JP2005062300A - 電子写真感光体、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電荷輸送性を有する硬化性膜の機械的強度及び電子写真特性がより一層発現され、高温高湿環境下での繰り返し使用時においても画像流れ等の画像欠陥が発生しない電子写真感光体、及びこれを有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供する。
【解決手段】 導電性支持体と、該導電性支持体上に形成された感光層とを有する電子写真感光体であって、該電子写真感光体の最表面層が、少なくともアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有する電荷輸送性化合物を重合及び架橋することによって得られる化合物と、同一分子内に１個以上の水酸基を有する化合物とを含有し、前記同一分子内に１個以上の水酸基を有する化合物の含有量は、前記最表面層の全質量に対して５〜４５％であることを特徴とする電子写真感光体を用いる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、電子写真法に用いられる、硬化性の最表面層を有する電子写真感光体に関する。また、本発明は上記電子写真感光体を有するプロセスカートリッジ及びファクシミリ機などの電子写真装に関する。

近年、電子写真感光体に用いられる材料として、無公害性や高生産性等の利点を有する有機光導電物質が広く利用されている。これらの電子写真感光体は、電気的及び機械的特性の双方を満足するために、電荷発生層と電荷輸送層を積層した機能分離型の感光体として利用される場合が多い。

一方、当然のことながら、電子写真感光体には適用される電子写真プロセスに応じた感度や電気的特性、更には光学的特性を備えていることが要求される。特に、繰り返し使用される感光体の表面層には、帯電、露光、トナー現像、紙への転写及びクリーニングといった様々な電気的及び機械的外力が直接加えられるため、それらに対する耐久性が要求される。

具体的には、帯電時に発生するオゾンやＮＯｘ、硝酸等の活性物質による劣化のために感度や電位の低下、及び残留電位の増加がおこり、加えて摺擦によって表面が摩耗したり傷が発生したりするため、これらに対する耐久性が要求されている。

これらの問題点を解決する手段として、同一分子内に連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物を硬化させたものを最表面層に含有させた感光体が報告されている（例えば、特許文献１参照）。このような電荷輸送性を有する硬化性膜を感光体の最表面層に用いることで、優れた機械的強度と電荷輸送能を両立させることが理論的には可能である。しかしながら、上述したような電荷輸送性を有する硬化性膜は、きわめて短時間で硬化反応が進行して形成されるために、必ずしも電荷輸送性化合物の三次元的架橋構造や、隣接する層との界面状態が理想的な状態で構成されるとは限らず、良好な電子写真特性と機械的強度を有するものの、未だ本来の性能を十分に引き出すまでには至っておらず、特に高温高湿環境下での繰り返し使用時における画像流れの発生が問題であった。
特開２０００−１４７８１３号公報

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、電荷輸送性を有する硬化性膜の機械的強度及び電子写真特性がより一層発現され、高温高湿環境下での繰り返し使用時においても画像流れ等の画像欠陥が発生しない電子写真感光体、並びにこのような電子写真感光体を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することを課題とする。

本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、導電性支持体上に感光層を有する電子写真感光体において、最表面層に特定の化合物を含有させることにより電子写真感光体の機械的強度及び電気写真特性を向上させ、高温高湿環境下での繰り返し使用時における画像流れの発生を抑制することができることを見出し、本発明を完成させた。

即ち、本発明の電子写真感光体は、導電性支持体と、該導電性支持体上に形成された感
光層とを有し、該電子写真感光体の最表面層が、少なくともアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有する電荷輸送性化合物を重合及び架橋することによって得られる化合物と、同一分子内に１個以上の水酸基を有する化合物とを含有し、前記同一分子内に１個以上の水酸基を有する化合物の含有量は、前記最表面層の全質量に対して５〜４５質量％であることを特徴とする。

電子写真感光体の表面層を上記のような構成とすることにより機械的強度及び電子写真特性を優れたものにできる理由は未だ明らかにされてはいないが、次のように推測される。即ち、同一分子内に１個以上の水酸基を有する化合物は、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有する電荷輸送性化合物である硬化性モノマーとの親和性に優れるため、硬化前後において電荷輸送性物質の骨格の理想的な配置を可能とするほか、隣接する層に微量ながら侵入し、界面状況を最適化することで、電荷輸送能を向上させることが可能である。以上の理由から、同一分子内に１個以上の水酸基を有する化合物を、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有する電荷輸送性化合物を重合及び架橋して成る化合物を含有する最表面層に含有させることで、機械的強度及び電気的特性に優れ、高温高湿環境下での繰り返し使用時においても画像流れの発生しない電子写真感光体を提供することが可能となる。

本発明によれば、硬化性の最表面層を有する電子写真感光体において、該最表面層に同一分子内に１個以上の水酸基を有する化合物を一定量含有させることで、優れた機械的強度と電気的特性を有する電子写真感光体を作製でき、特に高温高湿環境下での繰り返し使用時においても、画像流れ等の画像欠陥が発生せず、高品位の画像を継続して形成することができる。

以下に本発明の詳細を説明する。

本発明の電子写真感光体（以下、単に「感光体」と表記することもある）は、導電性支持体と該導電性支持体上に形成された感光層を有する。該本発明の電子写真感光体の最表面層は、少なくともアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有する電荷輸送性化合物を重合及び架橋することによって得られる化合物と、同一分子内に１個以上の水酸基を有する化合物を含有する。

本発明における、少なくともアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有する電荷輸送性化合物とは、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基が電荷輸送性化合物に官能基として少なくとも１つ以上化学結合している化合物を示す。この場合、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基はすべて同一でも異なったものであってもよく、下記の一般式（１）で表される化合物であることが好ましい。

一般式（１）中、Ａは電荷輸送性基を示す。Ｐ¹及びＰ²はアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を示す。ここでＰ¹とＰ²は同一でも異なっても良い。Ｚは置換基を有していても良い有機基を示す。ａ、ｂ及びｄはそれぞれ０又は１以上の整数を示す。但
し、ａ＋ｂ×ｄは１以上の整数である。また、ａが２以上の場合、Ｐ¹は同一でも異なっていてもよく、ｄが２以上の場合、Ｐ²は同一でも異なっていてもよく、またｂが２以上の場合、Ｚ及びＰ²は同一でも異なっていてもよい。

一般式（１）において、「ａが２以上の場合、Ｐ¹は同一でも異なってもよく」とは、例えばａ＝３の時に正孔輸送性化合物Ａに直接結合する連鎖重合性官能基Ｐ¹は３つが全てアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基であっても、２つが同じで１つは違うもの（例えば、２つがアクリロイルオキシ基で１つがメタクリロイルオキシ基であるような場合）でもよいということを意味するものである（「ｄが２以上の場合Ｐ²は同一でも異なってもよく」というのも、「ｂが２以上の場合、Ｐ²は同一でも異なってもよい」というのもこれと同様なことを意味するものである）。また、「ｂが２以上の場合、Ｚは同一でも異なってもよい」とは、例えばｂ＝３の時、Ｚは３つとも同じものでも、２つ同じで１つは違うものでも、３つとも異なるものでもよいことを意味する。

上記一般式（１）のＡで示される電荷輸送性基についての詳細は、特開２０００−１４７８１３号公報に記載されている、同一分子内に２個以上の連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物における正孔輸送性基と同様である。

即ち、Ａは電荷輸送性基を示し、電荷輸送性を示すものであればいずれのものでもよく、Ｐ¹やＺとの結合部位を水素原子に置き換えた水素付加化合物（電荷輸送化合物）として示せば、例えば、オキサゾール誘導体；オキサジアゾール誘導体；イミダゾール誘導体；ジアリールアミン誘導体；トリフェニルアミン等のトリアリールアミン誘導体；９−（Ｐ−ジエチルアミノスチリル）アントラセン；１，１−ビス−（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン；スチリルアントラセン；スチリルピラゾリン；フェニルヒドラゾン類；チアゾール誘導体；トリアゾール誘導体；フェナジン誘導体；アクリジン誘導体；ベンゾフラン誘導体；ベンズイミダゾール誘導体；チオフェン誘導体；Ｎ−フェニルカルバゾール誘導体；置換基を有してもよいナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、フルオレン、フルオランセン、アズレン、インデン、ペリレン、クリセン、コロネン等の縮合環炭化水素；又は置換基を有してもよいベンゾフラン、インドール、カルバゾール、ベンズカルバゾール、アクリジン、フェノチアジン、キノリン等の縮合複合環等が挙げられる。

また上記一般式（１）中のＺは、置換基を有してもよい有機基であり、アクリロイルオキシ基及び／又はメタクリロイルオキシ基の連鎖重合性、及び該化合物の電荷輸送性を損なわない限り特に限定されない。具体的には、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいアリーレン基、又はＣＲ²¹＝ＣＲ²²（Ｒ²¹及びＲ²²はアルキル基、アリール基又は水素原子を示し、Ｒ²¹及びＲ²²は同一でも異なっていてもよい）、Ｃ＝Ｏ、Ｓ＝Ｏ、ＳＯ₂、酸素原子若しくは硫黄原子を含む有機基が挙げられる。

なお、本発明で用いられる電荷輸送性化合物は、上記一般式（１）において、ａ＋ｂ×ｄが２以上である化合物であることがより好ましい。表１に、本発明で用いられる電荷輸送性化合物の具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。

また、本発明における、少なくとも１個以上の水酸基を有する化合物は、分子量が２００以上であることが好ましく、また上記したような電荷輸送性化合物のうち水酸基が官能基として少なくとも１個以上化学結合している化合物であることがより好ましい。このような、水酸基を有し、かつ電荷輸送性を有する化合物は、具体的には下記一般式（２）で
表されるような構造を有していることが好ましい。

一般式（２）中、Ａは電荷輸送性基を示す。Ｐ³及びＰ⁴はアクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基又は水酸基を示す。Ｐ³とＰ⁴は同一でも異なっていても良いが、少なくとも１つ以上は水酸基である必要がある。Ｚは置換基を有しても良い有機基を示す。ａ、ｂ及びｄは０又は１以上の整数を示す。但し、ａ＋ｂ×ｄは１以上の整数である。また、ａが２以上の場合、Ｐ³は同一でも異なっていてもよく、ｄが２以上の場合、Ｐ⁴は同一でも異なっていてもよく、またｂが２以上の場合、Ｚ及びＰ⁴は同一でも異なっていてもよい。

なお、ここで「ａが２以上の場合、Ｐ³は同一でも異なっても良く」とは、それぞれ異なる官能基（アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、及び水酸基）をＰ³¹、Ｐ³²及びＰ³³と示した場合、少なくとも１つ以上の水酸基を有してさえいれば、例えばａ＝３のとき電荷輸送性化合物Ａに直接結合する官能基Ｐ³は３つとも同じものでも、２つ同じで１つは違うもの（例えば、Ｐ³¹とＰ³¹とＰ³³のような組み合わせ）でも、それぞれ３つとも異なるもの（例えば、Ｐ³¹とＰ³²とＰ³³のような組み合わせ）でも良いということを意味するものである（「ｄが２以上の場合、Ｐ⁴は同一でも異なっても良く」というのも、「ｂが２以上の場合、Ｚ及びＰ⁴は同一でも異なっても良い」というのもこれと同様なことを意味するものである）。

なお、上記一般式（２）のＡで表される電荷輸送性基及びＺで示される有機基は、上記一般式（１）で表される電荷輸送性化合物における電荷輸送性基Ａ及び有機基Ｚと同様である。

表２に、本発明で用いられる、同一分子内に少なくとも１個以上の水酸基を有する化合物の具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。

本発明においては、導電性支持体上に感光層を有する電子写真感光体の硬化性最表面層を形成する構成要素の一つである電荷輸送性モノマーの連鎖重合性官能基としてアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を選択しているが、その理由はこれら２種の連鎖重合性官能基が特に反応性に優れ、極めて短時間で重合・架橋するために生産性が高いうえに、硬化後の機械的強度も高いからである。しかしながら、非常に短時間で重合・架橋してしまうために必ずしも電荷輸送性化合物が理想的な配置で３次元的架橋構造に硬化するとは限らないうえ、隣接する層との界面も好ましい状態で形成されるとは限らず、機
械的強度には優れるものの、本来の電気的特性を引き出すことは困難であった。

ところが、上述した電子写真感光体の硬化性最表面層に、同一分子内に１個以上の水酸基を有する化合物を適正量含有させることで、感光体特性を向上させることが可能である。その理由は未だ明らかにはなってはいないが、アクリロイルオキシ基及びメタクリロイルオキシ基と親和性の高い水酸基を、同一分子内に１個以上有する化合物を含有させて硬化させることで、３次元的網目架橋構造及び隣接層との界面状態が最適化され、理想的な硬化性表面層が形成されるものと推察される。従って本発明によれば、機械的強度及び電気的特性の向上を両立させ、優れた特性を有する電子写真感光体を作製することが可能となるため、特に高温高湿環境下での繰り返し使用時において、画像流れ等の画像欠陥を抑制し、高品位の画像を継続して形成することができる。

次に、本発明の電子写真感光体及びその製造方法を具体的に示す。

電子写真感光体の導電性支持体（以下、単に「支持体」と表記することがある）としては導電性を有するものであればよく、例えばアルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛及びステンレスなどの金属や合金をドラム又はシート状に成形したもの；アルミニウム及び銅などの金属箔をプラスチックフィルムにラミネートしたもの；アルミニウム、酸化インジウム及び酸化錫などをプラスチックフィルムに蒸着したもの；導電性物質を単独で又は結着樹脂とともに塗布して導電層を設けた金属、プラスチックフィルム又は紙などが挙げられる。

本発明においては導電性支持体の上（即ち、導電性支持体と感光層との間）にバリアー機能と接着機能をもつ下引き層を設けることができる。下引き層は感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体の保護、支持体上の欠陥の被覆、支持体からの電荷注入性改良、また感光層の電気的破壊に対する保護などのために形成される。下引き層の材料としてはポリビニルアルコール、ポリ−Ｎ−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、カゼイン、ポリアミド、Ｎ−メトキシメチル化６ナイロン、共重合ナイロン、ニカワ及びゼラチンなどが知られている。これらはそれぞれに適した溶剤に溶解されて支持体上に塗布される。その際の膜厚は０．１〜２μｍが好ましい。

本発明の感光体に用いられる感光層は、電荷発生層及び電荷輸送層を積層してなる機能分離型の感光層であってもよいし、電荷発生物質及び電荷輸送物質を同一の層中に含む単層の感光層であっても良いが、残留電位などの電子写真特性の観点から、機能分離型の感光層を用いることが好ましい。中でも、導電性支持体側から電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に積層してなる機能分離型の感光層であることが好ましい。また、このような電荷発生物質及び／又は電荷輸送物質を有する層の上に、保護層を有する感光層であることも、感光体の耐久性向上の観点より好ましい。

機能分離型の感光層を有する感光体（機能分離型感光体）の場合、上記のように電荷発生層及び電荷輸送層を積層する。電荷発生層に用いる電荷発生物質としては、セレン−テルル、ピリリウム、チアピリリウム系染料、また各種の中心金属及び結晶系、具体的にいえばα、β、γ、ε及びＸ型などの結晶型を有するフタロシアニン化合物、アントアントロン顔料、ジベンズピレンキノン顔料、ピラントロン顔料、トリスアゾ顔料、モノアゾ顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔料、非対称キノシアニン顔料、キノシアニン及び特開平５４−１４３６４５号広報に記載のアモルファスシリコーンなどが挙げられる。

機能分離型感光体の場合、電荷発生層は前記電荷発生物質を０．３〜４倍量の結着樹脂及び溶剤とともにホモジナイザー、超音波分散、ボールミル、振動ボールミル、サンドミ
ル、アトライター及びロールミルなどの方法でよく分散し、分散液を塗布し、乾燥させて形成されるか、又は前記電荷発生物質の蒸着膜など、単独組成の膜として形成される。その膜厚は５μｍ以下であることが好ましく、特に０．１〜２μｍの範囲であることが好ましい。

結着樹脂を用いる場合の例は、スチレン，酢酸ビニル，塩化ビニル，アクリル酸エステル，メタクリル酸エステル，フッ化ビニリデン，トリフルオロエチレンなどのビニル化合物の重合体及び共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリウレタン、セルロース樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。

本発明におけるアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有する電荷輸送性化合物を重合及び架橋することによって得られる化合物と、少なくとも１個以上の水酸基を有する化合物とを含有する電荷輸送性硬化膜である最表面層は、前述した電荷発生層上の電荷輸送層として、又は電荷発生層上に、主として電荷輸送物質と結着樹脂からなる電荷輸送層を形成し、更にその上に形成される電荷輸送能力を有する表面保護層として、用いることができる。いずれの場合も前記表面層の形成方法は、前記電荷輸送性化合物を含有する溶液を塗布後、重合反応をさせるのが一般的であるが、前もって該電荷輸送性化合物を含む溶液を反応させて硬化物を得た後に該硬化物を再度溶剤中に分散又は溶解させたものなどを用いて、表面層を形成することも可能である。これらの溶液を塗布する方法は、例えば浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、カーテンコーティング法及びスピンコーティング法などが知られているが、効率性／生産性の点からは浸漬コーティング法が好ましい。また蒸着、プラズマ、その他の公知の製膜方法が適宜選択できる。

本発明において、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有する電荷輸送性化合物は熱・光及び／又は放射線により重合させることが可能であり、特に放射線で重合させることが好ましい。放射線による重合の最大の利点は、重合開始剤を必要とせず、これによる電子写真特性への影響を排除することができる点である。また、短時間でかつ効率的な重合反応であるがゆえに生産性も高く、更には放射線の透過性の良さから、厚膜時や、添加剤などの遮蔽物質が膜中に存在する際の硬化阻害の影響が非常に小さいことなどが挙げられる。ただし、電荷輸送性を有する化合物の中心骨格の種類によっては重合反応が進行しにくい場合があり、その際には感光体の電子写真特性への影響のない範囲内での重合開始剤の添加は可能である。

この際使用する放射線とは電子線及びγ線である。電子線照射をする場合、加速器としてはスキャニング型、エレクトロカーテン型、ブロードビーム型、パルス型及びラミナー型などいずれの形式も使用することが出来る。電子線を照射する場合に、本発明の感光体においては電気特性及び耐久性能を発現させる上で照射条件が非常に重要である。本発明において、加速電圧は２５０ｋＶ以下が好ましく、最適には１５０ｋＶ以下である。また照射線量は好ましくは０．５Ｍｒａｄから１００Ｍｒａｄの範囲、より好ましくは１．０Ｍｒａｄから２０Ｍｒａｄの範囲である。加速電圧が上記を越えると感光体特性に対する電子線照射のダメージが増加する傾向にある。また、照射線量が上記範囲よりも少ない場合には硬化が不十分となりやすく、線量が多い場合には感光体特性の劣化が起こりやすいので注意が必要である。

前記アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有する電荷輸送性化合物を電荷輸送層として用いた場合の前記電荷輸送性化合物の量は、重合硬化後の電荷輸送層膜の全量に対して、前記式（１）で表されるアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有する電荷輸送性化合物においてＡとＰ¹及びＺとの結合部位を水素原子に置き換え
た電荷輸送性化合物が分子量換算で２０％以上、好ましくは４０％以上となるように含有されていることが望ましい。それ以下であると電荷輸送能が低下し、感度低下及び残留電位の上昇などの問題点が生ずる。なお、電荷輸送層の膜厚は、下層の電荷発生層と合わせた総膜厚が１〜５０μｍとなるように決定され、好ましくは５〜３０μｍの範囲で調整される。

前記アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有する電荷輸送性化合物を電荷発生層／電荷輸送層上に表面保護層に含有させて用いた場合、その下層にあたる電荷輸送層は適当な電荷輸送物質、例えばポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリスチリルアントラセンなどの複素環や縮合多環芳香族を有する高分子化合物や、ピラゾリン、イミダゾール、オキサゾール、トリアゾール、カルバゾールなどの複素環化合物、トリフェニルメタンなどのトリアリールアルカン誘導体、トリフェニルアミンなどのトリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、Ｎ−フェニルカルバゾール誘導体、スチルベン誘導体、ヒドラゾン誘導体などの低分子化合物を適当な結着樹脂（前述の電荷発生層用結着樹脂の中から選択できる）とともに溶剤に分散／溶解した溶液を前述の公知の方法によって塗布、乾燥して形成することができる。

この場合の電荷輸送物質と結着樹脂の比率は、両者の全質量を１００とした場合に電荷輸送物質の質量が３０〜１００であることが望ましく、好ましくは５０〜１００の範囲で適宜選択される。電荷輸送物質の量がそれ以下であると、電荷輸送能が低下し、感度低下及び残留電位の上昇などの問題点が生ずる。電荷輸送層の膜厚は、上層の表面保護層と合わせた総膜厚が１〜５０μｍとなるように決定され、好ましくは５〜３０μｍの範囲で調整される。

また、同一分子内に１個以上の水酸基を有する化合物の添加量は、前記硬化性最表面層の全質量に対して５〜４５質量％であり、１０〜４０質量％であることがより好ましい。この添加量の範囲外であると、電気的特性を十分に発揮することができず、特に高温高湿環境下での繰り返し使用時において画像ボケが発生したり、可塑的作用が大きくなるために機械的強度が低下し、耐久性が減少する傾向がある。

電荷発生物質及び電荷輸送物質を同一の層中に含む単層型感光層の場合は、少なくともアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有する電荷輸送性化合物を含む溶液中に同時に電荷発生物質を含有させ、この溶液を、適当な下引き層又は中間層が設けられていてもよい導電性支持体上に塗布後重合させて最表面層としての感光層を形成する場合と、導電性支持体上に設けられた電荷発生物質及び電荷輸送物質から構成される単層型感光層上に少なくともアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有する電荷輸送性化合物を含有する溶液を塗布後、重合させてこれを最表面層とする場合が挙げられ、これらの両方が適用可能である。

本発明における感光層には、更に必要に応じて各種添加剤を添加することができる。添加剤とは酸化防止剤、重合禁止剤、紫外線吸収剤やハロゲン化合物などの劣化防止剤や、テトラフルオロエチレン樹脂及びフッ化カーボンなどの潤剤、単官能又は多官能の連鎖重合性官能基を有する重合性モノマー等の硬化性付与剤、熱可塑性樹脂、公知の電荷輸送化合物及び公知の電荷発生物質等が挙げられる。

本発明の電子写真感光体は従来の電子写真法を用いた画像形成装置に広く用いられることができ、特に限定されない。以下に、本発明の電子写真感光体を用いたプロセスカートリッジ及び該プロセスカートリッジが装着されてなる電子写真装置の好ましい一態様について、図１を用いて説明する。

図１において、１はドラム状の本発明の電子写真感光体であり、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。感光体１は、回転過程において、一次帯電手段３によりその周面に正又は負の所定電位に均一帯電を受け、次いでスリット露光やレーザービーム走査露光などの像露光手段（不図示）からの画像露光光４を受ける。こうして感光体１の周面に静電潜像が順次形成されていく。

形成された静電潜像は、次いで現像手段５によりトナー現像され、現像されたトナー現像像は、不図示の給紙部から感光体１の回転と同期して給紙された転写材７に、転写手段６により順次転写されていく。像転写を受けた転写材７は、感光体面から分離されて像定着手段８へ導入されて像定着を受けることにより複写物（コピー）として装置外へプリントアウトされる。

像転写後の感光体１の表面は、クリーニング手段９によって転写残りトナーの除去を受けて清浄面化され、更に前露光手段（不図示）からの前露光光１０により除電処理された後、繰り返し画像形成に使用される。なお、一次帯電手段３が帯電ローラーなどを用いた接触帯電手段である場合は、前露光は必ずしも必要ではない。

本発明においては、上述の電子写真感光体１、（一次）帯電手段３、現像手段５及びクリーニング手段９などの構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリッジとして一体に支持して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やレーザービームプリンターなどの電子写真装置本体に対して着脱可能に構成しても良い。例えば、一次帯電手段３、現像手段５及びクリーニング手段９の少なくとも１つを感光体１とともに一体に支持してカートリッジ化して、装置本体のレール１２などの案内手段を用いて装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジ１１とすることができる。

また、画像露光光４は、電子写真装置が複写機やプリンターである場合には、原稿からの反射光や透過光、あるいはセンサーで原稿を読み取り、信号化し、この信号に従って行われるレーザービームの走査、ＬＥＤアレイの駆動及び液晶シャッターアレイの駆動などにより照射される光である。

本発明の電子写真感光体は、電子写真複写機に利用するのみならず、レーザープリンター、ＣＲＴプリンター、ＬＥＤプリンター、液晶プリンター、ファクシミリ及び電子写真式製版システムなどの電子写真応用分野にも広く用いることができる。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。実施例中、「部」は質量部を表す。

〈実施例１〉
以下のように、電子写真感光体を製造した。まず、導電層用の塗料を以下の手順で調製した。１０％の酸化アンチモンを含有する酸化スズで被覆した導電性酸化チタン粉体５０部（質量部、以下同様）、フェノール樹脂２５部、メチルセロソルブ２０部、メタノール５部およびシリコーン化合物（ポリジメチルシロキサンポリオキシアルキレン共重合体、平均分子量３０００）０．００２部を、φ１ｍｍガラスビーズを用いたサンドミル装置で２時間分散し、導電層用の塗料を得た。この塗料を３０ｍｍφのアルミニウムシリンダー上に浸漬塗布方法で塗布し、１５０℃で３０分乾燥して、膜厚１８μｍの導電層を形成した。

次に、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン５部をメタノール９５部中に溶解し、中間層用塗料を調製した。この塗料を前記の導電層上に浸漬コーティング法によって塗布し、１００
℃で２０分間乾燥して、０．５μｍの中間層を形成した。

次に、ＣｕＫαのＸ線回折におけるブラック角２θ±０．２度が９．０度、１４．２度、２３．９度及び２７．１度に強いピ−クを有するオキシチタニウムフタロシアニンを３部、ポリビニルブチラ−ル（商品名エスレックＢＭ２、積水化学（株）製）３．５部及びシクロヘキサノン３５部をφ１ｍｍガラスビ−ズを用いたサンドミル装置で２時間分散して、その後に酢酸エチル６０部を加えて電荷発生層用塗料を調製した。この塗料を前記の中間層の上に浸漬塗布方法で塗布して９０℃で１０分間乾燥し、膜厚０．２μｍの電荷発生層を形成した。

次に、表１の化合物例Ｎｏ．７の電荷輸送性化合物６０部と表２の化合物例Ｎｏ．２の水酸基を有する化合物３．１６部（硬化性表面層の全質量に対して５％）とを、モノクロロベンゼン５０部及びジクロロメタン３０部の混合溶剤中に溶解し、電荷輸送層用塗料を調製した。この塗料を前記の電荷発生層上にコーティングし、加速電圧１５０ｋＶ、照射線量５Ｍｒａｄの条件で電子線を照射して硬化させ、膜厚１５μｍの最表面層としての電荷輸送層を形成し、感光体（１）を作製した。

この感光体（１）の電子写真特性を、常温常湿環境下（２３℃／５５％ＲＨ；Ｎ／Ｎ）で、１０ｃｍ²の導電性ガラスを用いて光放電特性を測定することにより評価した。なお、光源はハロゲンランプを波長７７８ｎｍの干渉フィルターで単色化し、更にディフューザーにより均質化したものを使用した。電子写真感光体への初期帯電電位は−７００Ｖとなるように調整したのち、−７００Ｖの電位を−２００Ｖまで低下させるのに必要とされる単色光の光量（ＥΔ５００）を測定し感度とした。また、初期帯電電位（−７００Ｖ）の電子写真感光体表面に８０ｌｘの白色光を照射し、０．２秒後の帯電電位を測定し残留電位（Ｖｒ）とした。

次に、新たに上記と同様の方法で作製した電子写真感光体（感光体１）を、レーザービームプリンター（Ｌａｓｅｒ Ｗｒｉｔｅｒ１６／６００ＰＳ：Ａｐｐｌｅ社製）に装着し、高温高湿環境下（３２℃／８５％ＲＨ；Ｈ／Ｈ）で連続５０００枚の通紙耐久を行い、目視により画像流れの発生の有無を観察したのち、更に引き続き連続１００００枚の通紙耐久を行い、１５０００枚耐久後の電子写真感光体の膜厚を過電流式膜厚計（カールフィッシャー社製）を使用して測定することにより、感光体表面の削れ量を求めた。

なお、画像流れの状態は、以下の基準により評価した。

○：画像流れは発生せず、紙面全域の画像が良好な状態
△：画像流れが発生し、紙面の一部の画像が判別できない状態
×：画像流れが発生し、ほぼ紙面全域の画像が判別できない状態
評価結果を表３に示す。これらの結果から感光体（１）は、低残留電位であり、高温高湿環境下での連続通紙耐久後においても画像流れは観察されないうえに感光体表面の磨耗量も小さく、優れた機械的特性及び電気的特性を有することが明確となった。

〈実施例２〜４〉
実施例１において、水酸基を有する化合物の添加量を表３に示すようにそれぞれ変更した以外は、実施例１と同様の方法により感光体２〜４を作製し、同様に評価した。評価結果を表３に示す。

〈比較例１〜４〉
実施例１において、水酸基を有する化合物の添加量を表４に示すようにそれぞれ変更した以外は、実施例１と同様の方法により比較感光体１〜４を作製し、同様に評価した。評
価結果を表４に示す。

これら実施例２〜４及び比較例１〜４の結果と実施例１の結果より、水酸基を有する化合物を添加すると感光体特性が向上し、その添加量は５〜４５質量％が好ましく、特に１０〜４０質量％の添加量が望ましいことが明らかである。

〈実施例５〜８〉
実施例１において、水酸基を有する化合物の種類及び添加量を表３に示すようにそれぞれ変更した以外は、実施例１と同様の方法により感光体５〜８を作製し、同様に評価した。評価結果を表３に示す。これらの結果より、感光体へ添加する水酸基を有する化合物の分子量は、２００以上が望ましいことが明らかである。

〈実施例９〜１２〉
実施例１において、水酸基を有する化合物の種類及び添加量を表３に示すようにそれぞれ変更した以外は、実施例１と同様の方法により感光体９〜１２を作製し、同様に評価した。評価結果を表３に示す。これらの結果と実施例１〜８を比較すると、感光体へ添加する水酸基を有する化合物の中心骨格は、電荷輸送性を有するものが好ましいことが明らかである。

〈実施例１３〉
実施例１と同様の方法を用いて、アルミニウムシリンダー上に導電層、中間層、及び電荷発生層をこの順に形成した。表１の化合物例Ｎｏ．７の電荷輸送性化合物６０部、表２の化合物例Ｎｏ．９の水酸基を有する化合物３．１８部（硬化性表面層の全質量に対して５％）、及び下記構造式（Ａ）で表される熱重合開始剤０．５部をモノクロロベンゼン５０部及びジクロロメタン３０部の混合溶剤中に溶解し、電荷輸送層用塗料を調製した。この塗料を上記電荷発生層上にコーティングし、１４０℃で１．０時間加熱し熱硬化させ、膜厚１５μｍの電荷輸送層を形成し、感光体１３を得た。これを実施例１と同様に評価した。評価結果を表３に示す。

〈実施例１４、１５〉
実施例１３において、水酸基を有する化合物の添加量を表３に示すようにそれぞれ変更した以外は、実施例１３と同様の方法により感光体１４及び１５を作製し、同様に評価した。評価結果を表３に示す。

〈比較例５〜７〉
実施例１３において、水酸基を有する化合物の添加量を表４に示すようにそれぞれ変更した以外は、実施例１３と同様の方法により比較感光体５〜７を作製し、同様に評価した。評価結果を表４に示す。

実施例１３〜１５及び比較例５〜７の結果より、熱硬化により表面層（電荷輸送層）が形成された感光体においても、水酸基を有する化合物を５〜４５質量％、より好ましくは１０〜４０質量％の範囲で添加することにより、感光体特性が向上することが明らかである。

〈実施例１６〉
実施例１と同様の方法を用いて、アルミニウムシリンダー上に導電層、中間層、及び電荷発生層をこの順に形成した。表３の化合物例Ｎｏ．７の電荷輸送性化合物６０部、表４の化合物例Ｎｏ．９の水酸基を有する化合物３．１８部、及び下記構造式（Ｂ）で表されるの光重合開始剤０．５部をモノクロロベンゼン５０部及びジクロロメタン３０部の混合溶剤中に溶解し、電荷輸送層用塗料を調製した。この塗料を上記電荷発生層上にコーティングし、メタルハライドランプを用いて５００ｍＷ／ｃｍ²の光強度で４０秒間硬化させ、膜厚１５μｍの電荷輸送層を形成し、感光体１６を得た。これを実施例１と同様に評価した。評価結果を表３に示す。

〈実施例１７、１８〉
実施例１６において、水酸基を有する化合物の添加量を表３に示すようにそれぞれ変更した以外は、実施例１６と同様の方法により感光体１７及び１８を作製し、同様に評価した。評価結果を表３に示す。

〈比較例８〜１０〉
実施例１６において、水酸基を有する化合物の添加量を表４に示すようにそれぞれ変更した以外は、実施例１６と同様の方法により比較感光体８〜１０を作製し、同様に評価した。評価結果を表４に示す。

実施例１６〜１８及び比較例８〜１０の結果より、紫外線硬化により表面層（電荷輸送層）が形成された感光体においても、水酸基を有する化合物を５〜４５質量％、より好ましくは１０〜４０質量％の範囲で添加することにより、感光体特性が向上することが明らかである。

〈実施例１９〉
実施例１と同様の方法を用いて、アルミニウムシリンダー上に導電層、中間層、及び電荷発生層をこの順に形成した。次いで、下記構造式（Ｃ）で表されるスチリル化合物２０部、

及び下記構造式（Ｄ）で表される繰り返し単位を有するポリカーボネート樹脂（数平均分子量２００００）１０部、

をモノクロロベンゼン５０部及びジクロロメタン２０部の混合溶媒中に溶解して調製した電荷輸送層用塗布液を用いて、電荷発生層上に電荷輸送層を形成した。この時の電荷輸送層の膜厚は１５μｍであった。次いで、表１の化合物例Ｎｏ．１９の電荷輸送性化合物４０部及び表２の化合物例Ｎｏ．２の水酸基を有する化合物２．１１部をｎ−プロピルアルコール６０部に溶解して表面保護層用塗料を調製した。この塗料を電荷輸送層上にコーティングし、加速電圧１５０ｋＶ、照射線量５Ｍｒａｄの条件で電子線を照射して硬化させ、膜厚５μｍの表面保護層を形成し、感光体２７を得た。これを実施例１と同様に評価した。評価結果を表４に示す。

〈実施例２０〜２２〉
実施例１９において、水酸基を有する化合物の添加量を表３に示すようにそれぞれ変更した以外は、実施例１９と同様の方法により感光体２０〜２２を作製し、同様に評価した。評価結果を表３に示す。

〈比較例１１〜１４〉
実施例１９において、水酸基を有する化合物の添加量を表４に示すようにそれぞれ変更した以外は、実施例１９と同様の方法により感光体２０〜２２を作製し、同様に評価した。評価結果を表４に示す。

実施例１９〜２２及び実施例１１〜１４の結果より、硬化性の表面保護層を有する感光体においても水酸基を有する化合物を添加すると感光体特性が向上し、その添加量は５〜４５質量％が好ましく、１０〜４０質量％が特に望ましいことが明らかである。

〈実施例２３〜３０〉
実施例１９において、水酸基を有する化合物の種類及び添加量を表３に示すようにそれぞれ変更した以外は、実施例１９と同様の方法により感光体２３〜３０を作製し、同様に評価した。評価結果を表３に示す。実施例２３〜２６の結果より、硬化性の表面保護層を有する感光体においても、感光体の最表面層へ添加される水酸基を有する化合物の分子量は２００以上であることが望ましいことが明らかである。また、実施例２３〜２６と実施例２７〜３０の結果を比較すると、感光体へ添加する水酸基を有する化合物の中心骨格は、電荷輸送性を有するものが好ましいことが明確である。

〈実施例３１〉
実施例１９と同様の方法を用いて、アルミニウムシリンダー上に導電層、中間層、電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に形成した。次いで、表１の化合物例Ｎｏ．１９の電荷輸送性化合物４０部、表２の化合物例Ｎｏ．９の水酸基を有する化合物２．１３部、及び上記構造式（Ａ）で表されるの熱重合開始剤０．５部をｎ−プロピルアルコール６０部に溶解して表面保護層用塗料を調製した。この塗料を電荷輸送層上にコーティングし、１５０℃で１．５時間加熱し熱硬化させ、膜厚５μｍの表面保護層を形成し、感光体３１を得た。これを実施例１と同様に評価した。その結果を表３に示す。

〈実施例３２、３３〉
実施例３１において、水酸基を有する化合物の添加量を表３に示すようにそれぞれ変更した以外は、実施例３１と同様の方法により感光体３２、３３を作製し、同様に評価した。評価結果を表３に示す。

〈比較例１５〜１７〉
実施例３１において、水酸基を有する化合物の添加量を表４に示すようにそれぞれ変更した以外は、実施例３１と同様の方法により比較感光体１５〜１７を作製し、同様に評価した。評価結果を表４に示す。

実施例３１〜３３及び比較例１５〜１７の結果より、熱硬化による表面保護層を有する感光体においても、水酸基を有する化合物を５〜４５質量％、より好ましくは１０〜４０質量％の範囲で添加することにより、感光体特性が向上することは明らかである。

〈実施例３４〉
実施例１９と同様の方法を用いて、アルミニウムシリンダー上に導電層、中間層、電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に形成した。次いで、表１の化合物例Ｎｏ．１９の電荷輸送性化合物４０部、表２の化合物例Ｎｏ．９の水酸基を有する化合物２．１３部、及び上記構造式（Ｂ）で表される光重合開始剤０．５部をｎ−プロピルアルコール６０部に溶解して表面保護層用塗料を調製した。この塗付液を電荷輸送層上にコーティングし、メタルハライドランプを用いて５００ｍＷ／ｃｍ²の光強度で４０秒間硬化させ、膜厚５μｍの表面保護層を形成し、感光体３４を得た。これを実施例１と同様に評価した。評価結果を表３に示す。

〈実施例３５、３６〉
実施例３４において、水酸基を有する化合物の添加量を表３に示すようにそれぞれ変更した以外は、実施例３４と同様の方法により感光体３５及び３６を作製し、同様に評価した。評価結果を表３に示す。

〈比較例１８〜２０〉
実施例３４において、水酸基を有する化合物の添加量を表４に示すようにそれぞれ変更した以外は、実施例３４と同様の方法により比較感光体１８〜２０を作製し、同様に評価した。評価結果を表４に示す。

実施例３４〜３６及び比較例１８〜２０の結果より、紫外線硬化による最表面層を有する感光体においても、水酸基を有する化合物を５〜４５質量％、より好ましくは１０〜４０質量％の範囲で添加することにより、感光体特性が向上することが明らかである。

〈実施例３７〉
実施例１９と同様の方法を用いて、アルミニウムシリンダー上に導電層、中間層及び電荷発生層をこの順に形成した。次いで、表３の化合物例Ｎｏ．１８の電荷輸送性化合物６０部、表４の化合物例Ｎｏ．１の水酸基を有する化合物１７．５部、及び下記構造式（Ｅ）で表される硬化性モノマー（日本化薬（株）製、カヤラッドＤＰＨＡ）１０部をモノクロロベンゼン７０部及びジクロロメタン４２部の混合溶剤中に溶解し、電荷輸送層用塗料を調製した。この塗料を前記の電荷発生層上にコーティングし、加速電圧１５０ｋＶ，照射線量５Ｍｒａｄの条件で電子線を照射して硬化させ、膜厚１５μｍの電荷輸送層を形成し、感光体３７を作製した。これを実施例１と同様に評価した。評価結果を表３に示す。

〈比較例２１〜２３〉
実施例３７において、水酸基を有する化合物の添加量を表４に示すようにそれぞれ変更した以外は、実施例３７と同様の方法により比較感光体２１〜２３を作製し、同様に評価した。評価結果を表４に示す。

実施例３７と比較例２１〜２３の結果により、アクリルモノマーをブレンドした硬化性の電荷輸送層に、水酸基を有する化合物を適正量含有させることで感光体特性が向上することは明らかである。

以上の評価結果から、硬化性の最表面層に、同一分子内に水酸基を有する化合物、より好ましくは水酸基を有し、かつ分子量が２００以上で電荷輸送性を有する化合物を適正量含有させ、電子線により硬化させることで、機械的強度及び電気的特性の優れた電子写真感光体を得られることが明らかである。

本発明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

符号の説明

１ 電子写真感光体
２ 軸
３ 一次帯電手段
４ 露光光
５ 現像手段
６ 転写手段
７ 転写材
８ 像定着手段
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 レール

Claims (12)

1. 導電性支持体と、該導電性支持体上に形成された感光層とを有する電子写真感光体であって、該電子写真感光体の最表面層が、少なくともアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有する電荷輸送性化合物を重合及び架橋することによって得られる化合物と、同一分子内に１個以上の水酸基を有する化合物とを含有し、前記同一分子内に１個以上の水酸基を有する化合物の含有量は、前記最表面層の全質量に対して５〜４５質量％であることを特徴とする電子写真感光体。
2. 前記感光層が電荷発生層及び電荷輸送層から成る積層感光体であり、前記電荷輸送層が最表面層であることを特徴とする請求項１記載の電子写真感光体。
3. 前記感光層が電荷発生層、電荷輸送層及び表面保護層から成る積層感光体であり、前記表面保護層が最表面層である請求項１記載の電子写真感光体。
4. 前記電荷輸送性化合物が、下記一般式（１）で表される化合物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子写真感光体。
   
   （式中、Ａは電荷輸送性基を示す。Ｐ¹及びＰ²はアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を示す。ここでＰ¹とＰ²は同一でも異なっていても良い。Ｚは置換基を有していても良い有機基を示す。ａ、ｂ及びｄはそれぞれ０又は１以上の整数を示す。但し、ａ＋ｂ×ｄは１以上の整数である。また、ａが２以上の場合、Ｐ¹は同一でも異なっていてもよく、ｄが２以上の場合、Ｐ²は同一でも異なっていてもよく、またｂが２以上の場合、Ｚ及びＰ²は同一でも異なっていてもよい。）
5. 前記電荷輸送性化合物が、一般式（１）においてａ＋ｂ×ｄが２以上である化合物であることを特徴とする請求項４記載の電子写真感光体。
6. 前記同一分子内に１個以上の水酸基を有する化合物の含有量が、前記最表面層の全質量に対して１０〜４０質量％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子写真感光体。
7. 前記同一分子内に１個以上の水酸基を有する化合物の分子量が２００以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子写真感光体。
8. 前記同一分子内に１個以上の水酸基を有する化合物が、下記一般式（２）で表される化合物であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の電子写真感光体。
   
   （式中、Ａは電荷輸送性基を示す。Ｐ³及びＰ⁴はアクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基又は水酸基を示す。Ｐ³とＰ⁴は同一でも異なっていても良いが、少なくとも１つ以上は水酸基である必要がある。Ｚは置換基を有していても良い有機基を示す。ａ、ｂ及びｄはそれぞれ０又は１以上の整数を示す。但し、ａ＋ｂ×ｄは１以上の整数である。また、ａが２以上の場合、Ｐ³は同一でも異なっていてもよく、ｄが２以上の場合、Ｐ⁴は同一でも異なっていてもよく、またｂが２以上の場合、Ｚ及びＰ⁴は同一でも異なっていてもよい。）
9. 前記電子写真感光体の最表面層は、熱、光又は放射線のいずれかにより硬化させて製造されたものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の電子写真感光体。
10. 前記電子写真感光体の最表面層は電子線により硬化させて製造されたものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の電子写真感光体。
11. 電子写真装置本体に着脱自在に装着されるプロセスカートリッジであって、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電子写真感光体と、帯電手段、現像手段及びクリーニング手段からなる群より選ばれた少なくとも１つの手段とを一体に支持することを特徴とするプロセスカートリッジ。
12. 請求項１〜１０のいずれかに記載の電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段及び転写手段を有することを特徴とする電子写真装置。