、DgX4、DgX5、DgZ1、DgZ2、およびDgZ3で表し、X1、X2、X3、X4、X5、Z1、Z2、およびZ3の領域のそれぞれにおける、電荷輸送層の平均膜厚をDtX1、DtX2、DtX3、DtX4、DtX5、DtZ1、DtZ2、およびDtZ3で表す。
本開示の電子写真感光体では、電荷発生層の膜厚を、DgX1<DgX2<DgX3<DgX4<DgX5を満たすように形成する。そのために、電荷発生層用塗布液の塗布方法を浸漬塗布とし、浸漬塗布の引き上げ速度の変化により、各領域の膜厚を制御することが好ましい。例えば感光体の軸方向の任意の10点に対して各々引き上げ速度を設定し、浸漬塗布中に隣り合う2点の間の引き上げ速度を滑らかに変化させることで、各領域の膜厚の制御が達成できる。その際、引き上げ速度を設定する10点は感光体の軸方向に等分されている必要はなく、むしろ、引き上げ速度の値が等分となるように引き上げ速度設定点を選ぶのが、電荷発生層の各領域の膜厚の制御の精度を高める観点から好ましい。
感光体の軸方向の光量分布を補正するためには、DgX1<DgX2<DgX3<DgX4<DgX5を満たすことが必要である。しかし、領域Xの端部である領域X5の膜厚DgX5を最大膜厚とするためには、感光体の軸方向のより端部側の領域Z1の膜厚DgZ1をさらに厚い膜とすることが必要である。このことが事実上の制約ともなり、感光体の端部での帯電スジの発生が悪化する要因となっている。このように、DgX5とDgZ1の関係を、DgX5<DgZ1とすることで、良好に帯電スジの発生を抑制する電荷発生層の平均膜厚を得る事ができる。さらに、DgX5とDgZ1の関係が、DgX5*1.2<DgZ1とすることで、より良好に帯電スジの発生を抑制する電荷発生層の平均膜厚を得ることができる。
さらに、感光体上の電位は、帯電電位が静電容量の観点で電荷輸送層の膜厚に影響を受ける。露光部電位は、電荷発生量の観点で電荷発生層の膜厚に、静電容量の観点で電荷輸送層の膜厚に影響を受ける。本開示では、上記のように電子写真装置の感光体の軸方向の光量分布に合わせ、電荷発生層の膜厚を調整することで、感光体の軸方向の電荷発生量を均一にしている。さらに、電荷発生層と合わせて電荷輸送層の膜厚を均一化することで、より表面電位が均一になり、出力画像の濃度均一性を向上させることができる。
また、発明者らは、電荷輸送層の端部の膜厚を薄くする境界として、数種類の評価装置を用いて検証した結果、中央位置から電子写真感光体の一端までの長さの90%が適切であることを見出した。境界を90%より端部側に設定すると端部で帯電スジの発生を抑えきれず、90%より中央側に設定すると端部の画像濃度が薄くなってしまう。そのため、丁度90%の位置を境界として電荷輸送層の端部の膜厚を薄くすることで、効果的に帯電スジの発生を抑制することができる。
以上のことから、本開示の電子写真感光体では、電荷輸送層の平均膜厚DtX5、DtZ1、DtZ2、およびDtZ3の関係が、DtX5*0.9>DtZ1≧DtZ2≧DtZ3を満たすように電荷輸送層を形成することで、より効果的に端部での帯電スジの発生を抑制することができる。なお、DtZ1、DtZ2、およびDtZ3の膜厚は0、すなわち領域Zに電荷輸送層は形成されていなくてもよい。
さらに、電荷輸送層の平均膜厚DtX1、DtX2、DtX3、DtX4、DtX5の標準偏差を0.1以下とすることで、画像域の電位が均一になり、出力画像の濃度均一性を向上することができる。
[プロセスカートリッジ、電子写真装置]
本開示のプロセスカートリッジは、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。
また、本開示の電子写真装置は、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ことを特徴とする。
図1に、電子写真感光体を備えたプロセスカートリッジ11を有する電子写真装置の概略構成の一例を示す。
円筒状の電子写真感光体1は、軸2を中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。電子写真感光体1の表面は、帯電手段3により、正または負の所定電位に帯電される。なお、図においては、ローラ型帯電部材によるローラ帯電方式を示しているが、コロナ帯電方式、近接帯電方式、注入帯電方式などの帯電方式を採用してもよい。帯電された電子写真感光体1の表面には、露光手段(不図示)から露光光4が照射され、目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。電子写真感光体1の表面に形成された静電潜像は、現像手段5内に収容されたトナーで現像され、電子写真感光体1の表面にはトナー像が形成される。電子写真感光体1の表面に形成されたトナー像は、転写手段6により、転写材7に転写される。トナー像が転写された転写材7は、定着手段8へ搬送され、トナー像の定着処理を受け、電子写真装置の外へプリントアウトされる。電子写真装置は、転写後の電子写真感光体1の表面に残ったトナーなどの付着物を除去するための、クリーニング手段9を有していてもよい。また、クリーニング手段9を別途設けず、上記付着物を現像手段などで除去する、所謂、クリーナーレスシステムを用いてもよい。電子写真装置は、電子写真感光体1の表面を、前露光手段(不図示)からの前露光光10により除電処理する除電機構を有していてもよい。また、本開示のプロセスカートリッジ11を電子写真装置本体に着脱するために、レールなどの案内手段12を設けてもよい。
本開示の電子写真感光体は、レーザビームプリンタ、LEDプリンタ、複写機、ファクシミリ、および、これらの複合機などに用いることができる。
図2に、本開示の電子写真感光体を備えた電子写真装置の露光手段についての概略構成の一例を示す。
レーザ走査手段であるレーザ走査装置204内のレーザ駆動部203は、画像信号生成部201から出力された画像信号、および制御部202から出力される制御信号に基づき、レーザ走査光を発する。不図示の帯電手段により帯電された電子写真感光体205をレーザ光で走査し、電子写真感光体205の表面に静電潜像を形成する。電子写真感光体205の表面に形成された静電潜像から得られたトナー像を有する転写材は、定着手段206へ搬送され、トナー像の定着処理を受けた後、電子写真装置の外へプリントアウトされる。
図3は、本開示の一態様に係る電子写真感光体を備えた電子写真装置のレーザ走査装置204の断面図である。
レーザ光源208から出射したレーザ光(光束)は、光学系を透過した後ポリゴンミラー(偏向器)209の偏向面(反射面)209aにて反射され、結像レンズ210を透過して感光体表面の被走査面211に入射する。結像レンズ210は結像光学素子である。レーザ走査装置204においては、単一の結像光学素子(結像レンズ210)のみで結像光学系が構成されている。結像レンズ210を透過したレーザ光が入射する感光体表面の被走査面211上で結像し、所定のスポット状の像(スポット)を形成する。ポリゴンミラー209を不図示の駆動部により一定の角速度Aで回転させることにより、感光体表面の被走査面211上でスポットが感光体の軸方向に移動し、感光体表面の被走査面211上に静電潜像を形成する。
結像レンズ210は、所謂fθ特性を有していない。つまり、ポリゴンミラー209が一定の角速度Aで回転している時に、結像レンズ210を透過するレーザ光のスポットを被走査面211上で等速に移動させるような走査特性を有していない。このように、fθ特性を有していない結像レンズ210を用いることにより、結像レンズ210をポリゴンミラー209に近接して(距離D1が小さい位置に)配置することが可能となる。また、fθ特性を有していない結像レンズ210はfθ特性を有する結像レンズよりも、幅LWおよび厚みLTに関して小さくできる。このようなことから、レーザ走査装置204の小型化が可能となる。また、fθ特性を有するレンズの場合、レンズの入射面、出射面の形状に急峻な変化がある場合があり、そのような形状の制約がある場合、良好な結像性能を得られない可能性がある。これに対して、結像レンズ210はfθ特性を有していないため、レンズの入射面、出射面の形状に急峻な変化が少なく、良好な結像性能を得ることができる。
このような、小型化や結像性能向上の効果が得られるfθ特性を持たない結像レンズ210の走査特性は、以下の式(E3)で表される。
Figure 0007494019000001
式(E3)では、ポリゴンミラー209による走査角度をθ、レーザ光の感光体表面の被走査面211上での感光体の軸方向の集光位置(像高)をY[mm]としている。また、軸上像高における結像係数をK[mm]、結像レンズ210の走査特性を決定する係数(走査特性係数)をBとしている。なお、本開示において軸上像高は、光軸上の像高(Y=0=Ymin)を指し、走査角度θ=0に対応する。また、軸外像高は、中心光軸(走査角度θ=0の時)よりも外側の像高(Y≠0)を指し、走査角度θ≠0に対応している。さらに、最軸外像高とは、走査角度θが最大となる時の像高(Y=+Y’max、-Y’max)を指す。なお、感光体表面の被走査面211上の潜像を形成可能な所定の領域(走査領域)の感光体の軸方向の幅である走査幅WはW=|+Y’max|+|-Y’max|で表される。つまり、走査領域の中央位置が軸上像高で端位置が最軸外像高となる。また、走査領域は感光体の画像形成領域よりも大きい。
ここで、結像係数Kは、結像レンズ210がfθ特性を有すると仮定した場合の走査特性(fθ特性)Y=fθにおけるfに相当する係数である。すなわち、結像係数Kは、結像レンズ210に平行光以外の光束が入射する場合に、fθ特性と同様に集光位置Yと走査角度θとの関係式における比例係数である。
走査特性係数について補足すると、B=0の時の式(E3)は、Y=Kθとなるため、従来の光走査装置に用いられる結像レンズの走査特性Y=fθに相当する。また、B=1の時の式(E3)は、Y=K・tanθとなるため、撮像装置(カメラ)などに用いられるレンズの射影特性Y=f・tanθに相当する。すなわち、式(E3)において、走査特性係数Bを0≦B≦1の範囲で設定することで、射影特性Y=f・tanθと走査特性Y=fθとの間の走査特性を得ることができる。
ここで、式(E3)を走査角度θで微分すると、以下の式(E4)に示すように走査角度θに対する感光体表面の被走査面211上でのレーザ光の走査速度が得られる。
Figure 0007494019000002
さらに、式(E4)を軸上像高における速度Y/θ=Kで除し、さらに両辺の逆数をとると、以下の式(E5)に示すようになる。
Figure 0007494019000003
式(E5)は、軸上像高の走査速度の逆数に対する各軸外像高の走査速度の逆数の割合を表現したものである。レーザ光の全エネルギーは走査角度θに依らず一定であるから、感光体表面の被走査面211上におけるレーザ光の走査速度の逆数は、走査角度θの場所に照射される単位面積当たりのレーザ光量[μJ/cm]に比例する。したがって式(E5)は、走査角度θ=0における感光体表面の被走査面211へ照射される単位面積当たりのレーザ光量に対する、走査角度θ≠0における感光体表面の被走査面211へ照射される単位面積当たりのレーザ光量の割合を意味している。レーザ走査装置204は、B≠0の場合、軸上像高と軸外像高とで感光体表面の被走査面211へ照射される単位面積当たりのレーザ光量が異なることになる。
上記したようなレーザ光量の分布が感光体の軸方向に対して存在する場合、感光体の軸方向に感度分布を持つ本開示が好適に利用できる。すなわち、レーザ光量の分布をちょうど打ち消すような感度分布を本開示に係る構成によって実現すれば、感光体の軸方向の露光電位分布は均一となる。そのとき求められる感度の分布形状は、上式(E5)の逆数をとった以下の式(E6)で表される。
Figure 0007494019000004
感光体の画像形成領域の端位置に対応する走査角度をθ=θmaxとすると、θ=θmaxにおける式(E6)の値は、上述のレーザ走査装置と本開示の一態様に係る感光体を組み合わせたときに感光体に求められる感度比rを意味する。ここで感度比rは、画像形成領域の中央位置の光電変換効率に対する画像形成領域の端位置の光電変換効率の割合である。この感度比rを定めれば、画像形成領域において感光体の軸方向に均一な露光電位分布を形成するために許容されるレーザ走査装置の幾何学的特徴θmaxおよび光学系の走査特性係数Bが定まる。具体的には、以下の式(E7)の条件が満たされているとき、本開示の一態様に係る感光体の画像形成領域において感光体の軸方向に均一な露光電位分布を形成することが可能である。
Figure 0007494019000005
式(E7)をθmaxについて解くと、以下の式(E8)となる。
Figure 0007494019000006
式(E8)をグラフ化したものを図4に示す。図4から分かるとおり、例えばr=1.2の感光体と走査特性係数B=0.5の結像レンズ210とを組み合わせた場合、θmax=48°となるようレーザ走査装置204を設計すればよい。これにより、感光体の画像形成領域において露光電位分布を均一にすることができる。他方、例えばr=1.1の感光体と走査特性係数B=0.5の結像レンズ210とを組み合わせた場合を考える。この場合、θmax=48°となるようレーザ走査装置204を設計すると、感光体の画像形成領域において露光電位分布に一部ムラが発生することになる。このときに感光体の画像形成領域において露光電位分布を均一にするためにはθmax=35°が必要であり、この値はθmax=48°よりも小さい。θmaxが大きいほど、図3に示す偏向面209aから感光体表面の被走査面211までの光路長D2が短くなるため、レーザ走査装置204の小型化が可能となる。したがって、感光体の軸方向の画像形成領域中央位置と画像形成領域端位置の感度比rを大きくするほど、感光体を用いたときにレーザビームプリンタを小型化することが可能となる。
以下に本開示の一態様に係る電子写真感光体を構成する円筒状支持体および各層について詳述する。
<円筒状支持体>
本開示において、電子写真感光体の円筒状支持体は導電性を有する導電性支持体であることが好ましい。また、支持体は、中実または中空である。また、円筒状支持体の表面に、陽極酸化などの電気化学的な処理や、ブラスト処理、切削処理などを施してもよい。
円筒状支持体の材質としては、金属、樹脂、ガラスなどが好ましい。
金属としては、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅、金、ステンレスや、これらの合金などが挙げられる。中でも、アルミニウムを用いたアルミニウム製支持体であることが好ましい。
また、樹脂やガラスには、導電性材料を混合または被覆するなどの処理によって、導電性を付与してもよい。
<導電層>
本開示において、円筒状支持体の上に導電層を設けることが好ましい。導電層を設けることで、円筒状支持体の表面の傷や凹凸を隠蔽することができる。それに加え、円筒状支持体の表面における光の反射を制御することにより、感光体に入射して本開示の電荷発生層を通過してきた露光レーザが反射されて再び電荷発生層に入射したときの透過率を下げることができる。このため、導電層を設けない場合に比べて入射露光レーザの電荷発生層における光吸収率が向上し、電荷発生層の平均膜厚をより薄くできるので、より効果的に端部スジの発生を抑制することができる。
導電層は、導電性粒子と、樹脂と、を含有することが好ましい。
導電性粒子の材質としては、金属酸化物、金属、カーボンブラックなどが挙げられる。金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化インジウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化ビスマスなどが挙げられる。金属としては、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などが挙げられる。
これらの中でも、導電性粒子として、金属酸化物を用いることが好ましい。
導電性粒子として金属酸化物を用いる場合、金属酸化物の表面をシランカップリング剤などで処理したり、金属酸化物に元素やその酸化物をドーピングしたりしてもよい。ドープする元素やその酸化物としては、リン、アルミニウム、ニオブ、タンタルなどが挙げられる。
また、導電性粒子は、芯材粒子と、その粒子を被覆する被覆層とを有する積層構成としてもよい。芯材粒子としては、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛などが挙げられる。被覆層としては、酸化スズ、酸化チタンなどの金属酸化物が挙げられる。
樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられる。
また、導電層は、シリコーンオイル、樹脂粒子、酸化チタンなどの隠蔽剤などをさらに含有してもよい。
本開示の感光体の軸方向における感度分布をより効果的に得るという観点からは、導電層の膜厚は10μmより大きく、導電層が結着樹脂および金属酸化物微粒子を含有し、金属酸化物微粒子の平均直径が100nm以上400nm以下であることが好ましい。金属酸化物微粒子の平均直径が100nm以上400nm以下であると、近年電子写真装置の露光光源として用いられるサブミクロンの波長領域のレーザが良く散乱される。また、導電層の膜厚が10μmより大きいと、感光体に入射してきたレーザ光が導電層を通過し、円筒状支持体で反射されて再び導電層を通過して電荷発生層に到達するまでに20μm以上の距離を走ることになる。この距離は用いられる露光レーザの波長の20倍以上であり、これだけの距離を散乱されながら進むレーザ光は、十分にそのコヒーレンシーを失う。そのため、反射して再び電荷発生層に入射してきたレーザ光の電荷発生層に対する透過率は低くなり、電荷発生層でよく吸収されるので、実質的に感光体の感度は向上する。以上のメカニズムにより、上述の導電層の構成とすることで、薄い電荷発生層の膜厚でも本開示の感度分布を効果的に得ることが可能となる。
また、上述のようにして本開示の感度分布を効果的に得ると同時に、本開示の電子写真感光体を用いたときの画像品位をさらに向上させるという観点からは、導電層に含有される金属酸化物微粒子が、酸化チタンを含有する芯材と、芯材を被覆し、かつ、ニオブまたはタンタルがドープされている酸化チタンを含有する被覆層とを有することがより好ましい。酸化チタンは、被覆層として用いられることの多い酸化スズと比較して、より高い屈折率を有している。したがって、金属酸化物微粒子の芯材と被覆層が共に酸化チタンを含有している場合、感光体へ入射する露光レーザの電荷発生層を通過した後の導電層内への侵入が抑えられ、導電層の電荷発生層側の界面近傍で反射または散乱されやすくなる。導電層において、導電層の電荷発生層側の界面から離れた位置で露光レーザが散乱されれば散乱されるほど、電荷発生層への露光レーザの照射範囲が実質的に広がり、潜像の精細性が低下し、結果として出力画像の精細性が低下すると考えられる。前記構成の導電層を本開示の電荷発生層と組み合わせることで、露光レーザの散乱による感光体の実質的な感度上昇と、露光レーザの電荷発生層における照射範囲の実質的な広がりの防止が両立し、出力画像の精細性向上による画像品位のさらなる向上が可能である。
導電層は、上述の各材料および溶剤を含有する導電層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤などが挙げられる。導電層用塗布液中で導電性粒子を分散させるための分散方法としては、ペイントシェーカー、サンドミル、ボールミル、液衝突型高速分散機を用いた方法が挙げられる。
本開示における金属酸化物微粒子の平均粒径は、以下のようにして求めた。すなわち、日立製作所製の走査電子顕微鏡S-4800を用いて測定対象の粒子を観察し、観察して得られた画像から粒子100個の個々の粒径を測定し、それらの算術平均を算出して平均直径(平均一次粒径)とした。個々の粒径は、一次粒子の最長辺をa、最短辺をbとしたときの(a+b)/2とした。なお、針状の酸化チタン粒子または薄片状の酸化チタン粒子においては、長軸径と短軸径のそれぞれについて平均粒径を算出した。
<下引き層>
本開示において、円筒状支持体または導電層の上に、下引き層を設けてもよい。下引き層を設けることで、層間の接着機能が高まり、電荷注入阻止機能を付与することができる。
下引き層は、樹脂を含有することが好ましい。また、重合性官能基を有するモノマーを含有する組成物を重合することで硬化膜として下引き層を形成してもよい。
樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、アルキッド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリエチレンオキシド樹脂、ポリプロピレンオキシド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミド酸樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、セルロース樹脂などが挙げられる。
重合性官能基を有するモノマーが有する重合性官能基としては、イソシアネート基、ブロックイソシアネート基、メチロール基、アルキル化メチロール基、エポキシ基、金属アルコキシド基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、チオール基、カルボン酸無水物基、炭素-炭素二重結合基などが挙げられる。
また、下引き層は、電気特性を高める目的で、電子輸送物質、金属酸化物、金属、導電性高分子などをさらに含有してもよい。これらの中でも、電子輸送物質、金属酸化物を用いることが好ましい。
電子輸送物質としては、キノン化合物、イミド化合物、ベンズイミダゾール化合物、シクロペンタジエニリデン化合物、フルオレノン化合物、キサントン化合物、ベンゾフェノン化合物、シアノビニル化合物、ハロゲン化アリール化合物、シロール化合物、含ホウ素化合物などが挙げられる。電子輸送物質として、重合性官能基を有する電子輸送物質を用い、上述の重合性官能基を有するモノマーと共重合させることで、硬化膜として下引き層を形成してもよい。
金属酸化物としては、酸化インジウムスズ、酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素などが挙げられる。金属としては、金、銀、アルミなどが挙げられる。
また、下引き層は、添加剤をさらに含有してもよい。
下引き層の平均膜厚は、0.1μm以上50μm以下であることが好ましく、0.2μm以上40μm以下であることがより好ましく、0.3μm以上30μm以下であることが特に好ましい。
下引き層は、上述の各材料および溶剤を含有する下引き層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥および/または硬化させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤などが挙げられる。
<感光層>
本開示の電子写真感光体の感光層は、電荷発生物質を含有する電荷発生層と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層と、を有する積層型感光層である。
(1)電荷発生層
電荷発生層は、電荷発生物質と、樹脂と、を含有することが好ましい。
本開示において、電荷発生層は電荷発生物質として、特開2000-137340号公報に記載の、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角2θの7.4°±0.3°および28.2°±0.3°に強いピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶、または、特開2000-137340号公報に記載の、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角2θの27.2°±0.3°に強いピークを有するチタニルフタロシアニン結晶、または、米国特許第9720337号公報に記載の、分光吸収スペクトルにおいて、646nm以上668nm以下の波長範囲および782nm以上809nm以下の波長範囲にそれぞれ少なくとも1つのピークを有し、646nm以上668nm以下の波長範囲に存在するピークのうち最大の吸光度を示すピークを第1のピークとし、782nm以上809nm以下の波長範囲に存在するピークのうち最大の吸光度を示すピークを第2のピークとした際に、第1のピークの吸光度が、第2のピークの吸光度より大きいクロロガリウムフタロシアニン結晶を含有する。
電荷発生層中の電荷発生物質の含有量は、電荷発生層の全質量に対して、40質量%以上85質量%以下であることが好ましく、60質量%以上80質量%以下であることがより好ましい。
樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、セルロース樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ポリビニルブチラール樹脂がより好ましい。
また、電荷発生層は、酸化防止剤、紫外線吸収剤などの添加剤をさらに含有してもよい。具体的には、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、硫黄化合物、リン化合物、ベンゾフェノン化合物、などが挙げられる。
電荷発生層の膜厚は、10nm以上1000nm以下であることが好ましく、70nm以上300nm以下であることがより好ましい。
本開示の電荷発生層の平均膜厚は、以下のようにして測定した。
まず、本開示の円筒状の電子写真感光体の軸方向の中央位置と電子写真感光体の中央位置から一端までの長さの90%に位置する90%位置の間の領域を領域Xとし、90%位置から電子写真感光体の前記一端までの間の領域を領域Zとする。領域Xを5等分した領域を、中央位置から順にX1、X2、X3、X4、およびX5とし、領域Zを3等分した領域を、中央位置に近い順にZ1、Z2、およびZ3とする。各々の領域をさらに軸方向に4等分、周方向に8等分して得られた32区分について、各区分内の任意の測定点で膜厚を測定し、それらの平均値を、電荷発生層の各領域の平均膜厚とする。X1、X2、X3、X4、X5、Z1、Z2、およびZ3のそれぞれの領域における平均膜厚を、DgX1、DgX2、DgX3、DgX4、DgX5、DgZ1、DgZ2、およびDgZ3[nm]と定義する。
電荷発生層の膜厚分布は、電荷発生層の光の吸収係数をβ[nm-1]としたとき、画像形成領域中央位置の電荷発生層の膜厚d[μm]、および、X5とZ1の境界位置の電荷発生層の膜厚d[μm]とが式(E1)で示される関係を満たすことが好ましい。
Figure 0007494019000007
ここで言う光の吸収係数βは、式(E9)で表されるランベルト・ベールの法則によって定義される。
Figure 0007494019000008
ここで、Iは膜厚d[nm]の膜に入射してきた光の全エネルギー、Iは膜厚d[nm]の膜が吸収した光のエネルギーである。また、dおよびdは、次のようにして定義される膜厚の平均値である。すなわち、まず画像形成領域中央位置および画像形成領域端位置それぞれの点を中心にして、軸方向にYmax/20[mm]の幅を持ち、周方向に1周する領域を考える。このとき、それぞれの領域を軸方向に4等分、周方向に8等分して得られる32の区分について、各区分内の任意の測定点で電荷発生層の膜厚を測定する。続いて、得られた測定値の平均値を各領域について求め、それぞれdおよびdとして定義する。
式(E9)から明らかな通り、式(E1)の左辺分子は画像形成領域端位置の軸方向端部の光吸収率を、左辺分母は画像形成領域端位置の軸方向中央部の光吸収率をそれぞれ表している。したがって式(E1)は、画像形成領域端位置が画像形成領域中央位置に対して1.2倍以上の光吸収率を有することを意味する。これにより、感光体の軸方向の画像形成領域において、少なくとも1.2倍の感度の差を設けることができるため、電子写真装置のレーザ走査系における光学系小型化によって発生する現実的な光量分布の偏差に柔軟に対応可能である。また、式(E1)において指数の肩に因子2がかかっているのは、電荷発生層を通過した露光レーザが感光体の支持体側で反射され、再び電荷発生層を通過するためである。
さらに、感光体の軸方向の画像形成領域中央位置からの距離をY[mm]、画像形成領域端位置のYの値をY=Ymax[mm]、dとdの差をΔ=d-dとしたとき、電荷発生層の膜厚分布は、0≦Y≦Ymaxの全てのYについて、式(E2)で計算されるd(Y)に対してd-0.2Δとd+0.2Δの間にあることがより好ましい。
Figure 0007494019000009
式(E2)中、Yは上述の像高Yと同一であり、Ymaxは上述の最軸外像高Y’maxよりも小さい。
0≦Y≦Ymaxの全てのYにおける電荷発生層の膜厚は以下のようにして測定する。すなわち、感光体の軸方向の画像形成領域中央位置からの距離がY[mm]である点を中心にして、感光体の軸方向にYmax/20[mm]の幅を持ち、周方向に1周する領域を考えた時、その領域を軸方向に4等分、周方向に8等分した32点の測定点で電荷発生層の膜厚を測定したときの平均値として、d(Y)を定義する。
式(E2)のような4次関数で表される膜厚分布を持つ電荷発生層を形成することで、式(E3)で表される特性を持つ光学系で露光レーザ走査されたときの感光体の軸方向の光量分布が適切に打ち消され、感光体の軸方向の露光電位分布をより高いレベルで均一にすることができることを、発明者らは見出した。以下では、そのメカニズムについて説明する。
上述した通り、式(E3)で表される特性を持つ光学系に対して露光電位分布を均一にするためには、式(E6)で表される感度分布形状を感光体が有していれば良い。本開示においては、感度は電荷発生層の膜厚からランベルト・ベールの法則によって計算される光電変換効率によって決定されるので、式(E1)の左辺においてdを0≦Y≦Ymaxの任意のYにおける電荷発生層の膜厚d(Y)に変えたものが式(E6)の右辺と等しいとき、つまり式(E10)が満たされるときに露光電位分布は均一となる。
Figure 0007494019000010
三角関数公式1+tan(x)=1/cos(x)を用い、式(E3)を式(E10)に代入することで、式(E10)は式(E11)のように変形できる。
Figure 0007494019000011
ここで、式(E11)にY=Ymax、d(Y)=dを代入して変形すると、式(E12)が得られる。
Figure 0007494019000012
式(E12)を式(E11)に代入し、d(Y)について解くと、式(E13)が得られる。
Figure 0007494019000013
式(E13)中、上述したようにΔ=d-dと定義し、ln(・)は自然対数関数を表す。
式(E13)で表される電荷発生層の膜厚分布d(Y)が、本開示において感光体の軸方向の露光電位分布をより高いレベルで均一にするために必要な膜厚分布の厳密解である。
本発明者らはさらに、式(E13)を、Y/Ymax および2βΔが小さいときに成り立つ場合の近似式で表すことを考えた。こうすることで、本開示に好適な電荷発生層の膜厚分布形状がより明確になるとともに、実際に浸漬塗布によって膜厚分布を形成することが容易になる。具体的には、ln(1-x)およびe-xのマクローリン展開を使って、式(E13)を式(E14)
Figure 0007494019000014
のように変形し、(Y/Ymax )について2次、および2βΔについて2次までを残すことによって、最終的な電荷発生層の膜厚分布を表す式(E2)が得られる。
Figure 0007494019000015
電荷発生層は、上述の各材料および溶剤を含有する電荷発生層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤などが挙げられる。
電荷発生層の膜厚を電子写真感光体の状態から求めるには、電子写真感光体の電荷発生層をFIB法で取り出し、FIB-SEMのSlice&Viewを行えばよい。FIB-SEMのSlice&Viewによる断面SEM観察画像から、電荷発生層の膜厚が得られる。また、より簡便に、電荷発生層の平均比重と重量から膜厚を求める方法も用いることができる。さらに簡便には、電子写真感光体のマクベス濃度と電荷発生層の膜厚との校正曲線を予め取得した上で、感光体の各点のマクベス濃度を測定して膜厚に換算する方法も用いることができる。
本開示では、感光体の表面に分光濃度計(商品名:X-Rite504/508、X-Rite製)を押し当てて測定したマクベス濃度値と、断面SEM画像観察による膜厚測定値から校正曲線を取得し、それを用いて感光体各点のマクベス濃度値を換算することで、電荷発生層の平均膜厚を精密かつ簡便に測定した。
本開示では、電荷発生物質ごとの光の吸収係数βを以下のようにして求めた。まず、電子写真感光体を、電荷発生層が表面に出るように加工する。例えば、溶剤などを用いて電荷発生層よりも上の層を剥離すればよい。そして、その状態での光反射率を測定する。続いて、電荷発生層も同様にして剥離し、電荷発生層の下層が表面に出た状態について、光反射率を測定する。こうして得た2種類の反射率を用いて、電荷発生層単層の光吸収率を算出する。一方で、上述の方法によって電荷発生層の膜厚を求める。以上の方法で得た光吸収率の自然対数値と膜厚のデータと、光吸収率100%の自然対数値0と膜厚0の点とを直線で結ぶことによって、その傾きから吸収係数が得られる。
本開示の電子写真感光体に含有されるフタロシアニン顔料の粉末X線回折測定、およびH-NMR測定は、次の条件で行ったものである。
(粉末X線回折測定)
使用測定機:理学電気(株)製、X線回折装置RINT-TTRII
X線管球:Cu
X線波長:Kα1
管電圧:50KV
管電流:300mA
スキャン方法:2θスキャン
スキャン速度:4.0°/min
サンプリング間隔:0.02°
スタート角度2θ:5.0°
ストップ角度2θ:35.0°
ゴニオメータ:ロータ水平ゴニオメータ(TTR-2)
アタッチメント:キャピラリ回転試料台
フィルター:なし
検出器:シンチレーションカウンター
インシデントモノクロメータ:使用する
スリット:可変スリット(平行ビーム法)
カウンターモノクロメータ:不使用
発散スリット:開放
発散縦制限スリット:10.00mm
散乱スリット:開放
受光スリット:開放
H-NMR測定)
使用測定器:BRUKER製、AVANCEIII 500
溶媒:重硫酸(DSO
積算回数:2,000
(2)電荷輸送層
電荷輸送層は、電荷輸送物質と、樹脂と、を含有することが好ましい。
電荷輸送物質としては、例えば、多環芳香族化合物、複素環化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、エナミン化合物、ベンジジン化合物、トリアリールアミン化合物や、これらの物質から誘導される基を有する樹脂などが挙げられる。これらの中でも、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物が好ましい。
電荷輸送層中の電荷輸送物質の含有量は、電荷輸送層の全質量に対して、25質量%以上70質量%以下であることが好ましく、30質量%以上55質量%以下であることがより好ましい。
樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。ポリエステル樹脂としては、特にポリアリレート樹脂が好ましい。
電荷輸送物質と樹脂との含有量比(質量比)は、4:10~20:10が好ましく、5:10~12:10がより好ましい。
また、電荷輸送層は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、レベリング剤、滑り性付与剤、耐摩耗性向上剤などの添加剤を含有してもよい。具体的には、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、硫黄化合物、リン化合物、ベンゾフェノン化合物、シロキサン変性樹脂、シリコーンオイル、フッ素樹脂粒子、ポリスチレン樹脂粒子、ポリエチレン樹脂粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、窒化ホウ素粒子などが挙げられる。
電荷輸送層の平均膜厚は、5μm以上50μm以下であることが好ましく、8μm以上40μm以下であることがより好ましく、10μm以上30μm以下であることが特に好ましい。
電荷輸送層は、上述の各材料および溶剤を含有する電荷輸送層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤が挙げられる。これらの溶剤の中でも、エーテル系溶剤または芳香族炭化水素系溶剤が好ましい。
電荷輸送層の膜厚の測定は、以下のように行う。
まず、本開示の円筒状の電子写真感光体の軸方向の中央位置と電子写真感光体の中央位置から一端までの長さの90%に位置する90%位置の間の領域を領域Xとし、90%位置から電子写真感光体の前記一端までの間の領域を領域Zとする。領域Xを5等分した領域を、中央位置から順にX1、X2、X3、X4、およびX5とし、領域Zを3等分した領域を中央位置に近い順にZ1、Z2、およびZ3とした。X1、X2、X3、X4、X5、Z1、Z2、およびZ3のそれぞれの領域における平均膜厚を、DtX1、DtX2、DtX3、DtX4、DtX5、DtZ1、DtZ2、およびDtZ3[μm]と定義する。膜厚は、感光体にレーザー干渉膜厚計のプローブを対向させ、軸方向に走査しながら、感光体を周方向に回転させ、軸方向、周方向共に、1mmピッチの間隔で計測することで測定できる。得られた値を、定義したDtX1、DtX2、DtX3、DtX4、DtX5、DtZ1、DtZ2、およびDtZ3の領域について平均化し、各領域の平均膜厚を求める。レーザー干渉膜厚計としては、例えば、株式会社キーエンス社製のレーザー干渉膜厚計SI-T80を用いることができる。
本開示の電子写真感光体の電荷発生層と電荷輸送層の断面形状のイメージ図を図6に示す。図6では、支持体22上に、直接電荷発生層21が設けられているが、上記のように、支持体22と電荷発生層21の間には、導電層および/または下引き層が設けられていてもよい。電荷発生層21は、光量分布の偏りを打ち消すように、感度分布を感光体軸方向に設けている。また、電荷輸送層20は、端部に発生する放電スジ(言い換えると、帯電スジである。)を抑制するため、端部の膜厚が薄くなっている。
<保護層>
本開示において、感光層の上に、保護層を設けてもよい。保護層を設けることで、耐久性を向上することができる。
保護層は、導電性粒子および/または電荷輸送物質と、樹脂とを含有することが好ましい。保護層が電荷輸送物質を有するとき、本開示において電荷輸送層の平均膜厚DtX1、DtX2、DtX3、DtX4、DtX5、DtZ1、DtZ2、およびDtZ3は、X1、X2、X3、X4、X5、Z1、Z2、およびZ3のそれぞれの領域における、電荷輸送層と保護層の平均膜厚の和である。この場合も、各領域の平均膜厚は、上記電荷輸送層の平均膜厚の求め方と同様に求めることができる。
導電性粒子としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物の粒子が挙げられる。
電荷輸送物質としては、多環芳香族化合物、複素環化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、エナミン化合物、ベンジジン化合物、トリアリールアミン化合物や、これらの物質から誘導される基を有する樹脂などが挙げられる。これらの中でも、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物が好ましい。
樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。中でも、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂が好ましい。
また、保護層は、重合性官能基を有するモノマーを含有する組成物を重合することで硬化膜として形成してもよい。その際の反応としては、熱重合反応、光重合反応、放射線重合反応などが挙げられる。重合性官能基を有するモノマーが有する重合性官能基としては、アクリル基、メタクリル基などが挙げられる。重合性官能基を有するモノマーとして、電荷輸送能を有する材料を用いてもよい。
保護層は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、レベリング剤、滑り性付与剤、耐摩耗性向上剤、などの添加剤を含有してもよい。具体的には、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、硫黄化合物、リン化合物、ベンゾフェノン化合物、シロキサン変性樹脂、シリコーンオイル、フッ素樹脂粒子、ポリスチレン樹脂粒子、ポリエチレン樹脂粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、窒化ホウ素粒子などが挙げられる。
保護層の平均膜厚は、0.5μm以上10μm以下であることが好ましく、1μm以上7μm以下であることが好ましい。
保護層は、上述の各材料および溶剤を含有する保護層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥および/または硬化させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、スルホキシド系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤が挙げられる。
以下、実施例および比較例を用いて本開示をさらに詳細に説明する。本開示は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例の記載において、「部」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。
[合成例1]
窒素フロー雰囲気下、オルトフタロニトリル5.46部およびα-クロロナフタレン45部を反応釜に投入した後、加熱し、温度30℃まで昇温させ、この温度を維持した。次に、この温度(30℃)で三塩化ガリウム3.75部を投入した。投入時の混合液の水分濃度は150ppmであった。その後、温度200℃まで昇温させた。次に、窒素フロー雰囲気下、温度200℃で4.5時間反応させた後、冷却し、温度150℃に達したときに生成物を濾過した。得られた濾過物をN,N-ジメチルホルムアミドを用いて温度140℃で2時間分散洗浄した後、濾過した。得られた濾過物をメタノールで洗浄した後、乾燥させ、クロロガリウムフタロシアニン顔料を収率71%で得た。
[合成例2]
前記合成例1で得られたクロロガリウムフタロシアニン顔料4.65部を、温度10℃で濃硫酸139.5部に溶解させ、攪拌下、氷水620部中に滴下して再析出させて、フィルタープレスを用いて減圧濾過した。このときにフィルターとして、No.5C(アドバンテック社製)を用いた。得られたウエットケーキ(濾過物)を2%アンモニア水で30分間分散洗浄した後、フィルタープレスを用いて濾過した。次いで、得られたウエットケーキ(濾過物)をイオン交換水で分散洗浄した後、フィルタープレスを用いた濾過を3回繰り返した。最後にフリーズドライ(凍結乾燥)を行い、固形分23%のヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料(含水ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料)を収率97%で得た。
[合成例3]
前記合成例2で得られたヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料6.6kgをハイパー・ドライ乾燥機(商品名:HD-06R、日本バイオコン製、周波数(発振周波数):2455MHz±15MHz)を用いて以下のように乾燥させた。
上記ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料を、専用円形プラスチックトレイにフィルタープレスから取り出したままの固まりの状態(含水ケーキ厚4cm以下)で載せ、遠赤外線はオフ、乾燥機の内壁の温度は50℃になるように設定した。そして、マイクロ波照射時は真空ポンプとリークバルブを調整し、真空度を4.0~10.0kPaに調整した。
先ず、第1工程として、4.8kWのマイクロ波をヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料に50分間照射し、次に、マイクロ波を一旦オフにしてリークバルブを一旦閉じて2kPa以下の高真空にした。この時点でのヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料の固形分は88%であった。第2工程として、リークバルブを調整し、真空度(乾燥機内の圧力)を上記設定値内(4.0~10.0kPa)に調整した。その後、1.2kWのマイクロ波をヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料に5分間照射し、また、マイクロ波を一旦オフにしてリークバルブを一旦閉じて2kPa以下の高真空にした。この第2工程をさらに1回繰り返した(計2回)。この時点でのヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料の固形分は98%であった。さらに第3工程として、第2工程でのマイクロ波の出力を1.2kWから0.8kWに変更した以外は第2工程と同様にしてマイクロ波照射を行った。この第3工程をさらに1回繰り返した(計2回)。さらに第4工程として、リークバルブを調整し、真空度(乾燥機内の圧力)を上記設定値内(4.0~10.0kPa)に復圧した。その後、0.4kWのマイクロ波をヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料に3分間照射し、また、マイクロ波を一旦オフにしてリークバルブを一旦閉じて2kPa以下の高真空にした。この第4工程をさらに7回繰り返した(計8回)。以上、合計3時間で、含水率1%以下のヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料(結晶)を1.52kg得た。
[合成例4]
前記合成例2で得られたヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料10部と、濃度35質量%で温度23℃の塩酸200部を混合して、マグネティックスターラで90分撹拌した。塩酸を混合した量は、ヒドロキシガリウムフタロシアニン1molに対して、塩化水素118molであった。撹拌後、氷水で冷却された1000部のイオン交換水に滴下して、マグネティックスターラで30分撹拌した。これを減圧濾過した。このときにフィルターとして、No.5C(アドバンテック社製)を用いた。その後、温度23℃のイオン交換水で分散洗浄を4回行った。このようにしてクロロガリウムフタロシアニン顔料9部を得た。
[合成例5]
α-クロロナフタレン100g中、o-フタロジニトリル5.0g、四塩化チタン2.0gを200℃にて3時間加熱攪拌した後、50℃まで冷却して析出した結晶を濾別してジクロロチタニウムフタロシアニンのペーストを得た。次にこれを100℃に加熱したN,N-ジメチルホルムアミド100mLで攪拌洗浄し、次いで60℃のメタノール100mLで2回洗浄を繰り返し濾別した。さらにこの得られたペーストを脱イオン水100mL中80℃で1時間攪拌し、濾別して青色のチタニルフタロシアニン顔料を4.3g得た。
次にこの顔料を濃硫酸30mLに溶解させ20℃の脱イオン水300mL中に攪拌下で滴下して再析出し、濾過して十分に水洗した後、非晶質のチタニルフタロシアニン顔料を得た。この非晶質のチタニルフタロシアニン顔料4.0gをメタノール100mL中で室温(22℃)下、8時間懸濁攪拌処理し、濾別して減圧乾燥し、低結晶性のチタニルフタロシアニン顔料を得た。
[ミリング例1]
合成例3で得られたヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料0.5部、N,N-ジメチルホルムアミド(製品コード:D0722、東京化成工業製)9.5部、直径0.9mmのガラスビーズ15部を室温(23℃)下で100時間、ボールミルでミリング処理した。この際、容器は規格びん(製品名:PS-6、柏洋硝子製)を用い、容器が1分間に60回転する条件で行った。こうして処理した液をフィルター(品番:N-NO.125T、NBCメッシュテック製、孔径:133μm)で濾過してガラスビーズを取り除いた。この液にN,N-ジメチルホルムアミドを30部添加した後、濾過し、濾過器上の濾取物をテトラヒドロフランで十分に洗浄した。そして、洗浄された濾取物を真空乾燥させて、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料を0.48部得た。得られた顔料はCuKα線を用いたX線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角度2θの7.4°±0.3°および28.2°±0.3°にピークを有する。
[ミリング例2]
合成例3で得られたヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料1部、N-メチルホルムアミド(製品コード:F0059、東京化成工業製)9部、直径0.9mmのガラスビーズ15部を冷却水温度18℃下で80時間、サンドミル(商品名:K-800、五十嵐機械製造(現アイメックス)製、ディスク径70mm、ディスク枚数5枚)を用いてミリング処理した。この際、ディスクが1分間に400回転する条件で行った。こうして処理した液にN-メチルホルムアミドを30部添加した後、濾過し、濾過器上の濾取物をテトラヒドロフランで十分に洗浄した。そして、洗浄された濾取物を真空乾燥させて、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料を0.45部得た。得られた顔料はCuKα線を用いたX線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角度2θの7.4°±0.3°および28.2°±0.3°に強いピークを有する。H-NMR測定により見積もられたヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶粒子内におけるN-メチルホルムアミドの含有量は、ヒドロキシガリウムフタロシアニンの含有量に対して0.9質量%であった。
[ミリング例3]
ミリング例2において、ミリング処理の時間を80時間から100時間に変更したこと以外はミリング例2と同様にして、ミリング例3のヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料を得た。得られた顔料はCuKα線を用いたX線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角度2θの7.4°±0.3°および28.2°±0.3°に強いピークを有する。H-NMR測定により見積もられたヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶粒子内におけるN-メチルホルムアミドの含有量は、ヒドロキシガリウムフタロシアニンの含有量に対して1.4質量%であった。
[ミリング例4]
合成例3で得られたヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料0.5部、N-メチルホルムアミド(製品コード:F0059、東京化成工業製)9.5部、直径0.9mmのガラスビーズ15部を室温(23℃)下で100時間、ボールミルでミリング処理した。この際、容器は規格びん(製品名:PS-6、柏洋硝子製)を用い、容器が1分間に60回転する条件で行った。こうして処理した液をフィルター(品番:N-NO.125T、孔径:133μm、NBCメッシュテック製)で濾過してガラスビーズを取り除いた。この液にN-メチルホルムアミドを30部添加した後、濾過し、濾過器上の濾取物をテトラヒドロフランで十分に洗浄した。そして、洗浄された濾取物を真空乾燥させて、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料を0.45部得た。得られた顔料はCuKα線を用いたX線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角度2θの7.4°±0.3°および28.2°±0.3°に強いピークを有する。H-NMR測定により見積もられたヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶粒子内におけるN-メチルホルムアミドの含有量は、ヒドロキシガリウムフタロシアニンの含有量に対して2.1質量%であった。
[ミリング例5]
ミリング例3において、ミリング処理の時間を100時間から7時間に変更したこと以外はミリング例3と同様にして、ミリング例5のヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料を得た。得られた顔料はCuKα線を用いたX線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角度2θの7.4°±0.3°および28.2°±0.3°に強いピークを有する。H-NMR測定により見積もられたヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶粒子内におけるN-メチルホルムアミドの含有量は、ヒドロキシガリウムフタロシアニンの含有量に対して2.9質量%であった。
[ミリング例6]
ミリング例3において、ミリング処理の時間を100時間から5時間に変更したこと以外はミリング例3と同様にして、ミリング例6のヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料を得た。得られた顔料はCuKα線を用いたX線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角度2θの7.4°±0.3°および28.2°±0.3°に強いピークを有する。H-NMR測定により見積もられたヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶粒子内におけるN-メチルホルムアミドの含有量は、ヒドロキシガリウムフタロシアニンの含有量に対して3.1質量%であった。
[ミリング例7]
合成例3で得られたヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料1.0部、N-メチルホルムアミド(製品コード:F0059、東京化成工業製)9.0部、直径0.9mmのガラスビーズ15部を室温(23℃)下で4時間、ボールミルでミリング処理した。この際、容器は規格びん(製品名:PS-6、柏洋硝子製)を用い、容器が1分間に60回転する条件で行った。こうして処理した液をフィルター(品番:N-NO.125T、孔径:133μm、NBCメッシュテック製)で濾過してガラスビーズを取り除いた。この液にN-メチルホルムアミドを30部添加した後、濾過し、濾過器上の濾取物をテトラヒドロフランで十分に洗浄した。そして、洗浄された濾取物を真空乾燥させて、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料を0.44部得た。得られた顔料はCuKα線を用いたX線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角度2θの7.4°±0.3°および28.2°±0.3°に強いピークを有する。H-NMR測定により見積もられたヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶粒子内におけN-メチルホルムアミドの含有量は、ヒドロキシガリウムフタロシアニンの含有量に対して3.9質量%であった。
[ミリング例8]
合成例5で得られたチタニルフタロシアニン顔料0.5部、テトラヒドロフラン10部、直径0.9mmのガラスビーズ15部を冷却水温度18℃下で48時間、サンドミル(商品名:K-800、五十嵐機械製造(現アイメックス)製、ディスク径70mm、ディスク枚数5枚)を用いてミリング処理した。この際、ディスクが1分間に500回転する条件で行った。こうして処理した液をフィルター(品番:N-NO.125T、孔径:133μm、NBCメッシュテック製)で濾過してガラスビーズを取り除いた。この液にテトラヒドロフランを30部添加した後、濾過し、濾過器上の濾取物をメタノールと水で十分に洗浄した。そして、洗浄された濾取物を真空乾燥させて、チタニルフタロシアニン顔料を0.45部得た。得られた顔料はCuKα線を用いたX線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角度2θの27.2°±0.3°に強いピークを有する。
[ミリング例9]
合成例4で得られたクロロガリウムフタロシアニン顔料0.5部、N,N-ジメチルホルムアミド(製品コード:D0722、東京化成工業製)10部を室温(23℃)下で4時間、マグネティックスターラでミリング処理した。こうして処理した液からテトラヒドロフランを用いてクロロガリウムフタロシアニン顔料を取り出し、フィルター(品番:N-NO.125T、孔径:133μm、NBCメッシュテック製)で濾過し、濾過器上の濾取物をテトラヒドロフランで十分に洗浄した。そして、洗浄された濾取物を真空乾燥させて、クロロガリウムフタロシアニン顔料を0.46部得た。得られた顔料は前述した方法による分光吸収スペクトルにおいて、スペクトルが659nmに第1のピークを持ち、かつ791nmに第2のピークを持ち、さらに第2のピークの吸光度が第1のピークの吸光度の0.79倍であった。
[ミリング例10]
合成例4で得られたクロロガリウムフタロシアニン顔料0.5部、N,N-ジメチルホルムアミド(製品コード:D0722、東京化成工業製)10部、直径0.9mmのガラスビーズ15部を室温(23℃)下で48時間、ペイントシェーカ(東洋精機製作所製)を用いてミリング処理した。この際、容器は規格びん(製品名:PS-6、柏洋硝子製)を用いた。こうして処理した液をフィルター(品番:N-NO.125T、孔径:133μm、NBCメッシュテック製)で濾過してガラスビーズを取り除いた。この液にN,N-ジメチルホルムアミドを30部添加した後、濾過し、濾過器上の濾取物をテトラヒドロフランで十分に洗浄した。そして、洗浄された濾取物を真空乾燥させて、クロロガリウムフタロシアニン顔料を0.47部得た。得られた顔料は前述した方法による分光吸収スペクトルにおいて、スペクトルが643nmに第1のピークを持ち、かつ789nmに第2のピークを持ち、さらに第2のピークの吸光度が第1のピークの吸光度の0.74倍であった。また、CuKα線を用いたX線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角度2θ±0.2°の7.4°、16.6°、25.5°および28.3°にピークを有する。
[酸化チタン粒子の製造例1]
基体として、一次粒径の平均が200nmのアナターゼ型酸化チタンを使用し、チタンをTiO換算で33.7部、ニオブをNb換算で2.9部含有するチタンニオブ硫酸溶液を調製した。基体100部を純水に分散して1000部の懸濁液とし、60℃に加温した。チタンニオブ硫酸溶液と10mol/L水酸化ナトリウムとを懸濁液のpHが2~3になるよう3時間かけて滴下した。全量滴下後、pHを中性付近に調整し、ポリアクリルアミド系凝集剤を添加して固形分を沈降させた。上澄みを除去し、ろ過および洗浄し、110℃で乾燥し、凝集剤由来の有機物をC換算で0.1wt%含有する中間体を得た。この中間体を窒素中750℃で1時間焼成を行った後、空気中450℃で焼成して、酸化チタン粒子1を作製した。得られた粒子は前述の走査電子顕微鏡を用いた粒径測定方法において、平均粒径(平均一次粒径)220nmであった。
[実施例1]
<円筒状支持体>
押し出し工程および引き抜き工程を含む製造方法により製造された、長さ257mm、直径24mmのアルミニウムシリンダー(JIS-A3003、アルミニウム合金)を円筒状支持体とした。
<導電層>
次に、結着材料としてのフェノール樹脂(フェノール樹脂のモノマー/オリゴマー)(商品名:プライオーフェンJ-325、DIC製、樹脂固形分:60%、硬化後の密度:1.3g/cm)50部を、溶剤としての1-メトキシ-2-プロパノール35部に溶解させて溶液を得た。
この溶液に酸化チタン粒子の製造例1で得られた酸化チタン粒子1を75部加え、これを分散媒体として平均粒径1.0mmのガラスビーズ120部を用いた縦型サンドミルに入れ、分散液温度23±3℃、回転数1500rpm(周速5.5m/s)の条件で4時間分散処理を行い、分散液を得た。この分散液からメッシュでガラスビーズを取り除いた。ガラスビーズを取り除いた後の分散液に、レベリング剤としてシリコーンオイル(商品名:SH28 PAINT ADDITIVE、ダウ・東レ株式会社製)0.01部、および、表面粗さ付与材としてシリコーン樹脂粒子(商品名:KMP-590、信越化学工業製、平均粒径:2μm、密度:1.3g/cm)8部を添加して攪拌し、PTFE濾紙(商品名:PF060、アドバンテック東洋製)を用いて加圧ろ過することによって、導電層用塗布液を調製した。このようにして調製した導電層用塗布液を、常温常湿(23℃/50%RH)環境下で上述の円筒状支持体上に浸漬塗布して塗膜を形成し、塗膜を170℃で30分間加熱し硬化させることにより、膜厚が25μmの導電層を形成した。
<下引き層>
次に、N-メトキシメチル化ナイロン6(商品名:トレジンEF-30T、ナガセケムテックス製)25部をメタノール/n-ブタノール=2/1混合溶液480部に溶解(65℃での加熱溶解)させてなる溶液を冷却した。その後、溶液をメンブランフィルター(商品名:FP-022、孔径:0.22μm、住友電気工業製)で濾過して、下引き層用塗布液を調製した。このようにして調製した下引き層用塗布液を上述の導電層上に浸漬塗布して塗膜を形成し、塗膜を温度100℃で10分間加熱乾燥することにより、膜厚が0.5μmの下引き層を形成した。
<電荷発生層>
次に、ミリング例8で得られたチタニルフタロシアニン顔料12部、ポリビニルブチラール(商品名:エスレックBX-1、積水化学工業製)10部、シクロヘキサノン139部、直径0.9mmのガラスビーズ354部を冷却水温度18℃下で4時間、サンドミル(商品名:K-800、五十嵐機械製造(現アイメックス)製、ディスク径70mm、ディスク枚数5枚)を用いて分散処理した。この際、ディスクが1分間に1,800回転する条件で行った。この分散液にシクロヘキサノン326部および酢酸エチル465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上述の下引き層上に浸漬塗布して液面の支持体上端からの距離に応じて表1のようになるよう徐々に変化させた。そうして得た塗膜を100℃で10分加熱乾燥させることにより、表2に示す平均膜厚を持つ電荷発生層を形成した。電荷発生層の各領域の平均膜厚は、分光濃度計(商品名:X-Rite504/508、X-Rite製)を用いて上記の方法で求めた。
Figure 0007494019000016
<電荷輸送層>
次に、電荷輸送物質として、式(B1)で示されるトリアリールアミン化合物70部、
Figure 0007494019000017
式(B2)で示されるトリアリールアミン化合物10部、
Figure 0007494019000018
ポリカーボネート(商品名:ユーピロンZ-200、三菱エンジニアリングプラスチックス製)100部をモノクロロベンゼン630部に溶解させることによって、電荷輸送層用塗布液を調製した。このようにして調製した電荷輸送層用塗布液を上述の電荷発生層上に浸漬塗布して塗膜を形成し、塗膜を温度120℃で1時間加熱乾燥することにより、表2に示す平均膜厚を持つ電荷輸送層を形成した。電荷輸送層の各領域の平均膜厚は、レーザー干渉膜厚計(商品名:SI-T80、株式会社キーエンス社製)を用いて上記の方法で求めた。
以上のようにして、円筒状(ドラム状)の電子写真感光体を製造した。得られた電荷発生層および電荷輸送層の平均膜厚から、DtX5とDtZ1との差(DtX5-DtZ1)およびDgX5とDgZ1との差(DgZ1-DgX5)、並びにDtX5に対するDtZ1の比(DtZ1/DtX5)およびDgX5に対するDgZ1の比(DgZ1/DgX5)を、電子写真感光体の上側および下側についてそれぞれ求めた値を表3に示す。
[評価]
上記で作製した電子写真感光体について、以下の評価を行った。その結果を表2~4に示す。
<評価装置>
評価用の電子写真装置として、ヒューレットパッカード社製のレーザビームプリンタ(商品名:Color Laser Jet CP3525dn)を用意し、以下のように改造して用いた。
光学系の改造については、何も変更を加えないデフォルト機に加え、式(E8)における走査特性係数Bおよびレーザ走査装置の幾何学的特徴θmaxが、(B=0.55,θmax=55°)となるものを用意した。
また、前露光条件、帯電条件およびレーザ露光量は可変で作動するようにした。また、上記製造した電子写真感光体をシアン色用のプロセスカートリッジに装着して、シアン色用のプロセスカートリッジのステーションに取り付けた。他の色(マゼンタ、イエロー、ブラック)用のプロセスカートリッジをレーザビームプリンタ本体に装着しなくても作動するようにした。
画像の出力に際しては、シアン色用のプロセスカートリッジのみをレーザビームプリンタ本体に取り付け、シアントナーのみによる単色画像を出力した。
<ベタ画像濃度ムラの評価>
実施例および比較例で製造した電子写真感光体を、常温常湿環境下(温度23℃、相対湿度50%)で上記のレーザビームプリンタに装着し、電子写真感光体の画像形成領域中央位置における初期暗部電位が-600V、明部電位が-150Vとなるように前露光量、帯電器および露光量を設定した。電位設定の際の電子写真感光体の表面電位の測定には、プロセスカートリッジの現像位置に電位プローブ(商品名:model6000B-8、トレック・ジャパン製)を装着したものを用い、電子写真感光体の画像形成領域中央部の電位を表面電位計(商品名:model344、トレック・ジャパン製)を使用して測定した。
上記条件に設定してベタ画像を出力し、そのベタ画像の目視評価を行って以下の基準でランク付けし、表4に「濃度均一性」として示した。ランクA~Cは、従来技術に対して濃度均一性の改善が確認でき、本開示の効果として許容できる範囲である。一方、ランクDは従来技術と同等の結果であるため、本開示の効果としては許容できない。
A:ベタ画像に濃度ムラが認められない。
B:ベタ画像に濃度ムラがほぼ認められない。
C:ベタ画像の端部付近の濃度が濃い、または薄いため濃度ムラがわずかに認められる。
D:ベタ画像の端部付近の濃度が極端に薄いため濃度ムラが明らかに認められる。
<端部帯電スジ>
実施例および比較例で製造した電子写真感光体を、常温常湿環境下(温度23℃、相対湿度50%)で上記のレーザビームプリンタに装着し、以下のように評価した。帯電電位を-600Vに設定し、露光後の明部電位が-150Vとなるように調整した。また、現像電位が-400Vとなるよう調整した。この設定で、A4サイズの普通紙に対し、600dpiの各画素を40%の発光時間で点灯させ画像出力をおこなった。
次に、得られた評価用画像について、下記のようにランク付けをし、表4に「上端帯電横スジ」および「下端帯電横スジ」として示した。ランクA~Cは、従来技術に対して端部帯電スジの発生の抑制が確認でき、本開示の効果として許容できる範囲である。一方、ランクDは従来技術と同等の結果であるため、本開示の効果としては許容できない。
A:帯電スジが全く認められない。
B:部分的に帯電スジが判別できる。
C:全周に渡り帯電スジが確認できる。
D:全周に渡り、明確な帯電スジが確認できる。
[実施例2]
実施例1の電荷輸送層の形成において、浸漬塗布して塗膜を形成する際、塗布液に浸漬した円筒状支持体を塗布液から引き上げる速度において、上端および下端の速度をそれぞれ遅くすることで、両端の膜厚を薄くした。そして得られた塗膜を130℃で30分加熱乾燥させることにより、表2に示す平均膜厚を持つ電荷輸送層を形成し、電子写真感光体を製造した。得られた電荷発生層および電荷輸送層の平均膜厚から、DtX5-DtZ1およびDgZ1-DgX5、並びにDtZ1/DtX5およびDgZ1/DgX5を、電子写真感光体の上側および下側についてそれぞれ求めた値を表3に示す。
[実施例3~8]
実施例1の電荷輸送層の形成において、浸漬塗布して塗膜を形成する際、塗布液に浸漬した円筒状支持体を塗布液から引き上げる速度において、上端および下端の速度をそれぞれ遅くすることで、両端の膜厚を薄くした。そして得られた塗膜を130℃で30分加熱乾燥させることにより、表2に示す平均膜厚を持つ電荷輸送層を形成し、電子写真感光体を製造した。得られた電荷発生層および電荷輸送層の平均膜厚から、DtX5-DtZ1およびDgZ1-DgX5、並びにDtZ1/DtX5およびDgZ1/DgX5を、電子写真感光体の上側および下側についてそれぞれ求めた値を表3に示す。
[実施例9]
実施例7で製造した電子写真感光体を用い、評価用の電子写真装置として、ヒューレットパッカード社製のレーザビームプリンタ(商品名:Color Laser Jet CP4525)を用意し、ドラム面光量が、実施例1と同様の分布となるように改造して用いた。
[実施例10]
実施例7で製造した電子写真感光体を用い、評価用の電子写真装置として、ヒューレットパッカード社製のレーザビームプリンタ(商品名:Color Laser Jet M609)を用意し、ドラム面光量が、実施例1と同様の分布となるように改造して用いた。
[実施例11]
実施例7で製造した電子写真感光体を用い、評価用の電子写真装置として、ヒューレットパッカード社製のレーザビームプリンタ(商品名:Color Laser Jet M552)を用意し、ドラム面光量が、実施例1と同様の分布となるように改造して用いた。
[実施例12]
実施例1において、電荷発生層用塗布液の調製を以下のように変更し、また電荷発生層の浸漬塗布を上述の方法と同様にして表2に示す電荷発生層の平均膜厚となるよう変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例20の電子写真感光体を作製した。
ミリング例9で得られたクロロガリウムフタロシアニン顔料30部、ポリビニルブチラール(商品名:エスレックBX-1、積水化学工業製)10部、シクロヘキサノン253部、直径0.9mmのガラスビーズ643部を冷却水温度18℃下で4時間、サンドミル(商品名:K-800、五十嵐機械製造(現アイメックス)製、ディスク径70mm、ディスク枚数5枚)を用いて分散処理した。この際、ディスクが1分間に1,800回転する条件で行った。この分散液にシクロヘキサノン592部および酢酸エチル845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。
得られた電荷発生層および電荷輸送層の平均膜厚から、DtX5-DtZ1およびDgZ1-DgX5、並びにDtZ1/DtX5およびDgZ1/DgX5を、電子写真感光体の上側および下側についてそれぞれ求めた値を表3に示す。
[実施例13]
実施例1の電荷発生層の形成において、ミリング例1で得られたヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料をミリング例3で得られたヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料に変更し、また浸漬塗布を実施例1と同様にして表2に示す電荷発生層の平均膜厚となるよう変更し、電子写真感光体を製造した。得られた電荷発生層および電荷輸送層の平均膜厚から、DgZ1-DgX5およびDgX5-DgZ1、並びにDtZ1/DtX5およびDgZ1/DgX5を、電子写真感光体の上側および下側についてそれぞれ求めた値を表3に示す。
[実施例14]
実施例1の電荷発生層の形成において、ミリング例1で得られたヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料20部、ポリビニルブチラール(商品名:エスレックBX-1、積水化学工業製)10部、シクロヘキサノン190部、直径0.9mmのガラスビーズ482部を冷却水温度18℃下で4時間、サンドミル(商品名:K-800、五十嵐機械製造(現アイメックス)製、ディスク径70mm、ディスク枚数5枚)を用いて分散処理した。この際、ディスクが1分間に1,800回転する条件で行った。この分散液にシクロヘキサノン444部および酢酸エチル634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用いる他は実施例1と同様にして、表2に示す平均膜厚を持つ電荷輸送層を形成し、電子写真感光体を製造した。得られた電荷発生層および電荷輸送層の平均膜厚から、DtX5-DtZ1およびDgX5-DgZ1、並びにDtZ1/DtX5およびDgZ1/DgX5を、電子写真感光体の上側および下側についてそれぞれ求めた値を表3に示す。
[実施例15]
実施例1の電荷発生層の形成において、ミリング例10で得られたクロロガリウムフタロシアニン顔料30部、ポリビニルブチラール(商品名:エスレックBX-1、積水化学工業製)10部、シクロヘキサノン253部、直径0.9mmのガラスビーズ643部を冷却水温度18℃下で4時間、サンドミル(商品名:K-800、五十嵐機械製造(現アイメックス)製、ディスク径70mm、ディスク枚数5枚)を用いて分散処理した。この際、ディスクが1分間に1,800回転する条件で行った。この分散液にシクロヘキサノン592部および酢酸エチル845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用いる他は実施例1と同様にして、表2に示す平均膜厚を持つ電荷輸送層を形成し、電子写真感光体を製造した。得られた電荷発生層および電荷輸送層の平均膜厚から、DtX5-DtZ1およびDgZ1-DgX5、並びにDtZ1/DtX5およびDgZ1/DgX5を、電子写真感光体の上側および下側についてそれぞれ求めた値を表3に示す。
[実施例16]
実施例1の電荷発生層の形成において、式(C1)で示されるジスアゾ化合物20部、ポリビニルブチラール(商品名:エスレックBX-1、積水化学工業製)8部、シクロヘキサノン177部、直径0.9mmのガラスビーズ482部を冷却水温度18℃下で4時間、サンドミル(商品名:K-800、五十嵐機械製造(現アイメックス)製、ディスク径70mm、ディスク枚数5枚)を用いて分散処理した。この際、ディスクが1分間に1,800回転する条件で行った。この分散液にシクロヘキサノン414部および酢酸エチル592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用いる他は実施例1と同様にして、表2に示す平均膜厚を持つ電荷輸送層を形成し、電子写真感光体を製造した。得られた電荷発生層および電荷輸送層の平均膜厚から、DtX5-DtZ1およびDgZ1-DgX5、並びにDtZ1/DtX5およびDgZ1/DgX5を、電子写真感光体の上側および下側についてそれぞれ求めた値を表3に示す。
[参考例1]
実施例1の電荷輸送層の形成において、電荷輸送層の膜厚を評価する領域の区割りのみを変更し、電子写真感光体の中央位置と中央位置から電子写真感光体の軸方向における一端までの長さの85%に位置する85%位置の間の領域をXとし、85%位置から電子写真感光体の前記端までの領域をZとした。すなわち、表2において、参考例1におけるX5とZ1の境界位置は、電荷発生層では電子写真感光体の軸方向の中央位置から一端までの90%の位置であるのに対し、電荷輸送層では電子写真感光体の軸方向の中央位置から一端までの85%の位置である。電荷輸送層を浸漬塗布して塗膜を形成する際、塗布液に浸漬した円筒状支持体を塗布液から引き上げる速度を、上端および下端でそれぞれ変更し、中央側よりも両端側における電荷輸送層の膜厚をより薄くした。そして得られた塗膜を130℃で30分加熱乾燥させることにより、表2に示す平均膜厚を持つ電荷輸送層を形成し、電子写真感光体を製造した。得られた電荷発生層および電荷輸送層の平均膜厚から、DtX5-DtZ1およびDgZ1-DgX5、並びにDtZ1/DtX5およびDgZ1/DgX5を、電子写真感光体の上側および下側についてそれぞれ求めた値を表3に示す。評価用の電子写真装置としては、実施例1と同様の装置を用いた。
[参考例2]
参考例1で製造した電子写真感光体を用い、評価用の電子写真装置としては、実施例9と同様の装置を用いた。
[参考例3]
参考例1で製造した電子写真感光体を用い、評価用の電子写真装置としては、実施例10と同様の装置を用いた。
[参考例4]
参考例1で製造した電子写真感光体を用い、評価用の電子写真装置としては、実施例11と同様の装置を用いた。
[参考例5]
実施例1の電荷輸送層の形成において、電荷輸送層の膜厚を評価する領域の区割りのみを変更し、電子写真感光体の中央位置と中央位置から電子写真感光体の軸方向における一端までの長さの95%に位置する95%位置の間の領域をXとし、95%位置から電子写真感光体の前記一端までの領域をZとした。すなわち、表2において、参考例5におけるX5とZ1の境界位置は、電荷発生層では電子写真感光体の軸方向の中央位置から一端までの90%の位置であるのに対し、電荷輸送層では電子写真感光体の軸方向の中央位置から一端までの95%の位置である。電荷輸送層を浸漬塗布して塗膜を形成する際、塗布液に浸漬した円筒状支持体を塗布液から引き上げる速度を、上端および下端でそれぞれ変更し、X5領域よりもZ領域の膜厚を薄くした。そして得られた塗膜を130℃で30分加熱乾燥させることにより、表2に示す平均膜厚を持つ電荷輸送層を形成し、電子写真感光体を製造した。得られた電荷発生層および電荷輸送層の平均膜厚から、DtX5-DtZ1およびDgZ1-DgX5、並びにDtZ1/DtX5およびDgZ1/DgX5を、電子写真感光体の上側および下側についてそれぞれ求めた値を表3に示す。評価用の電子写真装置としては、実施例1と同様の装置を用いた。
[参考例6]
参考例5で製造した電子写真感光体を用い、評価用の電子写真装置としては、実施例9と同様の装置を用いた。
[参考例7]
参考例5で製造した電子写真感光体を用い、評価用の電子写真装置としては、実施例10と同様の装置を用いた。
[参考例8]
参考例5で製造した電子写真感光体を用い、評価用の電子写真装置としては、実施例11と同様の装置を用いた。
[比較例1]
実施例1の電荷輸送層の形成において、浸漬塗布して塗膜を形成する際、塗布液に浸漬した円筒状支持体を塗布液から引き上げる速度を調整せず、略均一な膜厚分布となるように形成した。そして得られた塗膜を130℃で30分加熱乾燥させることにより、表2に示す平均膜厚を持つ電荷輸送層を形成し、電子写真感光体を製造した。
<実施例2~16、参考例1~8、および比較例1の電子写真感光体の評価>
実施例1で製造した電子写真感光体と同様の方法で、実施例2~16、参考例1~8、および比較例1で製造した電子写真感光体を用いて出力したベタ画像の濃度ムラおよび評価用画像の端部の帯電スジの評価を行った。結果を表4に示す。
Figure 0007494019000022
Figure 0007494019000023
Figure 0007494019000024
参考例1~4のように、電荷輸送層のX領域を中央位置と中央位置から電子写真感光体の一端までの長さの85%に位置する85%位置の間の領域とした場合、画像形成領域で電荷輸送層の膜厚が減少しているため、表4に示すように、端部の濃度均一性が低下したと考えられる。一方、実施例1~16および参考例5~8のように、電荷輸送層のX領域を中央位置と中央位置から電子写真感光体の一端までの長さの90%に位置する90%位置または95%に位置する95%位置の間の領域とした場合、画像形成領域で電荷輸送層の膜厚が一定となるため、濃度均一性が保たれたと考えられる。
また、参考例5~8のように、電荷輸送層のX領域を中央位置と中央位置から電子写真感光体の一端までの長さの95%に位置する95%位置の間の領域とした場合、電荷輸送層のZ領域は端部側の5%の領域となり、Z領域の電荷輸送層の膜厚を薄くしても、静電容量の変化が小さく十分ではなかったため、帯電横スジが生じたと考えられる。一方、実施例1~16および参考例1~4のように、電荷輸送層のX領域を中央位置と中央位置から電子写真感光体の一端までの長さの90%に位置する90%位置または85%に位置する85%位置の間の領域とした場合、Z領域の電荷輸送層の膜厚を薄くすることにより、十分に静電容量が大きくなったため、帯電横スジが生じなかったか、生じたとしても部分的に生じたものと考えられる。
1 電子写真感光体
2 軸
3 帯電手段
4 露光光
5 現像手段
6 転写手段
7 転写材
8 定着手段
9 クリーニング手段
10 前露光光
11 プロセスカートリッジ
12 案内手段
20 電荷輸送層
21 電荷発生層
22 支持体
201 画像信号生成部
202 制御部
203 レーザ駆動部
204 レーザ走査装置
205 電子写真感光体
206 定着手段
208 レーザ光源
209 ポリゴンミラー
209a 偏向面
210 結像レンズ
211 感光体表面の被走査面
角速度

Claims (6)

  1. 円筒状支持体と、電荷発生層と、電荷輸送層と、をこの順に有する電子写真感光体であって、
    前記電子写真感光体の軸方向の中央位置と前記電子写真感光体の前記中央位置から一端までの長さの90%に位置する90%位置の間の領域を領域Xとし、前記90%位置から前記電子写真感光体の前記一端までの間の領域を領域Zとしたとき、
    前記領域Xを5等分した領域を、前記中央位置から順にX1、X2、X3、X4、およびX5とし、
    前記領域Zを3等分した領域を、前記中央位置に近い順にZ1、Z2、およびZ3としたとき、
    前記X1、X2、X3、X4、X5、Z1、Z2、およびZ3のそれぞれの領域における、前記電荷発生層の平均膜厚を、DgX1、DgX2、DgX3、DgX4、DgX5、DgZ1、DgZ2、およびDgZ3で表し、
    前記X1、X2、X3、X4、X5、Z1、Z2、およびZ3のそれぞれの領域における、前記電荷輸送層の平均膜厚をDtX1、DtX2、DtX3、DtX4、DtX5、DtZ1、DtZ2、およびDtZ3で表した場合、
    DgX1<DgX2<DgX3<DgX4<DgX5、かつ
    DtX5>DtZ1、およびDgX5<DgZ1、
    を満たす電子写真感光体。
  2. 前記DgX5と前記DgZ1が、DgX5*1.2<DgZ1を満たす請求項1記載の電子写真感光体。
  3. 前記DtX5と前記DtZ1、前記DtZ2、および前記DtZ3が、DtX5*0.9>DtZ1≧DtZ2≧DtZ3を満たす請求項1または2に記載の電子写真感光体。
  4. 前記DtX1、前記DtX2、前記DtX3、前記DtX4、前記DtX5の標準偏差が0.1以下である請求項1からのいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  5. 請求項1からのいずれか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プロセスカートリッジ。
  6. 請求項1からのいずれか1項に記載の電子写真感光体、ならびに、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。
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