JP6929736B2 - 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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Description

本発明は、電子写真感光体、並びに、係る電子写真感光体を用いたプロセスカートリッジ及び電子写真装置に関する。
プロセスカートリッジや電子写真装置に搭載される電子写真感光体として、有機光導電性物質(電荷発生物質)を含有する電子写真感光体が用いられている。電子写真感光体は、一般的に、支持体及び支持体上に形成されている感光層を有する。
感光層は、電荷発生物質を含有する電荷発生層上に電荷輸送物質を含有する電荷輸送層を積層している積層型感光層が好ましく用いられている。
近年、より長寿命な電子写真装置が求められており、そのため、機械的な力に対する耐摩耗性の向上や電気的な力に対する電位変動の抑制効果を兼ね備えた電子写真感光体の提供が望まれている。耐摩耗性の向上のために、電荷輸送層の上に保護層が設けられる場合がある。保護層としては、熱、光(紫外線など)、放射線(電子線など)などの外部エネルギーによる重合性官能基を有する組成物の硬化物が好ましく用いられている。
しかしながら、保護層が設けられたことによる悪影響が課題となっており、この課題解決に対して、電荷輸送層に用いられるポリカーボネート樹脂について様々な検討がなされている。特許文献1には、保護層形成時に感光層との間に発生する亀裂に対して特定のポリカーボネート樹脂を用いる技術が開示されている。特許文献2には、画像ムラの抑制に対して特定のポリカーボネート樹脂を用いる技術が開示されている。
本発明者らが検討を行った結果、特許文献1、2に記載されたポリカーボネート樹脂では、電位変動の抑制効果が十分でない場合があり、更なる改善の余地があることが判明した。
特開平06−011877号公報 特開2011−107363号公報
本発明の目的は、重合性官能基を有する組成物の硬化物からなる保護層を用いた場合においても、電位変動が抑制されている電子写真感光体を提供することにある。また、本発明の別の目的は、上記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を提供することにある。
上記の目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明にかかる電子写真感光体は、支持体と、電荷発生層と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層と、保護層とをこの順に有する電子写真感光体であって、該電荷輸送層が、下記A群から選択される構造と、下記B群から選択される構造とを有するポリカーボネート樹脂を含有し、該保護層が、連鎖重合性官能基および逐次重合性官能基から選択される少なくとも一つの重合性官能基を有する化合物を含有する組成物の硬化物からなることを特徴とする。
A群から選択される構造としては、以下式(101)で示される構造が挙げられる。
Figure 0006929736
上記式(101)において、R211〜R214は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を示す。R215は、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を示す。R216 および217は、それぞれ独立に、炭素数1〜9のアルキル基を示す。i1は0〜3の整数を示す。但し、R215と(CHi1CHR216217 とは同一ではない
B群から選択される構造としては、以下式(104)で示される構造が挙げられる。
Figure 0006929736
上記式(104)において、R241〜R244は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を示す。Xは単結合、酸素原子、硫黄原子またはスルホニル基を示す
本発明によれば、重合性官能基を有する組成物の硬化物からなる保護層を用いた場合においても、電荷輸送層に特定のポリカーボネート樹脂を用いることで、電位変動が抑制されている電子写真感光体を提供することが可能である。
本発明の電子写真感光体を有するプロセスカートリッジを備えた電子写真装置の概略構成の一例を示す図である。
以下、好適な実施の形態を挙げて、本発明を詳細に説明する。本発明者らが検討を行った結果、重合性官能基を有する組成物の硬化物からなる保護層を用いた場合においても、特定のポリカーボネート樹脂を含有する電荷輸送層を有する電子写真感光体を用いることで、耐摩耗性の向上と、電位変動の抑制効果の両立が図れることを見出した。具体的には、支持体と、電荷発生層と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層と、保護層とをこの順に有する電子写真感光体であって、該電荷輸送層が、下記A群から選択される構造と、下記B群から選択される構造とを有するポリカーボネート樹脂を含有し、該保護層が、連鎖重合性官能基および逐次重合性官能基から選択される少なくとも一つの重合性官能基を有する化合物を含有する組成物の硬化物からなる。
A群から選択される構造としては、下記式(101)で示される構造が挙げられる。
Figure 0006929736
上記式(101)において、R211〜R214は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を示す。R215は、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を示す。R216 および217は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の炭素数1〜9のアルキル基を示す。i1は0〜3の整数を示す。但し、R215と(CHi1CHR216217 とは同一ではない
B群から選択される構造としては、下記式(104)で示される構造が挙げられる。
Figure 0006929736
上記式(104)において、R241〜R244は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を示す。Xは単結合、酸素原子、硫黄原子またはスルホニル基を示す
上記A群から選択される構造と、上記B群から選択される構造とを有するポリカーボネート樹脂を合成する方法としては、例えば、以下2つの方法が挙げられる。1つ目は、下記式(107)のビスフェノール化合物と、下記式(110)のビスフェノール化合物とを、ホスゲンと直接反応させる方法(ホスゲン法)である。2つ目は、上述した2種のビスフェノール化合物を、ジフェニルカーボネート、ジ−p−トリルカーボネート、フェニル−p−トリルカーボネート、ジ−p−クロロフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネートなどのビスアリールカーボネートとエステル交換反応させる方法(エステル交換法)である
ホスゲン法においては、通常、酸結合剤及び溶剤の存在下において、上述した少なくとも2種のビスフェノール化合物とホスゲンとを反応させる。このとき用いる酸結合剤としては、ピリジンや、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属の水酸化物などが挙げられる。また溶媒としては、塩化メチレン、クロロホルムなどが挙げられる。更に、縮重合反応を促進するために、触媒や分子量調節剤を適宜加えても良い。触媒としては、トリエチルアミンのような第三級アミン、または第四級アンモニウム塩などが挙げられる。分子量調節剤としては、フェノール、p−クミルフェノール、t−ブチルフェノール、長鎖アルキル置換フェノールなどの一官能基化合物が挙げられる。
また、ポリカーボネート樹脂を合成する際に、亜硫酸ナトリウム、ハイドロサルファイトなどの酸化防止剤;フロログルシン、イサチンビスフェノールなど分岐化剤を用いてもよい。また、ポリカーボネート樹脂を合成するときの反応温度は、0〜150℃が好ましく、5〜40℃がより好ましい。反応時間は、反応温度によって左右されるが、通常0.5分〜10時間が好ましく、1分〜2時間がより好ましい。また、反応中は、反応系のpHを10以上にすることが好ましい。
以下、合成に用いるビスフェノール化合物の具体例を示す。
(1)式(107)のビスフェノール化合物
Figure 0006929736
上記式(107)において、R211〜R214は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を示す。R215は、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を示す。R216 および217は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の炭素数1〜9のアルキル基を示す。i1は0〜3の整数を示す。但し、R215と(CHi1CHR216217 とは同一ではない
上記式(107)で示されるビスフェノール化合物としては、具体的に、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−メチルペンタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−5−メチルヘキサン、3,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−5−メチルヘプタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−メチルブタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニル−2−メチルプロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニル−3−メチルブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−6−メチルヘプタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2−エチルヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニル−2−メチルペンタンなどが挙げられる。これらを2種類以上併用することも可能である。
(2)式(110)のビスフェノール化合物
Figure 0006929736
上記式(110)において、R241〜R244は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を示す。Xは単結合、酸素原子、硫黄原子またはスルホニル基を示す
式(110)で示されるビスフェノール化合物としては、具体的に、4,4′−ジヒドロキシビフェニル、4,4′−ジヒドロキシ−3,3′−ジメチルビフェニル、4,4′−ジヒドロキシ−2,2′−ジメチルビフェニル、4,4′−ジヒドロキシ−3,3′,5−トリメチルビフェニル、4,4′−ジヒドロキシ−3,3′,5,5′−テトラメチルビフェニル、4,4′−ジヒドロキシ−3,3′−ジブチルビフェニル、4,4′−ジヒドロキシ−3,3′−ジシクロヘキシルビフェニル、4,4′−ジヒドロキシ−3,3′−ジフェニルビフェニル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホンなどが挙げられる。これらを2種類以上併用することも可能である。
電荷輸送層が、A群から選択される構造と、B群から選択される構造とを有するポリカーボネート樹脂を含有し、保護層が、連鎖重合性官能基および逐次重合性官能基から選択される少なくとも一つの重合性官能基を有する化合物を含有する組成物の硬化物からなる電子写真感光体を用いた場合に、電位変動が抑制される理由について、本発明者らは以下のように推測している。
支持体と電荷発生層上に設けられた電荷輸送層に保護層用塗布液を塗布した後、熱、光(紫外線など)、放射線(電子線など)などの外部エネルギーによって保護層を形成する。保護層は重合性官能基同士が結合することによって硬化物となるが、この際に膜密度が増大することによって層内には応力が残留すると考えている。残留応力は電荷輸送層と保護層との界面に働く。電子写真感光体が長期の繰り返し使用によって帯電手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段といった電子写真プロセスによる機械的、電気的な力を受け続けることで、電荷輸送層と保護層との界面に微小な浮きが発生し、画像上にポチなどの画像欠陥を発生させる場合がある。そのため、電荷輸送層は応力を緩和する能力が高いことが好ましい。応力緩和には電荷輸送層に含まれるポリカーボネート樹脂の構造が大きく寄与しており、構造の中心に分岐鎖を有するビスフェノール構造を有するポリカーボネートの構造(A群から選択される構造)と、それとは異なる構造(B群から選択される構造)を有することで、電荷輸送層内の空間を押しのける体積が大きくなり、ポリカーボネート樹脂内、ポリカーボネート樹脂の分子間でポリカーボネートの構造単位の折り重なりが抑制されていると推測している。
一方で、構造の中心に分岐鎖を有するビスフェノール構造を有するポリカーボネートの構造(A群から選択される構造)を有することで、電荷輸送能の高いポリカーボネート樹脂となることが分かっている。これは、電荷輸送層内の空間を押しのける体積が大きくなることで、ポリカーボネート樹脂同士、ポリカーボネート樹脂と電荷輸送物質間の距離がより均一になり、電荷輸送能が高くなると考えている。また、電荷輸送層内に電荷輸送物質が均一に存在することで、保護層と電荷輸送層との界面にも電荷輸送物質が均一に存在し、界面での電荷の授受が素早く行われることで電荷の滞留を抑制し、ひいては電位変動が抑制されると推測している。電位変動が抑制されることで、電子写真感光体を長期に繰り返し使用した場合でも、画像濃度の安定性が高くなる。
以下、A群から選択される構造について詳述する。
A群から選択される構造の中でも、下記式(A−101)〜(A−105)、(A−201)〜(A−205)で示される構造を有するポリカーボネート樹脂を用いることが、電位変動の抑制効果という観点から好ましい。これは、ビスフェノール構造の中心の炭素元素の片側が水素元素である構造よりも、電荷輸送層内の空間を押しのける体積が大きくなるためであると考えている。更に、ビスフェノール構造の中心の炭素元素の片側がメチル基(上記式(101)におけるR215がCH)である下記式(A−101)、(A−102)、(A−104)、(A−105)、(A−201)、(A−203)が好ましく、ビスフェノール構造の中心の分岐鎖が同一(上記式(101)における(CHi1CHR216217のR216とR217が同一)である下記式(A−101)、(A−102)、(A−104)、(A−105)がより好ましい。ビスフェノール構造の中心の炭素元素の片側がメチル基であり、ビスフェノール構造の中心の分岐鎖が同一であることで、電荷輸送層内の空間を押しのける体積が本発明の効果に対して最も好ましい大きさになっているためであると考えている。
Figure 0006929736
Figure 0006929736
以下、B群から選択される構造について詳述する。
B群から選択される構造の中でも、下記式(B−101)〜(B−105)、(B−201)〜(B−205)で示される構造を有するポリカーボネート樹脂を用いることが、電位変動の抑制効果という観点から好ましい。中でも、下記式(B−101)〜(B−105)は、電位変動の抑制効果という観点からより好ましい。電荷輸送層内の空間を押しのける体積が大きくなることで、ポリカーボネート樹脂同士、ポリカーボネート樹脂と電荷輸送物質間の距離がより均一になり、電荷輸送能が高くなると考えている。また、下記式(B−201)〜(B−205)は、画像上のポチなどの画像欠陥の発生をより抑制できるという観点から好ましい。ポリカーボネート樹脂同士のパッキングが密になることで膜密度が低下し、界面における電荷輸送層の樹脂部位と保護層との接触面積が増え、接着力が増加することで、画像欠陥の発生をより抑制できると考えている。A群から選択される構造との親和性の高さから、電荷輸送層用塗布液における樹脂の溶媒への溶解性が向上すると考えられる。
Figure 0006929736
Figure 0006929736
本発明において、ポリカーボネート樹脂に占める、A群から選択される構造の含有比率が、20mol%以上80mol%以下であることが好ましく、25mol%以上49mol%以下であることがより好ましい
本発明において、ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量(Mv)は、20,000以上70,000以下であることが好ましく、25,000以上60,000以下であることがより好ましい。ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が20,000より小さいと、電荷輸送層用塗布液の粘度が低く、所望の膜厚を有する電荷輸送層が得られない場合がある。一方、ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が70,000より大きいと電荷輸送層用塗布液の保存安定性が十分に得られない場合がある。また、ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量(Mw)は、25,000以上100,000以下であることが好ましく、30,000以上80,000以下であることがより好ましい。
後述する実施例において、ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は、ウベローデ粘度計を使用し、20℃、0.5w/v%ポリカーボネートジクロロメタン溶液、ハギンズ定数0.45で極限粘度[η]を測定し、以下の式により求めた。
[η]=1.23×10−4×(Mv)0.83
また、ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)[測定器:アライアンスHPLCシステム(Waters製)]を用い、Shodex KF−805Lカラム(昭和電工製)2本、0.25w/v%クロロホルム溶液サンプル、1ml/分クロロホルム溶離液、254nmのUV検出の条件で測定し、ポリスチレン換算の値として算出した。
また、上記ポリカーボネート樹脂の極限粘度は、0.3dL/g〜2.0dL/gが好ましい。
以下、ポリカーボネート樹脂の具体例について詳述する。
A群から選択される構造と、B群から選択される構造とを有するポリカーボネート樹脂の具体例を表1〜に示す。
Figure 0006929736
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<ポリカーボネート樹脂の合成方法>
一例として、例示化合物1001の合成方法を以下に示す。その他のポリカーボネート樹脂は、以下の例示化合物1001の合成方法において、A群構造原材料とB群構造原材料の種類と添加量を適宜変えることにより合成可能である。また、樹脂の粘度平均分子量は、分子量調節剤の添加量を適宜変えることにより調整可能である。
(例示化合物1001の合成方法)
5質量%の水酸化ナトリウム水溶液1100mlに、A群構造原材料として2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−メチルペンタン(東京化成工業製、製品コードD3267)を53.0g(0.196mol)と、B群構造原材料としてビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル(東京化成工業製、製品コードD2121)を41.2g(0.204mol)と、ハイドロサルファイト0.1gを溶解した。これにメチレンクロライド500mlを加えて攪拌しつつ、15℃に保ちながら、次いでホスゲン60gを60分で吹き込んだ。
ホスゲン吹き込み終了後、分子量調節剤としてp−t−ブチルフェノール(東京化成工業製、製品コードB0383)1.3gを加えて攪拌して、反応液を乳化させた。乳化後0.4mlのトリエチルアミンを加え、23℃にて1時間攪拌し、重合させた。
重合終了後、反応液を水相と有機相に分離し、有機相をリン酸で中和し、洗液(水相)の導電率が10μS/cm以下になるまで水洗を繰り返した。得られた重合体溶液を、45℃に保った温水に滴下し、溶媒を蒸発除去して白色粉末状沈殿物を得た。得られた沈殿物を濾過し、110℃、24時間乾燥して、A群構造A−101とB群構造B−101の共重合からなる例示化合物1001のポリカーボネート樹脂を得た。
得られたポリカーボネート樹脂を赤外線吸収スペクトルにより分析した結果、1770cm−1付近の位置にカルボニル基による吸収、1240cm−1付近の位置にエーテル結合による吸収が認められ、ポリカーボネート樹脂であることが確認された。
[電子写真感光体]
本発明の電子写真感光体は、支持体と、電荷発生層と、電荷輸送層と、保護層とをこの順に有する。支持体と電荷輸送層との間にその他の層(導電層、下引き層)を設けてもよい。以下、各層について説明する。
電子写真感光体の製造方法としては、後述する各層の塗布液を調製し、所望の層の順番に塗布して、乾燥させる方法が挙げられる。このとき、塗布液の塗布方法としては、浸漬塗布法(浸漬コーティング法)、スプレーコーティング法、カーテンコーティング法、スピンコーティング法などが挙げられる。これらの中でも、効率性及び生産性の観点から、浸漬塗布法が好ましい。
<支持体>
本発明において、支持体は、導電性を有する導電性支持体であることが好ましい。導電性支持体としては、例えば、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅、金などの金属または合金で形成される支持体や、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、ガラスなどの絶縁性支持体上に、アルミニウム、クロム、銀、金などの金属の薄膜;酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛などの導電性材料の薄膜;銀ナノワイヤーを加えた導電性インクの薄膜を形成した支持体が挙げられる。
支持体の表面には、電気的特性の改善や干渉縞の抑制のため、陽極酸化などの電気化学的な処理や、湿式ホーニング処理、ブラスト処理、切削処理などを施してもよい。
支持体の形状としては円筒状またはフィルム状などが挙げられる。
<導電層>
本発明において、支持体の上に導電層を設けてもよい。導電層を設けることで、支持体のムラや欠陥の被覆、干渉縞の防止が可能となる。導電層の平均膜厚は5μm以上40μm以下であることが好ましく、10μm以上30μm以下であることがより好ましい。
導電層は、導電性粒子と、結着樹脂を含有することが好ましい。導電性粒子としては、カーボンブラック、金属粒子及び金属酸化物粒子などが挙げられる。
金属酸化物粒子としては、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、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の粒子が挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。これらの中でも、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタンの粒子が好ましい。特に、酸化チタン粒子は、可視光及び近赤外光をほとんど吸収せず、白色であるため、高感度化の観点から好ましい。酸化チタンの結晶型として、例えば、ルチル型、アナターゼ型、ブルカイト型及びアモルファス型があり、いずれの結晶型を用いてもよい。また、針状結晶、粒状結晶の酸化チタン粒子も用いてもよい。より好ましくは、ルチル型の酸化チタン結晶の粒子である。金属酸化物粒子の個数基準の平均一次粒径は、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。
結着樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂が挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。これらの中でも、他の層を形成するために用いる塗布液中の溶剤に対する耐性、導電性支持体に対する密着性、金属酸化物粒子の分散性・分散安定性という観点から、硬化性樹脂が好ましい。より好ましくは、熱硬化性樹脂である。熱硬化性樹脂としては、例えば、熱硬化性のフェノール樹脂、熱硬化性のポリウレタン樹脂が挙げられる。
<下引き層>
本発明において、支持体または導電層の上に、下引き層を設けてもよい。下引き層を設けることで、バリア機能と接着機能が高まる。下引き層の平均膜厚は、0.3μm以上5.0μm以下であることが好ましい。
下引き層は、電子輸送物質または金属酸化物粒子と、結着樹脂とを含有することが好ましい。係る構成により、電荷発生層で発生した電荷のうち、電子を支持体にまで輸送することができるので、電荷輸送層の電荷輸送能が向上しても電荷発生層中での電荷の失活、トラップの増加を抑制できる。よって、初期の電気特性及び繰り返し使用時における電気特性が向上する。
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、ベンズイミダゾール化合物、シクロペンタジエニリデン化合物、フルオレノン化合物、キサントン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノビニル系化合物、ナフチルイミド化合物、ペリレンイミド化合物が挙げられる。電子輸送物質は、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、カルボキシル基、メトキシ基などの重合性官能基を有することが好ましい。
金属酸化物粒子、結着樹脂としては、上記導電層において説明したものと同様である。
<電荷発生層>
本発明において、支持体と電荷輸送層との間に、電荷発生層を有する。電荷発生層は、電荷輸送層に隣接していることが好ましい。電荷発生層の膜厚は、0.05μm以上1μm以下であることが好ましく、0.1μm以上0.3μm以下であることがより好ましい。
本発明において、電荷発生層は、電荷発生物質と結着樹脂とを含有することが好ましい。
電荷発生層中の、電荷発生物質の含有量は、40質量%以上85質量%以下であることが好ましく、60質量%以上80質量%以下であることがより好ましい。
電荷発生物質としては、モノアゾ、ジスアゾ、トリスアゾなどのアゾ顔料や、金属フタロシアニン、非金属フタロシアニンなどのフタロシアニン顔料;インジゴ顔料;ペリレン顔料;多環キノン顔料;スクワリリウム色素;チアピリリウム塩;トリフェニルメタン色素;キナクリドン顔料;アズレニウム塩顔料;シアニン染料;キサンテン色素;キノンイミン色素;スチリル色素などが挙げられる。これらの中でもフタロシアニン顔料が好ましく、ガリウムフタロシアニン結晶がより好ましい。
ガリウムフタロシアニン結晶の中でも、優れた感度を有するヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶、クロロガリウムフタロシアニン結晶、ブロモガリウムフタロシアニン結晶、ヨードガリウムフタロシアニン結晶が、好ましい。中でもヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶、クロロガリウムフタロシアニン結晶が特に好ましい。ヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶は、ガリウム原子が軸配位子としてヒドロキシ基を有するものである。クロロガリウムフタロシアニン結晶は、ガリウム原子が軸配位子として塩素原子を有するものである。ブロモガリウムフタロシアニン結晶は、ガリウム原子が軸配位子として臭素原子を有するものである。ヨードガリウムフタロシアニン結晶は、ガリウム原子が軸配位子としてヨウ素原子を有するものである。感度向上の観点から、CuKα線のX線回折におけるブラッグ角2θにおいて7.4°±0.3°及び28.3°±0.3°にピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶や、CuKα線のX線回折におけるブラッグ角2θ±0.2°において7.4°、16.6°、25.5°及び28.3°にピークを有するクロロガリウムフタロシアニン結晶がより好ましい。
また、ガリウムフタロシアニン結晶は、結晶内に下記で示されるアミド化合物を含有するガリウムフタロシアニン結晶であることが好ましい。
アミド化合物として、具体的には、N−メチルホルムアミド、N,Nジメチルホルムアミド、N−プロピルホルムアミド、N−ビニルホルムアミドが挙げられる。
アミド化合物の含有量は、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に対して0.1質量%以上3.0質量%以下であることが好ましく、0.3質量%以上1.5質量%以下であることがより好ましい。アミド化合物の含有量が0.1質量%以上3.0質量%以下であると、電界強度が高くなった際の電荷発生層からの暗電流が小さくなっていると考えており、本発明の電荷輸送層のかぶり抑制効果をより高めることができる。なお、アミド化合物の含有量は、H−NMR法により測定できる。
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は、アシッドペースティング法または乾式ミリングにより処理したガリウムフタロシアニンと、アミド化合物とを含んだ溶剤を、湿式ミリング処理して結晶変換する工程によって得られる。
湿式ミリング処理とは、ガラスビーズ、スチールビーズ、アルミナボールなどの分散剤とともにサンドミル、ボールミルなどのミリング装置を用いて行う処理である。
結着樹脂としては、例えば、ポリエステル、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリサルホン、アクリロニトリル共重合体及びポリビニルベンザールなどの樹脂が挙げられる。これらの中でも、ガリウムフタロシアニン結晶を分散させる樹脂としては、ポリビニルブチラール、ポリビニルベンザールが好ましい。
<電荷輸送層>
本発明において、電荷輸送層は、電荷輸送物質、及び、A群から選択される構造と、B群から選択される構造とを有するポリカーボネート樹脂を含有する。更に、電荷輸送物質の析出を抑制する目的で結晶化防止剤や、成膜性を向上させる目的でレベリング剤などを含有してもよい。
本発明において、電荷輸送層は、電荷輸送物質、ポリカーボネート樹脂を溶媒と混合して電荷輸送層用塗布液を調製し、電荷発生層上に電荷輸送層用塗布液の塗膜を形成し、塗膜を乾燥させることで形成することができる。
電荷輸送層用塗布液に用いる溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶剤;酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル系溶剤;トルエン、キシレン、クロロベンゼンなどの芳香族炭化水素溶剤;1,4−ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶剤;ハロゲン原子で置換されたクロロホルムなどの炭化水素溶剤などが挙げられる。これらは、2種類以上を併用してもよい。中でも、双極子モーメントが1.0D以下の溶媒が好ましい。双極子モーメントが1.0D以下の溶媒としては、o−キシレン(双極子モーメント=0.64D)、メチラール(ジメトキシメタン)(双極子モーメント=0.91D)が挙げられる。
電荷輸送層の膜厚は、5μm以上40μm以下であることが好ましく、7μm以上25μm以下であることがより好ましく、15μm以上20μm以下であることが特に好ましい。
電荷輸送層中の、電荷輸送物質の含有量は、電子写真感光体の電位変動の抑制効果という観点から、ポリカーボネート樹脂の含有量に対して、80質量%以上200質量%以下であることが好ましい。
電荷輸送物質の分子量は300以上1,000以下が好ましい。
電荷輸送物質としては、トリアリールアミン化合物、ヒドラゾン化合物、スチルベン化合物、ピラゾリン化合物、オキサゾール化合物、チアゾール化合物及びトリアリルメタン化合物などが挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。これらの中でも、トリアリールアミン化合物を用いることが好ましい。
以下、電荷輸送物質の具体例として、一般式と、各一般式を満足する例示化合物をそれぞれ示す。
Figure 0006929736
上記式(CTM−1)において、Ar101、Ar102はそれぞれ独立に、置換または無置換のアリール基を示し、R101、R102はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、あるいは置換または無置換のアリール基を示す。該置換のアリール基の置換基はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子である。
以下、一般式(CTM−1)の例示化合物を示す。
Figure 0006929736
Figure 0006929736
上記式(CTM−2)において、Ar103〜Ar106はそれぞれ独立に、置換または無置換のアリール基を示し、Z101は置換または無置換のアリーレン基、あるいは複数のアリーレン基がビニレン基を介して結合した2価の基を示す。Ar103〜Ar106上の2つの隣接する置換基が互いに結合して環を形成していてもよい。該置換のアリール基、及び該置換のアリーレン基の置換基はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子である。
以下、一般式(CTM−2)の例示化合物を示す。
Figure 0006929736
Figure 0006929736
上記式(CTM−3)において、R103はアルキル基、シクロアルキル基、あるいは置換または無置換のアリール基を示し、R104は水素原子、アルキル基、あるいは置換または無置換のアリール基を示し、Ar107は置換または無置換のアリール基を示し、Z102は置換または無置換のアリーレン基を示す。n1は1〜3、mは0〜2の整数を示し、m+n1=3である。mが2の場合、R103は同一でも異なっていても良い。R103上の2つの隣接する置換基が互いに結合して環を形成していてもよい。R103とZ102とが結合して環を形成していてもよい。また、Ar107とR104とがビニレン基により結合して環を形成していてもよい。該置換のアリール基、及び該置換のアリーレン基の置換基はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子である。
以下、一般式(CTM−3)の例示化合物を示す。
Figure 0006929736
Figure 0006929736
上記式(CTM−4)において、Ar108〜Ar111はそれぞれ独立に、置換または無置換のアリール基を示す。該置換のアリール基の置換基はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、4−フェニル−ブタ−1,3−ジエニル基である。
以下、一般式(CTM−4)の例示化合物を示す。
Figure 0006929736
Figure 0006929736
上記式(CTM−5)において、Ar112〜Ar117はそれぞれ独立に、置換または無置換のアリール基を示し、Z103はフェニレン基、ビフェニレン基、あるいは2つのフェニレン基がアルキレン基を介して結合した2価の基を示す。該置換のアリール基の置換基はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子である。
以下、一般式(CTM−5)の例示化合物を示す。
Figure 0006929736
Figure 0006929736
上記式(CTM−6)において、R105〜R108の少なくとも1つは下記式(6−1)で示される1価の基であり、それ以外はそれぞれ独立してアルキル基、または置換または無置換のアリール基を示し、Z104は置換または無置換のアリーレン基、あるいは複数のアリーレン基がビニレン基を介して結合した2価の基を示す。n2は0または1を示す。該置換のアリール基、及び該置換のアリーレン基の置換基はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子である。
Figure 0006929736
上記式(6−1)において、R109とR110はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、置換または無置換のアリール基を示し、Ar118は置換または無置換のアリール基を示す。Z105は置換または無置換のアリーレン基を示す。n3は1〜3の整数を示す。該置換のアリール基の置換基はアルキル基、アルコキシ基、ジアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基である。該置換のアリーレン基の置換基はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子である。
以下、一般式(CTM−6)の例示化合物を示す。
Figure 0006929736
Figure 0006929736
上記式(CTM−7)において、Ar119は置換または無置換のアリール基、以下の式(7−1)または式(7−2)で示される1価の基を示し、Ar120、Ar121はそれぞれ独立に置換または無置換のアリール基を示す。該置換のアリール基の置換基はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子である。
Figure 0006929736
上記式(7−1)において、Ar122、Ar123はそれぞれ独立に置換または無置換のアリール基、もしくは置換または無置換のアラルキル基を示す。該置換のアリール基、及び該置換のアラルキル基の置換基はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子である。
Figure 0006929736
上記式(7−2)において、R111、R112はそれぞれ独立に置換または無置換のアリール基を示し、Z106は置換または無置換のアリーレン基を示す。該置換のアリール基、及び該置換のアリーレン基の置換基はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子である。
以下、一般式(CTM−7)の例示化合物を示す。
Figure 0006929736
<保護層>
本発明において、電荷輸送層の上に保護層を有する。保護層は、機械的な力に対する耐摩耗性の向上のために、連鎖重合性官能基および逐次重合性官能基から選択される少なくとも一つの重合性官能基を有する化合物を含有する組成物の硬化物からなる。更に、重合反応を開始させる目的で重合開始剤や、トナーの転写効率を上げる目的で離型剤や、汚れなどを抑制する目的で指紋付着防止剤や、削れを抑制する目的でフィラーや、潤滑性を向上させる目的で潤滑剤などを含有してもよい。
本発明において、保護層は、連鎖重合性官能基および逐次重合性官能基から選択される少なくとも一つの重合性官能基を有する化合物を含有する組成物を溶媒と混合して保護層用塗布液を調整し、電荷輸送層上に保護層用塗布液の塗膜を形成し、塗膜を乾燥させ、熱、光(紫外線など)、放射線(電子線など)などの外部エネルギーを与えることで硬化物を形成することができる。
連鎖重合は、連鎖重合性官能基を有する化合物を含有する組成物を硬化させる。連鎖重合性官能基としては、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、アルコキシシリル基及びエポキシ基などが挙げられる。
逐次重合は、逐次重合性官能基を有する化合物を含有する組成物を硬化させる。逐次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、カルボキシル基及びメトキシ基などが挙げられる。
保護層の形成は、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、カルボキシル基及びメトキシ基などの逐次重合は硬化時に脱離基を生じるため、硬化時により膜密度が増大しにくいと考えられるアクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、アルコキシシリル基及びエポキシ基などの連鎖重合がより好ましい。
保護層を硬化させる外部エネルギーとしては、電荷輸送層との界面の電荷輸送障壁を減らすために、電荷輸送に不要な重合性官能基を減らすという目的で、エネルギーの強い紫外線、放射線を選択的に用いることが好ましく、放射線がより好ましい。
電荷輸送層との界面の電荷輸送障壁を減らし、保護層内の電荷輸送能を高めるために、保護層は均一な三次元架橋構造を有する硬化物であることが好ましいと考えられる。保護層が均一な三次元架橋構造を有するために、重合性官能基を有する化合物を含有する組成物は、重合性官能基を3つ以上有する化合物を少なくとも一種含有することが好ましい。
また、本発明における電位変動の抑制効果を高めるために、保護層には電荷輸送機能を有することが好ましい。保護層に電荷輸送機能を持たせる方法としては、重合性官能基を有する電荷輸送物質を保護層形成のための組成物に含有させる、あるいは重合性官能基を有さない電荷輸送物質を保護層形成のための組成物に含有させることなどが挙げられる。
保護層を電荷輸送層上に積層させる従来の目的の一つである機械的な力に対する耐摩耗性の向上と、本発明における電気的な力に対する電位変動の抑制効果をより高いレベルで両立させるためには、重合性官能基を有する電荷輸送物質を保護層形成のための組成物に含有させることが、より好ましい。
保護層の膜厚は、2μm以上10μm以下であることが好ましく、3μm以上8μm以下であることがより好ましく、4μm以上6μm以下であることが特に好ましい。
また、本発明における電位変動の抑制効果を高めるために、電荷輸送層の膜厚と上記保護層の膜厚比(保護層膜厚/電荷輸送層膜厚)が、0.20〜0.40であることが好ましく、0.25〜0.35であることがより好ましい。
[プロセスカートリッジ、電子写真装置]
図1は、本発明の電子写真感光体を有するプロセスカートリッジを備えた電子写真装置の概略構成の一例を示す図である。
1は円筒状(ドラム状)の電子写真感光体であり、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。電子写真感光体1の表面は、回転過程において、帯電手段3により、正または負の所定電位に帯電される。次いで、帯電された電子写真感光体1の表面には、露光手段(不図示)から露光光4が照射され、目的の画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。露光光4は、例えば、スリット露光やレーザービーム走査露光などの像露光手段から出力される、目的の画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して強度変調された光である。
電子写真感光体1の表面に形成された静電潜像は、現像手段5内に収容されたトナーで現像(正規現像または反転現像)され、電子写真感光体1の表面にはトナー像が形成される。電子写真感光体1の表面に形成されたトナー像は、転写手段6により、転写材7に転写されていく。このとき、転写手段6には、バイアス電源(不図示)からトナーの保有電荷とは逆極性のバイアス電圧が印加される。また、転写材7が紙である場合、転写材7は給紙部(不図示)から取り出されて、電子写真感光体1と転写手段6との間に電子写真感光体1の回転と同期して給送される。
電子写真感光体1からトナー像が転写された転写材7は、電子写真感光体1の表面から分離されて、定着手段8へ搬送されて、トナー像の定着処理を受けることにより、画像形成物(プリント、コピー)として電子写真装置の外へプリントアウトされる。
転写材7にトナー像を転写した後の電子写真感光体1の表面は、クリーニング手段9により、トナー(転写残りトナー)などの付着物の除去を受けて清浄される。近年、クリーナレスシステムも開発され、転写残りトナーを直接、現像器などで除去することも可能である。更に、電子写真感光体1の表面は、前露光手段(不図示)からの前露光光10により除電処理された後、繰り返し画像形成に使用される。なお、帯電手段3が帯電ローラなどを用いた接触帯電手段である場合は、前露光手段は必ずしも必要ではない。
本発明においては、上述の電子写真感光体1、帯電手段3、現像手段5、転写手段6及びクリーニング手段9などの構成要素のうち、複数の構成要素を容器に納めて一体に支持してプロセスカートリッジを形成してもよい。そして、このプロセスカートリッジを電子写真装置本体に対して着脱自在に構成することが可能である。例えば、帯電手段3、現像手段5及びクリーニング手段9から選択される少なくとも1つを電子写真感光体1とともに一体に支持してカートリッジ化する。そして、電子写真装置本体のレールなどの案内手段12を用いて電子写真装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジ11とすることができる。
露光光4は、電子写真装置が複写機やプリンターである場合には、原稿からの反射光や透過光であってもよい。または、センサーで原稿を読み取り、信号化し、この信号に従って行われるレーザービームの走査、LEDアレイの駆動もしくは液晶シャッターアレイの駆動などにより放射される光であってもよい。
本発明の電子写真感光体1は、レーザービームプリンター、CRTプリンター、LEDプリンター、FAX、液晶プリンター及びレーザー製版などの電子写真応用分野にも幅広く適用することができる。
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更に詳細に説明する。本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例の記載において、「部」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。
(実施例1)
酸化亜鉛粒子(平均一次粒径:50nm、比表面積:19m/g、粉体抵抗:4.7×10Ω・cm、テイカ製)100部をトルエン500部に撹拌しながら混合した。これに表面処理剤としてN−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン(商品名:KBM−602、信越化学製)1.25部を添加し、6時間攪拌しながら混合した。その後、トルエンを減圧留去して、6時間130℃で乾燥させることによって、表面処理された酸化亜鉛粒子を得た。表面処理された酸化亜鉛粒子75部、下記式(A)で示されるブロック化されたイソシアネート化合物(商品名:スミジュール3175、固形分:75質量%、住友バイエルウレタン製)16部、ポリビニルブチラール樹脂(商品名:エスレックBM−1、積水化学工業製)9部、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン(東京化成工業製)1部を、メチルエチルケトン60部とシクロヘキサノン60部の混合溶剤に加えて分散液を調製した。この分散液に、平均粒径1.0mmのガラスビーズを用いて縦型サンドミルにて23℃雰囲気下、回転数1,500rpmで3時間分散処理した。分散処理後、得られた分散液に架橋ポリメタクリル酸メチル粒子(商品名:SSX−103、平均粒径:3μm、積水化学工業製)5部と、シリコーンオイル(商品名:SH28PA、東レ・ダウコーニング製)0.01部を添加して攪拌することで、下引き層用塗布液を調製した。この下引き層用塗布液を支持体上に浸漬塗布して塗膜を形成し、塗膜を60分間170℃で加熱、重合させることによって、膜厚が30μmの下引き層UCL−1を形成した。
Figure 0006929736
次に、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)の7.5°、9.9°、12.5°、16.3°、18.6°、25.1°及び28.3°にピークを有する結晶系のヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶(電荷発生物質)10部、ポリビニルブチラール(商品名:エスレックBX−1、積水化学工業製)5部及びシクロヘキサノン250部を、直径1.0mmのガラスビーズを用いたサンドミルに入れ、6時間分散処理した。次に、これに酢酸エチル250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10分間100℃で乾燥させることによって、膜厚が0.23μmの電荷発生層を形成した。
次に、ポリカーボネート樹脂として例示化合物1001(粘度平均分子量:51,000)10部、電荷輸送物質としてCTM−102の化合物と、CTM−205の化合物の混合物(混合比率が9:1)8部を、o−キシレン70部とジメトキシメタン20部に溶解させることによって、電荷輸送層用塗布液を調製した。この電荷輸送層用塗布液を電荷発生層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を60分125℃で乾燥させることによって、膜厚が15μmの電荷輸送層を形成した。
次に、分散剤として下記式(OCL−3−1)と(OCL−3−2)で示される構造を1:1で含むフッ化アルキル基含有共重合体(重量平均分子量:130,000)1.5部を、1,1,2,2,3,3,4−へプタフルオロシクロペンタン(商品名:ゼオローラH、日本ゼオン製)45部及び1−プロパノール45部の混合溶剤に溶解した。その後、四フッ化エチレン樹脂粒子(商品名:ルブロンL−2、ダイキン工業製)30部を加え、高圧分散機(商品名:マイクロフルイダイザーM−110EH、Microfluidics製)に通し、分散液を得た。更に、下記式(OCL−1−1)で示される重合性官能基を有する電荷輸送化合物70部、1,1,2,2,3,3,4−へプタフルオロシクロペンタン30部及び1−プロパノール30部を前記分散液に加え、ポリフロンフィルター(商品名:PF−040、アドバンテック東洋製)で濾過を行い、保護層用塗布液を調整した。この保護層用塗布液を電荷輸送層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を5分間50℃で乾燥させた。乾燥後、窒素雰囲気下にて、加速電圧60kV、吸収線量8000Gyの条件で1.6秒間電子線を塗膜に照射した。その後、窒素雰囲気下にて塗膜の温度が130℃になる条件で1分間加熱処理を行った。なお、電子線の照射から1分間の加熱処理までの酸素濃度は20ppmであった。次に、大気中において、塗膜が110℃になる条件で1時間加熱処理を行い、膜厚5μmである保護層1を形成した。このようにして、実施例1の電子写真感光体を作製した。
Figure 0006929736
(実施例2〜28)
表15に記載したように、電荷輸送層における樹脂の種類及び粘度平均分子量Mv、電荷輸送物質の種類(2種併用の場合はその質量比)、電荷輸送物質(CTM)と樹脂の部数比率、電荷輸送層の膜厚、保護層の膜厚、膜厚比(保護層の膜厚/電荷輸送層の膜厚)となるように、実施例1からそれぞれ変更して、実施例2〜28の電子写真感光体を作製した。
(実施例29)
実施例1で用いた保護層を、以下のように調製し、電荷輸送物質を表15のように変更した以外は実施例1と同様に実施例29の電子写真感光体を作製した。
ラジカル重合性モノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート(商品名:KAYARAD TMPTA、日本化薬製)9部、下記式(OCL−2−1)で示される重合性官能基を有する電荷輸送化合物9部及び重合開始剤として1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(商品名:イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製)2部をテトラヒドロフラン100部に溶解させることによって、保護層用塗布液を調整した。この保護層用塗布液を電荷輸送層上にスプレー塗布し、照射強度700mW/cmのメタルハライドランプを用いて240秒間光を塗膜に照射した。その後、30分130℃で乾燥を行い、膜厚5μmである保護層2を形成した。
Figure 0006929736
(実施例30〜34)
表15に記載したように、電荷輸送層における樹脂の種類及び粘度平均分子量Mv、電荷輸送物質の種類(2種併用の場合はその質量比)、電荷輸送物質と樹脂の部数比率、電荷輸送層の膜厚、保護層の膜厚、膜厚比(保護層の膜厚/電荷輸送層の膜厚)となるように、実施例29からそれぞれ変更して実施例30〜34の電子写真感光体を作製した。
(実施例35)
実施例1で用いた保護層を、以下のように調製し、電荷輸送物質を表15のように変更した以外は実施例1と同様に実施例35の電子写真感光体を作製した。
四フッ化エチレン樹脂粒子(商品名:ルブロンL−2、ダイキン工業製)10部、下記式(OCL−3−1)と(OCL−3−2)で示される構造を1:1で含むフッ化アルキル基含有共重合体(重量平均分子量:130,000)0.3部及びシクロペンタノン40部を十分に撹拌混合させ、四フッ化エチレン樹脂分散液を作製した。
次に、下記式(OCL−3−3)に示される重合性官能基を有する電荷輸送化合物45部、下記式(OCL−3−4)に示される重合性官能基を有する電荷輸送化合物15部、下記式(OCL−3−5)に示されるグアナミン化合物(商品名:二カラックBL−60、三和ケミカル社製)4部、酸化防止剤としてビス(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)−(4−ジエチルアミノフェニル)−メタン1.5部をシクロペンタノン220部に溶解させ、更に四フッ化エチレン樹脂分散液を加えて、撹拌混合した。
次に、得られた混合液を、高圧分散機(商品名:ホモジナイザーYSNM−1500AR)に通し、ジメチルポリシロキサン(商品名:グラノール450、共栄社化学製)1部と硬化触媒(商品名:NACURE5225、キングインダストリー社製)0.1部を加えることによって、保護層用塗布液を調整した。この保護層用塗布液を電荷輸送層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を30分間160℃で乾燥させることによって、膜厚が5μmの保護層3を形成した。
Figure 0006929736
Figure 0006929736
Figure 0006929736
Figure 0006929736
Figure 0006929736
(実施例36〜40)
表15に記載したように、電荷輸送層における樹脂の種類及び粘度平均分子量Mv、電荷輸送物質の種類(2種併用の場合はその質量比)、電荷輸送物質と樹脂の部数比率、電荷輸送層の膜厚、保護層の膜厚、膜厚比(保護層の膜厚/電荷輸送層の膜厚)となるように、実施例35からそれぞれ変更して実施例36〜40の電子写真感光体を作製した。
(実施例41)
実施例1で用いた保護層を、以下のように調製し、電荷輸送物質を表15のように変更した以外は実施例1と同様に実施例41の電子写真感光体を作製した。
酸化スズ粒子(平均一次粒径:30nm)10部、表面処理剤(構造式:CH=CHCOOSi(OCH)3部及びメチルエチルケトン100部を、平均粒径0.5mmのガラスビーズを用いて湿式サンドミルにて30℃で6時間混合後、メチルエチルケトンとガラスビーズを濾別し、60℃で乾燥することによってアクリロイル基を有する酸化スズ粒子を調整した。
次に、アクリロイル基を有する酸化スズ粒子4部、下記式(OCL−4−1)に示される重合性官能基を有する化合物5部、下記式(OCL−4−2)に示される重合開始剤5部及び1−プロパノール20部を加え、高圧分散機(商品名:マイクロフルイダイザーM−110EH、Microfluidics製)に通し、保護層用塗布液を調整した。この保護層用塗布液を電荷輸送層上にスプレー塗布し、照射強度500mW/cmのメタルハライドランプを用いて90秒間光を塗膜に照射することによって、膜厚5μmである保護層4を形成した。
Figure 0006929736
Figure 0006929736
(実施例42〜46)
表15に記載したように、電荷輸送層における樹脂の種類及び粘度平均分子量Mv、電荷輸送物質の種類(2種併用の場合はその質量比)、電荷輸送物質と樹脂の部数比率、電荷輸送層の膜厚、保護層の膜厚、膜厚比(保護層の膜厚/電荷輸送層の膜厚)となるように、実施例41からそれぞれ変更して実施例42〜46の電子写真感光体を作製した。
(実施例47〜50)
表15に記載したように、電荷輸送層における樹脂の種類及び粘度平均分子量Mv、電荷輸送物質の種類(2種併用の場合はその質量比)、電荷輸送物質(CTM)と樹脂の部数比率、電荷輸送層の膜厚、保護層の膜厚、膜厚比(保護層の膜厚/電荷輸送層の膜厚)となるように、実施例1からそれぞれ変更して、実施例47〜50の電子写真感光体を作製した。
(比較例1)
電荷輸送層の例示化合物4001と保護層を、以下のように調製した以外は実施例1と同様に比較例1の電子写真感光体を作製した。
例示化合物4001は、下記式(C−101)で示される構造と式(B−101)で示される構造とを有する共重合体(含有比率:20mol%:80mol%、粘度平均分子量:48,000)である。
下記式(OCL−5−1)で示される重合性官能基を有する化合物60部、酸化スズ粒子(平均一次粒径:40nm)30部、重合開始剤として2−メチルチオキサントン0.1部、メタノール100部及びメチルセルソルブ200部を混合して縦型サンドミルにて23℃雰囲気下、回転数1,500rpmで48時間分散処理し、保護層用塗布液を調整した。この保護層用塗布液を電荷輸送層上にビームコーティング法により塗膜を作製し、10分間60℃で乾燥した後、照射強度8mW/cmの高圧水銀灯を用いて20秒間光を塗膜に照射することによって、膜厚4μmである保護層5を形成した。
Figure 0006929736
Figure 0006929736
(比較例2)
電荷輸送層の例示化合物4002と膜厚及び保護層を、以下のように調製した以外は実施例1と同様に比較例2の電子写真感光体を作製した。
例示化合物4002は、下記式(B−303)で示される構造の重合体(粘度平均分子量:24,000)である。電荷輸送層の膜厚は18μmであった。
Figure 0006929736
酸化チタン粒子(平均一次粒径:30nm)10部、表面処理剤(構造式:CH=C(CH)COO(CHSi(OCH)3部及びメチルエチルケトン100部を、平均粒径0.5mmのガラスビーズを用いて湿式サンドミルにて30℃で6時間混合後、メチルエチルケトンとガラスビーズを濾別し、60℃で乾燥することによってアクリロイル基を有する酸化チタン粒子を調整した。
次に、アクリロイル基を有する酸化チタン粒子10部、重合性官能基を有する化合物(構造式:C(CHO(COC(CH)=CH)))10部、式(OCL−4−2)に示される重合開始剤3部及び1−プロパノール50部を加え、高圧分散機(商品名:マイクロフルイダイザーM−110EH、Microfluidics製)に通し、保護層用塗布液を調整した。この保護層用塗布液を電荷輸送層上にスプレー塗布し、照射強度500mW/cmのメタルハライドランプを用いて90秒間光を塗膜に照射することによって、膜厚3μmである保護層6を形成した。
Figure 0006929736
[評価]
上記で作製した電子写真感光体、または、電荷輸送層用塗布液を用いて、以下の評価を行った。評価結果を表16に示す。
<電子写真感光体の評価>
(繰返し使用時の電気特性)
レーザービームプリンターCP−4525(ヒューレット・パッカード製)を、電子写真感光体の帯電電位(暗部電位)及び露光光量を調整できるように改造し、評価装置として用いた。
上記で作製した電子写真感光体を評価装置のプロセスカートリッジ(シアン色)に装着し、温度15℃、相対湿度10%の環境下で、A4サイズの普通紙に対し、印字比率5%のテストチャートによる画像出力を20,000枚連続して行った。このとき、帯電条件としては、電子写真感光体の帯電電位(暗部電位)が−550Vになるように印加バイアスを調整した。露光条件としては、露光光量が0.4μJ/cmとなるように調整した。
上記繰り返し使用前及び繰り返し使用後の、電子写真感光体の明部電位をそれぞれ以下の方法で測定した。電子写真感光体の明部電位は、評価装置のプロセスカートリッジから現像器を取り外し、現像位置に電位測定プローブ(商品名:model6000B−8、トレック製)を配置し、表面電位計(model344、トレック製)を使用して測定した。電子写真感光体に対する電位測定プローブの位置は、電子写真感光体の軸方向の中央とし、電子写真感光体の表面と電位測定プローブの測定面との距離は3mmとした。
繰り返し使用前後での電子写真感光体の明部電位の変動値(差分)から、電子写真感光体の繰返し使用時の電気特性を評価した。なお、明部電位の変動値が小さい程、電子写真感光体の繰返し使用時の電位変動抑制効果は高い。本評価においては、明部電位の変動値が50V未満を好ましいレベルとし、50V以上を許容できないレベルとした。
(ポチ抑制効果:かぶり値)
レーザービームプリンターCP−4525(ヒューレット・パッカード製)を、電子写真感光体の帯電電位(暗部電位)を調整できるように改造し、帯電電位(暗部電位)を−550Vに設定して評価装置として用いた。
上記で作製した電子写真感光体を評価装置のプロセスカートリッジ(シアン色)に装着し、温度15℃、相対湿度10%環境下で、A4サイズの普通紙に対し、印字比率1%のテストチャートによる画像出力を100,000枚連続して行った。テストチャートによる画像出力は、5枚の連続出力と10秒間の出力停止を繰り返して行った。
100,000枚耐久後、画像の白地部の反射濃度最悪値Fと画像形成前の普通紙の反射平均濃度Fを測定し、F−Fをかぶり値とした。濃度の測定には、反射濃度計(リフレクトメーター モデルTC−6DS、東京電色製)を用いた。数値が小さい程、ポチ抑制効果が高いことを示す。なお、本評価においては、評価基準のA〜Cを好ましいレベルとし、Dを許容できないレベルとした。
A:かぶり値が1.0未満であった
B:かぶり値が1.0以上2.0未満であった
C:かぶり値が2.0以上4.0未満であった
D:かぶり値が4.0以上であった
<電荷輸送層用塗布液の評価>
(保存安定性)
電荷輸送層用塗布液を調製し、24時間攪拌を行った後、密封状態にて温度23℃、相対湿度50%の環境下に1ヶ月間保存した。保存後の電荷輸送層用塗布液を目視にて観察し、保存安定性を評価した。評価基準は以下の通りである。
A:溶け残った固形物が無く、塗布液が透明であった
B:溶け残った固形物は無いが、塗布液に若干の濁りが見られた
C:溶け残った固形物は無いが、塗布液にはっきりと濁りが見られた
D:溶け残った固形物があった
Figure 0006929736
(実施例51)
実施例1で用いた保護層を、以下のように調製し、電荷輸送物質を表17のように変更した以外は実施例1と同様に実施例51の電子写真感光体を作製した。
下記式(OCL−7−1)で示される重合性官能基を有する化合物10部、ウレタンアクリレート(EBECRYL 8301、ダイセル・オルネクス製)10部、ベンゾイル蟻酸メチル1部、2−プロパノール170部、テトラヒドロフラン19部を混合撹拌し、保護層用塗布液を調整した。この保護層用塗布液を電荷輸送層上に浸漬塗布し、10分間60℃で乾燥した後、フュージョンUV源(Hバルブ)を用いて5秒間光を塗膜に照射し、更に60分間120℃で乾燥させることによって、膜厚5μmである保護層7を形成した。
Figure 0006929736
(実施例52〜56)
表17に記載したように、電荷輸送層における樹脂の種類及び粘度平均分子量Mv、電荷輸送物質の種類、電荷輸送物質(CTM)と樹脂の部数比率、電荷輸送層の膜厚、保護層の膜厚、膜厚比(保護層の膜厚/電荷輸送層の膜厚)となるように、実施例1からそれぞれ変更して、実施例52〜56の電子写真感光体を作製した。
実施例51〜56で作製した電子写真感光体、または、電荷輸送層用塗布液を用いて、実施例1と同様に電子写真感光体の評価と電荷輸送層用塗布液の評価を行った。評価結果を表18に示す。
Figure 0006929736
Figure 0006929736
1 電子写真感光体
2 軸
3 帯電手段
4 露光光
5 現像手段
6 転写手段
7 転写材
8 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 (13)

  1. 支持体と、電荷発生層と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層と、保護層と、をこの順に有する電子写真感光体であって、
    該電荷輸送層が、A群から選択される構造と、B群から選択される構造と、を有するポリカーボネート樹脂を含有し、
    該保護層が、連鎖重合性官能基および逐次重合性官能基から選択される少なくとも一つの重合性官能基を有する化合物を含有する組成物の硬化物からなる
    ことを特徴とする電子写真感光体。
    <A群:式(101)で示される構造>
    Figure 0006929736
    (式(101)において、R211〜R214は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を示す。R215は、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を示す。R216 および217は、それぞれ独立に、炭素数1〜9のアルキル基を示す。i1は0〜3の整数を示す。但し、R215と(CHi1CHR216217 は同一ではない。
    B群:式(104)で示される構造>
    Figure 0006929736
    (式(104)において、R241〜R244は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を示す。Xは単結合、酸素原子、硫黄原子またはスルホニル基を示す。
  2. 前記電荷輸送層の膜厚と前記保護層の膜厚との比(前記保護層膜厚/前記電荷輸送層膜厚)が、0.20〜0.40である請求項1に記載の電子写真感光体。
  3. 記式(101)におけるR215がメチル基である請求項1または2に記載の電子写真感光体。
  4. 記式(101)におけるR216とR217 が同一である請求項に記載の電子写真感光体。
  5. 前記ポリカーボネート樹脂に占める、前記A群から選択される構造の含有比率が、20mol%以上80mol%以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  6. 前記ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が、20,000以上70,000以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  7. 前記電荷輸送層中の、前記電荷輸送物質の含有量が、前記ポリカーボネート樹脂の含有量に対して、80質量%以上200質量%以下である請求項1〜6のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  8. 前記電荷発生層の電荷発生物質が、ガリウムフタロシアニン結晶である請求項1に記載の電子写真感光体。
  9. 記重合性官能基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、アルコキシシリル基またはエポキシ基である請求項1〜8のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  10. 前記重合性官能基を有する化合物少なくとも一種が、連鎖重合性官能基を有する化合物である請求項1〜9のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の電子写真感光体を製造する電子写真感光体の製造方法において、
    前記組成物を有する保護層用塗布液の塗膜を形成し、塗膜に対して紫外線または放射線を選択的に照射させて前記保護層を形成する工程を有することを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
  12. 請求項1〜10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、転写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、を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
  13. 請求項1〜10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、現像手段および転写手段を有することを特徴とする電子写真装置。
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