JP2007133344A - 電荷輸送性化合物、電子写真感光体、画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

電荷輸送性化合物、電子写真感光体、画像形成装置及びプロセスカートリッジ Download PDF

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Abstract

【課題】電子写真感光体に適用したときに、感光体の高画質化及び長寿命化を可能とする電荷輸送性化合物、並びに、電気特性、耐摩耗性及び付着物防止性に十分優れ、高画質、長寿命を可能とする電子写真感光体、それを用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】電子写真感光体は、導電性支持体及び該導電性支持体上に設けられた感光層を備え、感光層が、下記一般式(I)で示される構造を有する化合物、あるいは、該化合物から誘導される化合物を含有する機能層を有する。
Figure 2007133344

式(I)中、Fは正孔輸送性を有するn価の有機基を、Rは独立に炭素数1〜18の有機基を、Tは2価の基を示し、mは0または1を示し、nは1〜4の整数を示す。
【選択図】なし

Description

本発明は、電荷輸送性化合物、電子写真感光体、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。
いわゆるゼログラフィー方式の画像形成装置は電子写真感光体(以下、場合により「感光体」という)、帯電装置、露光装置、現像装置及び転写装置を備え、それらを用いた電子写真プロセスにより画像形成を行う。
近年、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、定着装置を有する、いわゆるゼログラフィー方式の画像形成装置は、各部材、システムの技術進展により、一層の高速化、高画質化、長寿命化が図られている。これに伴い、各サブシステムの高速対応性、高信頼性に対する要求は従来に増して高くなっている。特に、画像書き込みに使用される感光体やその感光体をクリーニングするクリーニング部材は、それら相互の摺動により他の部材に比べてストレスを多く受け、傷、磨耗、欠けなどによる画像欠陥を生じやすく、高速対応性、高信頼性に対する要求が一層強い。
一方、高画質化に対する要求も高まりつつある。この要求を満たすために、トナーの小粒径化、粒度分布の均一化、球形化などが図られ、この品質を満たすトナーの製法として水を主成分とする溶剤中で製造されたトナー、いわゆるケミカルトナーの開発が盛んに行われている。その結果、最近ではいわゆる写真画質のものも得られるようになってきた。
ところで、感光体の傷や磨耗を抑制する手段としては、電子写真感光体に機械強度の高い保護層を設ける方法がある。例えば、特許文献1には架橋構造を有しかつ電荷輸送能を有する保護層を備える感光体が開示されている、また、特許文献2にはフェノール樹脂を含む保護層を備える感光体が開示されている。
特許3264218号明細書 特開2002−82469号公報
しかしながら、上記特許文献1及び2に記載の感光体であっても、以下の理由により長期にわたって高品質の画像を形成するには必ずしも十分なものではない。
上記特許文献1に記載の感光体においては、機械強度の向上により感光体の表面の傷や磨耗は抑制されるものの、その一方で表面層が硬いため感光体表面が研磨されにくく、感光体表面に付着する放電生成物等が除去されにくい。さらに、クリーニングブレードが付着物を感光体最表面に押し付けると、一層付着物の除去が困難となる。そのため、帯電ストレスなどによって生じる酸化劣化物などの感光体表面への付着現象が発生しやすくなる。こうした付着現象は、付着物の種類、付着の程度によっては、白抜けや濃度ムラなどの画質低下を引き起こすため、高品質の画像を得ることができなくなる。
また、本発明者らの検討によると、上記特許文献2に記載の感光体は、製造条件によっては電気特性が悪化するため安定して高品質の画像を得ることができないことを見出した。
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、電気特性、耐摩耗性及び付着物防止性に十分優れ、高画質、長寿命を可能とする電子写真感光体、並びにそれを用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。また、本発明は、電子写真感光体に適用したときに、感光体の高画質化及び長寿命化を可能とする電荷輸送性化合物を提供することも目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の電子写真感光体は、導電性支持体及び該導電性支持体上に設けられた感光層を備え、感光層が、下記一般式(I)で示される構造を有する化合物、あるいは、該化合物から誘導される化合物を含有する機能層を有することを特徴とする。
Figure 2007133344

式(I)中、Fは正孔輸送性を有するn価の有機基を、Rは独立に炭素数1〜18の有機基を、Tは2価の基を示し、mは0または1を示し、nは1〜4の整数を示す。
本発明の電子写真感光体は、感光層が、上記一般式(I)で示される構造を有する化合物、あるいは、該化合物から誘導される化合物を含有する機能層を有していることにより、高画質化及び長寿命化が可能となっている。このような効果が得られる理由は必ずしも明確ではないが、本発明者らは以下のとおり推察する。
すなわち、上記一般式(I)で示される構造を有する化合物、あるいは、該化合物から誘導される化合物は溶解性に優れているため、例えば、樹脂等の材料とともに製膜する場合に、添加量を増やしても均一な膜とすることができる。また、上記化合物は、架橋性樹脂と併用して用いた場合、架橋性樹脂の反応性基と反応し、強固な架橋構造を形成することが可能である。これらにより、機能層は、電荷のトラップサイトの形成が十分抑制され優れた電気特性を発揮できるとともに、非常に密な架橋構造によって機械強度の向上と、放電生成物などに対するガスバリア性の向上が可能となり、耐摩耗性と付着物防止性の双方を高い水準で両立することができるものと考えられる。そして、その結果、高画質及び長寿命の感光体が達成されたと推察される。さらには、上記化合物は塗布液中で化学的に変化することなく安定に存在できることから、塗布液中で析出物やゲル化が発生しにくく、上記の特性を有する機能層をばらつきなく形成できることも上記の効果が得られる要因の一つであると推察される。
本発明の電子写真感光体において、上記一般式(I)で示される構造を有する化合物が、下記一般式(II)で示される構造を有していることが好ましい。
Figure 2007133344

式(II)中、Ar〜Arは同一でも異なっていてもよく、それぞれ置換又は未置換のアリール基を示し、Arは置換又は未置換のアリール基又はアリーレン基を示し、cはそれぞれ独立に0又は1を示し、kは0又は1を示し、Dは、下記一般式(III)で示される1価の有機基を示し、cの総数は1〜4である。
Figure 2007133344

式(III)中、Rは独立に炭素数1〜18の有機基を、Tは2価の基を示し、mは0または1の整数を示す。
これにより、電子写真感光体は、電気特性、機械強度及びクリーニング性の全てをさらに高水準で満足することが可能となる。
また、本発明の電子写真感光体において、上記感光層が、下記一般式(I−A)で示される化合物、あるいは、該化合物から誘導される化合物を含有する機能層を有することが好ましい。
Figure 2007133344

式(I−A)中、X1、X2およびX3はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシル基、置換もしくは未置換のアリール基、炭素数7〜10のアラルキル基、置換もしくは未置換のスチリル基、置換もしくは未置換のブタジエン基、又は、置換もしくは未置換のヒドラゾン基を示し、l1、l2およびl3は0から2の整数を示し、R、RおよびRはそれぞれ独立に、炭素数1〜18の有機基を示し、Tはメチレン基を示し、n1、n2およびn3は0または1を示す。ただし、(n1+n2+n3)≧1を満たす。
これにより、高画質化及び長寿命化を更に高水準で達成することが可能となる。その理由は必ずしも明らかではないが、以下のように推察される。すなわち、上記の化合物は、トリアリールアミン骨格にメチレン基を介して炭酸基が結合した構造を有していることで、室温、弱酸性の条件下であっても側鎖の炭酸基が容易に脱離することができる。かかる特性により、塗布液から機能層を形成する際には比較的温和な条件で上記化合物の脱炭酸を進行させることができ、特に、機械的強度を得るのに有利とされるフェノール樹脂などの極性の高い硬化性樹脂と併用する場合、望ましくない副反応を抑制しつつ上記化合物と樹脂とを良好に相溶させて十分反応させることができるとともにキャリアトラップとなりうる極性基とも十分結合させることができると考えられる。つまり、上記の機能層は、上記一般式(I−A)で示される化合物、あるいは、該化合物から誘導される化合物を含んで形成されることにより、電気特性及び機械的強度がより一層向上した膜となり得ることから、感光体の高画質化及び長寿命化が更に高水準で達成されたものと推察される。
本発明の電子写真感光体において、上記機能層が、感光層の導電性支持体から最も遠い側に設けられており、且つ、架橋構造を有していることが好ましい。通常、感光層の最外層を設ける場合、下層の感光層をできるだけ侵さないようにアルコールやケトン系の溶媒を用いることが多いが、従来の電荷輸送材料はこれらの溶媒への溶解性が不十分であったため、良好な架橋膜を形成することが困難であった。これに対して、本発明によれば、本発明に係る電荷輸送性化合物がアルコールやケトン系の溶媒への溶解性も良好であるため、成膜性に優れた塗布液を得ることができ、下層への影響を抑制しつつ電気特性及び機械的強度に優れた最外層をより確実に形成することができる。これにより、感光体の高画質化及び長寿命化をさらに高水準で達成することができる。
また、上記機能層が、架橋性樹脂を含むことが好ましい。
さらに、かかる架橋性樹脂が、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、シロキサン樹脂およびウレタン樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂であることが好ましい。
本発明の電子写真感光体において、上記機能層が、フッ素元素又はケイ素元素を含む材料をさらに含むことが好ましい。
また、上記機能層が、少なくとも一種以上の酸化防止剤を含むことが好ましい。
さらに、上記機能層が、少なくとも一種以上の微粒子を含むことが好ましい。
また、上記機能層が、25℃における酸素透過係数が4×1012fm/s・Pa以下であることが好ましい。
また、本発明の画像形成装置は、上記本発明の電子写真感光体のいずれかと、電子写真感光体を帯電させる帯電装置と、帯電した電子写真感光体を露光して静電潜像を形成させる露光装置と、静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、トナー像を被転写体に転写する転写装置とを備えることを特徴とする。
本発明の画像形成装置においては、少なくとも電子写真感光体を含むユニットと、少なくとも現像装置を含むユニットとが分離されていてもよい。
また、本発明の画像形成装置は、転写後の電子写真感光体上に残存するトナーを除去するクリーニング手段としてブレードクリーナーをさらに有していることが好ましい。
さらに、本発明の画像形成装置においては、電子写真感光体が本体に固定され、上記ブレードクリーナーが本体に対して脱着可能であることが好ましい。
また、本発明の画像形成装置においては、電子写真感光体が本体に固定され、上記帯電装置が本体に対して脱着可能であることが好ましい。
また、本発明の画像形成装置は、上記電子写真感光体に当接可能な繊維状部材をさらに備えていることが好ましい。
さらに、本発明の画像形成装置は、中間転写体をさらに備えることが好ましい。
また、本発明の画像形成装置は、直径が30mm以下の上記電子写真感光体、上記帯電装置、上記露光装置、上記現像装置、上記転写装置を有する画像形成ユニットを複数備えるタンデム方式であることが好ましい。
さらに、本発明の画像形成装置において、露光装置が、マルチビーム面発光レーザーであることが好ましい。
また、本発明の画像形成装置において、上記現像装置が、平均形状係数が100〜150且つ体積平均粒子径が3〜12μmのトナーにより現像を行うものであることが好ましい。
また、本発明の画像形成装置は、上記電子写真感光体に潤滑性物質を供給しながら使用することが好ましい。
また、本発明のプロセスカートリッジは、上記本発明の電子写真感光体のいずれかと、電子写真感光体を帯電させる帯電装置、露光により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装置、転写後の電子写真感光体上に残存するトナーを除去するクリーニング装置から選ばれる少なくとも1種とを備えることを特徴とする。
本発明の画像形成装置及びプロセスカートリッジでは、上記本発明の電子写真感光体を備えることから、高品質の画像を長期に亘って形成することができる。
また、本発明は、下記一般式(I−A)で示されることを特徴とする電荷輸送性化合物を提供する。
Figure 2007133344

式(I−A)中、X1、X2およびX3はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシル基、置換もしくは未置換のアリール基、炭素数7〜10のアラルキル基、置換もしくは未置換のスチリル基、置換もしくは未置換のブタジエン基、又は、置換もしくは未置換のヒドラゾン基を示し、l1、l2およびl3は0から2の整数を示し、R、RおよびRはそれぞれ独立に、炭素数1〜18の有機基を示し、Tはメチレン基を示し、n1、n2およびn3は0または1を示す。ただし、(n1+n2+n3)≧1を満たす。
本発明の電荷輸送性化合物によれば、電子写真感光体をはじめとして、有機エレクトロルミネッセンス素子、メモリー素子、波長変換素子などの有機電子デバイスの安定化及び長寿命化を達成することが可能となる。より具体的には、有機エレクトロルミネッセンス素子では、安定化及び長寿命化の観点から、発生するジュール熱により素子を構成する機能層(膜)のモルホロジー変化を抑制することが必要であるが、かかる機能層に本発明の化合物を含有せしめることによって、機能層の強度を十分確保しつつ或いは高めつつ優れた電気特性を付与することができる。また、電子写真感光体では、感光層を構成する機能層、特には表面保護層の構成成分として本発明の化合物を用いることにより、かかる層の電気特性及び機械的強度の双方を高いレベルで満足させることができ、感光体の高画質化及び長寿命化を達成することができる。このように、本発明の電荷輸送性化合物は、機械的強度が必要とされる有機電子デバイスの材料として好適に用いることができる。
本発明によって上記の効果が奏される理由を本発明者らは以下のように考えている。すなわち、上記一般式(I−A)で示される化合物は、有機溶媒への溶解性、種々の結着樹脂との相溶性、及び、電気特性のすべてを高水準で満足することができる。そして、機能層を形成する際に熱可塑性樹脂を結着樹脂として用いる場合、塗布液中でかかる結着樹脂と電荷輸送性化合物とを良好に分散させることができ、均一な塗膜を容易に形成することができる。これにより、相分離に起因する成膜不良を防止しつつ優れた電気特性を付与することが可能となり、特に、ポリエステル樹脂やポリカーボネート樹脂中に本発明の化合物を分子分散して形成した電荷輸送層において高濃度化による結晶の析出及び電気特性の低下を十分防止することができ、有機電子デバイスの安定化及び長寿命化が達成されたと考えられる。また、上記一般式(I−A)で示される化合物は、トリアリールアミン骨格にメチレン基を介して炭酸基が結合した構造を有していることで、室温、弱酸性の条件下で側鎖の炭酸基が容易に脱離する性質を有する。これにより、機能層を形成する際に硬化性樹脂を結着樹脂として用いる場合、塗布液から機能層を形成する際には比較的温和な条件で上記化合物の脱炭酸を進行させることができ、特に、機械的強度を得るのに有利とされるフェノール樹脂などの極性の高い硬化性樹脂と併用する場合、上記化合物と樹脂とを良好に相溶させて十分反応させることができるとともにキャリアトラップとなりうる極性基とも十分結合させることができると考えられる。そして、機械的強度及び電気特性の双方を高水準で満足する硬化膜が形成された結果、有機電子デバイスの安定化及び長寿命化が達成されたと考えられる。なお、本発明において、上記の酸性を与えるための化合物は、フェノール、塩酸、酢酸、スルホン酸、トルエンスルホン酸、りん酸、シリカゲル、ルイス酸、酸性イオン交換樹脂などを用いることができ、特に限定されない。
上記のように上記一般式(I−A)で示される化合物においてTをメチレン基と限定することは、酸性のフェノール樹脂と併用した場合にTがメチレン基であると形成される硬化膜の機械的強度の確保に最も有利であるという本発明者らの知見に基づく。なお、Tが、エチレン基、プロピレン基などのように炭素数が大きい場合、或いは、Tが無い場合も機能層を形成することは可能である。しかしながら、Tの炭素数が2以上の場合、化合物の反応性が著しく低下すると考えられ、機械的強度を十分確保するためには酸性度を上げたり高い温度を与えたりする必要があり、電気特性の低下や画質欠陥の発生などの弊害が生じる虞がある。また、Tが無い場合、すなわち芳香環に酸素原子が直に結合したフェニルカーボネート構造を有する場合、カーボネート基が安定化するものと考えられ、弱酸性下では高い機械的強度が得られにくい上に、電荷輸送性が低下する傾向にある。従って、本発明の電荷輸送性化合物は、有機電子デバイスを歩留まりよく製造するという点においても優れている。
本発明の電荷輸送性化合物は、上記一般式(I−A)において、(n1+n2+n3)が2以上であることが好ましい。これにより、硬化性樹脂と併用する場合、より強固な膜が得られやすくなるため、有機電子デバイスのより一層の長寿命化を達成することが可能となる。特に、電子写真感光体の保護層に適用することにより、高画質、長寿命の感光体をより確実に実現することができる。
また、上記一般式(I−A)において、R、RおよびRが、−CH−Rで示される有機基(ただし、Rは、水素原子、ハロゲン原子または炭素数1〜17の有機基を示す)であることが好ましい。
かかる電荷輸送性化合物によれば、塗布液のポットライフと、機能層形成時の高い反応性とを高水準で両立させることができ、有機電子デバイス、特には電子写真感光体の生産性を十分確保しつつ電気特性及び機械的強度に優れた機能層の形成が可能となる。
、RおよびRがフェニル基の場合、室温で不安定となる場合が多く、取扱いが困難となる傾向にある。
本発明よれば、電気特性、耐摩耗性及び付着物防止性に十分優れ、高画質、長寿命を可能とする電子写真感光体、並びにそれを用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することができる。また、本発明によれば、電子写真感光体に適用したときに、感光体の高画質化及び長寿命化を可能とする電荷輸送性化合物を提供することができる。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<電子写真感光体>
本発明の電子写真感光体は、上記一般式(I)で示される構造を有する化合物、あるいは、該化合物から誘導される化合物を含有する層を有することを特徴とする。特に、電子写真感光体における最表面層が、上記一般式(I)で示される構造を有する化合物、あるいは、該化合物から誘導される化合物を含有することが好ましい。
以下、本発明の電子写真感光体の好適な実施形態について説明する。
図1は、本発明の電子写真感光体の好適な一実施形態を示す模式断面図である。図1に示すように、電子写真感光体1は、導電性支持体2と、下引層4と、電荷発生層5及び電荷輸送層6とからなる感光層3とから構成されている。図1に示す電子写真感光体1では、電荷輸送層6が、上記一般式(I)示される構造を有する化合物、あるいは、該化合物から誘導される化合物を含有する層である。
また、図2〜5はそれぞれ本発明の電子写真感光体の他の好適な実施形態を示す模式断面図である。
図2に示す電子写真感光体1は、導電性支持体2上に下引層4、電荷発生層5、電荷輸送層6及び保護層7が順次積層された構造を有するものである。また、図3に示す電子写真感光体1は、導電性支持体2上に下引層4、電荷輸送層6、電荷発生層5、保護層7が順次積層された構造を有するものである。図2及び3に示す電子写真感光体1において、保護層7が上記一般式(I)示される構造を有する化合物、あるいは、該化合物から誘導される化合物を含有する層である。
また、図4に示す電子写真感光体1は、導電性支持体2上に下引層4が設けられ、その上に電荷発生材料と電荷輸送材料とを同一の層に含む単層型の感光層3が設けられている。図4に示す電子写真感光体1において、感光層3が上記一般式(I)示される構造を有する化合物、あるいは、該化合物から誘導される化合物を含有する層である。
また、図5に示す電子写真感光体1は、導電性支持体2上に下引層4、単層型感光層3、保護層7が順次積層された構造を有するものであり、保護層7が上記一般式(I)示される構造を有する化合物、あるいは、該化合物から誘導される化合物を含有する層である。
上記のように、本発明の電子写真感光体が備える感光層は、電荷発生材料と電荷輸送材料とを同一の層に含有する単層型感光層、又は電荷発生材料を含有する層(電荷発生層)と電荷輸送材料を含有する層(電荷輸送層)とを別個に設けた機能分離型感光層のいずれであってもよい。機能分離型感光層の場合、電荷発生層と電荷輸送層の積層順序はいずれが上層であってもよい。なお、機能分離型感光層の場合、それぞれの層がそれぞれの機能を満たせばよいという機能分離ができるため、より高い機能を実現できる。
以下、代表例として図2に示す電子写真感光体1に基づいて、各要素について説明する。
導電性支持体2としては、例えば、アルミニウム、銅、亜鉛、ステンレス、クロム、ニッケル、モリブデン、バナジウム、インジウム、金、白金等の金属又は合金を用いて構成される金属板、金属ドラム、金属ベルト等が挙げられる。また、導電性支持体2としては、導電性ポリマー、酸化インジウム等の導電性化合物やアルミニウム、パラジウム、金等の金属又は合金を塗布、蒸着又はラミネートした紙、プラスチックフィルム、ベルト等も使用できる。
導電性支持体2の表面は、レーザー光を照射する際に生じる干渉縞を防止するために、中心線平均粗さRaで0.04μm〜0.5μmに粗面化することが好ましい。導電性支持体2の表面のRaが0.04μm未満であると、鏡面に近くなるので干渉防止効果が不十分となる傾向がある。他方、Raが0.5μmを越えると、被膜を形成しても画質が不十分となる傾向がある。非干渉光を光源に用いる場合には、干渉縞防止の粗面化は特に必要なく、導電性支持体2表面の凹凸による欠陥の発生が防げるため、より長寿命化に適する。
粗面化の方法としては、研磨剤を水に懸濁させて支持体に吹き付けることによって行う湿式ホーニング、又は回転する砥石に支持体を圧接し、連続的に研削加工を行うセンタレス研削、陽極酸化処理等が好ましい。
粗面化の方法としては、導電性支持体2表面を粗面化することなく、導電性又は半導電性粉体を樹脂中に分散させて、支持体表面上に層を形成し、その層中に分散させる微粒子により粗面化する方法も好ましく用いられる。
上記陽極酸化処理は、アルミニウムを陽極とし電解質溶液中で陽極酸化することによりアルミニウム表面に酸化膜を形成するものである。電解質溶液としては、硫酸溶液、シュウ酸溶液等が挙げられる。しかし、そのままの多孔質陽極酸化膜は、化学的に活性であり、汚染され易く、環境による抵抗変動も大きい。そこで、陽極酸化膜の微細孔を加圧水蒸気又は沸騰水中(ニッケル等の金属塩を加えてもよい)で水和反応による体積膨張でふさぎ、より安定な水和酸化物に変える封孔処理を行う。
陽極酸化膜の膜厚については、0.3〜15μmが好ましい。0.3μm未満であると、注入に対するバリア性が乏しく効果が不十分となる傾向がある。他方、15μmを超えると、繰り返し使用による残留電位の上昇を招く傾向がある。
また、導電性支持体2には、酸性水溶液による処理又はベーマイト処理を施してもよい。リン酸、クロム酸及びフッ酸からなる酸性処理液による処理は以下のようにして実施される。先ず、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、リン酸が10〜11質量%の範囲、クロム酸が3〜5質量%の範囲、フッ酸が0.5〜2質量%の範囲であって、これらの酸全体の濃度は13.5〜18質量%の範囲が好ましい。処理温度は42〜48℃が好ましいが、処理温度を高く保つことにより、一層速く、かつ厚い被膜を形成することができる。被膜の膜厚は、0.3〜15μmが好ましい。0.3μm未満であると、注入に対するバリア性が乏しく効果が不十分となる傾向がある。他方、15μmを超えると、繰り返し使用による残留電位の上昇を招く傾向がある。
ベーマイト処理は、90〜100℃の純水中に5〜60分間浸漬すること、又は90〜120℃の加熱水蒸気に5〜60分間接触させることにより行うことができる。被膜の膜厚は、0.1〜5μmが好ましい。これをさらにアジピン酸、硼酸、硼酸塩、燐酸塩、フタル酸塩、マレイン酸塩、安息香酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩等の被膜溶解性の低い電解質溶液を用いて陽極酸化処理してもよい。
下引層4は、導電性支持体2上に形成される。下引層4は、有機金属化合物及び/又は結着樹脂を含有して構成される。
有機金属化合物としては、ジルコニウムキレート化合物、ジルコニウムアルコキシド化合物、ジルコニウムカップリング剤等の有機ジルコニウム化合物、チタンキレート化合物、チタンアルコキシド化合物、チタネートカップリング剤等の有機チタン化合物、アルミニウムキレート化合物、アルミニウムカップリング剤等の有機アルミニウム化合物のほか、アンチモンアルコキシド化合物、ゲルマニウムアルコキシド化合物、インジウムアルコキシド化合物、インジウムキレート化合物、マンガンアルコキシド化合物、マンガンキレート化合物、スズアルコキシド化合物、スズキレート化合物、アルミニウムシリコンアルコキシド化合物、アルミニウムチタンアルコキシド化合物、アルミニウムジルコニウムアルコキシド化合物等が挙げられる。
有機金属化合物としては、残留電位が低く良好な電子写真特性を示すため、特に有機ジルコニウム化合物、有機チタニル化合物、有機アルミニウム化合物が好ましく使用される。
結着樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、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、メチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、ポリアミド、ポリイミド、カゼイン、ゼラチン、ポリエチレン、ポリエステル、フェノール樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エポキシ樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジン、ポリウレタン、ポリグルタミン酸、ポリアクリル酸等の公知のものが挙げられる。これらを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、必要に応じて適宜設定することができる。
また、下引層4には、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス2メトキシエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−2−アミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプロプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、β−3,4−エポキシシクロヘキシルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤を含有させてもよい。
また、下引層4中には、低残留電位化や環境安定性の観点から、電子輸送性顔料を混合/分散して使用することもできる。電子輸送性顔料としては、特開昭47−30330号公報に記載のペリレン顔料、ビスベンズイミダゾールペリレン顔料、多環キノン顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔料等の有機顔料、また、シアノ基、ニトロ基、ニトロソ基、ハロゲン原子等の電子吸引性の置換基を有するビスアゾ顔料やフタロシアニン顔料等の有機顔料、酸化亜鉛、酸化チタン等の無機顔料が挙げられる。
これらの顔料の中では、ペリレン顔料、ビスベンズイミダゾールペリレン顔料、多環キノン顔料、酸化亜鉛又は酸化チタンが、電子移動性が高いので好ましく使用される。
また、これらの顔料の表面は、分散性、電荷輸送性を制御する目的で上記カップリング剤や、結着樹脂等で表面処理してもよい。
電子輸送性顔料は多すぎると下引層4の強度を低下させ、塗膜欠陥の原因となるため、下引層4の固形分全量を基準として好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下で使用される。
また、下引層4には、電気特性の向上や光散乱性の向上等の目的により、各種の有機化合物の微粉末若しくは無機化合物の微粉末を添加することが好ましい。特に、酸化チタン、酸化亜鉛、亜鉛華、硫化亜鉛、鉛白、リトポン等の白色顔料やアルミナ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の体質顔料としての無機顔料やポリテトラフルオロエチレン樹脂粒子、ベンゾグアナミン樹脂粒子、スチレン樹脂粒子等が有効である。
添加微粉末の粒径は、0.01〜2μmのものが好ましい。微粉末は必要に応じて添加されるが、その添加量は下引層4の固形分全量を基準として、10〜90質量%であることが好ましく、30〜80質量%であることがより好ましい。
下引層4は上述した各構成材料を含有する下引層形成用塗布液を用いて形成される。下引層形成用塗布液に使用される有機溶剤としては、有機金属化合物や結着樹脂を溶解し、また、電子輸送性顔料を混合及び/又は分散したときにゲル化や凝集を起こさないものであればよい。
有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、n−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、クロルベンゼン、トルエン等の通常のものが挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
各構成材料の混合及び/又は分散方法は、ボールミル、ロールミル、サンドミル、アトライター、振動ボールミル、コロイドミル、ペイントシェーカー超音波等を用いる常法が適用される。混合及び/又は分散は有機溶剤中で行われる。
下引層4を形成する際の塗布方法としては、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。
乾燥は、通常、溶剤を蒸発させ、成膜可能な温度で行われる。特に、酸性溶液処理、ベーマイト処理を行った導電性支持体2は、基材の欠陥隠蔽力が不十分となり易いため、下引層4を形成することが好ましい。
下引層4の膜厚は、好ましくは0.01〜30μm、より好ましくは0.05〜30μm、さらに好ましくは0.1〜30μm、特に好ましくは0.2〜25μmである。
電荷発生層5は、電荷発生材料、さらには必要に応じて結着樹脂を含んで構成される。
電荷発生材料は、ビスアゾ、トリスアゾ等のアゾ顔料、ジブロモアントアントロン等の縮環芳香族顔料、ペリレン顔料、ピロロピロール顔料、フタロシアニン顔料等の有機顔料や三方晶セレン、酸化亜鉛等の無機顔料等公知のものを使用することができる。電荷発生材料としては、特に、380〜500nmの露光波長の光源を用いる場合には、金属及び無金属フタロシアニン顔料、三方晶セレン、ジブロモアントアントロン等が好ましい。その中でも、特開平5−263007号公報及び特開平5−279591号公報に開示されたヒドロキシガリウムフタロシアニン、特開平5−98181号公報に開示されたクロロガリウムフタロシアニン、特開平5−140472号公報及び特開平5−140473号公報に開示されたジクロロスズフタロシアニン、特開平4−189873号公報及び特開平5−43813号公報に開示されたチタニルフタロシアニンが特に好ましい。
また、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン、ポリシラン等の有機光導電性ポリマーから選択することもできる。
結着樹脂としては、好ましくは、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Aとフタル酸の重縮合体等)、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の絶縁性樹脂を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。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ることができる。
電荷発生層5は、電荷発生材料を蒸着により、又は電荷発生材料及び結着樹脂を含有する電荷発生層形成用塗布液により形成される。電荷発生層5を電荷発生層形成用塗布液を用いて形成する場合、電荷発生材料と結着樹脂の配合比(質量比)は、10:1〜1:10の範囲が好ましい。
電荷発生層形成用塗布液に、上記各構成材料を分散させる方法としては、ボールミル分散法、アトライター分散法、サンドミル分散法等の通常の方法を用いることができる。この際、分散によって顔料の結晶型が変化しない条件が必要とされる。さらにこの分散の際、粒子を好ましくは0.5μm以下、より好ましくは0.3μm以下、さらに好ましくは0.15μm以下の粒子サイズにすることが有効である。
分散に用いる溶剤としては、メタノール、エタノール、n−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、クロルベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
電荷発生層形成用塗布液を用いて電荷発生層5を形成する際には、塗布方法としては、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。
電荷発生層5の膜厚は、好ましくは0.1〜5μm、より好ましくは0.2〜2.0μmである。
電荷輸送層6は、電荷輸送材料及び結着樹脂を含有して、又は高分子電荷輸送材を含有して構成される。
電荷輸送材料としては、p−ベンゾキノン、クロラニル、ブロマニル、アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、2,4,7−トリニトロフルオレノン等のフルオレノン化合物、キサントン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノビニル系化合物、エチレン系化合物等の電子輸送性化合物、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、アリールアルカン系化合物、アリール置換エチレン系化合物、スチルベン系化合物、アントラセン系化合物、ヒドラゾン系化合物等の正孔輸送性化合物が挙げられるが、特にこれらに限定されない。これらの電荷輸送材料は、1種を単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
また、電荷輸送材料としては、モビリティーの観点から、下記一般式(IV−1)、(IV−2)又は(IV−3)で示される化合物が好ましい。
Figure 2007133344

ここで、上記式(IV−1)中、R14は、水素原子又はメチル基を、nは1又は2を、Ar及びArはそれぞれ独立に置換又は未置換のアリール基、−C−C(R18)=C(R19)(R20)、又は−C−CH=CH−CH=C(Ar)を表し、置換基としてはハロゲン原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基、又は炭素数1〜3のアルキル基で置換された置換アミノ基を示す。また、R18、R19及びR20はそれぞれ独立に水素原子、置換若しくは未置換のアルキル基、又は置換若しくは未置換のアリール基を、Arは置換又は未置換のアリール基を示す。
Figure 2007133344

ここで、上記式(IV−2)中、R15及びR15’はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のアルコキシ基を、R16、R16’、R17及びR17’はそれぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数1〜2のアルキル基で置換されたアミノ基、置換若しくは未置換のアリール基、−C−C(R18)=C(R19)(R20)、又は、−C−CH=CH−CH=C(Ar)を、R18、R19及びR20はそれぞれ独立に水素原子、置換若しくは未置換のアルキル基、又は置換若しくは未置換のアリール基を、Arは置換又は未置換のアリール基を示す。m及びnはそれぞれ独立に0〜2の整数を示す。
Figure 2007133344

ここで、上記式(IV−3)中、R21は水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基、置換若しくは未置換のアリール基、又は、−CH=CH−CH=C(Ar)を示す。Arは、置換又は未置換のアリール基を示す。R22及びR23はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数1〜2のアルキル基で置換されたアミノ基、又は置換若しくは未置換のアリール基を示す。
電荷輸送層6に用いる結着樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、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、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、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、スチレン−アルキッド樹脂、特開平8−176293号公報や特開平8−208820号公報に示されているポリエステル系高分子電荷輸送材等が挙げられる。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ることができる。電荷輸送材料と結着樹脂との配合比(質量比)は、10:1〜1:5が好ましい。
本実施形態においては、高分子電荷輸送材を単独で用いることもできる。このような高分子電荷輸送材としては、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシラン等の電荷輸送性を有する公知のものを用いることができる。特に、特開平8−176293号公報や特開平8−208820号公報に示されているポリエステル系高分子電荷輸送材は、高い電荷輸送性を有しており、特に好ましいものである。
高分子電荷輸送材はそれだけでも電荷輸送層6の構成材料として使用可能であるが、上記結着樹脂と混合して成膜してもよい。
電荷輸送層6は、上記構成材料を含有する電荷輸送層形成用塗布液を用いて形成される。
電荷輸送層形成用塗布液の溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロルベンゼン等の芳香族炭化水素類、アセトン、2−ブタノン等のケトン類、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロンゲン化脂肪族炭化水素類、テトラヒドロフラン、エチルエーテル等の環状若しくは直鎖状のエーテル類等の通常の有機溶剤が挙げられる。これらは1種を単独で或いは2種以上を混合して用いることができる。
電荷輸送層形成用塗布液の塗布方法としては、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。
電荷輸送層6の膜厚は、好ましくは5〜50μm、より好ましくは10〜30μmである。
感光層3には、画像形成装置中で発生するオゾンや酸化性ガス、又は光、熱による感光体の劣化を防止する目的で、酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤等の添加剤を添加することができる。
酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマン、スピロインダノン及びそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物等が挙げられる。光安定剤としては、例えば、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、ジチオカルバメート、テトラメチルピペリジン等の誘導体が挙げられる。
また、感光層3には、感度の向上、残留電位の低減、繰り返し使用時の疲労低減等を目的として、少なくとも1種の電子受容性物質を含有させることができる。
電子受容物質としては、例えば、無水コハク酸、無水マレイン酸、ジブロム無水マレイン酸、無水フタル酸、テトラブロム無水フタル酸、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、o−ジニトロベンゼン、m−ジニトロベンゼン、クロラニル、ジニトロアントラキノン、トリニトロフルオレノン、ピクリン酸、o−ニトロ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、フタル酸等を挙げることができる。これらのうち、フルオレノン系、キノン系や、Cl、CN、NO等の電子吸引性置換基を有するベンゼン誘導体が特に好ましい。
保護層7は、本実施形態の電子写真感光体では、下記一般式(I)で示される構造を有する化合物、あるいは、該化合物から誘導される化合物を一種以上含んでいる。
Figure 2007133344

ここで、式(I)中、Fは正孔輸送性を有するn価の有機基を、Rは独立に炭素数1〜18の有機基を、Tは2価の基を示し、mは0または1を示し、nは1〜4の整数を示す。本実施形態においては、Tがメチレン基であることが好ましい。
また、上記一般式(I)で示される構造を有する化合物のうち、さらに好ましいものとして、下記一般式(II)で示される構造を有する化合物が挙げられる。
Figure 2007133344

ここで、式(II)中、Ar〜Arは同一でも異なっていてもよく、それぞれ置換又は未置換のアリール基を示し、Arは置換又は未置換のアリール基又はアリーレン基を示し、cはそれぞれ独立に0又は1を示し、kは0又は1を示し、Dは、下記一般式(III)で示される1価の有機基を示し、cの総数は1〜4である。
Figure 2007133344

ここで、式(III)中、Rは独立に炭素数1〜18の有機基を、Tは2価の基を示し、mは0または1の整数を示す。本実施形態においては、Tがメチレン基であることが好ましい。
また、上記一般式(II)中のAr〜Arで示される置換又は未置換のアリール基としては、具体的には、下記式(1)〜(7)に示されるアリール基が好ましい。
Figure 2007133344
式(1)〜(7)中、Rは水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、それらで置換されたフェニル基若しくは未置換のフェニル基、又は炭素数7〜10のアラルキル基を示し、R〜R11はそれぞれ水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数1〜4のアルコキシ基、それらで置換されたフェニル基若しくは未置換のフェニル基、炭素数7〜10のアラルキル基又はハロゲン原子を示し、Arは置換又は未置換のアリーレン基を示し、Dは上記一般式(III)で表される構造を示し、c及びsはそれぞれ0又は1を示し、tは1〜3の整数を示す。
上記式(7)で示されるアリール基におけるArとしては、下記式(8)又は(9)で示されるアリーレン基が好ましい。
Figure 2007133344
式(8)、(9)中、R12及びR13はそれぞれ水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数1〜4のアルコキシ基で置換されたフェニル基、または未置換のフェニル基、炭素数7〜10のアラルキル基、又は、ハロゲン原子を示し、tは1〜3の整数を示す。
また、上記式(7)で示されるアリール基におけるZ’としては、下記式(10)〜(17)で示される2価の基が好ましい。
Figure 2007133344
式(10)〜(17)中、R14及びR15はそれぞれ水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数1〜4のアルコキシ基で置換されたフェニル基、または未置換のフェニル基、炭素数7〜10のアラルキル基、又は、ハロゲン原子を示し、Wは2価の基を示し、q及びrはそれぞれ1〜10の整数を示し、tはそれぞれ1〜3の整数を示す。
また、上記式(16)〜(17)中、Wは下記式(18)〜(26)で示される2価の基を示す。なお、式(25)中、uは0〜3の整数を示す。
Figure 2007133344
また、上記一般式(II)におけるArの具体的構造としては、k=0の時は上記Ar〜Arの具体的構造におけるm=1の構造が、k=1の時は上記Ar〜Arの具体的構造におけるm=0の構造が挙げられる。
また、上記一般式(I)で示される化合物としては、より具体的には、下記化合物(I−1)〜(I−46)が挙げられる。なお、下記表中、Me又は結合手は記載されているが置換基が記載されていないものはメチル基を、Etはエチル基を示す。
Figure 2007133344

Figure 2007133344

Figure 2007133344

Figure 2007133344

Figure 2007133344

Figure 2007133344

Figure 2007133344

Figure 2007133344
本実施形態においては、保護層7が、上記一般式(I)で示される構造を有する化合物のうち、下記式(I−A)で示される本発明の電荷輸送性化合物、あるいは、該化合物から誘導される化合物を一種以上含むことが好ましい。
Figure 2007133344

式(I−A)中、X1、X2およびX3はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシル基、置換もしくは未置換のアリール基、炭素数7〜10のアラルキル基、置換もしくは未置換のスチリル基、置換もしくは未置換のブタジエン基、又は、置換もしくは未置換のヒドラゾン基を示し、l1、l2およびl3は0から2の整数を示し、R、RおよびRはそれぞれ独立に、炭素数1〜18の有機基を示し、Tはメチレン基を示し、n1、n2およびn3は0または1を示す。ただし、(n1+n2+n3)≧1を満たす。
上記式(I−A)で示される化合物としては、表13〜24に示す例示化合物1〜225が挙げられる。ただし、本発明の電荷輸送性化合物はこれらに限定されるものではない。
Figure 2007133344
Figure 2007133344
Figure 2007133344
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Figure 2007133344
Figure 2007133344
Figure 2007133344
なお、表13〜24中、化合物1は式(I−5)の化合物、化合物118は式(I−6)の化合物、化合物120は式(I−7)の化合物、化合物125は式(I−8)の化合物、化合物109は式(I−9)の化合物、化合物128は式(I−10)の化合物、化合物123は式(I−11)の化合物、化合物145は式(I−12)の化合物、化合物65は式(I−28)の化合物、化合物172は式(I−32)の化合物と、それぞれ同じである。
本発明の電荷輸送性化合物は、上記一般式(I−A)において、(n1+n2+n3)が2以上であることが好ましい。これにより、硬化性樹脂と併用する場合、より強固な膜が得られやすくなるため、保護層7の機械的強度が更に向上し、電子写真感光体1のより一層の高画質化及び長寿命化を達成することが可能となる。
また、上記一般式(I−A)において、R、RおよびRが、−CH−Rで示される有機基(ただし、Rは、水素原子、ハロゲン原子または炭素数1〜17の有機基を示す)であることが好ましい。かかる電荷輸送性化合物によれば、塗布液のポットライフと、機能層形成時の高い反応性とを高水準で両立させることができるため、電子写真感光体1の生産性を十分確保しつつ電気特性及び機械的強度に優れた保護層7の形成が可能となる。
なお、R、RおよびRがフェニル基の場合、室温で不安定となる場合が多く、取扱いが困難となる傾向にある。例えば、化合物125は、結晶状態であっても室温下、2〜3日で自己縮合しながら着色して有機溶剤に溶けなくなる。
また、上記一般式(I−A)における、R、RおよびRとしては、−(CH−O−R(ただし、Rは炭素数1〜6の炭化水素基を示し、rは1〜12の整数を示す)で示される有機基が挙げられる。
上記一般式(I)で示される構造を有する化合物の合成方法としては、以下の式で示されるように、下記一般式(I−a)で示される水酸基を有する化合物と、下記一般式(I−b)で示されるハロゲン化物とを、有機溶媒中で、塩基触媒の存在下で反応させることによって、合成する方法が挙げられる。
Figure 2007133344

ここで、上記一般式(I−a)におけるFは正孔輸送性を有するn価の有機基、Tは2価の基を示し、mは0または1を示し、一般式(I−b)におけるXはハロゲン原子を、Rは炭素数1〜18の有機基を示し、上記一般式(I)におけるFは正孔輸送性を有するn価の有機基、Tは2価の基を示し、mは0または1を示し、Rは独立に炭素数1〜18の有機基、nは1〜4の整数を示す。
また、上記式(I−A)で示される本発明の電荷輸送性化合物についても上記と同様にして合成することができ、この場合、上記一般式(I−a)で示される水酸基を有する化合物としては、式(I−a)において、Fがトリフェニルアミン骨格を有し、mが1であり、Tがメチレン基である化合物が用いられる。
上記有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、N,N−ジメチルホルムアミド、又はジメチルスルホキシドなどを用いることができる。
上記塩基触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウム−tert−ブトキシド、カリウム−tert−ブトキシド、トリエチルアミン、トリメチルアミン、ピリジン、ピペリジンなどを用いることができるが、これらのうち、トリエチルアミンやピリジンを用いることがより好ましい。塩基触媒の使用量は、上記一般式(I−a)で示される化合物の水酸基に対して、1〜2倍モル量が好ましく、1.1〜1.5倍モル量がより好ましい。
上記の反応は、用いる溶媒の沸点以下の任意の温度で行うことが可能であるが、副反応を抑えるために、室温から50℃で反応させることがより好ましい。
保護層7には、ポリカーボネート樹脂、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、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン-アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル-無水マレイン酸共重合体、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール樹脂、スチレン−アルキッド樹脂や、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシラン、特開平8−176293号公報や特開平8−208820号公報に示されているポリエステル系高分子電荷輸送材など高分子電荷輸送材を含有させることもできる。
本実施形態においては、上記のうち、フェノール樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、熱硬化性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂及びポリベンズイミダゾール樹脂などの熱硬化性樹脂が好ましく、特に、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、シロキサン樹脂、ウレタン樹脂が好ましく用いられる。
フェノール樹脂としては、レゾルシン、ビスフェノールなど、フェノール、クレゾール、キシレノール、パラアルキルフェノール、パラフェニルフェノールなどの水酸基を1個含む置換フェノール類、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノンなどの水酸基を2個含む置換フェノール類、ビスフェノールA、ビスフェノールZなどのビスフェノール類、ビフェノール類など、フェノール構造を有する化合物とホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド等を酸触媒、又は、アルカリ触媒下で反応させ、モノメチロールフェノール類、ジメチロールフェノール類、トリメチロールフェノール類のモノマー、及びそれらの混合物、又はそれらをオリゴマー化されたもの、およびモノマーとオリゴマーの混合物などが使用される。このうち、分子の構造単位の繰り返しが2〜20程度の比較的大きな分子がオリゴマー、それ以下のものがモノマーである。
上記酸触媒としては、例えば、硫酸、パラトルエンスルホン酸、フェノールスルホン酸、リン酸などが挙げられる。また、アルカリ触媒としては、例えば、NaOH、KOH、Ca(OH)、Mg(OH)、Ba(OH)、CaO、MgO等のアルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物や酸化物、アミン系触媒、酢酸亜鉛および酢酸ナトリウムなどの酢酸塩類などが挙げられる。アミン系触媒としては、アンモニア、ヘキサメチレンテトラミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等が挙げられる。なお、塩基性触媒を使用した場合には、残留する触媒によりキャリアが著しくトラップされ、電子写真特性を悪化させる場合が多いため、減圧で留去させるか、酸で中和するか、シリカゲルなどの吸着剤や、イオン交換樹脂などと接触させることにより不活性化、あるいは、除去することが好ましい。
メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂としては、メチロール基がそのままのメチロールタイプ、メチロール基がすべてアルキルエーテル化されたフルエーテルタイプ、あるいは、フルイミノタイプ、メチロールとイミノ基の混合タイプなど種々のものが使用できるが、塗布液の安定性の観点から、エーテルタイプのものが好ましい。
ウレタン樹脂としては、多官能イソシアネート、イソシアヌレート、あるいは、これらをアルコールや、ケトンでブロックしたブロックイソシアネートなどが使用でき、塗布液の安定性の観点から、ブロックイソシアネート、あるいは、イソシアヌレートが好ましく、上記一般式(I)で示される化合物と混合、塗布後、加熱架橋することで保護層を形成することができる。
シリコーン樹脂としては、後述の一般式(IV)、あるいは、一般式(V)で示される化合物などから誘導される樹脂を使用できる。
上述の樹脂は1種を単独あるいは2種以上を混合して用いることができる。また、上記一般式(I)で示される化合物と、かかる樹脂との配合比(質量比)は10:1〜1:5が好ましい。
保護層7には、保護層7の強度、膜抵抗等の種々の物性をコントロールするために、下記一般式(IV)で示される化合物を添加することもできる。
Si(R(4−c) (IV)
ここで、式(IV)中、Rは水素原子、アルキル基又は置換若しくは未置換のアリール基を、Qは加水分解性基を、cは1〜4の整数を示す。
上記一般式(IV)で示される化合物の具体例としては、以下のようなシランカップリング剤が挙げられる。シランカップリング剤としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等の四官能性アルコキシシラン(c=4);メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)トリエトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシラン、3−(ヘプタフルオロイソプロポキシ)プロピルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2H−パーフルオロアルキルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2H−パーフルオロデシルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクチルトリエトシキシラン等の三官能性アルコキシシラン(c=3);ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン等の二官能性アルコキシシラン(c=2);トリメチルメトキシシラン等の1官能アルコキシシラン(c=1)等を挙げることができる。膜の強度を向上させるためには3及び4官能のアルコキシシランが好ましく、可とう性、成膜性を向上させるためには1及び2官能のアルコキシシランが好ましい。
また、主にこれらのカップリング剤より作製されるシリコン系ハードコート剤も用いることができる。市販のハードコート剤としては、KP−85、X−40−9740、X−40−2239(以上、信越シリコーン社製)、及びAY42−440、AY42−441、AY49−208(以上、東レダウコーニング社製)等を用いることができる。
また、保護層7には、その強度を高めるために、一般式(V)に示すような2つ以上のケイ素原子を有する化合物を用いることも好ましい。
B−(Si(R(3−d) (V)
ここで、式(V)中、Bは2価の有機基を、Rは水素原子、アルキル基又は置換若しくは未置換のアリール基を、Qは加水分解性基を、dは1〜3の整数を示す。
上記一般式(V)で示される化合物としては、より具体的には、下記化合物(V−1)〜(V−16)が好ましいものとして挙げることができる。なお、表中、Meはメチル基を示し、Etはエチル基を示し、Prはプロピル基を示す。
Figure 2007133344
また、保護層7には、ポットライフの延長、膜特性のコントロール、トルク低減、塗布膜表面の均一性向上のため、下記一般式(VI)で示される繰り返し構造単位を持つ環状化合物、若しくはその化合物からの誘導体を含有させることもできる。
Figure 2007133344

ここで、式(VI)中、A及びAは、それぞれ独立に一価の有機基を示す。
上記一般式(VI)で示される繰り返し構造単位を持つ環状化合物としては、市販の環状シロキサンを挙げることができる。具体的には、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン等の環状ジメチルシクロシロキサン類、1,3,5−トリメチル−1,3,5−トリフェニルシクロトリシロキサン、1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラフェニルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7,9−ペンタメチル−1,3,5,7,9−ペンタフェニルシクロペンタシロキサン等の環状メチルフェニルシクロシロキサン類、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン等の環状フェニルシクロシロキサン類、3−(3,3,3−トリフルオロプロピル)メチルシクロトリシロキサン等のフッ素原子含有シクロシロキサン類、メチルヒドロシロキサン混合物、ペンタメチルシクロペンタシロキサン、フェニルヒドロシクロシロキサン等のヒドロシリル基含有シクロシロキサン類、ペンタビニルペンタメチルシクロペンタシロキサン等のビニル基含有シクロシロキサン類等の環状のシロキサン等を挙げることができる。これらの環状シロキサン化合物は1種を単独で用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。
また、保護層7には、残留電位を下げるために導電性粒子を添加してもよい。導電性粒子としては、金属、金属酸化物及びカーボンブラック等が挙げられる。これらの中でも、金属又は金属酸化物がより好ましい。金属としては、アルミニウム、亜鉛、銅、クロム、ニッケル、銀及びステンレス等、又はこれらの金属をプラスチックの粒子の表面に蒸着したもの等が挙げられる。金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、スズをドープした酸化インジウム、アンチモンやタンタルをドープした酸化スズ、及びアンチモンをドープした酸化ジルコニウム等が挙げられる。これらは単独で用いることも、2種以上を組み合わせて用いることもできる。2種以上を組み合わせて用いる場合は、単に混合しても、固溶体や融着の形にしてもよい。導電性粒子の平均粒径は保護層7の透明性の観点から、0.3μm以下が好ましく、0.1μm以下が特に好ましい。
更に、電子写真感光体表面の耐汚染物付着性、潤滑性、硬度等を制御するために、各種微粒子を添加することもできる。それらは、単独で用いることもできるが、2種以上を併用してもよい。
微粒子の一例として、ケイ素原子含有微粒子を挙げることができる。ケイ素原子含有微粒子とは、構成元素にケイ素を含む微粒子であり、具体的には、コロイダルシリカ及びシリコーン微粒子等が挙げられる。ケイ素原子含有微粒子として用いられるコロイダルシリカは、平均粒子径が好ましくは1〜100nm、より好ましくは10〜30nmであり、酸性若しくはアルカリ性の水分散液、或いはアルコール、ケトン、エステル等の有機溶媒中に分散させたものから選ばれ、一般に市販されているものを使用することができる。保護層7中のコロイダルシリカの固形分含有量は、特に限定されるものではないが、成膜性、電気特性、強度の面から保護層7の固形分全量を基準として好ましくは0.1〜50質量%の範囲、より好ましくは0.1〜30質量%の範囲で用いられる。
ケイ素原子含有微粒子として用いられるシリコーン微粒子は、球状で、平均粒子径が好ましくは1〜500nm、より好ましくは10〜100nmであり、シリコーン樹脂粒子、シリコーンゴム粒子及びシリコーン表面処理シリカ粒子から選ばれ、一般に市販されているものを使用することができる。
シリコーン微粒子は、化学的に不活性で、樹脂への分散性に優れる小径粒子であり、さらに十分な特性を得るために必要とされる含有量が低いため、架橋反応を阻害することなく、電子写真感光体の表面性状を改善することができる。即ち、強固な架橋構造中に均一に取り込まれた状態で、電子写真感光体表面の潤滑性、撥水性を向上させ、長期間にわたって良好な耐摩耗性、耐汚染物付着性を維持することができる。保護層7中のシリコーン微粒子の含有量は、保護層7の固形分全量を基準として好ましくは0.1〜30質量%の範囲であり、より好ましくは0.5〜10質量%の範囲である。
また、その他の微粒子としては、4弗化エチレン、3弗化エチレン、6弗化プロピレン、弗化ビニル、弗化ビニリデン等のフッ素系微粒子や”第8回ポリマー材料フォーラム講演予稿集 p89”に示される様な、フッ素樹脂と水酸基を有するモノマーを共重合させた樹脂からなる微粒子、ZnO−Al、SnO−Sb、In−SnO、ZnO−TiO、MgO−Al、FeO−TiO、TiO、SnO、In、ZnO、MgO等の半導電性金属酸化物を挙げることができる。また、同様な目的でシリコーンオイル等のオイルを添加することもできる。
シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサン、フェニルメチルシロキサン等のシリコーンオイル、アミノ変性ポリシロキサン、エポキシ変性ポリシロキサン、カルボキシル変性ポリシロキサン、カルビノール変性ポリシロキサン、メタクリル変性ポリシロキサン、メルカプト変性ポリシロキサン、フェノール変性ポリシロキサン等の反応性シリコーンオイル等を挙げることができる。これらは、保護層形成用塗布液に予め添加してもよいし、感光体を作製後、減圧、或いは加圧下等で含浸処理してもよい。
また、可塑剤、表面改質剤、酸化防止剤、光劣化防止剤等の添加剤を使用することもできる。可塑剤としては、例えば、ビフェニル、塩化ビフェニル、ターフェニル、ジブチルフタレート、ジエチレングリコールフタレート、ジオクチルフタレート、トリフェニル燐酸、メチルナフタレン、ベンゾフェノン、塩素化パラフィン、ポリプロピレン、ポリスチレン、各種フルオロ炭化水素等が挙げられる。保護層7にはヒンダートフェノール、ヒンダートアミン、チオエーテル又はホスファイト部分構造を持つ酸化防止剤を添加することができ、環境変動時の電位安定性・画質の向上に効果的である。
酸化防止剤としては以下のような化合物が挙げられる。例えば、ヒンダートフェノール系としては、「Sumilizer BHT−R」、「Sumilizer MDP−S」、「Sumilizer BBM−S」、「Sumilizer WX−R」、「Sumilizer NW」、「Sumilizer BP−76」、「Sumilizer BP−101」、「Sumilizer GA−80」、「Sumilizer GM」、「Sumilizer GS」以上住友化学社製、「IRGANOX1010」、「IRGANOX1035」、「IRGANOX1076」、「IRGANOX1098」、「IRGANOX1135」、「IRGANOX1141」、「IRGANOX1222」、「IRGANOX1330」、「IRGANOX1425WL」、「IRGANOX1520L」、「IRGANOX245」、「IRGANOX259」、「IRGANOX3114」、「IRGANOX3790」、「IRGANOX5057」、「IRGANOX565」以上チバスペシャリティーケミカルズ社製、「アデカスタブAO−20」、「アデカスタブAO−30」、「アデカスタブAO−40」、「アデカスタブAO−50」、「アデカスタブAO−60」、「アデカスタブAO−70」、「アデカスタブAO−80」、「アデカスタブAO−330」以上旭電化製。ヒンダートアミン系としては、「サノールLS2626」、「サノールLS765」、「サノールLS770」、「サノールLS744」以上三共ライフテック社製、「チヌビン144」、「チヌビン622LD」以上チバスペシャリティーケミカルズ社製、「マークLA57」、「マークLA67」、「マークLA62」、「マークLA68」、「マークLA63」以上旭電化製、「スミライザーTPS」以上住友化学社製、チオエーテル系としては、「スミライザーTP−D」以上住友化学社製、ホスファイト系としては、「マーク2112」、「マークPEP・8」、「マークPEP・24G」、「マークPEP・36」、「マーク329K」、「マークHP・10」以上旭電化製が挙げられ、特にヒンダートフェノール、ヒンダートアミン系酸化防止剤が好ましい。さらに、これらは架橋膜を形成する材料と架橋反応可能な例えばアルコキシシリル基等の置換基で変性してもよい。
さらに、保護層7中に、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Aとフタル酸の重縮合体等)、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の絶縁性樹脂を所望の割合で混合することもできる。これにより、電荷輸送層6との接着性、熱収縮やハジキによる塗布膜欠陥などを抑制することもできる。
保護層7は、上述した各構成材料を含有する保護層形成用塗布液を用いて形成される。すなわち、保護層形成用塗布液を電荷輸送層6上に塗布して硬化させることで、保護層7は形成する。
架橋樹脂として、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂などを用いる場合、これらの樹脂から合成時の触媒を除去するために、該樹脂をメタノール、エタノール、トルエン、酢酸エチルなどの適当な溶剤に溶解させ、水洗、貧溶剤を用いた再沈殿などの処理を行うか、イオン交換樹脂、又は無機固体を用いて処理を行うことが好ましい。
イオン交換樹脂としては、例えば、アンバーライト15、アンバーライト200C、アンバーリスト15E(以上、ローム・アンド・ハース社製);ダウエックスMWC−1−H、ダウエックス88、ダウエックスHCR−W2(以上、ダウ・ケミカル社製);レバチットSPC−108、レバチットSPC−118(以上、バイエル社製);ダイヤイオンRCP−150H(三菱化成社製);スミカイオンKC−470、デュオライトC26−C、デュオライトC−433、デュオライト−464(以上、住友化学工業社製);ナフィオン−H(デュポン社製)などの陽イオン交換樹脂;アンバーライトIRA−400、アンバーライトIRA−45(以上、ローム・アンド・ハース社製)などの陰イオン交換樹脂が挙げられる。
また、無機固体としては、Zr(OPCHCHSOH)、Th(OPCHCHCOOH)などのプロトン酸基を含有する基が表面に結合されている無機固体;スルホン酸基を有するポリオルガノシロキサンなどのプロトン酸基を含有するポリオルガノシロキサン;コバルトタングステン酸、リンモリブデン酸などのヘテロポリ酸;ニオブ酸、タンタル酸、モリブデン酸などのイソポリ酸;シリカゲル、アルミナ、クロミア、ジルコニア、CaO、MgOなどの単元系金属酸化物;シリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア、シリカ−ジルコニア、ゼオライト類など複合系金属酸化物;酸性白土、活性白土、モンモリロナイト、カオリナイトなどの粘土鉱物;LiSO、MgSOなどの金属硫酸塩;リン酸ジルコニア、リン酸ランタンなどの金属リン酸塩;LiNO、Mn(NOなどの金属硝酸塩;シリカゲル上にアミノプロピルトリエトキシシランを反応させて得られた固体などのアミノ基を含有する基が表面に結合されている無機固体;アミノ変性シリコーン樹脂などのアミノ基を含有するポリオルガノシロキサンなどが挙げられる。
保護層形成用塗布液には、必要に応じてメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;テトラヒドロフラン;ジエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類等の溶媒が使用される。また、これらの他、種々の溶媒が使用できるが、電子写真感光体の生産に一般的に使用されるディップコーティング法を適用するためには、アルコール系又はケトン系溶剤、或いはそれらの混合系溶剤が好ましくい。また、沸点は50〜150℃のものが好ましく、任意に混合して使用することができる。溶媒量は任意に設定できるが、少なすぎると析出しやすくなるため、保護層形成用塗布液中に含まれる固形分の合計1質量部に対し0.5〜30質量部が好ましく、1〜20質量部がより好ましい。
さらに、架橋する際には、保護層形成用塗布液に硬化触媒を使用してもよい。硬化触媒としては、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタンのようなビススルホニルジアゾメタン類、メチルスルホニルp−トルエンスルホニルメタンのようなビススルホニルメタン類、シクロヘキシルスルホニルシクロヘキシルカルボニルジアゾメタンのようなスルホニルカルボニルジアゾメタン類、2−メチル−2−(4−メチルフェニルスルホニル)プロピオフェノンのようなスルホニルカルボニルアルカン類、2−ニトロベンジルp−トルエンスルホネートのようなニトロベンジルスルホネート類、ピロガロールトリスメタンスルホネートのようなアルキル及びアリールスルホネート類(g)ベンゾイントシレートのようなベンゾインスルホネート類、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミドのようなN−スルホニルオキシイミド類、(4−フルオロベンゼンスルホニルオキシ)−3,4,6−トリメチル−2−ピリドンのようなピリドン類、2,2,2−トリフルオロ−1−トリフルオロメチル−1−(3−ビニルフェニル)−エチル−4−クロロベンゼンスルホネートのようなスルホン酸エステル類、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネートのようなオニウム塩類などの光酸発生剤や、プロトン酸或いはルイス酸をルイス塩基で中和した化合物、ルイス酸とトリアルキルホスフェートの混合物、スルホン酸エステル類、リン酸エステル類、オニウム化合物、及び、無水カルボン酸化合物などが好ましく挙げられる。
プロトン酸或いはルイス酸をルイス塩基で中和した化合物としては、ハロゲノカルボン酸類、スルホン酸類、硫酸モノエステル類、リン酸モノ及びジエステル類、ポリリン酸エステル類、ホウ酸モノ及びジエステル類等を、アンモニア、モノエチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、ピペリジン、アニリン、モルホリン、シクロヘキシルアミン、n−ブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の各種アミン若しくはトリアルキルホスフィン、トリアリールホスフィン、トリアルキルホスファイト、トリアリールホスファイトで中和した化合物、さらには酸−塩基ブロック化触媒として市販されているネイキュア2500X、4167、X−47−110、3525、5225(商品名、キングインダストリー社製)等が挙げられる。また、ルイス酸をルイス塩基で中和した化合物としては、例えばBF、FeCl、SnCl、AlCl、ZnCl等のルイス酸を上記のルイス塩基で中和した化合物が挙げられる。
オニウム化合物としては、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネートなどが挙げられる。
無水カルボン酸化合物としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、無水イソ酪酸、無水ラウリン酸、無水オレイン酸、無水ステアリン酸、無水n−カプロン酸、無水n−カプリル酸、無水n−カプリン酸、無水パルミチン酸、無水ミリスチン酸、無水トリクロロ酢酸、無水ジクロロ酢酸、無水モノクロロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、無水ヘプタフルオロ酪酸等が挙げられる。
ルイス酸の具体例としては、例えば、三フッ化ホウ素、三塩化アルミニウム、塩化第一チタン、塩化第二チタン、塩化第一鉄、塩化第二鉄、塩化亜鉛、臭化亜鉛、塩化第一スズ、塩化第二スズ、臭化第一スズ、臭化第二スズ等の金属ハロゲン化物、トリアルキルホウ素、トリアルキルアルミニウム、ジアルキルハロゲン化アルミニウム、モノアルキルハロゲン化アルミニウム、テトラアルキルスズ等の有機金属化合物、ジイソプロポキシエチルアセトアセテートアルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリス(アセチルアセトナト)アルミニウム、ジイソプロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタニウム、ジイソプロポキシ・ビス(アセチルアセトナト)チタニウム、テトラキス(n−プロピルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(アセチルアセトナト)ジルコニウム、テトラキス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジブチル・ビス(アセチルアセトナト)スズ、トリス(アセチルアセトナト)鉄、トリス(アセチルアセトナト)ロジウム、ビス(アセチルアセトナト)亜鉛、トリス(アセチルアセトナト)コバルト等の金属キレート化合物、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズエステルマレート、ナフテン酸マグネシウム、ナフテン酸カルシウム、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸鉄、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸ジルコニウム、ナフテン酸鉛、オクチル酸カルシウム、オクチル酸マンガン、オクチル酸鉄、オクチル酸コバルト、オクチル酸亜鉛、オクチル酸ジルコニウム、オクチル酸スズ、オクチル酸鉛、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸鉛等の金属石鹸が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの触媒の使用量は特に制限されないが、保護層形成用塗布液中に含まれる固形分の合計100質量部に対して0.1〜20質量部が好ましく、0.3〜10質量部が特に好ましい。
また、硬度、接着性、可とう性などの膜特性の調整にポリグリシジルメタクリレート、グリシジルビスフェノール類、フェノールエポキシ樹脂などのエポキシ含有化合物、テレフタル酸、マレイン酸、ピロメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸など、あるいは、それらの無水物を添加してもよい。添加量としては、上記一般式(I)で示される化合物1質量部に対し、0.05〜1質量部、好ましくは0.1〜0.7質量部で用いられる。
保護層形成用塗布液を電荷輸送層6上に塗布する場合、塗布方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。そして、塗布後、塗膜を乾燥させることで保護層7が形成する。
なお、塗布の際には1回の塗布により必要な膜厚が得られない場合、複数回重ね塗布することにより必要な膜厚を得ることができる。複数回の重ね塗布を行なう場合、加熱処理は塗布の度に行なってもよいし、複数回重ね塗布した後でもよい。
架橋構造を有する樹脂を用いて保護層7を形成する場合、架橋させる際には硬化温度は好ましくは100〜170℃、より好ましくは100〜160℃である。また、硬化時間は、好ましくは30分〜2時間、より好ましくは30分〜1時間であり、加熱温度を他段階に変化させてもよい。
架橋反応を行う雰囲気としては、窒素、ヘリウム、アルゴンなどのいわゆる酸化に対して不活性なガス雰囲気下で行うことにより、電気特性の悪化を防止することができる。不活性ガス雰囲気下で架橋反応を行う場合には、空気雰囲気下よりも硬化温度を高く設定することができ、硬化温度は好ましくは100〜180℃、より好ましくは110〜160℃である。また、硬化時間は、好ましくは30分〜2時間、より好ましくは30分〜1時間である。
保護層7の膜厚は、0.5〜15μmが好ましく、1〜10μmがより好ましく、1〜5μmがさらに好ましい。
保護層7の25℃における酸素透過係数は、4×1012fm/s・Pa以下であることが好ましく、3.5×1012fm/s・Pa以下であることがより好ましく、3×1012fm/s・Pa以下であることがさらに好ましい。
ここで、酸素透過係数は層の酸素ガス透過のし易さを表す尺度であるが、見方を変えると、層の物理的な隙間率の代用特性と捕らえることもできる。なお、ガスの種類が変われば透過率の絶対値は変わるものの、検体となる層間で大小関係の逆転は殆どない。したがって、酸素透過係数は、一般的なガス透過のし易さを表現する尺度と解釈してよい。
長寿命感光体で表面への付着が課題となる酸化劣化物などは、例えばNOやオゾンガスが感光層内部に浸透し、感光層の一部が化学的に劣化することなどによって生じると考えられる。従って、最表面層のガス透過が起こりにくいほど、すなわち、酸素透過係数が低いほど酸化劣化物などは生じにくく、高画質、長寿命に有利である。一方、酸化劣化物などが生じてしまった場合、これらが電子写真感光体最表面に付着したままの状態だと、画質に悪影響を及ぼす。従って、これら酸化劣化物などを、クリーニングブレード、ブラシなど何らかの方法で除去する必要があるが、長期に渡ってクリーニング部材の機能を安定化させるためには、金属石鹸、高級アルコール、ワックス、シリコンオイルなどの潤滑材を付与することが効果的である。
なお、本実施形態において、本発明に係る架橋構造を有する樹脂を含有する最表面層は、例えば、図1に示す電子写真感光体においては電荷輸送層6とすることもできる。
また、単層型感光層を構成する場合、単層型感光層は、電荷発生材料と結着樹脂を含有して形成される。電荷発生材料としては機能分離型感光層における電荷発生層に使用されるものと同様のものを、結着樹脂としては機能分離型感光層における電荷発生層及び電荷輸送層に用いられる結着樹脂と同様のものを用いることができる。単層型感光層中の電荷発生材料の含有量は、単層型感光層における固形分全量を基準として好ましくは10〜85質量%、より好ましくは20〜50質量%である。単層型感光層には、光電特性を改善する等の目的で電荷輸送材料や高分子電荷輸送材料を添加してもよい。その添加量は単層型感光層における固形分全量を基準として5〜50質量%とすることが好ましい。また、塗布に用いる溶剤や塗布方法は、上記各層と同様のものを用いることができる。単層型感光層の膜厚は、5〜50μm程度が好ましく、10〜40μmとすることがさらに好ましい。
なお、図4に示される電子写真感光体1のように単層型の感光層3が最表面層となる場合、電荷発生材料、電荷輸送材料、上記一般式(I)で示される構造を有する化合物又はその誘導体、及び必要に応じその他の材料を含有する塗布液を用い、図2に示される電子写真感光体1の保護層7と同様にして形成することができる。
(画像形成装置)
図6は、本発明の画像形成装置の好適な一実施形態を示す模式図である。図6に示す画像形成装置600は、プロセスカートリッジ300と、中間転写ベルト12を備えている。プロセスカートリッジ300は、電子写真感光体1と、電子写真感光体1を接触方式により帯電させる帯電手段81と、帯電手段81により帯電される電子写真感光体1を露光する露光手段8、露光手段8により露光された部分を現像する現像手段11と、現像手段11により電子写真感光体1に現像された像を転写する転写手段121と、繊維状部材(ロール形状)132とクリーニングブレード131と、繊維状部材(歯ブラシ形状)133とを有するクリーニング装置を備えている。このプロセスカートリッジ300は、図示しない他の構成部分とからなる画像形成装置本体に対して着脱自在としたものであり、電子写真装置本体とともに画像形成装置を構成するものである。
ここで、帯電装置81は、電子写感光体1を接触方式により帯電させるものである。また、現像装置11は、電子写真感光体1上の静電潜像を現像してトナー像を形成するものである。
以下、現像装置11に使用されるトナーについて説明する。かかるトナーとしては、平均形状係数(ML/A)が100〜150であることが好ましく、100〜140であることがより好ましい。さらに、トナーとしては、体積平均粒子径が2〜12μmであることが好ましく、3〜12μmであることがより好ましく、3〜9μmであることがさらに好ましい。このような平均形状係数及び体積平均粒子径を満たすトナーを用いることにより、高い現像、転写性、及び高画質の画像を得ることができる。
トナーは、上記平均形状係数及び体積平均粒子径を満足する範囲のものであれば特に製造方法により限定されるものではないが、例えば、結着樹脂、着色剤及び離型剤、必要に応じて帯電制御剤等を加えて混練、粉砕、分級する混練粉砕法;混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力又は熱エネルギーにて形状を変化させる方法;結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤及び離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化重合凝集法;結着樹脂を得るための重合性単量体と、着色剤及び離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法;結着樹脂と、着色剤及び離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液とを水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等により製造されるトナーが使用される。
また、上記方法で得られたトナーをコアにして、さらに凝集粒子を付着、加熱融合してコアシェル構造をもたせる製造方法等、公知の方法を使用することができる。なお、トナーの製造方法としては、形状制御、粒度分布制御の観点から水系溶媒にて製造する懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法が好ましく、乳化重合凝集法が特に好ましい。
トナー母粒子は、結着樹脂、着色剤及び離型剤からなり、必要であれば、シリカや帯電制御剤を含有して構成される。
トナー母粒子に使用される結着樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類等の単独重合体及び共重合体、ジカルボン酸類とジオール類との共重合によるポリエステル樹脂等が挙げられる。
特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル樹脂等を挙げることができる。さらに、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等を挙げることもできる。
また、着色剤としては、マグネタイト、フェライト等の磁性粉、カーボンブラック、アニリンブルー、カルイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等を代表的なものとして例示することができる。
離型剤としては、低分子ポリエチレン、低分子ポリプロピレン、フィッシャートロピィシュワックス、モンタンワックス、カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等を代表的なものとして例示することができる。
また、帯電制御剤としては、公知のものを使用することができるが、アゾ系金属錯化合物、サリチル酸の金属錯化合物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制御剤を用いることができる。湿式製法でトナーを製造する場合、イオン強度の制御と廃水汚染の低減の点で水に溶解しにくい素材を使用することが好ましい。また、トナーとしては、磁性材料を内包する磁性トナー及び磁性材料を含有しない非磁性トナーのいずれであってもよい。
現像装置11に用いるトナーとしては、上記トナー母粒子及び上記外添剤をヘンシェルミキサー又はVブレンダー等で混合することによって製造することができる。また、トナー母粒子を湿式にて製造する場合は、湿式にて外添することも可能である。
現像装置11に用いるトナーには滑性粒子を添加してもよい。滑性粒子としては、グラファイト、二硫化モリブデン、滑石、脂肪酸、脂肪酸金属塩等の固体潤滑剤や、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、加熱により軟化点を有するシリコーン類、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等のような脂肪族アミド類やカルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等のような植物系ワックス、ミツロウのような動物系ワックス、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等のような鉱物、石油系ワックス、及びそれらの変性物が使用できる。これらは、1種を単独で、又は2種以上を併用して使用できる。但し、平均粒径としては0.1〜10μmの範囲が好ましく、上記化学構造のものを粉砕して、粒径をそろえてもよい。トナーへの添加量は好ましくは0.05〜2.0質量%、より好ましくは0.1〜1.5質量%の範囲である。
現像装置11に用いるトナーには、電子写真感光体表面の付着物、劣化物除去の目的等で、無機微粒子、有機微粒子、該有機微粒子に無機微粒子を付着させた複合微粒子等を加えることができる。
無機微粒子としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化セリウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化スズ、酸化テルル、酸化マンガン、酸化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の各種無機酸化物、窒化物、ホウ化物等が好適に使用される。
また、上記無機微粒子を、テトラブチルチタネート、テトラオクチルチタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルフォニルチタネート、ビス(ジオクチルパイロフォスフェート)オキシアセテートチタネート等のチタンカップリング剤、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトエリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、o−メチルフェニルトリメトキシシラン、p−メチルフェニルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤等で処理を行ってもよい。また、シリコーンオイル、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の高級脂肪酸金属塩によって疎水化処理したものも好ましく使用される。
有機微粒子としては、スチレン樹脂粒子、スチレンアクリル樹脂粒子、ポリエステル樹脂粒子、ウレタン樹脂粒子等を挙げることができる。
粒子径としては、平均粒子径で好ましくは5nm〜1000nm、より好ましくは5nm〜800nm、さらに好ましくは5nm〜700nmでのものが使用される。平均粒子径が、上記下限値未満であると、研磨能力に欠ける傾向があり、他方、上記上限値を超えると、電子写真感光体表面に傷を発生しやすくなる傾向がある。また、上述した粒子と滑性粒子との添加量の和が0.6質量%以上であることが好ましい。
トナーに添加されるその他の無機酸化物としては、粉体流動性、帯電制御等の為、1次粒径が40nm以下の小径無機酸化物を用い、更に付着力低減や帯電制御の為、それより大径の無機酸化物を添加することが好ましい。これらの無機酸化物微粒子は公知のものを使用できるが、精密な帯電制御を行う為にはシリカと酸化チタンを併用することが好ましい。また、小径無機微粒子については表面処理することにより、分散性が高くなり、粉体流動性を上げる効果が大きくなる。さらに、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩や、ハイドロタルサイト等の無機鉱物を添加することも放電精製物を除去するために好ましい。
また、電子写真用カラートナーはキャリアと混合して使用されるが、キャリアとしては、鉄粉、ガラスビーズ、フェライト粉、ニッケル粉又はそれ等の表面に樹脂コーティングを施したものが使用される。また、キャリアとの混合割合は、適宜設定することができる。
クリーニング装置13は、繊維状部材(ロール形状)132と、クリーニングブレード131とを備える。
クリーニング装置13は、繊維状部材132及びクリーニングブレード131が設けられているが、クリーニング装置としてはどちらか一方を備えるものでもよい。繊維状部材132としては、ロール形状の他に歯ブラシ状としてもよい。また、繊維状部材132は、クリーニング装置本体に固定してもよく、回転可能に支持されていてもよく、さらに感光体軸方向にオシレーション可能に支持されていてもよい。繊維状部材132としては、ポリエステル、ナイロン、アクリル等や、トレシー(東レ社製)等の極細繊維からなる布状のもの、ナイロン、アクリル、ポリオレフィン、ポリエステル等の樹脂繊維を基材状又は絨毯状に植毛したブラシ状のもの等を挙げることができる。また、繊維状部材132としては、上述したものに、導電性粉末やイオン導電剤を配合して導電性を付与したり、繊維一本一本の内部又は外部に導電層が形成されたもの等を用いることもできる。導電性を付与した場合、その抵抗値としては繊維単体で10〜10Ωのものが好ましい。また、繊維状部材132の繊維の太さは、好ましくは30d(デニール)以下、より好ましくは20d以下であり、繊維の密度は好ましくは2万本/inch以上、より好ましくは3万本/inch以上である。
クリーニング装置13には、クリーニングブレード、クリーニングブラシで感光体表面の付着物(例えば、放電生成物)を除去することが求められる。この目的を長期に渡って達成すると共にクリーニング部材の機能を安定化させるために、クリーニング部材には、金属石鹸、高級アルコール、ワックス、シリコーンオイルなどの潤滑性物質(潤滑成分)を供給することが好ましい。
例えば、繊維状部材132としてロール状のものを用いる場合、金属石鹸、ワックス等の潤滑性物質と接触させ、電子写真感光体表面に潤滑成分を供給することが好ましい。クリーニングブレード131としては、通常のゴムブレードが用いられる。このようにクリーニングブレード131としてゴムブレードを使用する場合には、電子写真感光体表面に潤滑成分を供給することは、ブレードの欠けや磨耗を抑制することに特に効果的である。
露光装置8としては、帯電した電子写真感光体1を露光して静電潜像を形成させるものであればよい。また、露光装置8の光源としては、マルチビーム方式の面発光レーザーを用いることが好ましい。
転写装置12としては、電子写真感光体1上のトナー像を被転写媒体(中間転写体、記録媒体)に転写するものであればよい。中間転写体としては、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、ゴム等のベルト状のもの(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ることもできる。なお、この中間転写体を備えていない直接転写方式の画像形成装置もあるが、本発明の電子写真感光体はこのような画像形成装置に好適である。その理由は、直接転写方式の画像形成装置では、プリント用紙からの紙粉やタルク等が発生しそれが電子写真感光体へ付着しやすく、付着物に起因する画質欠陥が発生する傾向にある。しかし、本発明の電子写真感光体によれば、クリーニング性に優れているため紙粉やタルク等の除去が容易であり、直接転写方式の画像形成装置であっても安定した画像を得ることができる。
図7は、本発明の画像形成装置の他の実施形態を示す模式図である。図7に示す画像形成装置700は、電子写真感光体1が画像形成装置本体に固定され、帯電器カートリッジ301、現像器カートリッジ302及びクリーニングカートリッジ303がそれぞれ独立して備えられている。なお、帯電カートリッジ301は、コロナ放電方式により帯電させる帯電装置を備えている。
本発明の電子写真感光体は耐磨耗性に優れるため、カートリッジ化することが不要となる場合がある。したがって、帯電器カートリッジ301、現像器カートリッジ302及びクリーニングカートリッジ303のように、帯電手段、現像手段、クリーニング手段をそれぞれ本体にビス、かしめ、接着又は溶接により固定されることなく、引き出し、押しこみによる操作にて脱着可能な構成とすることで、1プリント当りの部材コストを低減することができる。また、これらの装置のうち2つ以上を一体化したカートリッジとして着脱可能とすることもでき、それにより1プリント当りの部材コストをさらに低減することができる。
図8は、本発明の画像形成装置の他の実施形態を示す模式図である。画像形成装置800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フルカラー画像形成装置である。画像形成装置800では、中間転写体121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できる構成となっている。なお、画像形成装置800は、タンデム方式であること以外は、画像形成装置600と同様の構成を有している。
タンデム方式の画像形成装置800では、各色の使用割合により各電子写真感光体の磨耗量が異なってくるために、各電子写真感光体の電気特性が異なってくる傾向がある。これに伴い、トナー現像特性が初期の状態から除々に変化してプリント画像の色合いが変化し、安定な画像を得ることができなくなる傾向にある。特に、画像形成装置を小型化するために、小径の電子写真感光体が使用される傾向にあり、30mmΦ以下のものを用いたときにはこの傾向が顕著になる。ここで、電子写真感光体に、本発明の電子写真感光体の構成を採用すると、その直径を30mmΦ以下とした場合にもその表面の磨耗が十分に抑制される。したがって、本発明の電子写真感光体は、タンデム方式の画像形成装置に対して特に有効である。
図9は、本発明の画像形成装置の他の実施形態を示す模式図である。図9に示した画像形成装置130は、1つの電子写真感光体で複数の色のトナー画像を形成させる、所謂4サイクル方式の画像形成装置である。画像形成装置130は、駆動装置(図示せず)により所定の回転速度で図中の矢印Aの方向に回転される感光体ドラム1を備えており、感光体ドラム1の上方には、感光体ドラム1の外周面を帯電させる帯電装置22が設けられている。
また、帯電装置22の上方には面発光レーザーアレイを露光光源として備える露光装置30が配置されている。露光装置30は、光源から射出される複数本のレーザービームを、形成すべき画像に応じて変調すると共に、主走査方向に偏向し、感光体ドラム1の外周面上を感光体ドラム1の軸線と平行に走査させる。これにより、帯電した感光体ドラム1の外周面上に静電潜像が形成される。
感光体ドラム1の側方には現像装置25が配置されている。現像装置25は回転可能に配置されたローラ状の収容体を備えている。この収容体の内部には4個の収容部が形成されており、各収容部には現像器25Y,25M,25C,25Kが設けられている。現像器25Y,25M,25C,25Kは各々現像ローラ26を備え、内部に各々Y,M,C,Kの色のトナーを貯留している。
画像形成装置130でのフルカラーの画像の形成は、感光体ドラム1が4回転する間に行われる。すなわち、感光体ドラム1が4回転する間、帯電装置22は感光体ドラム1の外周面の帯電、露光装置20は、形成すべきカラー画像を表すY,M,C,Kの画像データのうちの何れかに応じて変調したレーザービームを感光体ドラム1の外周面上で走査させることを、感光体ドラム1が1回転する毎にレーザービームの変調に用いる画像データを切替えながら繰り返す。また現像装置25は、現像器25Y,25M,25C,25Kの何れかの現像ローラ26が感光体ドラム1の外周面に対応している状態で、外周面に対応している現像器を作動させ、感光体ドラム1の外周面に形成された静電潜像を特定の色に現像し、感光体ドラム1の外周面上に特定色のトナー像を形成させることを、感光体ドラム1が1回転する毎に、静電潜像の現像に用いる現像器が切り替わるように収容体を回転させながら繰り返す。これにより、感光体ドラム1が1回転する毎に、感光体ドラム1の外周面上には、Y,M,C,Kのトナー像が互いに重なるように順次形成されることになり、感光体ドラム1が4回転した時点で感光体ドラム1の外周面上にフルカラーのトナー像が形成されることになる。
また、感光体ドラム1の略下方には無端の中間転写ベルト50が配設されている。中間転写ベルト50はローラ51,53,55に巻掛けられており、外周面が感光体ドラム1の外周面に接触するように配置されている。ローラ51,53,55は図示しないモータの駆動力が伝達されて回転し、中間転写ベルト50を図1矢印B方向に回転させる。
中間転写ベルト50を挟んで感光体ドラム1の反対側には転写装置(転写器)40が配置されており、感光体ドラム1の外周面上に形成されたトナー像は転写装置40によって中間転写ベルト50の画像形成面に転写される。
また、感光体ドラム1を挟んで現像装置25の反対側には、感光体ドラム1の外周面に潤滑剤供給装置29及びクリーニング装置27が配置されている。感光体ドラム12の外周面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト50に転写されると、潤滑剤供給装置29により感光体ドラム1の外周面に潤滑剤が供給され、当該外周面のうち転写されたトナー像を担持していた領域がクリーニング装置27により清浄化される。
中間転写ベルト50よりも下方側にはトレイ60が配置されており、トレイ60内には記録材料としての用紙Pが多数枚積層された状態で収容されている。トレイ60の左斜め上方には取り出しローラ61が配置されており、取り出しローラ61による用紙Pの取り出し方向下流側にはローラ対63、ローラ65が順に配置されている。積層状態で最も上方に位置している記録紙は、取り出しローラ61が回転されることによりトレイ60から取り出され、ローラ対63、ローラ65によって搬送される。
また、中間転写ベルト50を挟んでローラ55の反対側には転写装置42が配置されている。ローラ対63、ローラ65によって搬送された用紙Pは、中間転写ベルト50と転写器42の間に送り込まれ、中間転写ベルト50の画像形成面に形成されたトナー像が転写装置42によって転写される。転写装置42よりも用紙Pの搬送方向下流側には、定着ローラ対を備えた定着装置44が配置されており、トナー像が転写された用紙Pは、転写されたトナー像が定着装置44によって溶融定着された後に画像形成装置130の機体外へ排出され、排紙トレイ(図示せず)上に載置される。
(本発明の電荷輸送性化合物を用いるコーティング液)
上記一般式(I−A)で示される本発明の電荷輸送性化合物を電子写真感光体の保護層に用いた実施形態についてはすでに述べたが、更に、本発明の電荷輸送性化合物を用いるコーティング液及びかかるコーティング液を用いて機能層を形成する実施形態について以下説明する。
本実施形態のコーティング液は、上記一般式(I−A)で示される化合物と、結着樹脂と、有機溶媒とを含んで構成される。なお、上記一般式(I−A)で示される化合物は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
コーティング液のポットライフを延長する観点から、上記一般式(I−A)において、R、RおよびRがそれぞれ独立に、−CH−Rで示される有機基(ただし、Rは、水素原子、ハロゲン原子または炭素数1〜17の有機基を示す)である化合物を用いることが好ましい。
結着樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂などの熱可塑性樹脂、及び、フェノール樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、熱硬化性シリコン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂及びポリベンズイミダゾール樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。
有機溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロルベンゼン等の芳香族炭化水素類、アセトン、2−ブタノン等のケトン類、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロンゲン化脂肪族炭化水素類、テトラヒドロフラン、エチルエーテル等の環状もしくは直鎖状のエーテル類等の通常の有機溶媒が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、上記コーティング液は、形成される膜の電気特性を制御するために、電子輸送性化合物、又は、上記一般式(I−A)で示される化合物以外の電荷輸送性化合物を含んでいてもよい。電子輸送性化合物としては、例えば、p−ベンゾキノン、クロラニル、ブロマニル、アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、2,4,7−トリニトロフルオレノン等のフルオレノン化合物、キサントン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノビニル系化合物、エチレン系化合物等が挙げられる。また、上記一般式(I−A)で示される化合物以外の電荷輸送性化合物としては、例えば、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、アリールアルカン系化合物、アリール置換エチレン系化合物、スチルベン系化合物、アントラセン系化合物、ヒドラゾン系化合物などが挙げられる。
コーティング液における電荷輸送性化合物と結着樹脂との配合比(重量比)は10:1〜1:5が好ましい。
上記コーティング液を用いて機能層を形成する方法としては、コーティング液を被塗工面に塗布し、所定の温度に加熱する方法が挙げられる。塗布する方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング、スピンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。
本実施形態のコーティング液において熱可塑性樹脂を結着樹脂として用いた場合、コーティング液中で熱可塑性樹脂と本発明の電荷輸送性化合物とが良好に分散し相溶することにより、形成される機能層は均一な膜となり得る。そのため、成膜不良に起因する結晶析出や塗膜荒れが十分防止され且つ優れた電気特性を有する機能層が形成可能となる。従って、熱可塑性樹脂を結着樹脂として含むコーティング液は、種々の光機能性素子(例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子、メモリー素子、波長変換素子など)に利用することが可能であるが、特に好ましくは電子写真感光体の電荷輸送層を形成するために用いるのがより有効である。なお、塗膜の加熱温度は、60℃〜200℃が好ましく、100℃〜150℃がより好ましい。
また、本実施形態のコーティング液において、熱硬化性樹脂を結着樹脂として用いた場合、コーティング液から機能層を形成する際に室温、弱酸性下で本発明の電荷輸送性化合物の脱炭酸を進行させることができることから、望ましくない副反応を抑制しつつ電荷輸送性化合物と熱硬化性樹脂とを良好に相溶させて十分反応させることができるとともにキャリアトラップとなりうる極性基とも十分結合させることができ、機械的強度及び電気特性の双方を高水準で満足する機能層が形成可能となる。従って、熱硬化性樹脂を結着樹脂として含むコーティング液は、種々の光機能性素子(例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子、メモリー素子、波長変換素子など)に利用することが可能であるが、特に好ましくは電子写真感光体の保護層を形成するために用いるのがより有効である。なお、本実施形態において、上記の酸性を与えるための化合物は、フェノール、塩酸、酢酸、スルホン酸、トルエンスルホン酸、りん酸、シリカゲル、ルイス酸、酸性イオン交換樹脂などを用いることができ、特に限定されない。また、塗膜の加熱温度は、用いる樹脂の硬化温度及び溶媒の種類に応じて適宜設定される。
本発明に係るコーティング液が、電子写真感光体の保護層を形成するために用いるのが好ましい理由としては以下のことも挙げられる。通常、感光層の最外層を設ける場合、下層の感光層をできるだけ侵さないようにアルコールやケトン系の溶媒を用いることが多いが、従来の電荷輸送材料はこれらの溶媒への溶解性が不十分であったため、良好な架橋膜を形成することが困難であった。これに対して、本発明に係るコーティング液によれば、本発明の電荷輸送性化合物がアルコールやケトン系の溶媒への溶解性も良好であるため、成膜性に優れた塗布液を得ることができ、下層への影響を抑制しつつ電気特性及び機械的強度に優れた最外層をより確実に形成することができる。これにより、感光体の高画質化及び長寿命化をさらに高水準で達成することができる。
また、熱硬化性樹脂と併用する場合、上記一般式(I−A)において、(n1+n2+n3)が2以上である化合物を用いることが好ましい。これにより、より強固な膜が得られやすくなる。
更に、本実施形態のコーティング液においては、熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂を用いることが好ましい。フェノール樹脂としては、上述した電子写真感光体1の保護層7に使用されるものが挙げられる。この場合、コーティング液中で一部の電荷輸送性化合物の炭酸基がフェノール樹脂の水酸基と反応して脱離すると考えられ、反応後の電荷輸送性化合物はフェノール樹脂の水酸基とエーテル結合すると考えられる。これにより、コーティング液に含まれるフェノール樹脂は、フェノール樹脂と本発明の電荷輸送性化合物とを複合化(プレポリマー化)したものとなると考えられる。このようなプレポリマー化により、フェノール樹脂を含むコーティング液の保存安定性を向上させることができるとともに、コーティング液の熱硬化時に反応縮合水の発生量を低減することができ、得られる硬化膜の表面性を向上させることができる。また、プレポリマー化することで、塗膜の均一性の向上、密な熱硬化による硬化膜の高密度化、未反応末端の低減による電気特性の向上などの効果がより一層奏される。
上記プレポリマー化を促進させる観点から、コーティング液を室温〜100℃で1〜24時間程度加熱撹拌することが好ましい。また、同様の観点から、超音波処理を行ったり、酸触媒を添加したりすることが好ましい。酸触媒としては、有機スルホン酸、有機スルホン酸塩、フェノールなどが好ましく用いられる。
上記コーティング液において、本発明の電荷輸送性化合物とフェノール樹脂との配合比(重量比)は10:1〜1:5が好ましい。
更に、かかるコーティング液においては、コーティング液を調整する順序として、先ず本発明の電荷輸送性化合物とフェノール樹脂とを混合し、その後有機溶媒を加えることが、電荷輸送性化合物とフェノール樹脂との反応を進行させやすいことから好ましい。
上記のコーティング液の塗膜の硬化温度としては、60℃〜200℃が好ましく、100℃〜170℃がより好ましい。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
<電荷輸送性化合物の合成>
(実施例A−1)
4,4’−ビスヒドロキシメチルトリフェニルアミン100gをトルエン300mLに溶解し、ピリジン65gを更に加えて15℃の水浴上で良く撹拌した。次いで、ここにクロロギ酸メチル78gを4.5時間かけてゆっくり滴下した。滴下終了後、12時間よく撹拌したのち、反応溶液を分液ロートに移し、飽和食塩水500mlで4回洗浄後、蒸留水500mlで4回洗浄した。トルエン層から溶媒を留去したのち、イソプロパノールから再結晶して目的の下記式で示される「例示化合物118」の電荷輸送性化合物133gを得た。得られた化合物のIRスペクトルを図10に示す。
Figure 2007133344
(実施例A−2)
クロロギ酸メチル78gの代わりにクロロギ酸エチル83gを用いたこと以外は実施例A−1と同様にして、下記式で示される「例示化合物119」の電荷輸送性化合物146gを得た。得られた化合物のIRスペクトルを図11に示す。
Figure 2007133344
(実施例A−3)
クロロギ酸メチル78gの代わりにクロロギ酸プロピル88gを用いたこと以外は実施例A−1と同様にして、下記式で示される「例示化合物120」の電荷輸送性化合物141gを得た。得られた化合物のIRスペクトルを図12に示す。
Figure 2007133344
(実施例A−4)
クロロギ酸メチル78gの代わりにクロロギ酸イソブチル94gを用いたこと以外は実施例A−1と同様にして、下記式で示される「例示化合物122」の電荷輸送性化合物148gを得た。得られた化合物のIRスペクトルを図13に示す。
Figure 2007133344
(実施例A−5)
クロロギ酸メチル78gの代わりにクロロギ酸2-メトキシエステル113gを用いたこと以外は実施例A−1と同様にして、下記式で示される「例示化合物123」の電荷輸送性化合物145gを得た。得られた化合物のIRスペクトルを図14に示す。
Figure 2007133344
(実施例A−6)
トリ(3−メチル−4−ヒドロキシメチル)トリフェニルアミン20gをテトラヒドロフラン300mLに溶解し、ピリジン21gを更に加えて15℃の水浴上で良く撹拌した。次いで、ここにクロロギ酸メチル20gを4時間かけてゆっくり滴下した後、そのまま4時間撹拌した。続いて、更にクロロギ酸メチル5gを30分かけて滴下し反応を完結させた。この反応溶液を分液ロートに移し、トルエン500mlを加えたのち蒸留水でよく水洗いした。そして、トルエン層から溶媒を留去し、目的の下記式で示される「例示化合物217」の電荷輸送性化合物32gを得た。得られた化合物のIRスペクトルを図15に示す。
Figure 2007133344
<硬化膜の作成>
実施例(A−1)〜(A−6)で得られた電荷輸送性化合物を用いて硬化膜の作成を行った。また、比較のため、下記式(CT−1)〜(CT−8)で示される電荷輸送性化合物を用いて硬化膜の作成を試みた。
(硬化膜作成例1)
フェノール50g、37%ホルムアルデヒド90g、酢酸亜鉛1.0g、トリエチルアミン1.0gを混合し、80℃で4時間過熱撹拌した。反応後、n−ブタノール100mLを加えたのち、溶媒をロータリーエバポレーターで留去した。残った樹脂80gにn−ブタノール30mLを加えフェノール樹脂液を調製した。このフェノール樹脂液10gに実施例A−1で合成した電荷輸送性化合物15g、メタノール5mL、n−ブタノール40mLを加え、泡が消えるまで50℃で2時間加熱撹拌し反応させた。これを室温にもどし、ドデシルベンゼンスルホン酸40mgを加え、電荷輸送性硬化膜形成用のコーティング液を調製した。
得られたコーティング液をガラス板上にワイヤーバーコートし、140℃で1時間、加熱乾燥し、膜厚約3μmの硬化膜を作成した。
(硬化膜作成例2〜6)
実施例(A−1)で合成した電荷輸送性化合物の代わりに、それぞれ実施例(A−2)〜(A−6)で合成した電荷輸送性化合物を用いたこと以外は硬化膜作成例1と同様にして、コーティング液を調製し、硬化膜を作成した。
(硬化膜作成例7)
硬化膜作成例1で合成したフェノール樹脂液の代わりに、n−ブタノール20gにレゾール型フェノール樹脂(群栄化学製、PL−2215)80gを溶解させたフェノール樹脂液を用いたこと以外は、硬化膜作成例1と同様にして、コーティング液を調製し、硬化膜を作成した。
(硬化膜作成例8)
硬化膜作成例1で合成したフェノール樹脂液の代わりに、n−ブタノール20gにレゾール型フェノール樹脂(群栄化学製、PL−2215)80gを溶解させたフェノール樹脂液を用い、実施例(A−1)で合成した電荷輸送性化合物の代わりに実施例(A−6)で合成した電荷輸送性化合物を用いたこと以外は硬化膜作成例1と同様にして、コーティング液を調製し、硬化膜を作成した。
(硬化膜作成例9)
硬化膜作成例1で合成したフェノール樹脂液の代わりに、n−ブタノール20gにレゾール型フェノール樹脂(住友ベークライト社製、PR−51904)70gを溶解させたフェノール樹脂液を用いたこと以外は、硬化膜作成例1と同様にして、コーティング液を調製し、硬化膜を作成した。
(硬化膜作成例10)
実施例(A−1)で合成した電荷輸送性化合物の代わりに、下記式(CT−1)で示される電荷輸送性化合物を用いたこと以外は硬化膜作成例1と同様にして、コーティング液を調製し、硬化膜を作成した。
Figure 2007133344
(硬化膜作成例11)
実施例(A−1)で合成した電荷輸送性化合物の代わりに、下記式(CT−2)で示される電荷輸送性化合物を用いたこと以外は硬化膜作成例1と同様にして、コーティング液を調製した。このコーティング液を塗布しようとしたが、コーティング液が2層に分離したため、硬化膜を作成できなかった。
Figure 2007133344
(硬化膜作成例12)
実施例(A−1)で合成した電荷輸送性化合物の代わりに、下記式(CT−3)で示される電荷輸送性化合物を用いたこと以外は硬化膜作成例1と同様にして、コーティング液を調製し、硬化膜を作成した。
Figure 2007133344
(硬化膜作成例13)
実施例(A−1)で合成した電荷輸送性化合物の代わりに、下記式(CT−4)で示される電荷輸送性化合物を用いたこと以外は硬化膜作成例1と同様にして、コーティング液を調製し、硬化膜を作成した。
Figure 2007133344
(硬化膜作成例14)
実施例(A−1)で合成した電荷輸送性化合物の代わりに、下記式(CT−5)で示される電荷輸送性化合物を用いたこと以外は硬化膜作成例1と同様にして、コーティング液を調製した。このコーティング液は、放置すると2層に分離したため、加温しながら塗布し硬化膜を作成した。
Figure 2007133344
(硬化膜作成例15)
実施例(A−1)で合成した電荷輸送性化合物の代わりに、下記式(CT−6)で示される電荷輸送性化合物を用いたこと以外は硬化膜作成例1と同様にして、コーティング液を調製した。このコーティング液を塗布しようとしたが、コーティング液が2層に分離したため、硬化膜を作成できなかった。
Figure 2007133344
(硬化膜作成例16)
実施例(A−1)で合成した電荷輸送性化合物の代わりに、下記式(CT−7)で示される電荷輸送性化合物を用いたこと以外は硬化膜作成例1と同様にして、硬化膜を作成しようとしたが、電荷輸送性化合物が溶けきらず作成できなかった。
Figure 2007133344
(硬化膜作成例17)
実施例(A−1)で合成した電荷輸送性化合物の代わりに、下記式(CT−8)で示される電荷輸送性化合物を用いたこと以外は硬化膜作成例1と同様にして、硬化膜を作成しようとしたが、電荷輸送性化合物が溶けきらず作成できなかった。
Figure 2007133344
硬化膜が得られた硬化膜作成例1〜10、及び、12〜14について、硬化膜の表面を目視観察することにより成膜性を評価した。また、形成された硬化膜の鉛筆硬度(JIS規格K5400に準じてを測定)を測定した。これらの結果を表26に示す。
Figure 2007133344
<電子写真感光体の作製1>
(実施例(B−1)〜(B−8)及び比較例(B−1)〜(B−4))
上記実施例(A−1)〜(A−8)で得られた電荷輸送性化合物、並びに、上記式(CT−1)及び(CT−3)〜(CT−5)の電荷輸送性化合物を用いて、以下の手順により電子写真感光体を作製した。
(実施例B−1)
(ベース感光体の作製)
ポリビニルブチラール樹脂(エスレックBM−S、積水化学社製)4質量部を溶解させたn−ブチルアルコール170質量部に、有機ジルコニウム化合物(アセチルアセトンジルコニウムブチレート)30質量部及び有機シラン化合物(γ−アミノプロピルトリメトキシシラン)3質量部を混合攪拌し、下引層形成用塗布液を得た。この塗布液を、浸漬塗布法によりホーニング処理した直径30mmのアルミニウム基材上に塗布し、140℃で1時間の硬化処理を行い、膜厚1.4μmの下引層を形成した。
次に、Cukα線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が、少なくとも7.4゜、16.6゜、25.5゜、28.3゜の位置に回折ピークを有する塩化ガリウムフタロシアニンを15質量部、バインダー樹脂となる塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂(VMCH、日本ユニカー社製)を10質量部、n−ブチルアセテートを300質量部混合し、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて3時間分散させ、電荷発生層形成用塗布液を得た。この塗布液を、上記下引層上に浸漬塗布して110℃で18分間加熱乾燥し、膜厚0.2μmの電荷発生層を形成した。
次に、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)-[1,1’]ビフェニル−4,4’−ジアミン4質量部とビスフェノールZポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量40,000)6質量部とをクロロベンゼン80質量部に十分に溶解させて、電荷輸送層形成用塗布液を調製した。得られた塗布液を上記電荷発生層上に浸漬塗布し、135℃、40分の加熱乾燥を行い膜厚21μmの電荷輸送層を形成し、ベース感光体を得た。
上記で作製したベース感光体上に、硬化膜作成例1と同様にして調製したコーティング液を浸漬塗布し、硬化膜作成例1と同様の条件で加熱することにより保護層を形成し、実施例B−1の電子写真感光体を得た。
(実施例(B−2)〜(B−9))
実施例B−1と同様にして作製したベース感光体を用意し、それぞれのベース感光体上に硬化膜作成例2〜9と同様にして調製したコーティング液を浸漬塗布し、それぞれ硬化膜作成例2〜9と同様の条件で加熱することにより保護層を形成し、実施例(B−2)〜(B−9)の電子写真感光体を得た。
(比較例(B−1)〜(B−4))
実施例B−1と同様にして作製したベース感光体を用意し、それぞれのベース感光体上に硬化膜作成例10、12、13、14と同様にして調製したコーティング液を浸漬塗布し、それぞれ硬化膜作成例10、12、13、14と同様の条件で加熱することにより保護層を形成し、比較例(B−1)〜(B−4)の電子写真感光体を得た。
<電子写真感光体の特性評価試験>
上記で作製した実施例(B−1)〜(B−8)及び比較例(B−1)〜(B−4)の感光体を、図16に示すものと同様の構成を有するレーザープリンタースキャナー(富士ゼロックス社製、XP−15の改造機)の感光体としてそれぞれ搭載し、画像形成装置を構成した。なお、図16に示される画像形成装置200は、電子写真感光体201、電源203に接続された帯電装置202、露光装置204、現像装置205、クリーニング装置206、除電器207、転写装置208及び定着装置209を備えて構成されている。また、帯電装置202はスコロトロン帯電器であり、クリーニング装置206はクリーニングブレード216を備えている。これらの画像形成装置を用い感光体の特性(初期の電気特性及び環境安定性)評価を下記の方法に基づいて行った。
(初期の電気特性評価)
常温常湿(20℃、40%RH)環境下、グリッド印加電圧−700Vのスコロトロン帯電器で各電子写真感光体を帯電させたときの各電子写真感光体の表面電位[V]を測定した。更に、帯電させてから1秒後の各電子写真感光体に50mJ/mの光を照射して除電を行わせ、このときの各電子写真感光体の残留電位[V]を測定した。ここで、残留電位の値が低いほど、画像メモリーやいわゆるかぶりが少ない電子写真感光体と評価される。これらの結果を表27に示す。
(環境安定性評価)
上記の操作を高温高湿(28℃、85%RH)、及び、低温低湿(10℃、15%RH)の2つの異なる環境下で行い、それぞれ露光後の残留電位(高温高湿での残留電位をA(V)、低温低湿での残留電位をB(V)とする)測定を行った。そして、それらの残留電位の差|B−A|を変動量ΔV(V)として求めた。この変動量ΔVが小さいほど、使用環境の変化に対する各電子写真感光体の安定性が高いと評価される。これらの結果を表27に示す。
Figure 2007133344
表26及び27の結果から、本発明に係る実施例(A−1)〜(A−6)の電荷輸送性化合物によれば、良好な硬化膜を容易に作成できるとともに、感光体の機能層(保護層)の構成成分として用いた場合には、環境変動が少なく良好な電気特性を有する感光体が得られることが確認された。
<電子写真感光体の作製2>
(感光体1)
先ず、30mmφの円筒状アルミニウム基材を準備した。この円筒状アルミニウム基材をセンタレス研磨装置により研磨し、表面粗さをRz=0.55μmとした。このセンタレス研磨処理が施されたアルミニウム基材を洗浄するために、シリンダーを脱脂処理、2質量%水酸化ナトリウム溶液で1分間エッチング処理、中和処理及び純水洗浄をこの順に行った。次に、アルミニウム基材に対して、10質量%硫酸溶液によりその表面に陽極酸化膜(電流密度1.0A/dm)を形成した。水洗後、80℃の1質量%酢酸ニッケル溶液に15分間浸漬して封孔処理を行った。更に、純水洗浄、乾燥処理を行った。このようにして、表面に6.5μmの陽極酸化膜を形成されたアルミニウム基材を得た。
次に、X線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)が、7.4°、16.6°、25.5°及び28.3°に強い回折ピークを持つクロロガリウムフタロシアニンを1質量部、ポリビニルブチラール(エスレックBM−S、積水化学社製)を1質量部、及び酢酸n−ブチルを100質量部混合し、ガラスビーズとともにペイントシェーカーで1時間処理して分散させ、電荷発生層形成用塗布液を得た。この塗布液を、得られたアルミニウム基材上に浸漬塗布して110℃で8分間加熱乾燥し、膜厚約0.15μmの電荷発生層を形成した。
次に、下記式(VII)で示されるベンジジン化合物2.5質量部、及び下記式(VIII)で示される構造単位を有する高分子化合物(粘度平均分子量39,000)3質量部を、クロロベンゼン6質量部及びテトラヒドロフラン14質量部の混合溶媒に溶解させ、電荷輸送層形成用塗布液を得た。
Figure 2007133344



この塗布液を、電荷発生層上に浸漬コーティング法で塗布し、110℃で60分の加熱を行ない、膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。得られた感光体を「感光体1」とした。
(感光体2)
先ず、ホーニング処理を施した30mmφの円筒状アルミニウム基材を準備した。次に、ジルコニウム化合物(商品名:オルガチックスZC540、マツモト製薬社製)を100質量部、シラン化合物(商品名:A1100、日本ユニカー社製)を10質量部、イソプロパノールを400質量部、及びブタノールを200質量部混合し、下引層形成用塗布液を得た。この塗布液をアルミニウム基材上に浸漬塗布し、150℃で10分間加熱乾燥し、膜厚0.1μmの下引層を形成した。
次に、X線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)が、7.5°、9.9°、12.5°、16.3°、18.6°、25.1°及び28.3°に強い回折ピークを持つヒドロキシガリウムフタロシアニンを1質量部、ポリビニルブチラール(エスレックBM−S、積水化学社製)を1質量部、及び酢酸n−ブチルを100質量部混合し、さらにガラスビーズとともにペイントシェーカーで1時間処理して分散し、電荷発生層形成用塗布液を得た。この塗布液を下引層上に浸漬塗布し110℃で10分間加熱乾燥し、膜厚約0.15μmの電荷発生層を形成した。
次に、下記式(IX)で示される電荷輸送材料を3質量部、上記式(VIII)で示される構造単位を有する高分子化合物(粘度平均分子量39,000)を3質量部、及びクロロベンゼンを20質量部混合し、電荷輸送層形成用塗布液を得た。
Figure 2007133344
この塗布液を、上記電荷発生層上に浸漬コーティング法で塗布して110℃で60分加熱し、膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。得られた感光体を「感光体2」とした。
(感光体3)
先ず、酸化亜鉛(体積平均粒子径70nm、テイカ社製試作品、比表面積値:16m/g)を100質量部及びトルエンを500質量部攪拌混合し、シランカップリング剤(商品名:KBM603、信越化学社製)を1.5質量部添加し、2時間攪拌した。その後トルエンを減圧蒸留にて留去し、150℃で2時間焼き付けを行った。
表面処理を施した酸化亜鉛を60質量部、硬化剤として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)を15質量部、ブチラール樹脂を(商品名:BM−1、積水化学社製)を15質量部、及びメチルエチルケトンを85質量部混合して混合液を得た。得られた混合液38質量部と、メチルエチルケトン25質量部とを混合し、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて2時間の分散を行い分散液を得た。得られた分散液に触媒としてジオクチルスズジラウレート0.005質量部、及びシリコーンオイル(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、下引層形成用塗布液を得た。この塗布液を、浸漬塗布法にて84mmφの円筒状アルミニウム基材上に塗布し、160℃で100分の加熱乾燥を行い、膜厚20μmの下引層を形成した。
次に、X線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)が、7.5°、9.9°、12.5°、16.3°、18.6°、25.1°及び28.3°に強い回折ピークを持つヒドロキシガリウムフタロシアニンを1質量部、ポリビニルブチラール(エスレックBM−S、積水化学社製)を1質量部、及び酢酸n−ブチルを100質量部混合し、さらにガラスビーズとともにペイントシェーカーで1時間処理して分散し、電荷発生層形成用塗布液を得た。この塗布液を下引層上に浸漬塗布し110℃で10分間加熱乾燥し、膜厚約0.15μmの電荷発生層を形成した。
次に、下記式(X)で示される電荷輸送材料を3質量部、下記式(XI)で示される構造単位を有する高分子化合物(粘度平均分子量:46000)を3質量部、及びクロロベンゼンを20質量部混合し、電荷輸送層形成用塗布液を得た。
Figure 2007133344
この塗布液を、電荷発生層上に浸漬コーティング法で塗布し、110℃で60分の加熱を行ない、膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。得られた感光体を「感光体3」とした。
<現像剤の調製>
現像剤は、先ずトナー及びキャリアを製造し、そして、それらを用いて製造した。以下の説明において、トナー及び複合粒子の粒度分布は、マルチサイザー(日科機社製)を用い、アパーチャー径100μmのもので測定した。また、トナー及び複合粒子の平均形状係数ML/Aは、下記式で計算された値を意味し、真球の場合、ML/A=100となる。
ML/A=(最大長)×π×100/(面積×4)。
なお、平均形状係数は、トナー投影画像を光学顕微鏡から画像解析装置(LUZEX(III)、ニレコ社製)に取り込み、円相当径を測定して、個々の粒子について最大長及び面積を上記式に当てはめ100個の平均とすることで求めることができる。
なお、平均形状係数は、トナー投影画像を光学顕微鏡から画像解析装置(LUZEX(III)、ニレコ社製)に取り込み、円相当径を測定して、個々の粒子について最大長及び面積を上記式に当てはめることで求めることができる。
(トナーの製造)
トナーを製造する際には、先ず、樹脂微粒子分散液、着色剤分散液及び離型剤分散液を製造し、それらを用いてトナー母粒子を製造した。次に、それを用いてトナーは製造した。
(樹脂微粒子分散液)
スチレンを370質量部、n−ブチルアクリレートを30質量部、アクリル酸を8質量部、ドデカンチオールを24質量部、四臭化炭素を4質量部混合して溶解した。その溶液を、非イオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製)を6質量部、アニオン性界面活性剤(ネオゲンSC:第一工業製薬(株)製)を10質量部、及びイオン交換水550質量部混合したフラスコに添加して乳化重合させ、10分間ゆっくり混合しながら、これに過硫酸アンモニウム4質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入した。窒素置換を行った後、上記フラスコ内を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。その結果、体積平均粒径が150nmであり、Tgが57℃であり、質量平均分子量(Mw)が11200である樹脂粒子が分散された樹脂微粒子分散液を得た。この分散液の固形分濃度は、40質量%であった。
(着色剤分散液(1))
カーボンブラック(モーガルL、キャボット製)60質量部、ノニオン性界面活性剤(ノニポール400、三洋化成(株)製)6質量部及びイオン交換水240質量部を混合・溶解した。この混合液をホモジナイザー(ウルトラタラックスT50、IKA社製)を用いて10分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて分散処理して体積平均粒子径が250nmである着色剤(カーボンブラック)粒子が分散された着色剤分散剤(1)を調製した。
(着色剤分散液(2))
シアン顔料(B15:3)60質量部、ノニオン性界面活性剤(ノニポール400、三洋化成(株)製)5質量部及びイオン交換水240質量部を混合・溶解した。この混合液をホモジナイザー(ウルトラタラックスT50、IKA社製)を用いて10分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて分散処理して体積平均粒子径が250nmである着色剤(シアン顔料)粒子が分散された着色剤分散剤(2)を調製した。
(着色剤分散液(3))
マジェンタ顔料(R122)60質量部、ノニオン性界面活性剤(ノニポール400、三洋化成(株)製)5質量部及びイオン交換水240質量部を混合・溶解した。この混合液をホモジナイザー(ウルトラタラックスT50、IKA社製)を用いて10分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて分散処理して体積平均粒子径が250nmである着色剤(マジェンタ顔料)粒子が分散された着色剤分散剤(3)を調製した。
(着色分散液(4))
イエロー顔料(Y180)90質量部、ノニオン性界面活性剤(ノニポール400、三洋化成(株)製)5質量部及びイオン交換水240質量部を混合・溶解した。この混合液をホモジナイザー(ウルトラタラックスT50、IKA社製)を用いて10分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて分散処理して体積平均粒子径が250nmである着色剤(イエロー顔料)粒子が分散された着色剤分散剤(4)を調製した。
(離型剤分散液)
パラフィンワックス(HNP0190、日本精蝋(株)製、融点85℃)100質量部、カチオン性界面活性剤(サニゾールB50、花王(株)製)5質量部及びイオン交換水240質量部を混合し、丸型ステンレス鋼製フラスコ中でホモジナイザー(ウルトラタラックスT50、IKA社製)を用いて10分間分散処理した。さらに、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒子径が550nmである離型剤粒子が分散された離型剤分散液を調製した。
(トナー母粒子K1)
樹脂微粒子分散液235質量部、着色剤分散液(1)30質量部、離型剤分散液40質量部、ポリ水酸化アルミニウム(Paho2S、浅田化学社製)0.5質量部及びイオン交換水600質量部を混合し、丸型ステンレス鋼鉄フラスコ中でホモジナイザー(ウルトラタラックスT50、IKA社製)を用いて分散処理した後、加熱用オイルバス中でフラスコ内を攪拌しながら45℃まで加熱した。45℃で25分保持した後、体積平均粒子径D50vが4.5μmの凝集粒子が生成していることを確認した。さらに、加熱用オイルバスの温度を上げて58℃で1時間保持したところ、体積平均粒子径D50vは5.3μmとなった。その後、この凝集体粒子を含む分散液に樹脂微粒子分散液26質量部を追加した後、加熱用オイルバスの温度を50℃として30分間保持した。この凝集体粒子を含む分散液に1N水酸化ナトリウムを追加して系のpHを7.0に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁気シールを用いて攪拌を継続しながら80℃まで加熱して4時間保持した。冷却後、トナー母粒子を濾別し、イオン交換水で5回洗浄した後、凍結乾燥してトナー母粒子K1を得た。トナー母粒子K1の体積平均粒子径D50vは5.9μm、平均形状係数ML/Aは134であった。
(トナー母粒子C1)
着色粒子分散液(1)の代わりに着色粒子分散液(2)を用いたこと以外はトナー母粒子K1と同様にしてトナー母粒子C1を作製した。トナー母粒子C1の体積平均粒子径D50vは5.7μm、平均形状係数ML/Aは130であった。
(トナー母粒子M1)
着色粒子分散液(1)の代わりに着色粒子分散液(3)を用いたこと以外はトナー母粒子K1と同様にしてトナー母粒子M1を作製した。トナー母粒子M1の体積平均粒子径D50vは5.5μm、平均形状係数ML/Aは135であった。
(トナー母粒子Y1)
着色粒子分散液(1)の代わりに着色粒子分散液(4)を用いたこと以外はトナー母粒子K1と同様にしてトナー母粒子Y1を作製した。トナー母粒子Y1の体積平均粒子径D50vは5.8μm、平均形状係数ML/Aは133であった。
上記トナー母粒子K1、C1、M1,Y1のそれぞれ100質量部にルチル型酸化チタン(体積平均粒径20nm、n−デシルトリメトキシシランで処理したもの)を1質量部、シリカ(体積平均粒径40nm、シリコーンオイル処理、気相酸化法)2質量部、酸化セリウム(体積平均粒径0.7μm)1質量部、及び、高級脂肪酸アルコール(分子量700の高級脂肪酸アルコールとステアリン酸亜鉛と炭酸カルシウム(体積平均粒径0.1μm)を重量比5:1:1の割合で混合しジェットミルで粉砕し、平均粒径8.0μmとしたもの0.3質量部を5Lヘンシェルミキサーを用いて周速30m/sで15分間ブレンドを行った。その後、45μmの目開きのシーブを用いて粗大粒子を除去してトナー1を得た。
(キャリア)
まず、トルエン15質量部、スチレン−メタクリレート共重合体(成分比90/10)2質量部及びカーボンブラック(R330、キャボット社製)0.2質量部を20分間スターラーで撹拌させて、分散処理した被覆液を調製した。次に、この被覆液とフェライト粒子(体積平均粒子径50μm)100質量部とを真空脱気型ニーダーに入れて、60℃で30分撹拌した後、さらに加温しながら減圧して脱気し、乾燥させることによりキャリアを得た。このキャリアは、1000V/cmの印加電界時の体積固有抵抗値が1010Ωcmであった。
次に、上記で得られたトナー5質量部にこのキャリア100質量部を加え、V−ブレンダーを用いて40rpmで20分間攪拌した。その後、212μmの目開きを有するシーブで篩分することにより現像剤を得た。
(実施例1)
イソプロパノール15質量部及びメチルエチルケトン5質量部に、上記(I−10)の化合物を5.5質量部、レゾール型フェノール樹脂(商品名:PL−2215、群栄化学工業(株)製)を7質量部、及びメチルフェニルポリシロキサンを0.03質量部混合して溶解し、保護層形成用塗布液を得た。この塗布液を、感光体1の電荷輸送層上に浸漬コーティング法により塗布した。続いて、この塗膜を130℃で40分間加熱乾燥して、膜厚3μmの保護層を形成することにより、実施例1の感光体を得た。これをPR−1とした。
また、保護層形成用塗布液を室温(20℃)で密閉保管したところ、1ヶ月経過後も沈殿、粘度上昇を起こさず、感光体作製上の問題を生じなかった。さらに、保護層形成用塗布液から形成された保護層の25℃における酸素透過係数(x1011fm/s・Pa)を測定した。なお、酸素透過係数の測定の際には、保護層形成用塗布液をアルミニウム板上に、感光体の作製と同一条件で同一の厚さに塗布し、感光体の乾燥条件と同一条件で乾燥して試料を作製した。そして、アルミニウム板上から剥離した試料の25℃における酸素透過係数を、ガス透過率測定装置(MC−3、東洋精機社製)を用いて測定した。結果を表28に示す。
(実施例2)
実施例1において、保護層形成用塗布液の乾燥条件を、窒素雰囲気下で150℃、1時間としたこと以外は実施例1と同様にして保護層を形成し、実施例2の感光体を得た。これをPR−2とした。また、実施例1と同様にして酸素透過係数を求め、その結果を表28に示す。
(実施例3)
実施例1において、保護層形成用塗布液に触媒としてネイキュア2500X(楠本化成製、商品名)を0.2質量部さらに加えたこと以外は実施例1と同様にして保護層を形成し、実施例3の感光体を得た。これをPR−3とした。また、実施例1と同様にして酸素透過係数を求め、その結果を表28に示す。
(実施例4)
化合物(I−10)の代わりに、上記(I−13)の化合物を用いたこと以外は実施例3と同様にして保護層を形成し、実施例4の感光体を得た。これをPR−4とした。また、実施例1と同様にして酸素透過係数を求め、その結果を表28に示す。
(実施例5)
化合物(I−10)の代わりに、上記(I−9)の化合物を用いたこと以外は実施例3と同様にして保護層を形成し、実施例5の感光体を得た。これをPR−5とした。また、実施例1と同様にして酸素透過係数を求め、その結果を表28に示す。
(実施例6)
イソプロパノール15質量部及びメチルエチルケトン5質量部に、上記(I−9)の化合物を6質量部、レゾール型フェノール樹脂(商品名:PL−4852、群栄化学工業(株)製)を7質量部、ブチラール樹脂を0.5質量部、ビスグリシジルビスフェノールAを0.5質量部、ビフェニルテトラカルボン酸を0.5質量部、メチルフェニルポリシロキサンを0.03質量部、及び触媒としてサノールLS2626(三共ライフテック社製)を0.2質量部混合して溶解し、保護層形成用塗布液を得た。この塗布液を、感光体1の電荷輸送層上に浸漬コーティング法により塗布した。続いて、この塗膜を130℃で40分間加熱乾燥して、膜厚3μmの保護層を形成することにより、実施例6の感光体を得た。これをPR−6とした。また、実施例1と同様にして酸素透過係数を求め、その結果を表28に示す。
(実施例7)
実施例1において、保護層形成用塗布液に、さらにフッ素微粒子(ルブロンL−2、ダイキン工業製)を0.2質量部、フッ素微粒子の分散助剤としてGF−300(東亜合成社製)を0.01質量部、及び、1mmΦのガラスビーズ50質量部をメディアとして加え、ペイントシェーカーにて1時間分散したものを保護層形成用塗布液としたこと以外は実施例1と同様にして保護層を形成し、実施例7の感光体を得た。これをPR−7とした。また、実施例1と同様にして酸素透過係数を求め、その結果を表28に示す。
(実施例8)
レゾール型フェノール樹脂の代わりに、メチル化メラミン樹脂(ニカラックMW−30、三和ケミカル社製)を用いたこと以外は実施例6と同様にして保護層を形成し、実施例8の感光体を得た。これをPR−8とした。また、実施例1と同様にして酸素透過係数を求め、その結果を表28に示す。
(実施例9)
レゾール型フェノール樹脂の代わりに、ベンゾグアナミン樹脂(ニカラックBL−60、三和ケミカル社製)を用いたこと以外は実施例6と同様にして保護層を形成し、実施例9の感光体を得た。これをPR−9とした。また、実施例1と同様にして酸素透過係数を求め、その結果を表28に示す。
(実施例10)
化合物(I−10)の代わりに、上記(I−3)の化合物を用いたこと以外は実施例3と同様にして保護層を形成し、実施例10の感光体を得た。これをPR−10とした。また、実施例1と同様にして酸素透過係数を求め、その結果を表28に示す。
(実施例11)
イソプロパノール15質量部及びメチルエチルケトン5質量部に、上記(I−3)の化合物を6質量部、ブロックイソシアネート樹脂(JA−925、十条ケミカル社製)を7質量部、ブチラール樹脂を0.5質量部、ジブチル錫ジラウレートを0.05質量部、及び触媒としてサノールLS2626(三共ライフテック社製)を0.2質量部混合して溶解し、保護層形成用塗布液を得た。この塗布液を、感光体1の電荷輸送層上に浸漬コーティング法により塗布した。続いて、この塗膜を130℃で40分間加熱乾燥して、膜厚3μmの保護層を形成することにより、実施例11の感光体を得た。これをPR−11とした。また、実施例1と同様にして酸素透過係数を求め、その結果を表28に示す。
(実施例12〜14)
保護層を形成する前の感光体として感光体1の代わりに感光体2を用いたこと以外は実施例1〜3と同様にして保護層を形成し、それぞれ実施例12〜14の感光体を得た。これらをそれぞれPR−12〜14とした。また、実施例1と同様にして酸素透過係数を求め、それらの結果を表28に示す。
(実施例15〜22)
保護層を形成する前の感光体として感光体1の代わりに感光体3を用いたこと以外は実施例4〜11と同様にして保護層を形成し、それぞれ実施例15〜22の感光体を得た。これらをそれぞれPR−15〜22とした。また、実施例1と同様にして酸素透過係数を求め、それらの結果を表29に示す。
(比較例1)
実施例1において、上記(I−10)の化合物の代わりに下記一般式(C−1)で示される化合物を用いたこと以外は実施例1と同様にして、保護層を形成し、比較例1の感光体を得た。これをRPR−1とした。
Figure 2007133344
また、保護層形成用塗布液を室温(20℃)で密閉保管したところ、2日で沈殿を生じ、保護層の形成が不能となった。また、実施例1と同様にして酸素透過係数を求め、それらの結果を表28に示す。
(比較例2)
比較例1において、保護層形成用塗布液の乾燥条件を、窒素雰囲気下で150℃、1時間としたこと以外は比較例1と同様にして保護層を形成し、比較例2の感光体を得た。これをRPR−2とした。また、実施例1と同様にして酸素透過係数を求め、その結果を表28に示す。
(比較例3)
実施例1において、上記(I−10)の化合物の代わりに下記一般式(C−3)で示される化合物を用いたこと以外は実施例1と同様にして、保護層を形成し、比較例3の感光体を得た。これをRPR−3とした。また、実施例1と同様にして酸素透過係数を求め、その結果を表28に示す。
Figure 2007133344
(比較例4)
実施例1において、上記(I−10)の化合物の代わりに下記一般式(C−4)で示される化合物を用いたこと以外は実施例1と同様にして、保護層を形成し、比較例4の感光体を得た。これをRPR−4とした。また、実施例1と同様にして酸素透過係数を求め、その結果を表28に示す。
Figure 2007133344
(比較例5〜8)
保護層を形成する前の感光体として感光体1の代わりに感光体2を用いたこと以外は比較例1〜4と同様にして保護層を形成し、それぞれ比較例5〜8の感光体を得た。これらをそれぞれRPR−5〜8とした。また、実施例1と同様にして酸素透過係数を求め、それらの結果を表28に示す。
(比較例9)
実施例15において、上記(I−13)の化合物の代わりに下記一般式(C−5)で示される化合物を用いたこと以外は実施例15と同様にして、保護層を形成し、比較例9の感光体を得た。これをRPR−9とした。また、実施例1と同様にして酸素透過係数を求め、その結果を表29に示す。
Figure 2007133344
(比較例10)
実施例15において、上記(I−13)の化合物の代わりに下記一般式(C−6)で示される化合物を用いたこと以外は実施例15と同様にして、保護層を形成し、比較例10の感光体を得た。これをRPR−10とした。また、実施例1と同様にして酸素透過係数を求め、その結果を表29に示す。
Figure 2007133344
(実施例23〜36及び比較例11〜18)
上記で調製した現像剤を用い、感光体PR−1〜PR−14及びRPR−1〜8をそれぞれ画像形成装置(富士ゼロックス社製、DocuCentre Color 400CP)に装着し、以下の画像形成試験を実施した。
<画像形成試験>
実施例23〜36及び比較例11〜18の画像形成装置(富士ゼロックス社製、DocuCentre Color 400CP)を用いて、先ず、低温低湿(10℃、20%RH)の環境下にて1万枚の画像形成テストを行い、次に、高温高湿(28℃、75%RH)の環境下で1万枚の画像形成テストを行った。その後、感光体上への付着物、クリーニング性、磨耗率、さらには画質に関して評価した。得られた結果を表28に示す。
なお、付着物に関しては、目視にて、○:付着無し、△:部分的(全体の30%程度以下)に付着あり、×:付着あり、の基準で判定して評価した。また、クリーニング性に関しては、目視にて、○:良好、△:部分的(全体の10%程度以下)にスジ等の画質欠陥あり、×:広範に画質欠陥あり、の基準で判定して評価した。また、磨耗率に関しては、感光体の磨耗量を測定し、1000回転当りの磨耗率(nm/kcycle)として計算した。また、画質に関しては、合計2万プリント後のプリント画質を目視にて、○:良好、又は、欠陥のある場合はその現象を示すという基準で評価した。
また、表28には感光体の表面電位(VL)も合わせて示す。なお、表面電位(VL)は、各感光体を常温常湿(20℃、50%RH)で−700Vに帯電させ780nmで4.8mJ/mフラッシュ露光し、50msec後の表面電位(VL)をモニターすることで測定した。
Figure 2007133344
(実施例40〜47及び比較例19〜20)
上記で調製した現像剤を用い、感光体PR−15〜PR−22及びRPR−9〜10をそれぞれ画像形成装置(富士ゼロックス社製、DocuCentre Color 500)に装着し、さらに露光装置を発振波長780nmのマルチビーム面発光レーザーに改造し、以下の画像形成試験を実施した。
<画像形成試験>
実施例40〜47及び比較例19〜20の画像形成装置(富士ゼロックス社製、DocuCentre Color 500)を用いて、先ず、低温低湿(10℃、20%RH)の環境下にて1万枚の画像形成テストを行い、次に、高温高湿(28℃、75%RH)の環境下で1万枚の画像形成テストを行った。その後、感光体上への付着物、クリーニング性、磨耗率、さらには画質に関して上記と同様の基準で評価した。得られた結果を表29に示す。また、上記と同様にして測定した表面電位(VL)も合わせて示す。
Figure 2007133344
表28及び29に示すように、PR−1〜22の感光体は、電気特性及び耐摩耗性に十分優れることが分かった。また、PR−1〜22の感光体を備える画像形成装置は、長期使用時においても感光体表面に付着物が残らず、良好なクリーニング性を維持し、優れた画像を形成できることが確認された。したがって、本発明によれば、電気特性、耐摩耗性及び付着物防止性に十分優れ、高画質、長寿命を可能とする電子写真感光体が実現可能であり、また、長期に亘って高品質の画像を安定して形成できる画像形成装置及びプロセスカートリッジが実現可能であることが確認された。
本発明の電子写真感光体の好適な一実施形態を示す模式断面図である。 本発明の電子写真感光体の好適な他の実施形態を示す模式断面図である。 本発明の電子写真感光体の好適な他の実施形態を示す模式断面図である。 本発明の電子写真感光体の好適な他の実施形態を示す模式断面図である。 本発明の電子写真感光体の好適な他の実施形態を示す模式断面図である。 本発明の画像形成装置の好適な一実施形態を示す模式図である。 本発明の画像形成装置の好適な他の実施形態を示す模式図である。 本発明の画像形成装置の好適な他の実施形態を示す模式図である。 本発明の画像形成装置の好適な他の実施形態を示す模式図である。 実施例A−1で得られた電荷輸送性化合物のIRスペクトルを示す図である。 実施例A−2で得られた電荷輸送性化合物のIRスペクトルを示す図である。 実施例A−3で得られた電荷輸送性化合物のIRスペクトルを示す図である。 実施例A−4で得られた電荷輸送性化合物のIRスペクトルを示す図である。 実施例A−5で得られた電荷輸送性化合物のIRスペクトルを示す図である。 実施例A−6で得られた電荷輸送性化合物のIRスペクトルを示す図である。 電子写真感光体の特性評価試験に用いた画像形成装置の構成を示す概略構成図である。
符号の説明
1…電子写真感光体、2…導電性支持体、3…感光層、4…下引層、5…電荷発生層、6…電荷輸送層、7…保護層、22,80…帯電装置、8,30…露光装置、11,25…現像装置、12…転写装置、50,121…中間転写体、13,27…クリーニング装置、131…クリーニングブレード、132…繊維状部材(ロール状)、133…繊維状部材(歯ブラシ状)、14…潤滑材、300…プロセスカートリッジ、301…帯電器カートリッジ、302…現像器カートリッジ、303…クリーナーカートリッジ。

Claims (11)

  1. 導電性支持体及び該導電性支持体上に設けられた感光層を備え、
    前記感光層が、下記一般式(I)で示される構造を有する化合物、あるいは、該化合物から誘導される化合物を含有する機能層を有することを特徴とする電子写真感光体。
    Figure 2007133344

    [式(I)中、Fは正孔輸送性を有するn価の有機基を、Rは独立に炭素数1〜18の有機基を、Tは2価の基を示し、mは0または1を示し、nは1〜4の整数を示す。]
  2. 前記一般式(I)で示される構造を有する化合物が、下記一般式(II)で示される構造を有していることを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。
    Figure 2007133344

    [式(II)中、Ar〜Arは同一でも異なっていてもよく、それぞれ置換又は未置換のアリール基を示し、Arは置換又は未置換のアリール基又はアリーレン基を示し、cはそれぞれ独立に0又は1を示し、kは0又は1を示し、Dは、下記一般式(III)で示される1価の有機基を示し、cの総数は1〜4である。]
    Figure 2007133344

    [式(III)中、Rは独立に炭素数1〜18の有機基を、Tは2価の基を示し、mは0または1の整数を示す。]
  3. 前記一般式(I)で示される構造を有する化合物が、下記一般式(I−A)で示される化合物であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。
    Figure 2007133344

    [式(I−A)中、X1、X2およびX3はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシル基、置換もしくは未置換のアリール基、炭素数7〜10のアラルキル基、置換もしくは未置換のスチリル基、置換もしくは未置換のブタジエン基、又は、置換もしくは未置換のヒドラゾン基を示し、l1、l2およびl3は0から2の整数を示し、R、RおよびRはそれぞれ独立に、炭素数1〜18の有機基を示し、Tはメチレン基を示し、n1、n2およびn3は0または1を示す。ただし、(n1+n2+n3)≧1を満たす。]
  4. 前記機能層が、前記感光層の前記導電性支持体から最も遠い側に設けられており、且つ、架橋構造を有していることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  5. 前記機能層が、架橋性樹脂を含むことを特徴とする請求項1〜4のうちのいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  6. 請求項1〜5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を帯電させる帯電装置と、
    帯電した前記電子写真感光体を露光して静電潜像を形成させる露光装置と、
    前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、
    前記トナー像を被転写媒体に転写する転写装置と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
  7. 中間転写体をさらに備えることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
  8. 請求項1〜5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を帯電させる帯電装置、露光により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装置、転写後の前記電子写真感光体上に残存するトナーを除去するクリーニング装置から選ばれる少なくとも1種と、
    を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
  9. 下記一般式(I−A)で示されることを特徴とする電荷輸送性化合物。
    Figure 2007133344

    [式(I−A)中、X1、X2およびX3はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシル基、置換もしくは未置換のアリール基、炭素数7〜10のアラルキル基、置換もしくは未置換のスチリル基、置換もしくは未置換のブタジエン基、又は、置換もしくは未置換のヒドラゾン基を示し、l1、l2およびl3は0から2の整数を示し、R、RおよびRはそれぞれ独立に、炭素数1〜18の有機基を示し、Tはメチレン基を示し、n1、n2およびn3は0または1を示す。ただし、(n1+n2+n3)≧1を満たす。]
  10. 前記一般式(I−A)において、(n1+n2+n3)が2以上であることを特徴とする請求項9に記載の電荷輸送性化合物。
  11. 前記一般式(I−A)において、R、RおよびRが、−CH−Rで示される有機基(ただし、Rは、水素原子、ハロゲン原子または炭素数1〜17の有機基を示す)であることを特徴とする請求項9又は10に記載の電荷輸送性化合物。

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