JP2010262102A - 電子写真感光体と画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導電性支持体上に感光層、表面層を順次積層してなる電子写真感光体において、該表面層が、少なくとも電荷輸送性構造を有する連鎖重合性化合物と電荷輸送性構造を有しない連鎖重合性化合物とを含有する組成物に、波長が380nm以上の光線を照射して反応硬化させ形成させた表面層であることを特徴とする電子写真感光体。
【選択図】図2
Description
導電性支持体上に感光層、表面層を順次積層してなる電子写真感光体において、該表面層が、少なくとも電荷輸送性構造を有する連鎖重合性化合物と電荷輸送性構造を有しない連鎖重合性化合物とを含有する組成物に、波長が380nm以上の光線を照射して反応硬化させ形成させた表面層であることを特徴とする電子写真感光体。
前記反応硬化させる為の光線が400nm〜650nmの波長を有することを特徴とする(1)に記載の電子写真感光体。
前記の組成物には電荷輸送性構造を有する重合性化合物と、電荷輸送性構造を有しない重合性化合物と、少なくとも連鎖重合性化合物で表面処理された無機酸化物粒子が含有されていることを特徴とする(1)又は(2)に記載の電子写真感光体。
前記電荷輸送性構造を有する連鎖重合性化合物と電荷輸送性構造を有しない連鎖重合性化合物、及び連鎖重合性化合物で表面処理された無機酸化物粒子の各連鎖重合性官能基がアクリロイル基またはメタクリロイル基のいずれかであることを特徴とする(3)に記載の電子写真感光体。
有機感光体の周辺に、少なくとも帯電手段、像露光手段、現像手段を有し、繰り返し画像形成を行う画像形成装置において、該有機感光体が(1)〜(4)のいずれか1項に記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置。
(1)〜(4)のいずれか1項に記載の電子写真感光体と帯電手段、像露光手段、現像手段の少なくとも1つを一体として有しており、(5)に記載の画像形成装置に出し入れ可能に構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
本発明の表面層とは、感光体の感光層が形成されている面側で最も外側に形成されている層であり、感光層を外的影響から守るのが主な機能である。従って、可視光による光硬型樹脂が主成分であるが、その他に、機械的強度を増すための有機の微粒子成分や、紫外線吸収剤、酸化防止剤が含有されている場合もあり、さらには電荷輸送物質を含有させているものもある。又、特定の表面層というものではなく、感光層として機能する層の表面部が本発明における表面層の役割を果たしているものもあり、本発明においてはこれらを含めて表面層としている。
電荷輸構送造を有しない連鎖重合性化合物は、好ましくは3官能以上のラジカル重合性モノマーであり、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、か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等が挙げられる。
ただし、前記一般式(1)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(R30)−基(ただし、R30は、水素原子、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。)、又はS−基を表す。
ただし、前記一般式(2)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、−COOR31基(ただし、R31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)、又はCONR32R33(ただし、R32及びR33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、又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し、互いに同一又は異なっていてもよい。)、また、X2は前記一般式(1)のX1と同一の置換基及び単結合、アルキレン基を表す。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。
本発明に用いられる「電荷輸送性構造を有する連鎖重合性化合物」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、先に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特に望ましい。
前記一般式(3)、(4)において、R1における、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のうち、特に好ましいものは水素原子、メチル基である。
(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、更に好ましくは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更にフッ素原子、水酸基、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−ヒドロキシエチル基、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(−ORa)であり、Raは(2)で定義したアルキル基を表す。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)
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。
上記一般式で表される化合物としては、R6、R7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。
Ar5は置換又は無置換の芳香族炭化水素骨格からなる一価基または二価基を表す。芳香族炭化水素としては、ベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、ビフェニル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン等が挙げられる。B1、B2は後記する。
R13、R14のアシル基としてはアセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基等が挙げられる。
R21のアルコキシ基の具体例としてはメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、i−ブトキシ基、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基、2−ヒドロキシエトキシ基、2−シアノエトキシ基、ベンジルオキシ基、4−メチルベンジルオキシ基、トリフルオロメトキシ基等が挙げられる。
本発明の架橋表面層は、導電性支持体上に少なくとも感光層を有する電子写真感光体において、該感光層の表面層が少なくとも電荷輸送性構造を有しない、好ましくは3官能以上の連鎖重合性化合物と電荷輸送性構造を有する連鎖重合性化合物を硬化することにより形成されるが、これ以外に塗工時の粘度調整、架橋表面層の応力緩和、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、機能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。
本発明の表面層は、導電性支持体上に少なくとも感光層を有する電子写真感光体において、該感光層の表面は少なくとも電荷輸送性構造を有しない連鎖重合性化合物と電荷輸送性構造を有する連鎖重合性化合物を含有する単量体混合物の塗工液を塗布し、これを可視光線照射により、重合し硬化することにより形成されるものであるが、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該塗工液組成物中に光重合開始剤を使用してもよい。
本発明における連鎖重合性化合物で表面処理された無機酸化物には、通常感光体の表面層に用いられる無機酸化物を該表面処理して特に限定なく用いることができる。
本発明で用いられる無機酸化物粒子は、例えば、下記一般式(11)として表される化合物を、無機酸化物粒子と反応させて製造することが望ましい。
以下に、上記一般式(1)で示される化合物例を挙げる。
S−2 CH2=CHSi(OCH3)3
S−3 CH2=CHSiCl3
S−4 CH2=CHCOO(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2
S−5 CH2=CHCOO(CH2)2Si(OCH3)3
S−6 CH2=CHCOO(CH2)2Si(OC2H5)(OCH3)2
S−7 CH2=CHCOO(CH2)3Si(OCH3)3
S−8 CH2=CHCOO(CH2)2Si(CH3)Cl2
S−9 CH2=CHCOO(CH2)2SiCl3
S−10 CH2=CHCOO(CH2)3Si(CH3)Cl2
S−11 CH2=CHCOO(CH2)3SiCl3
S−12 CH2=C(CH3)COO(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2
S−13 CH2=C(CH3)COO(CH2)2Si(OCH3)3
S−14 CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(CH3)(OCH3)2
S−15 CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH3)3
S−16 CH2=C(CH3)COO(CH2)2Si(CH3)Cl2
S−17 CH2=C(CH3)COO(CH2)2SiCl3
S−18 CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(CH3)Cl2
S−19 CH2=C(CH3)COO(CH2)3SiCl3
S−20 CH2=CHSi(C2H5)(OCH3)2
S−21 CH2=C(CH3)Si(OCH3)3
S−22 CH2=C(CH3)Si(OC2H5)3
S−23 CH2=CHSi(OCH3)3
S−24 CH2=C(CH3)Si(CH3)(OCH3)2
S−25 CH2=CHSi(CH3)Cl2
S−26 CH2=CHCOOSi(OCH3)3
S−27 CH2=CHCOOSi(OC2H5)3
S−28 CH2=C(CH3)COOSi(OCH3)3
S−29 CH2=C(CH3)COOSi(OC2H5)3
S−30 CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OC2H5)3
又、前記一般式(11)の化合物以外で、ラジカル反応可能な反応性基を有するシラン化合物を用いてもよい。以下に、その例を挙げる。
塗布方法は、中間層、感光層と同様の、浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、スピンナーコーティング法、ビードコーティング法、ブレードコーティング法、ビームコーティング法、スライドホッパー法などの公知の方法を用いることもできる。
本発明の表面層は、塗布後、自然乾燥または熱乾燥を行った後、可視光線を照射して反応させることが好ましい。
本発明で用いる支持体は導電性を有するものであればいずれのものでもよく、例えば、アルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛及びステンレスなどの金属をドラムまたはシート状に成形したもの、アルミニウムや銅などの金属箔をプラスチックフィルムにラミネートしたもの、アルミニウム、酸化インジウム及び酸化亜鉛などをプラスチックフィルムに蒸着したもの、導電性物質を単独またはバインダー樹脂と共に塗布して導電層を設けた金属、プラスチックフィルム及び紙などが挙げられる。
本発明においては、導電層と感光層の中間にバリアー機能と接着機能をもつ中間層を設けることもできる。
特に限定はないが、電荷発生層と電荷輸送層を有するいわゆる積層型の感光層が好ましい。
本発明に用いられる電荷発生層は、電荷発生物質とバインダー樹脂を含有し、電荷発生物質をバインダー樹脂溶液中に分散、塗布して形成したものが好ましい。
本発明の感光層に用いられる電荷輸送層は、電荷輸送物質とバインダー樹脂を含有し、電荷輸送物質をバインダー樹脂溶液中に溶解、塗布して形成される。
次に、本発明の有機感光体を用いた画像形成装置及び該装置に用いられるプロセスカートリッジについて説明する。
下記の様に感光体1を作製した。
直径60mmの円筒形アルミニウム支持体の表面を切削加工し、表面粗さRz=1.5(μm)の導電性支持体を用意した。
下記組成の分散液を同じ混合溶媒にて二倍に希釈し、一夜静置後に濾過(フィルター;日本ポール社製リジメッシュ5μmフィルター使用)し、中間層塗布液を作製した。
酸化チタンSMT500SAS(テイカ社製) 3部
メタノール 10部
分散機としてサンドミルを用いて、バッチ式で10時間の分散を行った。
電荷発生物質:チタニルフタロシアニン顔料(Cu−Kα特性X線回折スペクトル測定で、少なくとも27.3°の位置に最大回折ピークを有するチタニルフタロシアニン顔料) 20部
ポリビニルブチラール樹脂(#6000−C:電気化学工業社製) 10部
酢酸t−ブチル 700部
4−メトキシ−4−メチル−2−ペンタノン 300部
を混合し、サンドミルを用いて10時間分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この塗布液を前記中間層の上に浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。
電荷輸送物質(例示化合物(1)) 225部
バインダー:ポリカーボネート(Z300:三菱ガス化学社製) 300部
酸化防止剤(Irganox1010:日本チバガイギー社製) 6部
THF(テトラヒドロフラン) 1600部
トルエン 400部
シリコーンオイル(KF−54:信越化学社製) 1部
を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷発生層の上に円形スライドホッパー塗布機を用いて塗布し、乾燥膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。
(無機酸化物粒子の準備)
数平均一次粒径30nmの酸化チタン粒子100質量部、表面処理剤として「例示化合物S−15」30質量部、メチルエチルケトン1000質量部を湿式サンドミル(径0.5mmのアルミナビーズ)に入れ、30℃にて6時間混合、その後、メチルエチルケトンとアルミナビーズを濾別し、60℃にて乾燥し表面処理微粒子を調製した。
電荷輸送構造を有しない連鎖重合性化合物(トリメチロールプロパントリアクリレート:TMPTA) 8部
上記表面処理粒子 8部
光重合開始剤(イルガキュアー784 チバ・ジャパン株式会社製) 10部
1−プロピルアルコール 40部
上記成分を混合撹拌し、十分に溶解・分散し、表面層塗布液を作製した。該塗布液を先に電荷輸送層まで作製した感光体上に円形スライドホッパー塗布機を用いて、表面層を塗布した。塗布後、400nm〜650nmの発光波長を有している白色LED光源(型式名LN−200SW−HK−STK:シーシーエス株式会社製)を用いて1分間照射して、乾燥膜厚2.0μmの表面層を得た。
以下、感光体1の作製条件を下記「表1」の如く変更して感光体2〜12を作製した。
(電気特性)
感光体をコニカミノルタビジネステクノロジーズ社製bizhub PRO C6500(レーザー露光・反転現像・中間転写体のタンデムカラー複合機)を評価が行えるように改造し、露光量を適正化した評価機に搭載し、(20℃、50%RH)でYMCBk各色印字率5%のA4画像を中性紙に100万枚印刷出力後に初期との、べた黒画像部での電位変化(ΔV)を評価した。実写後の変化(初期との偏差)が150V未満であれば実用可能である。
○:実写後の残留電位の変化が+50〜+100V未満(実用上問題なし)
△:実写後の残留電位の変化が+100〜+150V未満(実用化可能)
×:実写後の残留電位の変化が+150V以上。(実用上問題あり)
(表面傷)
作製した各感光体を下記のように評価した。
○:100万枚印字後に表面傷1〜10箇所発生(実用上問題なし)
×:100万枚印字後に表面傷11箇所以上発生(実用上問題有り)。
上記評価で100万枚の画出しを行い、初期膜厚と100万枚後の膜厚さで評価した。感光層の膜厚は均一膜厚部分(感光体の両端は膜厚が不均一になりやすいので、少なくとの両端3cmは除く)をランダムに10箇所測定し、その平均値を感光層の膜厚とする。膜厚測定器は渦電流方式の膜厚測定器EDDY560C(HELMUT FISCHER GMBTE CO社製)を用いて行い、実写試験前後の感光層膜厚の差を膜厚減耗量とする。
○:減耗量が1.0μm〜3.0μm(実用上問題なし)
×:減耗量が3.0μmより大きい(実用上問題有り)。
環境条件を30℃、80%RHに変更した以外は、表面傷の評価条件でA4画像を中性紙に2.5万枚の印刷を行い、印刷終了後60秒で実機の主電源を停止した。停止12時間後に電源を入れ印字可能状態になった後直ちにA3中性紙全面にハーフトーン画像(マクベス濃度計で相対反射濃度0.4)とA3全面の6dot格子画像を印字した。印字画像の状態を観察し以下の評価を行った。
○:ハーフトーン画像のみに感光体長軸方向の薄い帯状濃度低下が認められる(実用上問題なし)
×:画像ボケによる格子画像の欠損もしくは線幅の細りが発生(実用上問題有り)
結果を上記「表1」に示した。
1Y、1M、1C、1Bk 感光体
2Y、2M、2C、2Bk 帯電手段
3Y、3M、3C、3Bk 露光手段
4Y、4M、4C、4Bk 現像手段
Claims (6)
- 導電性支持体上に感光層、表面層を順次積層してなる電子写真感光体において、該表面層が、少なくとも電荷輸送性構造を有する連鎖重合性化合物と電荷輸送性構造を有しない連鎖重合性化合物とを含有する組成物に、波長が380nm以上の光線を照射して反応硬化させ形成させた表面層であることを特徴とする電子写真感光体。
- 前記反応硬化させる為の光線が400nm〜650nmの波長を有することを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記の組成物には電荷輸送性構造を有する重合性化合物と、電荷輸送性構造を有しない重合性化合物と、少なくとも連鎖重合性化合物で表面処理された無機酸化物粒子が含有されてい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。
- 前記電荷輸送性構造を有する連鎖重合性化合物と電荷輸送性構造を有しない連鎖重合性化合物、及び連鎖重合性化合物で表面処理された無機酸化物粒子の各連鎖重合性官能基がアクリロイル基またはメタクリロイル基のいずれか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。
- 有機感光体の周辺に、少なくとも帯電手段、像露光手段、現像手段を有し、繰り返し画像形成を行う画像形成装置において、該有機感光体が請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子写真感光体と帯電手段、像露光手段、現像手段の少なくとも1つを一体として有しており、請求項5に記載の画像形成装置に出し入れ可能に構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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