JP7140101B2 - 正帯電電子写真感光体、電子写真カートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
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。感光層構成の観点からは、感光層が、電荷発生物質と電荷輸送物質とを同一層中に含有する層を有する電子写真感光体(以下、単層型感光体という。)と、電荷発生物質と電荷輸送物質とを別々の層(電荷発生層と電荷輸送層)中に分離、積層する電子写真感光体(以下、積層型感光体という。)とが知られている。
すなわち、正帯電電子写真感光体において、式(1)~(5)のいずれかで表される化合物を正孔輸送物質として用いると、帯電後に正電荷が感光体に注入しやすく、プロセス1回転目での帯電能力に劣ることを本発明者は新たに見出したものである。
中でも、前記帯電性に関し、プロセス1回転目の電位と、プロセス10回転目の電位との差が少ないといった帯電特性に優れた正帯電電子写真感光体を提供することを目的とする。
[1]
導電性支持体、感光層及び保護層をこの順に有し、前記感光層が電荷発生物質、正孔輸送物質及び電子輸送物質を同一層内に含有する正帯電電子写真感光体であって、
前記正孔輸送物質は下記式(1)~(5)の何れかで表される化合物のうち少なくとも一種を含み、
前記保護層のバインダー樹脂がアルコールに可溶な熱可塑性樹脂である正帯電電子写真感光体。
前記式(1)~(5)の何れかで表される化合物の合計含有量と前記電子輸送物質の含有量との比率が、前記電子輸送物質1重量部に対して前記合計含有量が40重量部以下である前記[1]に記載の正帯電電子写真感光体。
[3]
前記式(1)~(5)の何れかで表される化合物の合計含有量と前記電子輸送物質の含有量との比率が、前記電子輸送物質1重量部に対して前記合計含有量が0.5重量部以上である前記[1]または[2]に記載の正帯電電子写真感光体。
[4]
前記保護層が、金属酸化物粒子を含有する前記[1]乃至[3]のいずれか一に記載の正帯電電子写真感光体。
[5]
前記金属酸化物粒子が、有機金属化合物で表面処理されている前記[4]に記載の正帯電電子写真感光体。
[6]
前記保護層のバインダー樹脂が、ポリアミド樹脂を含む前記[1]乃至[5]のいずれか一に記載の正帯電電子写真感光体。
[7]
前記ポリアミド樹脂が下記式(7)で表される構造を含む前記[6]に記載の正帯電電子写真感光体。
前記[1]乃至[7]のいずれか一に記載の正帯電電子写真感光体を備える電子写真カートリッジ。
[9]
前記[1]乃至[7]のいずれか一に記載の正帯電電子写真感光体を備える画像形成装置。
本発明の正帯電電子写真感光体(以下、単に電子写真感光体や感光体と称することがある。)は、導電性支持体、感光層及び保護層をこの順に有し、前記感光層は電荷発生物質及び電荷輸送物質を同一層内に含有する、所謂単層型の感光層であり、該感光層の上に有する前記保護層のバインダー樹脂がアルコールに可溶な熱可塑性樹脂であることを特徴としている。また、前記電荷輸送物質は、正孔輸送物質及び電子輸送物質を含み、前記正孔輸送物質は、式(1)~(5)の何れかで表される化合物のうち少なくとも一種を含む。
式(1)~(5)の何れかで表される化合物は、イオン化ポテンシャルが低く、高移動度の電荷輸送能があるため、低残留電位で高速マシンにも対応できる高性能感光体を得ることができる。一方で、イオン化ポテンシャルが低いため、表面に載せた正電荷が層内に注入されたり、暗電流となって減衰しやすくなって、プロセス初期には十分な帯電が得られない場合が多く、プロセス1回転目の帯電電位が、プロセス10回転目の帯電電位に比べて劣る傾向にあった。
以下、本発明の電子写真感光体を構成する各部(導電性支持体、下引き層、感光層、保護層)について説明する。
まず、本発明の感光体に用いられる導電性支持体について説明する。
導電性支持体としては、後述する感光層、保護層を支持し、導電性を示すものであれば、特に限定されない。
導電性支持体としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、銅、ニッケル等の金属材料や金属、カーボン、酸化錫などの導電性粉体を共存させて導電性を付与した樹脂材料や、アルミニウム、ニッケル、ITO(酸化インジウム酸化錫合金)等の導電性材料をその表面に蒸着または塗布した樹脂、ガラス、紙等を主として使用する。
形態としては、ドラム状、シート状、ベルト状などのものが用いられる。金属材料の導電性支持体の上に、導電性・表面性などの制御のためや欠陥被覆のため、適当な抵抗値を持つ導電性材料を塗布したものでもよい。
例えば、クロム酸、硫酸、シュウ酸、ホウ酸、スルファミン酸等の酸性浴中で、金属材料を陽極酸化処理することにより、金属材料表面に陽極酸化被膜が形成される。特に、硫酸中での陽極酸化処理がより良好な結果を与える。硫酸中での陽極酸化の場合、硫酸濃度は通常100g/l以上、300g/l以下、溶存アルミニウム濃度は通常2g/l以上、15g/l以下、液温は通常15℃以上、30℃以下、電解電圧は通常10V以上、20V以下、電流密度は通常0.5A/dm2以上、2A/dm2以下の範囲内に設定されるのが好ましいが、上記条件に限定されるものではない。
上記低温封孔処理の場合に使用されるフッ化ニッケル水溶液濃度は、適宜選択可能であるが、水溶液濃度を3g/l以上、6g/l以下の範囲とした場合、より好ましい結果が得られる。また、封孔処理をスムーズに進めるための処理温度としては、通常25℃以上、好ましくは30℃以上である。また、通常40℃以下、好ましくは35℃以下である。また、フッ化ニッケル水溶液のpHは、通常4.5以上、好ましくは5.5以上であり、通常pHは6.5以下、好ましくは6.0以下である。
処理時間は、被膜の膜厚1μmあたり通常1分以上、3分以内で処理することが好ましい。なお、被膜物性を更に改良するために、フッ化コバルト、酢酸コバルト、硫酸ニッケル、または界面活性剤等をフッ化ニッケル水溶液に共存させておいてもよい。次いで、水洗、乾燥して低温封孔処理を終える。
なお、上記導電性支持体と感光層との間には、接着性・ブロッキング性等の改善のために、後述する下引き層を設けてもよい。
次に、本発明の電子写真感光体に用いられる感光層について、以下詳しく説明する。
[材料]
まず、感光層に用いられる材料について説明する。本発明に用いられる感光層は、電荷輸送物質及び電荷発生物質を含有する単一の層から構成されることが好ましいが、構成成分または組成比の異なる複数の層を重ねたものであってよい。後者の場合でも、感光層中の材料の働きから、単層型感光層という。この際、感光層を構成する層のうちの1以上の層において、電荷輸送物質及び電荷発生物質を同一層内に含有していればよい。また、電荷輸送物質は、正孔輸送物質と電子輸送物質を含み、これらの総称として用いられる。
以下、上記感光層に用いられる材料(電荷発生物質、電荷輸送物質、バインダー樹脂など)について説明する。
感光層に用いる電荷発生物質としては、例えば、セレン及びその合金、硫化カドミウム、その他無機系光導電材料;フタロシアニン顔料、アゾ顔料、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、ベンズイミダゾール顔料などの有機顔料;などの各種光導電材料が使用できる。中でも、特に有機顔料が好ましく、更に、フタロシアニン顔料、アゾ顔料がより好ましい。
中でも、特に感度の高いX型、τ型無金属フタロシアニン、A型、B型、D型等のチタニルフタロシアニン、バナジルフタロシアニン、クロロインジウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン等が好適である。
またアゾ顔料を使用する場合には、各種公知のビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料が好適に用いられる。好ましいアゾ顔料の例を下記に示す。
さらに、感光層内に分散される電荷発生物質の量は少なすぎると充分な感度が得られない可能性があり、多すぎると帯電性の低下、感度の低下などが生じる場合がある。よって、感光層内の電荷発生物質の量は、通常0.1重量%以上が好ましく、より好ましくは0.5重量%以上、また、通常50重量%以下が好ましく、より好ましくは20重量%以下とする。
本発明の感光体は正孔輸送物質と電子輸送物質を含み、正孔輸送物質は式(1)~(5)の何れかで表される化合物を1種以上含有する。この単層型感光層は、電荷輸送物質及びバインダー樹脂を含有する層中に電荷発生物質を分散させたものであり、式(1)~(5)の何れかで表される化合物は、その感光層中に電荷輸送物質(正孔輸送物質)として含まれる。
まず下記式(1)で表される化合物について説明する。
具体的には、例えば、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基が挙げられ、好ましくは、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基が挙げられる。製造コストの面で、フェニル基、ナフチル基のような6~10の炭素原子を有するアリール基が特に好ましい。
これらの中でも、製造原料の汎用性、電荷輸送物質としての電荷輸送能力の面から、水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。ベンゼン環に対するそれぞれの置換基の結合位置は、スチリル基に対して、通常、オルト位、メタ位またはパラ位のいずれの位置でも可能であるが、製造の容易さの面から、オルト位またはパラ位のいずれかが好ましい。
これらの中でも、製造原料の汎用性から水素原子、炭素数1~8のアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基が好ましく、製造時の取扱性の面から、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基がより好ましく、電子写真感光体としての光減衰特性の面から、水素原子、炭素数1~2のアルキル基が更に好ましく、電荷輸送物質としての電荷輸送能力の面から、水素原子が特に好ましい。
これらの中でも、製造原料の汎用性の面から水素原子、炭素数1~8のアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基が好ましく、製造時の取扱性の面から、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基がより好ましく、電子写真感光体としての光減衰特性の面からは、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基が更に好ましく、電子写真感光体のオゾンに対する耐性面から、炭素数1~4のアルキル基が特に好ましく、電荷輸送物質としての電荷輸送能力の面からメチル基またはエチル基が最も好ましい。
1つのベンゼン環に対するアルキル基、アルコキシ基の合計が2個以上である場合、オルト位またはパラ位のいずれかに置換していることが好ましい。電子写真感光体特性の面から、より好ましくは1つのベンゼン環に対してアルキル基が合計2個置換している場合であり、その2個の置換基が、それぞれパラ位、オルト位に置換していること、もしくは両方ともオルト位に置換していることが更に好ましい。
ジフェニルアミノ基が結合するアリーレン基部分は、n2=1の場合、フェニレン基、n2=2の場合、ビフェニレン基、n2=3の場合、ターフェニレン基を表す。
2つのジフェニルアミノ基がアリーレン基と結合する位置は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、n=1の場合、電子写真感光体の帯電性の面から、2つのジフェニルアミノ基がフェニレン基の結合位置でメタ位の関係となることが好ましい。n2=2の場合、電荷輸送物質としての電荷輸送能力の面から、ジフェニルアミノ基がビフェニレン基と結合する位置は、ビフェニレン基の4位と4’位に結合することが好ましく、n2=3の場合、製造原料の汎用性からターフェニレン基の中でもp-ターフェニレン基が好ましく、p-ターフェニレン基へのジフェニルアミン基の結合位置は、電荷輸送物質としての電荷輸送能力の面から4位と4’’位に結合することが好ましい。
式(2)で表される異なる構造の化合物の混合物としては、式(2)で表される構造のうち、R1~R7の置換位置だけが異なる、いわゆる位置異性体を複数種混合する場合が、互いの電子状態が近く電荷輸送のトラップになり難いことに加えて、塗布液あるいは膜中での結晶生成を抑制できる観点から、好ましい。位置異性体としては、R1、R2の置換位置が異なるものを混合して使用することが、化合物の合成の容易さの観点からより好ましく、R1、R2の置換位置がオルト位,パラ位のものを混合して使用することが最も好ましい。
なお、本明細書において、式中、Meはメチル基、Etはエチル基、nBuはn-ブチル基、nHexはn-ヘキシル基をそれぞれ表す。
これらの中でも、製造原料の汎用性から炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基が好ましく、製造時の取扱性の面から、炭素数1~12のアルキル基、炭素数1~12のアルコキシ基がより好ましく、電子写真感光体としての光減衰特性の面から、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基が更に好ましい。
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のアルコキシ基が好ましく、製造時の取扱性の面から、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基がより好ましく、電子写真感光体としての光減衰特性の面から、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基が更に好ましい。
m3、n3が1の場合、エテニル基を表し、幾何異性体を有するが、電子写真感光体特性の面から、トランス体構造が好ましい。m3、n3が2の場合、ブタジエニル基を表し、この場合も幾何異性体を有するが、塗布液保管安定性の面から、2種以上の幾何異性体混合物であることが好ましい。
上記式(3)で表される化合物の代表例として、以下の例示化合物が挙げられる。ただし、本発明における式(3)で表される化合物はこれらの化合物に限定されるものではない。
これらの中でも、製造原料の汎用性の面から水素原子、炭素数1~8のアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基が好ましく、製造時の取扱性の面から、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基がより好ましく、電子写真感光体としての光減衰特性の面からは、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基が更に好ましく、電子写真感光体のオゾンに対する耐性面から、炭素数1~4のアルキル基が特に好ましく、溶解性の面からは、炭素数3~4の直鎖状または分岐状アルキル基が最も好ましい。
更にR8がアルキル基である場合、ベンゼン環に対する置換基の結合位置は、窒素原子の結合に対して、通常、オルト位、メタ位またはパラ位のいずれの位置でも可能であるが、製造の容易さの面から、オルト位および/またはパラ位が好ましい。
これらの中でも、製造原料の汎用性から水素原子、炭素数1~8のアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基が好ましく、製造時の取扱性の面から、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基がより好ましく、電子写真感光体としての光減衰特性の面から、水素原子、炭素数1~2のアルキル基が更に好ましく、電荷輸送物質としての電荷輸送能力の面から、水素原子が特に好ましい。
これらの中でも、製造原料の汎用性、電荷輸送物質としての電荷輸送能力の面から、水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。ベンゼン環に対するそれぞれの置換基の結合位置は、スチリル基に対して、通常、オルト位、メタ位またはパラ位のいずれの位置でも可能であるが、製造の容易さの面から、オルト位またはパラ位のいずれかが好ましい。
また、式(4)で表される1種の化合物を単一成分として含有しても、式(4)で表される複数の化合物の混合物として含有してもよく、他の正孔輸送物質(例えば式(1)~(3)、(5)の何れかで表される化合物)との混合物として含有してもよい。
これらの中でも、製造原料の汎用性から炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基が好ましく、製造時の取扱性の面から、炭素数1~12のアルキル基、炭素数1~12のアルコキシ基がより好ましく、電子写真感光体としての光減衰特性の面から、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基が更に好ましく、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基が更により好ましく、メチル基、エチル基、メトキシ基が最も好ましい。
またo5、r5はそれぞれ独立して0以上4以下の整数をとることが可能であるが、上記m5、n5、p5、q5と同様の理由から0以上2以下が好ましく、0以上1以下がより好ましく、0が更により好ましい。
上記式(5)で表される好ましい化合物の代表例として、以下の例示化合物が挙げられる。ただし、本発明に係る式(5)で表される化合物はこれらの化合物に限定されるものではない。また、式(5)で表される1種の化合物を単一成分として含有しても、式(5)で表される複数の化合物の混合物として含有してもよく、他の正孔輸送物質(例えば式(1)~(4)の何れかで表される化合物)との混合物として含有してもよい。
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、スチルベン誘導体、ブタジエン誘導体、エナミン誘導体、ヒドラゾン誘導体、及びこれらの化合物の複数種が結合したものが好ましい。
なお、正孔輸送物質に対して、式(1)~(5)の何れかで表される化合物の合計の含有量が50重量%以上とすることが残留電位の点から好ましく、70重量%以上がより好ましい。また、上限は特に限定されず、100重量%であってもよい。
次に、上記感光層に用いるバインダー樹脂について説明する。上記感光層に用いるバインダー樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のビニル重合体またはその共重合体;ブタジエン樹脂;スチレン樹脂;酢酸ビニル樹脂;塩化ビニル樹脂、アクリル酸エステル樹脂;メタクリル酸エステル樹脂;ビニルアルコール樹脂;エチルビニルエーテル等のビニル化合物の重合体及び共重合体;ポリビニルブチラール樹脂;ポリビニルホルマール樹脂;部分変性ポリビニルアセタール樹脂;ポリアリレート樹脂;ポリアミド樹脂;ポリウレタン樹脂;セルロースエステル樹脂;シリコーン-アルキッド樹脂;ポリ-N-ビニルカルバゾール樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリエステル樹脂;ポリエステルカーボネート樹脂;ポリスルホン樹脂;ポリイミド樹脂;フェノキシ樹脂;エポキシ樹脂;シリコーン樹脂;及びこれらの部分的架橋硬化物が挙げられる。また上記樹脂は珪素試薬等で修飾されていてもよい。またこれらは1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いることもできる。
本例示は、趣旨を明確にするために行うものであり、本発明の趣旨に反しない限り、例示される構造に限定されるものではない。
上記材料以外にも、感光層中には、成膜性、可撓性、塗布性、耐汚染性、耐ガス性、耐光性等を向上させるために周知の酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、電子吸引性化合物、レベリング剤、可視光遮光剤などの添加物を含有させてもよい。また、感光層には必要に応じて塗布性を改善するためのレベリング剤や、酸化防止剤、増感剤、染料、顔料、界面活性剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。また、染料、顔料の例としては、各種の色素化合物、アゾ化合物などが挙げられ、界面活性剤の例としては、シリコ-ンオイル、フッ素系オイルなどが挙げられる。本発明では、これらを適宜、1種単独で、または2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いることができる。
ここで、本発明においては特に下記の酸化防止剤及び電子吸引性化合物が感光層に含有されていることが好ましい。
酸化防止剤は、本発明の電子写真感光体の酸化を防止するために用いられる安定剤の一種である。
酸化防止剤は、ラジカル補足剤としての機能があるものであればよく、具体的には、フェノール誘導体、アミン化合物、ホスホン酸エステル、硫黄化合物、ビタミン、ビタミン誘導体等が挙げられる。
またさらに、ヒドロキシ基のo位にt-ブチル基を有するアリール化合物誘導体、及びヒドロキシ基のo位にt-ブチル基を2つ有するアリール化合物誘導体が特に好ましい。
<2>日本国特開昭57-122444号公報に記載のパラフェニレンジアミン類、日本国特開昭60-188956号公報に記載のパラフェニレンジアミン誘導体、及び、日本国特開昭63-18356号公報に記載のパラフェニレンジアミン類。
<4>日本国特開昭57-188956号公報に記載のイオウ化合物、及び、日本国特開昭63-18356号公報に記載の有機イオウ化合物類。
<6>日本国特開昭57-122444号公報に記載のヒドロキシアニソール類。
<7>日本国特開昭63-18355号公報に記載の特定の骨格構造を有するピペリジン誘導体及びオキソピペラジン誘導体。
<8>日本国特開昭60-188956号公報に記載のカロチン類、アミン類、トコフェロール類、Ni(II)錯体、スルフィド類等。
具体的には、ジブチルヒドロキシトルエン、2,2’-メチレンビス(6-t-ブチル-4-メチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス(6-t-ブチル-3-メチルフェノール)、4,4’-チオビス(6-t-ブチル-3-メチルフェノール)、2,2’-ブチリデンビス(6-t-ブチル-4-メチルフェノール)、α-トコフェノール、β-トコフェノール、2,2,4-トリメチル-6-ヒドロキシ-7-t-ブチルクロマン、ペンタエリスチルテトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,2’-チオジエチレンビス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6-ヘキサンジオールビス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ブチルヒドロキシアニソール、ジブチルヒドロキシアニソール、オクタデシル-3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシヒドロシンナメート(Octadecyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate)、または1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-ベンゼン(1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-benzene)等が挙げられる。
上記酸化防止剤の使用量は、特に制限されないが、感光層中のバインダー樹脂100重量部当り通常0.1重量部以上、好ましくは1重量部以上である。また良好な電気特性を得るため、通常25重量部以下であるが、酸化防止剤の量が多すぎると、電気特性だけでなく、耐刷性が低下する場合があるので、好ましくは15重量部以下、より好ましくは10重量部以下である。
また、本発明の電子写真感光体中には電子吸引性の化合物を有してもよく、特に感光層に含有することが好ましい。
電子吸引性化合物の例として具体的には、スルホン酸エステル化合物、カルボン酸エステル化合物、有機シアノ化合物、ニトロ化合物、芳香族ハロゲン誘導体等が挙げられ、好ましくは、スルホン酸エステル化合物、有機シアノ化合物であり、特に好ましくはスルホン酸エステル化合物である。上記電子吸引性化合物は1種のみを単独で用いてもよく、また2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いてもよい。
上記LUMOcalの絶対値が上記範囲内とされる化合物としては、以下の化合物があげられる。
次に、感光層の形成方法について説明する。上記感光層の形成方法は特に限定されないが、例えば、電荷輸送物質、バインダー樹脂、及びその他の物質を溶媒(または分散媒)に溶解(または分散)した塗布液中に上記電荷発生物質を分散させ、導電性支持体上(後述する下引き層等の中間層を設ける場合は、これらの中間層上)に塗布することにより形成することができる。
以下、感光層の形成に用いられる溶媒または分散媒、及び塗布方法を説明する。
感光層の形成に用いられる溶媒または分散媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、2-メトキシエタノール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、ジメトキシエタン等のエーテル類;ギ酸メチル、酢酸エチル等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン、テトラクロロエタン、1,2-ジクロロプロパン、トリクロロエチレン等の塩素化炭化水素類;n-ブチルアミン、イソプロパノールアミン、ジエチルアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン等の含窒素化合物類;アセトニトリル、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶剤類等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意の比率及び組み合わせで併用してもよい。
感光層を形成するための塗布液の塗布方法としては、例えば、スプレー塗布法、スパイラル塗布法、リング塗布法、浸漬塗布法等が挙げられる。
スプレー塗布法としては、例えば、エアスプレー、エアレススプレー、静電エアスプレー、静電エアレススプレー、回転霧化式静電スプレー、ホットスプレー、ホットエアレススプレー等がある。均一な膜厚を得るための微粒化度、付着効率等を考えると回転霧化式静電スプレーであって、日本国再公表平1-805198号公報に開示されている搬送方法、すなわち円筒状ワークを回転させながらその軸方向に間隔を開けることなく連続して搬送する方法が好ましい。これにより、総合的に高い付着効率で膜厚の均一性に優れた感光層を得ることができる。
浸漬塗布法では、塗布液または分散液の全固形分濃度を好ましくは5重量%以上、さらに好ましくは10重量%以上とする。また好ましくは50重量%以下、さらに好ましくは35重量%以下とする。
上記塗布法により塗布膜を形成した後、塗膜を乾燥させるが、必要且つ充分な乾燥が行われるように乾燥温度時間を調整することが好ましい。
乾燥温度は、高すぎると感光層内に気泡が混入する原因となり、低すぎると乾燥に時間を要し、残留溶媒量が増加して電気特性に影響を与えることがあるため、通常100℃以上、好ましくは110℃以上、より好ましくは120℃以上である。また通常250℃以下、好ましくは170℃以下、さらに好ましくは140℃以下であり、段階的に温度を変更してもよい。
乾燥方法としては、熱風乾燥機、蒸気乾燥機、赤外線乾燥機および遠赤外線乾燥機等を用いることができる。
また、本発明では感光層上に後述する保護層を設けるため、感光層の塗布後は室温での風乾のみを実施し、保護層塗布後に上記方法での熱乾燥を実施してもよい。
次に、本発明の感光体に用いられる保護層について説明する。本発明で使用される保護層は、上記の感光層上に形成される。
保護層に使用される材料として、機械的強度に優れ、膜形成が容易、感光層の特性を損ねない点で、アルコールに可溶な熱可塑性樹脂をバインダー樹脂として用いることが好ましく、さらに金属酸化物粒子を含む保護層であることがより好ましい。
以下、保護層に用いられる好適な材料(バインダー樹脂、金属酸化物粒子)について説明する。
本発明の保護層に用いられるバインダー樹脂は、熱可塑性であり、かつアルコールに可溶である。本発明における、「アルコールに可溶」なバインダー樹脂とは、以下(A)~(C)のうち、いずれか一つ以上の条件を満たすものである。
(A)常圧下、メタノールに対して、25℃乃至60℃のいずれかの温度で、溶液全体に対して1質量%以上溶解する樹脂。
(B)常圧下、エタノールに対して、25℃乃至60℃のいずれかの温度で、溶液全体に対して1質量%以上溶解する樹脂。
(C)常圧下、1-プロパノールに対して、25℃乃至60℃のいずれかの温度で、溶液全体に対して1質量%以上溶解する樹脂。
具体的な商品としては、例えば「CM4000」「CM8000」(以上、東レ製)、「F-30K」「MF-30」「EF-30T」(以上、ナガセケムテック株式会社製)等が挙げられる。
前記ジもしくはトリカルボン酸としては、炭素数は、経済性、入手の容易さの観点から通常2~32、好ましくは2~26、更に好ましくは2~22である。例えば、シュウ酸、マロン酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、1,16-ヘキサデカンジカルボン酸、1,18-オクタデカンジカルボン酸などの飽和脂肪族ジもしくはトリカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、デセン酸、ウンデセン酸、ドデセン酸、トリデセン酸、テトラデセン酸、ペンタデセン酸、ヘキサデセン酸、ヘプタデセン酸、オクタデセン酸、ノナデセン酸、エイコセン酸などの脂肪族モノ不飽和脂肪酸、デカジエン酸、ウンデカジエン酸、ドデカジエン酸、トリデカジエン酸、テトラデカジエン酸、ペンタデカジエン酸、ヘキサデカジエン酸、ヘプタデカジエン酸、オクタデカジエン酸、ノナデカジエン酸、エイコサジエン酸、およびドコサジエン酸などのジ不飽和脂肪酸などが挙げられる。これらは1種又は2種以上を用いることができる。
アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸が好ましく、経済性、入手の容易さから、アジピン酸が好ましい。
経済性、入手の容易さから、カプロラクタム、ドデカンラクタム、11-アミノウンデカン酸、12-アミノドデカン酸が好ましい。
経済性、入手の容易さから、直鎖状メチレンジアミン及び/又は環状ジアミンが好ましく、この中でも環状ジアミンがさらに好ましく、シクロヘキサン環を有するジアミンが特に好ましい。
他の繰り返し単位に特に制限はないが、例えば、γ-ブチロラクタム、ε-カプロラクタム、ラウリルラクタム等のラクタム類;1,4-ブタンジカルボン酸、1,12-ドデカンジカルボン酸、1,20-アイコサンジカルボン酸等のジカルボン酸類;1,4-ブタンジアミン、1,6-ヘキサメチレンジアミン、1,8-オクタメチレンジアミン、1,12-ドデカンジアミン等のジアミン類;ピペラジン等を組み合わせて、二元、三元、四元等に共重合させたものが挙げられる。
本発明の保護層には金属酸化物粒子が含まれていてもよい。
金属酸化物粒子としては、通常、電子写真感光体に使用可能な如何なる金属酸化物粒子も使用することができる。金属酸化物粒子として、より具体的には、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化鉄等の1種の金属元素を含む金属酸化物粒子、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等の複数の金属元素を含む金属酸化物粒子が挙げられる。これらの中でもバンドギャップが2~4eVの金属酸化物粒子が好ましい。金属酸化物粒子は、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も、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素、および酸化亜鉛が好ましく、より好ましくは酸化チタンおよび酸化アルミニウムである、特には酸化チタンが好ましい。
有機珪素化合物としては、ジメチルポリシロキサン、メチル水素ポリシロキサン等のシリコーンオイル、メチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン等のオルガノシラン、ヘキサメチルジシラザン等のシラザン、ビニルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン等のシランカップリング剤等が一般的であるが、下記式(8)の構造で表されるシラン処理剤が金属酸化物粒子との反応性もよく、最も良好な処理剤である。
また、酸化珪素粒子の具体的な商品名としては、「200CF」、「R972」(日本アエロジル社製)、「KEP-30」(日本触媒株式会社製)等が挙げられる。
また、酸化スズ粒子の具体的な商品名としては、「SN-100P」(石原産業株式会社製)等が挙げられる。
次に、保護層の形成方法について説明する。上記保護層の形成方法は特に限定されないが、例えば、バインダー樹脂、金属酸化物粒子、及びその他の物質を溶媒(または分散媒)に溶解(または分散)した塗布液を、感光層上に塗布することにより形成することができる。
以下、保護層の形成に用いられる溶媒または分散媒、及び塗布方法を説明する。
本発明の保護層形成用塗布液に用いる有機溶媒としては、本発明に係る保護層用のバインダー樹脂を溶解することができる有機溶媒で、且つ、感光層を侵さないものであれば、どのようなものでも使用することができる。
具体的には、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールまたはノルマルプロピルアルコール等の炭素数5以下のアルコール類;クロロホルム、1,2-ジクロロエタン、ジクロロメタン、トリクレン、四塩化炭素、1,2-ジクロロプロパン等のハロゲン化炭化水素類;ジメチルホルムアミド等の含窒素有機溶媒類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類が挙げられる。これらの中から任意の組み合わせ及び任意の割合の混合溶媒を用いることもできる。また、単独では本発明における保護層用のバインダー樹脂を溶解しない有機溶媒であっても、例えば、上記の有機溶媒との混合溶媒とすることで該バインダー樹脂を溶解可能であれば、使用することができる。一般に、混合溶媒を用いた方が塗布ムラを少なくすることができる。
保護層を形成するための塗布液の塗布方法は特に限定されず、例えば、スプレー塗布法、スパイラル塗布法、リング塗布法、浸漬塗布法等が挙げられる。感光層を侵さない方法であれば、塗布方法は問わない。
上記塗布法により塗布膜を形成した後、塗膜を乾燥させるが、必要且つ充分な乾燥が得られれば温度、時間は問わない。ただし、感光層塗布後に風乾のみで保護層の塗布を行った場合は、前述の感光層の<塗布方法>に記載の方法と同様の方法で、充分な乾燥を行うことが好ましい。
本発明の電子写真感光体は、上記感光層と導電性支持体との間に下引き層を有していてもよい。
下引き層としては、例えば、樹脂、樹脂に有機顔料や金属酸化物等の粒子を分散したもの等が用いられる。下引き層に用いる有機顔料の例としては、フタロシアニン顔料、アゾ顔料、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、ベンズイミダゾール顔料などが挙げられる。中でも、フタロシアニン顔料、アゾ顔料、具体的には、前述した電荷発生物質として用いる場合のフタロシアニン顔料やアゾ顔料が挙げられる。
また酸化チタン粒子の結晶型としては、ルチル、アナターゼ、ブルッカイト、アモルファスのいずれも用いることができる。また複数の結晶状態のものが含まれていてもよい。
下引き層に用いられるバインダー樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ブチラールの一部がホルマールや、アセタール等で変性された部分アセタール化ポリビニルブチラール樹脂等のポリビニルアセタール系樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、変性エーテル系ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリアミド樹脂(共重合ポリミド、変性ポリアミド)、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、カゼインや、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ヒドロキシ変性塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、カルボキシル変性塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル-酢酸ビニル-無水マレイン酸共重合体等の塩化ビニル-酢酸ビニル系共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-アルキッド樹脂、シリコーン-アルキッド樹脂、フェノール-ホルミアルデヒド樹脂等の絶縁性樹脂や、ポリ-N-ビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルペリレン等の有機光導電性ポリマーの中から選択し、用いることができるが、これらポリマーに限定されるものではない。また、これら結着樹脂は単独で用いても、2種類以上を混合して用いてもよく、硬化剤とともに硬化した形でも使用してもよい。
なかでも、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ブチラールの一部がホルマールや、アセタール等で変性された部分アセタール化ポリビニルブチラール樹脂等のポリビニルアセタール系樹脂や、アルコール可溶性の共重合ポリアミド、変性ポリアミド等が良好な分散性及び塗布性を示すことから好ましい。
また本発明の電子写真感光体は、上述した導電性支持体、感光層、保護層及び下引き層以外に必要に応じて適宜他の層を有していてもよい。
・保護層形成用分散液1
保護層形成用分散液は次のようにして製造した。即ち、平均一次粒子径40nmのルチル型酸化チタン(石原産業社製「TTO55N」)と、該酸化チタンに対して3重量%のメチルジメトキシシラン(東芝シリコーン社製「TSL8117」)とを、高速流動式混合混練機((株)カワタ社製「SMG300」)に投入した。回転周速34.5m/秒で高速混合して得られた表面処理酸化チタンを、メタノール/1-プロパノールの重量比が7/3の混合溶媒中でボールミルにより分散させることにより、疎水化処理酸化チタンの分散スラリーとした。該分散スラリーと、メタノール/1-プロパノール/トルエンの混合溶媒、及び、日本国特開平4-31870号公報の実施例に記載された、ε-カプロラクタム[下記式Aで表わされる化合物]/ビス(4-アミノ-3-メチルシクロヘキシル)メタン[下記式Bで表わされる化合物]/ヘキサメチレンジアミン[下記式Cで表わされる化合物]/デカメチレンジカルボン酸[下記式Dで表わされる化合物]/オクタデカメチレンジカルボン酸[下記式Eで表わされる化合物]の組成モル比率が、60%/15%/5%/15%/5%からなる共重合ポリアミドのペレットを、加熱しながら撹拌、混合してポリアミドペレットを溶解させた。その後、超音波分散処理を行なうことにより、メタノール/1-プロパノール/トルエンの重量比が7/1/2で、疎水化処理酸化チタン/共重合ポリアミドを重量比3/1で含有する、固形分濃度18.0%の保護層形成用分散液1を作製した。
平均一次粒子径13nmの酸化アルミニウム粒子(日本アエロジル社製 Aluminum Oxide C)を、メタノール/1-プロパノールの混合溶媒中で超音波により分散させることにより、酸化アルミニウムの分散スラリーとした。該分散スラリーと、メタノール/1-プロパノール/トルエンの混合溶媒、及び、上記の共重合ポリアミドのペレットを、加熱しながら撹拌、混合してポリアミドペレットを溶解させた。その後、超音波分散処理を行なうことにより、酸化アルミニウム/共重合ポリアミドを重量比1/1で含有する固形分濃度8.0%の保護層形成用分散液2を作製した。
平均一次粒子径13nmの酸化アルミニウム粒子(日本アエロジル社製 Aluminum Oxide C)を、トルエン溶媒中で超音波により分散させることにより、酸化アルミニウムの分散スラリーとした。該分散スラリーと、別に、トルエンに下記式で表される繰り返し構造を有するポリカーボネート樹脂1(粘度平均分子量、31700)を加熱溶解し、該分散スラリーと混合して分散液とした。その後、超音波分散処理を行なうことにより、酸化アルミニウム/ポリカーボネート樹脂を重量比1/1で含有する固形分濃度10.0%の保護層形成用分散液3を作製した。
共重合ポリアミドとして、成分が下記式A’で表される構造、下記式Fで表される構造、下記式Gで表される構造、及び下記式Hで表される構造を有するアミランCM8000:東レ(株)製を用いた以外は、保護層形成用分散液1と同様にして、保護層形成用分散液4を作製した。
共重合ポリアミドとして、成分が上記式A’で表される構造、上記式Fで表される構造、及び上記式Gで表される構造を有するダイアミドT171:ダイセルヒュルス(株)製を用いた以外は、保護層形成用分散液1と同様にして、保護層形成用分散液5を作製した。
・顔料分散液
CuKα線によるX線回折においてブラッグ角(2θ±0.2)が27.3゜に強い回折ピークを示すことを特徴とする、オキシチタニウムフタロシアニン8部とトルエン112部をサンドグラインドミル中で1時間分散し、得られた分散液をトルエンで希釈して固形分濃度3重量%の顔料分散液を調製した。
下記式で表される繰り返し構造を有するポリカーボネート樹脂2([粘度平均分子量:Mv=40,400])100部、下記構造式で表される電荷輸送物質(1)-3(正孔輸送物質)を60部、下記構造式で表される化合物A’’(電子輸送物質)を40部、下記構造式で表される化合物B’を1部、シリコーンオイル(信越化学株式会社製シリコーンオイルKF96)0.03部、およびトルエン557部を混合し、電荷輸送物質溶液を調製した。
下引き層形成用分散液Aは、次のようにして製造した。CuKα線によるX線回折においてブラッグ角(2θ±0.2)が27.3゜に強い回折ピークを示すことを特徴とする、オキシチタニウムフタロシアニン20部と1,2-ジメトキシエタン280部を混合し、サンドグラインドミルで1時間粉砕して微粒化分散処理を行った。続いて、この微細化処理液に、ポリビニルブチラール(電気化学工業(株)製、商品名「デンカブチラール」#6000C)10部を、1,2-ジメトキシエタンの255部、4-メトキシ-4-メチル-2-ペンタノンの85部の混合液に溶解させて得られたバインダー液、及び、230部の2-ジメトキシエタンを混合して下引き層形成用分散液Aを調製した。
[実施例1]
アルミニウム製押出管をしごき形成して作製した、外径30mm、長さ244mm、厚さ0.75mmのアルミニウム製しごき管(アルミニウム製シリンダー、導電性支持体)を、下引き層形成用分散液Aに浸漬塗布し、その乾燥膜厚が0.2μmとなるように下引き層を設けた。
次に、先に下引き層を設けたアルミニウム製シリンダーを、感光層形成用塗布液に浸漬塗布し、100℃で20分の乾燥を行い、膜厚が25μmとなるように感光層を設けた。さらに、該感光層の上に上記保護層形成用分散液1を浸漬塗布し、100℃で24分の乾燥を行って膜厚1.5μmの保護層を設け、電子写真感光体1Aを作製した。
実施例1において、形成した感光層上に保護層を設けなかったこと以外は、実施例1と同様にして、電子写真感光体1Bを作製した。
実施例1において、感光層形成用塗布液における正孔輸送物質を電荷輸送物質(1)-3から、下記構造の電荷輸送物質(2)-7に変えた以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体2Aを作製した。
実施例2において、形成した感光層上に保護層を設けなかったこと以外は、実施例2と同様にして、電子写真感光体2Bを作製した。
実施例1において、感光層形成用塗布液における正孔輸送物質を電荷輸送物質(1)-3から、下記構造の電荷輸送物質(3)-8に変えた以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体3Aを作製した。
実施例3において、形成した感光層上に保護層を設けなかったこと以外は、実施例3と同様にして、電子写真感光体3Bを作製した。
実施例1において、感光層形成用塗布液における正孔輸送物質を電荷輸送物質(1)-3から、下記構造の電荷輸送物質(4)-7に変えた以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体4Aを作製した。
実施例4において、形成した感光層上に保護層を設けなかったこと以外は、実施例4と同様にして、電子写真感光体4Bを作製した。
実施例1において、感光層形成用塗布液における正孔輸送物質を電荷輸送物質(1)-3から、下記構造の電荷輸送物質(5)-2に変えた以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体5Aを作製した。
実施例5において、形成した感光層上に保護層を設けなかったこと以外は、実施例5と同様にして、電子写真感光体5Bを作製した。
実施例2において、保護層形成用分散液1を保護層形成用分散液2に変えた以外は、実施例2と同様にして、電子写真感光体2Cを作製した。
実施例3において、保護層形成用分散液1を保護層形成用分散液2に変えた以外は、実施例3と同様にして、電子写真感光体3Cを作製した。
実施例1において、感光層塗布後に100℃の加熱乾燥を行わずに、25℃の室温で風乾のみ行った感光層上に、実施例1と同様にして保護層をもうけて、電子写真感光体1Cを作製した。
実施例2において、保護層形成用分散液1を保護層形成用分散液3に変えた以外は、実施例2と同様にして、電子写真感光体2Dを作製した。
比較例1において、正孔輸送物質である電荷輸送物質(1)-3を下記構造の電荷輸送物質(6)に変えた以外は、比較例1と同様にして、電子写真感光体6Bを作製した。
実施例8において、正孔輸送物質である電荷輸送物質(1)-3を、比較例7と同じ電荷輸送物質(6)に変えた以外は、実施例8と同様とにして、電子写真感光体6Aを作製した。
実施例1で調製した下引き層形成用分散液Aを、表面にアルミ蒸着したポリエチレンテレフタレートシート(厚さ75μm)のアルミ蒸着面に、乾燥後の膜厚が0.2μmになるようにワイヤーバーで塗布、乾燥して下引き層を設けた。
この下引き層上に、実施例1で使用した感光層形成用塗布液を125℃で20分間乾燥した場合の膜厚が20μmとなるようアプリケータで塗布して、ここでは加熱乾燥は行わず25℃の室温に20分放置した。この感光層上に、実施例1で使用した保護層形成用分散液1を乾燥後の膜厚が1.5μmとなるようワイヤーバーで塗布した。このシートを125℃で20分乾燥して、20μmの感光層上に1.5μmの保護層を持った電子写真感光体シートを作製した。
作製した電子写真感光体シートを、外径30mmのアルミニウム製ドラムに巻き付け、アルミニウム製ドラムと感光体のアルミニウム蒸着層との導通を取り、測定サンプルとした。この感光体を1C’とする。
実施例8’において、保護層形成用分散液1を保護層形成用分散液4に変えた以外は、実施例8’と同様にして、電子写真感光体1Dを作製した。
実施例8’において、保護層形成用分散液1を保護層形成用分散液5に変えた以外は、実施例8’と同様にして、電子写真感光体1Eを作製した。
<シート感光層形成用塗布液の作製方法>
・シート塗布用顔料分散液
CuKα線によるX線回折においてブラッグ角(2θ±0.2)が28.1゜に強い回折ピークを示すことを特徴とするオキシチタニウムフタロシアニン1.2部とトルエン30部をサンドグラインドミル中で1時間分散し、得られた分散液をトルエンで希釈して固形分濃度3重量%のシート塗布用顔料分散液を調製した。
上記式で表される繰り返し構造を有するポリカーボネート樹脂2([粘度平均分子量:Mv=40,400])1.0部、上記構造式で表される電荷輸送物質(2)-7(正孔輸送物質)を0.6部、上記構造式で表される化合物A’’(電子輸送物質)を1.0部、上記構造式で表される化合物B’0.011部、シリコーンオイル(信越化学株式会社製シリコーンオイルKF96)の1%トルエン液を0.03部、およびトルエンを5.54部混合し、シート塗布用電荷輸送物質溶液を調製した。
実施例8’において、感光層形成用塗布液を上記で調製したシート感光層形成用塗布液に変更した以外は、実施例8’と同様にシート塗布して、電子写真感光体2Eを作製した。
実施例11において、シート塗布用電荷輸送物質溶液における化合物A’’の配合量を1.0部から1.5部に変更した以外は、実施例11と同様にして、電子写真感光体2Fを作製した。
実施例11において、シート塗布用電荷輸送物質溶液における化合物A’’の配合量を1.0部から0.15部に変更した以外は、実施例11と同様にして、電子写真感光体2Gを作製した。
実施例11において、シート塗布用電荷輸送物質溶液における化合物A’’1.0部を下記構造式で表される化合物C’0.02部に変更した以外は、実施例11と同様にして、電子写真感光体2Hを作製した。
実施例14において、シート塗布用電荷輸送物質溶液における化合物C’の配合量を0.02部から0.012部に変更した以外は、実施例14と同様にして、電子写真感光体2Iを作製した。
なお、表-3における「CTM/ETM」とは「正孔輸送物質である式(1)~(5)の何れかで表される化合物の合計含有量/電子輸送物質の含有量」の重量比を表す。
上記実施例及び比較例で得られた電子写真感光体1A~1E、2A~2I、3A~3C、4A、4B、5A、5B、6A及び6Bを、一般社団法人 日本画像学会による測定標準に従って製造された電子写真特性評価装置(続 電子写真技術の基礎と応用、電子写真学会編、コロナ社、1996年11月15日発行、第404~405頁記載)に搭載して電気特性試験を行なった。電子写真感光体を60rpmの一定速度で回転させ、帯電にはスコロトロン帯電手段を用いて、除電光には660nmの単色光を9.0μJ/cm2で露光し、感光体の初期表面電位が+700Vになるようにグリッド電圧を調整した。これに、ハロゲンランプの光を干渉フィルターで780nmの単色光としたものを2.0μJ/cm2で露光して、露光後表面電位(以下、VLと呼ぶことがある)を測定した。更に、感光体の初期表面電位が+700Vになるように帯電させ、ハロゲンランプの光を干渉フィルターで780nmの単色光としたものを露光し、表面電位が+350Vとなる時の照射エネルギー(半減露光エネルギー)を半減露光量E1/2として測定した(単位:μJ/cm2、以下、感度と呼ぶことがある)。
VLの値が低いと、残留電位が小さく良好な感光体であることを示し、感度の値が低い方が、光感度に優れた良好な感光体であることを示している。
電気特性試験と同様の装置に感光体を装着し、スコロトロン帯電装置のグリッド電圧が730V、除電光として660nmの単色光が9.0μJ/cm2となるようセッティングして、60rpmの速度で測定プロセスを開始した。この時、1回転目の表面電位と10回転目の表面電位との比率を百分率で表した(1回転目表面電位/10回転目表面電位*100(%))。結果を表中「帯電(%)」として示し、10回転目表面電位を「10回転目値」としてカッコ書きで示すが、帯電(%)の数値が100%に近い方が、プロセス1回目から充分な帯電が得られていることを示している。
本発明に係る電子写真感光体は、感度に優れ、残留電位も低減できることが確認された。さらに保護層を設けることにより、10回転目と同様の帯電を1回転目から得られており、プロセス初期から充分な帯電が得られたといえる。また、帯電器グリッドの電圧値を一定にして出力した場合には、到達する帯電量の絶対値も高いことがわかる。
図1に、実施例2における電子写真感光体2A(感光体2A)と比較例2における電子写真感光体2B(感光体2B)の、プロセス回数(回転回数)と感光体表面の帯電量(表面電位)のグラフを示したが、この結果からも、保護層を設けることによりプロセス初期から充分な帯電が得られ、かつ到達する帯電量の絶対値も高いことが分かる。
前記実施例1~実施例8で得られた電子写真感光体をA4サイズ(210×297mm)の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。
Claims (8)
- 導電性支持体、感光層及び保護層をこの順に有し、前記感光層が電荷発生物質、正孔輸送物質及び電子輸送物質を同一層内に含有する正帯電電子写真感光体であって、
前記正孔輸送物質は下記式(1)~(5)の何れかで表される化合物のうち少なくとも一種を含み、
前記保護層のバインダー樹脂がアルコールに可溶な熱可塑性樹脂であり、
前記保護層が、表面処理された金属酸化物粒子を含有する、正帯電電子写真感光体。
(式(1)中、Ar1~Ar6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。n1は2以上の整数を表す。Zは一価の有機残基を示し、m1は0以上4以下の整数を表す。ただし、Ar1及びAr2の少なくとも一方は、置換基を有するアリール基である。)
(式(2)中、R1~R7はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。n2は1以上5以下の整数を表し、k2、l2、q2、r2はそれぞれ独立して1以上5以下の整数を表し、m2、o2、p2はそれぞれ独立して1以上4以下の整数を表す。)
(式(3)中、Ar7~Ar11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し、Ar12~Ar15はそれぞれ独立して置換基を有していてもよいアリーレン基を表す。m3、n3はそれぞれ独立して1以上3以下の整数を表す。)
(式(4)中、R8~R12はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。k4、n4、o4はそれぞれ独立して1以上5以下の整数を表し、l4、m4はそれぞれ独立して1以上4以下の整数を表す。)
(式(5)中、R13~R18はそれぞれ独立してアルキル基またはアルコキシ基を表し、m5、n5、p5、q5はそれぞれ独立して0以上5以下の整数を表し、o5、r5はそれぞれ独立して0以上4以下の整数を表す。m5、n5、o5、p5、q5、r5がそれぞれ2以上の整数である場合、複数存在するR13~R18の各々が隣接する基同士で互いに結合し、環構造を形成してもよく、また、窒素原子を置換基として有さないベンゼン環に置換する2つのビニル基の結合位置はパラ位である。) - 前記式(1)~(5)の何れかで表される化合物の合計含有量と前記電子輸送物質の含有量との比率が、前記電子輸送物質1重量部に対して前記合計含有量が40重量部以下である請求項1に記載の正帯電電子写真感光体。
- 前記式(1)~(5)の何れかで表される化合物の合計含有量と前記電子輸送物質の含有量との比率が、前記電子輸送物質1重量部に対して前記合計含有量が0.5重量部以上である請求項1または2に記載の正帯電電子写真感光体。
- 前記金属酸化物粒子が、有機金属化合物で表面処理されている請求項1乃至3のいずれか一項に記載の正帯電電子写真感光体。
- 前記保護層のバインダー樹脂が、ポリアミド樹脂を含む請求項1乃至4のいずれか一項に記載の正帯電電子写真感光体。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の正帯電電子写真感光体を備える電子写真カートリッジ。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の正帯電電子写真感光体を備える画像形成装置。
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