JP2010217784A - 電子写真感光体、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 - Google Patents

電子写真感光体、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 Download PDF

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Abstract

【課題】繰り返し使用による電位変動の問題が発生しにくい電子写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカートリッジおよび電子写真装置を提供すること。
【解決手段】導電性支持体と感光層とを有する電子写真感光体であって、該感光層は、少なくともエポキシ化植物油、結着樹脂及び電荷輸送物質を含む、ことを特徴とする電子写真感光体。
【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真感光体、電子写真感光体を有するプロセスカートリッジ、及び電子写真装置に関する。
電子写真感光体としては、低価格および高生産性などの利点から、光導電性物質(電荷発生物質や電荷輸送物質)として有機材料を用いた感光層(有機感光層)を円筒状支持体上に設けてなる電子写真感光体、いわゆる有機電子写真感光体が普及している。有機電子写真感光体としては、高感度および高耐久性などの利点から、光導電性染料や光導電性顔料などの電荷発生物質を含有する電荷発生層と光導電性ポリマーや光導電性低分子化合物などの電荷輸送物質を含有する電荷輸送層とを積層してなる感光層、いわゆる積層型感光層を有する電子写真感光体が主流である。
電子写真感光体の周面(表面)には、帯電(一次帯電)、露光(画像露光)、トナーによる現像、紙などの転写材への転写、転写残トナーのクリーニングなどの電気的外力および/または機械的外力が直接加えられる。このため、電子写真感光体は、適用される電子写真プロセスに応じた感度、電気特性、光学特性、機械特性及び画像欠陥が無い高品位な画質が要求される。
しかしながら積層型の有機電子写真感光体は、高感度かつ高速応答性を有するものの、繰り返し使用した場合に、暗部電位、明部電位が変動することから、耐久性に問題があった。
有機電子写真感光体の電位変動を抑制する技術としては、例えば、特許文献1〜特許文献7には、電荷発生物質として特定の構造を有するジスアゾ顔料を用いた硬化層を感光層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献8には、特定の結晶形を有するオキシチタニウムフタロシアニン、および添加剤として特定の構造を有するフルオレン化合物を用いた硬化層を感光層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献9には、電荷発生物質としてオキシチタニウムフタロシアニン顔料を用いた硬化層を電荷発生層とし、電荷輸送物質として特定の構造を有するフルオレン化合物を用いた硬化層を電荷輸送層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献10には、特定の結晶形を有するオキシチタニウムフタロシアニン、および添加剤として特定の構造を有するカルバゾール化合物を用いた硬化層を感光層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献11には、特定の結晶形を有するオキシチタニウムフタロシアニン、および添加剤として特定の構造を有するジヒドロフェナンスレン化合物またはフェナンスレン化合物を用いた硬化層を感光層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献12には、電荷発生物質として特定の結晶形を有するオキシチタニウムフタロシアニン顔料を用い、電荷輸送物質として特定の構造を有する化合物を用いた硬化層を感光層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献13には、電荷輸送物質として特定の繰り返し単位を有するポリシランを用い、添加剤として特定の構造を有する紫外線吸収剤を用いた硬化層を電荷輸送層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献14には、電荷発生層の吸収波長域に吸収を有する電荷輸送層を用いた電子写真感光体が開示されている。
特許文献15には、光導電物質としてフタロシアニン系光導電性化合物を用いた硬化層を光導電層とし、この光導電層の上に順次形成されたポリアミド樹脂層と、熱硬化性樹脂層とを備えた正帯電型有機感光体が開示されている。
特許文献16には、特定の繰り返し単位を有する複素環基含有有機シリコーンポリマーを用いた硬化層を感光層とした電子写真感光体が開示されている。
また、特許文献17には、電荷輸送材料として特定の構造を有するアミノ化合物とジスチリル化合物とを用いた硬化層を感光層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献18には、電荷発生材料として特定の結晶形を有するオキシチタニウムフタロシアニンを用いた硬化層を感光層とした電子写真感光体が開示されている。より詳しく言及すれば、そのオキシチタニウムフタロシアニンは、有機酸溶媒中でフェニルホスホン酸と共に加熱処理、あるいは機械的摩砕処理をして得られる、X線回折スペクトルにおいてブラッグ角(2θ±0.2゜)27.3゜に主たる回折ピークを示す結晶である。
特許文献19には、電荷発生材料として特定の結晶形を有するオキシチタニウムフタロシアニンを用いた硬化層を感光層とした電子写真感光体が開示されている。より詳しく言及すれば、酸処理したオキシチタニウムフタロシアニンをシクロヘキサノンと加熱処理し、X線回折スペクトルにおいてブラッグ角(2θ±0.2゜)7.4゜、12.5゜、16.3゜、22.4゜、25.2゜、28.5゜に強い回折ピークを示すオキシチタニウムフタロシアニン結晶を含有するものである。
特許文献20には、電荷発生材料としてフタロシアニン顔料を用い、結着樹脂として無水マレイン酸をモノマー成分とするビニル共重合体を用いた硬化層を電荷発生層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献21〜29には、電荷輸送材料として特定の構造を有するヒドラゾン系化合物を用いた硬化層を感光層とした電子写真感光体が開示されている。
また、特許文献30には、電荷輸送材料として特定の構造を有するトリアリールアミン化合物を用いた硬化層を感光層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献31には、結着樹脂として高いガラス転移温度(Tg)を有し、特定の繰り返し単位を有するポリカーボネート樹脂を用いた硬化層を感光層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献32には、結着樹脂として特定の繰り返し単位を有するポリカーボネート樹脂を用いた硬化層を感光層とした電子写真感光体が開示されている。
また、電荷発生層と電荷輸送層との間に電荷注入層を形成した電子写真用感光体に関する特許文献33には、電荷注入層中に電荷発生層中の電荷発生物質と同一の電荷発生物質及び/又は電荷輸送層中の電荷輸送物質と同一の電荷輸送物質を含有させた電子写真感光体が開示されている。
特許文献34には、電子輸送剤として特定の構造を有するジフェノキノン誘導体を用いた硬化層を有機感光層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献35には、電荷発生材料、電荷輸送材料、およびオキシム系化合物を用いた硬化層を感光層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献36には、電荷発生材料、電荷輸送材料、およびアミノエチルフタレート系化合物を用いた硬化層を感光層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献37には、電荷発生材料、電荷輸送材料、およびシアン化フェニルケトン系化合物を用いた硬化層を感光層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献38には、電荷発生材料、電荷輸送材料、および飽和脂肪族ジカルボン酸系化合物を用いた硬化層を感光層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献39には、電荷発生材料、電荷輸送材料、およびピリジン系化合物を用いた硬化層を感光層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献40には、酸化防止剤として特定の構造を有する1−オキシ−4−アシルオキシピペリジンまたは1−オキシ−4−アシルアミノピペリジン系化合物の少なくとも一種(と下記一般式(II)で示されるフェノール系化合物の少なくとも一種と)を用いた硬化層を感光層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献41には、電荷発生層にフタロシアニン類および塩ビ樹脂を含有し、且つ、特定の重量比で電荷輸送層に含有する電荷輸送物質と結着剤樹脂、あるいは特定の重量比で電荷発生層に含有するフタロシアニン類と塩ビ樹脂を用いた電子写真感光体が開示されている。
特許文献42には、電荷輸送材料として同一分子内に2つ以上の連鎖重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を重合したものを含有し、添加剤として特定の構造を有するハロゲン化合物を用いた硬化層を有する電子写真感光体が開示されている。
本出願人は、先に架橋構造としてエポキシ基含有アミン化合物とエポキシ基含有アルコキシシラン化合物の加水分解物との反応物を用いた硬化層を感光層や表面保護層とした電子写真感光体を出願している(特許文献43)。
しかし、該感光体は耐摩耗性は改善するものの、繰り返し使用時の電位変動が大きいという問題を有するものであった。
一方、特許文献44には、特定の構造を有する数平均分子量5,000〜50,000のアルコール可溶性ナイロンと、該アルコール可溶性ナイロン1重量部に対して0.01〜0.1重量部の架橋剤とを用いた硬化層を下引き層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献45には、結着樹脂としてのメトキシメチル化ナイロン樹脂と、1種類以上の電子受容性の材料とを用いた硬化層を下引き層とするか、あるいは特定の添加量を有する非導電性酸化チタン粒子と、ポリアミド系樹脂とを用いた特定の膜厚を有する硬化層を下引き層とした電子写真感光体が開示されている。
また、特許文献46には、ホ−ル搬送性の電荷輸送剤を用いた硬化層を感光層とし、フツ素原子含有樹脂からなる潤滑剤微粒子およびホ−ル搬送性の電荷輸送剤を用いた硬化層を保護層とした電子写真感光体が開示されている。当該案件には、さらに感光層、保護層がそれぞれ含有する電荷輸送剤の陽極酸化電位間の関係式が記述されている。
特許文献47には、エポキシ変性シリコーンと活性水素含有結着剤との反応生成物を用いた硬化層を表面層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献48には、エポキシ変性フルオロアルキル化合物と活性水素含有結着剤との反応生成物を用いた硬化層を表面層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献49には、シラン系カプリング剤、チタネート系カプリング剤、及びアルミニウム系カプリング剤からなる群から選ばれる少なくとも一種と活性水素含有結着剤との反応生成物を用いた硬化層を表面層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献50には、結着樹脂として特定の繰り返し単位を有するポリフェニレンオキシド、及びポリカーボネート樹脂を用いた硬化層を表面層とした電子写真感光体が開示されている。
特許文献51には、バインダー樹脂として特定の構造を有する共重合体化合物を用いた硬化層を表面層とした電子写真感光体が開示されている。より詳しく言及すれば、導電性基体上に電荷発生層及び前記電荷輸送層をこの順に有する電子写真感光体に、静電潜像を形成した後、1次粒子の体積平均粒径が9μm以下のトナーを用いて現像するとある。
さらにまた、特許文献52には、感光体への露光の波長域が、荷電状態の電荷輸送物質が吸収する波長域を有しないか、または低減させる電子写真方法が開示されている。
このように、近年、有機電子写真感光体の電位変動を抑制する技術として、電子写真感光体を構成する材料に電気的安定化機能を有する各種添加剤を処方することなどにより、もって有機電子写真感光体の電位変動の抑制効果を高めるという技術が確立されてきている。
しかしながら、今日の電子写真技術の発展は著しく、電子写真感光体に求められる特性に対しても非常に高度な技術が要求されている。例えば、プロセススピードは年々速くなり、帯電特性、感度や耐久安定性等が求められるようになってきている。特に、近年ではカラー化に代表されるように高画質化が叫ばれ、白黒画像が文字中心の画像だったものが、カラー化により、写真に代表されるハーフトーン画像やベタ画像が多くなっている。特に連続して使用した場合のハーフトーンの濃度変化、ベタ画像の濃度変化に対する画像品質は年々高まる一方であり、これらの画像変化を抑制することが望まれている。
近年の高画質化、高耐久化に伴い、より優れた電子写真感光体を提供するためには、帯電機能だけではなく、光減衰機能を維持し、かつ機械的特性などの問題をこれまで以上に解決する必要がある。ところが、上述の特許文献1〜52に記載された技術では、繰り返し使用による暗部電位の低下と明部電位の上昇を十分に抑制しにくいといった場合もあり、帯電機能の維持と明部電位上昇の抑制の双方を同時に満たすことができるような技術の開発が急務となっている。
一方、電子写真感光体の長寿命化に伴い、(複写機内の)電子写真感光体を連続して使用し長時間放置した後、再び連続の画像出力を行うと、電子写真感光体の明部電位が出力枚数とともに上昇(又は低下)する、換言すれば休止前後の出力画像に濃度差が発生するという問題がある。また、出力画像の高画質化を目的として、感光層の総膜厚を薄膜化する場合、高耐久化の組み合わせで明部電位上昇等の特性低下が非常に顕著となり、問題が大きくなる傾向にある。このような明部電位上昇等を改善する目的で、特定の添加剤を感光層へ添加する試みがなされている。
このような特性低下現象を抑制するため、表面層に有機錫化合物を含有したものがある(特許文献53)。
また、画像ボケや白ヌケの発生を抑制するため、表面層に有機錫化合物を含有したものがある(特許文献54)。
さらに、可干渉光による異常画像の発生を抑制するため、下引層に錫(II)アセチルアセトネ−トを主成分とする有機錫化合物の加水分解生成物を含有したものがある(特許文献55)。
また、感光層についてではあるが、特定の構造を有する有機錫化合物(又は有機亜鉛化合物)を加え、実機でのランニング試験による電位変動が小さく、繰り返し安定性を向上させることが特許文献56に記載されている。
しかし、有機錫化合物は結着樹脂への結合に寄与する部分が分子中に存在しないため、上層の塗工液を該化合物含有層表面に塗布することによって、上層の塗工液中に該化合物が溶出してしまうという不都合があり、前記した繰り返し使用による複写機動作休止前後の電位変動、即ち画像濃度変動の発生を効果的に防止するための手段とはなり得ない。
また、特許文献57には、4−アルコキシケイ素の加水分解物、エポキシ化合物(エポキシ化植物油等)およびコロイド状シリカから選ばれる1種以上を含む、ケイ素化合物層を形成した記録用積層体が開示されている。
しかしこれは、結着樹脂及び電荷輸送物質を含む感光層ではなく、本発明とは、構成・目的が基本的に異なるものである。
本発明の目的は、上述の繰り返し使用による電位変動の問題が発生しにくい電子写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカートリッジおよび電子写真装置を提供することにある。
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、導電性支持体と、該導電性支持体上に設けられた下引き層と、該下引き層上に設けられた感光層とを備え、該感光層が、特定の構造を有するエポキシ化植物油、結着樹脂及び電荷輸送物質からなることにより、前記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、上記課題は、本発明の(1)「導電性支持体と感光層とを有する電子写真感光体であって、
該感光層は、少なくともエポキシ化植物油、結着樹脂及び電荷輸送物質を含む、
ことを特徴とする電子写真感光体」、(2)「前記エポキシ化植物油が、エポキシ化亜麻仁油である、
ことを特徴とする前記第(1)項に記載の電子写真感光体」、(3)「前記感光層が、有機電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送層の積層構成であって、該電荷発生物質が下記一般式(1)で表されるアゾ顔料である、
ことを特徴とする前記第(1)項又は第(2)項に記載の電子写真感光体;
Figure 2010217784
(式中、Cp1,Cp2はカップラー残基を表す。R201,R202はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基のいずれかを表し、同一でも異なっていても良い。またCp1,Cp2は下記式(2)で表され、
Figure 2010217784
式中、R203は、水素原子、アルキル基、アリール基を表す。R204,R205,R206,R207,R208はそれぞれ、水素原子、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、アルキル基、アルコキシ基、ジアルキルアミノ基、水酸基のいずれかを表し、Zは置換もしくは無置換の芳香族炭素環または置換もしくは無置換の芳香族複素環を構成するのに必要な原子群を表す。)」、(4)「前記アゾ顔料のCp1とCp2が互いに異なるものである、
ことを特徴とする前記第(3)項に記載の電子写真感光体」、(5)「前記有機電荷発生物質が、CuKαの特性X線に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも27.2゜に最大回折ピークを有し、更に9.4゜、9.6゜、24.0゜に主要なピークを有し、最も低角側の回折ピークとして7.3゜にピークを有し、該7.3°のピークと9.4゜のピークの間にピークを有さず、更に26.3°にピークを有さないチタニルフタロシアニン結晶である、
ことを特徴とする前記第(1)項又は第(2)項に記載の電子写真感光体」、(6)「前記導電性支持体と前記感光層との間に、電荷ブロッキング層、下引き層が順に積層されたものである、
ことを特徴とする前記第(1)項乃至第(5)項の何れか1項に記載の電子写真感光体」、(7)「前記感光層上に保護層を有する、
ことを特徴とする前記第(1)項乃至第(6)項の何れか1項に記載の電子写真感光体」、(8)「前記保護層が、比抵抗1010Ω・cm以上の無機顔料及び金属酸化物から選択される少なくともいずれかを含む、
ことを特徴とする前記第(7)項に記載の電子写真感光体」、(9)「前記保護層が、少なくとも電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーと1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物とを硬化することにより形成される、
ことを特徴とする前記第(7)項又は第(8)項に記載の電子写真感光体」、によって解決される。
また、上記課題は、本発明の(10)「前記第(1)項乃至第(9)項の何れか1項に記載の電子写真感光体を有する、
ことを特徴とする画像形成装置」によって解決される。
また、上記課題は、本発明の(11)「帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段からなる群より選ばれる少なくとも1つの手段と、前記第(1)項乃至第(9)項の何れか1項に記載の電子写真感光体とを一体に保持すると共に、画像形成装置本体に対し着脱自在の構造を有する、
ことを特徴とするプロセスカートリッジ」により解決される。
また、上記課題は、本発明の(12)「前記第(1)項乃至第(9)項の何れか1項に記載の電子写真感光体を用いる、
ことを特徴とする画像形成方法」によって解決される。
なお、本発明により上記目的が達成される理由は明らかではないが、本発明者は以下のように推察している。
[作用]本発明によれば、感光層のうちの最外層にエポキシ化植物油を含有させたために、次の作用が生ずると推定できる。エポキシ化植物油は、電子写真プロセス中に発生されるオゾンにより起こる、感光層表面の有機材料中のCH結合のラジカル連鎖を停止させ、劣化の原因となるハイドロパーオキサイドが多量に生成されることを抑制する。
一実施形態例の感光体の模式断面図である。 一実施形態例の感光体の模式断面図である。 一実施形態例の感光体の模式断面図である。 一実施形態例の感光体の模式断面図である。 一実施形態例の感光体の模式断面図である。 一実施形態例の感光体の模式断面図である。 一実施形態例の画像形成装置の模式断面図である。 一実施形態例のプロセスカートリッジの模式断面図である。 チタニルフタロシアニンのX線回折スペクトル図である。 水ペースト(ウェットケーキ)の乾燥粉末のX線回折スペクトル図である。
以下、本発明を詳細に説明する。
前述のように、本発明は少なくともエポキシ化植物油と、結着樹脂と、電荷輸送物質とを含有する塗工液を用い、電子写真感光体を構成する導電性支持体上に感光層を形成するものである。以下に本発明の感光層を形成した電子写真感光体について説明する。
<感光層について>
始めに、感光層について説明する。感光層は積層構造でも単層構造でもよい。積層構造の場合には、感光層は電荷発生機能を有する電荷発生層と電荷輸送機能を有する電荷輸送層とから構成される。また、単層構造の場合には、感光層は電荷発生機能と電荷輸送機能を同時に有する層である。
前記エポキシ化植物油は、電子写真プロセス中に発生されるオゾン等酸化性ガスにより起こる、感光層表面の有機材料中のCH結合のラジカル連鎖を停止させ、劣化の原因となるハイドロパーオキサイドが多量に生成されることを抑制するものである。
また、本発明のエポキシ化植物油は、オキシラン酸素含有量が3.0重量%以上、特に5.0重量%以上であることが、自身の安定性においても優れるため好ましい。
本発明のエポキシ化植物油としては、例えば、エポキシ化大豆油、エポキシ化綿実油、エポキシ化パーム油、エポキシ化亜麻仁油、エポキシ化菜種油、エポキシ化オリーブ油、エポキシ化コーン油、エポキシ化椰子油、エポキシ化桐油、エポキシ化ヒマシ油、エポキシ化サフラワー油などの植物油が挙げられる。また、これらの化合物を2種類以上組合せて用いることができる。
本発明の感光層に含まれるエポキシ化植物油は、少量での効果を発揮しうる安定剤としても、比較的多量に配合することで効果を発揮する可塑剤としても使用でき、また、脂肪族系樹脂のみならず、芳香族系樹脂とも相性がよく、感光層の電荷輸送能に影響を及ぼさないため、その添加量は、特に限定されるものではないが、通常、結着樹脂100重量部に対し、0.01〜100重量部、好ましくは0.05〜50重量部、特に好ましくは0.1〜10重量部であり、0.01重量部未満の添加では、十分な効果が得られず、100重量部よりも多く添加しても効果の向上は見られない。
可塑剤は、樹脂の間隙に入り込むことで樹脂が規則正しく配向するのを阻害し、ガラス遷移点以下でもアモルファス状態を維持し、可塑剤は嵩高い側鎖をもつものが非移行性に優れるだけではなく、汎用樹脂の紫外線低下を最小限に抑える役割をもつなど有用な特性を示す。
以下、積層構造の感光層及び単層構造の感光層のそれぞれについて述べる。
<感光層が電荷発生層と電荷輸送層からなるもの>
(電荷発生層)
電荷発生層は、電荷発生機能を有する電荷発生物質を主成分とする層で、必要に応じてバインダー樹脂を併用することもできる。電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料を用いることができる。
無機系材料には、結晶セレン、アモルファス・セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物や、アモルファス・シリコン等が挙げられる。アモルファス・シリコンにおいては、ダングリングボンドを水素原子、ハロゲン原子でターミネートしたものや、ホウ素原子、リン原子等をドープしたものが良好に用いられる。
一方、有機系材料としては、公知の材料を用いることができる。例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系または多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。
中でも、下記(1)式で表されるアゾ顔料は有効に使用される。特に、アゾ顔料のCp1とCp2が互いに異なるものである非対称アゾ顔料は、キャリア発生効率が大きく、本発明の電荷発生物質として有効に使用できる。
・・・(1)
Figure 2010217784
式中、Cp1,Cp2はカップラー残基を表す。 R201,R202はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基のいずれかを表し、同一でも異なっていても良い。またCp1,Cp2は下記(2)式で表され、
・・・(2)
Figure 2010217784
式中、R203は、水素原子、メチル基、エチル基などのアルキル基、フェニル基などのアリール基を表す。R204,R205,R206,R207,R208はそれぞれ、水素原子、ニトロ基、シアノ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン原子、トリフルオロメチル基等のハロゲン化アルキル基、メチル基、エチル基などのアルキル基、メトキシ基、エトキシ基などのアルコキシ基、ジアルキルアミノ基、水酸基を表し、Zは置換もしくは無置換の芳香族炭素環または置換もしくは無置換の芳香族複素環を構成するのに必要な原子群を表す。
また、チタニルフタロシアニンも本発明の電荷発生物質として有効に使用できる。中でも、CuKαの特性X線に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として少なくとも27.2゜に最大回折ピークを有するチタニルフタロシアニン結晶、その中でも27.2゜に最大回折ピークを有し、更に9.4゜、9.6゜、24.0゜に主要なピークを有し、最も低角側の回折ピークとして7.3゜にピークを有し、該7.3°のピークと9.4゜のピークの間にピークを有さず、更に26.3°にピークを有さないチタニルフタロシアニン結晶は、キャリア発生効率が大きく、本発明の電荷発生物質として有効に使用できる。
電荷発生層に必要に応じて用いられるバインダー樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミドなどが挙げられる。これらのバインダー樹脂は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。また、電荷発生層のバインダー樹脂として上述のバインダー樹脂の他に、電荷輸送機能を有する高分子電荷輸送物質、例えば、アリールアミン骨格やベンジジン骨格やヒドラゾン骨格やカルバゾール骨格やスチルベン骨格やピラゾリン骨格等を有するポリカーボネート、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリシロキサン、アクリル樹脂等の高分子材料やポリシラン骨格を有する高分子材料等を用いることができる。
また、後者の具体例としては、ポリシリレン重合体が例示される。
また、電荷発生層には低分子電荷輸送物質を含有させることができる。
電荷発生層に併用できる低分子電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。
一方、電子輸送物質としては、たとえばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4−オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイド、ジフェノキノン誘導体などの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。
正孔輸送物質としては、以下に表わされる電子供与性物質が挙げられ、良好に用いられる。正孔輸送物質としては、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、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、9−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、ブタジェン誘導体、ピレン誘導体等、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体等、その他公知の材料が挙げられる。これらの正孔輸送物質は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。
電荷発生層を形成する方法には、真空薄膜作製法と溶液分散系からのキャスティング法とが大きく挙げられる。
前者の方法には、真空蒸着法、グロー放電分解法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、CVD法等が用いられ、上述した無機系材料、有機系材料が良好に形成できる。
また、後述のキャスティング法によって電荷発生層を設けるには、上述した無機系もしくは有機系電荷発生物質を必要ならばバインダー樹脂と共にテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、トルエン、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、アニソール、キシレン、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、酢酸ブチル等の溶媒を用いてボールミル、アトライター、サンドミル、ビーズミル等により分散し、分散液を適度に希釈して塗布することにより、形成できる。また、必要に応じて、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のレベリング剤を添加することができる。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート、リングコート法などを用いて行うことができる。
以上のようにして設けられる電荷発生層の膜厚は、0.01〜5μm程度が適当であり、好ましくは0.05〜2μmである。
(電荷輸送層について)
電荷輸送層は電荷輸送機能を有する層で、本発明の電荷輸送性構造を有する架橋型保護層は電荷輸送層として有用に用いられる。架橋型保護層が電荷輸送層の全体である場合、後述の架橋型保護層作製方法に記載するように電荷発生層上に本発明のラジカル重合性組成物(電荷輸送性構造を有しないラジカル重合性モノマー及び電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物;以下同じ)を含有する塗工液等を塗布、必要に応じて乾燥後、外部エネルギーにより硬化反応を開始させ、架橋型保護層が形成される。このとき、架橋型保護層の膜厚は、10〜30μm、好ましくは10〜25μmである。10μmより薄いと充分な帯電電位が維持できず、30μmより厚いと硬化時の体積収縮により下層との剥離が生じやすくなる。
また、架橋型保護層が電荷輸送層の表面部分に形成され、電荷輸送層が積層構造である場合、電荷輸送層の下層部分は電荷輸送機能を有する電荷輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成し、この上に上記本発明のラジカル重合性組成物を含有する塗工液を塗布し、外部エネルギーにより架橋硬化させる。
電荷輸送物質としては、前記電荷発生層で記載した電子輸送物質、正孔輸送物質及び高分子電荷輸送物質を用いることができる。前述したように高分子電荷輸送物質を用いることにより、表面層塗工時の下層の溶解性を低減でき、とりわけ有用である。
結着樹脂としては、ポリスチレン、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、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。
電荷輸送物質の量は結着樹脂100重量部に対し、20〜300重量部、好ましくは40〜150重量部が適当である。但し、高分子電荷輸送物質を用いる場合は、単独でも結着樹脂との併用も可能である。
電荷輸送層の下層部分の塗工に用いられる溶媒としては前記電荷発生層と同様なものが使用できるが、電荷輸送物質及び結着樹脂を良好に溶解するものが適している。これらの溶剤は単独で使用しても2種以上混合して使用しても良い。また、電荷輸送層の下層部分の形成には電荷発生層と同様な塗工法が可能である。
また、必要により可塑剤、レベリング剤を添加することもできる。
電荷輸送層の下層部分に併用できる可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等の一般の樹脂の可塑剤として使用されているものがそのまま使用でき、その使用量は、結着樹脂100重量部に対して0〜30重量部程度が適当である。
電荷輸送層の下層部分に併用できるレベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいはオリゴマーが使用され、その使用量は、結着樹脂100重量部に対して0〜1重量部程度が適当である。
電荷輸送層の下層部分の膜厚は、5〜40μm程度が適当であり、好ましくは10〜30μm程度が適当である。
<感光層が単層のもの>
単層構造の感光層は電荷発生機能と電荷輸送機能を同時に有する層で、本発明の電荷輸送性構造を有する架橋型保護層は電荷発生機能を有する電荷発生物質を含有させることにより、単層構造の感光層として有用に用いられる。上記の電荷発生層のキャスティング形成方法に記載したように、電荷発生物質をラジカル重合性組成物を含有する塗工液と共に分散し、電荷発生層上に塗布、必要に応じて乾燥後、外部エネルギーにより硬化反応を開始させ、架橋型保護層が形成される。なお、電荷発生物質はあらかじめ溶媒と共に分散した液を本架橋型保護層用塗工液に加えてもよい。このとき、架橋型保護層の膜厚は、10〜30μm、好ましくは10〜25μmである。10μmより薄いと充分な帯電電位が維持できず、30μmより厚いと硬化時の体積収縮により導電性基体または下引き層との剥離が生じやすくなる。
また、架橋型保護層が単層構造の感光層の表面部分である場合、感光層の下層部分は電荷発生機能を有する電荷発生物質と電荷輸送機能を有する電荷輸送物質と結着樹脂を適当な溶媒に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することによって形成できる。また、必要により可塑剤やレベリング剤等を添加することもできる。電荷発生物質の分散方法、それぞれ電荷発生物質、電荷輸送物質、可塑剤、レベリング剤は前記電荷発生層、電荷輸送層において既に述べたものと同様のものが使用できる。結着樹脂としては、先に電荷輸送層の項で挙げた結着樹脂のほかに、電荷発生層で挙げたバインダー樹脂を混合して用いてもよい。また、先に挙げた高分子電荷輸送物質も使用可能で、架橋型保護層への下層感光層組成物の混入を低減できる点で有用である。かかる感光層の下層部分の膜厚は、5〜30μm程度が適当であり、好ましくは10〜25μm程度が適当である。
単層構造の感光層中に含有される電荷発生物質は感光層全量に対し1〜30重量%が好ましく、感光層の下層部分に含有される結着樹脂は全量の20〜80重量%、電荷輸送物質は10〜70重量部が良好に用いられる。
以下、本発明の層構造について説明する。
<電子写真感光体の層構造について>
本発明の電子写真感光体について、図面を用いて詳しく説明する。
図1は、本発明に用いられる電子写真感光体の構成例を表す断面図であり、導電性支持体(51)上に、下引き層(53)、感光層(56)が順に積層された構成をとっている。
この場合、感光層(56)は図2に示すような電荷発生層(54)と電荷輸送層(55)の積層構成からなっても良く、図3に示すように電荷発生層(54)と電荷輸送層(55)からなる感光層(56)上に保護層(57)を設けても良い。
また、図4に示すように、導電性支持体(51)と下引き層(53)との間に電荷ブロッキング層(52)を設けても良い。
図5は、本発明に用いられる電子写真感光体の別の構成例を示す断面図であり、前例に倣って、導電性支持体上に、電荷ブロッキング層(52)、下引き層(53)、電荷発生層(54)、電荷輸送層(55)が順に積層された構成をとっている。
図6は、本発明に用いられる電子写真感光体の更に別の構成例を示す断面図であり、これも前例に倣って、導電性支持体(51)上に、電荷ブロッキング層(52)、下引き層(53)、電荷発生層(54)、電荷輸送層(55)、保護層(57)が順に積層された構成をとっている。
上述の図1から図6の構成の中でも、図3及び図6に示す構成の感光体が最も良好に使用される。
<導電性支持体について>
導電性支持体としては、体積抵抗1010Ω・cm以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいはアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板およびそれらを押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理を施した管などを使用することができる。また、特開昭52−36016号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体として用いることができる。
この他、上記支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものについても、本発明の導電性支持体として用いることができる。
この導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、また、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズ、ITOなどの金属酸化物粉体などが挙げられる。また、同時に用いられる結着樹脂には、ポリスチレン、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、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂が挙げられる。このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。
さらに、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、ポリテトラフロロエチレン系フッ素樹脂などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、本発明の導電性支持体として良好に用いることができる。
<電荷ブロッキング層について>
電荷ブロッキング層は、モアレ防止のための下引き層と積層することにより、下引き層とは異なる材料を利用でき、像形成部材のための設計の自由度を拡張することができる。
つまり、電荷ブロッキング層は、下引き層に複数の機能を与えることなく、モアレの発生の防止という単一機能を与えることを可能にし、よりモアレ防止効果を向上させることができるため、電荷ブロッキング層を設けることが好ましい。
電荷ブロッキング層は、感光体帯電時に電極(導電性支持体)に誘起される逆極性の電荷が、支持体から感光層に注入するのを防止する機能を有する層である。負帯電の場合には正孔注入防止、正帯電の場合には電子注入防止の機能を有する。
また、整流性のある導電性高分子や、帯電極性に合わせてアクセプター(ドナー)性の樹脂・化合物などを加えて、基体からの電荷注入を制抑するなどの機能を持たせても良い。
本発明の電子写真感光体電荷ブロッキング層に用いられるN−アルコキシメチル化ナイロンは、ポリアミド6、ポリアミド12またはこれらを構成成分として含む共重合ポリアミドを、例えば、T.L.Cairns(J.Am.Chem.Soc.71.P651(1949))が提案する方法で変性することにより得ることができる。N−アルコキシメチル化ナイロンは元のポリアミドのアミド結合の水素がアルコキシメチル基によって置換されたものであり、メチルアルコール、エチルアルコールまたはイソプロピルアルコールに可溶であり、特に低級アルコールに対し高い溶解性を有し、塗工液の溶剤としてアルコールを用いることができるので、N−アルコキシメチル化ナイロンは、メチルエチルケトンなどのケトン系溶剤に溶解されることなく、電荷ブロッキング層を形成することができ好ましい。
本発明で用いるN−アルコキシメチル化ナイロンは、炭素数1〜10のアルコキシ基を有するN−アルコキシメチル化ナイロンが塗布液調製用の溶媒に対する溶解性が良好であるため、好適に使用することができる。炭素数1〜10のアルコキシ基を有するN−アルコキシメチル化ナイロンとしては、メトキシメチル化ナイロン、エトキシメチル化ナイロン、ブトキシメチル化ナイロン等を例示することができる。中でも、メトキシメチル化ナイロンが最も好適に使用できる。
また、前記置換率は、変性条件により広範囲で選択可能であるが、20〜40mol%であることが電荷ブロッキング層の吸湿性を抑え、環境安定性の面で好ましい。さらに、前記置換率が20モル%未満では、得られる樹脂の溶剤に対する溶解度が低下して、溶剤塗工が困難になる。特に、低級アルコール(メタノール、エタノールなど)への溶解度が著しく低下する。
また、電荷ブロッキング層の塗工溶媒としては、前記N−アルコキシメチル化ナイロンはアルコール可溶性を示すため、アルコール系溶媒、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等もしくはそれらの混合溶媒が用いられる。このうち、本発明で使用するN−アルコキシメチル化ナイロンは、メタノールに対する溶解性が最も高いため、アルコール系溶媒としてはメタノールが最も適当である。
しかしながら、メタノール単独を塗工溶媒として使用した場合には、溶媒の蒸発速度が大きく、かつ潜熱が大きいために、塗膜指触乾燥時にブラッシングという塗膜欠陥を発生させる。これを回避するためにこのため、メタノールよりも蒸発速度の遅いアルコール系溶媒との併用(2種以上のアルコール系溶媒の併用)が好ましい。メタノール以外のアルコール系溶媒としては、炭素数があまり大きくない溶媒ではブラッシング防止の効果が得られないため、炭素数が3以上のアルコール系溶媒が良好に使用される。例えば、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、iso−ブタノール、tert−ブタノール、n−ペンタノール等が挙げられる。炭素数があまり大きい場合には、指触乾燥時間が長くなるばかりでなく、N−アルコキシメチル化ナイロンの溶解性が低下する。そのため、炭素数は、6以下程度が適当である。
また、上記アルコール系溶媒の他に混合溶媒として、水を加えることによって、N−アルコキシメチル化ナイロンとアルコール系溶媒との相溶性が高まって、塗工液の経時安定性が大きくなるため、さらに好ましい。溶媒中の水の含有率としては5〜20wt%が塗膜性と液安定性の両立の面でより好ましい。 なお、この含有率とは、塗工液に用いられる全溶媒中の水の重量%で表される。
尚、本発明で使用される水としては、水道水の使用も可能であるが、不純物が排除された蒸留水、イオン交換水等が適当であり、更には適当なサイズのフィルターによって濾過工程を経たものが更に好ましい。
この他、この塗工液を用いて作製する電荷ブロッキング層の設計に応じて、微粒子や添加剤(例えば、電子受容性物質、硬化剤、分散剤など)を加えても良い。また、必要に応じてアルコール系溶媒以外の有機溶媒を加えても良い。
また、電荷ブロッキング層の膜厚は0.1μm以上2.0μm未満、好ましくは0.5μm以上1.0μm以下程度が適当である。電荷ブロッキング層が厚くなると、帯電と露光の繰返しによって、特に低温低湿で残留電位の上昇が著しく、また、膜厚が薄すぎるとブロッキング性の効果が小さくなる。また電荷ブロッキング層には、必要に応じて硬化(架橋)に必要な薬剤、溶剤、添加剤、硬化促進材等を加えて、常法により、ブレード塗工、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート法などにより基体上に形成される。塗布後は乾燥や加熱、光等の硬化処理により乾燥あるいは硬化させる。
<下引き層について>
下引き層は、レーザー光のようなコヒーレント光による書き込みを行う際に、感光層内部での光干渉によるモアレ像(干渉縞)の発生を防止する機能を有する層である。
基本的には、前記書き込み光の光散乱を起こす機能を有する。このような機能を発現するために、下引き層は屈折率の大きな材料を有することが有効であり、無機微粒子(P1)と架橋性樹脂(結着樹脂:主樹脂+架橋剤)を含有し、無機微粒子(P1)が架橋性樹脂中に分散された構成であり、モアレ防止機能を有さない電荷ブロッキング層とは異なるものである。
また、下引き層は耐リーク性獲得のために適切な抵抗を得ることも必要である。
前記無機微粒子(P1)を下引き層に含有させることにより、下引き層の体積抵抗及びその環境依存性を容易に且つ確実に制御することができ、リーク防止性と電気特性との双方をより向上させることができ好ましい。
したがって、電荷輸送層の厚膜化等に際し、効果的に「地汚れ」を防止することが可能となる。
下引き層を移動する電荷は、主に電子であることから、前記無機微粒子(P1)はN型半導性粒子であることが好ましい。
N型半導性粒子を絶縁性バインダーに含有させた下引き層は、導電性支持体からのホール注入を効率的にブロックし、また、感光層からの電子に対しては輸送性を示す性質を有する。
その結果、下引き層の整流性が向上し、黒ポチや地汚れの発生が防止され、且つ現像性を増大させて、高階調で鮮鋭性が良好な電子写真画像を得ることができ好ましい。
前記無機微粒子(P1)の比抵抗値は、10Ω・cm以上、1013Ω・cm以下であることが好ましい。1013Ω・cm以上であると地汚れ防止効果は大きくなるが、明部電位は上昇することになり、10Ω・cm以下であると地汚れ防止効果は小さくなる。
無機微粒子(P1)としては、例えば、酸化亜鉛、鉛白、酸化アルミニウム、酸化インジウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化珪素、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、酸化ジルコニウム等が挙げられ、なかでも酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタンの使用が望ましい。
特に、酸化チタンは可視光及び近赤外光に対してほとんど吸収がなく白色であり、感光体の高感度化には望ましい。また、酸化チタンは屈折率が比較的大きく、レーザー光のような可干渉光で画像の書き込みを行う際に発生する干渉縞模様の異常画像発生を効果的に防止することができ、隠蔽力の観点から、好ましい。
また、上記材料から2種類以上の無機微粒子(P1)を選択して併用することができる。
酸化チタンの結晶型として、ルチル型、アナターゼ型、ブルカイト型およびアモルファス型などがあり、いかなる結晶型を用いてもよく、針状結晶、粒状結晶のいずれの酸化チタンも、単独、もしくは混合して使用することができるが、本発明においては、ルチル型の結晶型であることが特に好ましい。
下引き層に含まれる無機微粒子(P1)の平均一次粒径は、0.05〜1μmであることが好ましく、0.1〜0.5μmであることがより好ましい。無機微粒子の平均一次粒径がこの範囲を超えると、結着樹脂中への分散性が低下し、その結果、リーク防止性と電気特性との両立が困難となる傾向にある。
また、図1乃至図6から明らかなように、本発明の下引き層においては少なくとも感光体表面に帯電される電荷とは同極性の電荷を移動できる機能を有することが残留電位防止の観点から好ましい。このため、例えば負帯電型感光体の場合、下引き層には電子伝導性を付与することが望ましく、使用する微粒子に電子伝導性を有するものを使用するか、導電性のものを使用することが望ましい。あるいは、下引き層に電子伝導性の材料(例えば、アクセプター)などを使用することは本発明の効果を一層顕著なものにするものである。
下引き層に用いられる架橋性樹脂は、下引き層の上に感光層を積層することを考慮すると、感光層の塗工溶媒に侵されないことが肝要である。
架橋性樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、カゼインなどの水溶性樹脂、共重合ナイロン樹脂等のアルコール可溶性樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂など三次元網目構造を形成する硬化型樹脂などを用いることができる。
その中でもアルキド樹脂は、単独または架橋剤を併用して用いることにより、優れた耐溶剤性が得られ、また環境変化に対する抵抗値の依存性が少ないことから架橋性樹脂として好ましい。
この際、アルキド樹脂とメラミン樹脂との混合比は、下引き層の構造及び特性を決定する重要な因子である。両者の比(重量比)が5/5〜8/2の範囲が良好な混合比の範囲として挙げることができる。5/5よりもメラミン樹脂がリッチであると、熱硬化の際に体積収縮が大きくなり塗膜欠陥を生じやすくなったり、感光体の残留電位を大きくしたりする方向にあり望ましくない。また、8/2よりもアルキド樹脂がリッチであると、感光体の残留電位低減には効果があるものの、バルク抵抗が低くなりすぎて地汚れが悪くなる方向になり望ましくない。下引き層の結着樹脂として硬化性樹脂を用いる場合、下引き層塗工液に含有させる結着材料は該硬化性樹脂のモノマーおよび/またはオリゴマーとなる。
下引き層は、必要に応じて架橋剤を含有してもよい。アルキド樹脂の有する官能基と架橋剤の有する官能基が化学結合して樹脂が硬化することにより、製膜性向上や、導電性支持体及び感光層の接着性を向上させることができる。
架橋剤の好適な例としては、ブロックイソシアネート化合物、メラミン樹脂、エポキシ化合物などが挙げられ、架橋に用いる官能基が過不足なく反応することが望ましい。中でもメラミン樹脂が塗膜性能(密着性、耐食性、耐薬品性など)の観点から最も適している。
下引き層においては、前記無機微粒子(P1)と架橋性樹脂の重量比が重要な特性を決定する。このため、無機微粒子(P1)と架橋性樹脂の重量比が3/1乃至8/1の範囲であることが重要である。無機微粒子(P1)の比容に依存するが、両者の重量比が3/1未満であると、下引き層の電荷輸送能が低下するだけでなく、繰り返し使用における残留電位の上昇が大きくなり、光応答性が低下する場合がある。両者の重量比が8/1より大きいと、下引き層中の空隙が増大して、下引き層上に感光層を塗布した場合に気泡が発生する場合がある。
一方、重量比が3/1を超える領域では架橋性樹脂における結着能が劣るだけでなく、塗膜の表面性が悪化し、上層の感光層の成膜性に悪影響を与える場合がある。この影響は感光層が積層タイプで構成され、電荷発生層のような薄層を形成する場合に深刻な問題になり得るものである。また容積比が3/1を超える場合には、無機微粒子表面を結着樹脂が覆い尽くせない場合が存在し、電荷発生物質と直接接触することで、熱キャリア生成の確率が大きくなり、地汚れに対して悪影響を与える場合がある。
また、下引き層の膜厚は1〜10μm、好ましくは2〜5μmとするのが適当である。膜厚が1μm未満では効果の発現性が小さく、10μmを越えると残留電位の蓄積を生じる場合があるので望ましくない。
下引き層の形成方法としては、ブレード塗工、浸漬塗工、スプレー塗工、リング塗工、ビート塗工などの湿式塗工法が採用される。
下引き層用塗工液に用いられる溶剤としては、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセルソルブ、酢酸エチル、酢酸メチル、ジクロロメタン、ジクロロエタン、モノクロロベンゼン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、リグロイン等が挙げられるが、下層に電荷ブロッキング層を設ける場合には、これを浸食しない溶媒が用いられる。
上記無機微粒子(P1)、架橋性樹脂、溶剤等は、ボールミル、縦型サンドミル、横型サンドミル、ペイントコンディショナー等の分散メディアを用いる粉砕型分散機、または分散メディアを用いない、例えば、超音波分散法、ロールミル、衝撃ミル等によって結着樹脂中に分散される。
親水性微粒子と架橋性樹脂(結着樹脂:主樹脂+架橋剤)の比率としては、前述した比率が最適であるが、分散時の全塗工液量に対する固形分濃度は全塗工液量の50wt%以下が望ましい。この理由については定かではないが、無機微粒子(P1)と架橋性樹脂の量が全体として多くなると無機微粒子(P1)としては一次粒子の割合が多くなり、架橋性樹脂としては溶媒に対する溶解度に対して飽和状態に近づくため、圧力や温度などにより架橋性樹脂の再結晶化現象または一次粒子の再凝集を起こす危険性が高い。そのため、下引き層用塗工液の分散安定性が低下したり、分散直後の未分散物が多量に発生したりする。調製した下引き層用塗工液を導電性支持体上に塗工し、乾燥することで下引き層が形成される。
<保護層について>
本発明の電子写真感光体には、感光層保護の目的で、保護層を感光層の上に設けることができる。近年、日常的にコンピュータの使用が行われるようになり、プリンターによる高速出力とともに、装置の小型も望まれている。従って、保護層を設け、耐久性を向上させることによって、本発明の高感度で異常欠陥のない感光体を有用に用いることができる。
保護層に使用される材料としてはABS樹脂、ACS樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリスチレン、AS樹脂、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。中でも、ポリカーボネートもしくはポリアリレートが最も良好に使用できる。
(微粒子分散型保護層)
保護層にはその他、耐摩耗性を向上する目的でポリテトラフルオロエチレンのような弗素樹脂、シリコーン樹脂、及びこれらの樹脂に酸化チタン、酸化錫、チタン酸カリウム、酸化ケイ素等の無機微粒子(P2)、また有機微粒子を分散したもの等を添加することができる。
また、感光体の保護層に用いられる微粒子材料のうち有機微粒子材料としては、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末、シリコーン樹脂粉末、a−カーボン粉末等が挙げられ、無機微粒子材料(P2)としては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、二酸化珪素、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウム等の金属酸化物、チタン酸カリウムなどの無機材料が挙げられる。特に、微粒子の硬度の点からは、この中でも無機材料を用いることが有利である。特に、二酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウムが有効に使用できる。
保護層中の微粒子濃度は使用する微粒子種により、また感光体を使用する電子写真プロセス条件によっても異なるが、保護層の最表層側において全固形分に対する微粒子の比で5重量%以上、好ましくは10重量%以上、50重量%以下、好ましくは30重量%以下程度が良好である。
また、使用する微粒子の体積平均粒径は、0.1μm〜2μmの範囲が良好に使用され、好ましくは0.3μm〜1μmの範囲である。この場合、平均粒径が小さすぎると耐摩耗性が十分に発揮されず、大きすぎると塗膜の表面性が悪くなったり、塗膜そのものが形成できなかったりするからである。
尚、本発明における微粒子の平均粒径とは、特別な記載のない限り体積平均粒径であり、超遠心式自動粒度分布測定装置:CAPA−700(堀場製作所製)により求めたものである。この際、累積分布の50%に相当する粒子径(Median系)として算出されたものである。また、同時に測定される各々の粒子の標準偏差が1μm以下であることが重要である。これ以上の標準偏差の値である場合には、粒度分布が広すぎて、微粒子添加の効果が顕著に得られなくなってしまう場合がある。
また、これらの微粒子の中でも高い絶縁性を有し、熱安定性が高い上に、耐摩耗性が高い六方最密構造であるα−酸化アルミニウムは、画像ボケの抑制や耐摩耗性の向上の点から特に有用である。
更に詳述すると、画像ボケが発生しにくいフィラーとしては、電気絶縁性が高いフィラー(比抵抗が1010Ω・cm以上)が好ましく、フィラーのpHが5以上を示すものやフィラーの誘電率が5以上を示すものが特に有効に使用できる。また、pHが5以上のフィラーあるいは誘電率が5以上のフィラーを単独で使用することはもちろん、pHが5以下のフィラーとpHが5以上のフィラーとを2種類以上を混合したり、誘電率が5以下のフィラーと誘電率が5以上のフィラーとを2種類以上混合したりして用いることも可能である。また、これらのフィラーの中でも高い絶縁性を有し、熱安定性が高い上に、耐摩耗性が高い六方細密構造であるα型アルミナは、画像ボケの抑制や耐摩耗性の向上の点から特に有用である。
本発明において使用するフィラーの比抵抗は以下のように定義される。フィラーのような粉体は、充填率によりその比抵抗値が異なるので、一定の条件下で測定する必要がある。本発明においては、特開平5−113688号公報(図1)に示された測定装置と同様の構成の装置を用いて、フィラーの比抵抗値を測定し、この値を用いた。測定装置において、電極面積は4.0cmである。測定前に片側の電極に4kgの荷重を1分間かけ、電極間距離が4mmになるように試料量を調節する。測定の際は、上部電極の重量(1kg)の荷重状態で測定を行ない、印加電圧は100Vにて測定する。10Ω・cm以上の領域は、HIGH RESISTANCE METER(横河ヒューレットパッカード)、それ以下の領域についてはデジタルマルチメーター(フルーク)により測定した。これにより得られた比抵抗値を本発明でいうところの比抵抗値と定義するものである。
更に、これらの微粒子は少なくとも一種の表面処理剤で表面処理させることが可能であり、そうすることが微粒子の分散性の面から好ましい。微粒子の分散性の低下は残留電位の上昇だけでなく、塗膜の透明性の低下や塗膜欠陥の発生、さらには耐摩耗性の低下をも引き起こすため、高耐久化あるいは高画質化を妨げる大きな問題に発展する可能性がある。表面処理剤としては、従来用いられている表面処理剤すべてを使用することができるが、微粒子の絶縁性を維持できる表面処理剤が好ましい。例えば、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコアルミネート系カップリング剤、高級脂肪酸等、あるいはこれらとシランカップリング剤との混合処理や、Al、TiO、ZrO、シリコーン、ステアリン酸アルミニウム等、あるいはそれらの混合処理が微粒子の分散性及び画像ボケの点からより好ましい。シランカップリング剤による処理は、画像ボケの影響が強くなるが、上記の表面処理剤とシランカップリング剤との混合処理を施すことによりその影響を抑制できる場合がある。表面処理量については、用いる微粒子の平均一次粒径によって異なるが、3〜30wt%が適しており、5〜20wt%がより好ましい。表面処理量がこれよりも少ないと微粒子の分散効果が得られず、また多すぎると残留電位の著しい上昇を引き起こす。これら微粒子材料は単独もしくは2種類以上混合して用いられる。微粒子の表面処理量に関しては、上述のように微粒子量に対する使用する表面処理剤の重量比で定義される。
これら微粒子材料は、適当な分散機を用いることにより分散できる。また、保護層の透過率の点から使用する微粒子は1次粒子レベルまで分散され、凝集体が少ない方が好ましい。
また、保護層には残留電位低減、応答性改良のため、電荷輸送物質を含有しても良い。電荷輸送物質は、電荷輸送層の説明のところに記載した材料を用いることができる。電荷輸送物質として、低分子電荷輸送物質を用いる場合には、保護層中における濃度傾斜を設けても構わない。耐摩耗性向上のため、表面側を低濃度にすることは有効な手段である。ここで言う濃度とは、保護層を構成する全材料の総重量に対する低分子電荷輸送物質の重量の比を表し、濃度傾斜とは上記重量比において表面側において濃度が低くなるような傾斜を設けることを示す。また、高分子電荷輸送物質を用いることは、感光体の耐久性を高める点で非常に有利である。
保護層の形成法としては、塗工膜形成時の溶媒含有量、溶媒との接触時間を少なくする方法が好ましく、具体的には、スプレーコート法、塗工液量を規制したリングコート法が特に好ましい。
(架橋型保護層)
また、別の形態の保護層として、電荷輸送性構造を有する架橋型保護層が有効に使用される。電荷輸送性構造を有する架橋型保護層を用いることにより、繰り返し使用による電界強度の増加を抑制することがさらに効率よく実現し、地汚れの抑制に有効となる。また、感光体表面の耐傷性も高く、フィルミング等も発生しにくいことから画像欠陥の発生を低減させる効果も有しており、高耐久化を実現する上で有効かつ有用である。更に、微粒子分散型保護層に比べて保護層としての均質性の点から、架橋型保護層の方が均質性は高い。このことは、クリーニング部材等による感光体表面層としての摩耗が均一になり、また微少領域での感光体静電特性も均一になるため、微粒子分散型保護層よりも更に有効に使用できる。要するに、本発明は、感光層上に設けられた保護層が、少なくとも電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーと電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化した架橋型保護層であることにより、高耐久性を有し、かつ長期間にわたり高画質化を実現する電子写真感光体が達成されるものである。
本発明の感光体においては、その表面層に3官能以上のラジカル重合性モノマーを用いることにより、3次元の網目構造が発達し、架橋度が非常に高い高硬度表面層が得られ、高い耐摩耗性が達成される。これに対し、1官能及び2官能のラジカル重合性モノマーのみを用いた場合は、架橋型保護層中の架橋結合が希薄となり飛躍的な耐摩耗性向上が達成されない。架橋型保護層に高分子材料が含有されている場合、3次元網目構造の発達が阻害され架橋度の低下が起こり、本発明に比べ充分な耐摩耗性が得られない。更に、含有される高分子材料とラジカル重合性組成物(ラジカル重合性モノマーや電荷輸送性構造を有する化合物)の反応より生じた硬化物との相溶性が悪く、相分離から局部的な摩耗が生じ、表面の傷となって現れる。また、本発明の架橋型保護層の塗工液は電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を含有しており、これが上記3官能以上のラジカル重合性モノマー硬化時に架橋結合中に取り込まれる。これに対し、官能基を有しない低分子電荷輸送物質を架橋型保護層中に含有させた場合、その相溶性の低さから低分子電荷輸送物質の析出や白濁現象が起こり、架橋型保護層の機械的強度も低下する。2官能以上の電荷輸送性化合物を主成分として用いた場合は複数の結合で架橋構造中に固定されるが、電荷輸送性構造が非常に嵩高いため硬化樹脂中に歪みが発生し架橋型保護層の内部応力が高くなり、キャリア付着等でクラックや傷の発生が頻発する。
更に、本発明の感光体は良好な電気的特性を有し、このため長期間にわたり高画質化が実現される。これは電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を用い、架橋結合間にペンダント状に固定化したことに起因する。上記のように官能基を有しない電荷輸送物質は析出、白濁現象が起こり、感度の低下、残留電位の上昇など繰り返し使用における劣化が著しい。2官能以上の電荷輸送性化合物を主成分として用いた場合は複数の結合で架橋構造中に固定されるため、電荷輸送時の中間体構造(カチオンラジカル)が安定して保てず、電荷のトラップによる感度の低下、残留電位の上昇が起こる。これらの電気的特性の劣化は、画像濃度低下、文字の細り等の画像として現れる。
次に、本発明の架橋型保護層塗布液の構成材料について説明する。
本発明に用いられる電荷輸送性を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーとは、例えばトリアリールアミン、ヒドラゾン、ピラゾリン、カルバゾールなどの正孔輸送性構造、例えば縮合多環キノン、ジフェノキノン、シアノ基やニトロ基を有する電子吸引性芳香族環などの電子輸送構造を有しておらず、且つラジカル重合性官能基を3個以上有するモノマーを指す。このラジカル重合性官能基としては、炭素−炭素2重結合を有し、ラジカル重合可能な基であれば何れでもよい。
これらラジカル重合性官能基としては、例えば、下記に示す1−置換エチレン官能基、1,1−置換エチレン官能基が挙げられる。
(1)1−置換エチレン官能基としては、例えば以下の式で表わされる官能基が挙げられる。
Figure 2010217784
(ただし、式中、X1は、置換基を有していてもよいフェニレン基、ナフチレン基等のアリーレン基、置換基を有していてもよいアルケニレン基、−CO−基、−COO−基、−CON(R10)−基(R10は、水素、メチル基、エチル基等のアルキル基、ベンジル基、ナフチルメチル基、フェネチル基等のアラルキル基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基を表す。)、または−S−基を表わす。)
これらの置換基を具体的に例示すると、ビニル基、スチリル基、2−メチル−1,3−ブタジエニル基、ビニルカルボニル基、アクリロイルオキシ基、アクリロイルアミノ基、ビニルチオエーテル基等が挙げられる。
(2)1,1−置換エチレン官能基としては、例えば以下の式で表わされる官能基が挙げられる。
Figure 2010217784
(ただし、式中、Yは、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアラルキル基、置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基等のアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、メトキシ基あるいはエトキシ基等のアルコキシ基、−COOR11基(R11は、水素原子、置換基を有していてもよいメチル基、エチル基等のアルキル基、置換基を有していてもよいベンジル、フェネチル基等のアラルキル基、置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基等のアリール基、または−CONR12R13(R12およびR13は、水素原子、置換基を有していてもよいメチル基、エチル基等のアルキル基、置換基を有していてもよいベンジル基、ナフチルメチル基、あるいはフェネチル基等のアラルキル基、または置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基等のアリール基を表わし、互いに同一または異なっていてもよい。)、また、X2は上記式10のX1と同一の置換基及び単結合、アルキレン基を表わす。ただし、Y,X2の少なくとも何れか一方がオキシカルボニル基、シアノ基、アルケニレン基、及び芳香族環である。)
これらの置換基を具体的に例示すると、α−塩化アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、α−シアノエチレン基、α−シアノアクリロイルオキシ基、α−シアノフェニレン基、メタクリロイルアミノ基等が挙げられる。
なお、これらX1,X2、Yについての置換基にさらに置換される置換基としては、例えばハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、メチル基、エチル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基等のアリールオキシ基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等が挙げられる。
これらのラジカル重合性官能基の中では、特にアクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基が有用であり、3個以上のアクリロイルオキシ基を有する化合物は、例えばヒドロキシル基がその分子中に3個以上ある化合物とアクリル酸(塩)、アクリル酸ハライド、アクリル酸エステルを用い、エステル反応あるいはエステル交換反応させることにより得ることができる。また、3個以上のメタクリロイルオキシ基を有する化合物も同様にして得ることができる。また、ラジカル重合性官能基を3個以上有する単量体中のラジカル重合性官能基は、同一でも異なっても良い。
電荷輸送性構造を有しない3官能以上の具体的なラジカル重合性モノマーとしては、以下のものが例示されるが、これらの化合物に限定されるものではない。
すなわち、本発明において使用する上記ラジカル重合性モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパンアルキレン変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキシ変性(以後EO変性)トリアクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキシ変性(以後PO変性)トリアクリレート、トリメチロールプロパンカプロラクトン変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンアルキレン変性トリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)、グリセロールトリアクリレート、グリセロールエピクロロヒドリン変性(以後ECH変性)トリアクリレート、グリセロールEO変性トリアクリレート、グリセロールPO変性トリアクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、ジペンタエリスリトールカプロラクトン変性ヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタアクリレート、アルキル化ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、アルキル化ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、アルキル化ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジメチロールプロパンテトラアクリレート(DTMPTA)、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、リン酸EO変性トリアクリレート、2,2,5,5,−テトラヒドロキシメチルシクロペンタノンテトラアクリレートなどが挙げられ、これらは、単独又は2種類以上を併用しても差し支えない。
また、本発明に用いられる電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーとしては、架橋型保護層中に緻密な架橋結合を形成するために官能基割合(分子量/官能基数)が250以下が望ましい。官能基割合が250より大きい場合、架橋型保護層は柔らかく、耐摩耗性が幾分低下するため、上記例示したモノマー等中、EO、PO、カプロラクトン等の変性基を有するモノマーにおいては、極端に長い変性基を有するものを単独で使用することは好ましくはない。また、表面層に用いられる電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーの成分割合は、架橋型保護層全量に対し20〜80重量%、好ましくは30〜70重量%であり、実質的には塗工液固形分中の3官能以上のラジカル重合性モノマーの割合に依存する。モノマー成分が20重量%未満では架橋型保護層の3次元架橋結合密度が少なく、従来の熱可塑性バインダー樹脂を用いた場合に比べ飛躍的な耐摩耗性向上が達成されない。また、80重量%を超えると電荷輸送性化合物の含有量が低下し、電気的特性の劣化が生じる。使用されるプロセスによって要求される耐摩耗性や電気特性が異なるため一概には言えないが、両特性のバランスを考慮すると30〜70重量%の範囲が最も好ましい。
本発明に用いられる電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物とは、例えばトリアリールアミン、ヒドラゾン、ピラゾリン、カルバゾールなどの正孔輸送性構造、例えば縮合多環キノン、ジフェノキノン、シアノ基やニトロ基を有する電子吸引性芳香族環などの電子輸送構造を有しており、且つ1個のラジカル重合性官能基を有する化合物を指す。このラジカル重合性官能基としては、上記式10又は式11で示される官能基が挙げられる。さらに具体的には、先のラジカル重合性モノマーで示したものが挙げられ、特にアクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基が有用である。また、電荷輸送性構造としてはトリアリールアミン構造が効果が高く、中でも下記一般式(2)又は(3)の構造で示される化合物を用いた場合、感度、残留電位等の電気的特性が良好に持続される。
Figure 2010217784
Figure 2010217784
(式中、R1は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアラルキル基、置換基を有してもよいアリール基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、−COOR7(R7は水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアラルキル基又は置換基を有してもよいアリール基)、ハロゲン化カルボニル基若しくはCONR8R9(R8及びR9は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアラルキル基又は置換基を有してもよいアリール基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい)を表わし、Ar1、Ar2は置換もしくは未置換のアリーレン基を表わし、同一であっても異なってもよい。Ar3、Ar4は置換もしくは未置換のアリール基を表わし、同一であっても異なってもよい。Xは単結合、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のシクロアルキレン基、置換もしくは無置換のアルキレンエーテル基、酸素原子、硫黄原子、ビニレン基を表わす。Zは置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアルキレンエーテル2価基、アルキレンオキシカルボニル2価基を表わす。m、nは0〜3の整数を表わす。)
以下に、一般式(2)、(3)の具体例を示す。
前記一般式(2)、(3)において、R1の置換基中、アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等、アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等が、アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基が、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等がそれぞれ挙げられ、これらは、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、メチル基、エチル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基等のアリールオキシ基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等により置換されていても良い。
R1の置換基のうち、特に好ましいものは水素原子、メチル基である。
置換もしくは未置換のAr3、Ar4はアリール基であり、アリール基としては縮合多環式炭化水素基、非縮合環式炭化水素基及び複素環基が挙げられる。
該縮合多環式炭化水素基としては、好ましくは環を形成する炭素数が18個以下のもの、例えば、ペンタニル基、インデニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、as−インダセニル基、s−インダセニル基、フルオレニル基、アセナフチレニル基、プレイアデニル基、アセナフテニル基、フェナレニル基、フェナントリル基、アントリル基、フルオランテニル基、アセフェナントリレニル基、アセアントリレニル基、トリフェニレル基、ピレニル基、クリセニル基、及びナフタセニル基等が挙げられる。
該非縮合環式炭化水素基としては、ベンゼン、ジフェニルエーテル、ポリエチレンジフェニルエーテル、ジフェニルチオエーテル及びジフェニルスルホン等の単環式炭化水素化合物の1価基、あるいはビフェニル、ポリフェニル、ジフェニルアルカン、ジフェニルアルケン、ジフェニルアルキン、トリフェニルメタン、ジスチリルベンゼン、1,1−ジフェニルシクロアルカン、ポリフェニルアルカン、及びポリフェニルアルケン等の非縮合多環式炭化水素化合物の1価基、あるいは9,9−ジフェニルフルオレン等の環集合炭化水素化合物の1価基が挙げられる。
複素環基としては、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、オキサジアゾール、及びチアジアゾール等の1価基が挙げられる。
また、前記Ar3、Ar4で表わされるアリール基は例えば以下に示すような置換基を有してもよい。
(1)ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基等。
(2)アルキル基、好ましくは、C1〜C12とりわけC1〜C8、さらに好ましくはC1〜C4の直鎖または分岐鎖のアルキル基であり、これらのアルキル基にはさらにフッ素原子、ヒドロキシル基、シアノ基、C1〜C4のアルコキシ基、フェニル基又はハロゲン原子、C1〜C4のアルキル基もしくはC1〜C4のアルコキシ基で置換されたフェニル基を有していてもよい。具体的にはメチル基、エチル基、n−ブチル基、i−プロピル基、t−ブチル基、s−ブチル基、n−プロピル基、トリフルオロメチル基、2−ヒドロキエチル基、2−エトキシエチル基、2−シアノエチル基、2−メトキシエチル基、ベンジル基、4−クロロベンジル基、4−メチルベンジル基、4−フェニルベンジル基等が挙げられる。
(3)アルコキシ基(−OR2)であり、R2は(2)で定義したアルキル基を表わす。具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、t−ブトキシ基、n−ブトキシ基、s−ブトキシ基、i−ブトキシ基、2−ヒドロキシエトキシ基、ベンジルオキシ基、トリフルオロメトキシ基等が挙げられる。
(4)アリールオキシ基であり、アリール基としてはフェニル基、ナフチル基が挙げられる。これは、C1〜C4のアルコキシ基、C1〜C4のアルキル基またはハロゲン原子を置換基として含有してもよい。具体的には、フェノキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、4−メトキシフェノキシ基、4−メチルフェノキシ基等が挙げられる。
(5)アルキルメルカプト基またはアリールメルカプト基であり、具体的にはメチルチオ基、エチルチオ基、フェニルチオ基、p−メチルフェニルチオ基等が挙げられる。
(6)
Figure 2010217784
(式中、R3及びR4は各々独立に水素原子、前記(2)で定義したアルキル基、またはアリール基を表わす。アリール基としては、例えばフェニル基、ビフェニル基又はナフチル基が挙げられ、これらはC1〜C4のアルコキシ基、C1〜C4のアルキル基またはハロゲン原子を置換基として含有してもよい。R3及びR4は共同で環を形成してもよい)
具体的には、アミノ基、ジエチルアミノ基、N−メチル−N−フェニルアミノ基、N,N−ジフェニルアミノ基、N,N−ジ(トリール)アミノ基、ジベンジルアミノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、ピロリジノ基等が挙げられる。
(7)メチレンジオキシ基、又はメチレンジチオ基等のアルキレンジオキシ基又はアルキレンジチオ基等が挙げられる。
(8)置換又は無置換のスチリル基、置換又は無置換のβ−フェニルスチリル基、ジフェニルアミノフェニル基、ジトリルアミノフェニル基等。
前記Ar1、Ar2で表わされるアリーレン基としては、前記Ar3、Ar4で表されるアリール基から誘導される2価基である。
前記Xは単結合、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のシクロアルキレン基、置換もしくは無置換のアルキレンエーテル基、酸素原子、硫黄原子、ビニレン基を表わす。ただし、上記mが0の場合はXは単結合でない方が好ましい。
置換もしくは無置換のアルキレン基としては、C1〜C12、好ましくはC1〜C8、さらに好ましくはC1〜C4の直鎖または分岐鎖のアルキレン基であり、これらのアルキレン基にはさらにフッ素原子、ヒドロキシル基、シアノ基、C1〜C4のアルコキシ基、フェニル基又はハロゲン原子、C1〜C4のアルキル基もしくはC1〜C4のアルコキシ基で置換されたフェニル基を有していてもよい。具体的にはメチレン基、エチレン基、n−ブチレン基、i−プロピレン基、t−ブチレン基、s−ブチレン基、n−プロピレン基、トリフルオロメチレン基、2−ヒドロキエチレン基、2−エトキシエチレン基、2−シアノエチレン基、2−メトキシエチレン基、ベンジリデン基、フェニルエチレン基、4−クロロフェニルエチレン基、4−メチルフェニルエチレン基、4−ビフェニルエチレン基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のシクロアルキレン基としては、C5〜C7の環状アルキレン基であり、これらの環状アルキレン基にはフッ素原子、ヒドロキシル基、C1〜C4のアルキル基、C1〜C4のアルコキシ基を有していても良い。具体的にはシクロヘキシリデン基、シクロへキシレン基、3,3−ジメチルシクロヘキシリデン基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアルキレンエーテル基としては、エチレンオキシ、プロピレンオキシ、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリプロピレングリコールを表わし、アルキレンエーテル基アルキレン基はヒドロキシル基、メチル基、エチル基等の置換基を有してもよい。
ビニレン基は、
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で表わされ、
R5は水素、アルキル基(前記(2)で定義されるアルキル基と同じ)、アリール基(前記Ar3、Ar4で表わされるアリール基と同じ)、aは1または2、bは1〜3を表わす。
前記Zは置換もしくは未置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアルキレンエーテル2価基、アルキレンオキシカルボニル2価基を表わす。
置換もしくは未置換のアルキレン基としは、前記Xのアルキレン基と同様なものが挙げられる。
置換もしくは無置換のアルキレンエーテル2価基としては、前記Xのアルキレンエーテル基の2価基が挙げられる。
アルキレンオキシカルボニル2価基としては、カプロラクトン変性2価基が挙げられる。
また、本発明の電荷輸送構造を有するラジカル重合性化合物として更に好ましくは、下記一般式(4)の構造の化合物が挙げられる。
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(式中、o、p、qはそれぞれ0又は1の整数、Raは水素原子、メチル基を表わし、Rb、Rcは水素原子以外の置換基で炭素数1〜6のアルキル基を表わし、複数の場合は異なっても良い。s、tは0〜3の整数を表わす。Zaは単結合、メチレン基、エチレン基、
Figure 2010217784
を表わす。)
上記一般式で表わされる化合物としては、Rb、Rcの置換基として、特にメチル基、エチル基である化合物が好ましい。
本発明で用いる上記一般式(2)及び(3)特に(4)の1官能性の電荷輸送構造を有するラジカル重合性化合物は、炭素−炭素間の二重結合が両側に開放されて重合するため、末端構造とはならず、連鎖重合体中に組み込まれ、3官能以上のラジカル重合性モノマーとの重合で架橋形成された重合体中では、高分子の主鎖中に存在し、かつ主鎖−主鎖間の架橋鎖中に存在(この架橋鎖には1つの高分子と他の高分子間の分子間架橋鎖と、1つの高分子内で折り畳まれた状態の主鎖のある部位と主鎖中でこれから離れた位置に重合したモノマー由来の他の部位とが架橋される分子内架橋鎖とがある)するが、主鎖中に存在する場合であってもまた架橋鎖中に存在する場合であっても、鎖部分から懸下するトリアリールアミン構造は、窒素原子から放射状方向に配置する少なくとも3つのアリール基を有し、バルキーであるが、鎖部分に直接結合しておらず鎖部分からカルボニル基等を介して懸下しているため立体的位置取りに融通性ある状態で固定されているので、これらトリアリールアミン構造は重合体中で相互に程よく隣接する空間配置が可能であるため、分子内の構造的歪みが少なく、また、電子写真感光体の表面層とされた場合に、電荷輸送経路の断絶を比較的免れた分子内構造を採りうるものと推測される。
本発明の1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物の具体例を以下に示すが、これらの構造の化合物に限定されるものではない。
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本発明の2官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物の具体例を以下に示すが、これらの構造の化合物に限定されるものではない。
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本発明の3官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物の具体例を以下に示すが、これらの構造の化合物に限定されるものではない。
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また、本発明に用いられる電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物は、架橋型保護層の電荷輸送性能を付与するために重要で、この成分は架橋型保護層全量に対し20〜80重量%、好ましくは30〜70重量%である。この成分が20重量%未満では架橋型保護層の電荷輸送性能が充分に保てず、繰り返しの使用で感度低下、残留電位上昇などの電気特性の劣化が現れる。また、80重量%を超えると電荷輸送構造を有しない3官能モノマーの含有量が低下し、架橋結合密度の低下を招き高い耐摩耗性が発揮されない。使用されるプロセスによって要求される電気特性や耐摩耗性が異なるため一概には言えないが、両特性のバランスを考慮すると30〜70重量%の範囲が最も好ましい。
本発明の表面層は、少なくとも電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーと電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化したものであるが、これ以外に塗工時の粘度調整、架橋型保護層の応力緩和、低表面エネルギー化や摩擦係数低減などの機能付与の目的で1官能及び2官能のラジカル重合性モノマー及びラジカル重合性オリゴマーを併用することができる。これらのラジカル重合性モノマー、オリゴマーとしては、公知のものが利用できる。
1官能のラジカルモノマーとしては、例えば、2−エチルヘキシルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、3−メトキシブチルアクリレート、ベンジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソアミルアクリレート、イソブチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、フェノキシテトラエチレングリコールアクリレート、セチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、ステアリルアクリレート、スチレンモノマーなどが挙げられる。
2官能のラジカル重合性モノマーとしては、例えば、1,3−ブタンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ビスフェノールA−EO変性ジアクリレート、ビスフェノールF−EO変性ジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレートなどが挙げられる。
機能性モノマーとしては、例えば、オクタフルオロペンチルアクリレート、2−パーフルオロオクチルエチルアクリレート、2−パーフルオロオクチルエチルメタクリレート、2−パーフルオロイソノニルエチルアクリレートなどのフッ素原子を置換したもの、特公平5−60503号公報、特公平6−45770号公報記載のシロキサン繰り返し単位:20〜70のアクリロイルポリジメチルシロキサンエチル、メタクリロイルポリジメチルシロキサンエチル、アクリロイルポリジメチルシロキサンプロピル、アクリロイルポリジメチルシロキサンブチル、ジアクリロイルポリジメチルシロキサンジエチルなどのポリシロキサン基を有するビニルモノマー、アクリレート及びメタクリレートが挙げられる。
ラジカル重合性オリゴマーとしては、例えば、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系オリゴマーが挙げられる。但し、1官能及び2官能のラジカル重合性モノマーやラジカル重合性オリゴマーを多量に含有させると架橋型保護層の3次元架橋結合密度が実質的に低下し、耐摩耗性の低下を招く。このためこれらのモノマーやオリゴマーの含有量は、3官能以上のラジカル重合性モノマー100重量部に対し50重量部以下、好ましくは30重量部以下に制限される。
また、本発明の架橋型保護層は少なくとも電荷輸送構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーと電荷輸送構造を有するラジカル重合性化合物を硬化したものであるが、必要に応じてこの架橋反応を効率よく進行させるために重合開始剤を使用してもよい。
熱重合開始剤としては、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(パーオキシベンゾイル)ヘキシン−3、ジ−t−ブチルベルオキサイド、t−ブチルヒドロベルオキサイド、クメンヒドロベルオキサイド、ラウロイルパーオキサイドなどの過酸化物系開始剤、アゾビスイソブチルニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、アゾビスイソ酪酸メチル、アゾビスイソブチルアミジン塩酸塩、4,4’−アゾビス−4−シアノ吉草酸などのアゾ系開始剤が挙げられる。
光重合開始剤としては、ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタノン−1、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−メチル−2−モルフォリノ(4−メチルチオフェニル)プロパン−1−オン、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、などのアセトフェノン系またはケタール系光重合開始剤、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、などのベンゾインエーテル系光重合開始剤、ベンゾフェノン、4−ヒドロキシベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、2−ベンゾイルナフタレン、4−ベンゾイルビフェニル、4−ベンゾイルフェニールエーテル、アクリル化ベンゾフェノン、1,4−ベンゾイルベンゼン、などのベンゾフェノン系光重合開始剤、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、などのチオキサントン系光重合開始剤、その他の光重合開始剤としては、エチルアントラキノン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルエトキシホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシエステル、9,10−フェナントレン、アクリジン系化合物、トリアジン系化合物、イミダゾール系化合物、が挙げられる。また、光重合促進効果を有するものを単独または上記光重合開始剤と併用して用いることもできる。例えば、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸(2−ジメチルアミノ)エチル、4,4−ジメチルアミノベンゾフェノン、などが挙げられる。
これらの重合開始剤は1種又は2種以上を混合して用いてもよい。重合開始剤の含有量は、ラジカル重合性を有する総含有物100重量部に対し、0.5〜40重量部、好ましくは1〜20重量部である。
更に、本発明の塗工液は必要に応じて各種可塑剤(応力緩和や接着性向上の目的)、レベリング剤、ラジカル反応性を有しない低分子電荷輸送物質などの添加剤が含有できる。これらの添加剤は公知のものが使用可能であり、可塑剤としてはジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等の一般の樹脂に使用されているものが利用可能で、その使用量は塗工液の総固形分に対し20重量%以下、好ましくは10%以下に抑えられる。また、レベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいはオリゴマーが利用でき、その使用量は塗工液の総固形分に対し3重量%以下が適当である。
本発明の架橋型保護層は、少なくとも電荷輸送構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーと電荷輸送構造を有するラジカル重合性化合物を含有する塗工液を塗布、硬化することにより形成される。かかる塗工液は、ラジカル重合性モノマーが液体である場合、これに他の成分を溶解して塗布することも可能であるが、必要に応じて溶媒により希釈して塗布される。このとき用いられる溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール系、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系、テトラヒドロフラン、ジオキサン、プロピルエーテルなどのエーテル系、ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、クロロベンゼンなどのハロゲン系、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、セロソルブアセテートなどのセロソルブ系などが挙げられる。これらの溶媒は単独または2種以上を混合して用いてもよい。溶媒による希釈率は組成物の溶解性、塗工法、目的とする膜厚により変わり、任意である。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート、リングコート法などを用いて行うことができる。
本発明においては、かかる塗工液を塗布後、外部からエネルギーを与え硬化させ、架橋型保護層を形成するものであるが、このとき用いられる外部エネルギーとしては熱、光、放射線がある。熱のエネルギーを加える方法としては、空気、窒素などの気体、蒸気、あるいは各種熱媒体、赤外線、電磁波を用い塗工表面側あるいは支持体側から加熱することによって行なわれる。加熱温度は100℃以上、170℃以下が好ましく、100℃未満では反応速度が遅く、完全に反応が終了しない。170℃より高温では反応が不均一に進行し架橋型保護層中に大きな歪みが発生する。硬化反応を均一に進めるために、100℃未満の比較的低温で加熱後、更に100℃以上に加温し反応を完結させる方法も有効である。光のエネルギーとしては主に紫外光に発光波長をもつ高圧水銀灯やメタルハライドランプなどのUV照射光源が利用できるが、ラジカル重合性含有物や光重合開始剤の吸収波長に合わせ可視光光源の選択も可能である。照射光量は50mW/cm2以上、1000mW/cm2以下が好ましく、50mW/cm2未満では硬化反応に時間を要する。1000mW/cm2より強いと反応の進行が不均一となり、架橋型保護層の荒れが激しくなる。放射線のエネルギーとしては電子線を用いるものが挙げられる。これらのエネルギーの中で、反応速度制御の容易さ、装置の簡便さから熱及び光のエネルギーを用いたものが有用である。
塗工液の希釈溶媒については、下層を容易に溶解する溶媒を多量に用いると下層の樹脂バインダーや低分子電荷輸送物質などの組成物が最表面層に混入し、硬化反応の妨げになるばかりでなく、塗工液中に予め非硬化材料を多量に含有させた場合と同様な状態となり、架橋表面の不均一硬化が発生する。逆に、下層を全く溶解しない溶媒を使用した場合、架橋型保護層と下層の接着性が低下し、硬化反応時の体積収縮から架橋型保護層にクレーター状のはじきが現れ、低い弾性変位率の下層が部分的に露出する。これらの対策としては、混合溶媒を使用し下層の溶解性をコントロールする、液組成や塗工法により塗工液に含有される溶媒量を低減する、下層に高分子電荷輸送物質などを用い下層成分の混入を抑える、下層と架橋型保護層の間に溶解性の低い中間層や良好な接着性の中間層を設ける、などが挙げられる。
なお保護層の厚さは0.1〜10μm程度が適当である。
<中間層について>
本発明の感光体においては、保護層が感光層の表面部分となる場合、保護層への下層成分の混入を抑え、あるいは下層との接着性を改善する目的で中間層を設けることが可能である。
中間層には、一般にバインダー樹脂を主成分として用いる。これら樹脂としては、ポリアミド、アルコール可溶性ナイロン、水溶性ポリビニルブチラール、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。中間層の形成法としては、前述のごとく一般に用いられる塗工法が採用される。なお、中間層の厚さは0.05〜2μm程度が適当である。
<各層への酸化防止剤の添加について>
また、本発明においては、耐環境性の改善のため、とりわけ、感度低下、残留電位の上昇を防止する目的で、保護層、感光層、電荷発生層、電荷輸送層、下引き層、電荷ブロッキング層、中間層等の各層に酸化防止剤を添加することができる。
本発明に用いることができる酸化防止剤として、下記のものが挙げられる。
(フェノール系化合物)
2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ビス[3,3’−ビス(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)ブチリックアッシド]クリコ−ルエステル、トコフェロール類など。
(パラフェニレンジアミン類)
N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジメチル−N,N’−ジ−t−ブチル−p−フェニレンジアミンなど。
(ハイドロキノン類)
2,5−ジ−t−オクチルハイドロキノン、2,6−ジドデシルハイドロキノン、2−ドデシルハイドロキノン、2−ドデシル−5−クロロハイドロキノン、2−t−オクチル−5−メチルハイドロキノン、2−(2−オクタデセニル)−5−メチルハイドロキノンなど。
(有機硫黄化合物類)
ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−3,3’−チオジプロピオネートなど。
(有機燐化合物類)
トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ(2,4−ジブチルフェノキシ)ホスフィンなど。
これら化合物は、ゴム、プラスチック、油脂類などの酸化防止剤として知られており、市販品を容易に入手できる。
本発明における酸化防止剤の添加量は、添加する層の総重量に対して0.01〜10重量%である。
<画像形成方法及び装置について>
次に図面に基づいて本発明の画像形成方法ならびに画像形成装置を詳しく説明する。
本発明の画像形成方法ならびに画像形成装置とは、例えば少なくとも感光体に帯電、画像露光、現像の過程を経た後、画像保持体(転写紙)へのトナー画像の転写、定着及び感光体表面のクリーニングというプロセスよりなる画像形成方法ならびに画像形成装置である。
場合により、静電潜像を直接転写体に転写し現像する画像形成方法等では、感光体に配した上記プロセスを必ずしも有するものではない。
図7は、画像形成装置の一例を示す概略図である。感光体を平均的に帯電させる手段として、帯電チャージャ(3)が用いられる。この帯電手段としては、コロトロンデバイス、スコロトロンデバイス、固体放電素子、針電極デバイス、ローラー帯電デバイス、導電性ブラシデバイス等が用いられ、公知の方式が使用可能である。
特に本発明の構成は、接触帯電方式又は非接触近接配置帯電方式のような帯電手段からの近接放電により感光体組成物が分解する様な帯電手段を用いた場合に有効である。ここで言う接触帯電方式とは、感光体に帯電ローラー、帯電ブラシ、帯電ブレード等が直接接触する帯電方式である。一方の近接帯電方式とは、例えば帯電ローラーが感光体表面と帯電手段との間に200μm以下の空隙を有するように非接触状態で近接配置したタイプのものである。この空隙は、大きすぎた場合には帯電が不安定になりやすく、また、小さすぎた場合には、感光体に残留したトナーが存在する場合に、帯電部材表面が汚染されてしまう可能性がある。したがって、空隙は10〜200μm、好ましくは10〜100μmの範囲が適当である。
次に、均一に帯電された感光体(1)上に静電潜像を形成するために画像露光部(5)が用いられる。この光源には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザー(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)などの発光物全般を用いることができる。そして、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
次に、感光体(1)上に形成された静電潜像を可視化するために現像ユニット(6)が用いられる。現像方式としては、乾式トナーを用いた一成分現像法、二成分現像法、湿式トナーを用いた湿式現像法がある。感光体に正(負)帯電を施し、画像露光を行うと、感光体表面上には正(負)の静電潜像が形成される。これを負(正)極性のトナー(検電微粒子)で現像すれば、ポジ画像が得られるし、また正(負)極性のトナーで現像すれば、ネガ画像が得られる。
次に、感光体上で可視化されたトナー像を転写体(9)上に転写するために転写チャージャ(10)が用いられる。また、転写をより良好に行うために転写前チャージャ(7)を用いてもよい。これらの転写手段としては、転写チャージャ、バイアスローラーを用いる静電転写方式、粘着転写法、圧力転写法等の機械転写方式、磁気転写方式が利用可能である。静電転写方式としては、前記帯電手段が利用可能である。
次に、転写体(9)を感光体(1)より分離する手段として分離チャージャ(11)、分離爪(12)が用いられる。その他分離手段としては、静電吸着誘導分離、側端ベルト分離、先端グリップ搬送、曲率分離等が用いられる。分離チャージャ(11)としては、前記帯電手段が利用可能である。
次に、転写後感光体上に残されたトナーをクリーニングするためにファーブラシ(14)、クリーニングブレード(15)が用いられる。また、クリーニングをより効率的に行うためにクリーニング前チャージャ(13)を用いてもよい。その他クリーニング手段としては、ウェブ方式、マグネットブラシ方式等があるが、それぞれ単独又は複数の方式を一緒に用いてもよい。
次に、必要に応じて感光体上の潜像を取り除く目的で除電手段が用いられる。除電手段としては除電ランプ(2)、除電チャージャが用いられ、それぞれ前記露光光源、帯電手段が利用できる。
その他、感光体に近接していない原稿読み取り、給紙、定着、排紙等のプロセスは公知のものが使用できる。
以上の説明から明らかなように、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、レーザービームプリンター、CRTプリンター、LEDプリンター、液晶プリンター及びレーザー製版等の電子写真応用分野にも広く用いることができるものである。
本発明は、このような画像形成手段に本発明に係る電子写真感光体を用いる画像形成方法及び画像形成装置である。
この画像形成手段は、複写装置、ファクシミリ、プリンター内に固定して組み込まれていてもよいが、プロセスカートリッジの形態でそれら装置内に組み込まれ、着脱自在としたものであってもよい。プロセスカートリッジの一例を図8に示す。
画像形成装置用プロセスカートリッジとは、感光体(101)を内蔵し、他に帯電手段(102)、現像手段(104)、転写手段(106)、クリーニング手段(107)、除電手段(図示せず)の少なくとも一つを具備し、画像形成装置本体に着脱可能とした装置(部品)である。
図8に例示される装置による画像形成プロセスについて示すと、感光体(101)は、矢印方向に回転しながら、帯電手段(102)による帯電、露光手段(図示せず)露光(103)により、その表面に露光像に対応する静電潜像が形成され、この静電潜像は、現像手段(104)でトナー現像され、該トナー現像は転写手段(106)により、転写体(105)に転写され、プリントアウトされる。次いで、像転写後の感光体表面は、クリーニング手段(107)によりクリーニングされ、さらに除電手段(図示せず)により除電されて、再び以上の操作を繰り返すものである。
本発明は、平滑な電荷輸送性表面架橋層を有する感光体と帯電、現像、転写、クリーニング、除電手段のうち少なくとも一つを有する画像形成装置用プロセスカートリッジを提供するものである。
<電荷輸送性構造を有する化合物の合成例>
本発明における1官能の電荷輸送性構造を有する化合物は、例えば特許第3164426号公報記載の方法にて合成される。また、下記にこの一例を示す。
(1)ヒドロキシ基置換トリアリールアミン化合物(下記構造式B)の合成
メトキシ基置換トリアリールアミン化合物(下記構造式A)113.85g(0.3mol)と、ヨウ化ナトリウム138g(0.92mol)にスルホラン240mlを加え、窒素気流中で60℃に加温した。この液中にトリメチルクロロシラン99g(0.91mol)を1時間で滴下し、約60℃の温度で4時間半撹拌し反応を終了させた。この反応液にトルエン約1.5Lを加え室温まで冷却し、水と炭酸ナトリウム水溶液で繰り返し洗浄した。その後、このトルエン溶液から溶媒を除去し、カラムクロマト処理(吸着媒体:シリカゲル、展開溶媒:トルエン:酢酸エチル=20:1)にて精製した。得られた淡黄色オイルにシクロヘキサンを加え、結晶を析出させた。この様にして下記構造式Bの白色結晶88.1g(収率=80.4%)を得た。
融点:64.0〜66.0℃
Figure 2010217784
Figure 2010217784
Figure 2010217784
(2)トリアリールアミノ基置換アクリレート化合物(例示化合物No.54)の合成
上記(1)で得られたヒドロキシ基置換トリアリールアミン化合物(構造式B)82.9g(0.227mol)をテトラヒドロフラン400mlに溶解し、窒素気流中で水酸化ナトリウム水溶液(NaOH:12.4g,水:100ml)を滴下した。この溶液を5℃に冷却し、アクリル酸クロライド25.2g(0.272mol)を40分かけて滴下した。その後、5℃で3時間撹拌し反応を終了させた。この反応液を水に注ぎ、トルエンにて抽出した。この抽出液を炭酸水素ナトリウム水溶液と水で繰り返し洗浄した。その後、このトルエン溶液から溶媒を除去し、カラムクロマト処理(吸着媒体:シリカゲル、展開溶媒:トルエン)にて精製した。得られた無色のオイルにn−ヘキサンを加え、結晶を析出させた。この様にして例示化合物No.54の白色結晶80.73g(収率=84.8%)を得た。
融点:117.5〜119.0℃
Figure 2010217784
Figure 2010217784
以下、実施例により本発明について詳細に説明するが、本発明は、下記実施例に何ら限定されるものではない。
まず、本発明に用いたアゾ顔料及びチタニルフタロシアニン結晶の合成方法について述べる。以下の実施例で使用するアゾ顔料は、特公平60−29109号公報及び特許第3026645号公報に記載の方法に準じて作製したものである。また、チタニルフタロシアニン結晶は、特開2004−83859号公報に準じて作製した。
−チタニルフタロシアニン結晶の合成−
(合成例1)
特開2004−83859号公報、実施例1に準じて、顔料を作製した。即ち、1,3−ジイミノイソインドリン292gとスルホラン1800部を混合し、窒素気流下でチタニウムテトラブトキシド20.4gを滴下する。滴下終了後、徐々に180℃まで昇温し、反応温度を170℃〜180℃の間に保ちながら5時間撹拌して反応を行った。反応終了後、放冷した後、析出物を濾過し、クロロホルムで粉体が青色になるまで洗浄し、次にメタノールで数回洗浄し、更に80℃の熱水で数回洗浄した後乾燥し、粗チタニルフタロシアニンを得た。粗チタニルフタロシアニンを20倍量の濃硫酸に溶解し、100倍量の氷水に撹拌しながら滴下し、析出した結晶を濾過し、次いで、洗浄液が中性になるまでイオン交換水(pH:7.0、比伝導度:1.0μS/cm)により水洗いを繰り返し(洗浄後のイオン交換水のpH値は6.8、比伝導度は2.6μS/cmであった)、チタニルフタロシアニン顔料のウェットケーキ(水ペースト)を得た。
得られたこのウェットケーキ(水ペースト)40gをテトラヒドロフラン200gに投入し、室温下でホモミキサー(ケニス、MARKIIfモデル)により強烈に撹拌(2000rpm)し、ペーストの濃紺色の色が淡い青色に変化したら(撹拌開始後20分)、撹拌を停止し、直ちに減圧濾過を行った。濾過装置上で得られた結晶をテトラヒドロフランで洗浄し、顔料のウェットケーキを得た。これを減圧下(5mmHg)、70℃で2日間乾燥して、チタニルフタロシアニン結晶8.5質量部を得た。これを顔料1とする。前記ウェットケーキの固形分濃度は、15質量%であった。結晶変換溶媒は、前記ウェットケーキに対する質量比で33倍の量を用いた。なお、合成例1の原材料には、ハロゲン含有化合物を使用していない。得られたチタニルフタロシアニン粉末を、下記の条件によりX線回折スペクトル測定したところ、Cu−Kα線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θが27.2±0.2°に最大ピークと最低角 7.3±0.2°にピークを有し、更に9.4±0.2°、9.6±0.2°、24.0±0.2°に主要なピークを有し、かつ7.3°のピークと9.4°のピークの間にピークを有さず、更に26.3°にピークを有さないチタニルフタロシアニン粉末を得られた。その結果を図9に示す。
また、合成例1で得られた水ペーストの一部を80℃の減圧下(5mmHg)で、2日間乾燥して、低結晶性チタニルフタロシアニン粉末を得た。水ペーストの乾燥粉末のX線回折スペクトルを図10に示す。
<X線回折スペクトル測定条件>
X線管球:Cu
電圧:50kV
電流:30mA
走査速度:2°/分
走査範囲:3°〜40°
時定数:2秒
合成例1で作製された結晶変換前チタニルフタロシアニン(水ペースト)の一部をイオン交換水でおよそ1質量%になるように希釈し、表面を導電性処理した銅製のネットですくい取り、チタニルフタロシアニンの粒子径を透過型電子顕微鏡(TEM、日立:H−9000NAR)にて、75000倍の倍率で観察を行った。平均粒子径として、以下のように求めた。
上述のように観察されたTEM像をTEM写真として撮影し、映し出されたチタニルフタロシアニン粒子(針状に近い形)を30個任意に選び出し、それぞれの長径の大きさを測定する。測定した30個体の長径の算術平均を求めて、平均粒子径とした。以上の方法により求められた合成例1における水ペースト(ウェットケーキ)中の平均粒子径は、0.06μmであった。
また、合成例1における濾過直前の結晶変換後チタニルフタロシアニン結晶を、テトラヒドロフランでおよそ1質量%になるように希釈し、上の方法と同様に観察を行った。上記のようにして求めた平均粒子径を下表に示す。なお、合成例1で作製されたチタニルフタロシアニン結晶は、必ずしも全ての結晶の形が同一ではなかった(三角形に近い形、四角形に近い形など、但し大きさはほぼ揃っていた)。このため、結晶の最も大きな対角線の長さを長径として、計算を行った。その結果、平均粒子径は0.12μmであった。
(分散液作製例1)
合成例1で作製した顔料1を下記組成の処方にて、下記に示す条件にて分散を行い電荷発生層用塗工液として、分散液を作製した。
(電荷発生物質) 合成例1で作製した、図10に示すX線回折スペクトルを有するオキソチタニウムフタロシアニン 15重量部
(結着樹脂) ポリビニルブチラール樹脂 (エスレック BX−1、積水化学工業社製) 10重量部
(溶媒) 2−ブタノン 280重量部
市販のビーズミル分散機に直径0.5mmのPSZボールを用い、ポリビニルブチラールを溶解した2−ブタノン及び顔料を全て投入し、ローター回転数1200r.p.m.にて30分間分散を行い、分散液を作製した。これを分散液1とした。
(分散液作製例2)
下記組成の処方にて、下記に示す条件にて分散を行い、電荷発生層用塗工液として、分散液を作製した。
(電荷発生物質) 下記構造のアゾ顔料 5重量部
Figure 2010217784
(結着樹脂) ポリビニルブチラール樹脂 (エスレック BX−1、積水化学工業社製) 2重量部
(溶媒) シクロヘキサノン 250重量部
(溶媒) 2−ブタノン 100重量部
ボールミル分散機に直径10mmのPSZボールを用い、ポリビニルブチラールを溶解した溶媒およびアゾ顔料を全て投入し、回転数85r.p.m.にて7日間分散を行い、分散液を作製した (分散液2とする)。
(分散液作製例3)
分散液作製例2で使用したアゾ顔料を下記構造のものに変更した以外は、分散液作製例2と同様に分散液を作製した(分散液3とする)。
Figure 2010217784
以上のように作製した分散液中の顔料粒子の粒度分布を、堀場製作所:CAPA−700にて測定した。結果を下表に示す。
Figure 2010217784
以下、感光体の具体的な製造方法を示す。
(1)感光体製造例
[電荷ブロッキング層塗工液の調製]
(結着樹脂) N−メトキシメチル化ナイロン (ファインレジン FR−101、鉛市社製) 4重量部
(溶媒) メタノール 70重量部
(溶媒) n−ブタノール 30重量部
上記処方を均一に溶解、分散し、電荷ブロッキング層塗工液を得た。
[下引き層塗工液の調製]
(結着樹脂:主樹脂) アルキド樹脂 6重量部 (ベッコライト M−6401−50、大日本インキ化学工業社製)
(結着樹脂:架橋剤) メラミン樹脂 4重量部 (スーパーベッカミン G−821−60、大日本インキ化学工業社製)
(微粒子) 親水性酸化チタン 43重量部 {CR−EL(平均粒径0.25μm)、石原産業社製}
(微粒子) 親水性酸化チタン 17重量部 {PT−401M(平均粒径0.07μm)、石原産業社製}
(溶媒) 2−ブタノン 70重量部
上記媒体中に直径2mmのジルコニアビーズを投入し、室温下において、連続回転型水平方式のシェーカー(IKA−VIBRAX VXR basic、IKAジャパン社製)にて1500rpmで60分間攪拌し、4.37μmメッシュパスの下引き層塗工液を得た。
[電荷発生層塗工液の調製]
(電荷発生物質) 合成例1で作製した、図10に示すX線回折スペクトルを有するオキソチタニウムフタロシアニン 15重量部
(結着樹脂) ポリビニルブチラール樹脂 (エスレック BX−1、積水化学工業社製) 10重量部
(溶媒) 2−ブタノン 280重量部
上記媒体中に直径0.5mmのPSZビーズを投入し、室温下において、市販のビーズミルにて1200rpmで30分間攪拌し、4.37μmメッシュパスの電荷発生層塗工液を得た。
[電荷輸送層塗工液1の調製]
(電荷輸送物質) 下記トリフェニルアミン系化合物 (C) 7重量部
Figure 2010217784
(結着樹脂) ポリカーボネート樹脂 10重量部 (パンライト TS−2050、帝人化成社製)
(レベリング剤) 反応性シリコーンオイル(1重量%テトラヒドロフラン溶液) 0.2重量部 (KF50−100CS、信越化学工業社製)
(添加剤) エポキシ系化合物 0.35重量部 {アデカサイザーO−180A(エポキシ化亜麻仁油)、ADEKA社製}
(溶媒) テトラヒドロフラン 80重量部
上記処方を均一に溶解、分散し、電荷輸送層塗工液を得た。
[微粒子分散型保護層塗工液の調製]
(電荷輸送物質) 上記トリフェニルアミン系化合物 (C) 3重量部
(結着樹脂) ポリカーボネート樹脂 4重量部 (パンライト TS−2050、帝人化成社製)
(微粒子) 酸化アルミニウム 0.7重量部 (スミコランダム AA−03、住友化学工業社製、比抵抗1010Ω・cm以上)
(溶媒) テトラヒドロフラン 280重量部
(溶媒) シクロヘキサノン 80重量部
上記処方を均一に溶解、分散し、微粒子分散型保護層塗工液を得た。
[架橋型保護層塗工液の調製]
(電荷輸送性構造を有さない3官能以上のラジカル重合性化合物) トリメチロールプロパントリアクリレート 5重量部 {(KAYARAD TMPTA、日本化薬社製) 分子量 296、官能基数 3、分子量/官能基数=99}
(電荷輸送性構造を有さない3官能以上のラジカル重合性化合物) カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 5重量部 {(KAYARAD DPCA−120、日本化薬社製)、分子量 1947、官能基数 6、分子量/官能基数=325}
(電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物) 例示化合物No.54 10重量部
(光重合開始剤) 1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン 1重量部 (IRGACURE 184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
(レベリング剤) 反応性シリコーン化合物 0.02重量部 (BYK−UV3570、ビックケミー・ジャパン社製)
(溶媒) テトラヒドロフラン 120重量部
上記処方を均一に溶解、分散し、架橋型保護層塗工液を得た。
[感光体の製造例1]
直径30mm、長さ340mmのアルミニウムシリンダーを基体とした。この基体に、前記下引き層塗工液、前記電荷発生層塗工液、及び前記電荷輸送層塗工液1を順次浸漬塗布し、乾燥させた。さらに、前記架橋型保護層塗工液を下記条件でスプレー塗布し、紫外線硬化させ、感光体1を作製した。
第1層(電荷ブロッキング層) : N−メトキシメチル化ナイロンをアルコール系混合溶媒に溶解したものを主体とする前記電荷ブロッキング層塗工液。膜厚0.75μm。
第2層(下引き層) : 酸化チタンの粉末をアルキド樹脂およびメラミン樹脂に分散したものを主体とする前記下引き層塗工液。膜厚3.5μm。
第3層(電荷発生層) : 波長光780nmに吸収をもつオキシチタニウムフタロシアニン顔料をポリビニルブチラール樹脂に分散したものを主体とする前記電荷発生層塗工液。膜厚0.2μm。
第4層(電荷輸送層) : ホール搬送性トリフェニルアミン化合物をポリカーボネート樹脂に7:10の質量比で溶解したものを主体とする前記電荷輸送層塗工液1。膜厚30μm。
第5層(保護層) : 電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を電荷輸送性構造を有さない3官能以上のラジカル重合性化合物に10:10の質量比で溶解したものを主体とする前記架橋型保護層塗工液。膜厚5μm。
[スプレー塗布条件]
塗工液吐出量 : 10mL/分
塗布液吐出圧 : 3.0kgf/cm
被塗布物回転数 : 168rpm
塗布速度 : 10.7mm/s
スプレーガンヘッド−被塗布物間距離 : 50mm
塗布回数 : 1回
[紫外線硬化条件]
光源 : メタルハライドランプ
光源パワー : 160W/cm 100%
光源−被塗布物間距離 : 110mm
被塗布物回転数 : 25rpm
照射時間 : 240s
被塗布物温度制御 : 30℃
[感光体の製造例2]
エポキシ系化合物を使用しないことを除いては、[感光体の製造例1]と同様にして感光体2を作製した。
[感光体の製造例3]
電荷ブロッキング層を配設しないことを除いては、[感光体の製造例1]と同様にして感光体3を作製した。
[感光体の製造例4]
保護層塗布液の処方として、[微粒子分散型保護層塗工液の調製]で調製した塗工液を用い、保護層塗工液の塗布及び硬化条件を以下に示すとおり、変更することを除いては、[感光体の製造例1]と同様にして感光体4を作製した。得られた保護層の膜厚5μm。
[スプレー塗布条件]
塗工液吐出量 : 15mL/分
塗布液吐出圧 : 2.0kgf/cm
被塗布物回転数 : 120rpm
塗布速度 : 7.14mm/s
スプレーガンヘッド−被塗布物間距離 : 50mm
塗布回数 : 2回
[熱硬化条件]
雰囲気温度 : 150℃
硬化時間 : 20分
[感光体の製造例5]
エポキシ系化合物を使用しないことを除いては、[感光体の製造例4]と同様にして感光体5を作製した。
[感光体の製造例6]
電荷ブロッキング層を配設しないことを除いては、[感光体の製造例4]と同様にして感光体6を作製した。
[感光体の製造例7]
電荷発生層塗工液の処方として、[分散液作製例2]で調製した塗工液を用い、電荷発生層を設けることを除いては、[感光体の製造例1]と同様にして感光体7を作製した。得られた電荷発生層の膜厚0.2μm。
[感光体の製造例8]
エポキシ系化合物を使用しないことを除いては、[感光体の製造例7]と同様にして感光体8を作製した。
[感光体の製造例9]
電荷ブロッキング層を配設しないことを除いては、[感光体の製造例7]と同様にして感光体9を作製した。
[感光体の製造例10]
電荷発生層塗工液の処方として、[分散液作製例3]で調製した塗工液を用い、電荷発生層を設けることを除いては、[感光体の製造例7]と同様にして感光体10を作製した。得られた電荷発生層の膜厚0.2μm。
[感光体の製造例11]
保護層塗布液の処方として、[微粒子分散型保護層塗工液の調製]で調製した塗工液を用い、保護層塗工液の塗布及び硬化条件を以下に示すとおり、変更することを除いては、[感光体の製造例7]と同様にして感光体11を作製した。得られた保護層の膜厚5μm。
[スプレー塗布条件]
塗工液吐出量 : 15mL/分
塗布液吐出圧 : 2.0kgf/cm
被塗布物回転数 : 120rpm
塗布速度 : 7.14mm/s
スプレーガンヘッド−被塗布物間距離 : 50mm
塗布回数 : 2回
[熱硬化条件]
雰囲気温度 : 150℃
硬化時間 : 20分
[感光体の製造例12]
エポキシ系化合物を使用しないことを除いては、[感光体の製造例11]と同様にして感光体12を作製した。
[感光体の製造例13]
電荷ブロッキング層を配設しないことを除いては、[感光体の製造例11]と同様にして感光体13を作製した。
[感光体の製造例14]
電荷発生層塗工液の処方として、[分散液作製例3]で調製した塗工液を用い、電荷発生層を設けることを除いては、[感光体の製造例11]と同様にして感光体14を作製した。得られた電荷発生層の膜厚0.2μm。
(2) 実施例と比較例
以下、実施例と比較例により本発明の効果を示す。
上記のとおり作製した電子写真感光体1をリコー社製電子写真複写機のImagio Neo 271に装着して、23℃/55%RHの環境下にて通紙耐久テストを行い、通紙耐久前後で画像を出力したときの明部電位と、通紙耐久直後から12時間休止状態にして、画像を出力したときの明部電位の評価を行った。詳しくは以下のとおりである。なお、感光体の帯電電位は暗部電位を−800Vとした。
通紙時は印字率6%の文字画像をA4紙にてフルカラープリント操作を行い、10万枚の画像出力を行った。そして、耐久テスト開始時と10万枚終了後に暗部電位評価用のサンプル(全白)、および明部電位評価用のサンプル(全黒)をそれぞれ1枚ずつ出力した。
1) 暗部電位、明部電位の変動量
暗部電位、明部電位はそれぞれ、全白、全黒1枚目に相当する感光体の表面電位により現わした。また、通紙耐久直後に画像を出力したときの暗部電位(VD1)、明部電位(VL1)と、通紙耐久直後から12時間休止状態にして、画像を出力したときの暗部電位(VD2)、明部電位(VL2)との差異をそれぞれΔVD(=VD2−VD1)、ΔVL(=VL2−VL1)とした。
[実施例2〜10]
電子写真感光体として、感光体3、4、6、7、9〜11、13〜14を使用したことを除いては、実施例1と同様にして評価した。
[比較例1〜4]
電子写真感光体として、感光体2、5、8、12を使用したことを除いては、実施例1と同様にして評価した。
評価レベルに基づいた結果を表4に整理した。
Figure 2010217784
本実施例では、感光層にエポキシ化合物を含ませることにより、繰り返し使用による複写機動作休止前後の電位変動(上昇)、即ち画像濃度変動(低下)の発生は長期的に抑制され、高濃度で高品質の画像が得られた。
[実施例3、5、8]
電子写真感光体として、感光体4、7、11を用いることを除いては、実施例1と同様な評価を行った。結果は表4に示すように、電位変動の小さい高品質の画像が得られた。
[実施例2、4、6、9]
電子写真感光体として、感光体3、6、9、13を用いることを除いては、実施例1と同様な評価を行った。結果は表4に示すように、導電性支持体と下引き層との間に電荷ブロッキング層を配設した実施例1、3、5、7、8、10と比較するとやや劣るものの、概ね良好な結果を得た。
[実施例7、10]
電子写真感光体として、感光体10、14を用いることを除いては、実施例1と同様な評価を行った。結果は表1に示すように、アゾ顔料を非対称化した実施例5、6、8、9と比較するとやや劣るものの、概ね良好な結果を得た。
[比較例1〜4]
電子写真感光体として、感光体2、5、8、12を用いることを除いては、実施例1と同様な評価を行った。結果は表4に示すように、本発明中の特定のエポキシ系化合物を用いなかったため、良好な結果が得られなかった。
1…感光体
2…除電ランプ
3…帯電チャージャ
5…画像露光部
6…現像ユニット
7…転写前チャージャ
9…転写体
10…転写チャージャ
11…分離チャージャ
12…分離爪
13…クリーニング前チャージャ
14…ファーブラシ
15…クリーニングブレード

51…導電性支持体
52…電荷ブロッキング層
53…下引き層
54…電荷発生層
55…電荷輸送層
56…感光層
57…保護層

101…感光体
102…帯電手段
103…露光手段
104…現像手段
105…転写体
106…転写手段
107…クリーニング手段
特許第2893421号公報 特開平04−116563号公報 特許第2946002号公報 特開平06−236055号公報 特開平06−222592号公報 特開平07−325417号公報 特開平07−325418号公報 特許第2683152号公報 特開平04−159558号公報 特許第2814017号公報 特許第2879369号公報 特許第2879370号公報 特開平05−019497号公報 特開平05−281761号公報 特開平05−289384号公報 特開平05−313391号公報 特開平06−035213号公報 特開平06−051549号公報 特許第2502892号公報 特許第2797852号公報 特許第3678311号公報 特開平06−128209号公報 特開平06−128210号公報 特開平06−128246号公報 特開平06−128252号公報 特開平06−135919号公報 特開平06−135951号公報 特開平06−179650号公報 特開平06−179656号公報 特開平06−148916号公報 特開平06−214408号公報 特第3144117号公報 特開平07−013353号公報 特開平06−194853号公報 特開平07−146569号公報 特開平07−146570号公報 特開平07−146571号公報 特開平07−146572号公報 特開平07−146573号公報 特開平08−054742号公報 特開平11−265081号公報 特開2002−040686号公報 特許第3930433号公報 特許第2817421号公報 特許第2885609号公報 特開平04−284459号公報 特開平05−150536号公報 特開平05−158271号公報 特開平05−158272号公報 特開平06−214407号公報 特開平07−209883号公報 特許第3672138号公報 特開平01−276143号公報 特開平01−284857号公報 特開平04−029248号公報 特開平11−327175号公報 特公平01−014581号公報

Claims (12)

  1. 導電性支持体と感光層とを有する電子写真感光体であって、
    該感光層は、少なくともエポキシ化植物油、結着樹脂及び電荷輸送物質を含む、
    ことを特徴とする電子写真感光体。
  2. 前記エポキシ化植物油が、エポキシ化亜麻仁油である、
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。
  3. 前記感光層が、有機電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送層の積層構成であって、該電荷発生物質が下記一般式(1)で表されるアゾ顔料である、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電子写真感光体。
    Figure 2010217784
    (式中、Cp1,Cp2はカップラー残基を表す。R201,R202はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基のいずれかを表し、同一でも異なっていても良い。またCp1,Cp2は下記式(2)で表され、
    Figure 2010217784
    式中、R203は、水素原子、アルキル基、アリール基を表す。R204,R205,R206,R207,R208はそれぞれ、水素原子、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、アルキル基、アルコキシ基、ジアルキルアミノ基、水酸基のいずれかを表し、Zは置換もしくは無置換の芳香族炭素環または置換もしくは無置換の芳香族複素環を構成するのに必要な原子群を表す。)
  4. 前記アゾ顔料のCp1とCp2が互いに異なるものである、
    ことを特徴とする請求項3に記載の電子写真感光体。
  5. 前記有機電荷発生物質が、CuKαの特性X線に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも27.2゜に最大回折ピークを有し、更に9.4゜、9.6゜、24.0゜に主要なピークを有し、最も低角側の回折ピークとして7.3゜にピークを有し、該7.3゜のピークと9.4゜のピークの間にピークを有さず、更に26.3°にピークを有さないチタニルフタロシアニン結晶である、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電子写真感光体。
  6. 前記導電性支持体と前記感光層との間に、電荷ブロッキング層、下引き層が順に積層されたものである、
    ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の電子写真感光体。
  7. 前記感光層上に保護層を有する、
    ことを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の電子写真感光体。
  8. 前記保護層が、比抵抗1010Ω・cm以上の無機顔料及び金属酸化物から選択される少なくともいずれかを含む、
    ことを特徴とする請求項7に記載の電子写真感光体。
  9. 前記保護層が、少なくとも電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーと1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物とを硬化することにより形成される、
    ことを特徴とする請求項7又は8に記載の電子写真感光体。
  10. 請求項1乃至9の何れか1項に記載の電子写真感光体を有する、
    ことを特徴とする画像形成装置。
  11. 帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段からなる群より選ばれる少なくとも1つの手段と、請求項1乃至9の何れか1項に記載の電子写真感光体とを一体に保持すると共に、画像形成装置本体に対し着脱自在の構造を有する、
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  12. 請求項1乃至9の何れか1項に記載の電子写真感光体を用いる、
    ことを特徴とする画像形成方法。
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