JP2022188852A - 電子写真感光体、電子写真感光体カートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】導電性支持体上に、少なくとも感光層と、多官能アクリレート又は多官能メタクリレートの硬化物を含有する保護層とを有する電子写真感光体に関し、印刷開始初期における像流れの発生を抑制する。【解決手段】導電性支持体上に、少なくとも感光層と保護層とを有する電子写真感光体において、前記保護層が、少なくとも、多官能アクリレート又は多官能メタクリレートの硬化物と、バンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子の表面を無機絶縁性化合物で表面処理された無機絶縁化処理金属酸化物粒子と、を含有することを特徴とする電子写真感光体である。【選択図】なし
Description
本発明は、複写機やプリンター等に用いられる電子写真感光体、電子写真感光体カートリッジ及び画像形成装置に関する。
電子写真技術は、高速で高品質な画像が得られること等から、複写機、プリンター、複合機、デジタル印刷等の分野で広く使われている。電子写真技術の中核となる電子写真感光体(以下、単に「感光体」ともいう)については、無公害で成膜が容易、製造が容易である等の利点を有する有機系の光導電物質を使用した感光体が主に使用されている。
電子写真感光体は、電子写真プロセス、即ち、帯電・露光・現像・転写・クリーニング・除電等のサイクルで繰返し使用されるため、その間に様々なストレスを受けて劣化する。特に、クリーニングブレード、磁気ブラシ等の摺擦、現像剤、紙との接触等による感光層表面の摩耗、傷の発生、膜の剥がれ等の機械的劣化による損傷は、画像上に現れやすく直接画像品質を損なうため、感光体の寿命を低下させる大きな要因となっている。
感光体表面の機械的強度ないし耐摩耗性を改良する技術としては、感光体の最表層にバインダー樹脂として連鎖重合性官能基を有する化合物を含有する層を形成し、これに熱や光、放射線などのエネルギーを与えることで重合させて保護層を形成した感光体が開示されている(例えば特許文献1-3などを参照)。
感光体表面の機械的強度ないし耐摩耗性を改良するために、保護層の硬化性樹脂として多官能アクリレート又は多官能メタクリレートを使用し、さらに保護層の電気特性を高めるために、酸化チタンなどの金属酸化物粒子を含有させて保護層を形成すると、印刷開始初期に像流れが発生する傾向が認められた。
像流れとは、未露光部から露光部へ電荷が動くことにより、像を形成している露光部と未露光部のコントラストが低下して像がボケる現象である。
像流れとは、未露光部から露光部へ電荷が動くことにより、像を形成している露光部と未露光部のコントラストが低下して像がボケる現象である。
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものである。即ち、本発明の目的は、導電性支持体上に、少なくとも感光層と、多官能アクリレート又は多官能メタクリレートの硬化物を含有する保護層とを有する電子写真感光体に関し、印刷開始初期における像流れの発生を抑制することにある。
本発明者らは、上記の目的を満足し得る電子写真感光体について鋭意研究したところ、保護層において、硬化性樹脂としてのアクリルモノマー又はメタアクリルモノマーに組み合わせる金属酸化物粒子として、特定の表面処理を施したものを使用することにより、上記課題を解決できることを見いだし、本発明に至った。
本発明の要旨は、以下[1]~[13]に存する。
[1] 導電性支持体上に、少なくとも感光層と保護層とを有する電子写真感光体において、前記保護層が、少なくとも、多官能アクリレート又は多官能メタクリレートの硬化物と、バンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子の表面が無機絶縁性化合物で表面処理された粒子(「無機絶縁化処理金属酸化物粒子」と称する)と、を含有することを特徴とする電子写真感光体。
[2] 前記感光層が、単層型で、且つ、少なくとも電荷発生物質、電子輸送物質及び正孔輸送物質とバインダー樹脂とを含有する層である前記[1]に記載の電子写真感光体。
[3] 前記感光層中の前記正孔輸送物質の含有質量に対する、前記保護層中の前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子の含有質量の比率が5~70である前記[2]に記載の電子写真感光体。
[4] 前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子が、さらに有機金属化合物で表面処理されている前記[1]~[3]の何れか一に記載の電子写真感光体。
[5] 前記有機金属化合物が、有機珪素化合物である前記[4]に記載の電子写真感光体。
[6] 前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子が、酸化チタン粒子の表面が無機絶縁性化合物で表面処理された粒子である前記[1]~[5]の何れか一に記載の電子写真感光体。
[3] 前記感光層中の前記正孔輸送物質の含有質量に対する、前記保護層中の前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子の含有質量の比率が5~70である前記[2]に記載の電子写真感光体。
[4] 前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子が、さらに有機金属化合物で表面処理されている前記[1]~[3]の何れか一に記載の電子写真感光体。
[5] 前記有機金属化合物が、有機珪素化合物である前記[4]に記載の電子写真感光体。
[6] 前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子が、酸化チタン粒子の表面が無機絶縁性化合物で表面処理された粒子である前記[1]~[5]の何れか一に記載の電子写真感光体。
[7] 前記保護層が、さらに、無機絶縁性化合物で表面処理されていない、バンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子(「無機絶縁化未処理金属酸化物粒子」と称する)を含有する前記[1]~[6]の何れか一に記載の電子写真感光体。
[8] 前記保護層において、前記無機絶縁化未処理金属酸化物粒子の含有量は、前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子含有量100質量部に対して100質量部以上900質量部以下である前記[7]に記載の電子写真感光体。
[8] 前記保護層において、前記無機絶縁化未処理金属酸化物粒子の含有量は、前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子含有量100質量部に対して100質量部以上900質量部以下である前記[7]に記載の電子写真感光体。
[9] 導電性支持体上に、少なくとも感光層と保護層とを有する電子写真感光体において、
前記保護層が、少なくとも、多官能アクリレート又は多官能メタクリレートの硬化物と、バンドギャップが2~4eVであり、且つ、体積抵抗率が1×1011Ω・cm以上である金属酸化物粒子(「高抵抗粒子」と称する)と、を含有することを特徴とする電子写真感光体。
前記保護層が、少なくとも、多官能アクリレート又は多官能メタクリレートの硬化物と、バンドギャップが2~4eVであり、且つ、体積抵抗率が1×1011Ω・cm以上である金属酸化物粒子(「高抵抗粒子」と称する)と、を含有することを特徴とする電子写真感光体。
[10] 前記感光層が、単層型で、且つ、少なくとも電荷発生物質、電子輸送物質及び正孔輸送物質とバインダー樹脂とを含有する層である前記[9]に記載の電子写真感光体。
[11] 前記感光層が、前記バインダー樹脂100質量部に対して70質量部以上の正孔輸送物質を含有する前記[2]~[10]のいずれか一に記載の電子写真感光体。
[11] 前記感光層が、前記バインダー樹脂100質量部に対して70質量部以上の正孔輸送物質を含有する前記[2]~[10]のいずれか一に記載の電子写真感光体。
[12] 前記[1]~[11]のいずれか一に記載の電子写真感光体を有する電子写真感光体カートリッジ。
[13] 前記[1]~[11]のいずれか一に記載の電子写真感光体を有する画像形成装置。
[13] 前記[1]~[11]のいずれか一に記載の電子写真感光体を有する画像形成装置。
本発明によれば、硬化性樹脂としてのアクリルモノマー又はメタアクリルモノマーと、無機絶縁性化合物で表面処理された無機絶縁化処理金属酸化物粒子、見方を変えると体積抵抗率が1×1010Ω・cm以上である金属酸化物粒子とを用いて保護層を形成することにより、保護層表面の面方向(水平方向とも言う)への電荷の流れを抑制することができ、印刷開始初期における像流れの発生を抑制することができる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、発明の実施の形態)について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することが出来る。
<<本電子写真感光体>>
本発明の実施形態の一例に係る電子写真感光体(「本電子写真感光体」又は「本感光体」とも称する)は、導電性支持体上に、感光層と、硬化性化合物が硬化してなる硬化物を含有する保護層とを順次備えた電子写真感光体である。
本発明の実施形態の一例に係る電子写真感光体(「本電子写真感光体」又は「本感光体」とも称する)は、導電性支持体上に、感光層と、硬化性化合物が硬化してなる硬化物を含有する保護層とを順次備えた電子写真感光体である。
本電子写真感光体は、感光層及び保護層以外の層を有することは任意に可能である。
また、本電子写真感光体の帯電方式は、感光体表面を負電荷に帯電させる負帯電方式、感光体表面を正電荷に帯電させる正帯電方式のいずれであってもよい。
また、本電子写真感光体の帯電方式は、感光体表面を負電荷に帯電させる負帯電方式、感光体表面を正電荷に帯電させる正帯電方式のいずれであってもよい。
本電子写真感光体においては、導電性支持体とは反対側が、上側又は表面側となり、導電性支持体側が、下側又は裏面側となる。
<本保護層>
本電子写真感光体の保護層(「本保護層」とも称する)は、少なくとも、硬化性化合物としての多官能アクリレート又は多官能メタクリレートが硬化してなる硬化物と、バンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子の表面が無機絶縁性化合物で表面処理された構成を備えた無機絶縁化処理金属酸化物粒子と、を含有する層である。
本電子写真感光体の保護層(「本保護層」とも称する)は、少なくとも、硬化性化合物としての多官能アクリレート又は多官能メタクリレートが硬化してなる硬化物と、バンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子の表面が無機絶縁性化合物で表面処理された構成を備えた無機絶縁化処理金属酸化物粒子と、を含有する層である。
また、本保護層は、少なくとも、硬化性化合物としての多官能アクリレート又は多官能メタクリレートが硬化してなる硬化物と、バンドギャップが2~4eVであり、且つ、体積抵抗率が1×1011Ω・cm以上である粒子(すなわち「高抵抗粒子」)と、を含有する層であってもよい。
(硬化性化合物)
前記硬化性化合物は、硬化性の観点から、多官能アクリレート又は多官能メタクリレートが好ましい。
前記硬化性化合物は、硬化性の観点から、多官能アクリレート又は多官能メタクリレートが好ましい。
中でも、酸性ガス等に対する耐性が高く、印刷回数を重ねた場合の像流れの発生も抑制できる観点から、多官能メタクリレートが特に好ましい。
本発明者の検討によると、多官能メタクリレートは、多官能アクリレートに比べて酸性ガスなどに対する耐性が高いことが分かった。よって、多官能アクリレートを保護層の硬化性樹脂として使用すると、印刷回数を重ねるうちに、帯電器等から発生する酸性ガスなどによって劣化して像流れが発生し易いのに対し、多官能メタクリレートを使用すると、印刷回数を重ねた場合でも像流れの発生を抑制することができる。
本発明者の検討によると、多官能メタクリレートは、多官能アクリレートに比べて酸性ガスなどに対する耐性が高いことが分かった。よって、多官能アクリレートを保護層の硬化性樹脂として使用すると、印刷回数を重ねるうちに、帯電器等から発生する酸性ガスなどによって劣化して像流れが発生し易いのに対し、多官能メタクリレートを使用すると、印刷回数を重ねた場合でも像流れの発生を抑制することができる。
多官能アクリレートとしては、例えば、ウレタンアクリレート、アルキルアクリレート、ヒドロキシル基含有アルキルアクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリプロピレングリコールアクリレート、ポリテトラメチレングリコールアクリレート、ジオキサンアクリレート、トリシクロデカノールアクリレート、フルオレンアクリレート、アルコキシ化ビスフェノールAアクリレート、(アルコキシ化)トリメチロールプロパンアクリレート、(アルコキシ化)グリセリンアクリレート、(カプロラクトン変性)イソシアヌレートアクリレート、(アルコキシ化)ペンタエリスリトールアクリレート、(アルコキシ化)ジトリメチロールプロパンメタクリレート、 (アルコキシ化)ジペンタエリスリトールメタクリレート、ポリペンタエリスリトールポリアクリレート、デンドリチックポリマーアクリレート等を挙げることができる。この中でも、ウレタンアクリレート、(アルコキシ化)トリメチロールプロパンアクリレート、(アルコキシ化)ペンタエリスリトールアクリレート、(アルコキシ化)ジペンタエリスリトールアクリレートが好ましく、ウレタンアクリレート、(アルコキシ化)ペンタエリスリトールアクリレートがより好ましい。
多官能メタクリレートとしては、例えば、ウレタンメタクリレート、アルキルメタクリレート、ヒドロキシル基含有メタクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート、ポリプロピレングリコールメタクリレート、トリシクロデカノールメタクリレート、エトキシ化ビスフェノールAメタクリレート、(アルコキシ化)トリメチロールプロパンメタクリレート、エトキシ化グリセリンメタクリレート、(アルコキシ化)ペンタエリスリトールメタクリレート、(アルコキシ化)ジトリメチロールプロパンメタクリレート、(アルコキシ化)ジペンタエリスリトールメタクリレートなどを挙げることができる。この中でも、ウレタンメタクリレート、トリメチロールプロパンメタクリレート、(アルコキシ化)ペンタエリスリトールメタクリレート、(アルコキシ化)ジペンタエリスリトールメタクリレートが好ましく、ウレタンメタクリレート、トリメチロールプロパンメタクリレートがより好ましい。
多官能メタクリレートの官能基数は、硬度の観点から2官能以上であるのが好ましく、弾性変形率の観点から3官能以上であるのがより好ましい。一方、6官能以下であるのが好ましく、硬化度の観点から5官能以下であるのがより好ましく、硬化度の観点から4官能以下であるのがより好ましい。
(無機絶縁化処理金属酸化物粒子)
前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子は、バンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子の表面が、無機絶縁性化合物で表面処理された構成を備えたものである。
前述の通り、保護層の硬化性樹脂として多官能アクリレート又は多官能メタクリレートを使用し、さらに保護層の電気特性を高めるために、酸化チタンなどの金属酸化物粒子を含有させて保護層を形成すると、印刷開始初期に像流れが発生する傾向が認められた。
この理由は、保護層の硬化性樹脂として多官能アクリレート又は多官能メタクリレートを用いた場合、保護層中の金属酸化物粒子の分散性が低下しやすくなり、金属酸化物粒子が保護層表面に濃縮及び凝集して保護層表面の表面抵抗率が低下することで、保護層表面の面方向(水平方向とも言う)に電荷が移動し易くなるためであると推察される。
本発明者らの検討の結果、保護層に含有させる金属酸化物粒子を、無機絶縁性化合物で表面処理された金属酸化物粒子とすることにより、印刷開始初期の像流れを抑制できることが分かった。この理由は、次のように推察される。
無機絶縁性化合物で金属酸化物粒子を表面処理することにより、電荷伝導性を低下させることができると共に、金属酸化物粒子表面を疎水化して保護層表面に濃化し易くすることができる。電荷伝導性が低下した無機絶縁化処理金属酸化物粒子が保護層表面に濃化すると、保護層の表面抵抗率の低下が抑制されるため、保護層表面の面方向(水平方向とも言う)への電荷の流れを抑制することができ、像流れを効果的に抑制することができると考えられる。
また、無機絶縁性化合物で表面処理された金属酸化物粒子は、該表面処理されていないものに比べると、電荷伝導性が低いが、ある程度の電荷伝導性を有している。
前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子は、バンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子の表面が、無機絶縁性化合物で表面処理された構成を備えたものである。
前述の通り、保護層の硬化性樹脂として多官能アクリレート又は多官能メタクリレートを使用し、さらに保護層の電気特性を高めるために、酸化チタンなどの金属酸化物粒子を含有させて保護層を形成すると、印刷開始初期に像流れが発生する傾向が認められた。
この理由は、保護層の硬化性樹脂として多官能アクリレート又は多官能メタクリレートを用いた場合、保護層中の金属酸化物粒子の分散性が低下しやすくなり、金属酸化物粒子が保護層表面に濃縮及び凝集して保護層表面の表面抵抗率が低下することで、保護層表面の面方向(水平方向とも言う)に電荷が移動し易くなるためであると推察される。
本発明者らの検討の結果、保護層に含有させる金属酸化物粒子を、無機絶縁性化合物で表面処理された金属酸化物粒子とすることにより、印刷開始初期の像流れを抑制できることが分かった。この理由は、次のように推察される。
無機絶縁性化合物で金属酸化物粒子を表面処理することにより、電荷伝導性を低下させることができると共に、金属酸化物粒子表面を疎水化して保護層表面に濃化し易くすることができる。電荷伝導性が低下した無機絶縁化処理金属酸化物粒子が保護層表面に濃化すると、保護層の表面抵抗率の低下が抑制されるため、保護層表面の面方向(水平方向とも言う)への電荷の流れを抑制することができ、像流れを効果的に抑制することができると考えられる。
また、無機絶縁性化合物で表面処理された金属酸化物粒子は、該表面処理されていないものに比べると、電荷伝導性が低いが、ある程度の電荷伝導性を有している。
前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子は、無機絶縁性化合物で表面処理する前の同じ金属酸化物粒子よりも、体積抵抗率が高いことが好ましい。具体的には、無機絶縁性化合物で表面処理する前の同じ金属酸化物粒子よりも、体積抵抗率が100倍以上高いことが好ましく、10000倍以上高いことがより好ましい。
前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子の体積抵抗率は、像流れ抑制の観点から1×1011Ω・cm以上が好ましく、1×1012Ω・cm以上がより好ましい。一方、電気特性の観点から1×1014Ω・cm以下が好ましく、1×1013Ω・cm以下がより好ましい。
前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子の体積抵抗率は、像流れ抑制の観点から1×1011Ω・cm以上が好ましく、1×1012Ω・cm以上がより好ましい。一方、電気特性の観点から1×1014Ω・cm以下が好ましく、1×1013Ω・cm以下がより好ましい。
前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子の金属酸化物粒子としては、バンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子を使用するのが好ましい。なお、バンドギャップが4eVを超える金属酸化物粒子では、前述のような像流れは生じ難いことが確認されている。
バンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子としては、例えば酸化チタン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化鉄等の1種の金属元素を含む金属酸化物粒子、酸化インジウムスズ、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等の金属酸化物の粒子を挙げることができる。これら金属酸化物粒子は、一種類の粒子であってもよいし、複数の種類の粒子の組み合わせであってもよい。
これらの金属酸化物粒子の中でも、電子輸送性の観点から、酸化チタン、酸化スズ、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛が好ましく、より好ましくは酸化チタンおよび酸化スズである。中でも、像流れ抑制及び電気特性のバランスを取りやすい観点から、特に酸化チタンが好ましい。
なお、前記バンドギャップは、紫外可視分光光度計を用いた拡散反射測定で得られる拡散反射スペクトルから求めることが可能である。
バンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子としては、例えば酸化チタン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化鉄等の1種の金属元素を含む金属酸化物粒子、酸化インジウムスズ、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等の金属酸化物の粒子を挙げることができる。これら金属酸化物粒子は、一種類の粒子であってもよいし、複数の種類の粒子の組み合わせであってもよい。
これらの金属酸化物粒子の中でも、電子輸送性の観点から、酸化チタン、酸化スズ、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛が好ましく、より好ましくは酸化チタンおよび酸化スズである。中でも、像流れ抑制及び電気特性のバランスを取りやすい観点から、特に酸化チタンが好ましい。
なお、前記バンドギャップは、紫外可視分光光度計を用いた拡散反射測定で得られる拡散反射スペクトルから求めることが可能である。
前記酸化チタン粒子の結晶型としては、ルチル、アナターゼ、ブルッカイト、アモルファスのいずれも用いることができるが、ルチルが好ましい。また、これらの結晶状態の異なるものから、複数の結晶状態のものが含まれていてもよい。
前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子の表面処理に用いる無機絶縁性化合物としては、金属酸化物粒子よりもバンドギャップが大きい無機絶縁性化合物であればよい。具体的には、金属酸化物粒子よりもバンドギャップが2eV以上大きいことが好ましく、3eV以上大きいことがより好ましい。
前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子の表面処理に用いる無機絶縁性化合物としては、バンドギャップが5eV以上の無機絶縁性化合物を使用するのが好ましい。バンドギャップが5eV以上の無機絶縁性化合物としては、例えば酸化アルミニウム、酸化珪素または酸化ジルコニウム、またはこれらの水酸化物を挙げることができる。中でも、表面処理の行いやすさの観点から、水酸化アルミニウム、酸化珪素が好ましく、水酸化アルミニウムがより好ましい。
前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子の表面処理に用いる無機絶縁性化合物としては、バンドギャップが5eV以上の無機絶縁性化合物を使用するのが好ましい。バンドギャップが5eV以上の無機絶縁性化合物としては、例えば酸化アルミニウム、酸化珪素または酸化ジルコニウム、またはこれらの水酸化物を挙げることができる。中でも、表面処理の行いやすさの観点から、水酸化アルミニウム、酸化珪素が好ましく、水酸化アルミニウムがより好ましい。
前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子はさらに、有機金属化合物で表面処理されたものであってもよい。すなわち、無機絶縁性化合物で表面処理した後、さらに有機金属化合物で表面処理したものであってもよい。
前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子が有機金属化合物でさらに表面処理されたものであると、表面をさらに疎水化することができるため、像流れをより一層効果的に抑制することができる。
前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子が有機金属化合物でさらに表面処理されたものであると、表面をさらに疎水化することができるため、像流れをより一層効果的に抑制することができる。
かかる有機金属化合物としては、有機珪素化合物、有機チタニウム化合物、有機ジルコニウム化合物、有機アルミニウム化合物などを挙げることができる。中でも、有機珪素化合物が好ましい。
有機珪素化合物としては、例えばジメチルポリシロキサン、末端に反応基を有するジメチルポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン等のシリコーンオイル、メチルジメトキシシラン、ジフェニルジジメトキシシラン等のオルガノシラン、ヘキサメチルジシラザン等のシラザン、3-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ-メルカプト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等のシランカップリング剤、フェニル基含有シランカップリング剤等を挙げることができる。
特に、疎水性を付与しやすい観点から、メチルハイドロジェンポリシロキサン、メチルジメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、末端に反応基を有するジメチルポリシロキサンが好ましく、メチルハイドロジェンポリシロキサン、メチルジメトキシシランがより好ましく、メチルハイドロジェンポリシロキサンがさらに好ましい。
有機珪素化合物としては、例えばジメチルポリシロキサン、末端に反応基を有するジメチルポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン等のシリコーンオイル、メチルジメトキシシラン、ジフェニルジジメトキシシラン等のオルガノシラン、ヘキサメチルジシラザン等のシラザン、3-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ-メルカプト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等のシランカップリング剤、フェニル基含有シランカップリング剤等を挙げることができる。
特に、疎水性を付与しやすい観点から、メチルハイドロジェンポリシロキサン、メチルジメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、末端に反応基を有するジメチルポリシロキサンが好ましく、メチルハイドロジェンポリシロキサン、メチルジメトキシシランがより好ましく、メチルハイドロジェンポリシロキサンがさらに好ましい。
前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子の粒径は、塗布液の安定性の観点から、平均一次粒子径が500nm以下のものが好ましく、中でも1nm以上或いは100nm以下であるのがより好ましく、その中でも5nm以上或いは50nm以下であるのがさらに好ましい。
この平均一次粒子径は、走査型電子顕微鏡(Scanning electron microscope 以下、SEMとも称する)や透過型電子顕微鏡(Transmission electron microscope 以下、TEMとも称する)により直接観察される粒子の径の算術平均値によって求めることが可能である。この際、少なくとも5個以上の粒子の平均であるのが好ましい。また、粒子が非球形の場合は、最長径と最短径を測定し、その平均値を当該粒子の粒子径とする。
この平均一次粒子径は、走査型電子顕微鏡(Scanning electron microscope 以下、SEMとも称する)や透過型電子顕微鏡(Transmission electron microscope 以下、TEMとも称する)により直接観察される粒子の径の算術平均値によって求めることが可能である。この際、少なくとも5個以上の粒子の平均であるのが好ましい。また、粒子が非球形の場合は、最長径と最短径を測定し、その平均値を当該粒子の粒子径とする。
本保護層中での無機絶縁化処理金属酸化物粒子の含有量は、像流れを抑制する観点から、本保護層の多官能アクリレート又は多官能メタクリレート100質量部に対して、5質量部以上であるのが好ましく、中でも10質量部以上であるのがより好ましく、その中でも20質量部以上であるのがさらに好ましい。また、表面抵抗を良好に保持する観点から、300質量部以下であるのが好ましく、中でも200質量部以下であるのがより好ましく、中でも120質量部以下であるのがさらに好ましい。
(無機絶縁化未処理金属酸化物粒子)
本保護層は、前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子と共に、さらに無機絶縁性化合物で表面処理されていない、バンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子(「無機絶縁化未処理金属酸化物粒子」と称する)を含有してもよい。
無機絶縁化未処理金属酸化物粒子を本保護層に含有させることにより、保護層中の電荷輸送性、すなわち、保護層と感光層の界面から保護層表面への電荷輸送性(垂直方向の電荷輸送性)を高めることができ、本感光体の電気特性を高めることができる。さらに、この際、無機絶縁化処理金属酸化物粒子は無機絶縁化未処理金属酸化物粒子間にスペーサー的に割り込むと考えられ、これにより、水平方向の電荷の移動を抑制することができ、像流れがより抑制されると推察される。
バンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子の種類は上述の通りである。
なお、無機絶縁化処理金属酸化物粒子の金属酸化物粒子と無機絶縁化未処理金属酸化物粒子の金属酸化物粒子の金属は、同じ金属であっても、異なる金属であってもよい。
本保護層は、前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子と共に、さらに無機絶縁性化合物で表面処理されていない、バンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子(「無機絶縁化未処理金属酸化物粒子」と称する)を含有してもよい。
無機絶縁化未処理金属酸化物粒子を本保護層に含有させることにより、保護層中の電荷輸送性、すなわち、保護層と感光層の界面から保護層表面への電荷輸送性(垂直方向の電荷輸送性)を高めることができ、本感光体の電気特性を高めることができる。さらに、この際、無機絶縁化処理金属酸化物粒子は無機絶縁化未処理金属酸化物粒子間にスペーサー的に割り込むと考えられ、これにより、水平方向の電荷の移動を抑制することができ、像流れがより抑制されると推察される。
バンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子の種類は上述の通りである。
なお、無機絶縁化処理金属酸化物粒子の金属酸化物粒子と無機絶縁化未処理金属酸化物粒子の金属酸化物粒子の金属は、同じ金属であっても、異なる金属であってもよい。
前記無機絶縁化未処理金属酸化物粒子は、有機金属化合物で表面処理されたものであってもよい。前記有機金属化合物としては、上述の化合物を用いることができる。上述の化合物の中でも、メチルハイドロジェンポリシロキサン、メチルジメトキシシランがより好ましく、メチルジメトキシシランがさらに好ましい。
前記無機絶縁化未処理金属酸化物粒子の粒径は、その間に無機絶縁化処理金属酸化物粒子がスペーサー的に割り込み易い観点から、無機絶縁化処理金属酸化物粒子の粒径と同じか、或いは、同程度であるのが好ましい。具体的には、無機絶縁化処理金属酸化物粒子の平均一次粒子径に対する無機絶縁化未処理金属酸化物粒子の平均一次粒子径の比率は、0.1以上が好ましく、0.5以上がより好ましく、1.0以上がさらに好ましい。一方、3.0以下が好ましく、2.0以下がより好ましい。
この平均一次粒子径の測定方法については上述の通りである。
この平均一次粒子径の測定方法については上述の通りである。
本保護層中における、前記無機絶縁化未処理金属酸化物粒子の含有量は、像流れを抑制する観点から、本保護層の多官能アクリレート又は多官能メタクリレート100質量部に対して、5質量部以上であるのが好ましく、中でも10質量部以上であるのがより好ましく、その中でも20質量部以上であるのがさらに好ましい。また、表面抵抗を良好に保持する観点から、300質量部以下であるのが好ましく、中でも200質量部以下であるのがより好ましく、中でも120質量部以下であるのがさらに好ましい。
また、本保護層における、前記無機絶縁化未処理金属酸化物粒子の含有量は、無機絶縁化処理金属酸化物粒子含有量と同じか、それ以上であるのが好ましく、無機絶縁化処理金属酸化物粒子100質量部に対して100質量部以上900質量部以下であるのが好ましく、中でも150質量部以上或いは600質量部以下であるのがより好ましく、その中でも200質量部以上或いは500質量部以下であるのがより好ましく、その中でも200質量部以上或いは300質量部以下であるのがさらに好ましい。
(高抵抗粒子)
前記高抵抗粒子は、前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子と同様の作用機序により、像流れを抑制することができる。
前記高抵抗粒子としては、前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子を挙げることができる。
前記高抵抗粒子の粒径は、前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子と同様である。
前記高抵抗粒子の含有量は、前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子と同様である。
前記高抵抗粒子は、前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子と同様の作用機序により、像流れを抑制することができる。
前記高抵抗粒子としては、前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子を挙げることができる。
前記高抵抗粒子の粒径は、前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子と同様である。
前記高抵抗粒子の含有量は、前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子と同様である。
(その他の材料)
本保護層は、上記材料の他に、必要に応じてその他の材料を含んでいてもよい。その他の材料としては、例えば、電荷輸送能を高める観点から、「電荷輸送物質」を含有してもよいし、また、重合反応を促進するため、「重合開始剤」を含有してもよい。さらに必要に応じて、例えば安定剤(熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤など)、分散剤、帯電防止剤、着色剤、潤滑剤などを挙げることができる。これらは適宜1種単独で、または2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いることができる。
本保護層は、上記材料の他に、必要に応じてその他の材料を含んでいてもよい。その他の材料としては、例えば、電荷輸送能を高める観点から、「電荷輸送物質」を含有してもよいし、また、重合反応を促進するため、「重合開始剤」を含有してもよい。さらに必要に応じて、例えば安定剤(熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤など)、分散剤、帯電防止剤、着色剤、潤滑剤などを挙げることができる。これらは適宜1種単独で、または2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いることができる。
[電荷輸送物質]
本保護層に含有させる電荷輸送物質は、後述する本感光層に用いられる電荷輸送物質と同様のものを用いることができる。
本保護層に含有させる電荷輸送物質は、後述する本感光層に用いられる電荷輸送物質と同様のものを用いることができる。
また、感光体表面のマルテンス硬さを向上させる観点から、保護層には、連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質を重合させてなる構造を含有させてもよい。
連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質の連鎖重合性官能基としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基及びエポキシ基を挙げることができる。この中でも硬化性の観点から、アクリロイル基またはメタクリロイル基が好ましい。連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質の電荷輸送物質部分の構造としては、カルバゾール誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ブタジエン誘導体及びエナミン誘導体並びにこれらの化合物の複数種が結合したものが好ましい。
連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質の連鎖重合性官能基としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基及びエポキシ基を挙げることができる。この中でも硬化性の観点から、アクリロイル基またはメタクリロイル基が好ましい。連鎖重合性官能基を有する電荷輸送物質の電荷輸送物質部分の構造としては、カルバゾール誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ブタジエン誘導体及びエナミン誘導体並びにこれらの化合物の複数種が結合したものが好ましい。
本電子写真感光体の保護層中での電荷輸送物質の使用量は、特に限定されない。電気特性の観点から、バインダー樹脂100質量部に対して10質量部以上であるのが好ましく、中でも30質量部以上であるのがより好ましく、中でも50質量部以上であるのがさらに好ましい。また、表面抵抗を良好に保持する観点から、300質量部以下であるのがより好ましく、中でも20質量部以下であるのがより好ましく、中でも150質量部以下であるのがさらに好ましい。
[重合開始剤]
重合開始剤には、熱重合開始剤、光重合開始剤等が含まれる。
重合開始剤には、熱重合開始剤、光重合開始剤等が含まれる。
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などの過酸化物系化合物、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)などのアゾ系化合物を挙げることができる。
光重合開始剤は、ラジカル発生機構の違いにより、直接開裂型と水素引き抜き型に分類できる。
直接開裂型の光重合開始剤としては、アセトフェノン、2-ベンゾイル-2-プロパノール、1-ベンゾイルシクロヘキサノール、2,2-ジエトキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、2-メチル-4’-(メチルチオ)-2-モルフォリノプロピオフェノン、などのアセトフェノン系またはケタール系化合物、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、O-トシルベンゾイン、などのベンゾインエーテル系化合物、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキサイド、フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキサイド、リチウムフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フォスフォネート、などのアシルフォスフィンオキサイド系化合物を挙げることができる。
水素引き抜き型の光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、4-ベンゾイル安息香酸、2-ベンゾイル安息香酸、2-ベンゾイル安息香酸メチル、ベンゾイルぎ酸メチル、ベンジル、p-アニシル、2-ベンゾイルナフタレン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ジクロロベンゾフェノン、1,4-ジベンゾイルベンゼン、などのベンゾフェノン系化合物、2-エチルアントラキノン、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、などのアントラキノン系またはチオキサントン系化合物等を挙げることができる。その他の光重合開始剤としては、カンファーキノン、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、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等を挙げることができる。
光重合開始剤は、効率的に光エネルギーを吸収してラジカルを発生させるために、光照射に用いられる光源の波長領域に、吸収波長を有することが好ましい。
ラジカル発生効率の低下を防止する観点から、光重合開始剤の中でも比較的長波長側に吸収波長を有する、アシルフォスフィンオキサイド系化合物を含有することが好ましい。
この場合、保護層表面の硬化性を補う観点から、アシルフォスフィンオキサイド系化合物と水素引き抜き型開始剤とを併用することがさらに好ましい。アシルフォスフィンオキサイド系化合物に対する水素引き抜き型開始剤の含有割合は特に限定されるものではないが、表面硬化性を補う観点から、アシルフォスフィンオキサイド系化合物1質量部に対し、水素引き抜き型開始剤を0.1質量部以上含有するのが好ましく、内部硬化性を維持する観点から、5質量部以下の割合で含有するのが好ましい。
ラジカル発生効率の低下を防止する観点から、光重合開始剤の中でも比較的長波長側に吸収波長を有する、アシルフォスフィンオキサイド系化合物を含有することが好ましい。
この場合、保護層表面の硬化性を補う観点から、アシルフォスフィンオキサイド系化合物と水素引き抜き型開始剤とを併用することがさらに好ましい。アシルフォスフィンオキサイド系化合物に対する水素引き抜き型開始剤の含有割合は特に限定されるものではないが、表面硬化性を補う観点から、アシルフォスフィンオキサイド系化合物1質量部に対し、水素引き抜き型開始剤を0.1質量部以上含有するのが好ましく、内部硬化性を維持する観点から、5質量部以下の割合で含有するのが好ましい。
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。光重合促進効果を有するものとしては、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を挙げることができる。
前記重合開始剤は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量100質量部に対し0.5~40質量部であるのが好ましく、中でも1質量部以上或いは20質量部以下であるのがさらに好ましい。
(本保護層の形成方法)
次に、本保護層の形成方法について説明する。
本保護層の形成方法は、特に限定されない。例えば、多官能アクリレート又は多官能メタクリレート、および、無機絶縁化処理金属酸化物粒子、必要に応じて無機絶縁化未処理金属酸化物粒子、さらにその他の物質を溶媒に溶解した塗布液または分散媒に分散した塗布液を塗布することにより形成することができる。
次に、本保護層の形成方法について説明する。
本保護層の形成方法は、特に限定されない。例えば、多官能アクリレート又は多官能メタクリレート、および、無機絶縁化処理金属酸化物粒子、必要に応じて無機絶縁化未処理金属酸化物粒子、さらにその他の物質を溶媒に溶解した塗布液または分散媒に分散した塗布液を塗布することにより形成することができる。
以下、本保護層の形成に用いられる溶媒または分散媒、及び塗布方法を説明する。
[保護層形成用塗布液に用いる溶媒]
本保護層形成用塗布液に用いる有機溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、2-メトキシエタノール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、ジメトキシエタン等のエーテル類;ギ酸メチル、酢酸エチル等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;ベンゼン、トルエン、キシレン、アニソール等の芳香族炭化水素類;ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン、テトラクロロエタン、1,2-ジクロロプロパン、トリクロロエチレン等の塩素化炭化水素類;n-ブチルアミン、イソプロパノールアミン、ジエチルアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン等の含窒素化合物類;アセトニトリル、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶剤類等を挙げることができる。これらの中から任意の組み合わせ及び任意の割合の混合溶媒を用いることもできる。また、単独では本電子写真感光体の保護層用の物質を溶解しない有機溶媒であっても、例えば、上記の有機溶媒との混合溶媒とすることで溶解可能であれば、使用することができる。一般に、混合溶媒を用いた方が塗布ムラを少なくすることができる。後述の塗布方法において浸漬塗布法を用いる場合、下層を溶解しない溶媒を選択することが好ましい。この観点から、感光層に好適に用いられるポリカーボネート、ポリアリレートへの溶解性が低い、アルコール類を含有させることが好ましい。
本保護層形成用塗布液に用いる有機溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、2-メトキシエタノール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、ジメトキシエタン等のエーテル類;ギ酸メチル、酢酸エチル等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;ベンゼン、トルエン、キシレン、アニソール等の芳香族炭化水素類;ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン、テトラクロロエタン、1,2-ジクロロプロパン、トリクロロエチレン等の塩素化炭化水素類;n-ブチルアミン、イソプロパノールアミン、ジエチルアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン等の含窒素化合物類;アセトニトリル、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶剤類等を挙げることができる。これらの中から任意の組み合わせ及び任意の割合の混合溶媒を用いることもできる。また、単独では本電子写真感光体の保護層用の物質を溶解しない有機溶媒であっても、例えば、上記の有機溶媒との混合溶媒とすることで溶解可能であれば、使用することができる。一般に、混合溶媒を用いた方が塗布ムラを少なくすることができる。後述の塗布方法において浸漬塗布法を用いる場合、下層を溶解しない溶媒を選択することが好ましい。この観点から、感光層に好適に用いられるポリカーボネート、ポリアリレートへの溶解性が低い、アルコール類を含有させることが好ましい。
本保護層形成用塗布液に用いる有機溶媒と、固形分の量比は、保護層形成用塗布液の塗布方法により異なり、適用する塗布方法において均一な塗膜が形成されるように適宜変更して用いればよい。
[塗布方法]
本保護層を形成するための塗布液の塗布方法は特に限定されず、例えば、スプレー塗布法、スパイラル塗布法、リング塗布法、浸漬塗布法等を挙げることができる。
本保護層を形成するための塗布液の塗布方法は特に限定されず、例えば、スプレー塗布法、スパイラル塗布法、リング塗布法、浸漬塗布法等を挙げることができる。
上記塗布法により塗布膜を形成した後、塗膜を乾燥させる。この際、必要且つ充分な乾燥が得られれば、乾燥の温度、時間は問わない。ただし、感光層塗布後に風乾のみで保護層の塗布を行った場合は、前述の感光層の[塗布方法]に記載の方法で、充分な乾燥を行うことが好ましい。
[本保護層の硬化方法]
本保護層は、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て形成するものである。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℃以下が好ましい。
本保護層は、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て形成するものである。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℃以下が好ましい。
光のエネルギーとしては、主に紫外光(UV)に発光波長をもつ高圧水銀灯やメタルハライドランプ、無電極ランプバルブ、発光ダイオードなどのUV照射光源が利用できるが、連鎖重合性化合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。
光照射量は、硬化性の観点から10J/cm2以上が好ましく、30J/cm2以上がさらに好ましく、100J/cm2以上が特に好ましい。また、電気特性の観点から、500J/cm2以下が好ましく、300J/cm2以下がさらに好ましく、200J/cm2以下が特に好ましい。
他方、放射線のエネルギーとしては、電子線(EB)を用いるものを挙げることができる。
光照射量は、硬化性の観点から10J/cm2以上が好ましく、30J/cm2以上がさらに好ましく、100J/cm2以上が特に好ましい。また、電気特性の観点から、500J/cm2以下が好ましく、300J/cm2以下がさらに好ましく、200J/cm2以下が特に好ましい。
他方、放射線のエネルギーとしては、電子線(EB)を用いるものを挙げることができる。
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、ポッドライフの長さの観点から、光のエネルギーを用いたものが好ましい。
該保護層を硬化した後、残留応力の緩和、残留ラジカルの緩和、電気特性改良の観点から、加熱工程を加えてもよい。加熱温度としては、好ましくは60℃以上、より好ましくは100℃以上であり、好ましくは200℃以下、より好ましくは150℃以下である。
(層厚)
本保護層の厚さは、耐摩耗性の観点から、0.5μm以上であるのが好ましく、中でも1μm以上であるのがさらに好ましい。他方、電気特性の観点から、5μm以下であるのが好ましく、中でも3μm以下であるのがさらに好ましい。
また、同様の観点から、本保護層の厚さは、本感光層の厚さに対して1/50以上であるのが好ましく、中でも1/40以上であるのがより好ましく、その中でも1/30以上であるのがさらに好ましい。他方、1/5以下であるのが好ましく、中でも1/10以下であるのがより好ましく、その中でも1/20以下であるのがさらに好ましい。
本保護層の厚さは、耐摩耗性の観点から、0.5μm以上であるのが好ましく、中でも1μm以上であるのがさらに好ましい。他方、電気特性の観点から、5μm以下であるのが好ましく、中でも3μm以下であるのがさらに好ましい。
また、同様の観点から、本保護層の厚さは、本感光層の厚さに対して1/50以上であるのが好ましく、中でも1/40以上であるのがより好ましく、その中でも1/30以上であるのがさらに好ましい。他方、1/5以下であるのが好ましく、中でも1/10以下であるのがより好ましく、その中でも1/20以下であるのがさらに好ましい。
<本感光層>
本電子写真感光体における感光層(「本感光層」とも称する)は、少なくとも電荷発生物質(CGM)および電荷輸送物質を含有する層であればよい。
本電子写真感光体における感光層(「本感光層」とも称する)は、少なくとも電荷発生物質(CGM)および電荷輸送物質を含有する層であればよい。
本感光層は、少なくとも電荷発生物質(CGM)、正孔輸送物質(HTM)及び電子輸送物質(ETM)と、バインダー樹脂とを同一層内に含有する単層型感光層であってもよいし、また、電荷発生層と電荷輸送層とに分離された積層型感光層であってもよい。
中でも、本感光層は、本発明の効果をより享受できる点で、単層型感光層であるのが好ましい。本感光層が、単層型感光層である場合、本保護層との界面付近に存在する正孔輸送物質の影響を受けて、本保護層表面の面方向(水平方向とも言う)に電荷が移動し易くなり、像流れがより一層生じ易いからである。
<単層型感光層>
本感光層が、単層型感光層の場合、少なくとも、電荷発生物質(CGM)、正孔輸送物質(HTM)及び電子輸送物質(ETM)と、バインダー樹脂とを含有する。
本感光層が、単層型感光層の場合、少なくとも、電荷発生物質(CGM)、正孔輸送物質(HTM)及び電子輸送物質(ETM)と、バインダー樹脂とを含有する。
(電荷発生物質)
本感光層に用いる電荷発生物質としては、例えば、無機系光導電材料や有機顔料などの各種光導電材料が使用できる。中でも、特に有機顔料が好ましく、更に、フタロシアニン顔料、アゾ顔料がより好ましい。
本感光層に用いる電荷発生物質としては、例えば、無機系光導電材料や有機顔料などの各種光導電材料が使用できる。中でも、特に有機顔料が好ましく、更に、フタロシアニン顔料、アゾ顔料がより好ましい。
特に、電荷発生物質としてフタロシアニン顔料を用いる場合、具体的には、無金属フタロシアニン、銅、インジウム、ガリウム、錫、チタン、亜鉛、バナジウム、シリコン、ゲルマニウム等の金属、またはその酸化物、ハロゲン化物等の配位したフタロシアニン類などが使用される。3価以上の金属原子への配位子の例としては、上に示した酸素原子、塩素原子の他、水酸基、アルコキシ基などを挙げることができる。中でも、特に感度の高いX型、τ型無金属フタロシアニン、A型、B型、D型等のチタニルフタロシアニン、バナジルフタロシアニン、クロロインジウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン等が好適である。
またアゾ顔料を使用する場合には、各種公知のビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料が好適に用いられる。
また、電荷発生物質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。さらに、電荷発生物質を2種以上併用する場合、併用する電荷発生物質の混合方法としては、それぞれの電荷発生物質を後から混合して用いてもよいし、合成、顔料化、結晶化等の電荷発生物質の製造・処理工程において混合して用いてもよい。
電気特性の観点から、電荷発生物質の粒子径は小さいことが望ましい。具体的には、電荷発生物質の粒子径は1μm以下が好ましく、より好ましくは0.5μm以下である。下限は0.01μmである。ここで電荷発生物質の粒子径とは、感光層に含有された状態での粒子径を意味する。
さらに、単層型感光層内の電荷発生物質の量は、感度の観点から、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましい。また、感度及び帯電性の観点から、50質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましい。
(電荷輸送物質)
電荷輸送物質は、主に正孔輸送能を有する正孔輸送物質と、主に電子輸送能を有する電子輸送物質に分類される。本発明に用いられる単層型感光層は、少なくとも正孔輸送物質及び電子輸送物質を含有する。
電荷輸送物質は、主に正孔輸送能を有する正孔輸送物質と、主に電子輸送能を有する電子輸送物質に分類される。本発明に用いられる単層型感光層は、少なくとも正孔輸送物質及び電子輸送物質を含有する。
[正孔輸送物質]
正孔輸送物質(HTM)は、公知の材料の中から選択して用いることができる。例えば、カルバゾール誘導体、インドール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ピラゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ベンゾフラン誘導体等の複素環化合物、アニリン誘導体、ヒドラゾン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ブタジエン誘導体及びエナミン誘導体並びにこれらの化合物の複数種が結合したもの、及びこれらの化合物からなる基を主鎖若しくは側鎖に有する重合体等の電子供与性物質等を挙げることができる。
正孔輸送物質(HTM)は、公知の材料の中から選択して用いることができる。例えば、カルバゾール誘導体、インドール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ピラゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ベンゾフラン誘導体等の複素環化合物、アニリン誘導体、ヒドラゾン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ブタジエン誘導体及びエナミン誘導体並びにこれらの化合物の複数種が結合したもの、及びこれらの化合物からなる基を主鎖若しくは側鎖に有する重合体等の電子供与性物質等を挙げることができる。
これらの中でも、カルバゾール誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ブタジエン誘導体及びエナミン誘導体並びにこれらの化合物の複数種が結合したものが好ましく、アリールアミン誘導体、エナミン誘導体がより好ましい。
正孔輸送物質の分子量は、電気特性の観点から600以上が好ましく、650以上がより好ましく、700以上がさらに好ましく、750以上が特に好ましい。他方、合成の容易さ及び化合物の安定性の観点から1200以下が好ましく、1000以下がより好ましく、900以下がさらに好ましい。
正孔輸送物質は、1種のみを単独で用いてもよく、また2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いてもよい。
以下に好ましい正孔輸送物質の構造を例示する。
上記の正孔輸送物質の中でも、電気特性の点から、HTM31、HTM32、HTM33、HTM34、HTM35、HTM39、HTM40、HTM41、HTM42,HTM43、HTM48が好ましく、HTM39,HTM40,HTM41,HTM42,HTM43,HTM48がさらに好ましい。
[電子輸送物質]
電子輸送物質(ETM)は、公知の材料の中から選択して用いることができる。例えば、2,4,7-トリニトロフルオレノン等の芳香族ニトロ化合物、テトラシアノキノジメタン等のシアノ化合物、ジフェノキノン等のキノン化合物等の電子吸引性物質や、公知の環状ケトン化合物やペリレン顔料(ペリレン誘導体)などを挙げることができる。これらの中でも、電気特性の観点から、キノン化合物、ペリレン顔料(ペリレン誘導体)が好ましく、キノン化合物がより好ましい。
前記キノン化合物の中でも、電気特性の観点から、ジフェノキノン又はジナフチルキノンが好ましい。その中でも、ジナフチルキノンがより好ましい。
電子輸送物質(ETM)は、公知の材料の中から選択して用いることができる。例えば、2,4,7-トリニトロフルオレノン等の芳香族ニトロ化合物、テトラシアノキノジメタン等のシアノ化合物、ジフェノキノン等のキノン化合物等の電子吸引性物質や、公知の環状ケトン化合物やペリレン顔料(ペリレン誘導体)などを挙げることができる。これらの中でも、電気特性の観点から、キノン化合物、ペリレン顔料(ペリレン誘導体)が好ましく、キノン化合物がより好ましい。
前記キノン化合物の中でも、電気特性の観点から、ジフェノキノン又はジナフチルキノンが好ましい。その中でも、ジナフチルキノンがより好ましい。
電子輸送物質の分子量は、電気特性の観点から400以上が好ましく、410以上がより好ましく、420以上がさらに好ましい。他方、1000以下が好ましく、800以下がより好ましく、600以下がさらに好ましい。
電子輸送物質は、1種のみを単独で用いてもよく、また2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いてもよい。
以下に好ましい電子輸送物質の構造を例示する。
上記の電子輸送物質の中でも、電気特性の点から、ET-2、ET-5が好ましく、ET-2がさらに好ましい。
[正孔輸送物質と電子輸送物質の含有量]
単層型感光層中の正孔輸送物質の含有質量に対する電子輸送物質の含有質量の比率は、0.3以上であるのが好ましく、中でも電気特性の観点から0.4以上がより好ましい。一方、1.0以下であるのが好ましく、中でも電子輸送物質の析出抑制の観点から0.9以下がより好ましく、その中でも接着性の観点から0.8以下がより好ましい。
単層型感光層中の正孔輸送物質の含有質量に対する電子輸送物質の含有質量の比率は、0.3以上であるのが好ましく、中でも電気特性の観点から0.4以上がより好ましい。一方、1.0以下であるのが好ましく、中でも電子輸送物質の析出抑制の観点から0.9以下がより好ましく、その中でも接着性の観点から0.8以下がより好ましい。
単層型感光層中の正孔輸送物質を増量すると、本感光体の電荷移動特性を高めることができる反面、前述のように、本保護層表面において、面方向(水平方向とも言う)への電荷移動がよりし易くなり、像流れがより生じ易くなる。しかも、正孔輸送物質の含有量を増量すると、正孔輸送物質が感光層表面に濃化する傾向がある。そのため、本感光層における正孔輸送物質の含有量が多くなれば、本保護層における前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子の含有量も多くするのが好ましい。
かかる観点から、本感光層中の前記正孔輸送物質の含有質量100に対する、本保護層中の前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子の含有質量の比率は5~70であるのが好ましく、中でも10以上或いは50以下、その中でも15以上或いは40以下であるのがより好ましく、その中でも20以上或いは35以下であるのがさらに好ましい。
また、同様の観点から、本感光体における正孔輸送物質の含有量は、次に説明するバインダー樹脂100質量部に対して70質量部以上であるのが好ましく、中でも80質量部以上であるのがより好ましく、その中でも90質量部以上であるのがさらに好ましい。他方、上限値に関しては、200質量部以下であるのがより好ましく、その中でも150質量部以下であるのがさらに好ましい。
かかる観点から、本感光層中の前記正孔輸送物質の含有質量100に対する、本保護層中の前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子の含有質量の比率は5~70であるのが好ましく、中でも10以上或いは50以下、その中でも15以上或いは40以下であるのがより好ましく、その中でも20以上或いは35以下であるのがさらに好ましい。
また、同様の観点から、本感光体における正孔輸送物質の含有量は、次に説明するバインダー樹脂100質量部に対して70質量部以上であるのが好ましく、中でも80質量部以上であるのがより好ましく、その中でも90質量部以上であるのがさらに好ましい。他方、上限値に関しては、200質量部以下であるのがより好ましく、その中でも150質量部以下であるのがさらに好ましい。
(バインダー樹脂)
次に、本感光層に用いるバインダー樹脂について説明する。
本感光層に用いるバインダー樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のビニル重合体またはその共重合体;ビニルアルコール樹脂;ポリビニルブチラール樹脂;ポリビニルホルマール樹脂;部分変性ポリビニルアセタール樹脂;ポリアリレート樹脂;ポリアミド樹脂;ポリウレタン樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリエステル樹脂;ポリエステルカーボネート樹脂;ポリイミド樹脂;フェノキシ樹脂;エポキシ樹脂;シリコーン樹脂;及びこれらの部分的架橋硬化物を挙げることができる。また上記樹脂は珪素試薬等で修飾されていてもよい。またこれらは1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いることもできる。
次に、本感光層に用いるバインダー樹脂について説明する。
本感光層に用いるバインダー樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のビニル重合体またはその共重合体;ビニルアルコール樹脂;ポリビニルブチラール樹脂;ポリビニルホルマール樹脂;部分変性ポリビニルアセタール樹脂;ポリアリレート樹脂;ポリアミド樹脂;ポリウレタン樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリエステル樹脂;ポリエステルカーボネート樹脂;ポリイミド樹脂;フェノキシ樹脂;エポキシ樹脂;シリコーン樹脂;及びこれらの部分的架橋硬化物を挙げることができる。また上記樹脂は珪素試薬等で修飾されていてもよい。またこれらは1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いることもできる。
また、本感光層に用いるバインダー樹脂としては、界面重合で得られた1種、または2種類以上のポリマーを含有することが好ましい。
上記界面重合により得られるバインダー樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂が好ましく、特にポリカーボネート樹脂、またはポリアリレート樹脂が好ましい。また、特に芳香族ジオールを原料とするポリマーであることが好ましく、好ましい芳香族ジオール化合物としては、下記式(11)で表される化合物を挙げることができる。
上記式(11)中、X111は下記の式のいずれかで表される連結基、または単結合を示す。
上記式中、R111及びR112は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~20のアルキル基、置換されていてもよいアリール基、またはハロゲン化アルキル基を示す。Zは、炭素数4~20の置換または非置換の炭素環を示す。
式(11)中、Y111ないしY118は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20のアルキル基、置換されていてもよいアリール基、または、ハロゲン化アルキル基を示す。
(その他の物質)
上記材料以外にも、本感光層中には、成膜性、可撓性、塗布性、耐汚染性、耐ガス性、耐光性等を向上させるために周知の酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、電子吸引性化合物、レベリング剤、可視光遮光剤などの添加物を含有させてもよい。また、本感光層には、必要に応じて増感剤、染料、顔料(但し、前記した電荷発生物質、正孔輸送物質、電子輸送物質であるものを除く)、界面活性剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。界面活性剤の例としては、シリコ-ンオイル、フッ素系化合物などを挙げることができる。本発明では、これらを適宜、1種単独で、または2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いることができる。
上記材料以外にも、本感光層中には、成膜性、可撓性、塗布性、耐汚染性、耐ガス性、耐光性等を向上させるために周知の酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、電子吸引性化合物、レベリング剤、可視光遮光剤などの添加物を含有させてもよい。また、本感光層には、必要に応じて増感剤、染料、顔料(但し、前記した電荷発生物質、正孔輸送物質、電子輸送物質であるものを除く)、界面活性剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。界面活性剤の例としては、シリコ-ンオイル、フッ素系化合物などを挙げることができる。本発明では、これらを適宜、1種単独で、または2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いることができる。
また、感光層表面の摩擦抵抗を軽減する目的で、感光層にフッ素系樹脂、シリコーン樹脂等を含んでもよく、これらの樹脂からなる粒子や酸化アルミニウム等の無機化合物の粒子を含有させてもよい。
[酸化防止剤]
酸化防止剤は、本電子写真感光体の酸化を防止するために用いられる安定剤の一種である。
酸化防止剤は、本電子写真感光体の酸化を防止するために用いられる安定剤の一種である。
酸化防止剤は、ラジカル補足剤としての機能があるものであればよく、具体的には、フェノール誘導体、アミン化合物ビタミン等を挙げることができる。
この中でも、フェノール誘導体、アミン化合物が好ましい。また、嵩高い置換基をヒドロキシ基近辺に有する、ヒンダードフェノール、またはトリアルキルアミン誘導体等がより好ましい。
この中でも、フェノール誘導体、アミン化合物が好ましい。また、嵩高い置換基をヒドロキシ基近辺に有する、ヒンダードフェノール、またはトリアルキルアミン誘導体等がより好ましい。
また、該酸化防止剤の分子量が大きすぎると、酸化防止能が低下する場合があるから、かかる観点から当該分子量は1500以下であるのが好ましく、中でも分子量1000以下であるのがさらに好ましい。また下限は100以上であるのが好ましく、中でも150以上であるのがさらに好ましく、中でも200以上であるのがさらに好ましい。
上記酸化防止剤の使用量は、特に制限されないが、感光層中のバインダー樹脂100質量部当り0.1質量部以上であるのが好ましく、中でも1質量部以上であるのがさらに好ましい。また良好な電気特性および耐刷性を得るため、25質量部以下であるのが好ましく、中でも20質量部以下であるのがさらに好ましい。
[電子吸引性化合物]
また、本感光層中には電子吸引性化合物を有してもよい。
電子吸引性化合物の例として具体的には、スルホン酸エステル化合物、有機シアノ化合物等が挙げられ、好ましくはスルホン酸エステル化合物である。上記電子吸引性化合物は1種のみを単独で用いてもよく、また2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いてもよい。
また、本感光層中には電子吸引性化合物を有してもよい。
電子吸引性化合物の例として具体的には、スルホン酸エステル化合物、有機シアノ化合物等が挙げられ、好ましくはスルホン酸エステル化合物である。上記電子吸引性化合物は1種のみを単独で用いてもよく、また2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いてもよい。
本電子写真感光体に用いられる上記電子吸引性化合物の量は、特に制限されない。上記電子吸引性化合物が感光層に使用される場合、感光層に含まれるバインダー樹脂100質量部当り0.01質量部以上が好ましく、より好ましくは0.05質量部以上である。また良好な電気特性を得るため、通常50質量部以下が好ましく、より好ましくは40質量部以下、さらに好ましくは30質量部以下である。
(層厚)
本感光層が単層型感光層の場合、本感光層の厚さは、耐絶縁破壊性の観点から、25μm以上であるのが好ましく、中でも30μm以上であるのがさらに好ましい。他方、電気特性の観点から、50μm以下であるのが好ましく、中でも40μm以下であるのがさらに好ましい。
本感光層が単層型感光層の場合、本感光層の厚さは、耐絶縁破壊性の観点から、25μm以上であるのが好ましく、中でも30μm以上であるのがさらに好ましい。他方、電気特性の観点から、50μm以下であるのが好ましく、中でも40μm以下であるのがさらに好ましい。
<積層型感光層>
本電子写真感光体が積層型感光層である場合、例えば電荷発生物質(CGM)を含有する電荷発生層(CGL)上に、電子輸送物質(ETM)及び正孔輸送物質(HTM)を含有する電荷輸送層(CTL)を積層してなる構成を挙げることができる。この際、電荷発生層(CGL)及び電荷輸送層(CTL)以外の他の層を備えることも可能である。
本電子写真感光体が積層型感光層である場合、例えば電荷発生物質(CGM)を含有する電荷発生層(CGL)上に、電子輸送物質(ETM)及び正孔輸送物質(HTM)を含有する電荷輸送層(CTL)を積層してなる構成を挙げることができる。この際、電荷発生層(CGL)及び電荷輸送層(CTL)以外の他の層を備えることも可能である。
<電荷発生層(CGL)>
電荷発生層は、通常、電荷発生物質
(CGM)とバインダー樹脂を含有する。
電荷発生物質(CGM)及びバインダー樹脂は、上記単層型感光層で説明したものと同様である。
電荷発生層は、通常、電荷発生物質
(CGM)とバインダー樹脂を含有する。
電荷発生物質(CGM)及びバインダー樹脂は、上記単層型感光層で説明したものと同様である。
(その他の成分)
電荷発生層は、電荷発生物質及びバインダー樹脂のほかに、必要に応じて、他の成分を含有することができる。例えば成膜性、可撓性、塗布性、耐汚染性、耐ガス性、耐光性等を向上させる目的で、公知の酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、電子吸引性化合物、レベリング剤、可視光遮光剤、充填剤等の添加物を含有させてもよい。
電荷発生層は、電荷発生物質及びバインダー樹脂のほかに、必要に応じて、他の成分を含有することができる。例えば成膜性、可撓性、塗布性、耐汚染性、耐ガス性、耐光性等を向上させる目的で、公知の酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、電子吸引性化合物、レベリング剤、可視光遮光剤、充填剤等の添加物を含有させてもよい。
(配合比)
電荷発生層において、電荷発生物質の比率が高過ぎると、電荷発生物質の凝集等により塗布液の安定性が低下するおそれがある一方、電荷発生物質の比率が低過ぎると、感光体としての感度の低下を招くおそれがあるため、バインダー樹脂と電荷発生物質との配合比(質量)は、バインダー樹脂100質量部に対して、電荷発生物質を10質量部以上含有するのが好ましく、中でも30質量部以上含有するのがより好ましく、他方、1000質量部以下の割合で含有するのが好ましく、中でも500質量部以下の割合で含有するのがさらに好ましく、膜強度の観点からは、300質量部以下の割合で含有するのがより好ましく、200質量部以下の割合で含有するのがさらに好ましい。
電荷発生層において、電荷発生物質の比率が高過ぎると、電荷発生物質の凝集等により塗布液の安定性が低下するおそれがある一方、電荷発生物質の比率が低過ぎると、感光体としての感度の低下を招くおそれがあるため、バインダー樹脂と電荷発生物質との配合比(質量)は、バインダー樹脂100質量部に対して、電荷発生物質を10質量部以上含有するのが好ましく、中でも30質量部以上含有するのがより好ましく、他方、1000質量部以下の割合で含有するのが好ましく、中でも500質量部以下の割合で含有するのがさらに好ましく、膜強度の観点からは、300質量部以下の割合で含有するのがより好ましく、200質量部以下の割合で含有するのがさらに好ましい。
(層厚)
電荷発生層の厚さは、0.1μm以上であるのが好ましく、中でも0.15μm以上であるのがさらに好ましい。他方、10μm以下であるのが好ましく、中でも0.6μm以下であるのがさらに好ましい。
電荷発生層の厚さは、0.1μm以上であるのが好ましく、中でも0.15μm以上であるのがさらに好ましい。他方、10μm以下であるのが好ましく、中でも0.6μm以下であるのがさらに好ましい。
<電荷輸送層(CTL)>
電荷輸送層(CTL)は、通常、電子輸送物質(ETM)及び正孔輸送物質(HTM)と、バインダー樹脂とを含有する。
電子輸送物質(ETM)、正孔輸送物質(HTM)及びバインダー樹脂は、上記単層型感光層で説明したものと同様である。
電荷輸送層(CTL)は、通常、電子輸送物質(ETM)及び正孔輸送物質(HTM)と、バインダー樹脂とを含有する。
電子輸送物質(ETM)、正孔輸送物質(HTM)及びバインダー樹脂は、上記単層型感光層で説明したものと同様である。
電荷輸送層(CTL)において、バインダー樹脂と前記正孔輸送物質(HTM)との配合割合は、バインダー樹脂100質量部に対して正孔輸送物質(HTM)を20質量部以上の比率で配合するのが好ましく、中でも、残留電位低減の観点から、30質量部以上の割合で配合することがより好ましく、更に繰り返し使用した際の安定性や電荷移動度の観点から、40質量部以上の割合で配合することがさらに好ましい。一方、感光層の熱安定性の観点からは、バインダー樹脂100質量部に対して正孔輸送物質(HTM)を200質量部以下の割合で配合することが好ましく、更に正孔輸送物質(HTM)とバインダー樹脂との相溶性の観点から、150質量部以下の割合で配合することがより好ましく、ガラス転移温度の観点から、120質量部以下の割合で配合することが特に好ましい。
(その他の成分)
電荷輸送層は、電子輸送物質(ETM)及び正孔輸送物質(HTM)及びバインダー樹脂のほかに、必要に応じて他の成分を含有することができる。例えば成膜性、可撓性、塗布性、耐汚染性、耐ガス性、耐光性等を向上させる目的で、公知の酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、電子吸引性化合物、レベリング剤、可視光遮光剤、充填剤等の添加物を含有させてもよい。
電荷輸送層は、電子輸送物質(ETM)及び正孔輸送物質(HTM)及びバインダー樹脂のほかに、必要に応じて他の成分を含有することができる。例えば成膜性、可撓性、塗布性、耐汚染性、耐ガス性、耐光性等を向上させる目的で、公知の酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、電子吸引性化合物、レベリング剤、可視光遮光剤、充填剤等の添加物を含有させてもよい。
(層厚)
電荷輸送層の層厚は、特に制限するものではない。電気特性、画像安定性の観点、更には高解像度の観点から、5μm以上50μm以下であるのが好ましく、中でも10μm以上或いは35μm以下であるのがより好ましく、その中でも15μm以上或いは25μm以下であるのがさらに好ましい。
電荷輸送層の層厚は、特に制限するものではない。電気特性、画像安定性の観点、更には高解像度の観点から、5μm以上50μm以下であるのが好ましく、中でも10μm以上或いは35μm以下であるのがより好ましく、その中でも15μm以上或いは25μm以下であるのがさらに好ましい。
<感光層の形成方法>
積層型及び単層型のいずれにおいても、上記各層は次のように形成することができる。
含有させる物質を溶剤に溶解又は分散させて得られた塗布液を、導電性支持体上に浸漬塗布、スプレー塗布、ノズル塗布、バーコート、ロールコート、ブレード塗布等の公知の方法により、各層ごとに順次塗布・乾燥工程を繰り返すことにより形成することができる。
但し、このような形成方法に限定するものではない。
積層型及び単層型のいずれにおいても、上記各層は次のように形成することができる。
含有させる物質を溶剤に溶解又は分散させて得られた塗布液を、導電性支持体上に浸漬塗布、スプレー塗布、ノズル塗布、バーコート、ロールコート、ブレード塗布等の公知の方法により、各層ごとに順次塗布・乾燥工程を繰り返すことにより形成することができる。
但し、このような形成方法に限定するものではない。
塗布液の作製に用いられる溶媒又は分散媒は、特に制限は無い。具体例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、2-メトキシエタノール等のアルコール類、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、ジメトキシエタン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン、テトラクロロエタン、1,2-ジクロロプロパン、トリクロロエチレン等の塩素化炭化水素類等を挙げることができる。また、これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を任意の組み合わせ及び種類で併用してもよい。
溶媒又は分散媒の使用量は特に制限されない。各層の目的や選択した溶媒・分散媒の性質を考慮して、塗布液の固形分濃度や粘度等の物性が所望の範囲となるように適宜調整するのが好ましい。
塗布膜の乾燥は、室温における指触乾燥後、通常30℃以上、200℃以下の温度範囲で、1分から2時間の間、静止又は送風下で加熱乾燥させることが好ましい。また、加熱温度は一定であってもよく、乾燥時に温度を変更させながら加熱を行ってもよい。
塗布膜の乾燥は、室温における指触乾燥後、通常30℃以上、200℃以下の温度範囲で、1分から2時間の間、静止又は送風下で加熱乾燥させることが好ましい。また、加熱温度は一定であってもよく、乾燥時に温度を変更させながら加熱を行ってもよい。
<本導電性支持体>
本電子写真感光体の導電性支持体(「本導電性支持体」とも称する)としては、その上に形成される層を支持し、導電性を示すものであれば、特に限定されない。
本導電性支持体としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、銅、ニッケル等の金属材料や金属、カーボン、酸化錫などの導電性粉体を共存させて導電性を付与した樹脂材料や、アルミニウム、ニッケル、ITO(酸化インジウム酸化錫合金)等の導電性材料をその表面に蒸着または塗布した樹脂、ガラス、紙等を主として使用する。
本導電性支持体の形態としては、ドラム状、シリンダー状、シート状、ベルト状などのものが用いられる。
本導電性支持体は、金属材料からなる導電性支持体の上に、導電性・表面性などの制御のためや欠陥被覆のため、適当な抵抗値を持つ導電性材料を塗布したものでもよい。
本電子写真感光体の導電性支持体(「本導電性支持体」とも称する)としては、その上に形成される層を支持し、導電性を示すものであれば、特に限定されない。
本導電性支持体としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、銅、ニッケル等の金属材料や金属、カーボン、酸化錫などの導電性粉体を共存させて導電性を付与した樹脂材料や、アルミニウム、ニッケル、ITO(酸化インジウム酸化錫合金)等の導電性材料をその表面に蒸着または塗布した樹脂、ガラス、紙等を主として使用する。
本導電性支持体の形態としては、ドラム状、シリンダー状、シート状、ベルト状などのものが用いられる。
本導電性支持体は、金属材料からなる導電性支持体の上に、導電性・表面性などの制御のためや欠陥被覆のため、適当な抵抗値を持つ導電性材料を塗布したものでもよい。
本導電性支持体としてアルミニウム合金等の金属材料を用いる場合、金属材料に陽極酸化被膜を施してから用いてもよい。
陽極酸化被膜の平均膜厚は、20μm以下であるのが好ましく、特に7μm以下であるのがさらに好ましい。
金属材料に陽極酸化被膜を施す場合、封孔処理を行うことが好ましい。封孔処理は、公知の方法で行うことができる。
本導電性支持体の表面は、平滑であってもよく、また特別な切削方法を用いたり、研磨処理を施したりすることにより、粗面化されていてもよい。また、支持体を構成する材料に適当な粒径の粒子を混合することによって、粗面化されたものであってもよい。
なお、本導電性支持体と感光層との間には、接着性・ブロッキング性等の改善のために、後述する下引き層を設けてもよい。
なお、本導電性支持体と感光層との間には、接着性・ブロッキング性等の改善のために、後述する下引き層を設けてもよい。
<本下引き層>
本電子写真感光体は、本感光層と本導電性支持体との間に下引き層(「本下引き層」とも称する)を有していてもよい。
本電子写真感光体は、本感光層と本導電性支持体との間に下引き層(「本下引き層」とも称する)を有していてもよい。
本下引き層としては、例えば、樹脂、樹脂に有機顔料や金属酸化物等の粒子を分散したもの等が用いられる。下引き層に用いる有機顔料の例としては、フタロシアニン顔料、アゾ顔料、ペリレン顔料などを挙げることができる。中でも、フタロシアニン顔料、アゾ顔料、具体的には、前述した電荷発生物質として用いる場合のフタロシアニン顔料やアゾ顔料を挙げることができる。
本下引き層に用いる金属酸化物粒子の例としては、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化鉄等の1種の金属元素を含む金属酸化物粒子、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等の複数の金属元素を含む金属酸化物粒子を挙げることができる。下引き層には、上記1種類の粒子のみを用いてもよく、複数の種類の粒子を任意の比率及び組み合わせで混合して用いてもよい。
上記金属酸化物粒子の中でも、酸化チタンおよび酸化アルミニウムが好ましく、特に酸化チタンが好ましい。なお、酸化チタン粒子は、例えば、その表面が任意の無機物または有機物等によって処理されていてもよい。また酸化チタン粒子の結晶型としては、ルチル、アナターゼ、ブルッカイト、アモルファスのいずれも用いることができる。また複数の結晶状態のものが含まれていてもよい。
本下引き層に用いられる金属酸化物粒子の粒径としては、特に限定されない。下引き層の特性、および下引き層を形成するための溶液の安定性の面から、平均一次粒径として10nm以上であることが好ましく、また100nm以下、より好ましくは50nm以下である。
本下引き層に用いられるバインダー樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ブチラールの一部がホルマールや、アセタール等で変性された部分アセタール化ポリビニルブチラール樹脂等のポリビニルアセタール系樹脂;ポリアリレート樹脂、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、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、スチレン-アルキッド樹脂、シリコーン-アルキッド樹脂、フェノール-ホルミアルデヒド樹脂等の絶縁性樹脂等の中から選択し、用いることができる。但し、これらポリマーに限定されるものではない。また、これらバインダー樹脂は単独で用いても、2種類以上を混合して用いてもよく、硬化剤とともに硬化した形でも使用してもよい。
中でも、ポリビニルアセタール系樹脂や、アルコール可溶性の共重合ポリアミド、変性ポリアミド等が良好な分散性及び塗布性を示すことから好ましい。その中でも、アルコール可溶性の共重合ポリアミドが特に好ましい。
中でも、ポリビニルアセタール系樹脂や、アルコール可溶性の共重合ポリアミド、変性ポリアミド等が良好な分散性及び塗布性を示すことから好ましい。その中でも、アルコール可溶性の共重合ポリアミドが特に好ましい。
上記バインダー樹脂に対する粒子の混合比は、任意に選ぶことができる。10質量%から500質量%の範囲で使用することが、分散液の安定性及び塗布性の面で好ましい。
本下引き層の膜厚は、任意に選ぶことができる。電子写真感光体の特性、および上記分散液の塗布性から0.1μm以上であるのが好ましく、20μm以下であるのがさらに好ましい。また下引き層には、公知の酸化防止剤等を含んでいてもよい。
<その他の層>
また、本電子写真感光体は、上述した本導電性支持体、本感光層、本保護層及び本下引き層以外に、必要に応じて適宜他の層を有していてもよい。
また、本電子写真感光体は、上述した本導電性支持体、本感光層、本保護層及び本下引き層以外に、必要に応じて適宜他の層を有していてもよい。
<<本画像形成装置>>
本電子写真感光体を用いて画像形成装置(「本画像形成装置」)を構成することができる。
本電子写真感光体を用いて画像形成装置(「本画像形成装置」)を構成することができる。
図1に示すように、本画像形成装置は、本電子写真感光体1、帯電装置2、露光装置3及び現像装置4を備えて構成され、更に、必要に応じて転写装置5、クリーニング装置6及び定着装置7が設けられる。
本電子写真感光体1は、上述した本電子写真感光体であれば特に制限はない。図1ではその一例として、円筒状の導電性支持体の表面に上述した感光層を形成したドラム状の感光体を示している。この本電子写真感光体1の外周面に沿って、帯電装置2、露光装置3、現像装置4、転写装置5及びクリーニング装置6がそれぞれ配置されている。
本電子写真感光体1は、上述した本電子写真感光体であれば特に制限はない。図1ではその一例として、円筒状の導電性支持体の表面に上述した感光層を形成したドラム状の感光体を示している。この本電子写真感光体1の外周面に沿って、帯電装置2、露光装置3、現像装置4、転写装置5及びクリーニング装置6がそれぞれ配置されている。
帯電装置2としては、コロトロンやスコロトロン等の非接触のコロナ帯電装置、或いは電圧印加された帯電部材を感光体表面に接触させて帯電させる接触型帯電装置(直接型帯電装置)を挙げることができる。接触帯電装置の例としては、帯電ローラー、帯電ブラシ等を挙げることができる。なお、図1では、帯電装置2の一例としてローラー型の帯電装置(帯電ローラー)を示している。
露光装置3は、本電子写真感光体1に露光を行って本電子写真感光体1の感光面に静電潜像を形成することができるものであれば、その種類に特に制限はない。
また、感光体内部露光方式によって露光を行うようにしてもよい。露光を行う際の光は任意である。
また、感光体内部露光方式によって露光を行うようにしてもよい。露光を行う際の光は任意である。
トナーTの種類は任意であり、粉状トナーのほか、懸濁重合法や乳化重合法等を用いた重合トナー等を用いることができる。
転写装置5は、その種類に特に制限はなく、コロナ転写、ローラー転写、ベルト転写等の静電転写法、圧力転写法、粘着転写法等、任意の方式を用いた装置を使用することができる。
クリーニング装置6は、特に制限はない。例えばブラシクリーナー、磁気ブラシクリーナー、静電ブラシクリーナー、磁気ローラークリーナー、ブレードクリーナー等、任意のクリーニング装置を用いることができる。感光体表面に残留するトナーが少ないか、ほとんど無い場合には、クリーニング装置6は無くても構わない。
なお、画像形成装置は、上述した構成に加え、例えば除電工程を行うことができる構成としてもよい。
なお、画像形成装置は、上述した構成に加え、例えば除電工程を行うことができる構成としてもよい。
また、画像形成装置は更に変形して構成してもよく、例えば、前露光工程、補助帯電工程等の工程を行うことができる構成としたり、オフセット印刷を行う構成としたり、更には複数種のトナーを用いたフルカラータンデム方式の構成としてもよい。
<<本電子写真カートリッジ>>
本電子写真感光体1を、帯電装置2、露光装置3、現像装置4、転写装置5、クリーニング装置6及び定着装置7のうち1つ又は2つ以上と組み合わせて、一体型のカートリッジ(「本電子写真カートリッジ」と称する)として構成することができる。
本電子写真感光体1を、帯電装置2、露光装置3、現像装置4、転写装置5、クリーニング装置6及び定着装置7のうち1つ又は2つ以上と組み合わせて、一体型のカートリッジ(「本電子写真カートリッジ」と称する)として構成することができる。
本電子写真カートリッジは、複写機やレーザービームプリンタ等の電子写真装置本体に対して着脱可能な構成とすることができる。その場合、例えば本電子写真感光体1やその他の部材が劣化した場合に、この電子写真感光体カートリッジを画像形成装置本体から取り外し、別の新しい電子写真感光体カートリッジを画像形成装置本体に装着することにより、画像形成装置の保守・管理が容易となる。
<<語句の説明>>
本発明において「X~Y」(X,Yは任意の数字)と表現する場合、特にことわらない限り「X以上Y以下」の意と共に、「好ましくはXより大きい」或いは「好ましくはYより小さい」の意も包含する。
また、「X以上」(Xは任意の数字)或いは「Y以下」(Yは任意の数字)と表現した場合、「Xより大きいことが好ましい」或いは「Y未満であることが好ましい」旨の意図も包含する。
本発明において「X~Y」(X,Yは任意の数字)と表現する場合、特にことわらない限り「X以上Y以下」の意と共に、「好ましくはXより大きい」或いは「好ましくはYより小さい」の意も包含する。
また、「X以上」(Xは任意の数字)或いは「Y以下」(Yは任意の数字)と表現した場合、「Xより大きいことが好ましい」或いは「Y未満であることが好ましい」旨の意図も包含する。
以下、実施例を示して本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。ただし、以下の実施例は本発明を詳細に説明するために示すものであり、本発明はその要旨を逸脱しない限り、以下に示した実施例に限定されるものではなく任意に変形して実施することができる。また、以下の実施例、及び比較例中の「部」の記載は、特に指定しない限り「質量部」を示す。
(下引き層形成用塗布液P1の作製)
CuKα線を用いた粉末X線回折において、回折角2θ±0.2°が27.3°に明瞭なピークを示すD型チタニルフタロシアニン20部と、1,2-ジメトキシエタン280部を混合し、サンドグラインドミルで2時間粉砕して微粒化分散処理を行った。ここにさらにポリビニルブチラール(電気化学工業(株)製、商品名「デンカブチラール」#6000C)の2.5%1,2-ジメトキシエタン溶液400部と、170部の1,2-ジメトキシエタンとを加えて混合して下引き層形成用塗布液P1を作製した。
CuKα線を用いた粉末X線回折において、回折角2θ±0.2°が27.3°に明瞭なピークを示すD型チタニルフタロシアニン20部と、1,2-ジメトキシエタン280部を混合し、サンドグラインドミルで2時間粉砕して微粒化分散処理を行った。ここにさらにポリビニルブチラール(電気化学工業(株)製、商品名「デンカブチラール」#6000C)の2.5%1,2-ジメトキシエタン溶液400部と、170部の1,2-ジメトキシエタンとを加えて混合して下引き層形成用塗布液P1を作製した。
(単層型感光層形成用塗布液Q1の作製)
CuKα線を用いた粉末X線回折において、回折角2θ±0.2°が27.3°に明瞭なピークを示すD型チタニルフタロシアニンを2.6部、下記構造のペリレン顔料1を1.3部、ポリビニルブチラール樹脂を0.5部、下記正孔輸送物質(HTM48、分子量748)を100部、下記電子輸送物質(ET-2、分子量424.2)を60部、ビフェニル構造を有するポリカーボネート樹脂を100部、レベリング剤としてシリコーンオイル(信越シリコーン社製:商品名KF-96)0.05部を、テトラヒドロフラン(以下適宜THFと略)とトルエン(以下適宜TLと略)の混合溶媒(THF80質量%、TL20質量%)793.35部を混合し、固形分濃度25質量%の単層型感光層形成用塗布液Q1を作製した。
CuKα線を用いた粉末X線回折において、回折角2θ±0.2°が27.3°に明瞭なピークを示すD型チタニルフタロシアニンを2.6部、下記構造のペリレン顔料1を1.3部、ポリビニルブチラール樹脂を0.5部、下記正孔輸送物質(HTM48、分子量748)を100部、下記電子輸送物質(ET-2、分子量424.2)を60部、ビフェニル構造を有するポリカーボネート樹脂を100部、レベリング剤としてシリコーンオイル(信越シリコーン社製:商品名KF-96)0.05部を、テトラヒドロフラン(以下適宜THFと略)とトルエン(以下適宜TLと略)の混合溶媒(THF80質量%、TL20質量%)793.35部を混合し、固形分濃度25質量%の単層型感光層形成用塗布液Q1を作製した。
(無機絶縁化処理金属酸化物粒子A分散スラリーの作製)
無機絶縁化処理金属酸化物粒子Aとして、水酸化アルミニウム(酸化チタンに対して5%)で表面処理後、更に、メチルハイドロジェンポリシロキサン(酸化チタンに対して2%)で表面処理した酸化チタン(三好化成(株)製:商品名SI-UFTR-Z、バンドギャップ3.0eV)を用いた。
なお、無機絶縁化処理金属酸化物粒子Aの体積抵抗率は1×1012Ω・cmであり、平均一次粒子径は35nmであった。
この際、体積抵抗率は、粉体抵抗率測定システム(ハイレスタ-UX MCP-HT800、日東精工アナリテック社製)を用いて、9.5MPaの圧力下で、100Vの電圧を20秒間印加することにより測定した。実施例において後述する体積抵抗率についても同様である。
また、平均一次粒子径は、SEM画像を画像処理することにより測定した。実施例において後述する平均一次粒子径についても同様である。
無機絶縁化処理金属酸化物粒子Aとして、水酸化アルミニウム(酸化チタンに対して5%)で表面処理後、更に、メチルハイドロジェンポリシロキサン(酸化チタンに対して2%)で表面処理した酸化チタン(三好化成(株)製:商品名SI-UFTR-Z、バンドギャップ3.0eV)を用いた。
なお、無機絶縁化処理金属酸化物粒子Aの体積抵抗率は1×1012Ω・cmであり、平均一次粒子径は35nmであった。
この際、体積抵抗率は、粉体抵抗率測定システム(ハイレスタ-UX MCP-HT800、日東精工アナリテック社製)を用いて、9.5MPaの圧力下で、100Vの電圧を20秒間印加することにより測定した。実施例において後述する体積抵抗率についても同様である。
また、平均一次粒子径は、SEM画像を画像処理することにより測定した。実施例において後述する平均一次粒子径についても同様である。
無機絶縁化処理金属酸化物粒子A250gと、メタノール750gとを混合してなる原料スラリー1000gを、直径約50μmのジルコニアビーズ(株式会社ニッカトー製 YTZ)を分散メディアとして、ミル容積約0.15Lのウルトラアペックスミル(寿工業株式会社製 UAM-015型)を用い、ロータ周速9m/秒、液流量2.8g/秒の循環状態で、30分間分散処理し、無機絶縁化処理金属酸化物粒子A分散スラリーを作製した。
(無機絶縁化未処理金属酸化物粒子Bの作製)
平均一次粒子径35nmのルチル型白色酸化チタン(石原産業(株)製、製品名 TTO55N)と、該酸化チタン100質量部に対して、メチルジメトキシシラン3.5質量部を、せん断力により、ミキサー内の温度が150℃に達するまでスーパーミキサーで攪拌して、表面処理を行うことによって、無機絶縁化未処理金属酸化物粒子B(バンドギャップ3.0eV)を得た。
無機絶縁化未処理金属酸化物粒子Bの体積抵抗率は1×1010Ω・cmであり、平均一次粒子径は35nmであった。
平均一次粒子径35nmのルチル型白色酸化チタン(石原産業(株)製、製品名 TTO55N)と、該酸化チタン100質量部に対して、メチルジメトキシシラン3.5質量部を、せん断力により、ミキサー内の温度が150℃に達するまでスーパーミキサーで攪拌して、表面処理を行うことによって、無機絶縁化未処理金属酸化物粒子B(バンドギャップ3.0eV)を得た。
無機絶縁化未処理金属酸化物粒子Bの体積抵抗率は1×1010Ω・cmであり、平均一次粒子径は35nmであった。
(無機絶縁化未処理金属酸化物粒子B分散スラリーの作製)
無機絶縁化処理金属酸化物粒子Aを無機絶縁化未処理金属酸化物粒子Bに変更したこと以外は、無機絶縁化処理金属酸化物粒子A分散スラリーと同様にして、無機絶縁化未処理金属酸化物粒子B分散スラリーを作製した。
無機絶縁化処理金属酸化物粒子Aを無機絶縁化未処理金属酸化物粒子Bに変更したこと以外は、無機絶縁化処理金属酸化物粒子A分散スラリーと同様にして、無機絶縁化未処理金属酸化物粒子B分散スラリーを作製した。
(無機絶縁化未処理金属酸化物粒子Cの作製)
メチルジメトキシシラン3.5質量部をメチルハイドロジェンポリシロキサン2質量部に変更したこと以外、無機絶縁化未処理金属酸化物粒子Bと同様にして、無機絶縁化未処理金属酸化物粒子Cを得た。
メチルジメトキシシラン3.5質量部をメチルハイドロジェンポリシロキサン2質量部に変更したこと以外、無機絶縁化未処理金属酸化物粒子Bと同様にして、無機絶縁化未処理金属酸化物粒子Cを得た。
(無機絶縁化未処理金属酸化物粒子C分散スラリーの作製)
無機絶縁化処理金属酸化物粒子Aを無機絶縁化未処理金属酸化物粒子Cに変更したこと以外は、無機絶縁化処理金属酸化物粒子A分散スラリーと同様にして、無機絶縁化未処理金属酸化物粒子C分散スラリーを作製した。
無機絶縁化処理金属酸化物粒子Aを無機絶縁化未処理金属酸化物粒子Cに変更したこと以外は、無機絶縁化処理金属酸化物粒子A分散スラリーと同様にして、無機絶縁化未処理金属酸化物粒子C分散スラリーを作製した。
(無機絶縁化未処理金属酸化物粒子Dの作製)
メチルジメトキシシラン3.5質量部をメチルジメトキシシラン3量部に変更したこと以外、無機絶縁化未処理金属酸化物粒子Bと同様にして、無機絶縁化未処理金属酸化物粒子Dを得た。
メチルジメトキシシラン3.5質量部をメチルジメトキシシラン3量部に変更したこと以外、無機絶縁化未処理金属酸化物粒子Bと同様にして、無機絶縁化未処理金属酸化物粒子Dを得た。
(無機絶縁化未処理金属酸化物粒子D分散スラリーの作製)
無機絶縁化処理金属酸化物粒子Aを無機絶縁化未処理金属酸化物粒子Dに変更したこと以外は、無機絶縁化処理金属酸化物粒子A分散スラリーと同様にして、無機絶縁化未処理金属酸化物粒子D分散スラリーを作製した。
無機絶縁化処理金属酸化物粒子Aを無機絶縁化未処理金属酸化物粒子Dに変更したこと以外は、無機絶縁化処理金属酸化物粒子A分散スラリーと同様にして、無機絶縁化未処理金属酸化物粒子D分散スラリーを作製した。
(保護層形成用塗布液S1の作製)
無機絶縁化処理金属酸化物粒子A分散スラリーと、無機絶縁化未処理金属酸化物粒子B分散スラリーと、予めメタノール/1-プロパノール/トルエンの混合溶媒に溶解したトリメチロールプロパントリメタクリレート(新中村化学工業(株)製 製品名TMPT)と、重合開始剤としてベンゾフェノン及びOmnirad TPO H(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シド)とを混合して、TMPT/無機絶縁化処理金属酸化物粒子A/無機絶縁化未処理金属酸化物粒子B/ベンゾフェノン/Omnirad TPO H=100/33/67/1/2であり、溶媒組成がメタノール/1-プロパノール/トルエン=7/1/2である保護層形成用塗布液S1(固形分濃度 27.0%)を得た。
塗布液S1において、無機絶縁化処理金属酸化物粒子A100質量部に対する無機絶縁化未処理金属酸化物粒子Bの含有質量は203質量部であった。
無機絶縁化処理金属酸化物粒子A分散スラリーと、無機絶縁化未処理金属酸化物粒子B分散スラリーと、予めメタノール/1-プロパノール/トルエンの混合溶媒に溶解したトリメチロールプロパントリメタクリレート(新中村化学工業(株)製 製品名TMPT)と、重合開始剤としてベンゾフェノン及びOmnirad TPO H(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シド)とを混合して、TMPT/無機絶縁化処理金属酸化物粒子A/無機絶縁化未処理金属酸化物粒子B/ベンゾフェノン/Omnirad TPO H=100/33/67/1/2であり、溶媒組成がメタノール/1-プロパノール/トルエン=7/1/2である保護層形成用塗布液S1(固形分濃度 27.0%)を得た。
塗布液S1において、無機絶縁化処理金属酸化物粒子A100質量部に対する無機絶縁化未処理金属酸化物粒子Bの含有質量は203質量部であった。
(保護層形成用塗布液S2の作製)
無機絶縁化未処理金属酸化物粒子B分散スラリーと、無機絶縁化未処理金属酸化物粒子C分散スラリーと、予めメタノール/1-プロパノール/トルエンの混合溶媒に溶解したトリメチロールプロパントリメタクリレート(新中村化学工業(株)製、製品名TMPT)と、重合開始剤としてベンゾフェノン及びOmnirad TPO H(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シド)とを混合して、TMPT/無機絶縁化未処理金属酸化物粒子B/無機絶縁化未処理金属酸化物粒子C/ベンゾフェノン/Omnirad TPO H=100/67/33/1/2であり、溶媒組成がメタノール/1-プロパノール/トルエン=7/1/2である保護層形成用塗布液S2(固形分濃度 27.0%)を得た。
無機絶縁化未処理金属酸化物粒子B分散スラリーと、無機絶縁化未処理金属酸化物粒子C分散スラリーと、予めメタノール/1-プロパノール/トルエンの混合溶媒に溶解したトリメチロールプロパントリメタクリレート(新中村化学工業(株)製、製品名TMPT)と、重合開始剤としてベンゾフェノン及びOmnirad TPO H(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シド)とを混合して、TMPT/無機絶縁化未処理金属酸化物粒子B/無機絶縁化未処理金属酸化物粒子C/ベンゾフェノン/Omnirad TPO H=100/67/33/1/2であり、溶媒組成がメタノール/1-プロパノール/トルエン=7/1/2である保護層形成用塗布液S2(固形分濃度 27.0%)を得た。
(保護層形成用塗布液S3の作製)
無機絶縁化処理金属酸化物粒子B分散スラリーと、予めメタノール/1-プロパノール/トルエンの混合溶媒に溶解したトリメチロールプロパントリメタクリレート(新中村化学工業(株)製、製品名TMPT)と、重合開始剤としてベンゾフェノン及びOmnirad TPO H(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シド)とを混合して、TMPT/無機絶縁化処理金属酸化物粒子B/ベンゾフェノン/Omnirad TPO H=100/100/1/2であり、溶媒組成がメタノール/1-プロパノール/トルエン=7/1/2である保護層形成用塗布液S3(固形分濃度 27.0%)を得た。
無機絶縁化処理金属酸化物粒子B分散スラリーと、予めメタノール/1-プロパノール/トルエンの混合溶媒に溶解したトリメチロールプロパントリメタクリレート(新中村化学工業(株)製、製品名TMPT)と、重合開始剤としてベンゾフェノン及びOmnirad TPO H(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シド)とを混合して、TMPT/無機絶縁化処理金属酸化物粒子B/ベンゾフェノン/Omnirad TPO H=100/100/1/2であり、溶媒組成がメタノール/1-プロパノール/トルエン=7/1/2である保護層形成用塗布液S3(固形分濃度 27.0%)を得た。
(保護層形成用塗布液S4の作製)
無機絶縁化処理金属酸化物粒子B分散スラリーを、無機絶縁化処理金属酸化物粒子D分散スラリーに変更したこと以外は、保護層形成用塗布液S3と同様にして、保護層形成用塗布液S4(固形分濃度 27.0%)を得た。
無機絶縁化処理金属酸化物粒子B分散スラリーを、無機絶縁化処理金属酸化物粒子D分散スラリーに変更したこと以外は、保護層形成用塗布液S3と同様にして、保護層形成用塗布液S4(固形分濃度 27.0%)を得た。
(保護層形成用塗布液S5の作製)
TMPT/無機絶縁化処理金属酸化物粒子D/ベンゾフェノン/Omnirad TPO Hの含有比率を100/40/1/2に、固形分濃度を25.0%に変更したこと以外は、保護層形成用塗布液S4と同様にして、保護層形成用塗布液S4を得た。
TMPT/無機絶縁化処理金属酸化物粒子D/ベンゾフェノン/Omnirad TPO Hの含有比率を100/40/1/2に、固形分濃度を25.0%に変更したこと以外は、保護層形成用塗布液S4と同様にして、保護層形成用塗布液S4を得た。
(保護層形成用塗布液S6の作製)
トリメチロールプロパントリメタクリレート(新中村化学工業(株)製、製品名TMPT)をウレタンアクリレートオリゴマー(三菱ケミカル(株)製 製品名UV6300B)に変更したこと以外は、保護層形成用塗布液S4と同様にして、保護層形成用塗布液S6(固形分濃度 27.0%)を得た。
トリメチロールプロパントリメタクリレート(新中村化学工業(株)製、製品名TMPT)をウレタンアクリレートオリゴマー(三菱ケミカル(株)製 製品名UV6300B)に変更したこと以外は、保護層形成用塗布液S4と同様にして、保護層形成用塗布液S6(固形分濃度 27.0%)を得た。
<単層型感光体の作製>
以下の手順により、単層型感光体を作製した。
以下の手順により、単層型感光体を作製した。
[実施例1]
表面が切削加工された30mmφ、長さ244mmのアルミニウム製シリンダーに下引き層形成用塗布液P1を浸漬塗布し、乾燥後の膜厚が0.3μmとなるように下引き層を設けた。下引き層上に単層型感光層形成用塗布液Q1を浸漬塗布し、125℃で24分間乾燥し、乾燥後の膜厚が32μmになるように単層型感光層を設けた。単層型感光層上に保護層形成用塗布液S1をリング塗布し、室温下で10分間乾燥させた後、窒素雰囲気下で感光体を60rpmで回転させながら、365nmのLED光を1.3mW/cm2の強度で2分間照射することにより、硬化後の膜厚が2.0μmになるように保護層を設け、感光体A1を作製した。
感光体A1において、単層型感光層中の正孔輸送物質の含有質量100に対する、保護層中の無機絶縁化処理金属酸化物粒子の含有質量の比率は、33であった。
表面が切削加工された30mmφ、長さ244mmのアルミニウム製シリンダーに下引き層形成用塗布液P1を浸漬塗布し、乾燥後の膜厚が0.3μmとなるように下引き層を設けた。下引き層上に単層型感光層形成用塗布液Q1を浸漬塗布し、125℃で24分間乾燥し、乾燥後の膜厚が32μmになるように単層型感光層を設けた。単層型感光層上に保護層形成用塗布液S1をリング塗布し、室温下で10分間乾燥させた後、窒素雰囲気下で感光体を60rpmで回転させながら、365nmのLED光を1.3mW/cm2の強度で2分間照射することにより、硬化後の膜厚が2.0μmになるように保護層を設け、感光体A1を作製した。
感光体A1において、単層型感光層中の正孔輸送物質の含有質量100に対する、保護層中の無機絶縁化処理金属酸化物粒子の含有質量の比率は、33であった。
[比較例1]
保護層形成用塗布液S1を保護層形成用塗布液S2に変更したこと以外、感光体A1と同様にして感光体A2を作製した。
保護層形成用塗布液S1を保護層形成用塗布液S2に変更したこと以外、感光体A1と同様にして感光体A2を作製した。
[比較例2]
保護層形成用塗布液S1を保護層形成用塗布液S3に変更したこと以外、感光体A1と同様にして感光体A3を作製した。
保護層形成用塗布液S1を保護層形成用塗布液S3に変更したこと以外、感光体A1と同様にして感光体A3を作製した。
[比較例3]
保護層形成用塗布液S1を保護層形成用塗布液S4に変更したこと以外、感光体A1と同様にして感光体A4を作製した。
保護層形成用塗布液S1を保護層形成用塗布液S4に変更したこと以外、感光体A1と同様にして感光体A4を作製した。
[比較例4]
保護層形成用塗布液S1を保護層形成用塗布液S5に変更したこと以外、感光体A1と同様にして感光体A5を作製した。
保護層形成用塗布液S1を保護層形成用塗布液S5に変更したこと以外、感光体A1と同様にして感光体A5を作製した。
[比較例5]
保護層形成用塗布液S1を保護層形成用塗布液S6に変更したこと以外、感光体A1と同様にして感光体A6を作製した。
保護層形成用塗布液S1を保護層形成用塗布液S6に変更したこと以外、感光体A1と同様にして感光体A6を作製した。
<像流れの評価(初期HH環境)>
前記感光体A1~A6を、温度32℃、相対湿度80%の環境(HH環境)下に16時間放置後、電子写真方式のプリンターに装着し、温度32℃、相対湿度80%の環境(HH環境)下で印刷して、常温常湿下で印刷画像を目視で観察した。
前記感光体A1~A6を、温度32℃、相対湿度80%の環境(HH環境)下に16時間放置後、電子写真方式のプリンターに装着し、温度32℃、相対湿度80%の環境(HH環境)下で印刷して、常温常湿下で印刷画像を目視で観察した。
像流れは次の4段階で評価した。結果を表1に示す。
〇:像流れが確認されなかった。
△:像流れが確認されるが、軽微で実用上問題ないレベル。
▲:像流れが確認され、実用上問題がある。
×:像流れが顕著で、実用上問題がある。
〇:像流れが確認されなかった。
△:像流れが確認されるが、軽微で実用上問題ないレベル。
▲:像流れが確認され、実用上問題がある。
×:像流れが顕著で、実用上問題がある。
<電気特性の評価(LL環境)>
前記感光体A1~A6を、温度10℃、相対湿度20%の環境(LL環境)下に16時間放置後、電子写真学会測定標準に従って作製された電子写真特性評価装置(続電子写真技術の基礎と応用、電子写真学会編、コロナ社、404~405頁 記載)に装着し、帯電、露光、電位測定、除電のサイクルによる電気特性を以下のように測定した。
初めに、温度10℃、相対湿度20%の環境(LL環境)下、グリッド電圧を調整して、感光体の初期表面電位(V0)が+850Vとなるように帯電させた。次に、露光光を0.7μJ/cm2照射し、照射してから30ミリ秒後の表面電位(VL)を測定した。なお、露光光は、ハロゲンランプの光を干渉フィルターで780nmの単色光としたものを用いた。
表面電位(VL)を表1に示す。表面電位(VL)の絶対値が小さいほど、電気特性が良好であることを示す。
前記感光体A1~A6を、温度10℃、相対湿度20%の環境(LL環境)下に16時間放置後、電子写真学会測定標準に従って作製された電子写真特性評価装置(続電子写真技術の基礎と応用、電子写真学会編、コロナ社、404~405頁 記載)に装着し、帯電、露光、電位測定、除電のサイクルによる電気特性を以下のように測定した。
初めに、温度10℃、相対湿度20%の環境(LL環境)下、グリッド電圧を調整して、感光体の初期表面電位(V0)が+850Vとなるように帯電させた。次に、露光光を0.7μJ/cm2照射し、照射してから30ミリ秒後の表面電位(VL)を測定した。なお、露光光は、ハロゲンランプの光を干渉フィルターで780nmの単色光としたものを用いた。
表面電位(VL)を表1に示す。表面電位(VL)の絶対値が小さいほど、電気特性が良好であることを示す。
<考察>
上記実施例及びこれまで本発明者が行ってきた試験から、多官能アクリレート又は多官能メタクリレートの硬化物と、バンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子の表面が無機絶縁性化合物で表面処理された無機絶縁化処理金属酸化物粒子、見方を換えると体積抵抗率が1×1011Ω・cm以上である金属酸化物粒子とを含有する保護層を形成した感光体は、印刷開始初期における像流れの発生を抑制できることが分かった。
上記実施例及びこれまで本発明者が行ってきた試験から、多官能アクリレート又は多官能メタクリレートの硬化物と、バンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子の表面が無機絶縁性化合物で表面処理された無機絶縁化処理金属酸化物粒子、見方を換えると体積抵抗率が1×1011Ω・cm以上である金属酸化物粒子とを含有する保護層を形成した感光体は、印刷開始初期における像流れの発生を抑制できることが分かった。
バンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子を、無機絶縁性化合物で表面処理した無機絶縁化処理金属酸化物粒子は、無機絶縁性化合物で表面処理していない金属酸化物粒子に比べて電荷伝導性が低いと共に、粒子表面が疎水化されているため、保護層表面に濃化し易い特性を有する。
よって、このような無機絶縁化処理金属酸化物粒子を保護層に含有させることで、保護層の表面抵抗率の低下を抑制することができ、特に保護層表面の面方向(水平方向とも言う)への電荷の流れを抑制することができるため、像流れが効果的に抑制できることが分かった。
上記実施例では、酸化チタン粒子の表面が特定の無機絶縁性化合物で表面処理された無機絶縁化処理金属酸化物粒子を用いているが、上記作用機序からすれば、バンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子であれば、酸化チタン粒子と同様の効果が期待できるし、また、無機絶縁性化合物で表面処理されたものであれば、上記実施例で使用した、特定の無機絶縁性化合物で表面処理されたものと同様の効果が期待できる。
よって、このような無機絶縁化処理金属酸化物粒子を保護層に含有させることで、保護層の表面抵抗率の低下を抑制することができ、特に保護層表面の面方向(水平方向とも言う)への電荷の流れを抑制することができるため、像流れが効果的に抑制できることが分かった。
上記実施例では、酸化チタン粒子の表面が特定の無機絶縁性化合物で表面処理された無機絶縁化処理金属酸化物粒子を用いているが、上記作用機序からすれば、バンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子であれば、酸化チタン粒子と同様の効果が期待できるし、また、無機絶縁性化合物で表面処理されたものであれば、上記実施例で使用した、特定の無機絶縁性化合物で表面処理されたものと同様の効果が期待できる。
Claims (13)
- 導電性支持体上に、少なくとも感光層と保護層とを有する電子写真感光体において、
前記保護層が、少なくとも、多官能アクリレート又は多官能メタクリレートの硬化物と、バンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子の表面が無機絶縁性化合物で表面処理された粒子(「無機絶縁化処理金属酸化物粒子」と称する)と、を含有することを特徴とする電子写真感光体。 - 前記感光層が、単層型で、且つ、少なくとも電荷発生物質、電子輸送物質及び正孔輸送物質とバインダー樹脂とを含有する層である請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記感光層中の前記正孔輸送物質の含有質量100に対する、前記保護層中の前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子の含有質量の比率が5~70である請求項2に記載の電子写真感光体。
- 前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子が、さらに有機金属化合物で表面処理されている請求項1~3の何れか一項に記載の電子写真感光体。
- 前記有機金属化合物が、有機珪素化合物である請求項4に記載の電子写真感光体。
- 前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子が、酸化チタン粒子の表面が無機絶縁性化合物で表面処理された粒子である請求項1~5の何れか一項に記載の電子写真感光体。
- 前記保護層が、さらに、無機絶縁性化合物で表面処理されていない、バンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子(「無機絶縁化未処理金属酸化物粒子」と称する)を含有する請求項1~6の何れか一項に記載の電子写真感光体。
- 前記保護層において、前記無機絶縁化未処理金属酸化物粒子の含有量は、前記無機絶縁化処理金属酸化物粒子含有量100質量部に対して100質量部以上900質量部以下である請求項7に記載の電子写真感光体。
- 導電性支持体上に、少なくとも感光層と保護層とを有する電子写真感光体において、
前記保護層が、少なくとも、多官能アクリレート又は多官能メタクリレートの硬化物と、バンドギャップが2~4eVであり、且つ、体積抵抗率が1×1011Ω・cm以上である金属酸化物粒子(「高抵抗粒子」と称する)と、を含有することを特徴とする電子写真感光体。 - 前記感光層が、単層型で、且つ、少なくとも電荷発生物質、電子輸送物質及び正孔輸送物質とバインダー樹脂とを含有する層である請求項9に記載の電子写真感光体。
- 前記感光層が、前記バインダー樹脂100質量部に対して70質量部以上の正孔輸送物質を含有する請求項2~10のいずれか一項に記載の電子写真感光体。
- 請求項1~11のいずれか一項に記載の電子写真感光体を有する電子写真感光体カートリッジ。
- 請求項1~11のいずれか一項に記載の電子写真感光体を有する画像形成装置。
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