JPWO2010008094A1 - 電子写真感光体、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 - Google Patents
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Abstract
Description
有機光導電性物質を用いた電子写真感光体(有機電子写真感光体)は、有機光導電性物質や結着樹脂を溶剤に溶解および/または分散させて得られる塗布液を支持体上に塗布し、これを乾燥させることによって形成された感光層を有するものが通常である。また、感光層の層構成については、支持体側から電荷発生層、電荷輸送層の順に積層してなる積層型(順層型)のものが一般的である。
有機光導電性物質を用いた電子写真感光体は、電子写真感光体として必要とされる特性のすべてを高い次元で満足しているわけではない。電子写真プロセスにおいて、電子写真感光体の表面には、現像剤、帯電部材、クリーニングブレード、紙、転写部材のような種々のもの(以下「接触部材等」ともいう。)が接触する。電子写真感光体に要求される特性には、これら接触部材等との接触ストレスによる画像悪化の低減が挙げられる。特に、近年、電子写真感光体の耐久性が向上するのに伴い、上記接触ストレスによる画像悪化の低減効果の持続性が望まれている。
上記接触ストレスの緩和に関して、シロキサン構造を分子鎖中に有するシロキサン変性樹脂を上記接触部材等と接触する電子写真感光体の表面層に含有させることが提案されている。たとえば、特開平11−143106号公報(特許文献1)および特開2007−199688号公報(特許文献2)には、ポリカーボネート樹脂にシロキサン構造を組み込んだ樹脂が開示されている。特開平03−185451号公報(特許文献3)には、ポリエステル樹脂にシロキサン構造を組み込んだ樹脂が開示されている。特開平11−194522号公報(特許文献4)には、ポリエステル樹脂に環状シロキサン構造を組み込んだ樹脂が開示されている。特開2000−075533号公報(特許文献5)には、分岐したシロキサン構造を組み込んだ樹脂が開示されている。特開2002−128883号公報(特許文献6)には、ポリエステル樹脂の末端にシロキサン構造を組み込んだ樹脂が開示されている。特開2003−302780号公報(特許文献7)には、電子写真感光体の表面層にシロキサン構造を有するポリエステル樹脂と重合性官能基を有する化合物を含有させる技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1および2に開示されているポリカーボネート樹脂は、ポリエステル樹脂、とりわけ芳香族ポリエステル樹脂と比較すれば、機械的強度に劣るため、近年求められる耐久性向上との両立の観点から十分であるとはいえない。また、特許文献1および2に開示されている樹脂の中には、表面層に複数種の樹脂を混合した場合、シロキサン構造を組み込まれたポリカーボネート樹脂が表面層の表面に移行する場合があった。これは、電子写真感光体の使用初期の上記接触ストレスの緩和には有効な手法であるが、効果の持続性の点で十分であるとはいえない。
また、電荷輸送層に含有される電荷輸送物質として、ベンジジン骨格を有する化合物は、高い電子写真特性を有するものの1つである。しかしながら、特許文献1および2に開示されている樹脂の一部には、樹脂中のベンジジン骨格を有する化合物の凝集を引き起こし、繰り返し使用時の電位安定性を低下させる場合があった。
また、特許文献3に開示されているポリエステル樹脂は、シロキサン構造と芳香族ポリエステル構造をブロック共重合した樹脂であるが、この樹脂中では電荷輸送物質が凝集しやすく、繰り返し使用時の電位安定性に劣る。
また、特許文献4に開示されている樹脂は、機械的強度の面では優れているが、上記接触ストレスの緩和効果は十分であるとはいえない。
また、特許文献5に開示されている樹脂では、上記接触ストレスの緩和の点で優れているが、この樹脂中では電荷輸送物質が凝集しやすく、繰り返し使用時の電位安定性を低下させる場合があった。
また、特許文献6に開示されている樹脂では、上記接触ストレスの緩和効果が十分でない。また、表面層に複数種の樹脂を混合した場合、特許文献6に開示されている樹脂は表面層の表面に移行しやすいため、効果の持続性の点でも十分であるとはいえない。
また、特許文献7に開示されている樹脂では、上記接触ストレスの緩和の点で十分ではなく、また、この樹脂中では電荷輸送物質が凝集しやすく、繰り返し使用時の電位安定性を低下させる場合があった。
本発明は、支持体、該支持体上に設けられた電荷発生層ならびに該電荷発生層上に設けられた電荷輸送物質および結着樹脂を含有する電荷輸送層を有し、かつ、該電荷輸送層が表面層である電子写真感光体において、
該電荷輸送層が、結着樹脂として下記式(1)で示される繰り返し構造単位および下記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を含有し、
該ポリエステル樹脂中のシロキサン部位の含有量が、該ポリエステル樹脂の全質量に対して5質量%以上30質量%以下であり、
該電荷輸送層中の該ポリエステル樹脂の含有量が、該電荷輸送層中の全結着樹脂の全質量に対して60質量%以上である
ことを特徴とする電子写真感光体である。
(式(1)中、X1は、2価の有機基を示す。R1およびR2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアルキル基または置換もしくは無置換のアリール基を示す。Zは、炭素原子数が1以上4以下である置換もしくは無置換のアルキレン基を示す。nは、括弧内の構造の繰り返し数の平均値を示し、20以上80以下である。)
(式(2)中、R11〜R18は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換のアルコキシ基を示す。X2は、2価の有機基を示す。Yは、単結合、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアリーレン基、酸素原子または硫黄原子を示す。)
また、本発明は、上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である。
また、本発明は、上記電子写真感光体、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である。
本発明によれば、接触部材等との接触ストレスの緩和効果を持続的に発揮することができ、かつ、繰り返し使用時の電位安定性にも優れた電子写真感光体、ならびに、該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ができる。
図2は、モールドによる圧接形状転写加工装置の概略の別の例を示す図である。
図3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。
図4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カラー電子写真装置(インライン方式)の概略構成の一例を示す図である。
図5は、実施例38〜41で使用したモールドの形状(部分拡大図)を示す図であり、(1)は上から見たモールド形状を示し、(2)は横から見たモールド形状を示す。
図6は、実施例38〜41で得られた電子写真感光体の表面の凹形状部の配列パターン(部分拡大図)を示す図であり、(1)は電子写真感光体の表面に形成された凹形状部の配列状態を示し、(2)は凹形状部の断面形状を示す。
上記式(1)中、X1は、2価の有機基を示す。R1およびR2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアルキル基または置換もしくは無置換のアリール基を示す。Zは、炭素原子数が1以上4以下である置換もしくは無置換のアルキレン基を示す。nは、括弧内の構造の繰り返し数の平均値を示し、20以上80以下である。
上記式(2)中、R11〜R18は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換のアルコキシ基を示す。X2は、2価の有機基を示す。Yは、単結合、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアリーレン基、酸素原子または硫黄原子を示す。
上記式(1)中のX1は、2価の有機基を示す。
2価の有機基としては、たとえば、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のシクロアルキレン基、置換もしくは無置換のアリーレン基、置換もしくは無置換のビフェニレン基、あるいは、複数のフェニレン基がアルキレン基、酸素原子もしくは硫黄原子を介して結合した2価の基などが挙げられる。これらの中でも、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアリーレン基、複数のフェニレン基がアルキレン基、酸素原子もしくは硫黄原子を介して結合した2価の基が好ましい。
アルキレン基としては、主鎖を構成する炭素原子数が3以上10以下のアルキレン基が好ましく、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基が挙げられる。これらの中でも、ブチレン基、ヘキシレン基が好ましい。
シクロアルキレン基としては、環を構成する炭素原子数が5以上10以下のシクロアルキレン基が好ましく、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロヘプチレン基、シクロオクチレン基、シクロノニレン基、シクロデシレン基が挙げられる。これらの中でも、シクロヘキシレン基が好ましい。
アリーレン基としては、たとえば、フェニレン基(o−フェニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基)、ナフチレン基などが挙げられる。これらの中でも、m−フェニレン基、p−フェニレン基が好ましい。
複数のフェニレン基がアルキレン基、酸素原子もしくは硫黄原子を介して結合した2価の基のフェニレン基としては、o−フェニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基が挙げられる。これらの中でも、p−フェニレン基が好ましい。複数のフェニレン基を結合させるアルキレン基としては、主鎖を構成する炭素原子数が1以上4以下の置換もしくは無置換のアルキレン基が好ましい。この中でも、メチレン基、エチレン基が好ましい。
上記各基が有してもよい置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、アリール基などが挙げられる。アルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。アルコキシ基としては、たとえば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。アリール基としては、たとえば、フェニル基が挙げられる。これらの中でも、メチル基が好ましい。
以下に、上記式(1)中のX1の具体例を示す。
これらの中でも、上記式(3−2)、(3−4)、(3−12)、(3−13)、(3−18)で示される基が好ましい。
上記式(1)中のX1は、1種である必要はなく、ポリエステル樹脂の溶解性や機械的強度を向上させるために、2種以上のX1を用いてもよい。たとえば、上記式(3−12)または(3−13)で示される基を用いる場合には、1種のみで用いるよりも、他の基を併用することが樹脂の溶解性の向上の点で好ましい。上記式(3−12)で示される基および上記式(3−13)で示される基を併用する場合、ポリエステル樹脂中の上記式(3−12)で示される基と上記式(3−13)で示される基との比(モル比)は1:9〜9:1であることが好ましく、3:7〜7:3であることがより好ましい。
上記式(1)中のR1およびR2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアルキル基または置換もしくは無置換のアリール基を示す。
アルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。
アリール基としては、たとえば、フェニル基が挙げられる。
これらの中でも、R1およびR2は、上記接触ストレスの緩和の点で、メチル基であることが好ましい。
上記式(1)中、Zは、炭素原子数が1以上4以下である置換もしくは無置換のアルキレン基を示す。
炭素原子数が1以上4以下であるアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基が挙げられる。これらの中でも、ポリエステル樹脂と電荷輸送物質との相溶性(該ポリエステル樹脂中における電荷輸送物質の凝集のしにくさのこと。以下同じ。)の点で、プロピレン基が好ましい。
上記式(1)中、nは、括弧内の構造(−SiR1R2−O−)の繰り返し数の平均値を示し、20以上80以下である。nが20以上80以下であると、ポリエステル樹脂と電荷輸送物質と相溶性が高くなり、該ポリエステル樹脂(シロキサン構造を有する樹脂)中における電荷輸送物質の凝集を抑制することができる。特に、nは、25以上70以下であることが好ましい。
以下に、上記式(1)で示される繰り返し構造単位の具体例を示す。
これらの中でも、上記式(1−6)、(1−7)、(1−8)、(1−10)、(1−12)、(1−13)、(1−14)、(1−16)、(1−21)、(1−22)で示される繰り返し構造単位が好ましい。
上記式(2)中のR11〜R18は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換のアルコキシ基を示す。
アルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。アリール基としては、たとえば、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。アルコキシ基としては、たとえば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。これらの中でも、ポリエステル樹脂と電荷輸送物質との相溶性の点で、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
上記式(2)中のX2は、2価の有機基を示す。
2価の有機基としては、たとえば、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のシクロアルキレン基、置換もしくは無置換のアリーレン基、置換もしくは無置換のビフェニレン基、あるいは、複数のフェニレン基がアルキレン基、酸素原子もしくは硫黄原子を介して結合した2価の基などが挙げられる。これらの中でも、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアリーレン基、複数のフェニレン基がアルキレン基、酸素原子もしくは硫黄原子を介して結合した2価の基が好ましい。
アルキレン基としては、主鎖を構成する炭素原子数が3以上10以下のアルキレン基が好ましく、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基が挙げられる。これらの中でも、ブチレン基、ヘキシレン基が好ましい。
シクロアルキレン基としては、環を構成する炭素原子数が5以上10以下のシクロアルキレン基が好ましく、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロヘプチレン基、シクロオクチレン基、シクロノニレン基、シクロデシレン基が挙げられる。これらの中でも、シクロヘキシレン基が好ましい。
アリーレン基としては、たとえば、フェニレン基(o−フェニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基)、ナフチレン基などが挙げられる。これらの中でも、m−フェニレン基、p−フェニレン基が好ましい。
複数のフェニレン基がアルキレン基、酸素原子もしくは硫黄原子を介して結合した2価の基のフェニレン基としては、o−フェニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基が挙げられる。これらの中でも、p−フェニレン基が好ましい。複数のフェニレン基を結合させるアルキレン基としては、主鎖を構成する炭素原子数が1以上4以下の置換もしくは無置換のアルキレン基が好ましい。この中でも、メチレン基、エチレン基が好ましい。
上記各基が有してもよい置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、アリール基などが挙げられる。アルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。アルコキシ基としては、たとえば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。アリール基としては、たとえば、フェニル基が挙げられる。これらの中でも、メチル基が好ましい。
上記式(2)中のX2の具体例としては、上記式(1)中のX1の具体例と同じものが挙げられる。それらの中でも、上記式(3−2)、(3−4)、(3−12)、(3−13)、(3−18)で示される基が好ましい。
上記式(2)中のYは、単結合、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアリーレン基、酸素原子または硫黄原子を示す。
アルキレン基としては、主鎖を構成する炭素原子数が1以上4以下のアルキレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基が挙げられる。これらの中でも、機械的強度の点で、メチレン基が好ましい。
アリーレン基としては、たとえば、フェニレン基(o−フェニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基)、ビフェニレン基、ナフチレン基などが挙げられる。
上記各基が有してもよい置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、アリール基などが挙げられる。アルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。アルコキシ基としては、たとえば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。アリール基としては、たとえば、フェニル基が挙げられる。
上記式(2)中のYは、置換もしくは無置換のメチレン基が好ましいが、その中でも、下記式(5)で示される基がより好ましい。
上記式(5)中、R51およびR52は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換のアルコキシ基を示す、あるいは、R51とR52とが結合して形成される置換もしくは無置換のシクロアルキリデン基またはフルオレニリデン基を示す。
アルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられ、これらの中でも、メチル基が好ましい。また、アルキル基の中でも置換のアルキル基としては、たとえば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基などのフルオロアルキル基などが挙げられる。
アリール基としては、たとえば、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。
アルコキシ基としては、たとえば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。
シクロアルキリデン基としては、たとえば、シクロペンチリデン基、シクロヘキシリデン基、シクロヘプチリデン基などが挙げられ、これらの中でも、シクロヘキシリデン基が好ましい。
以下に、上記式(5)で示される基の具体例を示す。
これらの中でも、上記式(5−1)、(5−2)、(5−3)、(5−8)で示される基が好ましい。
以下に、上記式(2)で示される繰り返し構造単位の具体例を示す。
これらの中でも、上記式(2−1)、(2−2)、(2−8)、(2−9)、(2−10)、(2−12)、(2−17)、(2−20)、(2−21)、(2−22)、(2−24)、(2−29)、(2−33)、(2−34)、(2−35)で示される繰り返し構造単位が好ましい。
また、本発明においては、上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂の中でも、該ポリエステル樹脂の全質量に対してシロキサン部位の含有量が5質量%以上30質量%以下のものが用いられる。特には、10質量%以上25質量%以下であることが好ましい。
本発明において、シロキサン部位とは、シロキサン部分を構成する両端のケイ素原子およびそれらに結合する基と、該両端のケイ素原子に挟まれた酸素原子、ケイ素原子およびそれらに結合する基を含む部位である。具体的にいえば、本発明において、シロキサン部位とは、たとえば、下記式(1−6−s)で示される繰り返し構造単位の場合、下記破線で囲まれた部位のことである。
上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂の全質量に対するシロキサン部位の含有量が5質量%以上であると、接触ストレスの緩和効果が持続的に発揮される。また、シロキサン部位の含有量が30質量%以下であると、該ポリエステル樹脂中における電荷輸送物質の凝集が抑制され、繰り返し使用時の電位安定性が向上する。
上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂の全質量に対するシロキサン部位の含有量は一般的な分析手法で解析可能である。以下に、分析手法の例を示す。
電子写真感光体の表面層である電荷輸送層を溶剤で溶解させた後、サイズ排除クロマトグラフィーや高速液体クロマトグラフィーのような各組成成分を分離回収可能な分取装置で、表面層である電荷輸送層に含有される種々の材料を分取する。分取されたポリエステル樹脂をアルカリ存在下などで加水分解させ、カルボン酸部分とビスフェノール部分に分解する。得られたビスフェノール部分に対し、核磁気共鳴スペクトル分析や質量分析により、シロキサン部分の繰り返し数やモル比を算出し、含有量(質量比)に換算する。
本発明に用いられる上記ポリエステル樹脂は、上記式(1)で示される繰り返し構造単位と上記式(2)で示される繰り返し構造単位との共重合体であるが、その共重合形態は、ブロック共重合、ランダム共重合、交互共重合などのいずれの形態であってもよい。特には、ランダム共重合であることが好ましい。
本発明に用いられる上記ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、ポリエステル樹脂の機械的強度、電子写真感光体の耐久性の点で、80,000以上であることが好ましく、90,000以上であることがより好ましい。一方、溶解性、電子写真感光体の生産性の点で、重量平均分子量は400,000以下であることが好ましく、300,000以下であることがより好ましい。
本発明において、樹脂の重量平均分子量とは、常法に従い、以下のようにして測定されたポリスチレン換算の重量平均分子量である。
すなわち、測定対象樹脂をテトラヒドロフラン中に入れ、数時間放置した後、振盪しながら測定対象樹脂とテトラヒドロフランとよく混合し、さらに12時間以上静置した。その後、東ソー(株)製のサンプル処理フィルターマイショリディスクH−25−5を通過させたものをGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)用試料とした。
次に、40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてテトラヒドロフランを毎分1mlの流速で流し、上記GPC用試料を10μl注入した。カラムには、東ソー(株)製のカラムTSKgel SuperHM−Mを用いる。
測定対象樹脂の重量平均分子量の測定にあたっては、測定対象樹脂が有する分子量分布を、複数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出した。検量線作成用の標準ポリスチレン試料には、アルドリッチ社製の単分散ポリスチレンの分子量が、3,500、12,000、40,000、75,000、98,000、120,000、240,000、500,000、800,000および1,800,000のものを計10点用いた。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いた。
本発明に用いられる上記ポリエステル樹脂の共重合比は、一般的な手法である樹脂の1H−NMR測定による水素原子(樹脂を構成している水素原子)のピーク面積比による換算法によって確認することができる。
本発明に用いられる上記ポリエステル樹脂は、たとえば、ジカルボン酸エステルとジオール化合物とのエステル交換法によって合成することが可能である。また、ジカルボン酸ハライドなどの2価の酸ハロゲン化物とジオール化合物との重合反応によって合成することも可能である。
以下に、本発明に用いられる上記ポリエステル樹脂の合成例を示す。
(合成例1)
・上記式(1−6)、(1−12)、(2−12)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂A1の合成
下記式(6−1)
で示されるジカルボン酸ハライド24.6gおよび下記式(6−2)
で示されるジカルボン酸ハライド24.6gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、下記式(7−1)
で示されるシロキサン構造を有するジオール21.7gおよび下記式(8−1)
で示されるジオール43.9gを10%水酸化ナトリウム水溶液に溶解させた。さらに、重合触媒としてトリブチルベンジルアンモニウムクロライドを添加して攪拌し、ジオール化合物溶液を調製した。
次に、上記酸ハロゲン化物溶液を上記ジオール化合物溶液に攪拌しながら加え、重合を開始した。重合は、反応温度を25℃以下に保ち、攪拌しながら、3時間行った。
その後、酢酸の添加により重合反応を終了させ、水相が中性になるまで水での洗浄を繰り返した。洗浄後、攪拌下のメタノールに滴下して、重合物を沈殿させ、この重合物を真空乾燥させて、上記式(1−6)、(1−12)、(2−12)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂A1を80g得た。表1に示す。
上記のとおりにしてポリエステル樹脂A1中のシロキサン部位の含有量を算出したところ、20質量%であった。また、ポリエステル樹脂A1の重量平均分子量は130,000であった。
(合成例2〜8)
・上記式(1−6)、(1−12)、(2−12)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂A2〜A8の合成
合成例1で用いたジカルボン酸ハライドの(6−1)および(6−2)ならびにジオール化合物の(7−1)および(8−1)の合成時の使用量を調整し、表1に示すポリエステル樹脂A2〜A8を合成した。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂A2〜A8中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂A2〜A8の重量平均分子量を測定した。重量平均分子量はそれぞれ
ポリエステル樹脂A2:120,000
ポリエステル樹脂A3:100,000
ポリエステル樹脂A4: 80,000
ポリエステル樹脂A5:130,000
ポリエステル樹脂A6:150,000
ポリエステル樹脂A7:120,000
ポリエステル樹脂A8:100,000
であった。
(合成例9)
・上記式(1−7)、(1−13)、(2−12)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂B1の合成
上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライド24.4gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド24.4gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、下記式(7−2)
で示されるシロキサン構造を有するジオール21.0gおよび上記式(8−1)で示されるジオール44.2gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−7)、(1−13)、(2−12)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂B1を70g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂B1中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂B1の重量平均分子量を測定した。ポリエステル樹脂B1の重量平均分子量は125,000であった。
(合成例10〜12)
・上記式(1−7)、(1−13)、(2−12)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂B2〜B4の合成
合成例9で用いたジカルボン酸ハライドの(6−1)および(6−2)ならびにジオール化合物の(7−2)および(8−1)の合成時の使用量を調整し、表1に示すポリエステル樹脂B2〜B4を合成した。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂B2〜B4中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂B2〜B4の重量平均分子量を測定した。重量平均分子量はそれぞれ
ポリエステル樹脂B2:130,000
ポリエステル樹脂B3:90,000
ポリエステル樹脂B4:140,000
であった。
(合成例13)
・上記式(1−8)、(1−14)、(2−9)および(2−21)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Cの合成
上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライド24.9gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド24.9gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、下記式(7−3)
で示されるシロキサン構造を有するジオール21.8gおよび下記式(8−2)
で示されるジオール43.5gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−8)、(1−14)、(2−9)および(2−21)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Cを70g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂C中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Cの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は120,000であった。
(合成例14)
・上記式(1−9)、(1−15)、(2−15)および(2−27)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Dの合成
上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライド24.0gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド24.0gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、下記式(7−4)
で示されるシロキサン構造を有するジオール23.5gおよび下記式(8−3)
で示されるジオール44.5gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−9)、(1−15)、(2−15)および(2−27)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Dを70g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂D中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Dの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は100,000であった。
(合成例15)
・上記式(1−10)、(1−16)、(2−7)および(2−19)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Eの合成
上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライド28.0gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド28.0gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、下記式(7−5)
で示されるシロキサン構造を有するジオール21.3gおよび下記式(8−3)
で示されるジオール38.4gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−10)、(1−16)、(2−7)および(2−19)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Eを60g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂E中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Eの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は150,000であった。
(合成例16)
・上記式(1−11)、(1−17)、(2−12)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Fの合成
上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライド24.3gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド24.3gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、下記式(7−6)
で示されるシロキサン構造を有するジオール20.6gおよび上記式(8−1)で示されるジオール44.3gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−11)、(1−17)、(2−12)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Fを60g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂F中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Fの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は140,000であった。
(合成例17)
・上記式(1−26)、(1−27)、(2−12)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Gの合成
上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライド24.4gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド24.4gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、下記式(7−7)
で示されるシロキサン構造を有するジオール21.3gおよび上記式(8−1)で示されるジオール44.2gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−26)、(1−27)、(2−12)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Gを65g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂G中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Gの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は120,000であった。
(合成例18)
・上記式(1−21)および(2−33)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Hの合成
下記式(6−3)
で示されるジカルボン酸ハライド51.7gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−1)で示されるシロキサン構造を有するジオール21.7gおよび下記式(8−5)
で示されるジオール40.6gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−21)および(2−33)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Hを70g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂H中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Hの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は120,000であった。
(合成例19)
・上記式(1−22)および(2−33)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Iの合成
上記式(6−3)で示されるジカルボン酸ハライド51.4gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−2)で示されるシロキサン構造を有するジオール21.0gおよび上記式(8−5)で示されるジオール41.2gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−22)および(2−33)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Iを65g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂I中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Iの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は130,000であった。
(合成例20)
・上記式(1−23)および(2−33)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Jの合成
上記式(6−3)で示されるジカルボン酸ハライド52.7gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−4)で示されるシロキサン構造を有するジオール23.5gおよび上記式(8−5)で示されるジオール40.2gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−23)および(2−33)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Jを60g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂J中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Jの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は110,000であった。
(合成例21)
・上記式(1−24)および(2−33)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Kの合成
上記式(6−3)で示されるジカルボン酸ハライド51.2gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−6)で示されるシロキサン構造を有するジオール20.6gおよび上記式(8−5)で示されるジオール41.3gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−23)および(2−33)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Kを60g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂K中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Kの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は160,000であった。
(合成例22)
・上記式(1−21)、(1−12)、(2−34)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Lの合成
上記式(6−3)で示されるジカルボン酸ハライド34.6gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド15.4gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−1)で示されるシロキサン構造を有するジオール21.7gおよび上記式(8−1)で示されるジオール42.7gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−21)、(1−12)、(2−34)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Lを65g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂L中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Lの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は120,000であった。
(合成例23)
・上記式(1−22)、(1−13)、(2−34)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Mの合成
上記式(6−3)で示されるジカルボン酸ハライド34.3gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド15.1gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−2)で示されるシロキサン構造を有するジオール21.0gおよび上記式(8−1)で示されるジオール43.0gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−22)、(1−13)、(2−34)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Mを60g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂M中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Mの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は125,000であった。
(合成例24)
・上記式(1−23)、(1−15)、(2−34)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Nの合成
上記式(6−3)で示されるジカルボン酸ハライド35.4gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド15.5gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−4)で示されるシロキサン構造を有するジオール23.5gおよび上記式(8−1)で示されるジオール42.0gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−23)、(1−15)、(2−34)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Nを60g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂N中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Nの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は95,000であった。
(合成例25)
・上記式(1−24)、(1−17)、(2−34)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Oの合成
上記式(6−3)で示されるジカルボン酸ハライド34.2gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド15.1gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−6)で示されるシロキサン構造を有するジオール20.6gおよび上記式(8−1)で示されるジオール34.2gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−24)、(1−17)、(2−34)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Oを60g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂O中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Oの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は155,000であった。
(合成例26)
・上記式(1−1)および(2−1)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Pの合成
下記式(6−4)
で示されるジカルボン酸ハライド40.6gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−1)で示されるシロキサン構造を有するジオール21.7gおよび上記式(8−1)で示されるジオール55.4gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−1)および(2−1)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Pを65g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂P中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Pの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は105,000であった。
(合成例27)
・上記式(1−2)および(2−2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Qの合成
下記式(6−5)
で示されるジカルボン酸ハライド42.7gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−1)で示されるシロキサン構造を有するジオール21.7gおよび上記式(8−1)で示されるジオール52.0gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−1)および(2−1)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Qを60g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Q中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Qの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は140,000であった。
(合成例28)
・上記式(1−1)、(1−12)、(2−1)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Rの合成
上記式(6−4)で示されるジカルボン酸ハライド16.0gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド31.5gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−1)で示されるシロキサン構造を有するジオール21.7gおよび上記式(8−1)で示されるジオール47.2gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−1)、(1−12)、(2−1)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Rを65g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂R中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Rの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は120,000であった。
(合成例29)
・上記式(1−2)、(1−12)、(2−2)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Sの合成
上記式(6−5)で示されるジカルボン酸ハライド15.2gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド32.4gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−1)で示されるシロキサン構造を有するジオール21.7gおよび上記式(8−1)で示されるジオール46.3gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−2)、(1−12)、(2−2)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Sを60g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂S中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Sの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は130,000であった。
混合して用いてもよい結着樹脂としては、たとえば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキッド樹脂、不飽和樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ポリエステル樹脂またはポリカーボネート樹脂が好ましい。これらは単独、混合または共重合体として1種または2種以上用いることができる。
他のポリエステル樹脂を混合して用いる場合、上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂が好ましい。その中でも、上記式(2−1)〜(2−40)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂が好ましい。さらには、上記式(2−1)、(2−2)、(2−8)、(2−9)、(2−10)、(2−12)、(2−17)、(2−20)、(2−21)、(2−22)、(2−24)、(2−29)、(2−33)、(2−34)または(2−35)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂が好ましい。
混合して用いてもよいポリカーボネート樹脂の繰り返し構造単位の具体例を以下に示す。
これらの中でも、上記式(9−1)、(9−4)、(9−6)で示される繰り返し構造単位が好ましい。
本発明においては、電子写真感光体の電荷輸送層を構成する全結着樹脂の全質量に対して、上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂が60質量%以上含有されることにより、上記接触ストレスの緩和の効果が得られる。
また、上記接触ストレスの緩和と繰り返し使用時の電位安定性の両立の観点から、電子写真感光体の電荷輸送層中の上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂のシロキサン部位の含有量は、電荷輸送層中の全結着樹脂の全質量に対して5質量%以上30質量%以下であることが好ましく、10質量%以上25質量%以下であることがより好ましい。
本発明の電子写真感光体の表面層である電荷輸送層に含有される電荷輸送物質としては、たとえば、トリアリールアミン化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、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、トリアリールメタン化合物などが挙げられる。これら電荷輸送物質は1種のみ用いてもよく、2種以上用いてもよい。また、これらの中でも、電荷輸送物質としてトリアリールアミン化合物を用いることが電子写真特性の向上の点で好ましい。さらには、トリアリールアミン化合物の中でも、下記式(4)
(式(4)中、Ar1〜Ar4は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアリール基を示す。Ar5〜Ar6は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアリーレン基を示す。)
で示される化合物が好ましい。
上記式(4)中のAr1〜Ar4は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアリール基を示す。アリール基としては、たとえば、フェニル基、ナフチル基などが挙げられ、これらの中でも、フェニル基が好ましい。アリール基が有してもよい置換基としては、たとえば、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、不飽和結合を有する1価の基などが挙げられる。
上記式(4)中のAr5〜Ar6は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアリーレン基を示す。アリーレン基としては、たとえば、フェニレン基、ナフチレン基などが挙げられ、これらの中でも、フェニレン基が好ましい。
以下に、上記式(4)で示される化合物の例を示す。
これらの中でも、(4−1)または(4−7)が好ましい。
本発明の電子写真感光体の表面層である電荷輸送層は、結着樹脂として上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を特定の含有量で含有することで、持続的な接触ストレスの緩和と良好な電子写真特性との両立が図られる。
上記式(4)で示される化合物は高い電荷輸送能を有する利点があるが、電荷輸送層を構成する結着樹脂の組成により、相溶性に課題が発生する場合がある。特に、接触ストレスの緩和のために従来のシロキサン構造を含有する樹脂を用いた場合、シロキサン部位と電荷輸送物質との相溶性は低い傾向にあるため、該シロキサン構造を含有する樹脂中において電荷輸送物質が凝集し、電子写真特性の悪化が発生する場合があった。
本発明の電子写真感光体の表面層である電荷輸送層は、シロキサン構造を含有する樹脂の一種である、上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を、特定の含有量で含有することで、電荷輸送物質として上記式(4)で示される化合物を用いた場合でも、その電子写真特性を損なうことなく、ストレス緩和の効果を得ることができる。
また、本発明の電子写真感光体の表面層である電荷輸送層の表面には、凹凸形状(凹形状、凸形状)を形成してもよい。凹凸形状の形成により、接触ストレスの緩和効果を高めることができる。凹凸形状の形成方法は、既知の方法を採用することができる。具体的には、
有機あるいは無機の粒子を表面層に含有させる方法、
電子写真感光体の表面層の表面に研磨粒子を吹き付けることにより、該表面層の表面に凹形状を形成する方法、
電子写真感光体の表面層の表面に凹凸形状を有するモールドを加圧接触させることにより、該表面層の表面に凹凸形状を形成する方法、
塗布された表面層用塗布液の塗膜表面を結露させた後、これを乾燥させることにより、表面層の表面に凹形状を形成する方法、
電子写真感光体の表面層の表面にレーザー光を照射し、表面層の表面に凹形状を形成する方法
などが挙げられる。これらの中でも、電子写真感光体の表面層の表面に凹凸形状を有するモールドを加圧接触させることにより凹凸形状を形成する方法が好ましい。また、塗布された表面層用塗布液の塗膜表面を結露させた後、乾燥させることにより凹形状を形成する方法が好ましい。
以下に、電子写真感光体の表面層の表面に凹凸形状を有するモールドを加圧接触させることにより、該表面層の表面に凹凸形状を形成する方法を説明する。
凹凸形状を有するモールドを加圧接触させることにより、電子写真感光体の表面層の表面に凹凸形状を形成する方法とは、所定の形状を有するモールドを電子写真感光体の表面層の表面に圧接し、形状転写を行う表面の形成方法である。
図1は、モールドによる圧接形状転写加工装置の概略の一例を示す図である。
加圧および解除が繰り返し行える加圧装置Aに所定のモールドBを取り付けた後、表面層が形成された円筒状支持体Cに対して所定の圧力でモールドを当接させ、形状転写を行う。その後、加圧を一旦解除し、円筒状支持体Cを回転させた後に、再度加圧そして形状転写工程を行う。この工程を繰り返すことにより、電子写真感光体の全周にわたって所定の凹凸形状を形成することが可能である。
また、たとえば、図2に示されているように、加圧装置Aに円筒状支持体Cの表面層の表面一周長さ程度の所定形状を有するモールドBを取り付ける。その後、円筒状支持体Cに対して所定の圧力をかけながら、円筒状支持体Cを矢印で示す方向に回転、移動させることにより、電子写真感光体の全周にわたって所定の凹凸形状を形成してもよい。
また、シート状のモールドをロール状の加圧装置と円筒状支持体Cとの間に挟み、モールドシートを送りながら表面加工することも可能である。
また、形状転写を効率的に行う目的で、モールドや円筒状支持体Cを加熱してもよい。モールドおよび円筒状支持体Cの加熱温度は、所定の形状が形成できる範囲で任意であるが、より低く制御されていることが形状を安定的に形成するうえで好ましい。
モールド自体の材質や大きさ、形状は適宜選択することができる。モールドの材質としては、微細表面加工された金属およびシリコンウエハーの表面にレジストによって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または所定の微細表面形状を有する樹脂フィルムに金属コーティングされたものなどが挙げられる。
また、電子写真感光体に対して圧力の均一性を付与する目的で、モールドと加圧装置との間に弾性体を設けてもよい。
次に、塗布された表面層用塗布液の塗膜表面を結露させた後、これを乾燥させることにより電子写真感光体の表面に凹形状を形成する方法について説明する。
表面層用塗布液の塗膜表面を結露させる方法は、表面層用塗布液を塗布された支持体を、塗膜表面が結露する雰囲気下に一定時間保持する方法や、表面層用塗布液中に水との親和性の高い有機化合物を含有させる方法などが挙げられる。
この表面形成方法における結露とは、水の作用により塗膜表面に液滴が形成されたことを示す。塗膜を結露させる条件は、支持体を保持する雰囲気の相対湿度および塗布液溶剤の揮発条件(たとえば気化熱)によって影響を受け、適切な条件を選択することが重要である。特に、支持体を保持する雰囲気の相対湿度に主に依存する。塗膜表面を結露させる相対湿度は、40%以上100%以下であることが好ましい。さらに相対湿度60%以上95%以下であることが好ましい。塗膜表面を結露させる工程には、結露による液滴形成が行われるのに必要な時間があればよい。生産性の観点から、好ましくは1秒以上300秒以下であり、さらに好ましくは10秒以上180秒以下程度である。塗膜表面を結露させる工程には、相対湿度が重要であるが、雰囲気温度としては20℃以上80℃以下であることが好ましい。
また、塗膜表面に凹凸形状を形成する方法に好適な表面層用塗布液としては、芳香族有機溶剤を含有するものが挙げられる。芳香族有機溶剤は、水に対して親和性の低い溶剤であり、結露工程における形状形成が安定的に行われる点で好ましい。具体的には、1,2−ジメチルベンゼン、1,3−ジメチルベンゼン、1,4−ジメチルベンゼン、1,3,5−トリメチルベンゼン、クロロベンゼンなどが挙げられる。さらに、芳香族有機溶剤の含有量が表面層用塗布液中の全溶剤質量に対して50質量%以上80質量%以下である表面層用塗布液が好ましい。
また、上記表面層用塗布液に芳香族有機溶剤を含有させ、さらに水との親和性の高い有機化合物を表面層用塗布液に含有させてもよい。水との親和性の高い有機化合物としては、水との親和性の高い有機溶剤が挙げられる。水に対する親和性は以下の方法で判断できる。
(水に対する親和性評価)
常温常湿環境下(25℃、相対湿度55%)において、まず、50mlのメスシリンダーに、水を50ml量りとる。次に、100mlのメスシリンダーに対象溶剤を50ml量りとり、これに、先の操作で量りとった水50mlを加え、ガラス棒で全体が均一になるまでよく攪拌する。その後、溶剤や水が揮発しないように蓋をして、気泡や界面が安定するまで十分に放置する。その後、100mlメスシリンダー内の混合液の状態を観察し、水相の体積を計測する。水相の体積が0ml以上かつ5ml以下の場合は親水性溶剤であると判断できる。
水との親和性の高い有機溶剤としては、たとえば、1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、テトラヒドロフラン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピオン酸、酪酸、γ−ブチロラクトン、ジエチレングリコールモノアセタート、モノアセチン、ジアセチン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、リン酸トリエチル、β−ピコリン、γ−ピコリン、2,4−ルチジン、2,6−ルチジン、キノリン、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N,N’,N’−テトラメチル尿素、2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、2−エトキシエタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1−エトキシ−2−プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジアセトンアルコール、3−クロロ−1,2−プロパンジオール、N−ブチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2−メトキシエチルアセタート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、ヘキサメチルリン酸トリアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンなどが挙げられる。これらの中でも、ジメチルスルホキシド、スルホラン、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコールが好ましい。これらの有機溶剤は、単独で含有させてもよいし、2種以上混合して含有させてもよい。
また、水との親和性の高い有機化合物に要求される特性として、結露で生じる水だけでなく、上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂とも親和性があることが好ましい。上記特性を有する有機化合物としては、たとえば、界面活性剤が挙げられる。界面活性剤としては、たとえば、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられる。陰イオン界面活性剤としては、たとえば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩またはリン酸エステルなどが挙げられる。陽イオン界面活性剤としては、たとえば、アミン塩型界面活性剤、四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤などが挙げられる。アミン塩型界面活性剤としては、たとえば、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンが挙げられる。四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤としては、たとえば、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどが挙げられる。非イオン界面活性剤としては、たとえば、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などが挙げられる。両性界面活性剤としては、たとえば、アラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシン、N−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムベタインなどが挙げられる。これらの中でも、非イオン界面活性剤が電子写真特性が良好である点で好ましく、さらには、多価アルコール誘導体が好ましい。多価アルコール誘導体としては、たとえば、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリジプロピレングリコールのような高分子アルキルアルコール類、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、デカグリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステルのような高分子脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルのような高分子アルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアミンのような高分子アルキルアミン類、ポリオキシエチレンアルキル脂肪酸アミドのような高分子脂肪酸アミド類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩のような高分子脂肪酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩のような高分子アルキルエーテルリン酸塩類などが挙げられる。
これら水との親和性の高い有機化合物の中でも、親水親油バランス値(HLB値、Hydrophile−Lipophile Balance、デイビス法により算出)が、6〜12で示される有機化合物が好ましい。
表面層用塗布液の塗膜表面を結露させた後、これを乾燥させる工程の乾燥方法は、加熱乾燥、送風乾燥、真空乾燥が挙げられ、また、これらの乾燥方法を組み合わせた方法も用いることができる。特に、生産性の観点から、加熱乾燥、加熱送風乾燥が好ましい。また、均一性の高い凹形状を形成するためには、速やかな乾燥であることが重要であるため、加熱乾燥が行われることが好ましい。乾燥工程における乾燥温度は、100℃以上150℃以下であることが好ましい。乾燥する乾燥工程時間は、支持体上に塗布された塗布液中の溶剤および結露工程によって形成した水滴が除去される時間があればよい。乾燥工程時間は、20分以上120分以下であることが好ましく、さらには40分以上100分以下であることが好ましい。
結露による形状形成は、製造条件の調整を行うことにより形状の制御が可能である。凹形状は、表面層用塗布液中の溶剤種、溶剤含有量、結露工程における相対湿度、結露工程における保持時間、乾燥温度などにより制御可能である。
上記の電子写真感光体の表面の凹凸形成方法により、電子写真感光体の表面には複数の凹凸形状を形成することができる。
形成された電子写真感光体の表面の凹形状としては、電子写真感光体の表面の観察では、直線により構成される形状、曲線により構成される形状、直線および曲線により構成される形状が挙げられる。直線により構成される形状としては、たとえば、三角形、四角形、五角形、六角形が挙げられる。曲線により構成される形状としては、たとえば、円形状、楕円形状が挙げられる。直線および曲線により構成される形状としては、たとえば、たとえば、角の円い四角形、角の円い六角形、扇形が挙げられる。
また、形成された電子写真感光体の表面の凹形状としては、電子写真感光体の断面の観察では、直線により構成される形状、曲線により構成される形状、直線および曲線により構成される形状が挙げられる。直線により構成される形状としては、たとえば、三角形、四角形、五角形が挙げられる。曲線により構成される形状としては、たとえば、部分円形状、部分楕円形状が挙げられる。直線および曲線により構成される形状としては、たとえば、角の円い四角形、扇形が挙げられる。形成された電子写真感光体の表面の凹形状は、個々に異なる形状、大きさ、深さを有してもよく、また、すべての凹形状が同一の形状、大きさ、深さであってもよい。さらに、形成された電子写真感光体の表面は、個々に異なる形状、大きさ、深さを有する凹形状と、同一の形状、大きさ、深さを有する凹形状が組み合わされた表面であってもよい。また、これらの形状が、重複部分を有しても、相互に重なり合ってもよい。
形成された電子写真感光体の表面の凹形状の大きさについて説明する。
上記凹形状の指標として長軸径を用いる。長軸径とは、各凹形状部の開孔部を横切る直線のうち、最大となる直線の長さを示す。電子写真感光体の表面における凹形状の開孔部周囲の表面を基準とし、各凹形状における表面開孔部の最大長さを示す。たとえば、凹形状の表面形状が円状の場合は直径を示し、表面形状が楕円状の場合は長径を示し、表面形状が四角形の場合は対角線のうち長い対角線を示す。電子写真感光体の表面における凹形状の長軸径は、0.5μm以上80μm以下であることが好ましい。さらには、1μm以上40μm以下であることが好ましく、20μm以下であることがさらに好ましい。
形成された電子写真感光体の表面の凹形状の深さについて説明する。
上記凹形状の指標として深さを用いる。深さとは、各凹形状の最深部と開孔面との距離を示す。電子写真感光体の表面における凹形状の開孔部周囲の表面を基準とし、凹形状の最深部と開孔面との距離を示す。電子写真感光体の表面における凹形状の深さは、0.1μm以上10μm以下であることが好ましい。さらには、0.3μm以上7μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがさらに好ましい。
電子写真感光体の表面の凹形状が形成されている領域は、電子写真感光体の表面の全域であってもよいし、表面の一部分に形成されていてもよいが、表面全域に凹形状が形成されていることが好ましい。
また、電子写真感光体の表面の凹形状は、上記電子写真感光体の表面の単位面積10000μm2(100μm四方)中に1個以上70,000個以下有することが好ましい。さらには、100個以上50,000個以下有することが好ましい。
形成された電子写真感光体の表面の凸形状としては、電子写真感光体の表面の観察では、直線により構成される形状、曲線により構成される形状、直線および曲線により構成される形状が挙げられる。直線により構成される形状としては、たとえば、三角形、四角形、五角形、六角形が挙げられる。曲線により構成される形状としては、たとえば、円形状、楕円形状が挙げられる。直線および曲線により構成される形状としては、たとえば、角の円い四角形、角の円い六角形、扇形が挙げられる。
また、形成された電子写真感光体の表面の凸形状としては、電子写真感光体の断面の観察では、直線により構成される形状、曲線により構成される形状、直線および曲線により構成される形状が挙げられる。直線により構成される形状としては、たとえば、三角形、四角形、五角形が挙げられる。曲線により構成される形状としては、たとえば、部分円形状、部分楕円形状が挙げられる。直線および曲線により構成される形状としては、たとえば、角の円い四角形、扇形が挙げられる。
形成された電子写真感光体の表面の凸形状は、個々に異なる形状、大きさ、高さを有してもよく、また、すべての凸形状が同一の形状、大きさ、高さであってもよい。また、これらの形状が、重複部分を有しても、相互に重なり合ってもよい。
形成された電子写真感光体の表面の凸形状の大きさについて説明する。
上記凸形状の指標として長軸径を用いる。長軸径とは、各凸形状部の周囲の表面を基準とし、各凸形状と周囲の表面とが接する部位の最大長さを示す。たとえば、凸形状の表面形状が円状の場合は直径を示し、表面形状が楕円状の場合は長径を示し、表面形状が四角形の場合は対角線のうち長い対角線を示す。電子写真感光体の表面における凸形状の長軸径は、0.5μm以上40μm以下であることが好ましい。さらには、1μm以上20μm以下であることが好ましく、10μm以下であることがさらに好ましい。
形成された電子写真感光体の表面の凸形状の高さについて説明する。
上記凸形状の指標として高さを用いる。高さとは、各凸形状の最頂部と周囲の表面との距離を示す。電子写真感光体の表面における凸形状の高さは、0.1μm以上10μm以下であることが好ましい。さらには、0.3μm以上7μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがさらに好ましい。
形成された電子写真感光体の表面の凸形状は、電子写真感光体の表面の凸形状が形成されている領域は、電子写真感光体の表面の全域であってもよいし、表面の一部分に形成されていてもよいが、表面全域に凸形状が形成されていることが好ましい。また、電子写真感光体の表面の凸形状は、電子写真感光体の表面の単位面積10000μm2(100μm四方)に1個以上70,000個以下有することが好ましい。さらには、100個以上50,000個以下有することが好ましい。
上記電子写真感光体の表面の凹凸形状は、たとえば、市販のレーザー顕微鏡、光学顕微鏡、電子顕微鏡、原子力間顕微鏡を用いて測定可能である。
レーザー顕微鏡としては、たとえば、超深度形状測定顕微鏡VK−8550((株)キーエンス製)、超深度形状測定顕微鏡VK−9000((株)キーエンス製)、超深度形状測定顕微鏡VK−9500((株)キーエンス製)、表面形状測定システムSurface Explorer SX−520DR型機((株)菱化システム製)、走査型共焦点レーザー顕微鏡OLS3000(オリンパス(株)製)、リアルカラーコンフォーカル顕微鏡オプリテクスC130(レーザーテック(株)製)などの機器が利用可能である。
光学顕微鏡としては、たとえば、デジタルマイクロスコープVHX−500((株)キーエンス製)、デジタルマイクロスコープVHX−200((株)キーエンス製)、3DデジタルマイクロスコープVC−7700(オムロン(株)製)などの機器が利用可能である。
電子顕微鏡としては、たとえば、3Dリアルサーフェスビュー顕微鏡VE−9800((株)キーエンス製)、3Dリアルサーフェスビュー顕微鏡VE−8800((株)キーエンス製)、走査型電子顕微鏡コンベンショナル/Variable Pressure SEM(エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製)、走査型電子顕微鏡SUPERSCAN SS−550((株)島津製作所製)などの機器が利用可能である。
原子力間顕微鏡としては、たとえば、ナノスケールハイブリッド顕微鏡VN−8000((株)キーエンス製)、走査型プローブ顕微鏡NanoNaviステーション(エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製)、走査型プローブ顕微鏡SPM−9600((株)島津製作所製)などの機器が利用可能である。
上記顕微鏡を用いて、所定の倍率により、測定視野内の凹凸形状の長軸径、深さ、高さを計測することができる。
一例として、Surface Explorer SX−520DR型機による解析プログラムを利用した測定例について説明する。
測定対象の電子写真感光体をワーク置き台に設置し、チルト調整して水平を合わせ、ウェーブモードで電子写真感光体の表面の3次元形状データを取り込む。その際、対物レンズの倍率を50倍とし、100μm×100μm(10000μm2)の視野観察としてもよい。
次に、データ解析ソフト中の粒子解析プログラムを用いて電子写真感光体の表面の等高線データを表示する。
凹凸形状の形状、長軸径、深さおよび高さのような凹凸形状の解析パラメーターは、形成された凹凸形状によって各々最適化することができる。たとえば、長軸径10μm程度の凹凸形状の観察および測定を行う場合、長軸径上限を15μm、長軸径下限を1μm、深さ下限を0.1μmおよび体積下限を1μm3以上としてもよい。そして、解析画面上で凹凸形状と判別できる凹凸形状の個数をカウントし、これを凹凸形状の個数とする。
なお、凹凸形状の長軸径が1μm程度以下の凹凸形状については、レーザー顕微鏡および光学顕微鏡による観察が可能であるが、より測定精度を高める場合には、電子顕微鏡による観察および測定を併用することが望ましい。
次に、本発明の電子写真感光体の構成について説明する。
上記のとおり、本発明の電子写真感光体は、支持体、該支持体上に設けられた電荷発生層ならびに該電荷発生層上に設けられた電荷輸送層を有する電子写真感光体である。また、電荷輸送層が電子写真感光体の表面層(最上層)である電子写真感光体である。
また、本発明の電子写真感光体の電荷輸送層は、電荷輸送物質および結着樹脂を含有する。また、電荷輸送層は、結着樹脂として上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を含有する。
また、電荷輸送層を積層構造としてもよく、その場合は、少なくとも最も表面側の電荷輸送層に上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を含有させる。電子写真感光体は、一般的には、円筒状支持体上に感光層を形成してなる円筒状の電子写真感光体が広く用いられるが、ベルト状、シート状などの形状も可能である。
支持体としては、導電性を有するもの(導電性支持体)が好ましく、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスのような金属製の支持体を用いることができる。
アルミニウムやアルミニウム合金性の支持体の場合は、ED管、EI管や、これらを切削、電解複合研磨(電解作用を有する電極と電解質溶液による電解および研磨作用を有する砥石による研磨)、湿式または乾式ホーニング処理したものを用いることもできる。
また、アルミニウム、アルミニウム合金または酸化インジウム−酸化スズ合金を真空蒸着によって被膜形成された層を有する金属製支持体や樹脂製支持体を用いることもできる。
樹脂製支持体としては、たとえば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、フェノール樹脂、ポリプロピレン、ポリスチレン樹脂などの支持体が挙げられる。
また、カーボンブラック、酸化スズ粒子、酸化チタン粒子、銀粒子のような導電性粒子を樹脂や紙に含浸した支持体や、導電性結着樹脂を有するプラスチックを用いることもできる。
支持体の表面は、レーザー光などの散乱による干渉縞の防止などを目的として、切削処理、粗面化処理、アルマイト処理などを施してもよい。
支持体の表面が導電性を付与するために設けられた層である場合、その層の体積抵抗率は、1×1010Ω・cm以下であることが好ましく、特には1×106Ω・cm以下であることがより好ましい。
支持体と、後述の中間層または電荷発生層との間には、レーザー光などの散乱による干渉縞の防止や、支持体の傷の被覆を目的とした導電層を設けてもよい。これは、導電性粒子を結着樹脂に分散させた導電層用塗布液を用いて形成される層である。
導電性粒子としては、たとえば、カーボンブラック、アセチレンブラックや、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀のような金属粉や、導電性酸化スズ、ITOのような金属酸化物粉体などが挙げられる。
また、結着樹脂としては、たとえば、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、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、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられる。
導電層用塗布液の溶剤としては、たとえば、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテルのようなエーテル系溶剤や、メタノールのようなアルコール系溶剤や、メチルエチルケトンのようなケトン系溶剤や、トルエンのような芳香族炭化水素溶剤などが挙げられる。
導電層の膜厚は、0.2μm以上40μm以上であることが好ましく、1μm以上35μm以下であることがより好ましく、さらには5μm以上30μm以下であることがより好ましい。
導電性粒子や抵抗調節粒子を分散させた導電層は、その表面が粗面化される傾向にある。
支持体または導電層と、電荷発生層との間には、バリア機能や接着機能を有する中間層を設けてもよい。中間層は、たとえば、感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体からの電荷注入性改良、感光層の電気的破壊に対する保護のために形成される。
中間層は、結着樹脂を含有する中間層用塗布液を導電層上に塗布し、これを乾燥または硬化させることによって形成することができる。
中間層の結着樹脂としては、たとえば、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリル酸類、メチルセルロース、エチルセルロース、ポリグルタミン酸またはカゼインのような水溶性樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド酸樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリグルタミン酸エステル樹脂などが挙げられる。
中間層の電気的バリア性を効果的に発現させる観点から、また、塗工性、密着性、耐溶剤性、抵抗の好適化の観点から、中間層の結着樹脂は熱可塑性樹脂が好ましい。具体的には、熱可塑性のポリアミド樹脂が好ましい。ポリアミド樹脂としては、溶液状態で塗布できるような低結晶性または非結晶性の共重合ナイロンが好ましい。
中間層の膜厚は、0.05μm以上7μm以下であることが好ましく、0.1μm以上2μm以下であることがより好ましい。
また、中間層において電荷(キャリア)の流れが滞らないようにするため、中間層には、半導電性粒子あるいは電子輸送物質(アクセプターのような電子受容性物質)を含有させてもよい。
支持体、導電層または中間層上には、電荷発生層が設けられる。
本発明の電子写真感光体に用いられる電荷発生物質としては、たとえば、モノアゾ、ジスアゾ、トリスアゾのようなアゾ顔料や、金属フタロシアニン、非金属フタロシアニンのようなフタロシアニン顔料や、インジゴ、チオインジゴのようなインジゴ顔料や、ペリレン酸無水物、ペリレン酸イミドのようなペリレン顔料や、アンスラキノン、ピレンキノンのような多環キノン顔料や、スクワリリウム色素や、ピリリウム塩や、チアピリリウム塩や、トリフェニルメタン色素や、セレン、セレン−テルル、アモルファスシリコンのような無機物質や、キナクリドン顔料や、アズレニウム塩顔料や、シアニン染料や、キサンテン色素や、キノンイミン色素や、スチリル色素などが挙げられる。これら電荷発生物質は1種のみ用いてもよく、2種以上用いてもよい。これらの中でも、特にオキシチタニ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、クロロガリウムフタロシアニンのような金属フタロシアニンは、高感度であるため好ましい。
電荷発生層に用いられる結着樹脂としては、たとえば、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂などが挙げられる。これらの中でも、特には、ブチラール樹脂が好ましい。これらは単独、混合または共重合体として1種または2種以上用いることができる。
電荷発生層は、電荷発生物質を結着樹脂および溶剤とともに分散して得られる電荷発生層用塗布液を塗布し、これを乾燥させることによって形成することができる。また、電荷発生層は、電荷発生物質の蒸着膜としてもよい。
分散方法としては、たとえば、ホモジナイザー、超音波、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミルを用いた方法が挙げられる。
電荷発生物質と結着樹脂との割合は、1:10〜10:1(質量比)の範囲が好ましく、特には1:1〜3:1(質量比)の範囲がより好ましい。
電荷発生層用塗布液に用いられる溶剤は、使用する結着樹脂や電荷発生物質の溶解性や分散安定性から選択される。有機溶剤としては、たとえば、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、エステル系溶剤または芳香族炭化水素溶剤が挙げられる。
電荷発生層の膜厚は、5μm以下であることが好ましく、0.1μm以上2μm以下であることがより好ましい。
また、電荷発生層には、種々の増感剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤などを必要に応じて添加することもできる。また、電荷発生層において電荷(キャリア)の流れが滞らないようにするために、電荷発生層には、電子輸送物質(アクセプターのような電子受容性物質)を含有させてもよい。
電荷発生層上には、電荷輸送層が設けられる。
本発明の電子写真感光体に用いられる電荷輸送物質としては、たとえば、上述のようにトリアリールアミン化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、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、トリアリルメタン化合物などが挙げられる。これらの中でも、上記式(4)で示される化合物が好ましい。また、電荷輸送層中の上記式(4)で示される化合物の含有量は、電荷輸送層中の全電荷輸送物質の全質量に対して10質量%以上であることが好ましい。
本発明の電子写真感光体の表面層である電荷輸送層は、結着樹脂として上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を含有するが、上述のとおり、他の樹脂を混合して用いてもよい。混合して用いてもよい結着樹脂は、上述のとおりである。
電荷輸送層は、電荷輸送物質および結着樹脂を溶剤に溶解させることによって得られる電荷輸送層用塗布液を塗布し、これを乾燥させることによって形成することができる。
電荷輸送物質と結着樹脂との割合は、4:10〜20:10(質量比)の範囲が好ましく、5:10〜12:10(質量比)の範囲がより好ましい。
電荷輸送層用塗布液に用いられる溶剤としては、たとえば、アセトン、メチルエチルケトンのようなケトン系溶剤や、酢酸メチル、酢酸エチルのようなエステル系溶剤や、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジメトキシメタン、ジメトキシエタンのようなエーテル系溶剤や、トルエン、キシレン、クロロベンゼンのような芳香族炭化水素溶剤などが挙げられる。これら溶剤は、単独で使用してもよいが、2種類以上を混合して使用してもよい。これらの溶剤の中でも、エーテル系溶剤、芳香族炭化水素溶剤を使用することが、樹脂溶解性の観点から好ましい。
電荷輸送層の膜厚は、5μm以上50μm以下であることが好ましく、10μm以上35μm以下であることがより好ましい。
また、電荷輸送層には、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤などを必要に応じて添加することもできる。
本発明の電子写真感光体の各層には、各種添加剤を添加することができる。添加剤としては、たとえば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、対光安定剤のような劣化防止剤や、有機微粒子、無機微粒子などの微粒子が挙げられる。劣化防止剤としては、たとえば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミン系対光安定剤、硫黄原子含有酸化防止剤、リン原子含有酸化防止剤が挙げられる。有機微粒子としては、たとえば、フッ素原子含有樹脂粒子、ポリスチレン微粒子、ポリエチレン樹脂粒子のような高分子樹脂粒子が挙げられる。無機微粒子としては、たとえば、シリカ、アルミナのような金属酸化物が挙げられる。
上記各層の塗布液を塗布する際には、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、スピンナーコーティング法、ローラーコーティング法、マイヤーバーコーティング法、ブレードコーティング法などの塗布方法を用いることができる。
図3に、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3において、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。
回転駆動される電子写真感光体1の表面は、帯電手段(一次帯電手段:帯電ローラーなど)3により、正または負の所定電位に均一に帯電される。次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光などの露光手段(不図示)から出力される露光光(画像露光光)4を受ける。こうして電子写真感光体1の表面に、目的の画像に対応した静電潜像が順次形成されていく。
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の現像剤に含まれるトナーにより現像されてトナー像となる。次いで、電子写真感光体1の表面に形成担持されているトナー像が、転写手段(転写ローラーなど)6からの転写バイアスによって、転写材(紙など)Pに順次転写されていく。なお、転写材Pは、転写材供給手段(不図示)から電子写真感光体1と転写手段6との間(当接部)に電子写真感光体1の回転と同期して取り出されて給送される。
トナー像の転写を受けた転写材Pは、電子写真感光体1の表面から分離されて定着手段8へ導入されて像定着を受けることにより画像形成物(プリント、コピー)として装置外へプリントアウトされる。
トナー像転写後の電子写真感光体1の表面は、クリーニング手段(クリーニングブレードなど)7によって転写残りの現像剤(トナー)の除去を受けて清浄面化される。次いで、前露光手段(不図示)からの前露光光(不図示)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、図3に示すように、帯電手段3が帯電ローラーなどを用いた接触帯電手段である場合は、前露光は必ずしも必要ではない。
上記の電子写真感光体1、帯電手段3、現像手段5、転写手段6およびクリーニング手段7などの構成要素のうち、複数のものを容器に納めてプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やレーザービームプリンターなどの電子写真装置本体に対して着脱自在に構成してもよい。図3では、電子写真感光体1と、帯電手段3、現像手段5およびクリーニング手段7とを一体に支持してカートリッジ化して、電子写真装置本体のレールなどの案内手段10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9としている。
図4に、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カラー電子写真装置(インライン方式)の概略構成の一例を示す。
図4において、1Y、1M、1C、1Kは円筒状の電子写真感光体(第1色〜第4色用電子写真感光体)であり、それぞれ軸2Y、2M、2C、2Kを中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。
回転駆動される第1色用電子写真感光体1Yの表面は、第1色用帯電手段(一次帯電手段:帯電ローラーなど)3Yにより、正または負の所定電位に均一に帯電される。次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光などの露光手段(不図示)から出力される露光光(画像露光光)4Yを受ける。露光光4Yは、目的のカラー画像の第1色成分像(たとえばイエロー成分像)に対応した露光光である。こうして第1色用電子写真感光体1Yの表面に、目的のカラー画像の第1色成分像に対応した第1色成分静電潜像(イエロー成分静電潜像)が順次形成されていく。
張架ローラー12によって張架された転写材搬送部材(転写材搬送ベルト)14は、矢印方向に第1色〜第4色用電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kとほぼ同じ周速度(たとえば第1色〜第4色用電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kの周速度に対して97〜103%)で回転駆動される。また、転写材供給手段17から給送された転写材(紙など)Pは、転写材搬送部材14に静電的に担持(吸着)され、第1色〜第4色用電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kと転写材搬送部材との間(当接部)に順次搬送される。
第1色用電子写真感光体1Yの表面に形成された第1色成分静電潜像は、第1色用現像手段5Yのトナーにより現像されて第1色トナー画像(イエロートナー画像)となる。次いで、第1色用電子写真感光体1Yの表面に形成担持されている第1色トナー画像が、第1色用転写手段(転写ローラーなど)6Yからの転写バイアスによって、第1色用電子写真感光体1Yと第1色用転写手段6Yとの間を通過する転写材搬送部材14に担持された転写材Pに順次転写されていく。
第1色トナー画像転写後の第1色用電子写真感光体1Yの表面は、第1色用クリーニング手段(クリーニングブレードなど)7Yによって転写残トナーの除去を受けて清浄面化された後、繰り返し第1色トナー画像形成に使用される。
第1色用電子写真感光体1Y、第1色用帯電手段3Y、第1色成分像に対応した露光光4Yを出力する第1色用露光手段、第1色用現像手段5Yおよび第1色用転写手段6Yをまとめて第1色用画像形成部と称する。
第2色用電子写真感光体1M、第2色用帯電手段3M、第2色成分像に対応した露光光4Mを出力する第2色用露光手段、第2色用現像手段5Mおよび第2色用転写手段6Mを有する第2色用画像形成部、第3色用電子写真感光体1C、第3色用帯電手段3C、第3色成分像に対応した露光光4Cを出力する第3色用露光手段、第3色用現像手段5Cおよび第3色用転写手段6Cを有する第3色用画像形成部、第4色用電子写真感光体1K、第4色用帯電手段3K、第4色成分像に対応した露光光4Kを出力する第4色用露光手段、第4色用現像手段5Kおよび第4色用転写手段6Kを有する第4色用画像形成部の動作は、第1色用画像形成部の動作と同様であり、転写材搬送部材14に担持され、第1色トナー画像が転写された転写材Pに、第2色トナー画像(マゼンタトナー画像)、第3色トナー画像(シアントナー画像)、第4色トナー画像(ブラックトナー画像)が順次転写されていく。こうして転写材搬送部材14に担持された転写材Pに目的のカラー画像に対応した合成トナー画像が形成される。
合成トナー画像が形成された転写材Pは、転写材搬送部材14の表面から分離されて定着手段8へ導入されて像定着を受けることによりカラー画像形成物(プリント、コピー)として装置外へプリントアウトされる。
また、第1色〜第4色用クリーニング手段7Y、7M、7C、7Kによる転写残トナー除去後の第1色〜第4色用電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kの表面を、前露光手段からの前露光光により除電処理してもよいが、図4に示すように、第1色〜第4色用帯電手段3Y、3M、3C、3Kが帯電ローラーなどを用いた接触帯電手段である場合は、前露光は必ずしも必要ではない。
上述の電子写真感光体、帯電手段、現像手段、転写手段およびクリーニング手段などの構成要素のうち、複数のものを容器に納めてプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やレーザービームプリンターなどの電子写真装置本体に対して着脱自在に構成してもよい。図4では、画像形成部ごとに、電子写真感光体と、帯電手段、現像手段およびクリーニング手段とを一体に支持してカートリッジ化して、電子写真装置本体のレールなどの案内手段(不図示)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9Y、9M、9C、9Kとしている。
(実施例1)
直径30mm、長さ260.5mmのアルミニウムシリンダーを支持体とした。
次に、SnO2コート処理硫酸バリウム(導電性粒子)10部、酸化チタン(抵抗調節用顔料)2部、フェノール樹脂(結着樹脂)6部、シリコーンオイル(レベリング剤)0.001部およびメタノール4部/メトキシプロパノール16部の混合溶剤を用いて導電層用塗布液を調製した。
この導電層用塗布液を支持体上に浸漬塗布し、これを30分間140℃で硬化(熱硬化)させることによって、膜厚が15μmの導電層を形成した。
次に、N−メトキシメチル化ナイロン3部および共重合ナイロン3部をメタノール65部/n−ブタノール30部の混合溶剤に溶解させることによって、中間層用塗布液を調製した。
この中間層用塗布液を導電層上に浸漬塗布し、これを10分間100℃で乾燥させることによって、膜厚が0.7μmの中間層を形成した。
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°、16.3°、18.6°、25.1°および28.3°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(電荷発生物質)10部を、シクロヘキサノン250部に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、結着樹脂)5部を溶解させた液に加えた。これを、直径1mm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1時間分散した。分散後、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中間層上に浸漬塗布し、これを10分間100℃で乾燥させることによって、膜厚が0.26μmの電荷発生層を形成した。
次に、上記式(4−1)で示される化合物(電荷輸送物質)1部、下記式(CTM−1)
で示される化合物(電荷輸送物質)9部、合成例1で合成したポリエステル樹脂A1(結着樹脂)10部を、ジメトキシメタン20部およびモノクロロベンゼン60部の混合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、これを1時間120℃で乾燥させることによって、膜厚が19μmの電荷輸送層を形成した。
このようにして、電荷輸送層が表面層である電子写真感光体を作製した。
次に、評価について説明する。
評価は、2,000枚繰り返し使用時の明部電位の変動(電位変動)ならびに初期および2,000枚繰り返し使用時のトルクの相対値およびトルク測定時の電子写真感光体の表面の観察について行った。
評価装置としては、キヤノン(株)製レーザービームプリンターLBP−2510(帯電(一次帯電):接触帯電方式、プロセススピード:94.2mm/s)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て用いた。また、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレードを、電子写真感光体の表面に対して、当接角25°および当接圧35g/cmとなるように設定した。
評価は、温度23℃、相対湿度50%環境下で行った。
<電位変動評価>
評価装置の780nmのレーザー光源の露光量(画像露光量)については、電子写真感光体の表面での光量が0.3μJ/cm2となるように設定した。
電子写真感光体の表面電位(暗部電位および明部電位)の測定は、電子写真感光体の端部から130mmの位置に電位測定用プローブが位置するように固定された冶具と現像器とを交換して、現像器位置で行った。
電子写真感光体の非露光部の暗部電位が−450Vとなるように設定し、レーザー光を照射して暗部電位から光減衰させた明部電位を測定した。
また、A4サイズの普通紙を用い、連続して画像出力を2,000枚行い、その前後での明部電位の変動量を評価した。結果を表4中の電位変動に示す。なお、テストチャートは、印字比率5%のものを用いた。
<トルクの相対値評価>
上記電位変動評価条件と同条件において、電子写真感光体の回転モーターの駆動電流値(電流値A)を測定した。この評価は、電子写真感光体とクリーニングブレードとの接触ストレス量を評価したものである。得られた電流値の大きさは、電子写真感光体とクリーニングブレードとの接触ストレス量の大きさを示す。
さらに、以下の方法でトルク相対値の対照となる電子写真感光体を作製した。
実施例1の電子写真感光体の電荷輸送層の結着樹脂に用いたポリエステル樹脂A1を、上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位を5:5のモル比で有するポリエステル樹脂(重量平均分子量120,000)に変更した以外は実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、これを対照用電子写真感光体とした。
作製された対照用電子写真感光体を用いて、実施例1と同様に電子写真感光体の回転モーターの駆動電流値(電流値B)を測定した。
このようにして得られた本発明に係るポリエステル樹脂を用いた電子写真感光体の駆動電流値(電流値A)と、本発明に係るポリエステル樹脂を用いなかった電子写真感光体の回転モーターの駆動電流値(電流値B)との比を算出した。得られた(電流値A)/(電流値B)の数値を、トルクの相対値として比較した。このトルクの相対値の数値は、電子写真感光体とクリーニングブレードとの接触ストレス量の増減を示し、トルクの相対値の数値が小さいほうが電子写真感光体とクリーニングブレードとの接触ストレス量が小さいことを示す。結果を、表4中の初期トルクの相対値に示す。
続いて、A4サイズの普通紙を用い、連続して画像出力を2,000枚行った。なお、テストチャートは、印字比率5%のものを用いた。
その後、2,000枚繰り返し使用後のトルクの相対値測定を行った。2,000枚繰り返し使用後のトルクの相対値は初期トルクの相対値と同様の評価で行った。この場合、対照用電子写真感光体に対しても2,000枚繰り返し使用を行い、そのときの駆動電流値を用いて2,000枚繰り返し使用後のトルクの相対値を算出した。結果を、表4中の2,000枚後トルクの相対値に示す。
(実施例2〜8)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を表2に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。
(実施例9)
電荷発生層までは実施例1と同様に形成した。
次に、上記式(4−1)で示される化合物(電荷輸送物質)1部、上記式(CTM−1)で示される化合物(電荷輸送物質)9部、合成例1で合成したポリエステル樹脂A1を8部および上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位を5:5のモル比で有するポリエステル樹脂(重量平均分子量120,000)2部を、ジメトキシメタン20部およびモノクロロベンゼン60部の混合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、これを1時間120℃で乾燥させることによって、膜厚が19μmの電荷輸送層を形成した。形成された電荷輸送層には、シロキサン部位を含有する本発明に係るポリエステル樹脂(ポリエステル樹脂A1)中における電荷輸送物質の凝集は観測されなかった。
このようにして、電荷輸送層が表面層である電子写真感光体を作製した。
評価は実施例1と同様に行った。結果を表4に示す。
(実施例10)
実施例9において、ポリエステル樹脂A1と、上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位を5:5のモル比で有するポリエステル樹脂(重量平均分子量120,000)との混合比を表2に示すように変更した以外は、実施例1と同様に電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。実施例10では、形成された電荷輸送層には、シロキサン部位を含有する本発明に係るポリエステル樹脂(ポリエステル樹脂A1)中における電荷輸送物質の凝集は観測されなかった。
(実施例11)
電荷発生層までは実施例1と同様に形成した。
次に、上記式(4−1)で示される化合物(電荷輸送物質)1部、上記式(CTM−1)で示される化合物(電荷輸送物質)9部、合成例1で合成したポリエステル樹脂A1を8部および上記式(9−4)で示される繰り返し構造単位有するポリカーボネート樹脂(重量平均分子量120,000)2部を、ジメトキシメタン20部およびモノクロロベンゼン60部の混合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、これを1時間120℃で乾燥させることによって、膜厚が19μmの電荷輸送層を形成した。形成された電荷輸送層には、シロキサン部位を含有する本発明に係るポリエステル樹脂(ポリエステル樹脂A1)中における電荷輸送物質の凝集は観測されなかった。
このようにして、電荷輸送層が表面層である電子写真感光体を作製した。
評価は実施例1と同様に行った。結果を表4に示す。
(実施例12〜17)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を表2に示すように変更し、表2で示す混合比で使用した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。実施例16および17において、形成された電荷輸送層には、シロキサン部位を含有する本発明に係るポリエステル樹脂(ポリエステル樹脂B1)中における電荷輸送物質の凝集は観測されなかった。
(実施例18〜22)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を表2に示すように変更し、表2で示す混合比で使用した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。ただし、トルク評価で用いた電子写真感光体は、実施例1で用いた対照用電子写真感光体の電荷輸送層の結着樹脂を上記式(2−33)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂(重量平均分子量130,000)に変更して測定した。結果を表4に示す。
(実施例23〜29)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を表2に示すように変更し、表2で示す混合比で使用し、さらに電荷輸送物質を上記式(4−7)で示される化合物に変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。ただし、トルク評価で用いた電子写真感光体は、実施例1で用いた対照用電子写真感光体の電荷輸送層の結着樹脂を上記式(2−33)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂(重量平均分子量130,000)に変更し、さらに電荷輸送物質を上記式(4−7)で示される化合物に変更して測定した。結果を表4に示す。実施例27〜29において、形成された電荷輸送層には、シロキサン部位を含有する本発明に係るポリエステル樹脂(ポリエステル樹脂H)中における電荷輸送物質の凝集は観測されなかった。
(実施例30〜33)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を表2に示すように変更し、表2で示す混合比で使用した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。ただし、トルク評価で用いた電子写真感光体は、実施例1で用いた対照用電子写真感光体の電荷輸送層の結着樹脂を上記式(2−34)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位を7:3のモル比で有するポリエステル樹脂(重量平均分子量110,000)に変更して測定した。結果を表4に示す。
(実施例34)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を表2に示すように変更し、表2で示す混合比で使用した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。ただし、トルク評価で用いた電子写真感光体は、実施例1で用いた対照用電子写真感光体の電荷輸送層の結着樹脂を上記式(2−1)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂(重量平均分子量120,000)に変更して測定した。結果を表4に示す。
(実施例35)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を表2に示すように変更し、表2で示す混合比で使用した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。ただし、トルク評価で用いた電子写真感光体は、実施例1で用いた対照用電子写真感光体の電荷輸送層の結着樹脂を上記式(2−2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂(重量平均分子量120,000)に変更して測定した。結果を表4に示す。
(実施例36)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を表2に示すように変更し、表2で示す混合比で使用した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。ただし、トルク評価で用いた電子写真感光体は、実施例1で用いた対照用電子写真感光体の電荷輸送層の結着樹脂を上記式(2−1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位を3:7のモル比で有するポリエステル樹脂(重量平均分子量110,000)に変更して測定した。結果を表4に示す。
(実施例37)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を表2に示すように変更し、表2で示す混合比で使用した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。ただし、トルク評価で用いた電子写真感光体は、実施例1で用いた対照用電子写真感光体の電荷輸送層の結着樹脂を上記式(2−2)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位を3:7のモル比で有するポリエステル樹脂(重量平均分子量110,000)に変更して測定した。結果を表4に示す。
(比較例1)
ジカルボン酸ハライドとして合成例1で用いた上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライドおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライドを用い、ジオールとして合成例1で用いた上記式(7−1)で示されるジオール化合物および(8−1)で示されるジオール化合物を用い、合成時の使用量を調整し、ポリエステル樹脂の全質量中のシロキサン部位が1質量%であるポリエステル樹脂A9(重量平均分子量120,000)を合成した。表3に示す。
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂をポリエステル樹脂A9に変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。
(比較例2)
ジカルボン酸ハライドとして合成例1で用いた上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライドおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライドを用い、ジオールとして合成例1で用いた上記式(7−1)で示されるジオール化合物および(8−1)で示されるジオール化合物を用い、合成時の使用量を調整し、ポリエステル樹脂の全質量中のシロキサン部位が40質量%であるポリエステル樹脂A10(重量平均分子量160,000)を合成した。表3に示す。
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂をポリエステル樹脂A10に変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。形成された電荷輸送層には、シロキサン部位を含有する樹脂(ポリエステル樹脂A10)中における電荷輸送物質の凝集が観測された。
(比較例3)
ジカルボン酸ハライドとして合成例1で用いた上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライドおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライドを用い、ジオールとして下記式(7−8)
で示されるジオール化合物および上記式(8−1)で示されるジオール化合物を用い、合成時の使用量を調整し、ポリエステル樹脂の全質量中のシロキサン部位が20質量%であるポリエステル樹脂T1(重量平均分子量120,000)を合成した。ポリエステル樹脂Tは下記式(P−1)
で示される繰り返し構造単位および下記式(P−2)
で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であり、上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であるポリエステル樹脂である。
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂をポリエステル樹脂T1に変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。表3に示す。実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。
(比較例4)
ジカルボン酸ハライドとして合成例1で用いた上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライドおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライドを用い、ジオールとして下記式(7−9)
で示されるジオール化合物および上記式(8−1)で示されるジオール化合物を用い、合成時の使用量を調整し、ポリエステル樹脂の全質量中のシロキサン部位が20質量%であるポリエステル樹脂T2(重量平均分子量120,000)を合成した。ポリエステル樹脂T2は下記式(P−3)
で示される繰り返し構造単位および下記式(P−4)
で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であり、上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であるポリエステル樹脂である。
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂をポリエステル樹脂T2に変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。表3に示す。実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。
形成された電荷輸送層には、シロキサン部位を含有する樹脂(ポリエステル樹脂T2)中における電荷輸送物質の凝集が観測された。
(比較例5)
ジカルボン酸ハライドとして合成例1で用いた上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライドおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライドを用い、ジオールとして下記式(7−10)
で示されるジオール化合物および上記式(8−1)で示されるジオール化合物を用い、合成時の使用量を調整し、ポリエステル樹脂の全質量中のシロキサン部位が20質量%であるポリエステル樹脂U(重量平均分子量120,000)を合成した。ポリエステル樹脂Uは下記式(P−5)
で示される繰り返し構造単位および下記式(P−6)
で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であり、上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であるポリエステル樹脂である。
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂をポリエステル樹脂Uに変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。表3に示す。実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。
(比較例6)
ジカルボン酸ハライドとして合成例1で用いた上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライドおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライドを用い、ジオールとして下記式(7−11)
で示されるジオール化合物および上記式(8−1)で示されるジオール化合物を用い、合成時の使用量を調整し、ポリエステル樹脂の全質量中のシロキサン部位が20質量%であるポリエステル樹脂V(重量平均分子量120,000)を合成した。ポリエステル樹脂Vは下記式(P−7)
で示される繰り返し構造単位および下記式(P−8)
で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であり、上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であるポリエステル樹脂である。
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂をポリエステル樹脂Vに変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。表3に示す。実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。
形成された電荷輸送層には、シロキサン部位を含有する樹脂(ポリエステル樹脂V)中における電荷輸送物質の凝集が観測された。
(比較例7)
ジカルボン酸ハライドとして合成例1で用いた上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライドおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライドを用い、ジオールとして下記式(7−10)
で示されるジオール化合物および上記式(8−1)で示されるジオール化合物を用い、合成時の使用量を調整し、ポリエステル樹脂の全質量中のシロキサン部位が20質量%であるポリエステル樹脂W1(重量平均分子量100,000)を合成した。ポリエステル樹脂W1は下記式(P−9)
で示される繰り返し構造単位および下記式(P−10)
で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であり、上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であるポリエステル樹脂である。
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂をポリエステル樹脂W1に変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。表3に示す。実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。
(比較例8)
ジカルボン酸ハライドとして合成例1で用いた上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライトおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライドを用い、ジオールとして下記式(7−13)
で示されるジオール化合物および上記式(8−1)で示されるジオール化合物を用い、合成時の使用量を調整し、ポリエステル樹脂の全質量中のシロキサン部位が20質量%であるポリエステル樹脂W2(重量平均分子量80,000)を合成した。ポリエステル樹脂W2は下記式(P−11)
で示される繰り返し構造単位および下記式(P−12)
で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であり、上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であるポリエステル樹脂である。
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂をポリエステル樹脂W2に変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。表3に示す。実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。
(比較例9)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を特開2003−302780号公報に記載のポリエステル樹脂X(下記式(P−13)
で示される繰り返し構造単位および上記式(2−15)で示される繰り返し構造単位のモル比が15:85であるポリエステル樹脂)を使用した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。表3に示す。実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。
(比較例10)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を下記式(P−14)
で示される繰り返し構造単位および下記式(P−15)
で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であり、上記式(2−11)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−23)で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であるポリエステル樹脂Yを合成した。合成された樹脂中のシロキサン部位は30質量%であった。
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂をポリエステル樹脂Yに変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。表3に示す。実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。形成された電荷輸送層には、シロキサン部位を含有する樹脂(ポリエステル樹脂Y)中における電荷輸送物質の凝集が観測された。
(比較例11)
上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位を有し、末端に下記式(7−13)
で示される構造を導入したポリエステル樹脂Zを合成した。合成された樹脂中のシロキサン部位は1.2質量%であった。
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂をポリエステル樹脂Zに変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。表3に示す。実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。
(比較例12)
上記式(9−4)で示される繰り返し構造単位および下記式(P−16)
で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であるポリカーボネート樹脂Aを合成し、上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であるポリエステル樹脂と表3に示すように混合した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。表3に示す。実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。
表2中の「シロキサンの質量比A(質量%)」は、「樹脂A(ポリエステル樹脂)」中のシロキサン部位の含有量(質量%)を意味する。
表2中の「樹脂B(他構造の樹脂)」は、シロキサン部位を含有しない樹脂を意味する。
表2中の「シロキサンの質量比B(質量%)」は、電荷輸送層中の全結着樹脂の全質量に対する「樹脂A(ポリエステル樹脂)」中のシロキサン部位の含有量(質量%)を意味する。
表3中の「シロキサンの質量比A(質量%)」は、「樹脂A」中のシロキサン部位の含有量(質量%)を意味する。
表3中の「樹脂B(他構造の樹脂)」は、シロキサン部位を含有しない樹脂を意味する。
表3中の「シロキサンの質量比B(質量%)」は、電荷輸送層中の全結着樹脂の全質量に対する「樹脂A」中のシロキサン部位の含有量(質量%)を意味する。
また、実施例と比較例2との比較により、電荷輸送層中のポリエステル樹脂に対するシロキサン質量比が高い場合、電荷輸送物質との相溶性が不十分となり、シロキサン部位を含有する樹脂中において電荷輸送物質が凝集し、電位変動を生じることが示されている。
また、実施例と比較例3との比較により、電荷輸送層中のシロキサン部位を含有するポリエステル樹脂のシロキサン部位の繰り返し数の平均値が小さい場合、十分な接触ストレスの緩和効果が得られない。これは、接触ストレスの緩和の効果がシロキサン鎖長の長さにも依存することが示されている。
しかしながら、実施例と比較例4との比較により、電荷輸送層中のシロキサン部位を含有するポリエステル樹脂のシロキサン部位の繰り返し数の平均値が大きい場合、電位変動が大きな値となり電子写真感光体特性が悪化することが示されている。これは、シロキサン部位のシロキサン鎖長が多いと電荷輸送物質との相溶性が低下し、シロキサン部位を含有する樹脂中において電荷輸送物質が凝集することに由来している。
したがって、接触ストレスの緩和と電荷輸送物質との良好な相溶性を両立させるためには、適切なシロキサン部位の繰り返し数の平均値(シロキサン鎖長)であることが重要である。
また、実施例と比較例5との比較により、シロキサン部位とジカルボン酸部位とを結合させるフェニレン部位の結合位置に関連し、特性差が生じていることが示されている。比較例5で示されているフェニレン部位の結合様式(パラ位での結合)では、電荷輸送物質との相溶性が劣るシロキサン部位がポリマー鎖に対し、より直線的に配置されている。これにより、電荷輸送物質との相溶性が低下し、シロキサン部位を含有する樹脂中において電荷輸送物質が凝集していると推測される。実施例で示される結合様式(オルト位での結合)では、シロキサン部位がポリマー鎖に対し、屈曲した配置であるため、より相溶性が高く、特性が安定していると考えられる。
また、実施例と比較例6との比較により、シロキサン部位の両端のアルキレン基の有無に関連し、特性差が生じていることが示されている。これは、比較例6で示されているシロキサン部位とフェニレン部位が直接結合した場合、シロキサン部位の電荷輸送物質との相溶性悪化が顕著に発現するのに対し、アルキレン基を設けた場合、相溶性悪化が発現し難いことを示唆している。シロキサン部分がアルキレン基を両端に有することにより、比較的自由に構造を変更しることができることで、相溶性の改善がなされている。
また、実施例と比較例7との比較により、シロキサン部位が環構造を形成している場合は接触ストレスの緩和効果が得られにくいことが示されている。接触ストレスの緩和効果は、シロキサン部分が表面に存在することで発現することが一般的に知られている。シロキサン部位が直鎖状の構造ではシロキサン部分のガラス転移点が低く、シロキサン部位の構造が変化しやすいことで、より表面に存在するシロキサン部位を多くすることが可能となる。
しかしながら、シロキサン部位が環状構造では、シロキサン構造は直鎖状構造ほどの変化は起こりにくいため、上記の特性差が生じていると考えられる。
また、実施例と比較例8との比較により、シロキサン部位が分岐構造を形成している場合は、良好な接触ストレスの緩和効果が得られるものの、電荷輸送物質との相溶性が不十分となり、電位変動を生じることが示されている。これは上記のとおり、電荷輸送物質の構造が芳香環を有する構造であり、電荷輸送物質の凝集は明確には観測されていないが、シロキサン部位とは親和性が高くないことに由来していると考えられる。
また、実施例と比較例9との比較により、ジカルボン酸と結合するフェニレン基の結合様式の相違により、電位安定性および接触ストレスの緩和効果に差異を生じることが示されている。フェニレン基のオルト位で結合するアルキレン基−メチレン基(比較例10)とアルキレン基−酸素原子(実施例)との構造上の差異により、アルキレン基−メチレン基では、その立体障害のために比較的構造が固定化されることが推測できる。その結果、電位安定性に反映される電荷輸送物質との相溶性の違いや、シロキサン鎖の自由運動に伴う接触ストレスの緩和効果に違いが生じていると考えられる。また、電荷輸送層中のポリエステル樹脂に対するシロキサン質量比が高い樹脂であることも特性悪化に影響していると考えられる。
また、実施例と比較例10との比較により、カルボン酸から直接シロキサン部位に結合した場合には、シロキサン部位の電荷輸送物質との相溶性悪化が顕著に発現することが示されている。
また、実施例と比較例11との比較により、末端にのみシロキサン構造を有する場合には、その構造上、電荷輸送層中のポリエステル樹脂に対するシロキサン質量比や電荷輸送層中の全結着樹脂に対するシロキサンの質量比が低く十分に接触ストレスの緩和効果は得られないことが示されている。
また、実施例と比較例12との比較により、シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂とポリエステル樹脂を混合して用いた場合、接触ストレスの緩和効果が持続しないことが示されている。これは、上記の樹脂間での相溶性が低下し、シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂の表面移行性が発現することに由来すると考えられる。
(実施例38)
実施例1と同様にして作製した電子写真感光体に対して、図2に示したモールドによる圧接形状転写加工装置において、図5に示された形状転写用のモールドを設置し、表面加工を行った。加工時の電子写真感光体およびモールドの温度は110℃に制御し、4MPaの圧力で加圧しながら、電子写真感光体を周方向に回転させ形状転写を行った。図5において、(1)は上から見たモールド形状を示し、(2)は横から見たモールド形状を示す図である。図5に示すモールドは円柱形状を有しており、その長軸径Dは2.0μm、高さFは6.0μmであり、モールドとモールドとの間隔Eは1.0μmである。
上記の方法により作製された電子写真感光体に対して、超深度形状測定顕微鏡VK−9500((株)キーエンス社製)を用いて表面観察を行った。測定対象の電子写真感光体を円筒状支持体を固定できるよう加工された置き台に設置し、電子写真感光体の上端から130mm離れた位置の表面観察を行った。その際、対物レンズ倍率50倍とし、電子写真感光体の表面の100μm四方(10000μm2)を視野観察とし、測定を行った。測定視野内に観察された凹形状部を解析プログラムを用いて解析を行った。
測定視野内にある各凹形状部の表面部分の形状、長軸径(図6中のRpc)および深さ(図6中のRdv)を測定した。平均長軸径は2.0μm、平均深さは1.2μmである図6に示される凹形状部が形成されていることが確認された。凹形状部の配列を示す図6において、(1)は電子写真感光体の表面を上から見た図であり、(2)は凹形状部の断面形状を示す。また、凹形状部間隔(図6中のI)は、1.0μmの間隔で形成され、面積率を算出すると46%であった。実施例41で用いた電荷輸送層中の樹脂の構成を表5に示す。
得られた電子写真感光体を実施例1と同様に評価を行った。結果を表6に示す。
(実施例39〜41)
実施例12、30および31と同様にして作製した電子写真感光体に対して、実施例38と同様の表面加工をモールドの加圧の圧力を変更して行った。実施例38と同様の表面観察により、それぞれの電子写真感光体の表面に
実施例39:平均長軸径:2.0μm、平均深さ:1.4μm
実施例40:平均長軸径:2.0μm、平均深さ:0.8μm
実施例41:平均長軸径:2.0μm、平均深さ:0.9μm
である図6に示される凹形状部が形成されていることが確認された。また、凹形状部間隔Iは、1.0μmの間隔で形成されていた。実施例39〜41で用いた電荷輸送層中の樹脂の構成を表5に示す。
得られた電子写真感光体を実施例12、30および31と同様の評価を行った。結果を表6に示す。
(実施例42)
実施例1と同様に支持体上に導電層、中間層および電荷発生層を作製した。
次に、上記式(4−1)で示される化合物(電荷輸送物質)1部、上記式(CTM−1)で示される化合物(電荷輸送物質)9部、合成例1で合成したポリエステル樹脂A1(結着樹脂)10部を、ジプロピレングリコール2部、ジメトキシメタン18部およびモノクロロベンゼン60部の混合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、支持体上に電荷輸送層用塗布液を塗布した。電荷輸送層用塗布液を塗布する工程は、相対湿度50%および雰囲気温度25℃の状態で行った。塗布工程終了から180秒後、あらかじめ装置内が120℃に加熱されていた送風乾燥機内に、電荷輸送層用塗布液を塗布済みの支持体を入れ、乾燥工程を60分間行うことにより、膜厚が19μmの電荷輸送層を形成した。
このようにして、電荷輸送層が表面層であり、表面に凹部が形成されている電子写真感光体を作製した。実施例42で用いた電荷輸送層中の樹脂の構成を表5に示す。
実施例38と同様に表面形状測定を行ったところ、平均長軸径2.5μm、平均深さ1.2μmの凹形状部が単位面積10000μm2(100μm四方)あたり1,500個形成されていることが確認された。
得られた電子写真感光体を実施例1と同様に評価を行った。結果を表6に示す。
(実施例43)
実施例42で使用したポリエステル樹脂A1をポリエステル樹脂B1に変更した以外は実施例42と同様の方法で電子写真感光体を作製した。実施例43で用いた電荷輸送層中の樹脂の構成を表5に示す。
実施例38と同様に表面形状測定を行ったところ、平均長軸径2.0μm、平均深さ1.0μmの凹形状部が単位面積10000μm2(100μm四方)あたり1,200個形成されていることが確認された。
得られた電子写真感光体を実施例1と同様に評価を行った。結果を表6に示す。
(実施例44〜45)
実施例1と同様に支持体上に導電層、中間層および電荷発生層を作製した。
電荷輸送層の結着樹脂を表5に示す樹脂を使用し、電荷輸送物質を上記式(4−7)で示される化合物に変更した以外は、実施例42と同様にして電子写真感光体を作製した。実施例44〜45で用いた電荷輸送層中の樹脂の構成を表5に示す。
実施例38と同様に表面形状測定を行ったところ、
実施例44:平均長軸径2.4μm、平均深さ1.5μm
実施例45:平均長軸径1.8μm、平均深さ1.2μm
の凹形状部が単位面積10000μm2(100μm四方)あたりそれぞれ1,200個および1,400個形成されていることが確認された。
得られた電子写真感光体を実施例32および33と同様に評価を行った。結果を表6に示す。
(実施例46〜49)
実施例42で使用したポリエステル樹脂A1を表5に示す樹脂に変更した以外は、実施例42と同様の方法で電子写真感光体を作製した。実施例46〜49で用いた電荷輸送層中の樹脂の構成を表5に示す。
実施例38と同様に表面形状測定を行ったところ、
実施例46:平均長軸径2.5μm、平均深さ1.2μm
実施例47:平均長軸径2.3μm、平均深さ1.4μm
実施例48:平均長軸径2.8μm、平均深さ1.5μm
実施例49:平均長軸径1.8μm、平均深さ1.2μm
の凹形状部が単位面積10000μm2(100μm四方)あたりそれぞれ1,200個、1,200個、1,000個および1,400個形成されていることが確認された。
得られた電子写真感光体を実施例1と同様に評価を行った。結果を表6に示す。
表5中の「シロキサンの質量比A(質量%)」は、「樹脂A(ポリエステル樹脂)」中のシロキサン部位の含有量(質量%)を意味する。
表5中の「樹脂B(他構造の樹脂)」は、シロキサン部位を含有しない樹脂を意味する。
表5中の「シロキサンの質量比B(質量%)」は、電荷輸送層中の全結着樹脂の全質量に対する「樹脂A(ポリエステル樹脂)」中のシロキサン部位の含有量(質量%)を意味する。
直径24mm、長さ246mmのアルミニウムシリンダーを支持体とした。
次に、実施例1と同様に電荷発生層まで作製した。
次に、上記式(4−1)で示される化合物(電荷輸送物質)4部、上記式(CTM−1)で示される化合物(電荷輸送物質)6部、合成例1で合成したポリエステル樹脂A1(結着樹脂)10部を、ジメトキシメタン20部およびモノクロロベンゼン60部の混合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、これを1時間120℃で乾燥させることによって、膜厚が10μmの電荷輸送層を形成した。
上記電子写真感光体を、ヒューレット・パッカード社製レーザージェットP1006プリンターを用いて画像評価した。評価は、テストチャートは、印字比率5%のものを用い、温度23℃、相対湿度50%環境下で行った。1枚画像出力出力ごとに電子写真感光体の回転駆動を停止する方法で1,000枚の画像評価を行ったが、画像品位は良好であった。
(実施例51〜53)
実施例50で用いたポリエステル樹脂A1を、上記ポリエステル樹脂B1(実施例51)、上記ポリエステル樹脂H(実施例52)、上記ポリエステル樹脂L(実施例53)に変更した以外は、実施例50と同様の方法で電子写真感光体を作製した。
実施例50と同様の評価を行ったところ、いずれも画像品位は良好であった。
(実施例54)
直径30mm、357.5mmのアルミニウムシリンダーを支持体とした。
次に、実施例1と同様に電荷発生層まで作製した。
次に、上記式(4−1)で示される化合物(電荷輸送物質)1部、上記式(CTM−1)で示される化合物(電荷輸送物質)9部、合成例1で合成したポリエステル樹脂A1(結着樹脂)10部を、ジメトキシメタン20部およびモノクロロベンゼン60部の混合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、これを1時間120℃で乾燥させることによって、膜厚が30μmの電荷輸送層を形成した。
上記電子写真感光体を、キヤノン(株)社製iR3045を用いて画像評価した。評価は、テストチャートは、印字比率5%のものを用い、温度23℃、相対湿度50%環境下で行った。1枚画像出力出力ごとに電子写真感光体の回転駆動を停止する方法で1,000枚の画像評価を行ったが、出力画像は良好であった。
(実施例55〜57)
実施例57で用いたポリエステル樹脂A1を、上記ポリエステル樹脂B1(実施例55)、上記ポリエステル樹脂H(実施例56)、上記ポリエステル樹脂L(実施例57)に変更した以外は、実施例54と同様の方法で電子写真感光体を作製した。
実施例54と同様の評価を行ったところ、いずれも出力画像は良好であった。
この出願は2008年7月18日に出願された日本国特許出願番号第2008−187180からの優先権を主張するものであり、その内容を引用してこの出願の一部とするものである。
【発明の名称】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
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子写真感光体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。
【背景技術】
【0002】
近年、電子写真装置に搭載される電子写真感光体に用いられる光導電性物質(電荷発生物質や電荷輸送物質)として、有機光導電性物質の開発が盛んに行われている。
【0003】
有機光導電性物質を用いた電子写真感光体(有機電子写真感光体)は、有機光導電性物質や結着樹脂を溶剤に溶解および/または分散させて得られる塗布液を支持体上に塗布し、これを乾燥させることによって形成された感光層を有するものが通常である。また、感光層の層構成については、支持体側から電荷発生層、電荷輸送層の順に積層してなる積層型(順層型)のものが一般的である。
【0004】
有機光導電性物質を用いた電子写真感光体は、電子写真感光体として必要とされる特性のすべてを高い次元で満足しているわけではない。電子写真プロセスにおいて、電子写真感光体の表面には、現像剤、帯電部材、クリーニングブレード、紙、転写部材のような種々のもの(以下「接触部材等」ともいう。)が接触する。電子写真感光体に要求される特性には、これら接触部材等との接触ストレスによる画像悪化の低減が挙げられる。特に、近年、電子写真感光体の耐久性が向上するのに伴い、上記接触ストレスによる画像悪化の低減効果の持続性が望まれている。
【0005】
上記接触ストレスの緩和に関して、シロキサン構造を分子鎖中に有するシロキサン変性樹脂を上記接触部材等と接触する電子写真感光体の表面層に含有させることが提案されている。たとえば、特開平11−143106号公報(特許文献1)および特開2007−199688号公報(特許文献2)には、ポリカーボネート樹脂にシロキサン構造を組み込んだ樹脂が開示されている。特開平03−185451号公報(特許文献3)には、ポリエステル樹脂にシロキサン構造を組み込んだ樹脂が開示されている。特開平11−194522号公報(特許文献4)には、ポリエステル樹脂に環状シロキサン構造を組み込んだ樹脂が開示されている。特開2000−075533号公報(特許文献5)には、分岐したシロキサン構造を組み込んだ樹脂が開示されている。特開2002−128883号公報(特許文献6)には、ポリエステル樹脂の末端にシロキサン構造を組み込んだ樹脂が開示されている。特開2003−302780号公報(特許文献7)には、電子写真感光体の表面層にシロキサン構造を有するポリエステル樹脂と重合性官能基を有する化合物を含有させる技術が開示されている。
【0006】
しかしながら、特許文献1および2に開示されているポリカーボネート樹脂は、ポリエステル樹脂、とりわけ芳香族ポリエステル樹脂と比較すれば、機械的強度に劣るため、近年求められる耐久性向上との両立の観点から十分であるとはいえない。また、特許文献1および2に開示されている樹脂の中には、表面層に複数種の樹脂を混合した場合、シロキサン構造を組み込まれたポリカーボネート樹脂が表面層の表面に移行する場合があった。これは、電子写真感光体の使用初期の上記接触ストレスの緩和には有効な手法であるが、効果の持続性の点で十分であるとはいえない。
【0007】
また、電荷輸送層に含有される電荷輸送物質として、ベンジジン骨格を有する化合物は、高い電子写真特性を有するものの1つである。しかしながら、特許文献1および2に開示されている樹脂の一部には、樹脂中のベンジジン骨格を有する化合物の凝集を引き起こし、繰り返し使用時の電位安定性を低下させる場合があった。
【0008】
また、特許文献3に開示されているポリエステル樹脂は、シロキサン構造と芳香族ポリエステル構造をブロック共重合した樹脂であるが、この樹脂中では電荷輸送物質が凝集しやすく、繰り返し使用時の電位安定性に劣る。
【0009】
また、特許文献4に開示されている樹脂は、機械的強度の面では優れているが、上記接触ストレスの緩和効果は十分であるとはいえない。
【0010】
また、特許文献5に開示されている樹脂では、上記接触ストレスの緩和の点で優れているが、この樹脂中では電荷輸送物質が凝集しやすく、繰り返し使用時の電位安定性を低下させる場合があった。
【0011】
また、特許文献6に開示されている樹脂では、上記接触ストレスの緩和効果が十分でない。また、表面層に複数種の樹脂を混合した場合、特許文献6に開示されている樹脂は表面層の表面に移行しやすいため、効果の持続性の点でも十分であるとはいえない。
【0012】
また、特許文献7に開示されている樹脂では、上記接触ストレスの緩和の点で十分ではなく、また、この樹脂中では電荷輸送物質が凝集しやすく、繰り返し使用時の電位安定性を低下させる場合があった。
【発明の開示】
本発明の目的は、接触部材等との接触ストレスの緩和効果を持続的に発揮することができ、かつ、繰り返し使用時の電位安定性にも優れた電子写真感光体、ならびに、該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。
【0013】
本発明は、支持体、該支持体上に設けられた電荷発生層ならびに該電荷発生層上に設けられた電荷輸送物質および結着樹脂を含有する電荷輸送層を有し、かつ、該電荷輸送層が表面層である電子写真感光体において、
該電荷輸送層が、結着樹脂として下記式(1)で示される繰り返し構造単位および下記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を含有し、
該ポリエステル樹脂中のシロキサン部位の含有量が、該ポリエステル樹脂の全質量に対して5質量%以上30質量%以下であり、
該電荷輸送層中の該ポリエステル樹脂の含有量が、該電荷輸送層中の全結着樹脂の全質量に対して60質量%以上である
ことを特徴とする電子写真感光体である。
【化1】
(式(1)中、X1は、2価の有機基を示す。R1およびR2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアルキル基または置換もしくは無置換のアリール基を示す。Zは、炭素原子数が1以上4以下である置換もしくは無置換のアルキレン基を示す。nは、括弧内の構造の繰り返し数の平均値を示し、20以上80以下である。)
【化2】
(式(2)中、R11〜R18は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換のアルコキシ基を示す。X2は、2価の有機基を示す。Yは、単結合、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアリーレン基、酸素原子または硫黄原子を示す。)
また、本発明は、上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である。
【0014】
また、本発明は、上記電子写真感光体、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である。
【0015】
本発明によれば、接触部材等との接触ストレスの緩和効果を持続的に発揮することができ、かつ、繰り返し使用時の電位安定性にも優れた電子写真感光体、ならびに、該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ができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】図1は、モールドによる圧接形状転写加工装置の概略の一例を示す図である。
【図2】図2は、モールドによる圧接形状転写加工装置の概略の別の例を示す図である。
【図3】図3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。
【図4】図4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カラー電子写真装置(インライン方式)の概略構成の一例を示す図である。
【図5】図5は、実施例38〜41で使用したモールドの形状(部分拡大図)を示す図であり、(1)は上から見たモールド形状を示し、(2)は横から見たモールド形状を示す。
【図6】図6は、実施例38〜41で得られた電子写真感光体の表面の凹形状部の配列パターン(部分拡大図)を示す図であり、(1)は電子写真感光体の表面に形成された凹形状部の配列状態を示し、(2)は凹形状部の断面形状を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
本発明の電子写真感光体は、上記のとおり、支持体、該支持体上に設けられた電荷発生層ならびに該電荷発生層上に設けられた電荷輸送物質および結着樹脂を含有する電荷輸送層を有し、かつ、該電荷輸送層が表面層である電子写真感光体である。そして、該電荷輸送層は、結着樹脂として下記式(1)で示される繰り返し構造単位および下記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を含有する。そして、該ポリエステル樹脂中のシロキサン部位の含有量は、該ポリエステル樹脂の全質量に対して5質量%以上30質量%以下である。そして、該電荷輸送層中の該ポリエステル樹脂の含有量は、該電荷輸送層中の全結着樹脂の全質量に対して60質量%以上である。
【化3】
上記式(1)中、X1は、2価の有機基を示す。R1およびR2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアルキル基または置換もしくは無置換のアリール基を示す。Zは、炭素原子数が1以上4以下である置換もしくは無置換のアルキレン基を示す。nは、括弧内の構造の繰り返し数の平均値を示し、20以上80以下である。
【化4】
上記式(2)中、R11〜R18は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換のアルコキシ基を示す。X2は、2価の有機基を示す。Yは、単結合、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアリーレン基、酸素原子または硫黄原子を示す。
【0018】
上記式(1)中のX1は、2価の有機基を示す。
2価の有機基としては、たとえば、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のシクロアルキレン基、置換もしくは無置換のアリーレン基、置換もしくは無置換のビフェニレン基、あるいは、複数のフェニレン基がアルキレン基、酸素原子もしくは硫黄原子を介して結合した2価の基などが挙げられる。これらの中でも、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアリーレン基、複数のフェニレン基がアルキレン基、酸素原子もしくは硫黄原子を介して結合した2価の基が好ましい。
【0019】
アルキレン基としては、主鎖を構成する炭素原子数が3以上10以下のアルキレン基が好ましく、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基が挙げられる。これらの中でも、ブチレン基、ヘキシレン基が好ましい。
【0020】
シクロアルキレン基としては、環を構成する炭素原子数が5以上10以下のシクロアルキレン基が好ましく、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロヘプチレン基、シクロオクチレン基、シクロノニレン基、シクロデシレン基が挙げられる。これらの中でも、シクロヘキシレン基が好ましい。
【0021】
アリーレン基としては、たとえば、フェニレン基(o−フェニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基)、ナフチレン基などが挙げられる。これらの中でも、m−フェニレン基、p−フェニレン基が好ましい。
【0022】
複数のフェニレン基がアルキレン基、酸素原子もしくは硫黄原子を介して結合した2価の基のフェニレン基としては、o−フェニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基が挙げられる。これらの中でも、p−フェニレン基が好ましい。複数のフェニレン基を結合させるアルキレン基としては、主鎖を構成する炭素原子数が1以上4以下の置換もしくは無置換のアルキレン基が好ましい。この中でも、メチレン基、エチレン基が好ましい。
【0023】
上記各基が有してもよい置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、アリール基などが挙げられる。アルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。アルコキシ基としては、たとえば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。アリール基としては、たとえば、フェニル基が挙げられる。これらの中でも、メチル基が好ましい。
【0024】
以下に、上記式(1)中のX1の具体例を示す。
【化5】
【化6】
【0025】
これらの中でも、上記式(3−2)、(3−4)、(3−12)、(3−13)、(3−18)で示される基が好ましい。
【0026】
上記式(1)中のX1は、1種である必要はなく、ポリエステル樹脂の溶解性や機械的強度を向上させるために、2種以上のX1を用いてもよい。たとえば、上記式(3−12)または(3−13)で示される基を用いる場合には、1種のみで用いるよりも、他の基を併用することが樹脂の溶解性の向上の点で好ましい。上記式(3−12)で示される基および上記式(3−13)で示される基を併用する場合、ポリエステル樹脂中の上記式(3−12)で示される基と上記式(3−13)で示される基との比(モル比)は1:9〜9:1であることが好ましく、3:7〜7:3であることがより好ましい。
【0027】
上記式(1)中のR1およびR2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアルキル基または置換もしくは無置換のアリール基を示す。
【0028】
アルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。
【0029】
アリール基としては、たとえば、フェニル基が挙げられる。
【0030】
これらの中でも、R1およびR2は、上記接触ストレスの緩和の点で、メチル基であることが好ましい。
【0031】
上記式(1)中、Zは、炭素原子数が1以上4以下である置換もしくは無置換のアルキレン基を示す。
【0032】
炭素原子数が1以上4以下であるアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基が挙げられる。これらの中でも、ポリエステル樹脂と電荷輸送物質との相溶性(該ポリエステル樹脂中における電荷輸送物質の凝集のしにくさのこと。以下同じ。)の点で、プロピレン基が好ましい。
【0033】
上記式(1)中、nは、括弧内の構造(−SiR1R2−O−)の繰り返し数の平均値を示し、20以上80以下である。nが20以上80以下であると、ポリエステル樹脂と電荷輸送物質と相溶性が高くなり、該ポリエステル樹脂(シロキサン構造を有する樹脂)中における電荷輸送物質の凝集を抑制することができる。特に、nは、25以上70以下であることが好ましい。
【0034】
以下に、上記式(1)で示される繰り返し構造単位の具体例を示す。
【化7】
【化8】
【化9】
【化10】
【化11】
【化12】
【化13】
【0035】
これらの中でも、上記式(1−6)、(1−7)、(1−8)、(1−10)、(1−12)、(1−13)、(1−14)、(1−16)、(1−21)、(1−22)で示される繰り返し構造単位が好ましい。
【0036】
上記式(2)中のR11〜R18は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換のアルコキシ基を示す。
【0037】
アルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。アリール基としては、たとえば、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。アルコキシ基としては、たとえば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。これらの中でも、ポリエステル樹脂と電荷輸送物質との相溶性の点で、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
【0038】
上記式(2)中のX2は、2価の有機基を示す。
2価の有機基としては、たとえば、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のシクロアルキレン基、置換もしくは無置換のアリーレン基、置換もしくは無置換のビフェニレン基、あるいは、複数のフェニレン基がアルキレン基、酸素原子もしくは硫黄原子を介して結合した2価の基などが挙げられる。これらの中でも、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアリーレン基、複数のフェニレン基がアルキレン基、酸素原子もしくは硫黄原子を介して結合した2価の基が好ましい。
【0039】
アルキレン基としては、主鎖を構成する炭素原子数が3以上10以下のアルキレン基が好ましく、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基が挙げられる。これらの中でも、ブチレン基、ヘキシレン基が好ましい。
【0040】
シクロアルキレン基としては、環を構成する炭素原子数が5以上10以下のシクロアルキレン基が好ましく、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロヘプチレン基、シクロオクチレン基、シクロノニレン基、シクロデシレン基が挙げられる。これらの中でも、シクロヘキシレン基が好ましい。
【0041】
アリーレン基としては、たとえば、フェニレン基(o−フェニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基)、ナフチレン基などが挙げられる。これらの中でも、m−フェニレン基、p−フェニレン基が好ましい。
【0042】
複数のフェニレン基がアルキレン基、酸素原子もしくは硫黄原子を介して結合した2価の基のフェニレン基としては、o−フェニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基が挙げられる。これらの中でも、p−フェニレン基が好ましい。複数のフェニレン基を結合させるアルキレン基としては、主鎖を構成する炭素原子数が1以上4以下の置換もしくは無置換のアルキレン基が好ましい。この中でも、メチレン基、エチレン基が好ましい。
【0043】
上記各基が有してもよい置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、アリール基などが挙げられる。アルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。アルコキシ基としては、たとえば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。アリール基としては、たとえば、フェニル基が挙げられる。これらの中でも、メチル基が好ましい。
【0044】
上記式(2)中のX2の具体例としては、上記式(1)中のX1の具体例と同じものが挙げられる。それらの中でも、上記式(3−2)、(3−4)、(3−12)、(3−13)、(3−18)で示される基が好ましい。
【0045】
上記式(2)中のYは、単結合、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアリーレン基、酸素原子または硫黄原子を示す。
【0046】
アルキレン基としては、主鎖を構成する炭素原子数が1以上4以下のアルキレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基が挙げられる。これらの中でも、機械的強度の点で、メチレン基が好ましい。
【0047】
アリーレン基としては、たとえば、フェニレン基(o−フェニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基)、ビフェニレン基、ナフチレン基などが挙げられる。
【0048】
上記各基が有してもよい置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、アリール基などが挙げられる。アルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。アルコキシ基としては、たとえば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。アリール基としては、たとえば、フェニル基が挙げられる。
【0049】
上記式(2)中のYは、置換もしくは無置換のメチレン基が好ましいが、その中でも、下記式(5)で示される基がより好ましい。
【化14】
上記式(5)中、R51およびR52は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換のアルコキシ基を示す、あるいは、R51とR52とが結合して形成される置換もしくは無置換のシクロアルキリデン基またはフルオレニリデン基を示す。
【0050】
アルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられ、これらの中でも、メチル基が好ましい。また、アルキル基の中でも置換のアルキル基としては、たとえば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基などのフルオロアルキル基などが挙げられる。
【0051】
アリール基としては、たとえば、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。
【0052】
アルコキシ基としては、たとえば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。
【0053】
シクロアルキリデン基としては、たとえば、シクロペンチリデン基、シクロヘキシリデン基、シクロヘプチリデン基などが挙げられ、これらの中でも、シクロヘキシリデン基が好ましい。
【0054】
以下に、上記式(5)で示される基の具体例を示す。
【化15】
【0055】
これらの中でも、上記式(5−1)、(5−2)、(5−3)、(5−8)で示される基が好ましい。
【0056】
以下に、上記式(2)で示される繰り返し構造単位の具体例を示す。
【化16】
【化17】
【化18】
【化19】
【化20】
【化21】
【化22】
【化23】
【0057】
これらの中でも、上記式(2−1)、(2−2)、(2−8)、(2−9)、(2−10)、(2−12)、(2−17)、(2−20)、(2−21)、(2−22)、(2−24)、(2−29)、(2−33)、(2−34)、(2−35)で示される繰り返し構造単位が好ましい。
【0058】
また、本発明においては、上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂の中でも、該ポリエステル樹脂の全質量に対してシロキサン部位の含有量が5質量%以上30質量%以下のものが用いられる。特には、10質量%以上25質量%以下であることが好ましい。
【0059】
本発明において、シロキサン部位とは、シロキサン部分を構成する両端のケイ素原子およびそれらに結合する基と、該両端のケイ素原子に挟まれた酸素原子、ケイ素原子およびそれらに結合する基を含む部位である。具体的にいえば、本発明において、シロキサン部位とは、たとえば、下記式(1−6−s)で示される繰り返し構造単位の場合、下記破線で囲まれた部位のことである。
【化24】
【0060】
上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂の全質量に対するシロキサン部位の含有量が5質量%以上であると、接触ストレスの緩和効果が持続的に発揮される。また、シロキサン部位の含有量が30質量%以下であると、該ポリエステル樹脂中における電荷輸送物質の凝集が抑制され、繰り返し使用時の電位安定性が向上する。
【0061】
上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂の全質量に対するシロキサン部位の含有量は一般的な分析手法で解析可能である。以下に、分析手法の例を示す。
【0062】
電子写真感光体の表面層である電荷輸送層を溶剤で溶解させた後、サイズ排除クロマトグラフィーや高速液体クロマトグラフィーのような各組成成分を分離回収可能な分取装置で、表面層である電荷輸送層に含有される種々の材料を分取する。分取されたポリエステル樹脂をアルカリ存在下などで加水分解させ、カルボン酸部分とビスフェノール部分に分解する。得られたビスフェノール部分に対し、核磁気共鳴スペクトル分析や質量分析により、シロキサン部分の繰り返し数やモル比を算出し、含有量(質量比)に換算する。
【0063】
本発明に用いられる上記ポリエステル樹脂は、上記式(1)で示される繰り返し構造単位と上記式(2)で示される繰り返し構造単位との共重合体であるが、その共重合形態は、ブロック共重合、ランダム共重合、交互共重合などのいずれの形態であってもよい。特には、ランダム共重合であることが好ましい。
【0064】
本発明に用いられる上記ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、ポリエステル樹脂の機械的強度、電子写真感光体の耐久性の点で、80,000以上であることが好ましく、90,000以上であることがより好ましい。一方、溶解性、電子写真感光体の生産性の点で、重量平均分子量は400,000以下であることが好ましく、300,000以下であることがより好ましい。
【0065】
本発明において、樹脂の重量平均分子量とは、常法に従い、以下のようにして測定されたポリスチレン換算の重量平均分子量である。
【0066】
すなわち、測定対象樹脂をテトラヒドロフラン中に入れ、数時間放置した後、振盪しながら測定対象樹脂とテトラヒドロフランとよく混合し、さらに12時間以上静置した。その後、東ソー(株)製のサンプル処理フィルターマイショリディスクH−25−5を通過させたものをGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)用試料とした。
【0067】
次に、40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてテトラヒドロフランを毎分1mlの流速で流し、上記GPC用試料を10μl注入した。カラムには、東ソー(株)製のカラムTSKgel SuperHM−Mを用いる。
【0068】
測定対象樹脂の重量平均分子量の測定にあたっては、測定対象樹脂が有する分子量分布を、複数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出した。検量線作成用の標準ポリスチレン試料には、アルドリッチ社製の単分散ポリスチレンの分子量が、3,500、12,000、40,000、75,000、98,000、120,000、240,000、500,000、800,000および1,800,000のものを計10点用いた。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いた。
【0069】
本発明に用いられる上記ポリエステル樹脂の共重合比は、一般的な手法である樹脂の1H−NMR測定による水素原子(樹脂を構成している水素原子)のピーク面積比による換算法によって確認することができる。
【0070】
本発明に用いられる上記ポリエステル樹脂は、たとえば、ジカルボン酸エステルとジオール化合物とのエステル交換法によって合成することが可能である。また、ジカルボン酸ハライドなどの2価の酸ハロゲン化物とジオール化合物との重合反応によって合成することも可能である。
【0071】
以下に、本発明に用いられる上記ポリエステル樹脂の合成例を示す。
【0072】
(合成例1)
・上記式(1−6)、(1−12)、(2−12)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂A1の合成
下記式(6−1)
【化25】
で示されるジカルボン酸ハライド24.6gおよび下記式(6−2)
【化26】
で示されるジカルボン酸ハライド24.6gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
【0073】
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、下記式(7−1)
【化27】
で示されるシロキサン構造を有するジオール21.7gおよび下記式(8−1)
【化28】
で示されるジオール43.9gを10%水酸化ナトリウム水溶液に溶解させた。さらに、重合触媒としてトリブチルベンジルアンモニウムクロライドを添加して攪拌し、ジオール化合物溶液を調製した。
【0074】
次に、上記酸ハロゲン化物溶液を上記ジオール化合物溶液に攪拌しながら加え、重合を開始した。重合は、反応温度を25℃以下に保ち、攪拌しながら、3時間行った。
【0075】
その後、酢酸の添加により重合反応を終了させ、水相が中性になるまで水での洗浄を繰り返した。洗浄後、攪拌下のメタノールに滴下して、重合物を沈殿させ、この重合物を真空乾燥させて、上記式(1−6)、(1−12)、(2−12)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂A1を80g得た。表1に示す。
【0076】
上記のとおりにしてポリエステル樹脂A1中のシロキサン部位の含有量を算出したところ、20質量%であった。また、ポリエステル樹脂A1の重量平均分子量は130,000であった。
【0077】
(合成例2〜8)
・上記式(1−6)、(1−12)、(2−12)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂A2〜A8の合成
合成例1で用いたジカルボン酸ハライドの(6−1)および(6−2)ならびにジオール化合物の(7−1)および(8−1)の合成時の使用量を調整し、表1に示すポリエステル樹脂A2〜A8を合成した。
【0078】
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂A2〜A8中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
【0079】
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂A2〜A8の重量平均分子量を測定した。重量平均分子量はそれぞれ
ポリエステル樹脂A2:120,000
ポリエステル樹脂A3:100,000
ポリエステル樹脂A4: 80,000
ポリエステル樹脂A5:130,000
ポリエステル樹脂A6:150,000
ポリエステル樹脂A7:120,000
ポリエステル樹脂A8:100,000
であった。
【0080】
(合成例9)
・上記式(1−7)、(1−13)、(2−12)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂B1の合成
上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライド24.4gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド24.4gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
【0081】
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、下記式(7−2)
【0082】
【化29】
で示されるシロキサン構造を有するジオール21.0gおよび上記式(8−1)で示されるジオール44.2gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−7)、(1−13)、(2−12)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂B1を70g得た。表1に示す。
【0083】
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂B1中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
【0084】
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂B1の重量平均分子量を測定した。ポリエステル樹脂B1の重量平均分子量は125,000であった。
【0085】
(合成例10〜12)
・上記式(1−7)、(1−13)、(2−12)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂B2〜B4の合成
合成例9で用いたジカルボン酸ハライドの(6−1)および(6−2)ならびにジオール化合物の(7−2)および(8−1)の合成時の使用量を調整し、表1に示すポリエステル樹脂B2〜B4を合成した。
【0086】
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂B2〜B4中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
【0087】
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂B2〜B4の重量平均分子量を測定した。重量平均分子量はそれぞれ
ポリエステル樹脂B2:130,000
ポリエステル樹脂B3:90,000
ポリエステル樹脂B4:140,000
であった。
【0088】
(合成例13)
・上記式(1−8)、(1−14)、(2−9)および(2−21)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Cの合成
上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライド24.9gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド24.9gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
【0089】
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、下記式(7−3)
【化30】
で示されるシロキサン構造を有するジオール21.8gおよび下記式(8−2)
【化31】
で示されるジオール43.5gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−8)、(1−14)、(2−9)および(2−21)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Cを70g得た。表1に示す。
【0090】
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂C中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
【0091】
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Cの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は120,000であった。
【0092】
(合成例14)
・上記式(1−9)、(1−15)、(2−15)および(2−27)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Dの合成
上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライド24.0gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド24.0gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
【0093】
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、下記式(7−4)
【化32】
で示されるシロキサン構造を有するジオール23.5gおよび下記式(8−3)
【化33】
で示されるジオール44.5gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−9)、(1−15)、(2−15)および(2−27)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Dを70g得た。表1に示す。
【0094】
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂D中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
【0095】
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Dの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は100,000であった。
【0096】
(合成例15)
・上記式(1−10)、(1−16)、(2−7)および(2−19)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Eの合成
上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライド28.0gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド28.0gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
【0097】
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、下記式(7−5)
【化34】
で示されるシロキサン構造を有するジオール21.3gおよび下記式(8−3)
【化35】
で示されるジオール38.4gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−10)、(1−16)、(2−7)および(2−19)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Eを60g得た。表1に示す。
【0098】
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂E中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
【0099】
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Eの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は150,000であった。
【0100】
(合成例16)
・上記式(1−11)、(1−17)、(2−12)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Fの合成
上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライド24.3gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド24.3gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
【0101】
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、下記式(7−6)
【化36】
で示されるシロキサン構造を有するジオール20.6gおよび上記式(8−1)で示されるジオール44.3gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−11)、(1−17)、(2−12)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Fを60g得た。表1に示す。
【0102】
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂F中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
【0103】
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Fの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は140,000であった。
【0104】
(合成例17)
・上記式(1−26)、(1−27)、(2−12)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Gの合成
上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライド24.4gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド24.4gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
【0105】
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、下記式(7−7)
【化37】
で示されるシロキサン構造を有するジオール21.3gおよび上記式(8−1)で示されるジオール44.2gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−26)、(1−27)、(2−12)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Gを65g得た。表1に示す。
【0106】
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂G中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
【0107】
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Gの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は120,000であった。
【0108】
(合成例18)
・上記式(1−21)および(2−33)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Hの合成
下記式(6−3)
【化38】
で示されるジカルボン酸ハライド51.7gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
【0109】
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−1)で示されるシロキサン構造を有するジオール21.7gおよび下記式(8−5)
【化39】
で示されるジオール40.6gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−21)および(2−33)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Hを70g得た。表1に示す。
【0110】
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂H中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
【0111】
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Hの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は120,000であった。
【0112】
(合成例19)
・上記式(1−22)および(2−33)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Iの合成
上記式(6−3)で示されるジカルボン酸ハライド51.4gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−2)で示されるシロキサン構造を有するジオール21.0gおよび上記式(8−5)で示されるジオール41.2gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−22)および(2−33)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Iを65g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂I中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Iの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は130,000であった。
【0113】
(合成例20)
・上記式(1−23)および(2−33)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Jの合成
上記式(6−3)で示されるジカルボン酸ハライド52.7gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−4)で示されるシロキサン構造を有するジオール23.5gおよび上記式(8−5)で示されるジオール40.2gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−23)および(2−33)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Jを60g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂J中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Jの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は110,000であった。
【0114】
(合成例21)
・上記式(1−24)および(2−33)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Kの合成
上記式(6−3)で示されるジカルボン酸ハライド51.2gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−6)で示されるシロキサン構造を有するジオール20.6gおよび上記式(8−5)で示されるジオール41.3gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−24)および(2−33)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Kを60g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂K中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Kの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は160,000であった。
【0115】
(合成例22)
・上記式(1−21)、(1−12)、(2−34)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Lの合成
上記式(6−3)で示されるジカルボン酸ハライド34.6gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド15.4gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−1)で示されるシロキサン構造を有するジオール21.7gおよび上記式(8−1)で示されるジオール42.7gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−21)、(1−12)、(2−34)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Lを65g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂L中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Lの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は120,000であった。
【0116】
(合成例23)
・上記式(1−22)、(1−13)、(2−34)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Mの合成
上記式(6−3)で示されるジカルボン酸ハライド34.3gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド15.1gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−2)で示されるシロキサン構造を有するジオール21.0gおよび上記式(8−1)で示されるジオール43.0gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−22)、(1−13)、(2−34)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Mを60g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂M中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Mの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は125,000であった。
【0117】
(合成例24)
・上記式(1−23)、(1−15)、(2−34)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Nの合成
上記式(6−3)で示されるジカルボン酸ハライド35.4gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド15.5gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−4)で示されるシロキサン構造を有するジオール23.5gおよび上記式(8−1)で示されるジオール42.0gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−23)、(1−15)、(2−34)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Nを60g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂N中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Nの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は95,000であった。
【0118】
(合成例25)
・上記式(1−24)、(1−17)、(2−34)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Oの合成
上記式(6−3)で示されるジカルボン酸ハライド34.2gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド15.1gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−6)で示されるシロキサン構造を有するジオール20.6gおよび上記式(8−1)で示されるジオール34.2gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−24)、(1−17)、(2−34)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Oを60g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂O中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Oの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は155,000であった。
【0119】
(合成例26)
・上記式(1−1)および(2−1)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Pの合成
下記式(6−4)
【化40】
で示されるジカルボン酸ハライド40.6gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−1)で示されるシロキサン構造を有するジオール21.7gおよび上記式(8−1)で示されるジオール55.4gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−1)および(2−1)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Pを65g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂P中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Pの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は105,000であった。
【0120】
(合成例27)
・上記式(1−2)および(2−2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Qの合成
下記式(6−5)
【化41】
で示されるジカルボン酸ハライド42.7gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−1)で示されるシロキサン構造を有するジオール21.7gおよび上記式(8−1)で示されるジオール52.0gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−2)および(2−2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Qを60g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Q中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Qの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は140,000であった。
【0121】
(合成例28)
・上記式(1−1)、(1−12)、(2−1)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Rの合成
上記式(6−4)で示されるジカルボン酸ハライド16.0gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド31.5gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−1)で示されるシロキサン構造を有するジオール21.7gおよび上記式(8−1)で示されるジオール47.2gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−1)、(1−12)、(2−1)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Rを65g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂R中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Rの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は120,000であった。
【0122】
(合成例29)
・上記式(1−2)、(1−12)、(2−2)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Sの合成
上記式(6−5)で示されるジカルボン酸ハライド15.2gおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライド32.4gをジクロロメタンに溶解させ、酸ハロゲン化物溶液を調製した。
また、酸ハロゲン化物溶液とは別に、上記式(7−1)で示されるシロキサン構造を有するジオール21.7gおよび上記式(8−1)で示されるジオール46.3gを用いて、合成例1と同様の操作を行い、上記式(1−2)、(1−12)、(2−2)および(2−24)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂Sを60g得た。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂S中のシロキサン部位の含有量を算出した。表1に示す。
また、合成例1と同様にして、ポリエステル樹脂Sの重量平均分子量を測定した。重量平均分子量は130,000であった。
【0123】
【表1】
【0124】
本発明の電子写真感光体の表面層である電荷輸送層は、結着樹脂として上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を含有するが、他の樹脂を混合して用いてもよい。
【0125】
混合して用いてもよい結着樹脂としては、たとえば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキッド樹脂、不飽和樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ポリエステル樹脂またはポリカーボネート樹脂が好ましい。これらは単独、混合または共重合体として1種または2種以上用いることができる。
【0126】
他のポリエステル樹脂を混合して用いる場合、上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂が好ましい。その中でも、上記式(2−1)〜(2−40)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂が好ましい。さらには、上記式(2−1)、(2−2)、(2−8)、(2−9)、(2−10)、(2−12)、(2−17)、(2−20)、(2−21)、(2−22)、(2−24)、(2−29)、(2−33)、(2−34)または(2−35)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂が好ましい。
【0127】
混合して用いてもよいポリカーボネート樹脂の繰り返し構造単位の具体例を以下に示す。
【化42】
【0128】
これらの中でも、上記式(9−1)、(9−4)、(9−6)で示される繰り返し構造単位が好ましい。
【0129】
本発明においては、電子写真感光体の電荷輸送層を構成する全結着樹脂の全質量に対して、上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂が60質量%以上含有されることにより、上記接触ストレスの緩和の効果が得られる。
【0130】
また、上記接触ストレスの緩和と繰り返し使用時の電位安定性の両立の観点から、電子写真感光体の電荷輸送層中の上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂のシロキサン部位の含有量は、電荷輸送層中の全結着樹脂の全質量に対して5質量%以上30質量%以下であることが好ましく、10質量%以上25質量%以下であることがより好ましい。
【0131】
本発明の電子写真感光体の表面層である電荷輸送層に含有される電荷輸送物質としては、たとえば、トリアリールアミン化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、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、トリアリールメタン化合物などが挙げられる。これら電荷輸送物質は1種のみ用いてもよく、2種以上用いてもよい。また、これらの中でも、電荷輸送物質としてトリアリールアミン化合物を用いることが電子写真特性の向上の点で好ましい。さらには、トリアリールアミン化合物の中でも、下記式(4)
【化43】
(式(4)中、Ar1〜Ar4は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアリール基を示す。Ar5〜Ar6は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアリーレン基を示す。)
で示される化合物が好ましい。
【0132】
上記式(4)中のAr1〜Ar4は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアリール基を示す。アリール基としては、たとえば、フェニル基、ナフチル基などが挙げられ、これらの中でも、フェニル基が好ましい。アリール基が有してもよい置換基としては、たとえば、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、不飽和結合を有する1価の基などが挙げられる。
【0133】
上記式(4)中のAr5〜Ar6は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアリーレン基を示す。アリーレン基としては、たとえば、フェニレン基、ナフチレン基などが挙げられ、これらの中でも、フェニレン基が好ましい。
【0134】
以下に、上記式(4)で示される化合物の例を示す。
【化44】
【化45】
【0135】
これらの中でも、(4−1)または(4−7)が好ましい。
【0136】
本発明の電子写真感光体の表面層である電荷輸送層は、結着樹脂として上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を特定の含有量で含有することで、持続的な接触ストレスの緩和と良好な電子写真特性との両立が図られる。
【0137】
上記式(4)で示される化合物は高い電荷輸送能を有する利点があるが、電荷輸送層を構成する結着樹脂の組成により、相溶性に課題が発生する場合がある。特に、接触ストレスの緩和のために従来のシロキサン構造を含有する樹脂を用いた場合、シロキサン部位と電荷輸送物質との相溶性は低い傾向にあるため、該シロキサン構造を含有する樹脂中において電荷輸送物質が凝集し、電子写真特性の悪化が発生する場合があった。
【0138】
本発明の電子写真感光体の表面層である電荷輸送層は、シロキサン構造を含有する樹脂の一種である、上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を、特定の含有量で含有することで、電荷輸送物質として上記式(4)で示される化合物を用いた場合でも、その電子写真特性を損なうことなく、ストレス緩和の効果を得ることができる。
【0139】
また、本発明の電子写真感光体の表面層である電荷輸送層の表面には、凹凸形状(凹形状、凸形状)を形成してもよい。凹凸形状の形成により、接触ストレスの緩和効果を高めることができる。凹凸形状の形成方法は、既知の方法を採用することができる。具体的には、
有機あるいは無機の粒子を表面層に含有させる方法、
電子写真感光体の表面層の表面に研磨粒子を吹き付けることにより、該表面層の表面に凹形状を形成する方法、
電子写真感光体の表面層の表面に凹凸形状を有するモールドを加圧接触させることにより、該表面層の表面に凹凸形状を形成する方法、
塗布された表面層用塗布液の塗膜表面を結露させた後、これを乾燥させることにより、表面層の表面に凹形状を形成する方法、
電子写真感光体の表面層の表面にレーザー光を照射し、表面層の表面に凹形状を形成する方法
などが挙げられる。これらの中でも、電子写真感光体の表面層の表面に凹凸形状を有するモールドを加圧接触させることにより凹凸形状を形成する方法が好ましい。また、塗布された表面層用塗布液の塗膜表面を結露させた後、乾燥させることにより凹形状を形成する方法が好ましい。
【0140】
以下に、電子写真感光体の表面層の表面に凹凸形状を有するモールドを加圧接触させることにより、該表面層の表面に凹凸形状を形成する方法を説明する。
【0141】
凹凸形状を有するモールドを加圧接触させることにより、電子写真感光体の表面層の表面に凹凸形状を形成する方法とは、所定の形状を有するモールドを電子写真感光体の表面層の表面に圧接し、形状転写を行う表面の形成方法である。
【0142】
図1は、モールドによる圧接形状転写加工装置の概略の一例を示す図である。
【0143】
加圧および解除が繰り返し行える加圧装置Aに所定のモールドBを取り付けた後、表面層が形成された円筒状支持体Cに対して所定の圧力でモールドを当接させ、形状転写を行う。その後、加圧を一旦解除し、円筒状支持体Cを回転させた後に、再度加圧そして形状転写工程を行う。この工程を繰り返すことにより、電子写真感光体の全周にわたって所定の凹凸形状を形成することが可能である。
【0144】
また、たとえば、図2に示されているように、加圧装置Aに円筒状支持体Cの表面層の表面一周長さ程度の所定形状を有するモールドBを取り付ける。その後、円筒状支持体Cに対して所定の圧力をかけながら、円筒状支持体Cを矢印で示す方向に回転、移動させることにより、電子写真感光体の全周にわたって所定の凹凸形状を形成してもよい。
【0145】
また、シート状のモールドをロール状の加圧装置と円筒状支持体Cとの間に挟み、モールドシートを送りながら表面加工することも可能である。
【0146】
また、形状転写を効率的に行う目的で、モールドや円筒状支持体Cを加熱してもよい。モールドおよび円筒状支持体Cの加熱温度は、所定の形状が形成できる範囲で任意であるが、より低く制御されていることが形状を安定的に形成するうえで好ましい。
【0147】
モールド自体の材質や大きさ、形状は適宜選択することができる。モールドの材質としては、微細表面加工された金属およびシリコンウエハーの表面にレジストによって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または所定の微細表面形状を有する樹脂フィルムに金属コーティングされたものなどが挙げられる。
【0148】
また、電子写真感光体に対して圧力の均一性を付与する目的で、モールドと加圧装置との間に弾性体を設けてもよい。
【0149】
次に、塗布された表面層用塗布液の塗膜表面を結露させた後、これを乾燥させることにより電子写真感光体の表面に凹形状を形成する方法について説明する。
【0150】
表面層用塗布液の塗膜表面を結露させる方法は、表面層用塗布液を塗布された支持体を、塗膜表面が結露する雰囲気下に一定時間保持する方法や、表面層用塗布液中に水との親和性の高い有機化合物を含有させる方法などが挙げられる。
【0151】
この表面形成方法における結露とは、水の作用により塗膜表面に液滴が形成されたことを示す。塗膜を結露させる条件は、支持体を保持する雰囲気の相対湿度および塗布液溶剤の揮発条件(たとえば気化熱)によって影響を受け、適切な条件を選択することが重要である。特に、支持体を保持する雰囲気の相対湿度に主に依存する。塗膜表面を結露させる相対湿度は、40%以上100%以下であることが好ましい。さらに相対湿度60%以上95%以下であることが好ましい。塗膜表面を結露させる工程には、結露による液滴形成が行われるのに必要な時間があればよい。生産性の観点から、好ましくは1秒以上300秒以下であり、さらに好ましくは10秒以上180秒以下程度である。塗膜表面を結露させる工程には、相対湿度が重要であるが、雰囲気温度としては20℃以上80℃以下であることが好ましい。
【0152】
また、塗膜表面に凹凸形状を形成する方法に好適な表面層用塗布液としては、芳香族有機溶剤を含有するものが挙げられる。芳香族有機溶剤は、水に対して親和性の低い溶剤であり、結露工程における形状形成が安定的に行われる点で好ましい。具体的には、1,2−ジメチルベンゼン、1,3−ジメチルベンゼン、1,4−ジメチルベンゼン、1,3,5−トリメチルベンゼン、クロロベンゼンなどが挙げられる。さらに、芳香族有機溶剤の含有量が表面層用塗布液中の全溶剤質量に対して50質量%以上80質量%以下である表面層用塗布液が好ましい。
【0153】
また、上記表面層用塗布液に芳香族有機溶剤を含有させ、さらに水との親和性の高い有機化合物を表面層用塗布液に含有させてもよい。水との親和性の高い有機化合物としては、水との親和性の高い有機溶剤が挙げられる。水に対する親和性は以下の方法で判断できる。
【0154】
(水に対する親和性評価)
常温常湿環境下(25℃、相対湿度55%)において、まず、50mlのメスシリンダーに、水を50ml量りとる。次に、100mlのメスシリンダーに対象溶剤を50ml量りとり、これに、先の操作で量りとった水50mlを加え、ガラス棒で全体が均一になるまでよく攪拌する。その後、溶剤や水が揮発しないように蓋をして、気泡や界面が安定するまで十分に放置する。その後、100mlメスシリンダー内の混合液の状態を観察し、水相の体積を計測する。水相の体積が0ml以上かつ5ml以下の場合は親水性溶剤であると判断できる。
【0155】
水との親和性の高い有機溶剤としては、たとえば、1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、テトラヒドロフラン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピオン酸、酪酸、γ−ブチロラクトン、ジエチレングリコールモノアセタート、モノアセチン、ジアセチン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、リン酸トリエチル、β−ピコリン、γ−ピコリン、2,4−ルチジン、2,6−ルチジン、キノリン、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N,N’,N’−テトラメチル尿素、2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、2−エトキシエタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1−エトキシ−2−プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジアセトンアルコール、3−クロロ−1,2−プロパンジオール、N−ブチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2−メトキシエチルアセタート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、ヘキサメチルリン酸トリアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンなどが挙げられる。これらの中でも、ジメチルスルホキシド、スルホラン、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコールが好ましい。これらの有機溶剤は、単独で含有させてもよいし、2種以上混合して含有させてもよい。
【0156】
また、水との親和性の高い有機化合物に要求される特性として、結露で生じる水だけでなく、上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂とも親和性があることが好ましい。上記特性を有する有機化合物としては、たとえば、界面活性剤が挙げられる。界面活性剤としては、たとえば、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられる。陰イオン界面活性剤としては、たとえば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩またはリン酸エステルなどが挙げられる。陽イオン界面活性剤としては、たとえば、アミン塩型界面活性剤、四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤などが挙げられる。アミン塩型界面活性剤としては、たとえば、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンが挙げられる。四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤としては、たとえば、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどが挙げられる。非イオン界面活性剤としては、たとえば、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などが挙げられる。両性界面活性剤としては、たとえば、アラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシン、N−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどが挙げられる。これらの中でも、非イオン界面活性剤が電子写真特性が良好である点で好ましく、さらには、多価アルコール誘導体が好ましい。多価アルコール誘導体としては、たとえば、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリジプロピレングリコールのような高分子アルキルアルコール類、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、デカグリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステルのような高分子脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルのような高分子アルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアミンのような高分子アルキルアミン類、ポリオキシエチレンアルキル脂肪酸アミドのような高分子脂肪酸アミド類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩のような高分子脂肪酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩のような高分子アルキルエーテルリン酸塩類などが挙げられる。
【0157】
これら水との親和性の高い有機化合物の中でも、親水親油バランス値(HLB値、Hydrophile−Lipophile Balance、デイビス法により算出)が、6〜12で示される有機化合物が好ましい。
【0158】
表面層用塗布液の塗膜表面を結露させた後、これを乾燥させる工程の乾燥方法は、加熱乾燥、送風乾燥、真空乾燥が挙げられ、また、これらの乾燥方法を組み合わせた方法も用いることができる。特に、生産性の観点から、加熱乾燥、加熱送風乾燥が好ましい。また、均一性の高い凹形状を形成するためには、速やかな乾燥であることが重要であるため、加熱乾燥が行われることが好ましい。乾燥工程における乾燥温度は、100℃以上150℃以下であることが好ましい。乾燥する乾燥工程時間は、支持体上に塗布された塗布液中の溶剤および結露工程によって形成した水滴が除去される時間があればよい。乾燥工程時間は、20分以上120分以下であることが好ましく、さらには40分以上100分以下であることが好ましい。
【0159】
結露による形状形成は、製造条件の調整を行うことにより形状の制御が可能である。凹形状は、表面層用塗布液中の溶剤種、溶剤含有量、結露工程における相対湿度、結露工程における保持時間、乾燥温度などにより制御可能である。
【0160】
上記の電子写真感光体の表面の凹凸形成方法により、電子写真感光体の表面には複数の凹凸形状を形成することができる。
【0161】
形成された電子写真感光体の表面の凹形状としては、電子写真感光体の表面の観察では、直線により構成される形状、曲線により構成される形状、直線および曲線により構成される形状が挙げられる。直線により構成される形状としては、たとえば、三角形、四角形、五角形、六角形が挙げられる。曲線により構成される形状としては、たとえば、円形状、楕円形状が挙げられる。直線および曲線により構成される形状としては、たとえば、たとえば、角の円い四角形、角の円い六角形、扇形が挙げられる。
【0162】
また、形成された電子写真感光体の表面の凹形状としては、電子写真感光体の断面の観察では、直線により構成される形状、曲線により構成される形状、直線および曲線により構成される形状が挙げられる。直線により構成される形状としては、たとえば、三角形、四角形、五角形が挙げられる。曲線により構成される形状としては、たとえば、部分円形状、部分楕円形状が挙げられる。直線および曲線により構成される形状としては、たとえば、角の円い四角形、扇形が挙げられる。形成された電子写真感光体の表面の凹形状は、個々に異なる形状、大きさ、深さを有してもよく、また、すべての凹形状が同一の形状、大きさ、深さであってもよい。さらに、形成された電子写真感光体の表面は、個々に異なる形状、大きさ、深さを有する凹形状と、同一の形状、大きさ、深さを有する凹形状が組み合わされた表面であってもよい。また、これらの形状が、重複部分を有しても、相互に重なり合ってもよい。
【0163】
形成された電子写真感光体の表面の凹形状の大きさについて説明する。
上記凹形状の指標として長軸径を用いる。長軸径とは、各凹形状部の開孔部を横切る直線のうち、最大となる直線の長さを示す。電子写真感光体の表面における凹形状の開孔部周囲の表面を基準とし、各凹形状における表面開孔部の最大長さを示す。たとえば、凹形状の表面形状が円状の場合は直径を示し、表面形状が楕円状の場合は長径を示し、表面形状が四角形の場合は対角線のうち長い対角線を示す。電子写真感光体の表面における凹形状の長軸径は、0.5μm以上80μm以下であることが好ましい。さらには、1μm以上40μm以下であることが好ましく、20μm以下であることがさらに好ましい。
【0164】
形成された電子写真感光体の表面の凹形状の深さについて説明する。
上記凹形状の指標として深さを用いる。深さとは、各凹形状の最深部と開孔面との距離を示す。電子写真感光体の表面における凹形状の開孔部周囲の表面を基準とし、凹形状の最深部と開孔面との距離を示す。電子写真感光体の表面における凹形状の深さは、0.1μm以上10μm以下であることが好ましい。さらには、0.3μm以上7μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがさらに好ましい。
【0165】
電子写真感光体の表面の凹形状が形成されている領域は、電子写真感光体の表面の全域であってもよいし、表面の一部分に形成されていてもよいが、表面全域に凹形状が形成されていることが好ましい。
【0166】
また、電子写真感光体の表面の凹形状は、上記電子写真感光体の表面の単位面積10000μm2(100μm四方)中に1個以上70,000個以下有することが好ましい。さらには、100個以上50,000個以下有することが好ましい。
【0167】
形成された電子写真感光体の表面の凸形状としては、電子写真感光体の表面の観察では、直線により構成される形状、曲線により構成される形状、直線および曲線により構成される形状が挙げられる。直線により構成される形状としては、たとえば、三角形、四角形、五角形、六角形が挙げられる。曲線により構成される形状としては、たとえば、円形状、楕円形状が挙げられる。直線および曲線により構成される形状としては、たとえば、角の円い四角形、角の円い六角形、扇形が挙げられる。
【0168】
また、形成された電子写真感光体の表面の凸形状としては、電子写真感光体の断面の観察では、直線により構成される形状、曲線により構成される形状、直線および曲線により構成される形状が挙げられる。直線により構成される形状としては、たとえば、三角形、四角形、五角形が挙げられる。曲線により構成される形状としては、たとえば、部分円形状、部分楕円形状が挙げられる。直線および曲線により構成される形状としては、たとえば、角の円い四角形、扇形が挙げられる。
【0169】
形成された電子写真感光体の表面の凸形状は、個々に異なる形状、大きさ、高さを有してもよく、また、すべての凸形状が同一の形状、大きさ、高さであってもよい。また、これらの形状が、重複部分を有しても、相互に重なり合ってもよい。
【0170】
形成された電子写真感光体の表面の凸形状の大きさについて説明する。
上記凸形状の指標として長軸径を用いる。長軸径とは、各凸形状部の周囲の表面を基準とし、各凸形状と周囲の表面とが接する部位の最大長さを示す。たとえば、凸形状の表面形状が円状の場合は直径を示し、表面形状が楕円状の場合は長径を示し、表面形状が四角形の場合は対角線のうち長い対角線を示す。電子写真感光体の表面における凸形状の長軸径は、0.5μm以上40μm以下であることが好ましい。さらには、1μm以上20μm以下であることが好ましく、10μm以下であることがさらに好ましい。
【0171】
形成された電子写真感光体の表面の凸形状の高さについて説明する。
上記凸形状の指標として高さを用いる。高さとは、各凸形状の最頂部と周囲の表面との距離を示す。電子写真感光体の表面における凸形状の高さは、0.1μm以上10μm以下であることが好ましい。さらには、0.3μm以上7μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがさらに好ましい。
【0172】
形成された電子写真感光体の表面の凸形状は、電子写真感光体の表面の凸形状が形成されている領域は、電子写真感光体の表面の全域であってもよいし、表面の一部分に形成されていてもよいが、表面全域に凸形状が形成されていることが好ましい。また、電子写真感光体の表面の凸形状は、電子写真感光体の表面の単位面積10000μm2(100μm四方)に1個以上70,000個以下有することが好ましい。さらには、100個以上50,000個以下有することが好ましい。
【0173】
上記電子写真感光体の表面の凹凸形状は、たとえば、市販のレーザー顕微鏡、光学顕微鏡、電子顕微鏡、原子力間顕微鏡を用いて測定可能である。
【0174】
レーザー顕微鏡としては、たとえば、超深度形状測定顕微鏡VK−8550((株)キーエンス製)、超深度形状測定顕微鏡VK−9000((株)キーエンス製)、超深度形状測定顕微鏡VK−9500((株)キーエンス製)、表面形状測定システムSurface Explorer SX−520DR型機((株)菱化システム製)、走査型共焦点レーザー顕微鏡OLS3000(オリンパス(株)製)、リアルカラーコンフォーカル顕微鏡オプリテクスC130(レーザーテック(株)製)などの機器が利用可能である。
【0175】
光学顕微鏡としては、たとえば、デジタルマイクロスコープVHX−500((株)キーエンス製)、デジタルマイクロスコープVHX−200((株)キーエンス製)、3DデジタルマイクロスコープVC−7700(オムロン(株)製)などの機器が利用可能である。
【0176】
電子顕微鏡としては、たとえば、3Dリアルサーフェスビュー顕微鏡VE−9800((株)キーエンス製)、3Dリアルサーフェスビュー顕微鏡VE−8800((株)キーエンス製)、走査型電子顕微鏡コンベンショナル/Variable Pressure SEM(エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製)、走査型電子顕微鏡SUPERSCAN SS−550((株)島津製作所製)などの機器が利用可能である。
【0177】
原子力間顕微鏡としては、たとえば、ナノスケールハイブリッド顕微鏡VN−8000((株)キーエンス製)、走査型プローブ顕微鏡NanoNaviステーション(エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製)、走査型プローブ顕微鏡SPM−9600((株)島津製作所製)などの機器が利用可能である。
【0178】
上記顕微鏡を用いて、所定の倍率により、測定視野内の凹凸形状の長軸径、深さ、高さを計測することができる。
【0179】
一例として、Surface Explorer SX−520DR型機による解析プログラムを利用した測定例について説明する。
測定対象の電子写真感光体をワーク置き台に設置し、チルト調整して水平を合わせ、ウェーブモードで電子写真感光体の表面の3次元形状データを取り込む。その際、対物レンズの倍率を50倍とし、100μm×100μm(10000μm2)の視野観察としてもよい。
次に、データ解析ソフト中の粒子解析プログラムを用いて電子写真感光体の表面の等高線データを表示する。
凹凸形状の形状、長軸径、深さおよび高さのような凹凸形状の解析パラメーターは、形成された凹凸形状によって各々最適化することができる。たとえば、長軸径10μm程度の凹凸形状の観察および測定を行う場合、長軸径上限を15μm、長軸径下限を1μm、深さ下限を0.1μmおよび体積下限を1μm3以上としてもよい。そして、解析画面上で凹凸形状と判別できる凹凸形状の個数をカウントし、これを凹凸形状の個数とする。
なお、凹凸形状の長軸径が1μm程度以下の凹凸形状については、レーザー顕微鏡および光学顕微鏡による観察が可能であるが、より測定精度を高める場合には、電子顕微鏡による観察および測定を併用することが望ましい。
【0180】
次に、本発明の電子写真感光体の構成について説明する。
【0181】
上記のとおり、本発明の電子写真感光体は、支持体、該支持体上に設けられた電荷発生層ならびに該電荷発生層上に設けられた電荷輸送層を有する電子写真感光体である。また、電荷輸送層が電子写真感光体の表面層(最上層)である電子写真感光体である。
【0182】
また、本発明の電子写真感光体の電荷輸送層は、電荷輸送物質および結着樹脂を含有する。また、電荷輸送層は、結着樹脂として上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を含有する。
【0183】
また、電荷輸送層を積層構造としてもよく、その場合は、少なくとも最も表面側の電荷輸送層に上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を含有させる。電子写真感光体は、一般的には、円筒状支持体上に感光層を形成してなる円筒状の電子写真感光体が広く用いられるが、ベルト状、シート状などの形状も可能である。
【0184】
支持体としては、導電性を有するもの(導電性支持体)が好ましく、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスのような金属製の支持体を用いることができる。
【0185】
アルミニウムやアルミニウム合金性の支持体の場合は、ED管、EI管や、これらを切削、電解複合研磨(電解作用を有する電極と電解質溶液による電解および研磨作用を有する砥石による研磨)、湿式または乾式ホーニング処理したものを用いることもできる。
【0186】
また、アルミニウム、アルミニウム合金または酸化インジウム−酸化スズ合金を真空蒸着によって被膜形成された層を有する金属製支持体や樹脂製支持体を用いることもできる。
【0187】
樹脂製支持体としては、たとえば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、フェノール樹脂、ポリプロピレン、ポリスチレン樹脂などの支持体が挙げられる。
【0188】
また、カーボンブラック、酸化スズ粒子、酸化チタン粒子、銀粒子のような導電性粒子を樹脂や紙に含浸した支持体や、導電性結着樹脂を有するプラスチックを用いることもできる。
【0189】
支持体の表面は、レーザー光などの散乱による干渉縞の防止などを目的として、切削処理、粗面化処理、アルマイト処理などを施してもよい。
【0190】
支持体の表面が導電性を付与するために設けられた層である場合、その層の体積抵抗率は、1×1010Ω・cm以下であることが好ましく、特には1×106Ω・cm以下であることがより好ましい。
【0191】
支持体と、後述の中間層または電荷発生層との間には、レーザー光などの散乱による干渉縞の防止や、支持体の傷の被覆を目的とした導電層を設けてもよい。これは、導電性粒子を結着樹脂に分散させた導電層用塗布液を用いて形成される層である。
【0192】
導電性粒子としては、たとえば、カーボンブラック、アセチレンブラックや、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀のような金属粉や、導電性酸化スズ、ITOのような金属酸化物粉体などが挙げられる。
【0193】
また、結着樹脂としては、たとえば、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、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、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられる。
【0194】
導電層用塗布液の溶剤としては、たとえば、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテルのようなエーテル系溶剤や、メタノールのようなアルコール系溶剤や、メチルエチルケトンのようなケトン系溶剤や、トルエンのような芳香族炭化水素溶剤などが挙げられる。
【0195】
導電層の膜厚は、0.2μm以上40μm以上であることが好ましく、1μm以上35μm以下であることがより好ましく、さらには5μm以上30μm以下であることがより好ましい。
【0196】
導電性粒子や抵抗調節粒子を分散させた導電層は、その表面が粗面化される傾向にある。
【0197】
支持体または導電層と、電荷発生層との間には、バリア機能や接着機能を有する中間層を設けてもよい。中間層は、たとえば、感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体からの電荷注入性改良、感光層の電気的破壊に対する保護のために形成される。
【0198】
中間層は、結着樹脂を含有する中間層用塗布液を導電層上に塗布し、これを乾燥または硬化させることによって形成することができる。
【0199】
中間層の結着樹脂としては、たとえば、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリル酸類、メチルセルロース、エチルセルロース、ポリグルタミン酸またはカゼインのような水溶性樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド酸樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリグルタミン酸エステル樹脂などが挙げられる。
【0200】
中間層の電気的バリア性を効果的に発現させる観点から、また、塗工性、密着性、耐溶剤性、抵抗の好適化の観点から、中間層の結着樹脂は熱可塑性樹脂が好ましい。具体的には、熱可塑性のポリアミド樹脂が好ましい。ポリアミド樹脂としては、溶液状態で塗布できるような低結晶性または非結晶性の共重合ナイロンが好ましい。
【0201】
中間層の膜厚は、0.05μm以上7μm以下であることが好ましく、0.1μm以上2μm以下であることがより好ましい。
【0202】
また、中間層において電荷(キャリア)の流れが滞らないようにするため、中間層には、半導電性粒子あるいは電子輸送物質(アクセプターのような電子受容性物質)を含有させてもよい。
【0203】
支持体、導電層または中間層上には、電荷発生層が設けられる。
【0204】
本発明の電子写真感光体に用いられる電荷発生物質としては、たとえば、モノアゾ、ジスアゾ、トリスアゾのようなアゾ顔料や、金属フタロシアニン、非金属フタロシアニンのようなフタロシアニン顔料や、インジゴ、チオインジゴのようなインジゴ顔料や、ペリレン酸無水物、ペリレン酸イミドのようなペリレン顔料や、アンスラキノン、ピレンキノンのような多環キノン顔料や、スクワリリウム色素や、ピリリウム塩や、チアピリリウム塩や、トリフェニルメタン色素や、セレン、セレン−テルル、アモルファスシリコンのような無機物質や、キナクリドン顔料や、アズレニウム塩顔料や、シアニン染料や、キサンテン色素や、キノンイミン色素や、スチリル色素などが挙げられる。これら電荷発生物質は1種のみ用いてもよく、2種以上用いてもよい。これらの中でも、特にオキシチタニ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、クロロガリウムフタロシアニンのような金属フタロシアニンは、高感度であるため好ましい。
【0205】
電荷発生層に用いられる結着樹脂としては、たとえば、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂などが挙げられる。これらの中でも、特には、ブチラール樹脂が好ましい。これらは単独、混合または共重合体として1種または2種以上用いることができる。
【0206】
電荷発生層は、電荷発生物質を結着樹脂および溶剤とともに分散して得られる電荷発生層用塗布液を塗布し、これを乾燥させることによって形成することができる。また、電荷発生層は、電荷発生物質の蒸着膜としてもよい。
【0207】
分散方法としては、たとえば、ホモジナイザー、超音波、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミルを用いた方法が挙げられる。
【0208】
電荷発生物質と結着樹脂との割合は、1:10〜10:1(質量比)の範囲が好ましく、特には1:1〜3:1(質量比)の範囲がより好ましい。
【0209】
電荷発生層用塗布液に用いられる溶剤は、使用する結着樹脂や電荷発生物質の溶解性や分散安定性から選択される。有機溶剤としては、たとえば、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、エステル系溶剤または芳香族炭化水素溶剤が挙げられる。
【0210】
電荷発生層の膜厚は、5μm以下であることが好ましく、0.1μm以上2μm以下であることがより好ましい。
【0211】
また、電荷発生層には、種々の増感剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤などを必要に応じて添加することもできる。また、電荷発生層において電荷(キャリア)の流れが滞らないようにするために、電荷発生層には、電子輸送物質(アクセプターのような電子受容性物質)を含有させてもよい。
【0212】
電荷発生層上には、電荷輸送層が設けられる。
【0213】
本発明の電子写真感光体に用いられる電荷輸送物質としては、たとえば、上述のようにトリアリールアミン化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、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、トリアリルメタン化合物などが挙げられる。これらの中でも、上記式(4)で示される化合物が好ましい。また、電荷輸送層中の上記式(4)で示される化合物の含有量は、電荷輸送層中の全電荷輸送物質の全質量に対して10質量%以上であることが好ましい。
【0214】
本発明の電子写真感光体の表面層である電荷輸送層は、結着樹脂として上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を含有するが、上述のとおり、他の樹脂を混合して用いてもよい。混合して用いてもよい結着樹脂は、上述のとおりである。
【0215】
電荷輸送層は、電荷輸送物質および結着樹脂を溶剤に溶解させることによって得られる電荷輸送層用塗布液を塗布し、これを乾燥させることによって形成することができる。
【0216】
電荷輸送物質と結着樹脂との割合は、4:10〜20:10(質量比)の範囲が好ましく、5:10〜12:10(質量比)の範囲がより好ましい。
【0217】
電荷輸送層用塗布液に用いられる溶剤としては、たとえば、アセトン、メチルエチルケトンのようなケトン系溶剤や、酢酸メチル、酢酸エチルのようなエステル系溶剤や、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジメトキシメタン、ジメトキシエタンのようなエーテル系溶剤や、トルエン、キシレン、クロロベンゼンのような芳香族炭化水素溶剤などが挙げられる。これら溶剤は、単独で使用してもよいが、2種類以上を混合して使用してもよい。これらの溶剤の中でも、エーテル系溶剤、芳香族炭化水素溶剤を使用することが、樹脂溶解性の観点から好ましい。
【0218】
電荷輸送層の膜厚は、5μm以上50μm以下であることが好ましく、10μm以上35μm以下であることがより好ましい。
【0219】
また、電荷輸送層には、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤などを必要に応じて添加することもできる。
【0220】
本発明の電子写真感光体の各層には、各種添加剤を添加することができる。添加剤としては、たとえば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、対光安定剤のような劣化防止剤や、有機微粒子、無機微粒子などの微粒子が挙げられる。劣化防止剤としては、たとえば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミン系対光安定剤、硫黄原子含有酸化防止剤、リン原子含有酸化防止剤が挙げられる。有機微粒子としては、たとえば、フッ素原子含有樹脂粒子、ポリスチレン微粒子、ポリエチレン樹脂粒子のような高分子樹脂粒子が挙げられる。無機微粒子としては、たとえば、シリカ、アルミナのような金属酸化物が挙げられる。
【0221】
上記各層の塗布液を塗布する際には、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、スピンナーコーティング法、ローラーコーティング法、マイヤーバーコーティング法、ブレードコーティング法などの塗布方法を用いることができる。
【0222】
図3に、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。
【0223】
図3において、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。
【0224】
回転駆動される電子写真感光体1の表面は、帯電手段(一次帯電手段:帯電ローラーなど)3により、正または負の所定電位に均一に帯電される。次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光などの露光手段(不図示)から出力される露光光(画像露光光)4を受ける。こうして電子写真感光体1の表面に、目的の画像に対応した静電潜像が順次形成されていく。
【0225】
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の現像剤に含まれるトナーにより現像されてトナー像となる。次いで、電子写真感光体1の表面に形成担持されているトナー像が、転写手段(転写ローラーなど)6からの転写バイアスによって、転写材(紙など)Pに順次転写されていく。なお、転写材Pは、転写材供給手段(不図示)から電子写真感光体1と転写手段6との間(当接部)に電子写真感光体1の回転と同期して取り出されて給送される。
【0226】
トナー像の転写を受けた転写材Pは、電子写真感光体1の表面から分離されて定着手段8へ導入されて像定着を受けることにより画像形成物(プリント、コピー)として装置外へプリントアウトされる。
【0227】
トナー像転写後の電子写真感光体1の表面は、クリーニング手段(クリーニングブレードなど)7によって転写残りの現像剤(トナー)の除去を受けて清浄面化される。次いで、前露光手段(不図示)からの前露光光(不図示)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、図3に示すように、帯電手段3が帯電ローラーなどを用いた接触帯電手段である場合は、前露光は必ずしも必要ではない。
【0228】
上記の電子写真感光体1、帯電手段3、現像手段5、転写手段6およびクリーニング手段7などの構成要素のうち、複数のものを容器に納めてプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やレーザービームプリンターなどの電子写真装置本体に対して着脱自在に構成してもよい。図3では、電子写真感光体1と、帯電手段3、現像手段5およびクリーニング手段7とを一体に支持してカートリッジ化して、電子写真装置本体のレールなどの案内手段10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9としている。
【0229】
図4に、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カラー電子写真装置(インライン方式)の概略構成の一例を示す。
【0230】
図4において、1Y、1M、1C、1Kは円筒状の電子写真感光体(第1色〜第4色用電子写真感光体)であり、それぞれ軸2Y、2M、2C、2Kを中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。
【0231】
回転駆動される第1色用電子写真感光体1Yの表面は、第1色用帯電手段(一次帯電手段:帯電ローラーなど)3Yにより、正または負の所定電位に均一に帯電される。次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光などの露光手段(不図示)から出力される露光光(画像露光光)4Yを受ける。露光光4Yは、目的のカラー画像の第1色成分像(たとえばイエロー成分像)に対応した露光光である。こうして第1色用電子写真感光体1Yの表面に、目的のカラー画像の第1色成分像に対応した第1色成分静電潜像(イエロー成分静電潜像)が順次形成されていく。
【0232】
張架ローラー12によって張架された転写材搬送部材(転写材搬送ベルト)14は、矢印方向に第1色〜第4色用電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kとほぼ同じ周速度(たとえば第1色〜第4色用電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kの周速度に対して97〜103%)で回転駆動される。また、転写材供給手段17から給送された転写材(紙など)Pは、転写材搬送部材14に静電的に担持(吸着)され、第1色〜第4色用電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kと転写材搬送部材との間(当接部)に順次搬送される。
【0233】
第1色用電子写真感光体1Yの表面に形成された第1色成分静電潜像は、第1色用現像手段5Yのトナーにより現像されて第1色トナー画像(イエロートナー画像)となる。次いで、第1色用電子写真感光体1Yの表面に形成担持されている第1色トナー画像が、第1色用転写手段(転写ローラーなど)6Yからの転写バイアスによって、第1色用電子写真感光体1Yと第1色用転写手段6Yとの間を通過する転写材搬送部材14に担持された転写材Pに順次転写されていく。
【0234】
第1色トナー画像転写後の第1色用電子写真感光体1Yの表面は、第1色用クリーニング手段(クリーニングブレードなど)7Yによって転写残トナーの除去を受けて清浄面化された後、繰り返し第1色トナー画像形成に使用される。
【0235】
第1色用電子写真感光体1Y、第1色用帯電手段3Y、第1色成分像に対応した露光光4Yを出力する第1色用露光手段、第1色用現像手段5Yおよび第1色用転写手段6Yをまとめて第1色用画像形成部と称する。
【0236】
第2色用電子写真感光体1M、第2色用帯電手段3M、第2色成分像に対応した露光光4Mを出力する第2色用露光手段、第2色用現像手段5Mおよび第2色用転写手段6Mを有する第2色用画像形成部、第3色用電子写真感光体1C、第3色用帯電手段3C、第3色成分像に対応した露光光4Cを出力する第3色用露光手段、第3色用現像手段5Cおよび第3色用転写手段6Cを有する第3色用画像形成部、第4色用電子写真感光体1K、第4色用帯電手段3K、第4色成分像に対応した露光光4Kを出力する第4色用露光手段、第4色用現像手段5Kおよび第4色用転写手段6Kを有する第4色用画像形成部の動作は、第1色用画像形成部の動作と同様であり、転写材搬送部材14に担持され、第1色トナー画像が転写された転写材Pに、第2色トナー画像(マゼンタトナー画像)、第3色トナー画像(シアントナー画像)、第4色トナー画像(ブラックトナー画像)が順次転写されていく。こうして転写材搬送部材14に担持された転写材Pに目的のカラー画像に対応した合成トナー画像が形成される。
【0237】
合成トナー画像が形成された転写材Pは、転写材搬送部材14の表面から分離されて定着手段8へ導入されて像定着を受けることによりカラー画像形成物(プリント、コピー)として装置外へプリントアウトされる。
【0238】
また、第1色〜第4色用クリーニング手段7Y、7M、7C、7Kによる転写残トナー除去後の第1色〜第4色用電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kの表面を、前露光手段からの前露光光により除電処理してもよいが、図4に示すように、第1色〜第4色用帯電手段3Y、3M、3C、3Kが帯電ローラーなどを用いた接触帯電手段である場合は、前露光は必ずしも必要ではない。
【0239】
上述の電子写真感光体、帯電手段、現像手段、転写手段およびクリーニング手段などの構成要素のうち、複数のものを容器に納めてプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やレーザービームプリンターなどの電子写真装置本体に対して着脱自在に構成してもよい。図4では、画像形成部ごとに、電子写真感光体と、帯電手段、現像手段およびクリーニング手段とを一体に支持してカートリッジ化して、電子写真装置本体のレールなどの案内手段(不図示)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9Y、9M、9C、9Kとしている。
【0240】
(実施例)
以下に、具体的な実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例中の「部」は「質量部」を意味する。
【0241】
(実施例1)
直径30mm、長さ260.5mmのアルミニウムシリンダーを支持体とした。
【0242】
次に、SnO2コート処理硫酸バリウム(導電性粒子)10部、酸化チタン(抵抗調節用顔料)2部、フェノール樹脂(結着樹脂)6部、シリコーンオイル(レベリング剤)0.001部およびメタノール4部/メトキシプロパノール16部の混合溶剤を用いて導電層用塗布液を調製した。
この導電層用塗布液を支持体上に浸漬塗布し、これを30分間140℃で硬化(熱硬化)させることによって、膜厚が15μmの導電層を形成した。
【0243】
次に、N−メトキシメチル化ナイロン3部および共重合ナイロン3部をメタノール65部/n−ブタノール30部の混合溶剤に溶解させることによって、中間層用塗布液を調製した。
この中間層用塗布液を導電層上に浸漬塗布し、これを10分間100℃で乾燥させることによって、膜厚が0.7μmの中間層を形成した。
【0244】
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°、16.3°、18.6°、25.1°および28.3°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(電荷発生物質)10部を、シクロヘキサノン250部に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、結着樹脂)5部を溶解させた液に加えた。これを、直径1mm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1時間分散した。分散後、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中間層上に浸漬塗布し、これを10分間100℃で乾燥させることによって、膜厚が0.26μmの電荷発生層を形成した。
【0245】
次に、上記式(4−1)で示される化合物(電荷輸送物質)1部、下記式(CTM−1)
【化46】
で示される化合物(電荷輸送物質)9部、合成例1で合成したポリエステル樹脂A1(結着樹脂)10部を、ジメトキシメタン20部およびモノクロロベンゼン60部の混合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、これを1時間120℃で乾燥させることによって、膜厚が19μmの電荷輸送層を形成した。
【0246】
このようにして、電荷輸送層が表面層である電子写真感光体を作製した。
【0247】
次に、評価について説明する。
評価は、2,000枚繰り返し使用時の明部電位の変動(電位変動)ならびに初期および2,000枚繰り返し使用時のトルクの相対値およびトルク測定時の電子写真感光体の表面の観察について行った。
評価装置としては、キヤノン(株)製レーザービームプリンターLBP−2510(帯電(一次帯電):接触帯電方式、プロセススピード:94.2mm/s)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て用いた。また、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレードを、電子写真感光体の表面に対して、当接角25°および当接圧35g/cmとなるように設定した。
評価は、温度23℃、相対湿度50%環境下で行った。
【0248】
<電位変動評価>
評価装置の780nmのレーザー光源の露光量(画像露光量)については、電子写真感光体の表面での光量が0.3μJ/cm2となるように設定した。
電子写真感光体の表面電位(暗部電位および明部電位)の測定は、電子写真感光体の端部から130mmの位置に電位測定用プローブが位置するように固定された冶具と現像器とを交換して、現像器位置で行った。
電子写真感光体の非露光部の暗部電位が−450Vとなるように設定し、レーザー光を照射して暗部電位から光減衰させた明部電位を測定した。
また、A4サイズの普通紙を用い、連続して画像出力を2,000枚行い、その前後での明部電位の変動量を評価した。結果を表4中の電位変動に示す。なお、テストチャートは、印字比率5%のものを用いた。
【0249】
<トルクの相対値評価>
上記電位変動評価条件と同条件において、電子写真感光体の回転モーターの駆動電流値(電流値A)を測定した。この評価は、電子写真感光体とクリーニングブレードとの接触ストレス量を評価したものである。得られた電流値の大きさは、電子写真感光体とクリーニングブレードとの接触ストレス量の大きさを示す。
【0250】
さらに、以下の方法でトルク相対値の対照となる電子写真感光体を作製した。
実施例1の電子写真感光体の電荷輸送層の結着樹脂に用いたポリエステル樹脂A1を、上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位を5:5のモル比で有するポリエステル樹脂(重量平均分子量120,000)に変更した以外は実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、これを対照用電子写真感光体とした。
作製された対照用電子写真感光体を用いて、実施例1と同様に電子写真感光体の回転モーターの駆動電流値(電流値B)を測定した。
このようにして得られた本発明に係るポリエステル樹脂を用いた電子写真感光体の駆動電流値(電流値A)と、本発明に係るポリエステル樹脂を用いなかった電子写真感光体の回転モーターの駆動電流値(電流値B)との比を算出した。得られた(電流値A)/(電流値B)の数値を、トルクの相対値として比較した。このトルクの相対値の数値は、電子写真感光体とクリーニングブレードとの接触ストレス量の増減を示し、トルクの相対値の数値が小さいほうが電子写真感光体とクリーニングブレードとの接触ストレス量が小さいことを示す。結果を、表4中の初期トルクの相対値に示す。
続いて、A4サイズの普通紙を用い、連続して画像出力を2,000枚行った。なお、テストチャートは、印字比率5%のものを用いた。
その後、2,000枚繰り返し使用後のトルクの相対値測定を行った。2,000枚繰り返し使用後のトルクの相対値は初期トルクの相対値と同様の評価で行った。この場合、対照用電子写真感光体に対しても2,000枚繰り返し使用を行い、そのときの駆動電流値を用いて2,000枚繰り返し使用後のトルクの相対値を算出した。結果を、表4中の2,000枚後トルクの相対値に示す。
【0251】
(実施例2〜8)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を表2に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。
【0252】
(実施例9)
電荷発生層までは実施例1と同様に形成した。
次に、上記式(4−1)で示される化合物(電荷輸送物質)1部、上記式(CTM−1)で示される化合物(電荷輸送物質)9部、合成例1で合成したポリエステル樹脂A1を8部および上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位を5:5のモル比で有するポリエステル樹脂(重量平均分子量120,000)2部を、ジメトキシメタン20部およびモノクロロベンゼン60部の混合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、これを1時間120℃で乾燥させることによって、膜厚が19μmの電荷輸送層を形成した。形成された電荷輸送層には、シロキサン部位を含有する本発明に係るポリエステル樹脂(ポリエステル樹脂A1)中における電荷輸送物質の凝集は観測されなかった。
このようにして、電荷輸送層が表面層である電子写真感光体を作製した。
評価は実施例1と同様に行った。結果を表4に示す。
【0253】
(実施例10)
実施例9において、ポリエステル樹脂A1と、上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位を5:5のモル比で有するポリエステル樹脂(重量平均分子量120,000)との混合比を表2に示すように変更した以外は、実施例9と同様に電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。実施例10では、形成された電荷輸送層には、シロキサン部位を含有する本発明に係るポリエステル樹脂(ポリエステル樹脂A1)中における電荷輸送物質の凝集は観測されなかった。
【0254】
(実施例11)
電荷発生層までは実施例1と同様に形成した。
次に、上記式(4−1)で示される化合物(電荷輸送物質)1部、上記式(CTM−1)で示される化合物(電荷輸送物質)9部、合成例1で合成したポリエステル樹脂A1を8部および上記式(9−4)で示される繰り返し構造単位有するポリカーボネート樹脂(重量平均分子量120,000)2部を、ジメトキシメタン20部およびモノクロロベンゼン60部の混合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、これを1時間120℃で乾燥させることによって、膜厚が19μmの電荷輸送層を形成した。形成された電荷輸送層には、シロキサン部位を含有する本発明に係るポリエステル樹脂(ポリエステル樹脂A1)中における電荷輸送物質の凝集は観測されなかった。
このようにして、電荷輸送層が表面層である電子写真感光体を作製した。
評価は実施例1と同様に行った。結果を表4に示す。
【0255】
(実施例12〜17)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を表2に示すように変更し、表2で示す混合比で使用した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。実施例16および17において、形成された電荷輸送層には、シロキサン部位を含有する本発明に係るポリエステル樹脂(ポリエステル樹脂B1)中における電荷輸送物質の凝集は観測されなかった。
【0256】
(実施例18〜22)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を表2に示すように変更し、表2で示す混合比で使用した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。ただし、トルク評価で用いた電子写真感光体は、実施例1で用いた対照用電子写真感光体の電荷輸送層の結着樹脂を上記式(2−33)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂(重量平均分子量130,000)に変更して測定した。結果を表4に示す。
【0257】
(実施例23〜29)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を表2に示すように変更し、表2で示す混合比で使用し、さらに電荷輸送物質を上記式(4−7)で示される化合物に変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。ただし、トルク評価で用いた電子写真感光体は、実施例1で用いた対照用電子写真感光体の電荷輸送層の結着樹脂を上記式(2−33)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂(重量平均分子量130,000)に変更し、さらに電荷輸送物質を上記式(4−7)で示される化合物に変更して測定した。結果を表4に示す。実施例27〜29において、形成された電荷輸送層には、シロキサン部位を含有する本発明に係るポリエステル樹脂(ポリエステル樹脂H)中における電荷輸送物質の凝集は観測されなかった。
【0258】
(実施例30〜33)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を表2に示すように変更し、表2で示す混合比で使用した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。ただし、トルク評価で用いた電子写真感光体は、実施例1で用いた対照用電子写真感光体の電荷輸送層の結着樹脂を上記式(2−34)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位を7:3のモル比で有するポリエステル樹脂(重量平均分子量110,000)に変更して測定した。結果を表4に示す。
【0259】
(実施例34)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を表2に示すように変更し、表2で示す混合比で使用した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。ただし、トルク評価で用いた電子写真感光体は、実施例1で用いた対照用電子写真感光体の電荷輸送層の結着樹脂を上記式(2−1)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂(重量平均分子量120,000)に変更して測定した。結果を表4に示す。
【0260】
(実施例35)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を表2に示すように変更し、表2で示す混合比で使用した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。ただし、トルク評価で用いた電子写真感光体は、実施例1で用いた対照用電子写真感光体の電荷輸送層の結着樹脂を上記式(2−2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂(重量平均分子量120,000)に変更して測定した。結果を表4に示す。
【0261】
(実施例36)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を表2に示すように変更し、表2で示す混合比で使用した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。ただし、トルク評価で用いた電子写真感光体は、実施例1で用いた対照用電子写真感光体の電荷輸送層の結着樹脂を上記式(2−1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位を3:7のモル比で有するポリエステル樹脂(重量平均分子量110,000)に変更して測定した。結果を表4に示す。
【0262】
(実施例37)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を表2に示すように変更し、表2で示す混合比で使用した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。ただし、トルク評価で用いた電子写真感光体は、実施例1で用いた対照用電子写真感光体の電荷輸送層の結着樹脂を上記式(2−2)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位を3:7のモル比で有するポリエステル樹脂(重量平均分子量110,000)に変更して測定した。結果を表4に示す。
【0263】
(比較例1)
ジカルボン酸ハライドとして合成例1で用いた上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライドおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライドを用い、ジオールとして合成例1で用いた上記式(7−1)で示されるジオール化合物および(8−1)で示されるジオール化合物を用い、合成時の使用量を調整し、ポリエステル樹脂の全質量中のシロキサン部位が1質量%であるポリエステル樹脂A9(重量平均分子量120,000)を合成した。表3に示す。
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂をポリエステル樹脂A9に変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。
【0264】
(比較例2)
ジカルボン酸ハライドとして合成例1で用いた上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライドおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライドを用い、ジオールとして合成例1で用いた上記式(7−1)で示されるジオール化合物および(8−1)で示されるジオール化合物を用い、合成時の使用量を調整し、ポリエステル樹脂の全質量中のシロキサン部位が40質量%であるポリエステル樹脂A10(重量平均分子量160,000)を合成した。表3に示す。
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂をポリエステル樹脂A10に変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。形成された電荷輸送層には、シロキサン部位を含有する樹脂(ポリエステル樹脂A10)中における電荷輸送物質の凝集が観測された。
【0265】
(比較例3)
ジカルボン酸ハライドとして合成例1で用いた上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライドおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライドを用い、ジオールとして下記式(7−8)
【化47】
で示されるジオール化合物および上記式(8−1)で示されるジオール化合物を用い、合成時の使用量を調整し、ポリエステル樹脂の全質量中のシロキサン部位が20質量%であるポリエステル樹脂T1(重量平均分子量120,000)を合成した。ポリエステル樹脂T1は下記式(P−1)
【化48】
で示される繰り返し構造単位および下記式(P−2)
【化49】
で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であり、上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であるポリエステル樹脂である。
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂をポリエステル樹脂T1に変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。表3に示す。実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。
【0266】
(比較例4)
ジカルボン酸ハライドとして合成例1で用いた上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライドおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライドを用い、ジオールとして下記式(7−9)
【化50】
で示されるジオール化合物および上記式(8−1)で示されるジオール化合物を用い、合成時の使用量を調整し、ポリエステル樹脂の全質量中のシロキサン部位が20質量%であるポリエステル樹脂T2(重量平均分子量120,000)を合成した。ポリエステル樹脂T2は下記式(P−3)
【化51】
で示される繰り返し構造単位および下記式(P−4)
【化52】
で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であり、上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であるポリエステル樹脂である。
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂をポリエステル樹脂T2に変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。表3に示す。実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。
形成された電荷輸送層には、シロキサン部位を含有する樹脂(ポリエステル樹脂T2)中における電荷輸送物質の凝集が観測された。
【0267】
(比較例5)
ジカルボン酸ハライドとして合成例1で用いた上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライドおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライドを用い、ジオールとして下記式(7−10)
【化53】
で示されるジオール化合物および上記式(8−1)で示されるジオール化合物を用い、合成時の使用量を調整し、ポリエステル樹脂の全質量中のシロキサン部位が20質量%であるポリエステル樹脂U(重量平均分子量120,000)を合成した。ポリエステル樹脂Uは下記式(P−5)
【化54】
で示される繰り返し構造単位および下記式(P−6)
【化55】
で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であり、上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であるポリエステル樹脂である。
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂をポリエステル樹脂Uに変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。表3に示す。実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。
【0268】
(比較例6)
ジカルボン酸ハライドとして合成例1で用いた上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライドおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライドを用い、ジオールとして下記式(7−11)
【化56】
で示されるジオール化合物および上記式(8−1)で示されるジオール化合物を用い、合成時の使用量を調整し、ポリエステル樹脂の全質量中のシロキサン部位が20質量%であるポリエステル樹脂V(重量平均分子量120,000)を合成した。ポリエステル樹脂Vは下記式(P−7)
【化57】
で示される繰り返し構造単位および下記式(P−8)
【化58】
で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であり、上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であるポリエステル樹脂である。
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂をポリエステル樹脂Vに変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。表3に示す。実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。
形成された電荷輸送層には、シロキサン部位を含有する樹脂(ポリエステル樹脂V)中における電荷輸送物質の凝集が観測された。
【0269】
(比較例7)
ジカルボン酸ハライドとして合成例1で用いた上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライドおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライドを用い、ジオールとして下記式(7−10)
【化59】
で示されるジオール化合物および上記式(8−1)で示されるジオール化合物を用い、合成時の使用量を調整し、ポリエステル樹脂の全質量中のシロキサン部位が20質量%であるポリエステル樹脂W1(重量平均分子量100,000)を合成した。ポリエステル樹脂W1は下記式(P−9)
【化60】
で示される繰り返し構造単位および下記式(P−10)
【化61】
で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であり、上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であるポリエステル樹脂である。
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂をポリエステル樹脂W1に変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。表3に示す。実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。
【0270】
(比較例8)
ジカルボン酸ハライドとして合成例1で用いた上記式(6−1)で示されるジカルボン酸ハライドおよび上記式(6−2)で示されるジカルボン酸ハライドを用い、ジオールとして下記式(7−13)
【化62】
で示されるジオール化合物および上記式(8−1)で示されるジオール化合物を用い、合成時の使用量を調整し、ポリエステル樹脂の全質量中のシロキサン部位が20質量%であるポリエステル樹脂W2(重量平均分子量80,000)を合成した。ポリエステル樹脂W2は下記式(P−11)
【化63】
で示される繰り返し構造単位および下記式(P−12)
【化64】
で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であり、上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であるポリエステル樹脂である。
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂をポリエステル樹脂W2に変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。表3に示す。実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。
【0271】
(比較例9)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を特開2003−302780号公報に記載のポリエステル樹脂X(下記式(P−13)
【化65】
で示される繰り返し構造単位および上記式(2−15)で示される繰り返し構造単位のモル比が15:85であるポリエステル樹脂)を使用した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。表3に示す。実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。
【0272】
(比較例10)
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂を下記式(P−14)
【化66】
で示される繰り返し構造単位および下記式(P−15)
【化67】
で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であり、上記式(2−11)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−23)で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であるポリエステル樹脂Yを合成した。合成された樹脂中のシロキサン部位は30質量%であった。
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂をポリエステル樹脂Yに変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。表3に示す。実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。形成された電荷輸送層には、シロキサン部位を含有する樹脂(ポリエステル樹脂Y)中における電荷輸送物質の凝集が観測された。
【0273】
(比較例11)
上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位を有し、末端に下記式(7−13)
【化68】
で示される構造を導入したポリエステル樹脂Zを合成した。合成された樹脂中のシロキサン部位は1.2質量%であった。
実施例1において、電荷輸送層の結着樹脂をポリエステル樹脂Zに変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。表3に示す。実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。
【0274】
(比較例12)
上記式(9−4)で示される繰り返し構造単位および下記式(P−16)
【化69】
で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であるポリカーボネート樹脂Aを合成し、上記式(2−12)で示される繰り返し構造単位および上記式(2−24)で示される繰り返し構造単位のモル比が5:5であるポリエステル樹脂と表3に示すように混合した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。表3に示す。実施例1と同様に評価を行った。結果を表4に示す。
【0275】
【表2】
【0276】
表2中の「樹脂A(ポリエステル樹脂)」は、上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を意味する。
【0277】
表2中の「シロキサンの質量比A(質量%)」は、「樹脂A(ポリエステル樹脂)」中のシロキサン部位の含有量(質量%)を意味する。
【0278】
表2中の「樹脂B(他構造の樹脂)」は、シロキサン部位を含有しない樹脂を意味する。
【0279】
表2中の「シロキサンの質量比B(質量%)」は、電荷輸送層中の全結着樹脂の全質量に対する「樹脂A(ポリエステル樹脂)」中のシロキサン部位の含有量(質量%)を意味する。
【0280】
【表3】
【0281】
表3中の「樹脂A(ポリエステル樹脂)」は、シロキサン部位を含有する樹脂を意味する。
【0282】
表3中の「シロキサンの質量比A(質量%)」は、「樹脂A」中のシロキサン部位の含有量(質量%)を意味する。
【0283】
表3中の「樹脂B(他構造の樹脂)」は、シロキサン部位を含有しない樹脂を意味する。
【0284】
表3中の「シロキサンの質量比B(質量%)」は、電荷輸送層中の全結着樹脂の全質量に対する「樹脂A」中のシロキサン部位の含有量(質量%)を意味する。
【0285】
【表4】
【0286】
実施例と比較例1との比較により、電荷輸送層中のポリエステル樹脂に対するシロキサン質量比や電荷輸送層中の全結着樹脂に対するシロキサンの質量比が低い場合、十分な接触ストレスの緩和効果が得られないことが示されている。
【0287】
また、実施例と比較例2との比較により、電荷輸送層中のポリエステル樹脂に対するシロキサン質量比が高い場合、電荷輸送物質との相溶性が不十分となり、シロキサン部位を含有する樹脂中において電荷輸送物質が凝集し、電位変動を生じることが示されている。
【0288】
また、実施例と比較例3との比較により、電荷輸送層中のシロキサン部位を含有するポリエステル樹脂のシロキサン部位の繰り返し数の平均値が小さい場合、十分な接触ストレスの緩和効果が得られない。これは、接触ストレスの緩和の効果がシロキサン鎖長の長さにも依存することが示されている。
【0289】
しかしながら、実施例と比較例4との比較により、電荷輸送層中のシロキサン部位を含有するポリエステル樹脂のシロキサン部位の繰り返し数の平均値が大きい場合、電位変動が大きな値となり電子写真感光体特性が悪化することが示されている。これは、シロキサン部位のシロキサン鎖長が多いと電荷輸送物質との相溶性が低下し、シロキサン部位を含有する樹脂中において電荷輸送物質が凝集することに由来している。
【0290】
したがって、接触ストレスの緩和と電荷輸送物質との良好な相溶性を両立させるためには、適切なシロキサン部位の繰り返し数の平均値(シロキサン鎖長)であることが重要である。
【0291】
また、実施例と比較例5との比較により、シロキサン部位とジカルボン酸部位とを結合させるフェニレン部位の結合位置に関連し、特性差が生じていることが示されている。比較例5で示されているフェニレン部位の結合様式(パラ位での結合)では、電荷輸送物質との相溶性が劣るシロキサン部位がポリマー鎖に対し、より直線的に配置されている。これにより、電荷輸送物質との相溶性が低下し、シロキサン部位を含有する樹脂中において電荷輸送物質が凝集していると推測される。実施例で示される結合様式(オルト位での結合)では、シロキサン部位がポリマー鎖に対し、屈曲した配置であるため、より相溶性が高く、特性が安定していると考えられる。
【0292】
また、実施例と比較例6との比較により、シロキサン部位の両端のアルキレン基の有無に関連し、特性差が生じていることが示されている。これは、比較例6で示されているシロキサン部位とフェニレン部位が直接結合した場合、シロキサン部位の電荷輸送物質との相溶性悪化が顕著に発現するのに対し、アルキレン基を設けた場合、相溶性悪化が発現し難いことを示唆している。シロキサン部分がアルキレン基を両端に有することにより、比較的自由に構造を変更しることができることで、相溶性の改善がなされている。
【0293】
また、実施例と比較例7との比較により、シロキサン部位が環構造を形成している場合は接触ストレスの緩和効果が得られにくいことが示されている。接触ストレスの緩和効果は、シロキサン部分が表面に存在することで発現することが一般的に知られている。シロキサン部位が直鎖状の構造ではシロキサン部分のガラス転移点が低く、シロキサン部位の構造が変化しやすいことで、より表面に存在するシロキサン部位を多くすることが可能となる。
【0294】
しかしながら、シロキサン部位が環状構造では、シロキサン構造は直鎖状構造ほどの変化は起こりにくいため、上記の特性差が生じていると考えられる。
【0295】
また、実施例と比較例8との比較により、シロキサン部位が分岐構造を形成している場合は、良好な接触ストレスの緩和効果が得られるものの、電荷輸送物質との相溶性が不十分となり、電位変動を生じることが示されている。これは上記のとおり、電荷輸送物質の構造が芳香環を有する構造であり、電荷輸送物質の凝集は明確には観測されていないが、シロキサン部位とは親和性が高くないことに由来していると考えられる。
【0296】
また、実施例と比較例9との比較により、ジカルボン酸と結合するフェニレン基の結合様式の相違により、電位安定性および接触ストレスの緩和効果に差異を生じることが示されている。フェニレン基のオルト位で結合するアルキレン基−メチレン基(比較例9)とアルキレン基−酸素原子(実施例)との構造上の差異により、アルキレン基−メチレン基では、その立体障害のために比較的構造が固定化されることが推測できる。その結果、電位安定性に反映される電荷輸送物質との相溶性の違いや、シロキサン鎖の自由運動に伴う接触ストレスの緩和効果に違いが生じていると考えられる。また、電荷輸送層中のポリエステル樹脂に対するシロキサン質量比が高い樹脂であることも特性悪化に影響していると考えられる。
【0297】
また、実施例と比較例10との比較により、カルボン酸から直接シロキサン部位に結合した場合には、シロキサン部位の電荷輸送物質との相溶性悪化が顕著に発現することが示されている。
【0298】
また、実施例と比較例11との比較により、末端にのみシロキサン構造を有する場合には、その構造上、電荷輸送層中のポリエステル樹脂に対するシロキサン質量比や電荷輸送層中の全結着樹脂に対するシロキサンの質量比が低く十分に接触ストレスの緩和効果は得られないことが示されている。
【0299】
また、実施例と比較例12との比較により、シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂とポリエステル樹脂を混合して用いた場合、接触ストレスの緩和効果が持続しないことが示されている。これは、上記の樹脂間での相溶性が低下し、シロキサン構造を有するポリカーボネート樹脂の表面移行性が発現することに由来すると考えられる。
【0300】
(実施例38)
実施例1と同様にして作製した電子写真感光体に対して、図2に示したモールドによる圧接形状転写加工装置において、図5に示された形状転写用のモールドを設置し、表面加工を行った。加工時の電子写真感光体およびモールドの温度は110℃に制御し、4MPaの圧力で加圧しながら、電子写真感光体を周方向に回転させ形状転写を行った。図5において、(1)は上から見たモールド形状を示し、(2)は横から見たモールド形状を示す図である。図5に示すモールドは円柱形状を有しており、その長軸径Dは2.0μm、高さFは6.0μmであり、モールドとモールドとの間隔Eは1.0μmである。
【0301】
上記の方法により作製された電子写真感光体に対して、超深度形状測定顕微鏡VK−9500((株)キーエンス社製)を用いて表面観察を行った。測定対象の電子写真感光体を円筒状支持体を固定できるよう加工された置き台に設置し、電子写真感光体の上端から130mm離れた位置の表面観察を行った。その際、対物レンズ倍率50倍とし、電子写真感光体の表面の100μm四方(10000μm2)を視野観察とし、測定を行った。測定視野内に観察された凹形状部を解析プログラムを用いて解析を行った。
【0302】
測定視野内にある各凹形状部の表面部分の形状、長軸径(図6中のRpc)および深さ(図6中のRdv)を測定した。平均長軸径は2.0μm、平均深さは1.2μmである図6に示される凹形状部が形成されていることが確認された。凹形状部の配列を示す図6において、(1)は電子写真感光体の表面を上から見た図であり、(2)は凹形状部の断面形状を示す。また、凹形状部間隔(図6中のI)は、1.0μmの間隔で形成され、面積率を算出すると46%であった。実施例41で用いた電荷輸送層中の樹脂の構成を表5に示す。
【0303】
得られた電子写真感光体を実施例1と同様に評価を行った。結果を表6に示す。
【0304】
(実施例39〜41)
実施例12、30および31と同様にして作製した電子写真感光体に対して、実施例38と同様の表面加工をモールドの加圧の圧力を変更して行った。実施例38と同様の表面観察により、それぞれの電子写真感光体の表面に
実施例39:平均長軸径:2.0μm、平均深さ:1.4μm
実施例40:平均長軸径:2.0μm、平均深さ:0.8μm
実施例41:平均長軸径:2.0μm、平均深さ:0.9μm
である図6に示される凹形状部が形成されていることが確認された。また、凹形状部間隔Iは、1.0μmの間隔で形成されていた。実施例39〜41で用いた電荷輸送層中の樹脂の構成を表5に示す。
得られた電子写真感光体を実施例12、30および31と同様の評価を行った。結果を表6に示す。
【0305】
(実施例42)
実施例1と同様に支持体上に導電層、中間層および電荷発生層を作製した。
次に、上記式(4−1)で示される化合物(電荷輸送物質)1部、上記式(CTM−1)で示される化合物(電荷輸送物質)9部、合成例1で合成したポリエステル樹脂A1(結着樹脂)10部を、ジプロピレングリコール2部、ジメトキシメタン18部およびモノクロロベンゼン60部の混合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、支持体上に電荷輸送層用塗布液を塗布した。電荷輸送層用塗布液を塗布する工程は、相対湿度50%および雰囲気温度25℃の状態で行った。塗布工程終了から180秒後、あらかじめ装置内が120℃に加熱されていた送風乾燥機内に、電荷輸送層用塗布液を塗布済みの支持体を入れ、乾燥工程を60分間行うことにより、膜厚が19μmの電荷輸送層を形成した。
このようにして、電荷輸送層が表面層であり、表面に凹部が形成されている電子写真感光体を作製した。実施例42で用いた電荷輸送層中の樹脂の構成を表5に示す。
実施例38と同様に表面形状測定を行ったところ、平均長軸径2.5μm、平均深さ1.2μmの凹形状部が単位面積10000μm2(100μm四方)あたり1,500個形成されていることが確認された。
得られた電子写真感光体を実施例1と同様に評価を行った。結果を表6に示す。
【0306】
(実施例43)
実施例42で使用したポリエステル樹脂A1をポリエステル樹脂B1に変更した以外は実施例42と同様の方法で電子写真感光体を作製した。実施例43で用いた電荷輸送層中の樹脂の構成を表5に示す。
実施例38と同様に表面形状測定を行ったところ、平均長軸径2.0μm、平均深さ1.0μmの凹形状部が単位面積10000μm2(100μm四方)あたり1,200個形成されていることが確認された。
得られた電子写真感光体を実施例1と同様に評価を行った。結果を表6に示す。
【0307】
(実施例44〜45)
実施例1と同様に支持体上に導電層、中間層および電荷発生層を作製した。
電荷輸送層の結着樹脂を表5に示す樹脂を使用し、電荷輸送物質を上記式(4−7)で示される化合物に変更した以外は、実施例42と同様にして電子写真感光体を作製した。実施例44〜45で用いた電荷輸送層中の樹脂の構成を表5に示す。
実施例38と同様に表面形状測定を行ったところ、
実施例44:平均長軸径2.4μm、平均深さ1.5μm
実施例45:平均長軸径1.8μm、平均深さ1.2μm
の凹形状部が単位面積10000μm2(100μm四方)あたりそれぞれ1,200個および1,400個形成されていることが確認された。
得られた電子写真感光体を実施例32および33と同様に評価を行った。結果を表6に示す。
【0308】
(実施例46〜49)
実施例42で使用したポリエステル樹脂A1を表5に示す樹脂に変更した以外は、実施例42と同様の方法で電子写真感光体を作製した。実施例46〜49で用いた電荷輸送層中の樹脂の構成を表5に示す。
実施例38と同様に表面形状測定を行ったところ、
実施例46:平均長軸径2.5μm、平均深さ1.2μm
実施例47:平均長軸径2.3μm、平均深さ1.4μm
実施例48:平均長軸径2.8μm、平均深さ1.5μm
実施例49:平均長軸径1.8μm、平均深さ1.2μm
の凹形状部が単位面積10000μm2(100μm四方)あたりそれぞれ1,200個、1,200個、1,000個および1,400個形成されていることが確認された。
得られた電子写真感光体を実施例1と同様に評価を行った。結果を表6に示す。
【0309】
【表5】
【0310】
表5中の「樹脂A(ポリエステル樹脂)」は、上記式(1)で示される繰り返し構造単位および上記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を意味する。
【0311】
表5中の「シロキサンの質量比A(質量%)」は、「樹脂A(ポリエステル樹脂)」中のシロキサン部位の含有量(質量%)を意味する。
【0312】
表5中の「樹脂B(他構造の樹脂)」は、シロキサン部位を含有しない樹脂を意味する。
【0313】
表5中の「シロキサンの質量比B(質量%)」は、電荷輸送層中の全結着樹脂の全質量に対する「樹脂A(ポリエステル樹脂)」中のシロキサン部位の含有量(質量%)を意味する。
【0314】
【表6】
【0315】
(実施例50)
直径24mm、長さ246mmのアルミニウムシリンダーを支持体とした。
次に、実施例1と同様に電荷発生層まで作製した。
次に、上記式(4−1)で示される化合物(電荷輸送物質)4部、上記式(CTM−1)で示される化合物(電荷輸送物質)6部、合成例1で合成したポリエステル樹脂A1(結着樹脂)10部を、ジメトキシメタン20部およびモノクロロベンゼン60部の混合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、これを1時間120℃で乾燥させることによって、膜厚が10μmの電荷輸送層を形成した。
上記電子写真感光体を、ヒューレット・パッカード社製レーザージェットP1006プリンターを用いて画像評価した。評価は、テストチャートは、印字比率5%のものを用い、温度23℃、相対湿度50%環境下で行った。1枚画像出力ごとに電子写真感光体の回転駆動を停止する方法で1,000枚の画像評価を行ったが、画像品位は良好であった。
【0316】
(実施例51〜53)
実施例50で用いたポリエステル樹脂A1を、上記ポリエステル樹脂B1(実施例51)、上記ポリエステル樹脂H(実施例52)、上記ポリエステル樹脂L(実施例53)に変更した以外は、実施例50と同様の方法で電子写真感光体を作製した。
実施例50と同様の評価を行ったところ、いずれも画像品位は良好であった。
【0317】
(実施例54)
直径30mm、長さ357.5mmのアルミニウムシリンダーを支持体とした。
次に、実施例1と同様に電荷発生層まで作製した。
次に、上記式(4−1)で示される化合物(電荷輸送物質)1部、上記式(CTM−1)で示される化合物(電荷輸送物質)9部、合成例1で合成したポリエステル樹脂A1(結着樹脂)10部を、ジメトキシメタン20部およびモノクロロベンゼン60部の混合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、これを1時間120℃で乾燥させることによって、膜厚が30μmの電荷輸送層を形成した。
上記電子写真感光体を、キヤノン(株)社製iR3045を用いて画像評価した。評価は、テストチャートは、印字比率5%のものを用い、温度23℃、相対湿度50%環境下で行った。1枚画像出力ごとに電子写真感光体の回転駆動を停止する方法で1,000枚の画像評価を行ったが、出力画像は良好であった。
【0318】
(実施例55〜57)
実施例57で用いたポリエステル樹脂A1を、上記ポリエステル樹脂B1(実施例55)、上記ポリエステル樹脂H(実施例56)、上記ポリエステル樹脂L(実施例57)に変更した以外は、実施例54と同様の方法で電子写真感光体を作製した。
実施例54と同様の評価を行ったところ、いずれも出力画像は良好であった。
Claims (8)
- 支持体、該支持体上に設けられた電荷発生層ならびに該電荷発生層上に設けられた電荷輸送物質および結着樹脂を含有する電荷輸送層を有し、かつ、該電荷輸送層が表面層である電子写真感光体において、
該電荷輸送層が、結着樹脂として下記式(1)で示される繰り返し構造単位および下記式(2)で示される繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を含有し、
該ポリエステル樹脂中のシロキサン部位の含有量が、該ポリエステル樹脂の全質量に対して5質量%以上30質量%以下であり、
該電荷輸送層中の該ポリエステル樹脂の含有量が、該電荷輸送層中の全結着樹脂の全質量に対して60質量%以上である
ことを特徴とする電子写真感光体。
(式(1)中、X1は、2価の有機基を示す。R1およびR2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアルキル基または置換もしくは無置換のアリール基を示す。Zは、炭素原子数が1以上4以下である置換もしくは無置換のアルキレン基を示す。nは、括弧内の構造の繰り返し数の平均値を示し、20以上80以下である。)
(式(2)中、R11〜R18は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換のアルコキシ基を示す。X2は、2価の有機基を示す。Yは、単結合、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアリーレン基、酸素原子または硫黄原子を示す。) - 前記電荷輸送層中の前記シロキサン部位の含有量が、前記電荷輸送層中の全結着樹脂の全質量に対して5質量%以上30質量%以下である請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記式(1)中のnが、25以上70以下である請求項1または2に記載の電子写真感光体。
- 前記電荷輸送層中の前記シロキサン部位の含有量が、前記電荷輸送層中の全結着樹脂の全質量に対して10質量%以上25質量%以下である請求項1〜3のいずれかに記載の電子写真感光体。
- 請求項1〜6のいずれか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。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の電子写真感光体、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。
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