WO2016148035A1 - 正帯電用単層型電子写真感光体、電子写真感光体カートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents

正帯電用単層型電子写真感光体、電子写真感光体カートリッジ、及び画像形成装置 Download PDF

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光央 和田
宏恵 渕上
明 安藤
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三菱化学株式会社
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Definitions

  • Electrophotographic technology is widely used in the fields of copiers and various printers because of its immediacy and high quality images.
  • An electrophotographic photosensitive material (hereinafter also simply referred to as “photosensitive member”), which is the core of electrophotographic technology, is an organic photoconductive substance having advantages such as non-pollution, easy film formation, and easy manufacture. A photoconductor using is used.
  • a single layer type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a single layer type photosensitive member) having a charge generation material and a charge transport material in the same layer, and the charge generation material and the charge transport material are separated.
  • a laminated electrophotographic photoreceptor (hereinafter referred to as a laminated photoreceptor) that is separated and laminated in these layers (charge generation layer and charge transport layer).
  • the laminated type photoreceptors are of this type because most of the current photoreceptors are of this type because the functions are easily optimized for each layer and the characteristics can be easily controlled from the viewpoint of the photoreceptor design.
  • Most laminated photoreceptors have a charge generation layer and a charge transport layer in this order on a substrate.
  • a polycarbonate resin or a polyarylate resin is mainly used as the binder resin.
  • Patent Document 1 Responsiveness is realized by using a polyarylate resin and a charge transport material having specific physical properties for the photosensitive layer and designing the surface of the electrophotographic photosensitive member to have a specific universal hardness and elastic deformation rate.
  • Responsiveness is realized (Patent Document 1).
  • Such a multilayer photoreceptor is often used in a negative charging system, and when the photoreceptor is charged by negative corona discharge, the generated ozone may adversely affect the environment and photoreceptor characteristics.
  • the single layer type photoconductor either the negative charging method or the positive charging method can be used, and when the positive charging method is adopted, generation of ozone, which is a problem in the above-mentioned multilayer type photoconductor, is suppressed. can do. Therefore, although it has a point inferior to the negatively charged multi-layer photosensitive member in terms of electrical characteristics, it has been partially put into practical use as a positively charging single-layer type electrophotographic photosensitive member (Patent Document 2), and the device is downsized and has high sensitivity. Consideration is being made.
  • a phthalocyanine compound as a charge generating agent, and a hole transport agent, a photosensitive layer
  • An electron transfer agent is contained in the binder resin, the content of the phthalosinine compound is 0.1 to 4 wt% with respect to the binder resin mass, the film thickness of the photosensitive layer is 10 to 35 ⁇ m, and measured under certain conditions.
  • a technique is known in which the absolute value difference between the positive and negative polarities is 500 V or less (Patent Document 3).
  • the half exposure amount during positive charging is 0.18 ⁇ J / cm 2 or less, and the half exposure amount during negative charging is 2 to 12 times the half exposure amount during positive charging.
  • a technique for providing a certain photosensitive layer is known (Patent Document 4).
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-170041 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2-228670 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-331965 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-231866
  • an object of the present invention is to provide a single layer type electrophotographic photosensitive member for positive charging with good initial memory while maintaining electrical characteristics, and an image forming apparatus with good image density, which includes the photosensitive member. There is.
  • the present inventors have made a photosensitive member having a photosensitive layer containing a charge transporting substance, a binder resin, and a compound having a specific structure, so that even in an electrophotographic process without a charge eliminating step, While maintaining the characteristics, it was found that even when exposed to ozone, the initial chargeability was stable and stable, and the initial memory was good, and the present invention was completed as follows.
  • the gist of the present invention resides in the following ⁇ 1> to ⁇ 9>.
  • ⁇ 1> In a positively charged single layer type electrophotographic photosensitive member having a photosensitive layer containing a binder resin, a charge generating material, a hole transporting material, and an electron transporting material in the same layer on a conductive support,
  • the electron transport material is a compound represented by the following formula (1)
  • the photosensitive layer contains an aromatic compound having a molecular weight of 180 or more and 400 or less represented by the following formula (7).
  • R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an optionally substituted carbon number. Represents an alkenyl group of 1 to 20, and R 1 and R 2 or R 3 and R 4 may be bonded to each other to form a cyclic structure.
  • X represents an organic residue having a molecular weight of 120 or more and 250 or less.
  • Ar 1 and Ar 2 each independently represent an aryl group which may have a substituent.
  • x and y each independently represents an integer of 0 to 2.
  • the aromatic compound represented by the formula (7) is contained in an amount of 1 part by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
  • ⁇ 4> The positively charging single-layer type electrophotographic photosensitive member according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the binder resin is a polycarbonate resin.
  • X is an organic residue represented by any one of the following formulas (3) to (6)
  • R 5 to R 7 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • R 8 to R 11 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • R 12 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a halogen atom.
  • R 13 and R 14 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.
  • ⁇ 6> Single-layer type electrophotographic photosensitive member for positive charging according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, a charging device for charging the electrophotographic photosensitive member, and exposing the charged electrophotographic photosensitive member An at least one selected from the group consisting of an exposure device for forming an electrostatic latent image and a developing device for developing the electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive member.
  • An image forming apparatus comprising: an exposure device that forms an electrostatic latent image; and a developing device that develops the electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive member.
  • the present invention provides an electrophotographic photosensitive member and an electrophotographic photosensitive member that are stable even when exposed to ozone while maintaining electrical characteristics even in an electrophotographic process that does not have a charge-removing step. It is possible to provide a body cartridge and a full-color image forming apparatus.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a main configuration of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an X-ray diffraction spectrum by CuK ⁇ characteristic X-rays of oxytitanium phthalocyanine used in Examples.
  • Et represents an ethyl group
  • Me represents a methyl group
  • t-Bu represents a t-butyl group.
  • the positively chargeable single-layer type electrophotographic photoreceptor of the present invention (hereinafter also referred to as an electrophotographic photoreceptor) comprises a binder resin, a charge generating material, a hole transport material, and an electron transport material on the conductive support.
  • a monolayer type photosensitive layer contained in one layer is formed.
  • the electron transport material is a compound represented by the following formula (1), and the photosensitive layer contains an aromatic compound having a molecular weight of 180 or more and 400 or less represented by the following formula (2).
  • the content of the aromatic compound having a molecular weight of 180 or more and 400 or less represented by the following formula (2) with respect to 100 parts by weight of the binder resin is preferably 1 part by weight or more from the viewpoint of characteristic stability when the photoreceptor is used repeatedly. More preferably, it is 3 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, and even more preferably 10 parts by mass or more. Further, from the viewpoint of characteristic stability when the photoreceptor is used repeatedly, it is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, still more preferably 30 parts by mass or less, and even more preferably 25 parts by mass. It is as follows.
  • the film thickness of the single-layer type photosensitive layer is preferably 45 ⁇ m or less from the viewpoint of film formability of the photosensitive layer, and more preferably 40 ⁇ m or less from the viewpoint of high resolution. From the viewpoint of long life, 15 ⁇ m or more is preferable, and from the viewpoint of image stability, 20 ⁇ m or more is more preferable.
  • the photosensitive layer contains a compound represented by the following formula (1) as an electron transport material.
  • R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an optionally substituted carbon number. 1 to 20 alkenyl groups, and R 1 and R 2 or R 3 and R 4 may be bonded to each other to form a cyclic structure.
  • X represents an organic residue having a molecular weight of 120 or more and 250 or less.
  • R 1 to R 4 each independently represents a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include linear alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group and a hexyl group, an iso-propyl group, a tert-butyl group and a tert-amyl group.
  • branched alkyl groups such as a group, and cyclic alkyl groups such as a cyclohexyl group and a cyclopentyl group.
  • an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms is preferable from the viewpoint of versatility of the raw material, and an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is more preferable from the viewpoint of handling during production, and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable. Further preferred. Further, a linear alkyl group or a branched alkyl group is preferable from the viewpoint of electron transport capability, and among them, a methyl group, a tert-butyl group, or a tert-amyl group is more preferable, and from the viewpoint of solubility in an organic solvent used in a coating solution, A tert-butyl group or a tert-amyl group is more preferred.
  • alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent include a straight chain alkenyl group such as an ethenyl group, a branched alkenyl group such as a 2-methyl-1-propenyl group, and a cyclohexenyl group. And cyclic alkenyl groups. Among these, a straight-chain alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms is preferable from the viewpoint of light attenuation characteristics of the photoreceptor.
  • R 1 to R 4 may be bonded to each other to form a cyclic structure.
  • R 1 and R 2 are both alkenyl groups, they are preferably bonded to each other to form an aromatic ring, and R 1 and R 2 are both ethenyl groups and bonded to each other, More preferably, it has a benzene ring structure.
  • X represents an organic residue having a molecular weight of 120 or more and 250 or less, and X is represented by any one of the following formulas (3) to (6) from the viewpoint of light attenuation characteristics of the photoreceptor. It is preferably an organic residue.
  • R 5 to R 7 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • R 8 to R 11 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • R 12 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a halogen atom.
  • R 13 and R 14 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.
  • Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 5 to R 14 include linear alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, and a hexyl group, an iso-propyl group, a tert-butyl group, and a tert-amyl group. And a branched alkyl group such as a cyclohexyl group. From the viewpoint of electron transport ability, a methyl group, a tert-butyl group or a tert-amyl group is more preferable.
  • halogen atom examples include fluorine, chlorine, bromine and iodine, and chlorine is preferable from the viewpoint of electron transport capability.
  • aryl group having 6 to 12 carbon atoms include a phenyl group and a naphthyl group. From the viewpoint of film properties of the photosensitive layer, a phenyl group or a naphthyl group is preferable, and a phenyl group is more preferable.
  • X is represented by formula (3) or formula (4) from the viewpoint of image quality stability when repeatedly forming images among the organic residues represented by any one of formulas (3) to (6).
  • the organic residue is preferably an organic residue represented by formula (3).
  • the compound represented by Formula (1) may be used independently, the compound represented by Formula (1) from which a structure differs may be used together, and can also be used together with another electron transport material. .
  • the ratio of the binder resin and the electron transport material in the photosensitive layer is usually 5 parts by mass or more of the electron transport material with respect to 100 parts by mass of the binder resin. 10 parts by mass or more is preferable from the viewpoint of residual potential reduction, and 20 parts by mass or more is more preferable from the viewpoint of stability and charge mobility when repeatedly used.
  • the charge transport material is usually used at 100 parts by mass or less. From the viewpoint of compatibility between the electron transport material and the binder resin, the amount is preferably 80 parts by weight or less, more preferably 60 parts by weight or less, and still more preferably 50 parts by weight or less.
  • the photosensitive layer contains an aromatic compound having a molecular weight of 180 or more and 400 or less represented by the following formula (2).
  • a and B are each independently an aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms which may have a substituent.
  • Either A or B has a group exhibiting aromaticity.
  • examples of the aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent include a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, an anthryl group, and a phenanthryl group.
  • a phenyl group, a naphthyl group or a biphenyl group is preferable.
  • a phenyl group or a naphthyl group is more preferable, and a naphthyl group is preferable. Further preferred.
  • Examples of the aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms which may have a substituent include a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group.
  • a benzyl group or a naphthylmethyl group is preferable, and a benzyl group is more preferable.
  • Examples of the optionally substituted acyl group having 2 to 20 carbon atoms include alkyloxy groups such as acetyl group and cyclohexylcarbonyl group, arylcarbonyl groups such as benzoyl group, naphthylcarbonyl group and biphenylcarbonyl group. Is mentioned. Among these, from the viewpoint of versatility of raw materials, an arylcarbonyl group is preferable, among which a benzoyl group or a naphthylcarbonyl group is more preferable, and a benzoyl group is still more preferable.
  • alkyl group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent examples include a cyclic alkyl group such as a cyclohexyl group, a linear alkyl group such as an octyl group, and a branched alkyl group such as a 2,4-dimethylhexyl group. Groups. Among these, from the viewpoint of film physical properties of the photosensitive layer, an alkyl group having a cyclic structure is preferable, and a cyclohexyl group is more preferable.
  • Examples of the substituent that A and B may have include an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an acyl group, an acyloxy group, and a halogen atom.
  • alkyl group examples include linear alkyl groups such as methyl, ethyl, n-propyl and n-butyl groups, branched alkyl groups such as isopropyl and ethylhexyl groups, and cyclohexyl groups.
  • a cyclic alkyl group is mentioned.
  • the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, an anthryl group, and a phenanthryl group.
  • alkoxy group examples include linear alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group and n-butoxy group, branched alkoxy groups such as isopropoxy group and ethylhexyloxy group, and cyclohexyloxy group.
  • alkoxy groups examples include cyclic alkoxy groups, and alkoxy groups having fluorine atoms such as trifluoromethoxy groups, pentafluoroethoxy groups, and 1,1,1-trifluoroethoxy groups.
  • acyl group examples include an acetyl group, a benzoyl group, and a naphthylcarbonyl group.
  • acyloxy group examples include a benzoyloxy group and a naphthylcarboxyoxy group.
  • a halogen atom a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, etc. are mentioned, for example.
  • an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 1 to 8 carbon atoms, and an acyloxy group having 1 to 8 carbon atoms are preferable from the viewpoint of versatility of production raw materials. From the viewpoint of handleability, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and an acyloxy group having 1 to 8 carbon atoms are more preferable.
  • the molecular weight is preferably 370 or less, more preferably 350 or less, still more preferably 325 or less, and particularly preferably 300 or less, from the viewpoint of film physical properties of the photosensitive layer. Moreover, from a compatible viewpoint to a photosensitive layer, 190 or more are preferable and 200 or more are more preferable.
  • a compound represented by the following formula (7) is preferable from the viewpoint of initial memory.
  • Ar 1 and Ar 2 each independently represent a phenyl group or a naphthyl group which may have any of an alkyl group, an alkoxy group, or a phenyl group.
  • x and y represent 0 or 1;
  • the alkyl group, the alkoxy group, or the phenyl group that may be included in Ar 1 and Ar 2 the groups described as the substituents that may be included in A and B are applicable.
  • aromatic compound represented by the formula (2) may be used alone, or the aromatic compound represented by the formula (2) having a different structure may be used in combination.
  • the structure of an aromatic compound is illustrated below. The following structures are illustrated to make the present invention more concrete, and are not limited to the following structures unless departing from the concept of the present invention.
  • the ratio of the binder resin and the aromatic compound in the photosensitive layer is usually 1 part by mass or more of the aromatic compound with respect to 100 parts by mass of the binder resin. 3 parts by mass or more is preferable from the viewpoint of initial memory, 5 parts by mass or more is more preferable, and 10 parts by mass or more is still more preferable from the viewpoint of potential stability during repeated use.
  • the aromatic compound is usually used at 50 parts by mass or less. 40 mass parts or less are preferable from a viewpoint of the film formability of a photosensitive layer, and 30 mass parts or less are more preferable.
  • the ratio of the electron transport material and the aromatic compound in the photosensitive layer is usually 1 part by mass or more of the aromatic compound with respect to 100 parts by mass of the electron transport material. 10 parts by mass or more is preferable from the viewpoint of initial memory, and 30 parts by mass or more is more preferable from the viewpoint of repeated memory.
  • the aromatic compound is usually used at 150 parts by mass or less. 100 mass parts or less are preferable from a viewpoint of an electrical property, and 80 mass parts or less are more preferable.
  • binder resin examples include vinyl polymers such as polymethyl methacrylate, polystyrene, and polyvinyl chloride or copolymers thereof, and heat such as polycarbonate, polyarylate, polyester, polyester polycarbonate, polysulfone, phenoxy, epoxy, and silicone resin.
  • examples thereof include plastic resins and various thermosetting resins.
  • polycarbonate resin or polyarylate resin is preferable from the viewpoint of light attenuation characteristics as a photoreceptor and mechanical strength.
  • repeating structural units suitable for the binder resin are shown below. These specific examples are shown for illustration, and any known binder resin may be mixed and used as long as it does not contradict the gist of the present invention.
  • the viscosity average molecular weight of the binder resin is usually 20,000 or more, preferably 30,000 or more, more preferably 40,000 or more, further preferably 50,000 or more, and photosensitive layer formation from the viewpoint of mechanical strength. From the viewpoint of preparing a coating solution for the above, it is usually 150,000 or less, preferably 120,000 or less, more preferably 100,000 or less.
  • charge generation materials examples include inorganic photoconductive materials such as selenium and its alloys, cadmium sulfide, and organic photoconductive materials such as organic pigments.
  • organic photoconductive materials are preferable, and organic pigments are particularly preferable. .
  • organic pigments examples include phthalocyanine pigments, azo pigments, dithioketopyrrolopyrrole pigments, squalene (squarylium) pigments, quinacridone pigments, indigo pigments, perylene pigments, polycyclic quinone pigments, anthanthrone pigments, and benzimidazole pigments. .
  • phthalocyanine pigments or azo pigments are particularly preferable.
  • organic pigments are used as the charge generation material, usually, fine particles of these organic pigments are used in the form of a dispersion layer bound with various binder resins.
  • a phthalocyanine pigment is used as the charge generation material, specifically, for example, metal-free phthalocyanine, copper, indium, gallium, tin, titanium, zinc, vanadium, silicon, germanium, aluminum or other metal or oxide thereof, halogen
  • a compound having a crystal form of coordinated phthalocyanines such as a compound, a hydroxide or an alkoxide, and a phthalocyanine dimer using an oxygen atom or the like as a bridging atom are used.
  • titanyl phthalocyanines also known as oxytitanium
  • A-type also known as ⁇ -type
  • B-type also known as ⁇ -type
  • D-type also known as Y-type
  • vanadyl phthalocyanine vanadyl phthalocyanine
  • chloroindium phthalocyanine hydroxyindium phthalocyanine
  • chlorogallium phthalocyanine such as type II
  • hydroxygallium phthalocyanine such as type V
  • ⁇ -oxo-gallium phthalocyanine dimer such as type G or I
  • type II ⁇ -oxo-aluminum phthalocyanine dimers such as
  • A-type also known as ⁇ -type
  • B-type also known as ⁇ -type
  • powder X-ray diffraction angle 2 ⁇ ⁇ 0.2 °
  • D-type (Y-type) titanyl phthalocyanine, II-type chlorogallium phthalocyanine, V-type and 28.1 ° have the strongest peaks, and 26.2 ° have peaks Hydroxygallium phthalocyanine having a clear peak at 28.1 ° and a half width W of 25.9 ° of 0.1 ° ⁇ W ⁇ 0.4 °, G-type ⁇ -oxo -Gallium phthalocyanine dimer or X-type metal-free phthalocyanine is particularly preferred.
  • the phthalocyanine compound a single compound may be used, or several mixed or mixed crystals may be used.
  • the mixed state that can be put in the phthalocyanine compound or crystal state here those obtained by mixing the respective constituent elements later may be used, or they may be mixed in the production / treatment process of the phthalocyanine compound such as synthesis, pigmentation, and crystallization. It may be the one that caused the condition.
  • acid paste treatment, grinding treatment, solvent treatment and the like are known.
  • two types of crystals are mixed, mechanically ground and made amorphous, and then a specific crystal state is obtained by solvent treatment. The method of converting into is mentioned.
  • the particle size of the charge generating material is usually 1 ⁇ m or less, preferably 0.5 ⁇ m or less.
  • the charge generating material dispersed in the photosensitive layer is usually 0.1 parts by mass or more, preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1.0 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the binder resin. . Moreover, from a sensitivity viewpoint, it is 20 mass parts or less normally, Preferably it is 15 mass parts or less, More preferably, it is 10 mass parts or less.
  • hole transport material examples include carbazole derivatives, indole derivatives, imidazole derivatives, oxazole derivatives, pyrazole derivatives, thiadiazole derivatives, heterocyclic compounds such as benzofuran derivatives, aniline derivatives, hydrazone derivatives, aromatic amine derivatives, arylamine derivatives, Examples thereof include stilbene derivatives, butadiene derivatives and enamine derivatives, and those in which a plurality of these compounds are bonded, or electron donating substances such as polymers having groups consisting of these compounds in the main chain or side chain.
  • An electron donating substance such as a polymer is preferable.
  • a carbazole derivative, an aromatic amine derivative, an arylamine derivative, a stilbene derivative, a butadiene derivative, an enamine derivative, or a combination of these compounds is particularly preferable.
  • hole transport materials compounds having an HTM34, 35, 36, 37, 39, 40, 41, 42, 43, or 44 structure are preferable from the viewpoint of residual potential.
  • the blending ratio of the binder resin constituting the photosensitive layer and the hole transport material is arbitrary, but the hole transport material is usually blended at a ratio of 20 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
  • the hole transport material is preferable to blend the hole transport material at a ratio of 30 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the binder resin, and further, stability and charge mobility when repeatedly used. From the viewpoint, it is more preferable to blend the hole transport material in a proportion of 40 parts by mass or more.
  • the hole transport material is preferably blended at a ratio of 200 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin. From the viewpoint of compatibility, it is preferable to blend the hole transport material at a ratio of 150 parts by mass or less.
  • the blending ratio of the binder resin constituting the photosensitive layer and the charge transport material is arbitrary, but usually the charge transport material is added to 100 parts by weight of the binder resin. It mix
  • the charge transport material is preferably blended at a ratio of 150 parts by mass or less, more preferably 125 parts by mass or less, and even more preferably 100 parts by mass or less.
  • the sum total of those charge transport materials is in the said range.
  • an electroconductive support body For example, metal materials, such as aluminum, aluminum alloy, stainless steel, copper, and nickel, electroconductive powders, such as a metal, carbon, and a tin oxide, were added, and conductivity was provided.
  • Examples of the form of the conductive support include a drum shape, a sheet shape, and a belt shape. Furthermore, a conductive material having an appropriate resistance value may be used on a conductive support made of a metal material in order to control conductivity and surface properties and to cover defects.
  • a metal material such as an aluminum alloy
  • it may be used after an anodized film is applied.
  • an anodized film it is preferable to perform a sealing treatment by a known method.
  • the support surface may be smooth, or may be roughened by using a special cutting method or by performing a roughening treatment. Further, it may be roughened by mixing particles having an appropriate particle diameter with the material constituting the support. In order to reduce the cost, it is possible to use the drawing tube as it is without performing the cutting process.
  • An undercoat layer may be provided between the conductive support and the photosensitive layer in order to improve adhesion and blocking properties.
  • the undercoat layer for example, a resin alone, or a resin in which particles such as metal oxide or an organic pigment are dispersed in the resin is used.
  • metal oxide particles used for the undercoat layer include metal oxide particles containing one metal element such as titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, zirconium oxide, zinc oxide and iron oxide, and calcium titanate.
  • metal oxide particles containing a plurality of metal elements such as strontium titanate and barium titanate. In this way, only one type of particle may be used, or a plurality of types of particles may be mixed and used.
  • titanium oxide and aluminum oxide are preferable, and titanium oxide is particularly preferable.
  • the surface of the titanium oxide particles may be treated with an inorganic substance such as tin oxide, aluminum oxide, antimony oxide, zirconium oxide or silicon oxide, or an organic substance such as stearic acid, polyol or silicone.
  • an inorganic substance such as tin oxide, aluminum oxide, antimony oxide, zirconium oxide or silicon oxide, or an organic substance such as stearic acid, polyol or silicone.
  • an organic substance such as stearic acid, polyol or silicone.
  • any of rutile, anatase, brookite, or amorphous can be used. A thing of a several crystalline state may be contained.
  • the average primary particle diameter is preferably 1 nm to 100 nm, particularly preferably 10 nm to 50 nm. It is as follows.
  • the undercoat layer is preferably formed in a form in which metal oxide particles are dispersed in a binder resin.
  • a binder resin used for the undercoat layer, phenoxy, epoxy, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, casein, polyacrylic acid, celluloses, gelatin, starch, polyurethane, polyimide, polyamide, etc. are cured alone or with a curing agent.
  • alcohol-soluble copolymerized polyamides or modified polyamides are preferable because they exhibit good dispersibility and coating properties.
  • a layer corresponding to the charge generation layer constituting the multilayer photoreceptor can be used as an undercoat layer of the single-layer photosensitive layer.
  • a phthalocyanine pigment, an azo pigment, or a perylene pigment dispersed in a binder resin and the like are preferably used.
  • adhesiveness or electrical characteristics are excellent.
  • the binder resin polyvinyl acetal resins are preferably used, and polyvinyl butyral resin is particularly preferable from the viewpoint of electrical characteristics.
  • the addition ratio of the dispersing agent such as particles and pigment to the binder resin can be arbitrarily selected, but it is preferably used in the range of 10% by mass or more and 500% by mass or less in terms of the stability of the dispersion and the coating property.
  • the thickness of the undercoat layer can be arbitrarily selected, but is preferably 0.1 ⁇ m to 25 ⁇ m from the viewpoint of photoreceptor characteristics and coatability. Moreover, you may add a well-known antioxidant etc. to an undercoat layer. It is possible to provide several layers having different configurations as the undercoat layer.
  • antioxidants for each layer constituting the photosensitive layer, well-known antioxidants, plasticizers, and UV absorbers for the purpose of improving film forming properties, flexibility, coating properties, stain resistance, gas resistance, light resistance, etc.
  • an additive such as an electron withdrawing compound, a leveling agent, or a visible light shielding agent may be contained.
  • the charge transport layer is made of a fluororesin, a silicone resin, a polyethylene resin, or the like for the purpose of reducing the frictional resistance and wear on the surface of the photoreceptor or increasing the transfer efficiency of the toner from the photoreceptor to the transfer belt or paper. Particles or inorganic compound particles may be included.
  • Each layer constituting the above-described photoreceptor is formed by dip coating, spray coating, nozzle coating, bar coating, roll coating or blade coating on a conductive support obtained by dissolving or dispersing a substance to be contained in a solvent. It is formed by repeating a coating / drying step sequentially for each layer by a known method such as coating.
  • solvent or dispersion medium used for the preparation of the coating solution, but specific examples include alcohols such as methanol, ethanol, propanol and 2-methoxyethanol, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, dimethoxyethane and the like.
  • esters such as methyl formate and ethyl acetate, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone and 4-methoxy-4-methyl-2-pentanone, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, dichloromethane, Chlorinated hydrocarbons such as chloroform, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, 1,1,1-trichloroethane, tetrachloroethane, 1,2-dichloropropane and trichloroethylene, n-butylamine, isopropano Triethanolamine, diethylamine, triethanolamine, nitrogen-containing compounds such as ethylenediamine and triethylenediamine, and acetonitrile, N- methylpyrrolidone, N, N- dimethylformamide and aprotic polar solvents such as dimethyl sulfoxide and
  • the amount of the solvent or dispersion medium used is not particularly limited, but considering the purpose of each layer and the properties of the selected solvent / dispersion medium, it is appropriate so that the physical properties such as solid content concentration and viscosity of the coating liquid are within a desired range It is preferable to adjust.
  • the drying of the coating solution is preferably performed by drying at the room temperature, and then drying by heating in a temperature range of usually 30 ° C. or more and 200 ° C. or less for 1 minute to 2 hours while still or blowing. Further, the heating temperature may be constant, or heating may be performed while changing the temperature during drying.
  • the image forming apparatus includes an electrophotographic photosensitive member 1, a charging device 2, an exposure device 3, and a developing device 4, and further, a transfer device 5, a cleaning device 6, and a fixing device as necessary.
  • a device 7 is provided.
  • the electrophotographic photoreceptor 1 is not particularly limited as long as it is the above-described electrophotographic photoreceptor of the present invention, but in FIG. 1, as an example, a drum in which the above-described photosensitive layer is formed on the surface of a cylindrical conductive support.
  • the photoconductor is shown.
  • a charging device 2, an exposure device 3, a developing device 4, a transfer device 5, and a cleaning device 6 are arranged along the outer peripheral surface of the electrophotographic photoreceptor 1.
  • the charging device 2 charges the electrophotographic photoreceptor 1 and uniformly charges the surface of the electrophotographic photoreceptor 1 to a predetermined potential.
  • Common charging devices include, for example, non-contact corona charging devices such as corotrons and scorotrons, and contact-type charging devices (direct-type charging devices) that charge a charged member by bringing a charged member into contact with the surface of the photoreceptor. Can be mentioned.
  • Examples of the contact charging device used in the present invention include a charging roller and a charging brush.
  • a roller-type charging device (charging roller) is shown as an example of the charging device 2.
  • the charging roller is manufactured by integrally molding a resin and an additive such as a plasticizer with a metal shaft, and may have a laminated structure as necessary.
  • a voltage applied at the time of charging it is possible to use only a direct current voltage or to superimpose alternating current on direct current.
  • the type of the exposure apparatus 3 is not particularly limited as long as it can expose the electrophotographic photoreceptor 1 to form an electrostatic latent image on the photosensitive surface of the electrophotographic photoreceptor 1.
  • Specific examples include halogen lamps, fluorescent lamps, lasers such as semiconductor lasers and He—Ne lasers, and LEDs.
  • exposure may be performed by a photoreceptor internal exposure method.
  • the light used for the exposure is arbitrary. For example, if exposure is performed with monochromatic light having a wavelength of 780 nm, monochromatic light with a wavelength of 600 nm to 700 nm slightly shorter, monochromatic light with a wavelength of 380 nm to 500 nm, or the like. Good.
  • the type of toner T is arbitrary, and in addition to powdered toner, polymerized toner using suspension polymerization method or emulsion polymerization method can be used.
  • a toner having a small particle diameter of about 4 to 8 ⁇ m is preferable, and the toner particles are used in a variety of shapes from a nearly spherical shape to a shape outside the spherical shape on the potato. be able to.
  • the polymerized toner is excellent in charging uniformity and transferability, and is preferably used for high image quality.
  • the type of the transfer device 5 is not particularly limited, and an apparatus using an arbitrary system such as an electrostatic transfer method such as corona transfer, roller transfer, or belt transfer, a pressure transfer method, or an adhesive transfer method can be used.
  • the transfer device 5 includes a transfer charger, a transfer roller, a transfer belt, and the like disposed so as to face the electrophotographic photoreceptor 1.
  • the transfer device 5 applies a predetermined voltage value (transfer voltage) having a polarity opposite to the charging potential of the toner T, and transfers the toner image formed on the electrophotographic photosensitive member 1 to a recording paper (paper, medium) P. Is.
  • the cleaning device 6 is not particularly limited, and any cleaning device such as a brush cleaner, a magnetic brush cleaner, an electrostatic brush cleaner, a magnetic roller cleaner, or a blade cleaner can be used.
  • the cleaning device 6 is for scraping off residual toner adhering to the photoreceptor 1 with a cleaning member and collecting the residual toner. However, when there is little or almost no toner remaining on the surface of the photoreceptor, the cleaning device 6 may be omitted.
  • the fixing device 7 includes an upper fixing member (fixing roller) 71 and a lower fixing member (fixing roller) 72, and a heating device 73 is provided inside the upper fixing member 71 or the lower fixing member 72.
  • FIG. 1 shows an example in which a heating device 73 is provided inside the upper fixing member 71.
  • Each of the upper and lower fixing members 71 and 72 includes a fixing roll in which a metal base tube such as stainless steel or aluminum is coated with silicon rubber, and a fixing roll or a fixing sheet in which Teflon (registered trademark) resin is coated. A member can be used.
  • the fixing members 71 and 72 may be configured to supply a release agent such as silicone oil in order to improve the releasability, or may be configured to forcibly apply pressure to each other by a spring or the like.
  • the type of the fixing device is not particularly limited, and a fixing device of an arbitrary system such as the one used here, heat roller fixing, flash fixing, oven fixing, pressure fixing, or the like can be provided.
  • an image is recorded as follows. That is, first, the surface (photosensitive surface) of the electrophotographic photosensitive member 1 is charged to a predetermined potential (for example, ⁇ 600 V) by the charging device 2. At this time, charging may be performed with a DC voltage, or charging may be performed by superimposing an AC voltage on the DC voltage.
  • a predetermined potential for example, ⁇ 600 V
  • the photosensitive surface of the charged electrophotographic photosensitive member 1 is exposed by the exposure device 3 according to the image to be recorded, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive surface.
  • the developing device 4 develops the electrostatic latent image formed on the photosensitive surface of the photoreceptor 1.
  • the developing device 4 thins the toner T supplied by the supply roller 43 with a regulating member (developing blade) 45 and has a predetermined polarity (here, the same polarity as the charging potential of the photosensitive member 1) and the negative polarity. ) And is carried while being carried on the developing roller 44 and brought into contact with the surface of the electrophotographic photosensitive member 1.
  • the final image can be obtained by passing the fixing device 7 and thermally fixing the toner image onto the recording paper P.
  • the image forming apparatus may be configured to perform, for example, a static elimination process.
  • the neutralization step is a step of neutralizing the electrophotographic photosensitive member by exposing the electrophotographic photosensitive member, and examples of the neutralizing device include a fluorescent lamp and an LED.
  • the light used in the static elimination process is often light having an exposure energy that is at least three times that of the exposure light. From the viewpoint of miniaturization and energy saving, it is preferable not to have a static elimination step.
  • the image forming apparatus may be further modified.
  • the image forming apparatus may be configured to perform a pre-exposure process, an auxiliary charging process, or the like, or may be configured to perform offset printing.
  • a full-color tandem system configuration using toner may be used.
  • the electrophotographic photosensitive member 1 is combined with one or more of the charging device 2, the exposure device 3, the developing device 4, the transfer device 5, the cleaning device 6, and the fixing device 7 to form an integrated cartridge (hereinafter referred to as an integrated cartridge).
  • the electrophotographic photosensitive member cartridge may be configured to be detachable from a main body of an electrophotographic apparatus such as a copying machine or a laser beam printer.
  • ⁇ Measurement method of viscosity average molecular weight of resin First, a method for measuring the viscosity average molecular weight of the resin will be described.
  • the resin to be measured is dissolved in dichloromethane to prepare a solution having a concentration C of 6.00 g / L.
  • the flow time t of the sample solution is measured in a constant temperature water bath set at 20.0 ° C. using an Ubbelohde capillary viscometer with a flow time t0 of the solvent (dichloromethane) of 136.16 seconds.
  • the viscosity average molecular weight Mv is calculated according to the following formula.
  • Example 1 In X-ray diffraction by CuK ⁇ ray, a Bragg angle (2 ⁇ ⁇ 0.2) shows a strong diffraction peak at 27.2 °, and 10 parts by mass of oxytitanium phthalocyanine having a powder X-ray diffraction spectrum shown in FIG. In addition to 150 parts by mass of dimethoxyethane, the mixture was pulverized and dispersed with a sand grind mill to prepare a pigment dispersion.
  • Example 2 A photoconductor B was produced by the same operations as in Example 1, except that the amount of the compound having the formula (AD-1) was changed to 15 parts by mass.
  • Example 3 A photoconductor C was produced by the same procedures as in Example 1, except that the amount of the compound having the formula (AD-1) was changed to 10 parts by mass.
  • Example 4 A photoconductor D was produced by the same operation as in Example 1, except that a compound represented by the following formula (AD-2) was used instead of the compound having the above formula (AD-1). .
  • Photoreceptor E was produced by performing the same operation as in Example 1, except that a compound represented by the following formula (AD-3) was used instead of the compound having the above formula (AD-1). .
  • Example 6 A photoconductor F was produced by the same operation as in Example 1, except that a compound represented by the following formula (AD-4) was used instead of the compound having the above formula (AD-1).
  • Comparative Example 1 A comparative photoreceptor A was produced by the same procedure as in Example 1 except that the compound having the formula (AD-1) was not used.
  • a comparative photoreceptor E was produced by the same operation as in Example 1 except that the compound represented by the following formula (ETM-2) was used instead of the compound having the above formula (ETM-1). did.
  • Example 1-6 and Comparative Example 1-3 were used in an A4 monochrome printer [Brother Industries, Ltd. HL5240 (printing speed: monochrome 24 rpm, resolution: 1200 dpi, exposure source: laser, charging method: scorotron)].
  • the drum cartridge was mounted and set in the printer.
  • As a print input a pattern with thick characters on a white background at the top of the A4 area and a halftone part from the printed portion to the bottom of the thick characters is sent from the computer to the printer, and the resulting output Images were visually evaluated.
  • the upper character pattern is stored as a memory on the photoconductor, which affects the image formation of the next rotation.
  • the degree to which the memory image can be seen in a portion where the image density should be essentially uniform is ranked as 1 in which the memory image is most difficult to see, and 5 in which the memory image is most clearly observed. Evaluation was based on visual results of the stages. The evaluation results are shown in Table-1.
  • the photosensitive layer was coated and dried on the support so as to have the same layer structure and film thickness as in each Example and Comparative Example. Ozone resistance evaluation sheet-like photoreceptors corresponding to 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5 were prepared.
  • ⁇ Ozone resistance evaluation test> The method of the ozone resistance evaluation test is described below. Using a EPA8200 manufactured by Kawaguchi Electric Co., Ltd., the sheet-like photoreceptor obtained according to the ozone-resistant evaluation sheet-like photoreceptor preparation method was charged by applying a current of 25 ⁇ A to the corotron charger, and the charge value was set to V1. Thereafter, ozone having a concentration of 300 ppm was exposed to these photoreceptors for 2 hours, and the charge value was measured in the same manner after the exposure, and this value was defined as V2.
  • a positively charged single-layer type electrophotographic photosensitive member that maintains stable electrical characteristics according to the present invention is stable even when exposed to ozone, is stable and has good initial memory, and It can be seen that an image forming apparatus and a cartridge with a good image density provided with a photoconductor can be obtained.

Abstract

本発明は、電気特性を維持しながら、オゾンに曝露されても初期帯電性の低下が少なく安定で、かつ初期のメモリーが良好な正帯電用単層型電子写真感光体、及び該感光体を備えた画像濃度の良好な画像形成装置、カートリッジを提供する。本発明は、導電性支持体上に、結着樹脂、電荷発生材料、正孔輸送材料、及び電子輸送材料を同一層内に含有する感光層を有する正帯電単層型電子写真感光体において、前記電子輸送材料が、下記式(1)で表される化合物であり、前記感光層中が、下記式(7)で表される分子量180以上400以下の芳香族化合物を含有することを特徴とする、正帯電用単層型電子写真感光体に関する。

Description

正帯電用単層型電子写真感光体、電子写真感光体カートリッジ、及び画像形成装置
 電子写真技術は、即時性、高品質の画像が得られること等から、複写機、各種プリンター等の分野で広く使われている。電子写真技術の中核となる電子写真感光体(以下、単に「感光体」ともいう。)については、無公害で成膜が容易、製造が容易である等の利点を有する有機系の光導電物質を使用した感光体が使用されている。
 有機系電子写真感光体においては、電荷の発生と移動の機能を別々の化合物に分担させる、いわゆる機能分離型の感光体が、材料選択の余地が大きく、感光体の特性の制御がし易いことから、開発の主流となっている。層構成の観点からは、電荷発生材料と電荷輸送材料を同一の層中に有する単層型の電子写真感光体(以下、単層型感光体という)と、電荷発生材料と電荷輸送材料を別々の層(電荷発生層と電荷輸送層)中に分離、積層する積層型の電子写真感光体(以下、積層型感光体という)とが知られている。
 このうち積層型感光体は、感光体設計上からは、層ごとに機能の最適化が図り易く、特性の制御も容易なことから、現行感光体の大部分はこのタイプになっている。積層型感光体のほとんどのものは、基体上に電荷発生層、電荷輸送層をこの順序で有している。
 電荷輸送層においては、好適な電子輸送材料が極めて少ないのに対して、正孔輸送材料は特性良好な材料が数多く知られている。このような電荷輸送層には、バインダー樹脂としては、ポリカーボネート樹脂やポリアリレート樹脂が主に使用される。
 例えば、感光層にポリアリレート樹脂及び特定の物性を有する電荷輸送物質を用い、且つ電子写真感光体の表面を特定のユニバーサル硬度及び弾性変形率となるように設計することにより、低残留電位、高応答性を実現している(特許文献1)。このような積層型感光体は、負帯電方式に用いられることが多く、負のコロナ放電により感光体を帯電させる場合には、発生するオゾンが環境及び感光体特性に悪影響を及ぼすことがある。
 それに対し、単層型感光体においては、負帯電方式及び正帯電方式のいずれも利用可能であり、正帯電方式を採用した場合には、前述の積層型感光体において問題となるオゾン発生を抑制することができる。そのため、電気特性面で負帯電の積層型感光体よりも劣る点を有するが、正帯電用単層型電子写真感光体として一部実用化され(特許文献2)、装置の小型化や高感度化が検討されている。
 例えば、小型化に対しては、除電工程を有さない画像形成装置でもメモリー画像が発生しない単層型電子写真感光体として、感光層が電荷発生剤としてのフタロシアニン系化合物、及びホール輸送剤、電子輸送剤をバインダー樹脂中に含有し、フタロシニン系化合物の含有量がバインダー樹脂質量に対して0.1乃至4wt%であり、感光層の膜厚が10~35μmであって、一定条件下測定したプラス極性とマイナス極性の感度の絶対値差を500V以下とする技術が知られている(特許文献3)。
 また、高感度化に対しては、正帯電時の半減露光量が0.18μJ/cm以下、負帯電時の半減露光量が前記正帯電時の半減露光量の2倍以上12倍以下である感光層を設ける技術が知られている(特許文献4)。
日本国特開2011-170041号公報 日本国特開平2-228670号公報 日本国特開2005-331965号公報 日本国特開2013-231866号公報
 しかしながら、特許文献3に記載の技術では、繰り返し使用後のメモリーは良好であるものの、初期のメモリーが現れる問題があった。特に除電工程を有さない画像形成装置に対してはその問題が顕著であった。即ち、本発明の目的は、電気特性を維持しながら、初期のメモリーが良好な正帯電用単層型電子写真感光体、及び該感光体を備えた画像濃度の良好な画像形成装置を提供することにある。
 本発明者らは、鋭意検討を行った結果、電荷輸送物質、結着樹脂、及び特定構造を有する化合物を含む感光層を有する感光体とすることにより、除電工程がない電子写真プロセスにおいても電気特性を維持しながら、オゾンに曝露されても初期帯電性の低下が少なく安定で、初期のメモリーが良好であることを見出し、以下の本発明の完成に至った。
 本発明の要旨は下記の<1>~<9>に存する。
<1>導電性支持体上に、結着樹脂、電荷発生材料、正孔輸送材料、及び電子輸送材料を同一層内に含有する感光層を有する正帯電単層型電子写真感光体において、前記電子輸送材料が、下記式(1)で表される化合物であり、前記感光層中が、下記式(7)で表される分子量180以上400以下の芳香族化合物を含有することを特徴とする、正帯電用単層型電子写真感光体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
[式(1)中、R~Rはそれぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルケニル基を表し、RとR同士、またはRとR同士は互いに結合して環状構造を形成していてもよい。Xは分子量120以上250以下の有機残基を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
[式(7)中、Ar及びArはそれぞれ独立して置換基を有していてもよいアリール基を表す。x及びyはそれぞれ独立に0~2の整数を表す。]
<2>前記式(7)で表される芳香族化合物を結着樹脂100質量部に対して1質量部以上50質量部以下含有することを特徴とする、<1>に記載の正帯電用単層型電子写真感光体。
<3>前記電荷発生材料がフタロシアニン顔料であることを特徴とする、<1>~<3>のいずれか1つに記載の正帯電用単層型電子写真感光体。
<4>前記結着樹脂がポリカーボネート樹脂であることを特徴とする、<1>又は<2>に記載の正帯電用単層型電子写真感光体。
<5>前記式(1)中、Xが下記式(3)~(6)のいずれか1で表される有機残基であることを特徴とする、<1>~<4>のいずれか1つに記載の正帯電用単層型電子写真感光体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
[式(3)中、R~Rはそれぞれ独立して水素原子、炭素数1~6のアルキル基を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
[式(4)中、R~R11はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
[式(5)中、R12は水素原子、炭素数1~6のアルキル基、ハロゲン原子を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
[式(6)中、R13及びR14はそれぞれ独立して水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素原子6~12のアリール基を表す。]
<6><1>~<5>のいずれか1つに記載の正帯電用単層型電子写真感光体、該電子写真感光体を帯電させる帯電装置、該帯電した電子写真感光体を露光させて静電潜像を形成する露光装置、及び、該電子写真感光体上に形成された静電潜像を現像する現像装置からなる群から選ばれる少なくとも1つを備えたことを特徴とする、電子写真感光体カートリッジ。
<7><1>~<5>のいずれか1つに記載の正帯電用単層型電子写真感光体、該電子写真感光体を帯電させる帯電装置、該帯電した電子写真感光体を露光させて静電潜像を形成する露光装置、および、該電子写真感光体上に形成された静電潜像を現像する現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
<8>除電光を有さないことを特徴とする<7>に記載の画像形成装置。
<9>除電光を有さない電子写真プロセスに用いられることを特徴とする、<1>~<5>のいずれか1つに記載の正帯電用単層型電子写真感光体。
 本発明は、除電工程がない電子写真プロセスにおいても電気特性を維持しながら、オゾンに曝露されても初期帯電性の低下が少なく安定で、初期のメモリーが良好な電子写真感光体、電子写真感光体カートリッジ、及びフルカラー画像形成装置の提供を可能とする。
図1は、本発明の画像形成装置の一実施態様の要部構成を示す概略図である。 図2は、実施例で用いたオキシチタニウムフタロシアニンのCuKα特性X線によるX線回折スペクトルを示す図である。
 以下、本発明の実施の形態につき詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は本発明の実施形態の代表例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変形して実施することができる。なお、本明細書において、Etはエチル基、Meはメチル基、t-Buはt-ブチル基を表す。
<正帯電用単層型電子写真感光体>
 本発明の正帯電用単層型電子写真感光体(以下、電子写真感光体ともいう)は、導電性支持体上に、結着樹脂、電荷発生材料、正孔輸送材料及び電子輸送材料を同一層内に含有する単層型感光層が形成される。前記電子輸送材料が下記式(1)で表される化合物であり、前記感光層中に下記式(2)で表される分子量180以上400以下の芳香族化合物を含有する。
 結着樹脂100質量部に対する下記式(2)で表される分子量180以上400以下の芳香族化合物の含有量は、感光体を繰り返し使用した際の特性安定性の観点から1質量部以上が好ましく、より好ましくは3質量部以上であり、さらに好ましくは5質量部以上であり、更により好ましくは10質量部以上である。また、感光体を繰り返し使用した際の特性安定性の観点から50質量部以下が好ましく、より好ましくは40質量部以下であり、さらに好ましくは30質量部以下であり、更により好ましくは25質量部以下である。
 単層型感光層の膜厚は、感光層の成膜性の観点からは、45μm以下が好ましく、高解像度の観点からは40μm以下がより好ましい。長寿命の観点からは、15μm以上が好ましく、画像安定性の観点からは、20μm以上がより好ましい。
[電子輸送材料]
 感光層には電子輸送材料として下記式(1)で表される化合物を含有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
[式(1)中、R~Rはそれぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルケニル基表し、RとR同士、またはRとR同士は互いに結合して環状構造を形成してもよい。Xは分子量120以上250以下の有機残基を表す。]
 R~Rはそれぞれ独立して水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルケニル基を表す。置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基およびヘキシル基等の直鎖アルキル基、iso-プロピル基、tert-ブチル基およびtert-アミル基等の分岐アルキル基、並びにシクロヘキシル基およびシクロペンチル基等の環状アルキル基が挙げられる。
 これらの中でも原料の汎用性の面から炭素数1~15のアルキル基が好ましく、製造時の取り扱い性からは、炭素数1~10のアルキル基がより好ましく、炭素数1~5のアルキル基が更に好ましい。また、電子輸送能力の面から直鎖アルキル基または分岐アルキル基が好ましく、中でもメチル基、tert-ブチル基またはtert-アミル基がより好ましく、塗布液に用いる有機溶剤への溶解性の面から、tert-ブチル基またはtert-アミル基が更に好ましい。
 置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルケニル基としては、例えば、エテニル基等の直鎖アルケニル基、2-メチル-1-プロペニル基等の分岐アルケニル基およびシクロヘキセニル基等の環状アルケニル基等が挙げられる。これらの中でも、感光体の光減衰特性の面から、炭素数1~10の直鎖アルケニル基が好ましい。
 前記置換基R~Rは、RとR同士、またはRとR同士は互いに結合して環状構造を形成してもよい。電子移動度の観点から、RとRが共にアルケニル基である場合、お互いに結合して芳香環を形成することが好ましく、RとRが共にエテニル基で、お互いに結合し、ベンゼン環構造を有することがより好ましい。
 前記式(1)中、Xは分子量120以上250以下の有機残基を表し、感光体の光減衰特性の観点から、Xが下記式(3)~(6)のいずれか1で表される有機残基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
[式(3)中、R~Rはそれぞれ独立して水素原子、炭素数1~6のアルキル基を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
[式(4)中、R~R11はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
[式(5)中、R12は水素原子、炭素数1~6のアルキル基、ハロゲン原子を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
[式(6)中、R13及びR14はそれぞれ独立して水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素原子6~12のアリール基を表す。]
 R~R14における、炭素数1~6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基およびヘキシル基等の直鎖アルキル基、iso-プロピル基、tert-ブチル基およびtert-アミル基等の分岐アルキル基、並びにシクロヘキシル基等の環状アルキル基が挙げられる。電子輸送能力の面から、メチル基、tert-ブチル基またはtert-アミル基がより好ましい。
 ハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素が挙げられ、電子輸送能力の面から、塩素が好ましい。炭素原子6~12のアリール基としては、例えば、フェニル基およびナフチル基等が挙げられ、感光層の膜物性の観点から、フェニル基またはナフチル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。
 Xは、前記式(3)~(6)のいずれか1で表される有機残基の中でも、繰り返し画像形成した際の画質安定性の観点から、式(3)又は式(4)で表される有機残基であることが好ましく、式(3)で表される有機残基であることがより好ましい。
 また、式(1)で表される化合物を単独で用いてもよいし、構造の異なる式(1)で表される化合物を併用してもよく、その他の電子輸送材料と併用することもできる。
 以下に本発明において好ましい電子輸送材料の構造を例示する。以下の構造は本発明をより具体的にするために例示するものであり、本発明の概念を逸脱しない限りは下記構造に限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 感光層中の結着樹脂と電子輸送材料との割合は、結着樹脂100質量部に対して、電子輸送材料を通常5質量部以上で使用する。残留電位低減の観点から10質量部以上が好ましく、繰り返し使用した際の安定性や電荷移動度の観点から20質量部以上がより好ましい。一方、感光層の熱安定性の観点から、電荷輸送材料を通常100質量部以下で使用する。電子輸送材料と結着樹脂との相溶性の観点から、80質量部以下が好ましく、60重量部以下がより好ましく、50重量部以下が更に好ましい。
[芳香族化合物]
 感光層には下記式(2)で表される分子量180以上400以下の芳香族化合物を含有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
[式(2)中、A、Bはそれぞれ独立して置換基を有していてもよい炭素数6~20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数7~20のアラルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2~20のアシル基、又は置換基を有していてもよい炭素数6~20のアルキル基のいずれかを表す。A、Bのいずれかは芳香族性を示す基を有する。]
 A、Bにおいて、置換基を有していてもよい炭素数6~20のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントリル基およびフェナントリル基等が挙げられる。これらの中でも、感光層の膜物性の観点から、フェニル基、ナフチル基またはビフェニル基が好ましく、塗布溶媒に用いる有機溶剤への溶解性の観点から、フェニル基またはナフチル基がより好ましく、ナフチル基が更に好ましい。
 置換基を有していてもよい炭素数7~20のアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基およびナフチルメチル基等が挙げられる。これらの中でも原料の汎用性の観点から、ベンジル基またはナフチルメチル基が好ましく、ベンジル基がより好ましい。
 置換基を有していてもよい炭素数2~20のアシル基としては、例えば、アセチル基およびシクロヘキシルカルボニル基等のアルキルオキシ基、ベンゾイル基、ナフチルカルボニル基およびビフェニルカルボニル基等のアリールカルボニル基等が挙げられる。これらの中でも原料の汎用性の観点から、アリールカルボニル基が好ましく、中でもベンゾイル基またはナフチルカルボニル基がより好ましく、ベンゾイル基が更に好ましい。
 置換基を有していてもよい炭素数6~20のアルキル基としては、例えば、シクロヘキシル基等の環状アルキル基、オクチル基等の直鎖アルキル基および2,4-ジメチルヘキシル基等の分岐アルキル基が挙げられる。これらの中でも、感光層の膜物性の観点から、環状構造を有するアルキル基が好ましく、より好ましくはシクロヘキシル基である。
 前記A、Bにおける有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アシル基、アシルオキシ基およびハロゲン原子等が挙げられる。
 具体的にアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基およびn-ブチル基等の直鎖状アルキル基、イソプロピル基およびエチルヘキシル基等の分岐状アルキル基、並びにシクロヘキシル基等の環状アルキル基が挙げられる。アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントリル基およびフェナントリル基等が挙げられる。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基およびn-ブトキシ基等の直鎖状アルコキシ基、イソプロポキシ基およびエチルヘキシロキシ基等の分岐状アルコキシ基、シクロヘキシロキシ基等の環状アルコキシ基、並びにトリフルオロメトキシ基、ペンタフルオロエトキシ基および1,1,1-トリフルオロエトキシ基等のフッ素原子を有するアルコキシ基等が挙げられる。アシル基としては、例えば、アセチル基、ベンゾイル基およびナフチルカルボニル基等が挙げられる。アシルオキシ基としては、例えば、ベンゾイルオキシ基およびナフチルカルボキシオキシ基等が挙げられる。ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子および臭素原子等が挙げられる。
 これらの中でも、製造原料の汎用性から炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~8のアシル基、炭素数1~8のアシルオキシ基が好ましく、製造時の取扱性の面から、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~8のアシルオキシ基がより好ましい。
 分子量は、感光層の膜物性の観点から、370以下が好ましく、350以下がより好ましく、325以下が更に好ましく、300以下が特に好ましい。また、感光層への相溶性の観点から、190以上が好ましく、200以上がより好ましい。
 式(2)で表される芳香族化合物の中でも、初期メモリーの観点から、下記式(7)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
[式(7)中、Ar及びArはそれぞれ独立してアルキル基、アルコキシ基、又はフェニル基のいずれかを有していてもよいフェニル基又はナフチル基を表す。x及びyは0又は1を表す。]
 Ar及びArにおける有していてもよいアルキル基、アルコキシ基、又はフェニル基は、A、Bにおける有していてもよい置換基で記載した基が適用できる。
 また、式(2)で表される芳香族化合物を単独で用いてもよいし、構造の異なる式(2)で表される芳香族化合物を併用してもよい。以下に芳香族化合物の構造を例示する。以下の構造は本発明をより具体的にするために例示するものであり、本発明の概念を逸脱しない限りは下記構造に限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 感光層中の結着樹脂と芳香族化合物との割合は、結着樹脂100質量部に対して、芳香族化合物を通常1質量部以上で使用する。初期メモリーの観点から3質量部以上が好ましく、繰り返し使用時の電位安定性の観点から5質量部以上がより好ましく、10質量部以上が更に好ましい。一方、結着樹脂との相溶性の観点から、芳香族化合物を通常50質量部以下で使用する。感光層の成膜性の観点から40質量部以下が好ましく、30質量部以下がより好ましい。
 感光層中の電子輸送材料と芳香族化合物との割合は、電子輸送材料100質量部に対して、芳香族化合物を通常1質量部以上で使用する。初期メモリーの観点から10質量部以上が好ましく、繰り返しメモリーの観点から30質量部以上がより好ましい。一方、塗布液安定性の観点から、芳香族化合物を通常150質量部以下で使用する。電気特性の観点から100質量部以下が好ましく、80質量部以下がより好ましい。
[結着樹脂]
 結着樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレンおよびポリ塩化ビニル等のビニル重合体またはその共重合体、並びにポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリエステルポリカーボネート、ポリスルホン、フェノキシ、エポキシおよびシリコーン樹脂等の熱可塑性樹脂または種々の熱硬化性樹脂などが挙げられる。これら樹脂の中でも感光体としての光減衰特性、機械強度の面から、ポリカーボネート樹脂またはポリアリレート樹脂が好ましい。
 前記結着樹脂に好適な繰り返し構造単位の具体例を以下に示す。これら具体例は例示のために示したものであり、本発明の趣旨に反しない限りはいかなる公知の結着樹脂を混合して用いてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 結着樹脂の粘度平均分子量は、機械的強度の観点から、通常20,000以上、好ましくは30,000以上、より好ましくは40,000以上、更に好ましくは50,000以上、また、感光層形成のための塗布液作成の観点から、通常150,000以下、好ましくは120,000以下、より好ましくは100,000以下である。
[電荷発生材料]
 電荷発生材料としては、例えば、セレニウム及びその合金、硫化カドミウム等の無機系光導電材料、並びに有機顔料等の有機系光導電材料が挙げられ、有機系光導電材料が好ましく、特に有機顔料が好ましい。
 有機顔料としては、例えば、フタロシアニン顔料、アゾ顔料、ジチオケトピロロピロール顔料、スクアレン(スクアリリウム)顔料、キナクリドン顔料、インジゴ顔料、ペリレン顔料、多環キノン顔料、アントアントロン顔料およびベンズイミダゾール顔料等が挙げられる。
 これらの中でも、特にフタロシアニン顔料又はアゾ顔料が好ましい。電荷発生材料として有機顔料を使用する場合、通常はこれらの有機顔料の微粒子を、各種のバインダー樹脂で結着した分散層の形で使用する。
 電荷発生材料としてフタロシアニン顔料を使用する場合、具体的には、例えば、無金属フタロシアニン、銅、インジウム、ガリウム、スズ、チタン、亜鉛、バナジウム、シリコン、ゲルマニウム若しくはアルミニウムなどの金属又はその酸化物、ハロゲン化物、水酸化物又はアルコキシドなどの配位したフタロシアニン類の各結晶型を持ったもの、および酸素原子等を架橋原子として用いたフタロシアニンダイマー類などが使用される。
 特に、感度の高い結晶型であるX型、τ型無金属フタロシアニン、A型(別称β型)、B型(別称α型)若しくはD型(別称Y型)等のチタニルフタロシアニン(別称:オキシチタニウムフタロシアニン)、バナジルフタロシアニン、クロロインジウムフタロシアニン、ヒドロキシインジウムフタロシアニン、II型等のクロロガリウムフタロシアニン、V型等のヒドロキシガリウムフタロシアニン、G型若しくはI型等のμ-オキソ-ガリウムフタロシアニン二量体、またはII型等のμ-オキソ-アルミニウムフタロシアニン二量体が好ましい。
 また、これらフタロシアニンの中でも、A型(別称β型)、B型(別称α型)、及び粉末X線回折の回折角2θ(±0.2゜)が27.1゜、もしくは27.3゜に明瞭なピークを示すことを特徴とするD型(Y型)チタニルフタロシアニン、II型クロロガリウムフタロシアニン、V型及び28.1゜にもっとも強いピークを有すること、また26.2゜にピークを持たず28.1゜に明瞭なピークを有し、かつ25.9゜の半値幅Wが0.1゜≦W≦0.4゜であることを特徴とするヒドロキシガリウムフタロシアニン、G型μ-オキソ-ガリウムフタロシアニン二量体、またはX型無金属フタロシアニンが特に好ましい。
 フタロシアニン化合物は単一の化合物のものを用いてもよいし、幾つかの混合又は混晶状態のものを用いてもよい。ここでのフタロシアニン化合物ないしは結晶状態に置ける混合状態としては、それぞれの構成要素を後から混合したものを用いてもよいし、合成、顔料化、結晶化等のフタロシアニン化合物の製造・処理工程において混合状態を生じさせたものでもよい。このような処理としては、酸ペースト処理・磨砕処理・溶剤処理等が知られている。混晶状態を生じさせるためには、日本国特開平10-48859号公報記載のように、2種類の結晶を混合後に機械的に磨砕、不定形化した後に、溶剤処理によって特定の結晶状態に変換する方法が挙げられる。
 電荷発生材料の粒子径は、通常1μm以下であり、好ましくは0.5μm以下で使用される。感光層内に分散される電荷発生材料は、通常、結着樹脂100質量部に対して0.1質量部以上、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上である。また、感度の観点から、通常20質量部以下、好ましくは15質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。
[正孔輸送材料]
 正孔輸送材料としては、例えば、カルバゾール誘導体、インドール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ピラゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ベンゾフラン誘導体等の複素環化合物、アニリン誘導体、ヒドラゾン誘導体、芳香族アミン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ブタジエン誘導体およびエナミン誘導体並びにこれらの化合物の複数種が結合したもの、またはこれらの化合物からなる基を主鎖若しくは側鎖に有する重合体等の電子供与性物質等が挙げられる。
 これらの中でも、カルバゾール誘導体、芳香族アミン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ブタジエン誘導体若しくはエナミン誘導体またはこれらの化合物の複数種が結合したもの、或いはこれらの化合物からなる基を主鎖若しくは側鎖に有する重合体等の電子供与性物質等が好ましい。これらの中でも、特に、カルバゾール誘導体、芳香族アミン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ブタジエン誘導体若しくはエナミン誘導体またはこれらの化合物の複数種が結合したものが好ましい。
 正孔輸送材料として好ましい構造の一般式の例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 前記正孔輸送材料の中でも、残留電位の観点から、HTM34、35、36、37、39、40、41、42、43または44構造の化合物が好ましい。
 感光層を構成する結着樹脂と上記正孔輸送材料との配合割合は任意であるが、通常は結着樹脂100質量部に対して正孔輸送材料を20質量部以上の比率で配合する。中でも、残留電位低減の観点からは、結着樹脂100質量部に対して正孔輸送材料を30質量部以上の割合で配合することが好ましく、更に繰り返し使用した際の安定性や電荷移動度の観点からは、正孔輸送材料を40質量部以上の割合で配合することがより好ましい。
 一方、感光層の熱安定性の観点からは、結着樹脂100質量部に対して正孔輸送材料を200質量部以下の割合で配合することが好ましく、更に正孔輸送材料と結着樹脂との相溶性の観点からは、正孔輸送材料を150質量部以下の割合で配合することが好ましい。
 感光層を構成する結着樹脂と上記電荷輸送材料(電子輸送材料及び/又は正孔輸送材料)との配合割合は任意であるが、通常は結着樹脂100質量部に対して電荷輸送材料を20質量部以上の比率で配合する。中でも、残留電位低減の観点からは、結着樹脂100質量部に対して電荷輸送材料を30質量部以上の割合で配合することが好ましく、更に繰り返し使用した際の安定性や電荷移動度の観点からは、電荷輸送材料を40質量部以上の割合で配合することがより好ましい。
 一方、感光層の熱安定性の観点からは、結着樹脂100質量部に対して電荷輸送材料を200質量部以下の割合で配合することが好ましく、更に電荷輸送材料と結着樹脂との相溶性の観点からは、電荷輸送材料を150質量部以下の割合で配合することが好ましく、125質量部以下がより好ましく、100質量部以下が更に好ましい。なお、複数の電荷輸送材料を用いる場合は、それらの電荷輸送材料の合計が上記範囲内になるようにする。
[導電性支持体]
 導電性支持体について特に制限は無いが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、銅およびニッケル等の金属材料、金属、カーボンおよび酸化錫などの導電性粉体を添加して導電性を付与した樹脂材料、並びにアルミニウム、ニッケル若しくはITO(酸化インジウム酸化錫)等の導電性材料をその表面に蒸着又は塗布した樹脂、ガラス若しくは紙等が主として使用される。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
 導電性支持体の形態としては、例えば、ドラム状、シート状およびベルト状などが挙げられる。更には、金属材料の導電性支持体の上に、導電性・表面性などの制御や欠陥被覆のために、適当な抵抗値を有する導電性材料を塗布したものを用いてもよい。
 また、導電性支持体としてアルミニウム合金等の金属材料を用いた場合、陽極酸化被膜を施してから用いてもよい。陽極酸化被膜を施した場合には、公知の方法により封孔処理を施すのが好ましい。
 支持体表面は、平滑であってもよいし、特別な切削方法を用いたり、粗面化処理を施したりすることにより、粗面化されていてもよい。また、支持体を構成する材料に適当な粒径の粒子を混合することによって、粗面化されたものでもよい。また、安価化のためには、切削処理を施さず、引き抜き管をそのまま使用することも可能である。
[下引き層]
 導電性支持体と感光層との間には、接着性・ブロッキング性等の改善のため、下引き層を設けてもよい。下引き層としては、例えば、樹脂単独、および、樹脂に金属酸化物等の粒子または有機顔料等を分散したもの等が用いられる。
 下引き層に用いる金属酸化物粒子としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛および酸化鉄等の1種の金属元素を含む金属酸化物粒子、並びにチタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムおよびチタン酸バリウム等の複数の金属元素を含む金属酸化物粒子が挙げられる。このように、一種類の粒子のみを用いてもよいし、複数の種類の粒子を混合して用いてもよい。これらの金属酸化物粒子の中で、酸化チタン及び酸化アルミニウムが好ましく、特に酸化チタンが好ましい。
 酸化チタン粒子は、その表面に、酸化錫、酸化アルミニウム、酸化アンチモン、酸化ジルコニウム若しくは酸化珪素等の無機物、又はステアリン酸、ポリオール若しくはシリコーン等の有機物による処理が施されていてもよい。酸化チタン粒子の結晶型としては、ルチル、アナターゼ、ブルッカイトまたはアモルファスのいずれも用いることができる。複数の結晶状態のものが含まれていてもよい。
 また、金属酸化物粒子の粒径としては、種々のものが利用できるが、中でも特性及び液の安定性の面から、平均一次粒径として1nm以上100nm以下が好ましく、特に好ましくは、10nm以上50nm以下である。
 下引き層は、金属酸化物粒子を結着樹脂に分散した形で形成するのが好ましい。下引き層に用いられる結着樹脂としては、フェノキシ、エポキシ、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸、セルロース類、ゼラチン、デンプン、ポリウレタン、ポリイミド若しくはポリアミド等が単独または硬化剤とともに硬化した形で使用できるが、中でも、アルコール可溶性の共重合ポリアミドまたは変性ポリアミド等は、良好な分散性、塗布性を示すので好ましい。
 また、積層型感光体を構成する電荷発生層に相当する層を単層型感光層の下引き層とすることもできる。この場合は、フタロシアニン顔料、アゾ顔料またはペリレン顔料を結着樹脂中に分散して塗布したもの等が好ましく用いられる。この場合、接着性または電気特性が優れる。結着樹脂としては、ポリビニルアセタール樹脂類が好ましく用いられ、電気特性の観点から、ポリビニルブチラール樹脂が特に好ましい。
 結着樹脂に対する粒子や顔料等の分散剤の添加比は任意に選べるが、10質量%以上、500質量%以下の範囲で使用することが、分散液の安定性、塗布性の面で好ましい。下引き層の膜厚は、任意に選ぶことができるが、感光体特性及び塗布性から0.1μmから25μmが好ましい。また下引き層には、公知の酸化防止剤等を添加してもよい。下引き層として、構成の異なる層をいくつか設けることも可能である。
[その他の添加物]
 感光層又を構成する各層には、成膜性、可撓性、塗布性、耐汚染性、耐ガス性または耐光性等を向上させる目的で、周知の酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、電子吸引性化合物、レベリング剤または可視光遮光剤等の添加物を含有させてもよい。また、感光体表面の摩擦抵抗、摩耗を低減、またはトナーの感光体から転写ベルト若しくは紙への転写効率を高める等の目的で、電荷輸送層にフッ素系樹脂、シリコーン樹脂またはポリエチレン樹脂等からなる粒子または無機化合物の粒子を含有させてもよい。
<各層の形成方法>
 上記した感光体を構成する各層は、含有させる物質を溶剤に溶解又は分散させて得られた塗布液を、導電性支持体上に浸漬塗布、スプレー塗布、ノズル塗布、バーコート、ロールコートまたはブレード塗布等の公知の方法により、各層ごとに順次塗布・乾燥工程を繰り返すことにより形成される。
 塗布液の作製に用いられる溶媒又は分散媒に特に制限は無いが、具体例としては、メタノール、エタノール、プロパノールおよび2-メトキシエタノール等のアルコール類、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、ジメトキシエタン等のエーテル類、ギ酸メチルおよび酢酸エチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンおよび4-メトキシ-4-メチル-2-ペンタノン等のケトン類、ベンゼン、トルエンおよびキシレン等の芳香族炭化水素類、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン、テトラクロロエタン、1,2-ジクロロプロパンおよびトリクロロエチレン等の塩素化炭化水素類、n-ブチルアミン、イソプロパノールアミン、ジエチルアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミンおよびトリエチレンジアミン等の含窒素化合物類、並びにアセトニトリル、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミドおよびジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶剤類等が挙げられる。また、これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を任意の組み合わせ及び種類で併用してもよい。
 溶媒又は分散媒の使用量は特に制限されないが、各層の目的や選択した溶媒・分散媒の性質を考慮して、塗布液の固形分濃度や粘度等の物性が所望の範囲となるように適宜調整するのが好ましい。
 塗布液の乾燥は、室温における指触乾燥後、通常30℃以上、200℃以下の温度範囲で、1分から2時間の間、静止又は送風下で加熱乾燥させることが好ましい。また、加熱温度は一定であってもよく、乾燥時に温度を変更させながら加熱を行ってもよい。
<画像形成装置>
 次に、本発明の電子写真感光体を用いた画像形成装置(本発明の画像形成装置)の実施の形態について、装置の要部構成を示す図1を用いて説明する。但し、実施の形態は以下の説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意に変形して実施することができる。
 図1に示すように、画像形成装置は、電子写真感光体1、帯電装置2、露光装置3及び現像装置4を備えて構成され、更に、必要に応じて転写装置5、クリーニング装置6及び定着装置7が設けられる。
 電子写真感光体1は、上述した本発明の電子写真感光体であれば特に制限はないが、図1ではその一例として、円筒状の導電性支持体の表面に上述した感光層を形成したドラム状の感光体を示している。この電子写真感光体1の外周面に沿って、帯電装置2、露光装置3、現像装置4、転写装置5及びクリーニング装置6がそれぞれ配置されている。
 帯電装置2は、電子写真感光体1を帯電させるもので、電子写真感光体1の表面を所定電位に均一帯電させる。一般的な帯電装置としては、例えば、コロトロンおよびスコロトロン等の非接触のコロナ帯電装置、並びに電圧印加された帯電部材を感光体表面に接触させて帯電させる接触型帯電装置(直接型帯電装置)が挙げられる。
 本発明で使用される接触帯電装置としては、例えば、帯電ローラおよび帯電ブラシ等が挙げられる。なお、図1では、帯電装置2の一例としてローラ型の帯電装置(帯電ローラー)を示している。通常帯電ローラは樹脂、及び可塑剤等の添加剤を金属シャフトと一体成型して製造され、必要に応じて積層構造を取ることも有る。なお、帯電時に印可する電圧としては、直流電圧だけの場合、及び直流に交流を重畳させて用いることもできる。
 露光装置3は、電子写真感光体1に露光を行って電子写真感光体1の感光面に静電潜像を形成することができるものであれば、その種類に特に制限はない。具体例としては、ハロゲンランプ、蛍光灯、半導体レーザーおよびHe-Neレーザー等のレーザー、並びにLED等が挙げられる。また、感光体内部露光方式によって露光を行うようにしてもよい。露光を行う際の光は任意であるが、例えば、波長が780nmの単色光、波長600nm~700nmのやや短波長寄りの単色光、波長380nm~500nmの短波長の単色光等で露光を行えばよい。
 トナーTの種類は任意であり、粉状トナーのほか、懸濁重合法または乳化重合法等を用いた重合トナー等を用いることができる。特に、重合トナーを用いる場合には径が4~8μm程度の小粒径のものが好ましく、また、トナーの粒子の形状も球形に近いものからポテト上の球形から外れたものまで様々に使用することができる。重合トナーは、帯電均一性および転写性に優れ、高画質化に好ましく用いられる。
 転写装置5は、その種類に特に制限はなく、コロナ転写、ローラ転写若しくはベルト転写等の静電転写法、圧力転写法または粘着転写法等、任意の方式を用いた装置を使用することができる。ここでは、転写装置5が電子写真感光体1に対向して配置された転写チャージャー、転写ローラ、転写ベルト等から構成されるものとする。この転写装置5は、トナーTの帯電電位とは逆極性で所定電圧値(転写電圧)を印加し、電子写真感光体1に形成されたトナー像を記録紙(用紙、媒体)Pに転写するものである。
 クリーニング装置6について特に制限はなく、ブラシクリーナー、磁気ブラシクリーナー、静電ブラシクリーナー、磁気ローラクリーナー、ブレードクリーナー等、任意のクリーニング装置を用いることができる。クリーニング装置6は、感光体1に付着している残留トナーをクリーニング部材で掻き落とし、残留トナーを回収するものである。但し、感光体表面に残留するトナーが少ないか、殆ど無い場合には、クリーニング装置6は無くても構わない。
 定着装置7は、上部定着部材(定着ローラ)71及び下部定着部材(定着ローラ)72から構成され、上部定着部材71または下部定着部材72の内部には加熱装置73がそなえられている。なお、図1では、上部定着部材71の内部に加熱装置73がそなえられた例を示す。上部及び下部の各定着部材71,72は、ステンレス又はアルミニウムなどの金属素管にシリコンゴムを被覆した定着ロール、さらにテフロン(登録商標)樹脂で被覆した定着ロール又は定着シートなどが公知の熱定着部材を使用することができる。さらに、各定着部材71,72は、離型性を向上させる為にシリコーンオイル等の離型剤を供給する構成としてもよく、バネ等により互いに強制的に圧力を加える構成としてもよい。
 記録紙P上に転写されたトナーは、所定温度に加熱された上部定着部材71と下部定着部材72との間を通過する際、トナーが溶融状態まで熱加熱され、通過後冷却されて記録紙P上にトナーが定着される。なお、定着装置についてもその種類に特に限定はなく、ここで用いたものをはじめ、熱ローラ定着、フラッシュ定着、オーブン定着又は圧力定着など、任意の方式による定着装置を設けることができる。
 以上のように構成された電子写真装置では、次のようにして画像の記録が行われる。即ち、まず電子写真感光体1の表面(感光面)が、帯電装置2によって所定の電位(例えば-600V)に帯電される。この際、直流電圧により帯電させてもよく、直流電圧に交流電圧を重畳させて帯電させてもよい。
 続いて、帯電された電子写真感光体1の感光面を、記録すべき画像に応じて露光装置3により露光し、感光面に静電潜像を形成する。そして、その感光体1の感光面に形成された静電潜像の現像を、現像装置4で行う。
 現像装置4は、供給ローラ43により供給されるトナーTを、規制部材(現像ブレード)45により薄層化するとともに、所定の極性(ここでは感光体1の帯電電位と同極性であり、負極性)に摩擦帯電させ、現像ローラ44に担持しながら搬送して、電子写真感光体1の表面に接触させる。
 現像ローラ44に担持された帯電トナーTが電子写真感光体1の表面に接触すると、静電潜像に対応するトナー像が電子写真感光体1の感光面に形成される。そしてこのトナー像は、転写装置5によって記録紙Pに転写される。この後、転写されずに電子写真感光体1の感光面に残留しているトナーが、クリーニング装置6で除去される。
 トナー像の記録紙P上への転写後、定着装置7を通過させてトナー像を記録紙P上へ熱定着することで、最終的な画像が得られる。
 なお、画像形成装置は、上述した構成に加え、例えば除電工程を行うことができる構成としてもよい。除電工程は、電子写真感光体に露光を行うことで電子写真感光体の除電を行う工程であり、除電装置としては、例えば、蛍光灯およびLED等が挙げられる。また除電工程で用いる光は、強度としては露光光の3倍以上の露光エネルギーを有する光である場合が多い。小型化、省エネの観点から除電工程を有さないことが好ましい。
 また、画像形成装置は更に変形して構成してもよく、例えば、前露光工程、補助帯電工程等の工程を行うことができる構成としたり、オフセット印刷を行う構成としたり、更には複数種のトナーを用いたフルカラータンデム方式の構成としてもよい。
 なお、電子写真感光体1を、帯電装置2、露光装置3、現像装置4、転写装置5、クリーニング装置6及び定着装置7のうち1つ又は2つ以上と組み合わせて、一体型のカートリッジ(以下適宜「電子写真感光体カートリッジ」という)として構成し、この電子写真 感光体カートリッジを複写機やレーザービームプリンタ等の電子写真装置本体に対して着脱可能な構成にしてもよい。
 以下、実施例を示して本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。ただし、以下の実施例は本発明を詳細に説明するために示すものであり、本発明はその要旨を逸脱しない限り、以下に示した実施例に限定されるものではなく任意に変形して実施することができる。また、以下の実施例、及び比較例中の「部」の記載は、特に指定しない限り「質量部」を示す。
<樹脂の粘度平均分子量の測定方法>
 まず、樹脂の粘度平均分子量の測定方法について説明する。測定対象である樹脂をジクロロメタンに溶解し、濃度Cが6.00g/Lの溶液を調製する。溶媒(ジクロロメタン)の流下時間t0が136.16秒のウベローデ型毛細管粘度計を用いて、20.0℃に設定した恒温水槽中で試料溶液の流下時間tを測定する。以下の式に従って粘度平均分子量Mvを算出する。
a=0.438×ηsp+1 ηsp=(t/t0)-1
b=100×ηsp/C C=6.00
η=b/a
Mv=3207×η1.205
<電子写真感光体の作成>
[実施例1]
 CuKα線によるX線回折においてブラッグ角(2θ±0.2)が27.2゜に強い回折ピークを示し、図2に示す粉末X線回折スペクトルを有するオキシチタニウムフタロシアニン10質量部を1,2-ジメトキシエタン150質量部に加え、サンドグラインドミルにて粉砕分散処理し、顔料分散液を作製した。こうして得られた160質量部の顔料分散液を、ポリビニルブチラール[電気化学工業(株)製、商品名#6000C]の5質量%1,2-ジメトキシエタン溶液100質量部と適量の4-メトキシ-4-メチル-2-ペンタノンに加え、最終的に固形分濃度4.0質量%の下引き用塗布液を作製した。この下引き用塗布液に表面が切削された外径30mm、長さ244mm、肉厚0.75mmのアルミニウム合金よりなるシリンダーを浸漬塗布し、乾燥後の膜厚が0.4μmとなるように下引き層を形成した。
 次に、X型無金属フタロシアニン4.0質量部をトルエン60質量部と共にサンドグラインドミルにより分散した。一方、下記構造式(HTM-1)で示される正孔輸送材料を70質量部と、下記構造式(ETM-1)で示される電子輸送材料40質量部、下記構造式(AD-1)で示される化合物20部、下記構造式(P-1)で示されるポリカーボネート樹脂[粘度平均分子量:Mv=39,600]100質量部をテトラヒドロフラン590質量部とトルエン90質量部の混合溶媒に溶解し、レベリング剤としてシリコーンオイル0.05部を加え、これに上記分散液を追加し、ホモジナイザーにより均一になるように混合し、単層型感光層用塗布液を調製した。このように調製した単層型感光層用塗布液を、上述の下引き層上に、乾燥後の膜厚が25μmになるように塗布し、正帯電単層型の電子写真感光体Aを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
[実施例2]
 前記式(AD-1)を有する化合物の使用量を15質量部に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行うことにより、感光体Bを製造した。
[実施例3]
 前記式(AD-1)を有する化合物の使用量を10質量部に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行うことにより、感光体Cを製造した。
[実施例4]
 前記式(AD-1)を有する化合物の代わりに、下記式(AD-2)で表される化合物を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行うことにより、感光体Dを製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
[実施例5]
 前記式(AD-1)を有する化合物の代わりに、下記式(AD-3)で表される化合物を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行うことにより、感光体Eを製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
[実施例6]
 前記式(AD-1)を有する化合物の代わりに、下記式(AD-4)で表される化合物を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行うことにより、感光体F製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
[比較例1]
 前記式(AD-1)を有する化合物を用いない以外は、実施例1と同様の操作を行うことにより、比較感光体Aを製造した。
[比較例2]
 前記式(AD-1)を有する化合物の代わりに、下記式(AD-5)で表される化合物を8質量部用いた以外は、実施例1と同様の操作を行うことにより、比較感光体Bを製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
[比較例3]
 前記式(AD-1)を有する化合物の代わりに、下記式(AD-6)で表される化合物を2質量部用いた以外は、実施例1と同様の操作を行うことにより、比較感光体Cを製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
[比較例4]
 前記式(AD-1)を有する化合物の代わりに、下記式(AD-7)で表される化合物を20質量部用いた以外は、実施例1と同様の操作を行うことにより、比較感光体Dを製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
[比較例5]
 前記式(ETM-1)を有する化合物の代わりに、下記式(ETM-2)で表される化合物を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行うことにより、比較感光体Eを製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
<メモリー評価試験>
 前記実施例1-6と比較例1-3で得られた電子写真感光体をA4モノクロプリンター[ブラザー工業社製 HL5240(印刷速度:モノクロ24rpm 解像度:1200dpi 露光源:レーザー 帯電方式:スコロトロン)]のドラムカートリッジに装着し、上記プリンターにセットした。
印刷の入力として、A4領域の上部には白地に線太の文字を持ち、線太の文字の印刷部から下部にかけてはハーフトーン部を持ったパターンをパソコンからプリンターに送り、その結果得られる出力画像を目視評価した。
 試験したプリンターでは光除電プロセスを使用していないため、感光体の性能によっては、上部の文字パターンが感光体にメモリーとして記憶され、次回転の画像形成に影響を及ぼす、つまり、ハーフトーン部にメモリー画像として顕れるケースがある。本来画像濃度がまったく均一でなければならない部分に、メモリー画像が見えている程度を、メモリ画像が最も見えにくいものをランク1、メモリー画像が最も明確に観察されるものをランク5とした、5段階の目視結果で評価した。評価結果を表-1に示す。
<オゾン耐性評価用シート状感光体作成方法>
 支持体をアルミニウム合金よりなるシリンダーから二軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム(厚み75μm)の表面にアルミニウム蒸着膜(厚み70nm)を形成した導電性支持体に変更した以外は、実施例1~6、比較例1~5で用いたのと同一の塗布液を使用し、各実施例・比較例と同一の層構成・膜厚となるように支持体上に感光層を塗布・乾燥し、それぞれ実施例1~6、比較例1~5に対応したオゾン耐性評価用シート状感光体を作成した。
<オゾン耐性評価試験>
 オゾン耐性評価試験の方法を以下に記す。川口電気社製EPA8200を使用し、オゾン耐性評価用シート状感光体作成方法に従って得られたシート状感光体をコロトロン帯電器に25μAの電流を印可して帯電させ、その帯電値をV1とした。その後、これらの感光体に300ppm濃度のオゾンを2時間曝露し、曝露後に同様に帯電値を測定し、この値をV2とした。前記測定にて得られたオゾン曝露前帯電値V1、オゾン曝露後帯電値V2の値を使用し、オゾン曝露前後の帯電保持率(V2/V1×100)(%)を計算し、下記基準で評価を行った。評価結果を表-1に示す。
 ◎:帯電保持率=65%以上
 ○:帯電保持率=55%以上65%未満
 △:帯電保持率=40%以上55%未満
 ×:帯電保持率=40%未満
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000041
 以上の結果から本発明により電気特性を維持しながら、オゾンに曝露されても初期帯電性の低下が少なく安定で、かつ初期のメモリーが良好な正帯電用単層型電子写真感光体、及び該感光体を備えた画像濃度の良好な画像形成装置、カートリッジが得られることがわかる。
 本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更および変形が可能であることは、当業者にとって明らかである。なお本出願は、2015年3月13日付で出願された日本特許出願(特願2015-050946)に基づいており、その全体が引用により援用される。

Claims (9)

  1.  導電性支持体上に、結着樹脂、電荷発生材料、正孔輸送材料、及び電子輸送材料を同一層内に含有する感光層を有する正帯電単層型電子写真感光体において、前記電子輸送材料が、下記式(1)で表される化合物であり、前記感光層中が、下記式(7)で表される分子量180以上400以下の芳香族化合物を含有することを特徴とする、正帯電用単層型電子写真感光体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [式(1)中、R~Rはそれぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルケニル基を表し、RとR同士、またはRとR同士は互いに結合して環状構造を形成していてもよい。Xは分子量120以上250以下の有機残基を表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    [式(7)中、Ar及びArはそれぞれ独立して置換基を有していてもよいアリール基を表す。x及びyはそれぞれ独立に0~2の整数を表す。]
  2.  前記感光層中に、前記式(7)で表される芳香族化合物を結着樹脂100質量部に対して1質量部以上50質量部以下含有することを特徴とする、請求項1に記載の正帯電用単層型電子写真感光体。
  3.  前記電荷発生材料がフタロシアニン顔料であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の正帯電用単層型電子写真感光体。
  4.  前記結着樹脂がポリカーボネート樹脂であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の正帯電用単層型電子写真感光体。
  5.  前記式(1)中、Xが下記式(3)~(6)のいずれか1で表される有機残基であることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載の正帯電用単層型電子写真感光体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    [式(3)中、R~Rはそれぞれ独立して水素原子、炭素数1~6のアルキル基を表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    [式(4)中、R~R11はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基を表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    [式(5)中、R12は水素原子、炭素数1~6のアルキル基、ハロゲン原子を表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    [式(6)中、R13及びR14はそれぞれ独立して水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素原子6~12のアリール基を表す。]
  6.  請求項1~5のいずれか1項に記載の正帯電用単層型電子写真感光体、該電子写真感光体を帯電させる帯電装置、該帯電した電子写真感光体を露光させて静電潜像を形成する露光装置、及び、該電子写真感光体上に形成された静電潜像を現像する現像装置からなる群から選ばれる少なくとも1つを備えたことを特徴とする、電子写真感光体カートリッジ。
  7.  請求項1~5のいずれか1項に記載の正帯電用単層型電子写真感光体、該電子写真感光体を帯電させる帯電装置、該帯電した電子写真感光体を露光させて静電潜像を形成する露光装置、および、該電子写真感光体上に形成された静電潜像を現像する現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  8.  除電光を有さないことを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
  9.  除電光を有さない電子写真プロセスに用いられることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の正帯電用単層型電子写真感光体。
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