JP2018120062A - 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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Abstract
Description
また、特許文献2には、特定の化学式で表される化合物を少なくとも含むトリフェニルアミンダイマー混合体を、電荷輸送層中に電荷輸送材として含有する積層型電子写真感光体が開示されている。
導電性基体と、
前記導電性基体上に配置され、トリフェニルアミン骨格を2つ有する、電荷移動度が4×10−6cm2/Vs以上である第一の電荷輸送材料、並びにトリフェニルアミン骨格を1つ有する、電荷移動度が5×10−5cm2/Vs以上である電荷輸送材料、トリフェニルアミン骨格を2つ有する、前記第一の電荷輸送材料以外の電荷輸送材料、及びトリフェニルアミン骨格を3つ有する電荷輸送材料からなる群から選ばれる少なくとも一つの第二の電荷輸送材料を含み、前記第二の電荷輸送材料の含有量が、全電荷輸送材料に対して、0.2質量%以上1.0質量%以下である感光層と、
を有する電子写真感光体である。
前記感光層が、電荷発生層と、前記第一の電荷輸送材料、及び前記第二の電荷輸送材料を含み、前記第二の電荷輸送材料の含有量が、全電荷輸送材料に対して、0.2質量%以上1.0質量%以下である電荷輸送層と、を前記導電性基体上にこの順で有する感光層である請求項1に記載の電子写真感光体である。
前記第一の電荷輸送材料が、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’−ジアミンである請求項1又は請求項2に記載の電子写真感光体である。
前記トリフェニルアミン骨格を1つ有する、電荷移動度が5×10−5cm2/Vs以上である電荷輸送材料が、下記一般式(CT2−1)で示される電荷輸送材料である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電子写真感光体である。
前記トリフェニルアミン骨格を2つ有する、前記第一の電荷輸送材料以外の電荷輸送材料が、下記一般式(CT2−2)で示される電荷輸送材料である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電子写真感光体である。
前記トリフェニルアミン骨格を3つ有する電荷輸送材料が、下記一般式(CT2−3)で示される電荷輸送材料および下記一般式(CT2−4)で示される電荷輸送材料のうちの少なくとも一つである請求項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を備え、
画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジである。
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である。
以下、電荷移動度が4×10−6cm2/Vs以上であるトリフェニルアミン骨格を2つ有する電荷輸送材料の一例として、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’−ジアミンを用いた場合を例に挙げて説明する。
しかしながら、電荷輸送材料として、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’−ジアミンのみ用いた感光層とした場合、感光層中で、この電荷輸送材料の結晶化が起こり、電気特性を低下させる場合があることが分かってきた。そして、感光体の電気特性が低下した状態で、画像を形成すると、形成した画像には、例えば、色点が発生する場合がある。
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’−ジアミンは、溶剤(例えば、テトラヒドロフランなど)に溶解し難い性質を有しており、粗大粒子が溶け残ることがある。この溶け残った粗大粒子の電荷輸送材料は、結晶の核となり、電荷輸送材料の結晶化の要因となると考えられる。そのため、フィルターにより、粗大粒子の電荷輸送材料を除去する手間がかかる。
また、フィルターにより除去した後の感光層形成用塗布液を塗布した後、感光層形成用塗布液中の溶剤が揮発するときに、溶剤の蒸発潜熱により、飽和に近い状態で溶解した電荷輸送材料が凝集して結晶化しやすくなると考えられる。特に、感光層の膜厚が厚い場合は、電荷輸送材料の結晶化の発生が顕著になりやすい。
このように、フィルターにより、粗大粒子を除去しても、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’−ジアミンのみ用いた感光層では、この電荷輸送材料の結晶化が生じることがある。
一方、第一の電荷輸送材料と組み合わせる第二の電荷輸送材料が、トリフェニルアミン骨格を2つ有する、第一の電荷輸送材料以外の電荷輸送材料、及びトリフェニルアミン骨格を3つ有する電荷輸送材料の少なくとも1種の場合、感光層中で、第一の電荷輸送材料と、これらの第二の電荷輸送材料との間で、アミン部位の積み重ね構造が形成されることにより、窒素と窒素との距離が近くなる。その結果、電荷輸送能の低下が抑制され、電気特性の低下が抑制されると考えられる。
なお、例えば、N,N−ビス(3,4−ジメチルフェニル)−4−ビフェニルアミンのような、トリフェニルアミン骨格を1つ有していても、電荷移動度が4×10−6cm2/Vs未満であり、アミン部位の積み重ね構造が形成されにくい電荷輸送材料を併用した場合は、電荷輸送能が低下しやすい。そのため、電荷輸送材料をこの組み合わせとした場合に比べると、本実施形態に係る電子写真感光体では、電荷輸送材料を上記の第一の電荷輸送材料と第二の電荷輸送材料との組み合わせとすることで、電荷輸送能の低下が抑制されると考えられる。
図1は、本実施形態に係る電子写真感光体7Aの層構成の一例を示す概略部分断面図である。図1に示す電子写真感光体7Aは、導電性基体4上に、下引層1、電荷発生層2及び電荷輸送層3がこの順序で積層された構造を有する。そして、電荷発生層2及び電荷輸送層3が感光層5を構成している。
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1013Ωcm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。
下引層は、例えば、無機粒子と結着樹脂とを含む層である。
これらの中でも、上記抵抗値を有する無機粒子としては、例えば、酸化錫粒子、酸化チタン粒子、酸化亜鉛粒子、酸化ジルコニウム粒子等の金属酸化物粒子がよく、特に、酸化亜鉛粒子が好ましい。
無機粒子の体積平均粒径は、例えば、50nm以上2000nm以下(好ましくは60nm以上1000nm以下)がよい。
特に、電子受容性化合物としては、アントラキノン構造を有する化合物が好ましい。アントラキノン構造を有する化合物としては、例えば、ヒドロキシアントラキノン化合物、アミノアントラキノン化合物、アミノヒドロキシアントラキノン化合物等が好ましく、具体的には、例えば、アントラキノン、アリザリン、キニザリン、アントラルフィン、プルプリン等が好ましい。
下引層に用いる結着樹脂としては、例えば、電荷輸送性基を有する電荷輸送性樹脂、導電性樹脂(例えばポリアニリン等)等も挙げられる。
これら結着樹脂を2種以上組み合わせて使用する場合には、その混合割合は、必要に応じて設定される。
添加剤としては、多環縮合系、アゾ系等の電子輸送性顔料、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニウムアルコキシド化合物、有機チタニウム化合物、シランカップリング剤等の公知の材料が挙げられる。シランカップリング剤は前述のように無機粒子の表面処理に用いられるが、添加剤として更に下引層に添加してもよい。
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。
表面粗さ調整のために下引層中に樹脂粒子等を添加してもよい。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樹脂粒子等が挙げられる。また、表面粗さ調整のために下引層の表面を研磨してもよい。研磨方法としては、バフ研磨、サンドブラスト処理、湿式ホーニング、研削処理等が挙げられる。
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。
図示は省略するが、下引層と感光層との間に中間層をさらに設けてもよい。
中間層は、例えば、樹脂を含む層である。中間層に用いる樹脂としては、例えば、アセタール樹脂(例えばポリビニルブチラール等)、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、カゼイン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂等の高分子化合物が挙げられる。
中間層は、有機金属化合物を含む層であってもよい。中間層に用いる有機金属化合物としては、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、マンガン、ケイ素等の金属原子を含有する有機金属化合物等が挙げられる。
これらの中間層に用いる化合物は、単独で又は複数の化合物の混合物若しくは重縮合物として用いてもよい。
中間層を形成する塗布方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が用いられる。
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。
電荷輸送材料としては、トリフェニルアミン骨格を2つ有する、電荷移動度が4×10−6cm2/Vs以上である第一の電荷輸送材料、並びにトリフェニルアミン骨格を1つ有する、電荷移動度が5×10−5cm2/Vs以上である電荷輸送材料、トリフェニルアミン骨格を2つ有する、第一の電荷輸送材料以外の電荷輸送材料、及びトリフェニルアミン骨格を3つ有する電荷輸送材料からなる群から選ばれる少なくとも一つの第二の電荷輸送材料を含む。そして、第二の電荷輸送材料の含有量が、全電荷輸送材料に対して、0.2質量%以上1.0質量%以下である。
ITO(Indium Tin Oxide)基板上に、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂に対して、電荷輸送材料を50質量%濃度で含有する膜からなる層を設け、その表面に半透明の金電極スパッタリング法により作製し、電荷移動測定用サンプルとする。電荷移動度の測定はTOF(Time of Flight)法により行う。測定サンプルに電圧を印加し電界強度3.0×105V/cmなるようにする。その後、窒素パルスレーザー(波長;337nm)を照射し、発生した過渡電流波形を高速電流アンプとデジタルオシロスコープを用いて測定する。電荷移動度は、電流と時間との関係対数変換し、得られた極性の変曲点の時間から電荷移動度を算出する。値が大きいほど電気特性が良好なことを示している。
第二の電荷輸送材料は、トリフェニルアミン骨格を1つ有する、電荷移動度が5×10−5cm2/Vs以上である電荷輸送材料、トリフェニルアミン骨格を2つ有する、第一の電荷輸送材料以外の電荷輸送材料、及びトリフェニルアミン骨格を3つ有する電荷輸送材料からなる群から選ばれる少なくとも一つの電荷輸送材料である。
トリフェニルアミン骨格を1つ有する、電荷移動度が5×10−5cm2/Vs以上(好ましくは7×10−5cm2/Vs以上)である電荷輸送材料としては、特に限定されない。この電荷輸送材料の電荷移動度は、第一の電荷輸送材料が有する電荷移動度と同じ、又は第一の電荷輸送材料が有する電荷移動度を超えるものであればよい。電荷移動度の上限値は特に限定されないが、例えば、1×10−4cm2/Vs以下が挙げられる。
この電荷輸送材料としては、電荷移動度の点で、例えば、一般式(CT2−1)で表されるブタジエン系電荷輸送材料であることがよい。
ブタジエン系電荷輸送材料は、下記一般式(CT2−1)で示される電荷輸送材料である。
n及びmは、各々独立に、0、1又は2を表す。
直鎖状のアルキル基として具体的には、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−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−イコシル基等が挙げられる。
分岐状のアルキル基として具体的には、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、イソウンデシル基、sec−ウンデシル基、tert−ウンデシル基、ネオウンデシル基、イソドデシル基、sec−ドデシル基、tert−ドデシル基、ネオドデシル基、イソトリデシル基、sec−トリデシル基、tert−トリデシル基、ネオトリデシル基、イソテトラデシル基、sec−テトラデシル基、tert−テトラデシル基、ネオテトラデシル基、1−イソブチル−4−エチルオクチル基、イソペンタデシル基、sec−ペンタデシル基、tert−ペンタデシル基、ネオペンタデシル基、イソヘキサデシル基、sec−ヘキサデシル基、tert−ヘキサデシル基、ネオヘキサデシル基、1−メチルペンタデシル基、イソヘプタデシル基、sec−ヘプタデシル基、tert−ヘプタデシル基、ネオヘプタデシル基、イソオクタデシル基、sec−オクタデシル基、tert−オクタデシル基、ネオオクタデシル基、イソノナデシル基、sec−ノナデシル基、tert−ノナデシル基、ネオノナデシル基、1−メチルオクチル基、イソイコシル基、sec−イコシル基、tert−イコシル基、ネオイコシル基等が挙げられる。
これらの中でも、アルキル基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基等の低級アルキル基が好ましい。
直鎖状のアルコキシ基として具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基、n−ウンデシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基、n−トリデシルオキシ基、n−テトラデシルオキシ基、n−ペンタデシルオキシ基、n−ヘキサデシルオキシ基、n−ヘプタデシルオキシ基、n−オクタデシルオキシ基、n−ノナデシルオキシ基、n−イコシルオキシ基等が挙げられる。
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、イソウンデシルオキシ基、sec−ウンデシルオキシ基、tert−ウンデシルオキシ基、ネオウンデシルオキシ基、イソドデシルオキシ基、sec−ドデシルオキシ基、tert−ドデシルオキシ基、ネオドデシルオキシ基、イソトリデシルオキシ基、sec−トリデシルオキシ基、tert−トリデシルオキシ基、ネオトリデシルオキシ基、イソテトラデシルオキシ基、sec−テトラデシルオキシ基、tert−テトラデシルオキシ基、ネオテトラデシルオキシ基、1−イソブチル−4−エチルオクチルオキシ基、イソペンタデシルオキシ基、sec−ペンタデシルオキシ基、tert−ペンタデシルオキシ基、ネオペンタデシルオキシ基、イソヘキサデシルオキシ基、sec−ヘキサデシルオキシ基、tert−ヘキサデシルオキシ基、ネオヘキサデシルオキシ基、1−メチルペンタデシルオキシ基、イソヘプタデシルオキシ基、sec−ヘプタデシルオキシ基、tert−ヘプタデシルオキシ基、ネオヘプタデシルオキシ基、イソオクタデシルオキシ基、sec−オクタデシルオキシ基、tert−オクタデシルオキシ基、ネオオクタデシルオキシ基、イソノナデシルオキシ基、sec−ノナデシルオキシ基、tert−ノナデシルオキシ基、ネオノナデシルオキシ基、1−メチルオクチルオキシ基、イソイコシルオキシ基、sec−イコシルオキシ基、tert−イコシルオキシ基、ネオイコ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。
アリール基として具体的には、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ビフェニリル基などが挙げられる。
これらの中でも、アリール基としては、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
ここで、炭化水素環構造として具体的には、例えば、シクロアルカン構造、シクロアルケン構造、シクロアルカンポリエン構造等が挙げられる。
つまり、ブタジエン系電荷輸送材料(CT2−1)は、下記構造式(CT2−1A)で示される電荷輸送材料(例示化合物(CT2−1−3))であることがより好ましい。
・−CH3:メチル基
・−OCH3:メトキシ基
次に、トリフェニルアミン骨格を2つ有する、第一の電荷輸送材料以外の電荷輸送材料について説明する。
トリフェニルアミン骨格を2つ有する、第一の電荷輸送材料以外の電荷輸送材料としては、特に限定されないが、例えば、一般式(CT2−2)で表される電荷輸送材料であって、第一の電荷輸送材料以外の電荷輸送材料であることがよい。
直鎖状のアルキル基として具体的には、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−デシル基等が挙げられる。
分岐状のアルキル基として具体的には、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。
これらの中でも、アルキル基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基等の低級アルキル基が好ましい。
直鎖状のアルコキシ基として具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基等が挙げられる。
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。
アリール基として具体的には、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。
これらの中でも、アリール基としては、フェニル基が好ましい。
・−CH3:メチル基
・−C2H5:エチル基
・−OCH3:メトキシ基
・−OC2H5:エトキシ基
・−CHO:ホルミル基
なお、第二の電荷輸送材料として、一般式(CT2−2)で表される電荷輸送材料を用いる場合、第二の電荷輸送材料は、第一の電荷輸送材料とは異なる構造を有する。
次に、トリフェニルアミン骨格を3つ有する電荷輸送材料について説明する。
トリフェニルアミン骨格を3つ有する電荷輸送材料としては、特に限定されないが、例えば、一般式(CT2−3)及び一般式(CT2−4)のうちの少なくとも一方の電荷輸送材料であることがよい。一般式(CT2−3)及び一般式(CT2−4)は、いずれか一方でもよく、両方を含んでいてもよい。
なお、上記例示化合物中の略記号は、以下の意味を示す。また、置換基の前に付す番号は、ベンゼン環に対する置換位置を示している。「*」は結合部を表す。
・−CH3:メチル基
・−CHO:ホルミル基
・−OH:水酸基
なお、上記例示化合物中の略記号は、以下の意味を示す。また、置換基の前に付す番号は、ベンゼン環に対する置換位置を示している。「*」は結合部を表す。
・−CH3:メチル基
・−CHO:ホルミル基
・−OH:水酸基
前述のように、第二の電荷輸送材料の含有量は、全電荷輸送材料に対して、0.2質量%以上1.0質量%以下である。第二の電荷輸送材料の含有量は、電荷輸送材料の結晶化をより抑制する点、および電気特性の低下をより抑制する点で、全電荷輸送材料に対して、0.3質量%以上0.5質量%以下であることが好ましい。
また、全電荷輸送材料は、第一の電荷輸送材料と第二の電荷輸送材料との総量を表す。
つまり、第二の電荷輸送材料の含有量は、トリフェニルアミン骨格を1つ有する、電荷移動度が5×10−5cm2/Vs以上である電荷輸送材料、トリフェニルアミン骨格を2つ有する、第一の電荷輸送材料以外の電荷輸送材料、及びトリフェニルアミン骨格を3つ有する電荷輸送材料の合計含有量が、第一の電荷輸送材料と第二の電荷輸送材料との総量に対して、0.2質量%以上1.0質量%以下である。
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。
なお、感光層(電荷輸送層)中の電荷輸送材料の結晶化の評価は次のようにして行う。
まず、測定対象となる感光体から感光層を剥がし取り、小片を切り出してエポキシ樹脂に包埋・固化させ、ミクロトームにより切片を調製して、観察用試料とする。そして、走査型電子顕微鏡(SEM)の装置としてJSM−6700F(日本電子社製)を使用し、上記観察用試料について、電荷輸送材料の析出物の観察の程度を観察する。
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。
(下引層の形成)
酸化亜鉛(商品名:MZ 300、テイカ株式会社製)100質量部、シランカップリング剤としてN−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシランの10質量%のトルエン溶液を10質量部、トルエン200質量部を混合して攪拌を行い、2時間還流を行った。その後10mmHgにてトルエンを減圧留去し、135℃で2時間焼き付けて、シランカップリング剤による酸化亜鉛の表面処理を行った。
表面処理した酸化亜鉛:33質量部、ブロック化イソシアネート(商品名:スミジュール3175、住友バイエルンウレタン社製):6質量部、下記構造式(AQ−1)で示される化合物:1質量部、メチルエチルケトン:25質量部を30分間混合し、その後ブチラール樹脂(商品名:エスレックBM−1、積水化学工業社製):5質量部、シリコーンボール(商品名:トスパール120、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製):3質量部、レベリング剤としてシリコーンオイル(商品名:SH29PA、東レダウコーニングシリコーン社製):0.01質量部を添加し、サンドミルにて3時間の分散を行い、下引層形成用塗布液を得た。
さらに、浸漬塗布法にて、下引層形成用塗布液を、直径47mm、長さ357mm、肉厚1mmのアルミニウム基材上に塗布し、180℃、30分の乾燥硬化を行い、膜厚25μmの下引層を得た。
次に、電荷発生材料として、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料18質量部、結着樹脂として、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂(商品名:VMCH、日本ユニカー社製)16質量部、および溶媒としてのn−酢酸ブチルからなる混合物を、容量100mLガラス瓶中に、充填率50%で1.0mmφガラスビーズと共に入れて、ペイントシェーカーを用いて2.5時間分散処理し、電荷発生層用塗布液を得た。電荷発生層用塗布液全体に対する固形分の含有量は6.0質量%とした。
得られた電荷発生層形成用塗布液を、下引層上に浸漬塗布し、100℃で5分間乾燥して、膜厚0.20μmの電荷発生層を形成した。
次に、第一の電荷輸送材料として、表1に示す量(質量部)の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、および表1に示す種類及び量(質量部)の第二の電荷輸送材料と、結着樹脂として、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(ビスフェノールZの単独重合型ポリカーボネート樹脂、粘度平均分子量4万)57質量部とを、溶媒としてのテトラヒドロフラン340質量部に加えて溶解し、電荷輸送層形成用塗布液を得た。
なお、得られた電荷輸送層形成用塗布液をフィルターによるろ過は行わなかった。
得られた電荷輸送層形成用塗布液を、電荷発生層上に浸漬塗布し、150℃、40分の乾燥を行うことにより、膜厚40μmの電荷輸送層を形成した。
以上の工程を経て、実施例1の電子写真感光体を得た。
表1に従って、第一の電荷輸送材料の量、第二の電荷輸送材料の種類及び量を変更した以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。
電荷輸送層の形成において、電荷輸送材料として、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’−ジアミンのみに変更し、得られた電荷輸送層形成用塗布液をフィルターでろ過した以外は、実施例1と同様にして、比較例1の電子写真感光体を得た。
電荷輸送材料として、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’−ジアミンに加え、第二の電荷輸送材料を併用し、表1に従って、第一の電荷輸送材料の量、第二の電荷輸送材料の種類及び量を変更した以外は、比較例1と同様にして、電子写真感光体を作製した。ただし、比較例3のみ、電荷輸送層形成用塗布液のフィルターによるろ過は行わなかった。
各例で得られた電子写真感光体について、下記要領で、「感光層中の電荷輸送材料の結晶化物の評価」、「色点の評価」、「ゴーストの評価」「焼付きの評価」、及び「光疲労の評価」の評価を行った。結果を表1に示す。
既述の方法により、電荷輸送層の表面をSEM装置により観察した。評価基準は以下のとおりである。
−評価基準−
G1:膜表面1mm2内に結晶発生1箇所未満
G2:膜表面1mm2内に結晶発生1箇所以上3箇所未満
G3:膜表面1mm2内に結晶発生3箇所以上5箇所未満
G4:膜表面1mm2内に結晶発生5箇所以上7箇所未満
G5:膜表面1mm2内に結晶発生7箇所以上
各例で得られた電子写真感光体を、電子写真方式の画像形成装置(富士ゼロックス社製:ApeosPort C2275)に搭載し、20%濃度の全面ハーフトーン画像(Cyan)を1枚出力した。そして、出力したハーフトーン画像を観察し、目視による官能評価(グレード判定)を実施した。グレード判定はG0〜G6まで1G刻みで行い、Gの数字が小さい程、結果が良好であることを示す。許容グレードはG3以下である。
なお、画像出力は全て10℃、15%RHの環境下で実施した。
各例で得られた電子写真感光体を、電子写真方式の画像形成装置(富士ゼロックス社製:ApeosPort C2275)に搭載し、A3サイズの用紙に、Gの文字と黒領域(黒べた部分)を有するパターンのチャートの画像を1枚出力した後、画像濃度20%の全面ハーフトーン画像(Cyan色の全面ハーフトーン画像)を1枚出力した。
そして、出力した全面ハーフトーン画像を観察し、目視による官能評価(グレード判定)を実施した。グレード判定はG0〜G4まで1G刻みで行い、Gの数字が小さい程、結果が良好であることを示す。ゴーストの許容グレードはG3以下である。
なお、画像出力は全て10℃、15%RHの環境下で実施した。
各例で得られた電子写真感光体を、電子写真方式の画像形成装置(富士ゼロックス社製:ApeosPort C2275)に搭載し、A3サイズの用紙に格子模様チャートを3000枚連続出力した後、A3サイズの用紙に、画像濃度20%の全面ハーフトーン画像(Cyan色の全面ハーフトーン画像)を1枚出力した。
そして、出力した全面ハーフトーン画像を観察し、格子模様の連続画像出力部と非連続画像出力部との濃度差について、目視による官能評価(グレード判定)を実施した。グレード判定はG0〜G4まで1G刻みで行い、Gの数字が小さい程、濃度差が小さく、焼付きゴーストが発生していないことを示す。焼付きゴーストの許容グレードはG3以下である。
なお、画像出力は全て10℃、15%RHの環境下で実施した。
先ず、各例で得られた電子写真感光体を、2cm四方の窓を開けた黒紙に巻き、窓開け部のみが光暴露されるようにして、白色蛍光灯(1000Lux)下で10分間放置し、電子写真感光体を光暴露させた。
次に、光暴露させた電子写真感光体を、電子写真方式の画像形成装置(富士ゼロックス社製:ApeosPort C2275)に搭載し、A3サイズの用紙に、画像濃度50%の全面ハーフトーン画像(Cyan)を1枚出力した。
そして、出力した全面ハーフトーン画像を観察し、光暴露部と非光暴露部との濃度差について、目視による官能評価(グレード判定)を実施した。グレード判定はG0〜G4まで1G刻みで行い、Gの数字が小さい程、濃度差が小さく、光疲労が発生していないことを示す。光疲労の許容グレードはG3以下である。
なお、画像出力は全て10℃、15%RHの環境下で実施した。
また、本実施例では、比較例に比べ、「ゴースト」、「焼付き」、および「光疲労」が抑制されていることがわかる。
・「CT1」: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(下記構造式(CT1)で示される化合物:既述の方法により測定した電荷移動度4×10−6cm2/Vs)
・「CT2−1」:電荷輸送材料(CT2−1)の例示化合物(CT2−1−3:既述の方法により測定した電荷移動度5×10−5cm2/Vs)
・「CT2−2〜4混」:電荷輸送材料(CT2−2)の例示化合物(CT2−1−1)〜(CT2−1−8)、電荷輸送材料(CT2−3)の例示化合物(CT2−3−1)〜(CT2−1−2)、及び電荷輸送材料(CT2−4)の例示化合物(CT2−3−1)〜(CT2−1−22)の混合物
・「CT3」:N,N−ビス(3,4−ジメチルフェニル)−4−ビフェニルアミン(下記構造式(CT3)で示される化合物:既述の方法により測定した電荷移動度9×10−7cm2/Vs)
Claims (8)
- 導電性基体と、
前記導電性基体上に配置され、トリフェニルアミン骨格を2つ有する、電荷移動度が4×10−6cm2/Vs以上である第一の電荷輸送材料、並びにトリフェニルアミン骨格を1つ有する、電荷移動度が5×10−5cm2/Vs以上である電荷輸送材料、トリフェニルアミン骨格を2つ有する、前記第一の電荷輸送材料以外の電荷輸送材料、及びトリフェニルアミン骨格を3つ有する電荷輸送材料からなる群から選ばれる少なくとも一つの第二の電荷輸送材料を含み、前記第二の電荷輸送材料の含有量が、全電荷輸送材料に対して、0.2質量%以上1.0質量%以下である感光層と、
を有する電子写真感光体。 - 前記感光層が、電荷発生層と、前記第一の電荷輸送材料、及び前記第二の電荷輸送材料を含み、前記第二の電荷輸送材料の含有量が、全電荷輸送材料に対して、0.2質量%以上1.0質量%以下である電荷輸送層と、を前記導電性基体上にこの順で有する感光層である請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記第一の電荷輸送材料が、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’−ジアミンである請求項1又は請求項2に記載の電子写真感光体。
- 前記トリフェニルアミン骨格を1つ有する、電荷移動度が5×10−5cm2/Vs以上である電荷輸送材料が、下記一般式(CT2−1)で示される電荷輸送材料である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
[一般式(CT2−1)中、RC11、RC12、RC13、RC14、RC15、及びRC16は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数1以上20以下のアルコキシ基、又は、炭素数6以上30以下のアリール基を表し、隣接する2つの置換基同士が結合して炭化水素環構造を形成してもよい。n及びmは、各々独立に、0、1又は2を表す。] - 前記トリフェニルアミン骨格を2つ有する、前記第一の電荷輸送材料以外の電荷輸送材料が、下記一般式(CT2−2)で示される電荷輸送材料である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
[一般式(CT2−2)中、RC21、RC22、RC23、RC21’、RC22’、及びRC23’は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ホルミル基、アルキル基、アルコキシ基、又は、アリール基を表す。] - 前記トリフェニルアミン骨格を3つ有する電荷輸送材料が、下記一般式(CT2−3)で示される電荷輸送材料および下記一般式(CT2−4)で示される電荷輸送材料のうちの少なくとも一つである請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
[一般式(CT2−3)中、RC31、RC32、RC33、RC32’、及びRC33’は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ホルミル基、アルキル基、アルコキシ基、又は、アリール基を表す。]
[一般式(CT2−4)中、RC41、RC42、RC43、RC41’、RC41’’、RC42’’、及びRC43’’は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ホルミル基、アルキル基、アルコキシ基、又は、アリール基を表す。] - 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6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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