JP2016164657A - 電子写真感光体、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 支持体と、下引き層と、電荷発生層と、正孔輸送層と、をこの順に有する電子写真感光体であって、下引き層が、電子輸送物質を含有し、電荷発生層が、ガリウムフタロシアニン結晶及び式(N1)で示されるアミド化合物を含有することを特徴とする電子写真感光体。
【選択図】 なし
Description
本発明の電子写真感光体は、支持体と、下引き層と、電荷発生層と、正孔輸送層と、をこの順に有する電子写真感光体である。そして、下引き層が、電子輸送物質を含有し、電荷発生層が、ガリウムフタロシアニン結晶及び式(N1)で示されるアミド化合物を含有することを特徴とする。
本発明の上記特徴を有する電子写真感光体が、ゴースト抑制に優れ、かつ帯電能及び感度を両立させる理由について、本発明者らは以下のように推測している。
支持体としては、導電性を有するもの(導電性支持体)が好ましく、例えば、アルミニウム、鉄、銅、金、ステンレス鋼、ニッケルなどの金属(合金)製の支持体や、表面に導電性皮膜を設けた金属、絶縁物の支持体などが挙げられる。絶縁物支持体としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂などのプラスチック、ガラス、紙製の支持体などがある。また、導電性皮膜としては、アルミニウム、クロム、銀、金などの金属薄膜や、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛などの導電性材料薄膜、銀ナノワイヤーを加えた導電性インクの薄膜などが挙げられる。
支持体と下引き層との間には、必要に応じて、導電層を設けてもよい。特に、素管のまま支持体として用いる場合、これの上に導電層を形成することにより、簡便な方法により干渉縞抑制機能を付与することができる。このため、生産性、コストの面から非常に有用である。
支持体または導電層上には、下引き層が設けられる。
・電子輸送物質または電子輸送物質を含む組成物を硬化させて得られた硬化膜、
・電子輸送物質を溶解させた電子輸送膜用塗布液の塗膜を乾燥させて形成された膜、
・電子輸送物質(例えば、電子輸送性顔料)を分散させた電子輸送膜用塗布液の塗膜を乾燥させて形成された膜。
電子輸送物質としては、例えば、キノン化合物、イミド化合物、ベンゾイミダゾール化合物、シクロペンタジエニリデン化合物などが挙げられる。電子輸送物質は、重合性官能基を有する電子輸送物質であることが好ましい。重合性官能基としては、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、カルボキシル基、又はメトキシ基が挙げられる。以下に、電子輸送物質の具体例として、下記式(A−1)〜(A−11)のいずれかで示される化合物を示す。
架橋剤としては、通常架橋剤として用いられる化合物を使用することができる。具体的には、山下晋三、金子東助編「架橋剤ハンドブック」大成社刊(1981年)等に記載されている化合物等を用いることができる。
下引き層に用いられる樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、アリル樹脂、アルキッド樹脂、エチルセルロース樹脂、エチレン−アクリル酸コポリマー、エポキシ樹脂、カゼイン樹脂、シリコーン樹脂、ゼラチン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアリルエーテル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ユリア樹脂、アガロース樹脂、セルロース樹脂などが挙げられる。
・水酸化カリウムを用いたカルボキシル基の滴定、
・亜硝酸ナトリウムを用いたアミノ基の滴定、
・無水酢酸と水酸化カリウムを用いた水酸基の滴定、
・5,5’−ジチオビス(2−ニトロ安息香酸)を用いたチオール基の滴定。また、重合性官能基導入比率を変化させた試料のIRスペクトルから得られる検量線法が挙げられる。
下引き層の上には電荷発生層が設けられる。電荷発生層はガリウムフタロシアニン結晶と下記式(N1)で示されるアミド化合物を含有する。
使用測定器:BRUKER製、AVANCEIII 500
溶媒:重硫酸(D2SO4)
積算回数:2,000
使用測定機:理学電気(株)製、X線回折装置RINT−TTRII
X線管球:Cu
管電圧:50KV
管電流:300mA
スキャン方法:2θ/θスキャン
スキャン速度:4.0°/min
サンプリング間隔:0.02°
スタート角度(2θ):5.0°
ストップ角度(2θ):40.0°
アタッチメント:標準試料ホルダー
フィルター:不使用
インシデントモノクロ:使用
カウンターモノクロメーター:不使用
発散スリット:開放
発散縦制限スリット:10.00mm
散乱スリット:開放
受光スリット:開放
平板モノクロメーター:使用
カウンター:シンチレーションカウンター
電荷発生層上には正孔輸送層が形成される。正孔輸送層は、正孔輸送物質と結着樹脂を含有する正孔輸送層用塗布液の塗膜を形成し、塗膜を乾燥させて形成することができる。
正孔輸送層上には、電荷発生層及び正孔輸送層を保護することを目的として、保護層を設けてもよい。保護層は、樹脂を有機溶剤に溶解させて得られた保護層用塗布液の塗膜を電荷輸送層上に形成し、塗膜を乾燥させることによって形成できる。保護層に用いられる樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂(ポリカーボネートZ樹脂、変性ポリカーボネート樹脂など)、ナイロン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体及びスチレン−アクリロニトリル共重合体が挙げられる。また、保護層は、保護層用塗布液の塗膜を電荷輸送層上に形成し、塗膜を加熱、電子線、紫外線などによって硬化させることによっても形成できる。
図2に、電子写真感光体を備えたプロセスカートリッジを有する電子写真装置の概略構成の一例を示す。図2において、円筒状(ドラム状)の電子写真感光体1は、軸2を中心に矢印方向に所定の周速度(プロセススピード)をもって回転駆動される。
〔合成例1〕
窒素フローの雰囲気下、フタロニトリル5.46部及びα−クロロナフタレン45部を反応釜に投入した後、加熱し、温度30℃まで昇温させ、この温度を維持した。次に、この温度(30℃)で三塩化ガリウム3.75部を投入した。投入時の混合液の水分濃度は150ppmであった。その後、温度200℃まで昇温させた。次に、窒素フローの雰囲気下、温度200℃で4.5時間反応させた後、冷却し、温度150℃に達したときに生成物を濾過した。得られた濾過物をN,N−ジメチルホルムアミドを用いて温度140℃で2時間分散洗浄した後、濾過した。得られた濾過物をメタノールで洗浄した後、乾燥させ、クロロガリウムフタロシアニン顔料を4.65部(収率71%)得た。
前記合成例1で得られたクロロガリウムフタロシアニン顔料4.65部を、温度10℃で濃硫酸139.5部に溶解させ、攪拌下、氷水620部中に滴下して再析出させて、フィルタープレスを用いて濾過した。得られたウエットケーキ(濾過物)を2%アンモニア水で分散洗浄した後、フィルタープレスを用いて濾過した。次いで、得られたウエットケーキ(濾過物)をイオン交換水で分散洗浄した後、フィルタープレスを用いた濾過を3回繰り返し、その後、固形分23%の含水ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料を得た。
〔実施例1−1〕
合成例2で得られたヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料0.5部と、N−メチルホルムアミド9.5部を、直径0.8mmのガラスビーズ15部とともに、室温(23℃)下で2000時間、ボールミルを用いてミリング処理した。この際、容器は規格びん(製品コード:PS−6、柏洋硝子(株)製)を用い、容器が1分間に60回転する条件で行った。この分散液にN−メチルホルムアミドを30部添加した後、濾過器によって濾過し、さらに濾過器に残った濾取物をテトラヒドロフランで十分に洗浄した。そして、洗浄された濾取物を真空乾燥させて、ヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶を0.45部得た。得られた結晶の粉末X線回折図を図3に示す。
実施例1−1において、ボールミルで2000時間のミリング処理を、ボールミルで1000時間のミリング処理に変更したこと以外は同様にして、実施例1−2のヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶を得た。得られた結晶の粉末X線回折図は図3と同様であった。
実施例1−1において、ボールミルで2000時間のミリング処理を、ボールミルで100時間のミリング処理に変更した以外は同様にして、実施例1−3のヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶を得た。得られた結晶の粉末X線回折図は図3と同様であった。
実施例1−1において、ボールミルで2000時間のミリング処理を、ボールミルで30時間のミリング処理に変更したこと以外は同様にして、実施例1−4のヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶を得た。得られた結晶の粉末X線回折図は図3と同様であった。
合成例2で得られたヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料0.5部と、N,N−ジメチルホルムアミド9.5部を、直径0.8mmのガラスビーズ15部とともに、室温(23℃)下で100時間、ボールミルを用いてミリング処理した。この際、容器は規格びん(製品コード:PS−6、柏洋硝子(株)製)を用い、容器が1分間に60回転する条件で行った。この分散液にN,N−ジメチルホルムアミドを30部添加した後、濾過器によって濾過し、さらに濾過器に残った濾取物をテトラヒドロフランで十分に洗浄した。そして、洗浄された濾取物を真空乾燥させて、ヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶を0.45部得た。得られた結晶の粉末X線回折図は図3と同様であった。
合成例2で得られたヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料0.5部及びN−プロピルホルムアミド9.5部を、直径0.8mmのガラスビーズ15部とともに、室温(23℃)下で1100時間、ボールミルを用いてミリング処理した。この際、容器は規格びん(製品コード:PS−6、柏洋硝子(株)製)を用い、容器が1分間に60回転する条件で行った。この分散液にN−プロピルホルムアミドを30部添加した後、濾過器によって濾過し、さらに濾過器に残った濾取物をテトラヒドロフランで十分に洗浄した。濾取物を真空乾燥させて、ヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶を0.46部得た。得られた結晶の粉末X線回折図は図3と同様であった。
実施例1−6において、ボールミルで1100時間のミリング処理をボールミルで300時間のミリング処理に変更した以外は同様にして、実施例1−7のヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶を得た。得られた結晶の粉末X線回折図は図3と同様であった。
〔実施例2−1〕
直径24mm、長さ257mmのアルミニウムシリンダーを支持体(円筒状支持体)とした。
酸化スズで被覆されている硫酸バリウム粒子(商品名:パストランPC1、三井金属鉱業(株)製)60部、
酸化チタン粒子(商品名:TITANIX JR、テイカ(株)製)15部、
レゾール型フェノール樹脂(商品名:フェノライト J−325、DIC(株)製、固形分70質量%)43部、
シリコーンオイル(商品名:SH28PA、東レ・ダウコーニング(株)製)0.015部、
シリコーン樹脂粒子(商品名:トスパール120、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアル東芝シリコーン(株)製)3.6部、
2−メトキシ−1−プロパノール50部、及び、
メタノール50部
をボールミルに入れ、20時間分散処理することによって、導電層用塗布液を調製した。この導電層用塗布液を支持体上に浸漬塗布し、得られた塗膜を150℃で1時間加熱し、塗膜を硬化させることによって、膜厚が20μmの導電層を形成した。
電子輸送物質(A117)4.5部、
架橋剤(B1:保護基(H1)=5.1:2.2(質量比))5.5部、
樹脂(D1(式(D)中、R2が水素原子、Y1が単結合、W1がヒドロキシ基)で示される部分構造と、R201がC3H7である(E−1)示される部分構造を有するポリビニルブチラール樹脂)0.3部、
触媒としてのヘキサン酸亜鉛(II)0.05部
をテトラヒドロフラン50部と1−メトキシ−2−プロパノール50部の混合溶媒に溶解し、撹拌することによって、下引き層用塗布液を調製した。この下引き層用塗布液を導電層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を60分間160℃で加熱し、重合させることによって、膜厚が0.6μmの下引き層を形成した。
ポリビニルブチラール(商品名:エスレックBX−1、積水化学工業(株)製)10部、
シクロヘキサノン519部
を直径1mmのガラスビーズを用いたサンドミルに入れ、4時間分散処理した後、酢酸エチル764部を加えることによって、電荷発生層用塗布液を調製した。この電荷発生層用塗布液を下引き層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を100℃で10分間乾燥させることによって、膜厚が0.15μmの電荷発生層を形成した。
実施例2−1において、電荷発生層用塗布液の調製を以下のように変更した以外は同様にして、実施例2−2の電子写真感光体を製造した。
N−メチルホルムアミド0.9部、
ポリビニルブチラール(商品名:エスレックBX−1、積水化学工業(株)製)10部、
シクロヘキサノン519部
を直径1mmのガラスビーズを用いたサンドミルに入れ、4時間分散処理した。その後、酢酸エチル764部を加えることによって、電荷発生層用塗布液を調製した。
下引き層用塗布液と電荷発生層用塗布液を表19−1及び表19−3になるように調製し塗布した以外は実施例2−2と同様にして、実施例2−3〜2−48の電子写真感光体を製造した。なお、表19−3において、「添加アミド化合物」とは、ガリウムフタロシアニン結晶内に含まれるアミド化合物以外の、電荷発生層用塗布液を調製する際に別途添加されたアミド化合物のことである。
下引き層を以下のように形成した以外は、実施例2−1と同様にして、実施例2−51の電子写真感光体を製造した。
クロロベンゼン10部、
触媒としてのオクチル酸亜鉛(II)0.03部、
テトラヒドロフラン90部
からなる下引き層用塗布液を調製した。この下引き層用塗布液を導電層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を30分間125℃で加熱硬化させることによって、膜厚が0.6μmの硬化膜である下引き層を形成した。
下引き層を以下のように形成した以外は、実施例2−1と同様にして、実施例2−52の電子写真感光体を製造した。
ポリアミド樹脂(商品名:トレジンEF30T、ナガセケムテックス(株)製)11部、
触媒としてのオクチル酸亜鉛(II)0.1部
をメタノール200部と1−ブタノール200部の混合溶媒に溶解し、下引き層用塗布液を調製した。この下引き層用塗布液を導電層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を10分間100℃で加熱することによって、膜厚が0.6μmの下引き層を形成した。
下引き層を以下のように形成した以外は、実施例2−1と同様にして、実施例2−53の電子写真感光体を製造した。
架橋剤(B1:保護基(H5))23部、
ポリビニルブチラール(商品名:エスレックBX−1、積水化学工業(株)製)3部、オクチル酸亜鉛(II)0.15部
をテトラヒドロフラン250部とシクロヘキサノン250部の混合溶媒に溶解し、下引き層用塗布液を調製した。この下引き層用塗布液を導電層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を30分間160℃で加熱することによって、膜厚が0.6μmの下引き層を形成した。
下引き層を以下のように形成した以外は、実施例2−1と同様にして、実施例2−54の電子写真感光体を製造した。
作製したポリオレフィン樹脂分散液50部、
オクチル酸亜鉛(II)0.4部
を2−プロパノール250部と蒸留水150部に加え、直径1mmのガラスビーズを用いたサンドミル装置で2時間処理した。次に、2−プロパノール250部で希釈し、電子輸送物質を溶解し、下引き層用塗布液を調製した。この下引き層用塗布液を導電層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を20分間90℃で加熱することによって、膜厚が0.6μmの下引き層を形成した。
下引き層を以下のように形成した以外は、実施例2−1と同様にして、実施例2−55の電子写真感光体を製造した。
オクチル酸亜鉛(II)0.01部
に分散媒として蒸留水150部、メタノール250部及びトリエチルアミン4部を加え、直径1mmのガラスビーズを用いたサンドミル装置で2時間分散処理を行い、下引き層用塗布液を調製した。この下引き層用塗布液を導電層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を10分間120℃で加熱し、電子輸送性顔料を融解若しくは凝集、乾燥させることによって、膜厚が0.6μmの下引き層を形成した。
実施例2−1において、下引き層用塗布液を調製する際に使用した電子輸送物質(A117)を、下記式(J1)で示される化合物に変更した。また、電荷発生層用塗布液を調製する際に使用した実施例1−1で得られたヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶を、実施例1−5で得られたヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶に変更した。これらの変更以外は、実施例2−1と同様にして、比較例2−1の電子写真感光体を製造した。
比較例2−1において、下引き層用塗布液を以下のように調製したこと以外は同様にして、比較例2−2の電子写真感光体を製造した。
ポリカーボネートZ型樹脂(三菱瓦斯化学社製Z型ポリカーボネートユーピロンZ400)4.8部、
ジメチルアセトアミド100部、
テトラヒドロフラン100部
を用いて下引き層用塗布液を調製した。
比較例2−1において、下引き層用塗布液を調製する際に使用した上記式(J1)で示される化合物を下記式(J3)で示される化合物に変更したこと以外は同様にして、比較例2−3の電子写真感光体を製造した。
比較例2−1において、下引き層を以下のように形成したこと以外は同様にして、比較例2−4の電子写真感光体を製造した。
下記式(J4)で示される化合物15部
をメタノール/n−ブタノール=2/1混合溶液480部に溶解(65℃での加熱溶解)させてなる溶液を冷却した。その後、溶液をメンブランフィルター(商品名:FP−022、孔径:0.22μm、住友電気工業(株)製)で濾過して、下引き層用塗布液を調製した。このようにして調製した下引き層用塗布液を上述の導電層上に浸漬塗布して塗膜を形成し、塗膜を温度100℃のオーブンで10分間加熱乾燥することにより、膜厚が0.6μmの下引き層を形成した。
比較例2−4において、下引き層用塗布液を調製する際に使用した上記式(J4)で示される化合物を使用しなかったこと以外は同様にして、比較例2−5の電子写真感光体を製造した。
比較例2−1において、電荷発生層を以下のように形成したこと以外は同様にして、比較例2−6の電子写真感光体を製造した。
N−メチルホルムアミド0.5部、
ポリビニルブチラール(商品名:エスレックBX−1、積水化学工業(株)製)8部、シクロヘキサノン380部
を、直径1mmのガラスビーズを用いたサンドミルに入れ、20時間分散処理した後、酢酸エチル640部を加えることによって、電荷発生層用塗布液を調製した。この電荷発生層用塗布液を下引き層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を80℃で10分間乾燥させることによって、膜厚が0.28μmの電荷発生層を形成した
電荷発生層全質量に対する上記式(N1)で示されるアミド化合物の含有量をPNとすると、PN=1.75質量%であった。また、PN/PA=0.040であった。
実施例及び比較例の電子写真感光体について、23℃/50%RHの常温常湿環境下及び15℃/10%RHの低温低湿環境下でゴーストの評価、及び23℃/50%RHの常温常湿環境下での暗減衰評価と感度評価を行った。
まず、23℃/50%RHの常温常湿環境下で、ゴーストの評価を行った。その後、同環境下で1,000枚の通紙耐久試験を行い、耐久試験直後でのゴーストの評価を行った。常温常湿環境下における評価結果を表20−1、表20−2に示す。
暗減衰の測定にはジェンテック社製ドラム試験機SYNTHIA90を用いた。帯電にはコロナ帯電を用いた。
感度の評価は同一光量を照射したときの明部電位によって行った。明部電位が低ければ感度が良く、高ければ感度が悪い。
102 下引き層
103 電荷発生層
104 正孔輸送層
105感光層
1 電子写真感光体
2 軸
3 帯電手段
4 像露光光
5 現像手段
6 転写手段
7 転写材
8 像定着手段
9 クリーニング手段
10 前露光光
11 プロセスカートリッジ
12 案内手段
Claims (11)
- 支持体と、下引き層と、電荷発生層と、正孔輸送層と、をこの順に有する電子写真感光体であって、
該下引き層が、電子輸送物質を含有し、
該電荷発生層が、ガリウムフタロシアニン結晶及び式(N1)で示されるアミド化合物を含有することを特徴とする電子写真感光体。
(式(N1)中、R1は、メチル基、プロピル基、またはビニル基を示す。) - 前記式(N1)で示されるアミド化合物の含有量が、前記電荷発生層の全質量に対して0.1質量%以上3.0質量%以下である請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記ガリウムフタロシアニン結晶が、前記式(N1)で示されるアミド化合物を結晶内に含有するガリウムフタロシアニン結晶である請求項1または2に記載の電子写真感光体。
- 前記式(N1)で示されるアミド化合物を結晶内に含有するガリウムフタロシアニン結晶における、前記式(N1)で示されるアミド化合物の含有量が、前記ガリウムフタロシアニン結晶中のガリウムフタロシアニンの含有量に対して0.1質量%以上3.0質量%以下である請求項3に記載の電子写真感光体。
- 前記式(N1)中のR1がメチル基である請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記ガリウムフタロシアニン結晶が、CuKα線のX線回折におけるブラッグ角2θの7.4°±0.3°及び28.2°±0.3°にピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶である請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記下引き層が、電子輸送物質と架橋剤を含む組成物の重合物を含有する請求項1〜6のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記電子輸送物質の含有量が、前記下引き層の全質量に対して30質量%以上70質量%以下である請求項1〜7のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記下引き層の全質量に対する前記電子輸送物質の含有量をPA質量%、前記電荷発生層の全質量に対する前記式(N1)で示されるアミド化合物の含有量をPN質量%としたとき、
PN/PAが0.005以上0.080以下である請求項1〜8のいずれか1項に記載の電子写真感光体。 - 電子写真装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、
請求項1〜9のいずれか1項に記載の電子写真感光体と、
帯電手段、現像手段及びクリーニング手段からなる群より選択される少なくとも1つの手段と、を有し、かつ、
該電子写真感光体と、該帯電手段、該現像手段、及び該クリーニング手段からなる群より選択される少なくとも1つの手段とは、一体に支持されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載の電子写真感光体、ならびに、帯電手段、露光手段、現像手段及び転写手段を有することを特徴とする電子写真装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015039415 | 2015-02-27 | ||
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