JP6987544B2 - 電子写真感光体、電子写真感光体の製造方法、プロセスカートリッジおよび電子写真装置 - Google Patents

電子写真感光体、電子写真感光体の製造方法、プロセスカートリッジおよび電子写真装置 Download PDF

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本発明は、電子写真感光体、その製造方法ならびに、電子写真感光体を有するプロセスカートリッジおよび電子写真装置に関する。
電子写真装置に搭載される電子写真感光体には、有機光導電性物質(電荷発生物質)を含有する有機電子写真感光体(以下、「電子写真感光体」という)があり、これまで幅広い検討がなされてきた。近年、電子写真感光体の長寿命化を目的として、電子写真感光体の機械的耐久性(耐摩耗性)と、長期使用による電気特性の変動が少ないことが求められている。
特許文献1では、最表面層に重合性官能基を有する電荷輸送性物質を重合させて得られる重合物を有する電子写真感光体とすることで、電子写真感光体の機械的耐久性を向上させ、また電気特性を安定化させる方法が記載されている。
特許文献2では、電子写真感光体の最表面層に電荷輸送材料の存在下で、さらにイソシアヌル酸骨格を有する多官能(メタ)アクリレートを重合させた重合体を含有させている。それにより電荷輸送材料の分散性が改善され、長期にわたる使用においても画質に対し温度や湿度等の環境による影響を抑制し、優れた画像が得られることが記載されている。
特開2000−066425号公報 特開2011−203495号公報
しかしながら、特許文献1および2に記載の電子写真感光体では、機械的耐久性があり長期使用による電気特性の変動が少なくなるものの、温度や湿度による電気特性の変動の抑制が不十分である。
本発明の目的は、支持体および前記支持体上に形成された感光層を有する電子写真感光体において、温度・湿度による電気特性の変動が少ない電子写真感光体および、その製造方法を提供することにある。また、本発明の別の目的は、前記電子写真感光体を有するプロセスカートリッジおよび電子写真装置を提供することにある。
前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の製造方法は、支持体および前記支持体上の感光層を有する電子写真感光体を製造する電子写真感光体の製造方法であって、前記電子写真感光体の表面層が、硬化物を含有し、前記硬化物が、連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、下記式(1)で示される化合物と、の共重合体であり、前記共重合体における、前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、下記式(1)で示される化合物と、の共重合比(前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物:下記式(1)で示される化合物)が、200:1〜200:3(質量比)であり、前記製造方法が、表面層用塗布液を調製する工程と、前記表面層用塗布液の塗膜を形成し、前記塗膜を乾燥および硬化させることによって前記表面層を形成する工程と、を有し、前記表面層用塗布液が、前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、下記式(1)で示される化合物と、溶剤と、を含有し、前記表面層用塗布液中の、前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、下記式(1)で示される化合物と、の含有量の比(前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物:下記式(1)で示される化合物)が、200:1〜200:3(質量比)であり、前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物が、下記式(4)で示される化合物である、ことを特徴とする。
Figure 0006987544
(前記式(1)中、R 11 〜R 14 は、それぞれ独立に、水素原子、又は、メチル基である。R 15 およびR 16 は、それぞれ独立に、アルキレン基である。Xは、下記式(2)で示される2価の基、又は、下記式(3)で示される2価の基である。s、t、uおよびvは、それぞれ独立に、1〜3の整数である。)
Figure 0006987544
(前記式(3)中、R 17 は、アルキレン基である。)
Figure 0006987544
(前記式(4)中、P は、下記式(5)で示される基、又は、下記式(6)で示される基である。前記式(4)中のAは、電荷輸送基であり、AのP との結合部位を水素原子に置き換えた水素付加物(電荷輸送性化合物)は、下記式(7)で示される化合物である。aは、1〜4の整数である。また、aが2以上である場合、a個のP は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
Figure 0006987544
Figure 0006987544
(前記式(7)中、R 41 、R 42 およびR 43 は、置換基として炭素数1〜6のアルキル基又は下記式(8)で示される基を有してもよいフェニル基である。)
Figure 0006987544
(前記式(8)中、Ar 81 は、ベンゼンからm+1個の水素原子を除いた基である。R 81 およびR 82 は、それぞれ、水素原子、又は、炭素数1〜4のアルキル基である。pは、0又は1であり、qは、1〜4の整数であり、rは、0又は1であり、4≧p+q+r≧2である。qが2以上である場合、それぞれの炭素原子に結合するR 81 およびR 82 は、同一でも異なってもよい。R 83 は、フッ素原子、又は、炭素数2以下のフッ化アルキル基である。mは、1〜5の整数である。mが2以上である場合、R 83 は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
また、本発明にかかる電子写真感光体は、支持体および前記支持体上の感光層を有する電子写真感光体であって、前記電子写真感光体の表面層が、硬化物を含有し、前記硬化物が、連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、下記式(1)で示される化合物との共重合体であり、前記表面層が、前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、下記式(1)で示される化合物と、溶剤と、を含有する表面層用塗布液の塗膜を乾燥および硬化させることによって形成された表面層であり、前記共重合体における、前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、下記式(1)で示される化合物と、の共重合比(前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物:下記式(1)で示される化合物)が、200:1〜200:3(質量比)であり、前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物が、下記式(4)で示される化合物であことを特徴とする。
Figure 0006987544
前記式(1)中、R11〜R14は、それぞれ独立に、水素原子、又は、メチル基である。R15およびR16は、それぞれ独立に、アルキレン基である。Xは、下記式(2)で示される2価の基、又は、下記式(3)で示される2価の基である。s、t、uおよびvは、それぞれ独立に、1〜3の整数である。)
Figure 0006987544
前記式(3)中、R17は、アルキレン基である。)
Figure 0006987544
(前記式(4)中、P は、下記式(5)で示される基、又は、下記式(6)で示される基である。前記式(4)中のAは、電荷輸送基であり、AのP との結合部位を水素原子に置き換えた水素付加物(電荷輸送性化合物)は、下記式(7)で示される化合物である。aは、1〜4の整数である。また、aが2以上である場合、a個のP は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
Figure 0006987544
Figure 0006987544
(前記式(7)中、R 41 、R 42 およびR 43 は、置換基として炭素数1〜6のアルキル基又は下記式(8)で示される基を有してもよいフェニル基である。)
Figure 0006987544
(前記式(8)中、Ar 81 は、ベンゼンからm+1個の水素原子を除いた基である。R 81 およびR 82 は、それぞれ、水素原子、又は、炭素数1〜4のアルキル基である。pは、0又は1であり、qは、1〜4の整数であり、rは、0又は1であり、4≧p+q+r≧2である。qが2以上である場合、それぞれの炭素原子に結合するR 81 およびR 82 は、同一でも異なってもよい。R 83 は、フッ素原子、又は、炭素数2以下のフッ化アルキル基である。mは、1〜5の整数である。mが2以上である場合、R 83 は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
また、本発明は、前記電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、転写手段およ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プロセスカートリッジに関する。
また、本発明は、前記電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段および転写手段を有する電子写真装置に関する。
本発明の一態様によれば、支持体、前記支持体上に形成された感光層を有する電子写真感光体において、温度や湿度による電気特性の変動が少ない電子写真感光体が提供される。また、本発明の別の態様によれば、前記電子写真感光体を有するプロセスカートリッジ、および電子写真装置が提供される。
本発明にかかる電子写真感光体の層構成の一例を示す図である。 電子写真感光体の表面に凹部を形成するための圧接形状転写加工装置の例を示す図である。 実施例および比較例で用いたモールドを示す上面図および断面図である。 本発明にかかる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。
本発明にかかる電子写真感光体の製造方法は、支持体および前記支持体上の感光層を有する電子写真感光体を製造する電子写真感光体の製造方法であって、前記電子写真感光体の表面層が、硬化物を含有し、前記硬化物が、連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、下記式(1)で示される化合物と、の共重合体であり、前記共重合体における、前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、下記式(1)で示される化合物と、の共重合比(前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物:下記式(1)で示される化合物)が、200:1〜200:3(質量比)であり、前記製造方法が、表面層用塗布液を調製する工程と、前記表面層用塗布液の塗膜を形成し、前記塗膜を乾燥および硬化させることによって前記表面層を形成する工程と、を有し、前記表面層用塗布液が、前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、下記式(1)で示される化合物と、溶剤と、を含有し、前記表面層用塗布液中の、前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、下記式(1)で示される化合物と、の含有量の比(前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物:下記式(1)で示される化合物)が、200:1〜200:3(質量比)であり、前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物が、下記式(4)で示される化合物である、ことを特徴とする。
Figure 0006987544
(前記式(1)中、R 11 〜R 14 は、それぞれ独立に、水素原子、又は、メチル基である。R 15 およびR 16 は、それぞれ独立に、アルキレン基である。Xは、下記式(2)で示される2価の基、又は、下記式(3)で示される2価の基である。s、t、uおよびvは、それぞれ独立に、1〜3の整数である。)
Figure 0006987544
(前記式(3)中、R 17 は、アルキレン基である。)
Figure 0006987544
(前記式(4)中、P は、下記式(5)で示される基、又は、下記式(6)で示される基である。前記式(4)中のAは、電荷輸送基であり、AのP との結合部位を水素原子に置き換えた水素付加物(電荷輸送性化合物)は、下記式(7)で示される化合物である。aは、1〜4の整数である。また、aが2以上である場合、a個のP は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
Figure 0006987544
Figure 0006987544
(前記式(7)中、R 41 、R 42 およびR 43 は、置換基として炭素数1〜6のアルキル基又は下記式(8)で示される基を有してもよいフェニル基である。)
Figure 0006987544
(前記式(8)中、Ar 81 は、ベンゼンからm+1個の水素原子を除いた基である。R 81 およびR 82 は、それぞれ、水素原子、又は、炭素数1〜4のアルキル基である。pは、0又は1であり、qは、1〜4の整数であり、rは、0又は1であり、4≧p+q+r≧2である。qが2以上である場合、それぞれの炭素原子に結合するR 81 およびR 82 は、同一でも異なってもよい。R 83 は、フッ素原子、又は、炭素数2以下のフッ化アルキル基である。mは、1〜5の整数である。mが2以上である場合、R 83 は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
また、本発明にかかる電子写真感光体は、支持体および前記支持体上の感光層を有する電子写真感光体であって、前記電子写真感光体の表面層が、硬化物を含有し、前記硬化物が、連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、下記式(1)で示される化合物との共重合体であり、前記表面層が、前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、下記式(1)で示される化合物と、溶剤と、を含有する表面層用塗布液の塗膜を乾燥および硬化させることによって形成された表面層であり、前記共重合体における、前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、下記式(1)で示される化合物と、の共重合比(前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物:前記式(1)で示される化合物(I))が、200:1〜200:3(質量比)であり、前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物が、下記式(4)で示される化合物であことを特徴とする。
Figure 0006987544
前記式(1)中、R11〜R14は、それぞれ独立に、水素原子、又は、メチル基である。R15およびR16は、それぞれ独立に、アルキレン基である。Xは、下記式(2)で示される2価の基、又は、下記式(3)で示される2価の基である。s、t、uおよびvは、それぞれ独立に、1〜3の整数である。)
Figure 0006987544
前記式(3)中、R17は、アルキレン基である。)
Figure 0006987544
(前記式(4)中、P は、下記式(5)で示される基、又は、下記式(6)で示される基である。前記式(4)中のAは、電荷輸送基であり、AのP との結合部位を水素原子に置き換えた水素付加物(電荷輸送性化合物)は、下記式(7)で示される化合物である。aは、1〜4の整数である。また、aが2以上である場合、a個のP は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
Figure 0006987544
Figure 0006987544
(前記式(7)中、R 41 、R 42 およびR 43 は、置換基として炭素数1〜6のアルキル基又は下記式(8)で示される基を有してもよいフェニル基である。)
Figure 0006987544
(前記式(8)中、Ar 81 は、ベンゼンからm+1個の水素原子を除いた基である。R 81 およびR 82 は、それぞれ、水素原子、又は、炭素数1〜4のアルキル基である。pは、0又は1であり、qは、1〜4の整数であり、rは、0又は1であり、4≧p+q+r≧2である。qが2以上である場合、それぞれの炭素原子に結合するR 81 およびR 82 は、同一でも異なってもよい。R 83 は、フッ素原子、又は、炭素数2以下のフッ化アルキル基である。mは、1〜5の整数である。mが2以上である場合、R 83 は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
本発明者らは、本発明にかかる電子写真感光体において、温度や湿度による電気特性の変動が少ない理由を以下のように推測している。
表面層中の電荷輸送性化合物は電荷輸送性化合物の電荷輸送性部位同士が会合状態を形成している部分があり、そのため、会合を形成している部分と形成していない部分とで温度や湿度による電荷の輸送性に違いが生ずる。前記式(1)で示される化合物はイソシアヌル酸骨格の間にスペーサ―部位としてアルキレン基を有する。そのため、電荷輸送性化合物と重合することにより、電荷輸送性化合物同士の距離を適度に遠ざけて電荷輸送性部位同士の会合状態を減らすことができると考えられる。それにより電荷輸送性が調整され、温度・湿度に依存しにくい電気特性の感光体が得られると推測される。
本発明に用いられる連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、前記式(1)で示される化合物は、それぞれ、1種でもよく、2種以上でもよい。
前記式(1)中のR15およびR16は、それぞれ独立に、炭素数1以上3以下のアルキレン基であり、前記式(3)中のR17は、炭素数1以上3以下のアルキレン基であることが好ましい。
また、前記共重合比は、200:2〜200:3(質量比)であることが好ましい。
以下に、本発明の前記式(1)で示される化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるわけではない。
Figure 0006987544
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Figure 0006987544
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前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物は、下記式(4)で示される化合物であることが好ましい。
Figure 0006987544
は下記式(5)又は(6)で示される基である。Aは電荷輸送基を示す。aは、1から4の整数を示す。また、aが2以上である場合、a個のPは同一であってもよいし、異なっていてもよい。
Figure 0006987544
ここで、「Pは同一であっても異なっていてもよい」とは、例えばa=3の時に正孔輸送性化合物Aに直接結合する官能基Pは3つとも同じものでも、2つ同じで1つは違うものでも、また3つとも互いに違うものでもよいということを意味するものである。
前記式(4)のAは電荷輸送基を示す。また、AのPとの結合部位を水素原子に置き換えた水素付加物(電荷輸送性化合物)は、下記式(7)で示される化合物であることが好ましい。
Figure 0006987544
(式(7)中、R41、R42およびR43は置換基として炭素数1から6のアルキル基又は式(8)で示される基を有してもよいフェニル基を示す。)
Figure 0006987544
(式(8)中、Ar81は、ベンゼンからm+1個の水素原子を除いた基を表す。R81およびR82は、それぞれ水素原子、又は炭素数1から4のアルキル基を表す。pは0又は1を表し、qは1〜4の整数を表す。rは0又は1を表し、4≧p+q+r≧2である。qが複数の時、それぞれの炭素に結合するR81およびR82は、同一でも異なってもよい。R83は、フッ素原子又は炭素数2以下のフッ化アルキル基を表す。mは1〜5の整数を表す。mが2以上のとき、R83が表す基は同一でも異なってもよい。)
以下に、式(4)で示される正孔輸送性化合物の好ましい例を挙げるが、これらに限定されるものではない。
Figure 0006987544
前記化合物の中で、式(4−1)〜(4−10)、および式(4−15)〜式(4−20)が好ましく、さらに式(4−15)〜式(4−20)が好ましい。
本発明において、電子写真感光体の表面層が含有する硬化物は、連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、前記式(1)で示される化合物と、下記式(9)で示される化合物と、の共重合体であることが好ましい。それにより、温度や湿度による電気特性への影響が抑制される。
Figure 0006987544
(式(9)中、R91は、水素原子、又は、メチル基である。R92は、炭素数7以上の直鎖のアルキル基である。)
表面層用塗布液の塗膜を硬化させる手段としては、熱、紫外線、および/又は、電子線によって硬化させる方法が挙げられる。電子写真感光体の表面層の強度、電子写真感光体の耐久性を向上させるためには、紫外線又は電子線を用いて塗膜を硬化させることが好ましい。
電子線を用いて表面層用塗布液の塗膜を硬化させると、非常に緻密(高密度)な硬化物(3次元架橋構造)が得られ、より高い耐久性を有する表面層が得られるため、より好ましい。電子線を照射する場合、加速器としては、例えば、スキャニング型、エレクトロカーテン型、ブロードビーム型、パルス型、ラミナー型等が挙げられる。
電子線を用いる場合、電子線の加速電圧は、重合効率を損なわずに電子線による材料特性の劣化を抑制できる観点から、120kV以下であることが好ましい。また、表面層用塗布液の塗膜の表面での電子線吸収線量は、1kGy以上50kGy以下であることが好ましく、5kGy以上10kGy以下であることがより好ましい。
また、電子線を用いて塗膜を硬化(重合)させる場合、酸素による重合阻害作用を抑制する観点から、不活性ガス雰囲気で電子線を照射した後、不活性ガス雰囲気で加熱することが好ましい。不活性ガスとしては、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウムが挙げられる。
また、紫外線又は電子線の照射後に、電子写真感光体を100℃以上140℃以下に加熱することが好ましい。こうすることで、さらに高い耐久性を有し、画像不良を抑制する表面層が得られる。
次に、本発明にかかる電子写真感光体の構成について説明する。
[電子写真感光体]
本発明にかかる電子写真感光体は、支持体および前記支持体上の感光層を有する。感光層としては、主に、(1)積層型感光層と、(2)単層型感光層とに分類される。(1)積層型感光層は、電荷発生物質を含有する電荷発生層と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層と、を有する。(2)単層型感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質を共に含有する感光層を有する。本発明においては、積層型感光層が好ましい。
図1は、電子写真感光体の層構成の一例を示す図である。
図1中、電子写真感光体は、支持体111、下引き層112、電荷発生層113、電荷輸送層114、および、保護層115を有する。この場合、電荷発生層113および電荷輸送層114が感光層を構成し、保護層115が表面層である。また、保護層を設けない場合は、電荷輸送層114が表面層である。本発明においては、電荷輸送層上の保護層を表面層とすることが好ましい。
そして、電子写真感光体の表面層は、上述したように、硬化物を含有する。前記硬化物は、連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、前記式(1)で示される化合物との共重合体である。また、前記電荷輸送性化合物が有する前記連鎖重合性官能基は、アクリロイルオキシ基およびメタクリロイルオキシ基からなる群より選択される少なくとも1種の基である。前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、前記式(1)で示される化合物と、の共重合比(前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物:下記式(1)で示される化合物)は、200:1〜200:3(質量比)である。
本発明にかかる電子写真感光体を製造する方法としては、後述する各層の塗布液を調製し、支持体上に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、スプレー塗布、インクジェット塗布、ロール塗布、ダイ塗布、ブレード塗布、カーテン塗布、ワイヤーバー塗布、リング塗布等が挙げられる。これらの中でも、効率性および生産性の観点から、浸漬塗布が好ましい。
以下、支持体および各層について説明する。
<支持体>
本発明において、電子写真感光体は支持体を有する。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。また、支持体の形状としては、円筒状、ベルト状、シート状等が挙げられる。中でも、円筒状支持体であることが好ましい。また、支持体の表面に、陽極酸化等の電気化学的な処理や、ブラスト処理、切削処理等を施してもよい。
支持体の材質としては、金属、樹脂、ガラス等が好ましい。
金属としては、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅、金、ステンレスや、これらの合金等が挙げられる。中でも、アルミニウムを用いたアルミニウム製支持体であることが好ましい。
また、樹脂やガラスには、導電性材料を混合又は被覆する等の処理によって、導電性を付与してもよい。
<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、支持体表面の傷や凹凸を隠蔽することや、支持体表面における光の反射を制御することができる。
導電層は、導電性粒子と、樹脂と、を含有することが好ましい。
導電性粒子の材質としては、金属酸化物、金属、カーボンブラック等が挙げられる。
金属酸化物としては、酸化亜鉛、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、酸化ビスマス等が挙げられる。金属としては、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀等が挙げられる。
これらの中でも、導電性粒子として、金属酸化物を用いることが好ましく、特に、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛を用いることがより好ましい。
導電性粒子として金属酸化物を用いる場合、金属酸化物の表面をシランカップリング剤等で処理したり、金属酸化物にリンやアルミニウム等元素やその酸化物をドーピングしたりしてもよい。
また、導電性粒子は、芯材粒子と、その粒子を被覆する被覆層とを有する積層構成としてもよい。芯材粒子としては、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛等が挙げられる。被覆層としては、酸化スズ等の金属酸化物が挙げられる。
また、導電性粒子として金属酸化物を用いる場合、その体積平均粒子径が、1nm以上500nm以下であることが好ましく、3nm以上400nm以下であることがより好ましい。
樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等が挙げられる。
また、導電層は、シリコーンオイル、樹脂粒子、酸化チタン等の隠蔽剤等をさらに含有してもよい。
導電層の平均膜厚は、1μm以上50μm以下であることが好ましく、3μm以上40μm以下であることが特に好ましい。
導電層は、上述の各材料および溶剤を含有する導電層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤等が挙げられる。導電層用塗布液中で導電性粒子を分散させるための分散方法としては、ペイントシェーカー、サンドミル、ボールミル、液衝突型高速分散機を用いた方法が挙げられる。
<下引き層>
本発明において、支持体又は導電層の上に、下引き層を設けてもよい。下引き層を設けることで、層間の接着機能が高まり、電荷注入阻止機能を付与することができる。
下引き層は、樹脂を含有することが好ましい。また、重合性官能基を有するモノマーを含有する組成物を重合することで硬化膜として下引き層を形成してもよい。
樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、アルキッド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリエチレンオキシド樹脂、ポリプロピレンオキシド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミド酸樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、セルロース樹脂等が挙げられる。
重合性官能基を有するモノマーが有する重合性官能基としては、イソシアネート基、ブロックイソシアネート基、メチロール基、アルキル化メチロール基、エポキシ基、金属アルコキシド基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、チオール基、カルボン酸無水物基、炭素−炭素二重結合基等が挙げられる。
また、下引き層は、電気特性を高める目的で、電子輸送物質、金属酸化物、金属、導電性高分子等をさらに含有してもよい。これらの中でも、電子輸送物質、金属酸化物を用いることが好ましい。
電子輸送物質としては、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、キサントン化合物、ベンゾフェノン化合物、シアノビニル化合物、ハロゲン化アリール化合物、シロール化合物、含ホウ素化合物等が挙げられる。電子輸送物質として、重合性官能基を有する電子輸送物質を用い、上述の重合性官能基を有するモノマーと共重合させることで、硬化膜として下引き層を形成してもよい。
金属酸化物としては、酸化インジウムスズ、酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素等が挙げられる。金属としては、金、銀、アルミ等が挙げられる。
また、下引き層は、添加剤をさらに含有してもよい。
下引き層の平均膜厚は、0.1μm以上50μm以下であることが好ましく、0.2μm以上40μm以下であることがより好ましく、0.3μm以上30μm以下であることが特に好ましい。
下引き層は、上述の各材料および溶剤を含有する下引き層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥および/又は硬化させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤等が挙げられる。
<感光層>
(1)積層型感光層
積層型感光層は、電荷発生層と、電荷輸送層と、を有する。
(1−1)電荷発生層
電荷発生層は、電荷発生物質と、樹脂と、を含有することが好ましい。
電荷発生物質としては、アゾ顔料、ペリレン顔料、多環キノン顔料、インジゴ顔料、フタロシアニン顔料等が挙げられる。これらの中でも、アゾ顔料、フタロシアニン顔料が好ましい。フタロシアニン顔料の中でも、オキシチタニウムフタロシアニン顔料、クロロガリウムフタロシアニン顔料、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料が好ましい。
電荷発生層中の電荷発生物質の含有量は、電荷発生層の全質量に対して、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。
樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、セルロース樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ポリビニルブチラール樹脂がより好ましい。
また、電荷発生層は、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤をさらに含有してもよい。具体的には、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、硫黄化合物、リン化合物、ベンゾフェノン化合物、等が挙げられる。
電荷発生層の平均膜厚は、0.1μm以上1μm以下であることが好ましく、0.15μm以上0.4μm以下であることがより好ましい。
電荷発生層は、上述の各材料および溶剤を含有する電荷発生層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤等が挙げられる。
(1−2)電荷輸送層
電荷輸送層は、電荷輸送物質と、樹脂と、を含有することが好ましい。
電荷輸送物質としては、例えば、多環芳香族化合物、複素環化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、エナミン化合物、ベンジジン化合物、トリアリールアミン化合物や、これらの物質から誘導される基を有する樹脂等が挙げられる。これらの中でも、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物が好ましい。
電荷輸送層中の電荷輸送物質の含有量は、電荷輸送層の全質量に対して、25質量%以上70質量%以下であることが好ましく、30質量%以上55質量%以下であることがより好ましい。
樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。ポリエステル樹脂としては、特にポリアリレート樹脂が好ましい。
電荷輸送物質と樹脂との含有量比(質量比)は、4:10〜20:10が好ましく、5:10〜12:10がより好ましい。
本発明において、保護層を設けず、電荷輸送層を表面層とするとき、電荷輸送層は前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、前記式(1)で示される化合物との共重合体からなる硬化物を含有する。また、電荷輸送層は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、レベリング剤、滑り性付与剤、耐摩耗性向上剤等の添加剤を含有してもよい。具体的には、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、硫黄化合物、リン化合物、ベンゾフェノン化合物、シロキサン変性樹脂、シリコーンオイル、フッ素樹脂粒子、ポリスチレン樹脂粒子、ポリエチレン樹脂粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、窒化ホウ素粒子等が挙げられる。
電荷輸送層の平均膜厚は、5μm以上50μm以下であることが好ましく、8μm以上40μm以下であることがより好ましく、10μm以上30μm以下であることが特に好ましい。
電荷輸送層は、上述の各材料および溶剤を含有する電荷輸送層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤が挙げられる。これらの溶剤の中でも、エーテル系溶剤又は芳香族炭化水素系溶剤が好ましい。
(2)単層型感光層
単層型感光層は、電荷発生物質、電荷輸送物質、樹脂および溶剤を含有する感光層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥させることで形成することができる。電荷発生物質、電荷輸送物質、樹脂としては、前記「(1)積層型感光層」における材料の例示と同様である。
本発明において、保護層を設けず、単層型の感光層を表面層とするとき、感光層は前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、前記式(1)で示される化合物との共重合体からなる硬化物を含有する。
<保護層>
本発明において、感光層の上に、保護層を設けてもよい。保護層を設けることで、耐久性を向上することができる。
本発明において、保護層を表面層とするとき、保護層は前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、前記式(1)で示される化合物との共重合体からなる硬化物を含有する。さらに、保護層は、導電性粒子および/又は電荷輸送物質と、樹脂とを含有することが好ましい。
導電性粒子としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物の粒子が挙げられる。
電荷輸送物質としては、多環芳香族化合物、複素環化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、エナミン化合物、ベンジジン化合物、トリアリールアミン化合物や、これらの物質から誘導される基を有する樹脂等が挙げられる。これらの中でも、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物が好ましい。
樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。中でも、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂が好ましい。
また、保護層は、重合性官能基を有するモノマーを含有する組成物を重合することで硬化膜として形成してもよい。その際の反応としては、熱重合反応、光重合反応、放射線重合反応等が挙げられる。重合性官能基を有するモノマーが有する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、等が挙げられる。重合性官能基を有するモノマーとして、電荷輸送能を有する材料を用いてもよい。
保護層は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、レベリング剤、滑り性付与剤、耐摩耗性向上剤、等の添加剤を含有してもよい。具体的には、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、硫黄化合物、リン化合物、ベンゾフェノン化合物、シロキサン変性樹脂、シリコーンオイル、フッ素樹脂粒子、ポリスチレン樹脂粒子、ポリエチレン樹脂粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、窒化ホウ素粒子等が挙げられる。
保護層の平均膜厚は、0.5μm以上10μm以下であることが好ましく、1μm以上7μm以下であることが好ましい。
保護層は、上述の各材料および溶剤を含有する保護層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥および/又は硬化させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、スルホキシド系溶剤、エステル系溶剤、脂肪族ハロゲン化炭化水素系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤が挙げられる。下層の電荷輸送層を溶解しないという観点から、アルコール系溶剤が好ましい。
保護層の表面には、研磨シート、形状転写型部材、ガラスビーズ、ジルコニアビーズ等用いて表面加工を施してもよい。また、塗布液の構成材料を使って表面に凹凸を形成させてもよい。電子写真感光体に接触させるクリーニング手段(クリーニングブレード)の挙動をより安定化させる目的で、電子写真感光体の表面層に凹部又は凸部を設けることがより好ましい。
前記凹部又は凸部は、電子写真感光体の表面の全域に形成されていてもよいし、電子写真感光体の表面の一部分に形成されていてもよい。凹部又は凸部が電子写真感光体の表面の一部分に形成されている場合は、少なくともクリーニング手段(クリーニングブレード)との接触領域の全域には凹部又は凸部が形成されていることが好ましい。
凹部を形成する場合は、凹部に対応した凸部を有するモールドを電子写真感光体の表面に圧接し、形状転写を行うことにより、電子写真感光体の表面に凹部を形成することができる。
図2に、電子写真感光体の表面に凹部を形成するための圧接形状転写加工装置の例を示す。
図2に示す圧接形状転写加工装置を用い、被加工物である表面加工前の電子写真感光体21を回転させながら、その表面(周面)に連続的にモールド22を接触させ、加圧する。これにより、表面加工前の電子写真感光体21の表面に凹部や平坦部を形成することができる。
加圧部材23の材質としては、例えば、金属、金属酸化物、プラスチック、ガラス等が挙げられる。これらの中でも、機械的強度、寸法精度、耐久性の観点から、ステンレス鋼(SUS)が好ましい。加圧部材23は、その上面にモールド22が設置される。また、下面側に設置される支持部材(不図示)および加圧システム(不図示)により、支持部材24に支持された表面加工前の電子写真感光体21の表面に、モールド22を所定の圧力で接触させることができる。また、支持部材24を加圧部材23に対して所定の圧力で押し付けてもよいし、支持部材24および加圧部材23を互いに押し付けてもよい。
図2に示す例は、加圧部材23を表面加工前の電子写真感光体21の軸方向と垂直な方向に移動させることにより、表面加工前の電子写真感光体21が従動又は駆動回転しながら、その表面を連続的に加工する例である。さらに、加圧部材23を固定し、支持部材24を表面加工前の電子写真感光体21の軸方向と垂直な方向に移動させることにより、表面加工前の電子写真感光体21の表面を連続的に加工することもできる。又は、支持部材24および加圧部材23の両者を移動させることにより、表面加工前の電子写真感光体21の表面を連続的に加工することもできる。
なお、形状転写を効率的に行う観点から、モールド22や表面加工前の電子写真感光体21を加熱することが好ましい。
モールド22としては、例えば、次のようなものが挙げられる。微細な表面加工された金属や樹脂フィルム、シリコンウエハー等の表面にレジストによりパターニングをしたもの、微粒子が分散された樹脂フィルム、微細な表面形状を有する樹脂フィルムに金属コーティングを施したもの等。
また、表面加工前の電子写真感光体21に押し付けられる圧力を均一にする観点から、モールド22と加圧部材23との間に弾性体を設置することが好ましい。
[プロセスカートリッジ、電子写真装置]
本発明にかかるプロセスカートリッジは、これまで述べてきた電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、転写手段およ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。
また、本発明の電子写真装置は、これまで述べてきた電子写真感光体、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。
図4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。
1は円筒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で回転駆動される。電子写真感光体1の表面は、帯電手段3により、正又は負の所定電位に帯電される。なお、図においては、ローラ型帯電部材によるローラ帯電方式を示しているが、コロナ帯電方式、近接帯電方式、注入帯電方式等の帯電方式を採用してもよい。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に転写される。トナー像が転写された転写材7は、定着手段8へ搬送され、トナー像の定着処理を受け、電子写真装置の外へプリントアウトされる。電子写真装置は、転写後の電子写真感光体1の表面に残ったトナー等の付着物を除去するための、クリーニング手段9を有していてもよい。また、クリーニング手段を別途設けず、前記付着物を現像手段等で除去する、所謂、クリーナーレスシステムを用いてもよい。電子写真装置は、電子写真感光体1の表面を、前露光手段(不図示)からの前露光光10により除電処理する除電機構を有していてもよい。また、本発明にかかるプロセスカートリッジ11を電子写真装置本体に着脱するために、レール等の案内手段12を設けてもよい。
本発明にかかる電子写真感光体は、レーザービームプリンター、LEDプリンター、複写機、ファクシミリ、および、これらの複合機等に用いることができる。
以下、実施例および比較例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。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)
直径30mm、長さ357.5mm、肉厚1mmのアルミニウムシリンダーを支持体(導電性支持体)とした。
次に、酸化亜鉛粒子(比表面積:19m/g、粉体抵抗:4.7×10Ω・cm)100部をトルエン500部と撹拌混合し、これにシランカップリング剤0.8部を添加し、6時間攪拌した。その後、トルエンを減圧留去して、130℃で6時間加熱乾燥し、表面処理された酸化亜鉛粒子を得た。シランカップリング剤としては、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:KBM602、信越化学工業(株)製)を用いた。
次に、ポリオール樹脂としてポリビニルブチラール樹脂(重量平均分子量:40000、商品名:BM−1、積水化学工業(株)製)15部およびブロック化イソシアネート(商品名:スミジュール3175、住化バイエルウレタン(株)製)15部をメチルエチルケトン73.5部と1−ブタノール73.5部の混合溶液に溶解させた。この溶液に前記表面処理された酸化亜鉛粒子80.8部、および2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン(東京化成工業(株)製)0.8部を加え、これを直径0.8mmのガラスビーズを用いたサンドミル装置で23±3℃雰囲気下で3時間分散した。分散後、シリコーンオイル(商品名:SH28PA、東レ・ダウコーニング(株)製)0.01部、および架橋ポリメタクリル酸メチル(PMMA)粒子(商品名:TECHPOLYMER SSX−103、積水化成品工業(株)製、平均一次粒径3μm)を5.6部加えて攪拌し、下引き層用塗布液を調製した。
この下引き層用塗布液を前記アルミニウムシリンダー上に浸漬塗布して塗膜を形成し、得られた塗膜を40分間160℃で乾燥させて、膜厚が18μmの下引き層を形成した。
次にCuKα特性X線回折のブラッグ角2θ±0.2°の7.4°および28.2°に強い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を用意した。このヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶20部、下記式(A)で示される化合物0.2部、ポリビニルブチラール樹脂(商品名:エスレックBX−1、積水化学工業(株)製)10部およびシクロヘキサノン600部を、直径1mmガラスビーズを用いたサンドミル装置で4時間分散した。その後、酢酸エチル700部を加え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て塗膜を形成し、得られた塗膜を温度80℃のオーブンで15分間加熱乾燥することにより、膜厚が0.17μmの電荷発生層を形成した。
Figure 0006987544
次に、下記式(B)で示される化合物(電荷輸送物質)30部、下記式(C)で示される化合物(電荷輸送物質)60部、下記式(D)で示される化合物(電荷輸送物質)10部、ポリカーボネート樹脂(商品名:ユーピロンZ400、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、ビスフェノールZ型)100部、下記式(E)で示されるポリカーボネート(粘度平均分子量Mv:20000)0.02部を、混合キシレン600部およびジメトキシメタン200部の溶剤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て塗膜を形成し、得られた塗膜を30分間100℃で乾燥させることによって、膜厚18μmの電荷輸送層を形成した。
Figure 0006987544
Figure 0006987544
前記式(4−5)で示される化合物100部、前記式(1−12)で示される化合物1.20部を、n−プロパノール100部および1,1,2,2,3,3,4−ヘ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(株)製)100部の混合溶剤を混合、撹拌し、表面層用塗布液を調製した。
この表面層用塗布液を前記電荷輸送層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を5分間40℃で乾燥させた。乾燥後、窒素雰囲気下にて、加速電圧70KV、吸収線量15kGy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135℃になる条件で15秒間加熱処理を行った。なお、電子線の照射から15秒間の加熱処理までの酸素濃度は15ppmであった。次に、大気中において、塗膜が105℃になる条件で1時間加熱処理を行い、膜厚5μmである表面層としての保護層を形成した。
次に、圧接形状転写加工装置に型部材(モールド)を設置し、作製した凹部形成前の電子写真感光体に対して表面加工を行った。
具体的には、概ね図2に示す構成の圧接形状転写加工装置に、図3に示すモールドを設置し、作製した凹部形成前の電子写真感光体に対して表面加工を行った。図3は、実施例および比較例で用いたモールドを示す図である。図3(a)はモールドの概略を示す上面図、図3(b)はモールドの凸部の電子写真感光体の軸方向の概略断面図(図3(a)のS−S‘断面における断面図)である。図3(c)はモールドの凸部の電子写真感光体の周方向の断面図(図3(a)のT−T’断面の断面図)である。図3に示されるモールドは、最大幅(モールド上の凸部を上から見たときの電子写真感光体の軸方向の最大幅のこと。)X:50μm、最大長さ(モールド上の凸部を上から見たときの電子写真感光体の周方向の最大長さのこと。)Y:75μm、面積率56%、高さH:4μmの凸部を有する。なお、面積率とは、モールドを上から見たときに表面全体に占める凸部の面積の比率である。加工時には、電子写真感光体の表面の温度が120℃になるように電子写真感光体およびモールドの温度を制御した。そして、7.0MPaの圧力で電子写真感光体と加圧部材をモールドに押し付けながら、電子写真感光体を周方向に回転させて、電子写真感光体の表面層(周面)の全面に凹部を形成した。このようにして、電子写真感光体を製造した。
得られた電子写真感光体の表面を、レーザー顕微鏡(商品名:X−100、(株)キーエンス製)で50倍レンズにより拡大観察し、電子写真感光体の表面に設けられた凹部の観察を行った。観察時には、電子写真感光体の長手方向に傾きが無いように、また、周方向については、電子写真感光体の円弧の頂点にピントが合うように、調整を行った。拡大観察を行った画像を画像連結アプリケーションによって連結して一辺500μmの正方形領域を得た。そして、得られた結果については、付属の画像解析ソフトにより、画像処理高さデータを選択し、フィルタタイプメディアンでフィルタ処理を行った。
前記観察の結果、凹部の深さは2μm、開口部の軸方向の幅は50μm、開口部の周方向の長さは75μm、面積は140000μmであった。なお、面積とは、電子写真感光体の表面を上から見たときの凹部の面積であり、凹部の開口部の面積を意味する。
このようにして、支持体上に、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層および保護層をこの順に有する電子写真感光体を製造した。
(実施例2〜4)
実施例1において、前記式(1)で示される化合物の種類と使用量を表1のように変更して表面層を形成した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。
(実施例5)
実施例1において、表面層用塗布液を以下のように調整した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。前記式(4−5)で示される化合物100部、式(1−12)で示される化合物1.00部、ポリテトラフルオロエチレン粒子(商品名:ルブロンL−2、ダイキン(株)製)19部、ならびに、下記式(A1)で示される繰り返し構造単位および下記式(A2)で示される繰り返し構造単位を有する樹脂(重量平均分子量:130,000、共重合比(A1)/(A2)=1/1(モル比))1部を、n−プロパノール100部および1,1,2,2,3,3,4−ヘ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(株)製)100部の混合溶剤に加え、これを高圧分散機(商品名:マイクロフルイダイザーM−110EH、米Microfluidics(株)製)に通し、分散処理することによって表面層用塗布液を得た。
Figure 0006987544
(実施例6〜7)
実施例1において、連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、前記式(1)で示される化合物の種類と使用量を表1のように変更して表面層を形成した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。
(実施例8)
以下のように表面層としての保護層を形成した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。
前記式(4−5)で示される化合物100部、前記式(1−12)で示される化合物1.00部、光重合開始剤として2,4−ジエチルチオキサントン15部、重合開始助剤として4,4′−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン5部を、n−プロパノール100部および1,1,2,2,3,3,4−ヘ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(株)製)100部の混合溶剤を混合し、撹拌した。
次に、この表面層用塗布液を電荷輸送層上に浸漬塗布して塗膜を形成し、メタルハライドランプにて1.20×10−5W/mの光強度で塗膜に30秒間紫外線照射して光硬化を行った。その後、この塗膜を120℃、1時間40分間加熱乾燥して、膜厚5μmの表面層としての保護層を形成した。
(実施例9)
以下のように表面層を形成した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。
前記式(4−8)で示される化合物70部、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート25部、前記式(1−12)で示される化合物0.84部を、n−プロパノール95部および1,1,2,2,3,3,4−ヘ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(株)製)95部の混合溶剤を混合し、撹拌した。
次に、この表面層用塗布液を電荷輸送層上に浸漬塗布して塗膜を形成し、メタルハライドランプにて1.20×10−5W/mの光強度で塗膜に30秒間紫外線照射して光硬化を行った。その後、この塗膜を120℃、1時間40分間加熱乾燥して、膜厚5μmの表面層としての保護層を形成した。
(実施例10)
実施例1において、連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、前記式(1)で示される化合物の種類と使用量を表1のように変更して表面層を形成した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。
(実施例11)
以下のように表面用塗布液を調製した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。
前記式(4−3)で示される化合物75部、前記式(1−20)で示される化合物0.75部、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート22.5部を、n−プロパノール100部および1,1,2,2,3,3,4−ヘ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(株)製)100部の混合溶剤を混合、撹拌し、表面層用塗布液を調製した。
(実施例12)
以下のように表面用塗布液を調製した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。
前記式(4−5)で示される化合物95部、前記式(1−12)で示される化合物1.14部、下記式(F)で示される化合物3.86部を、n−プロパノール100部および1,1,2,2,3,3,4−ヘ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(株)製)100部の混合溶剤を混合、撹拌し、表面層用塗布液を調製した。
Figure 0006987544
(実施例13)
以下のように表面用塗布液を調製した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。
前記式(4−5)で示される化合物90部、前記式(1−15)で示される化合物0.90部、式(G)で示される化合物4.5部を、n−プロパノール100部および1,1,2,2,3,3,4−ヘ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(株)製)100部の混合溶剤を混合、撹拌し、表面層用塗布液を調製した。
Figure 0006987544
(実施例14)
以下のように表面用塗布液を調製した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。
前記式(A1)で示される繰り返し構造単位および前記式(A2)で示される繰り返し構造単位を有する樹脂(重量平均分子量:130,000、共重合比(A1)/(A2)=1/1(モル比))1.65部を、1,1,2,2,3,3,4−ヘ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(株)社製)40部および1−プロパノール55部の混合溶剤に溶解した。その後、ポリテトラエチレン粒子(商品名:ルブロンL−2、ダイキン工業(株)製)30部を加えた液を、高圧分散機(商品名:マイクロフルイダイザーM−110EH、米Microfluidics(株)製)に通し、分散液を得た。
その後、前記式(4−5)で示される電荷輸送性化合物50.0部、前記式(1−12)で示される化合物0.60部、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート14.8部、下記式(H)で示される化合物1.92部、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン35部および1−プロパノール15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(株)製)で濾過を行い、表面層用塗布液を調製した。
Figure 0006987544
(実施例15)
実施例14において、さらにシロキサン変性アクリル化合物0.98部(BYK−3550、ビックケミー・ジャパン(株)製)を加えた以外は、実施例14と同様にして電子写真感光体を製造した。
(実施例16〜21)
実施例1において、連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、前記式(1)で示される化合物の種類と使用量を表1のように変更して表面層用塗布液を調製した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。
(実施例22)
実施例1において、表面層用塗布液を以下のように調整した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。
前記式(A1)で示される繰り返し構造単位および前記式(A2)で示される繰り返し構造単位を有する樹脂(重量平均分子量:130,000、共重合比(A1)/(A2)=1/1(モル比))1.65部を、1,1,2,2,3,3,4−ヘ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(株)社製)40部および1−プロパノール55部の混合溶剤に溶解した。その後、ポリテトラエチレン粒子(商品名:ルブロンL−2、ダイキン工業(株)製)30部を加えた液を、高圧分散機(商品名:マイクロフルイダイザーM−110EH、米Microfluidics(株)製)に通し、分散液を得た。
その後、前記式(4−5)で示される化合物50.0部、前記式(1−18)で示される化合物0.375部を、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン35部および1−プロパノール15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(株)製)で濾過を行い、表面層用塗布液を調製した。
(実施例23)
実施例1において、連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物の種類を表1のように変更して表面層用塗布液を調製した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。
(実施例24、25)
実施例15において、連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物の種類を表1のように変更して表面層用塗布液を調製した以外は、実施例15と同様にして電子写真感光体を製造した。
(比較例1)
実施例6において、前記式(1−11)で示される化合物を加えずに保護層用塗布液を調製した以外は、実施例6と同様にして電子写真感光体を製造した。
(比較例2)
実施例11において、前記式(1−20)で示される化合物を加えずに保護層用塗布液を調製した以外は、実施例11と同様にして電子写真感光体を製造した。
(比較例3)
実施例1において、表面層用塗布液を以下のように調整した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を製造した。
前記式(4−14)で示される化合物80部、εカプロラクトン変性トリス(アクロキシエチル)イソシアヌレート20部、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート5.0部を、n−プロパノール100部および1,1,2,2,3,3,4−ヘ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(株)製)100部の混合溶剤を混合、撹拌し、表面層用塗布液を調製した。
(比較例4)
実施例6において、前記式(1−11)で示される化合物1.30部を、前記式(1−12)で示される化合物0.25部に変えて、保護層用塗布液を調製した以外は、実施例6と同様にして電子写真感光体を製造した。
(比較例5)
実施例6において、前記式(1−11)で示される化合物1.30部を、前記式(1−3)で示される化合物0.25部に変えて保護層用塗布液を調製した以外は、実施例6と同様にして電子写真感光体を製造した。
(比較例6)
実施例6において、前記式(1−11)で示される化合物1.30部を、前記式(1−12)で示される化合物2.00部に変えて保護層用塗布液を調製した以外は、実施例6と同様にして電子写真感光体を製造した。
(評価方法)
実施例1〜25、比較例1〜6の電子写真感光体の評価方法については、以下のとおりである。
(電気特性評価)
評価装置として、電子写真装置である複写機(商品名:GP−405、キヤノン(株)製)の改造機を用いた。改造点としては、プロセススピードを450mm/secとなるようにした。帯電手段は直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を帯電ローラに印加する方式とした。この評価装置用のドラムカートリッジに、各例で製造した電子写真感光体を装着して、以下のように評価した。
電子写真感光体の初期暗部電位(Vd)が約−850[V]、初期明部電位(Vl)が約−200[V]になるように、印加電圧と、露光装置の露光光量の条件を設定した。
電子写真感光体の表面電位の測定は、評価装置から現像用カートリッジを抜き取り、そこに電位プローブ(商品名:model6000B−8、トレック社製)を固定し、表面電位計(model344:トレック社製)を使用して行った。
次に、常温低湿(温度23℃、湿度5%RH)環境下で24時間放置した。その後、その電子写真感光体をドラムカートリッジに装着し、このドラムカートリッジを上記評価装置に取り付けた。次に、常温低湿環境下で、画像印字比率5%の画像をA4サイズの普通紙にて、50000枚の画像出力(通紙による電子写真感光体の繰り返し使用)を行った。
50000枚の画像出力後、5分間放置し、現像用カートリッジを前記電位プローブおよび表面電位計からなる電位測定装置に付け替え、常温低湿環境下における50000枚の画像出力後(繰り返し使用後)の電子写真感光体の表面の明部電位を測定した。ここで、Vlaaを、繰り返し使用前(初期)における電子写真感光体の表面の明部電位、Vlabを常温低湿環境下における50000枚の画像出力後における電子写真感光体の表面の明部電位とする。このとき、常温低湿環境下における50000枚の画像出力後の電子写真感光体の表面の明部電位の変動量ΔVlaは、次の式により算出した。
ΔVla=|Vlab|−|Vlaa|
前記式において、|Vlab|および|Vlaa|は、それぞれ、VlabおよびVlaaの絶対値を表す。
その後、常温低湿環境下で、合計300000枚まで画像出力を行った。その間合計100000枚、200000枚、300000枚の画像出力をした際には、50000枚の画像出力後と同様にして、繰り返し使用前(初期)の明部電位Vlaaからの電位の変動量を算出した。
次に、前記と同一の条件で製造した電子写真感光体を高温高湿(35℃/85%RH)環境下で48時間放置した。その後、電子写真感光体をドラムカートリッジに装着し、このドラムカートリッジを前記評価装置に取り付けた。続いて、高温高湿環境下で、画像印字比率5%の画像をA4サイズの普通紙にて、50000枚の画像出力(通紙による電子写真感光体の繰り返し使用)を行った。
50000枚の画像出力後、5分間放置し、現像用カートリッジを前記電位プローブおよび表面電位計からなる電位測定装置に付け替え、高温高湿環境下における50000枚の画像出力後(繰り返し使用後)における電子写真感光体の表面の明部電位を測定した。ここで、Vlbaを繰り返し使用前(初期)における電子写真感光体の表面の明部電位、Vlbbを高温高湿環境下における50000枚の画像出力後における電子写真感光体の表面の明部電位とする。このとき、高温高湿環境下における50000枚の画像出力後の電子写真感光体の表面の明部電位の変動量ΔVlbは、次の式により算出した。
ΔVlb=|Vlbb|−|Vlba|
前記式において、|Vlbb|および|Vlba|は、それぞれ、VlbbおよびVlbaの絶対値を表す。
その後、高温高湿環境下で、合計300000枚まで画像出力を行った。その間合計100000枚、200000枚、300000枚の画像出力をした際には、50000枚の画像出力後と同様にして、繰り返し使用前(初期)の明部電位Vlbaからの電位の変動量を算出した。
次に、常温低湿環境下での繰り返し使用時の明部電位の変動量と、高温高湿環境下での繰り返し使用時の明部電位の変化量の差を評価した。例えば、常温低湿環境下および高温高湿環境下における50000枚の画像出力後の明部電位の変動量の差ΔVlは以下の式により求めた。
ΔVl=|ΔVlb|−|Vla|
ここで、|ΔVlb|および|Vla|は、それぞれ、ΔVlbおよびVlaの絶対値を表す。50000枚出力、100000枚出力、200000枚出力および300000枚出力後それぞれにおける電位の変動量の差を以下のように評価した。
A:電位の変動量の差が10V以内
B:電位の変動量の差が10Vより大きく20V以内
C:電位の変動量の差が20Vより大きく30V以内
D:電位の変動量の差が30Vより大きく40V以内
E:電位の変動量の差が40Vより大きい
Aが最も温度・湿度の影響が少なく、Eが最も温度・湿度の影響が大きい。結果を表2に示す。
Figure 0006987544
Figure 0006987544
111 支持体
112 下引き層
113 電荷発生層
114 電荷輸送層
115 保護層
21 表面加工前の電子写真感光体
22 モールド
23 加圧部材
24 支持部材
1 電子写真感光体
3 帯電手段
5 現像手段
6 転写手段
8 定着手段
9 クリーニング手段
11 プロセスカートリッジ

Claims (10)

  1. 支持体および前記支持体上の感光層を有する電子写真感光体を製造する電子写真感光体の製造方法であって、
    前記電子写真感光体の表面層が、硬化物を含有し、
    前記硬化物が、
    連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、
    下記式(1)で示される化合物と、
    の共重合体であり、
    前記共重合体における、前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、下記式(1)で示される化合物と、の共重合比(前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物:下記式(1)で示される化合物)が、200:1〜200:3(質量比)であり、
    前記製造方法が、
    表面層用塗布液を調製する工程と、
    前記表面層用塗布液の塗膜を形成し、前記塗膜を乾燥および硬化させることによって前記表面層を形成する工程と、
    を有し、
    前記表面層用塗布液が、
    前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、
    下記式(1)で示される化合物と、
    溶剤と、
    を含有し、
    前記表面層用塗布液中の、前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、下記式(1)で示される化合物と、の含有量の比(前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物:下記式(1)で示される化合物)が、200:1〜200:3(質量比)であり、
    前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物が、下記式(4)で示される化合物である、
    ことを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
    Figure 0006987544
    (前記式(1)中、R 11 〜R 14 は、それぞれ独立に、水素原子、又は、メチル基である。R 15 およびR 16 は、それぞれ独立に、アルキレン基である。Xは、下記式(2)で示される2価の基、又は、下記式(3)で示される2価の基である。s、t、uおよびvは、それぞれ独立に、1〜3の整数である。)
    Figure 0006987544
    (前記式(3)中、R 17 は、アルキレン基である。)
    Figure 0006987544
    (前記式(4)中、P は、下記式(5)で示される基、又は、下記式(6)で示される基である。前記式(4)中のAは、電荷輸送基であり、AのP との結合部位を水素原子に置き換えた水素付加物(電荷輸送性化合物)は、下記式(7)で示される化合物である。aは、1〜4の整数である。また、aが2以上である場合、a個のP は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
    Figure 0006987544
    Figure 0006987544
    (前記式(7)中、R 41 、R 42 およびR 43 は、置換基として炭素数1〜6のアルキル基又は下記式(8)で示される基を有してもよいフェニル基である。)
    Figure 0006987544
    (前記式(8)中、Ar 81 は、ベンゼンからm+1個の水素原子を除いた基である。R 81 およびR 82 は、それぞれ、水素原子、又は、炭素数1〜4のアルキル基である。pは、0又は1であり、qは、1〜4の整数であり、rは、0又は1であり、4≧p+q+r≧2である。qが2以上である場合、それぞれの炭素原子に結合するR 81 およびR 82 は、同一でも異なってもよい。R 83 は、フッ素原子、又は、炭素数2以下のフッ化アルキル基である。mは、1〜5の整数である。mが2以上である場合、R 83 は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
  2. 前記式(1)中のR 15 およびR 16 が、それぞれ独立に、炭素数1〜3のアルキレン基であり、前記式(3)中のR 17 が、炭素数1〜3のアルキレン基である、請求項1に記載の電子写真感光体の製造方法。
  3. 前記式(7)中、R 41 、R 42 およびR 43 が、置換基として前記式(8)で示される基を有する、請求項1又は2に記載の電子写真感光体の製造方法。
  4. 支持体および前記支持体上の感光層を有する電子写真感光体であって、
    前記電子写真感光体の表面層が、硬化物を含有し、
    前記硬化物が、
    連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、
    下記式(1)で示される化合物と
    の共重合体であり、
    前記表面層が、
    前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、
    下記式(1)で示される化合物と、
    溶剤と、
    を含有する表面層用塗布液の塗膜を乾燥および硬化させることによって形成された表面層であり、
    前記共重合体における、前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、下記式(1)で示される化合物と、の共重合比(前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物:下記式(1)で示される化合物)が、200:1〜200:3(質量比)であり、
    前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物が、下記式(4)で示される化合物である、
    ことを特徴とする電子写真感光体。
    Figure 0006987544
    前記式(1)中、R11〜R14は、それぞれ独立に、水素原子、又は、メチル基である。R15およびR16は、それぞれ独立に、アルキレン基である。Xは、下記式(2)で示される2価の基、又は、下記式(3)で示される2価の基である。s、t、uおよびvは、それぞれ独立に、1〜3の整数である。)
    Figure 0006987544
    前記式(3)中、R17は、アルキレン基である。)
    Figure 0006987544
    (前記式(4)中、P は、下記式(5)で示される基、又は、下記式(6)で示される基である。前記式(4)中のAは、電荷輸送基であり、AのP との結合部位を水素原子に置き換えた水素付加物(電荷輸送性化合物)は、下記式(7)で示される化合物である。aは、1〜4の整数である。また、aが2以上である場合、a個のP は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
    Figure 0006987544
    Figure 0006987544
    (前記式(7)中、R 41 、R 42 およびR 43 は、置換基として炭素数1〜6のアルキル基又は下記式(8)で示される基を有してもよいフェニル基である。)
    Figure 0006987544
    (前記式(8)中、Ar 81 は、ベンゼンからm+1個の水素原子を除いた基である。R 81 およびR 82 は、それぞれ、水素原子、又は、炭素数1〜4のアルキル基である。pは、0又は1であり、qは、1〜4の整数であり、rは、0又は1であり、4≧p+q+r≧2である。qが2以上である場合、それぞれの炭素原子に結合するR 81 およびR 82 は、同一でも異なってもよい。R 83 は、フッ素原子、又は、炭素数2以下のフッ化アルキル基である。mは、1〜5の整数である。mが2以上である場合、R 83 は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
  5. 前記式(1)中のR15およびR16が、それぞれ独立に、炭素数1〜3のアルキレン基であり、前記式(3)中のR17が、炭素数1〜3のアルキレン基である、請求項4に記載の電子写真感光体。
  6. 前記共重合比が、200:2〜200:3(質量比)である請求項又はに記載の電子写真感光体。
  7. 前記式(7)中、R41、R42およびR43 が、置換基として前記式(8)で示される基を有する、請求項4〜6のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  8. 前記硬化物が、
    前記連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物と、
    前記式(1)で示される化合物と、
    下記式(9)で示される化合物と、
    の共重合体である請求項のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
    Figure 0006987544
    前記式(9)中、R91は、水素原子、又は、メチル基である。R92は、炭素数7以上の直鎖のアルキル基である。)
  9. 請求項のいずれか1項に記載の電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、転写手段およ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プロセスカートリッジ。
  10. 請求項のいずれか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電子写真装置。
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