JP6444085B2 - 電子写真感光体の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真感光体の製造方法に関する。
電子写真装置に用いられる電子写真感光体としては、支持体上に下引き層(中間層)および感光層をこの順に形成してなる電子写真感光体が用いられることが多い。下引き層は、一般的に、結着樹脂を含有する下引き層用塗布液の塗膜を形成し、乾燥させることによって形成される。
支持体の欠陥を隠蔽する目的や、露光光の干渉により発生する干渉縞を抑える目的で、下引き層用塗布液として金属酸化物粒子と結着樹脂とを含有させることがよく行われている。さらに、金属酸化物粒子の中でも、酸化チタン粒子は、屈折率が高いため、散乱効果が高く、下引き層に用いる金属酸化物粒子としては好適である。
また、下引き層に用いられる結着樹脂には、下引き層より上に塗布される塗布液(感光層用塗布液(電荷発生層用塗布液、電荷輸送層用塗布液)など)に含有される溶剤に対する耐性(耐溶剤性、難溶性)が要求される。また、下引き層には、電子写真感光体の繰り返し使用に対する耐久性や、高温高湿環境から低温低湿環境までの様々な環境下で安定して画像形成できる耐環境性も要求される。それらの観点から、下引き層の結着樹脂としては、硬化性樹脂が好適である。さらに、電子写真感光体の生産性の観点から、低温での硬化(低温での硬化性樹脂の生成)が可能であることが要求される。
以上の要求に応える樹脂として、特許文献1には、ジエチルマロネート構造でイソシアネート基がブロックされたブロック化イソシアネート化合物とポリオール樹脂とを反応させて得られる硬化性樹脂(ウレタン樹脂)を下引き層の結着樹脂として用いる技術が開示されている。イソシアネート化合物は、その反応を制御する観点から、イソシアネート基がブロック剤でブロックされることがあり、イソシアネート基がブロックされたイソシアネート化合物は、ブロック化イソシアネート化合物と呼ばれる。
特開2004−198734号公報
しかしながら、本発明者の検討の結果、以下のような課題があることが分かった。すなわち、下記式(1)で示される構造(アルキルマロネート構造)、または下記式(2)で示される構造(β−ケトエステル構造)でイソシアネート基がブロックされたブロック化イソシアネート化合物と、ポリオール樹脂とを含む塗布液は、時間の経過とともに液の粘度が上昇する場合があることが分かった。
下引き層用塗布液の粘度が上昇すると、下引き層の塗膜の均一性が低下して、下引き層の特性が低下しやすい。さらに、下引き層の上に形成される感光層(電荷発生層、電荷輸送層)などの均一性にも影響を与え、画像欠陥が生じる場合がある。また、層の膜厚は、塗布液の粘度の調整によって制御されるので、同じ膜厚の下引き層を有する電子写真感光体を量産する観点から、下引き層用塗布液の粘度の変動を抑制することが必要である。
すなわち、本発明の目的は、金属酸化物として酸化チタン粒子を用いた下引き層を有する電子写真感光体において、低温での硬化が可能であり、かつ時間の経過による粘度の上昇が生じにくい下引き層用塗布液を用いた電子写真感光体の製造方法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、下記式(1)で示される構造、または下記式(2)で示される構造がイソシアネート基と結合したイソシアネート化合物とポリオール樹脂と式(3)で示される1価アルコール溶剤とを含有させることにより、下引き層用塗布液の粘度の上昇を抑制できることを見出した。
すなわち、本発明は、支持体、該支持体上に形成された下引き層、該下引き層上に形成された感光層を有する電子写真感光体を製造する方法であって、酸化チタン粒子、ポリオール樹脂、下記式(1)で示される構造、または下記式(2)で示される構造がイソシアネート基と結合したイソシアネート化合物、および下記式(3)で示される1価アルコール溶剤を含有する下引き層用塗布液を調製する工程、および該下引き層用塗布液の塗膜を形成し、該塗膜を乾燥および硬化させることによって下引き層を形成する工程を有することを特徴とする電子写真感光体の製造方法に関する。
Figure 0006444085
(式(1)中、R11およびR12はそれぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基を示す。*はイソシアネート基と結合し得る結合手を示す。)
Figure 0006444085
(式(2)中、R21およびR22はそれぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基を示す。*はイソシアネート基と結合し得る結合手を示す。)
Figure 0006444085
(式(3)中、Rは炭素数1〜4のアルキル基を示す。)
本発明によれば、低温での硬化が可能であり、かつ、時間の経過による粘度の上昇が生じにくい下引き層用塗布液を用いた電子写真感光体の製造方法を提供することができる。
本発明の製造方法で製造された電子写真感光体の層構成の例を示す図である。 本発明の製造方法で製造された電子写真感光体を有するプロセスカートリッジを備えた電子写真装置の概略構成の例を示す図である。
本発明の電子写真感光体の製造方法は、電子写真感光体が有する下引き層の形成に用いる塗布液(下引き層用塗布液)として、酸化チタン粒子と、ポリオール樹脂と、下記式(1)で示される構造、または下記式(2)で示される構造がイソシアネート基と結合したイソシアネート化合物と、下記式(3)で示される1価アルコール溶剤とを含有する下引き層用塗布液を用いることを特徴とする。
Figure 0006444085
(式(1)中、R11およびR12はそれぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基を示す。*はイソシアネート基と結合し得る結合手を示す。)
Figure 0006444085
(式(2)中、R21およびR22はそれぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基を示す。*はイソシアネート基と結合し得る結合手を示す。)
Figure 0006444085
(式(3)中、Rは炭素数1〜4のアルキル基を示す。)
上記特徴を有する下引き層用塗布液が、時間の経過による粘度の上昇を抑制できる理由について、本発明者は、以下のように推測している。
上記式(1)で示される構造、または上記式(2)で示される構造がイソシアネート基と結合したイソシアネート化合物(以下、「特定構造のブロック化イソシアネート化合物」とも称する。)において、上記式(1)で示される構造、または上記式(2)で示される構造のアルキル基は、空気中等の水分の影響により加水分解反応を起こし、脱離する。このアルキル基が脱離したイソシアネート化合物は、イソシアネート化合物同士で反応、あるいはポリオール樹脂と硬化反応する。特に、下引き層用塗布液に含まれる金属酸化物粒子として酸化チタン粒子を用いた場合、下引き層用塗布液のpHが低くなるため、これらの反応が進行しやすい。したがって、酸化チタン粒子と特定構造のブロック化イソシアネート化合物とポリオール樹脂とを含有する下引き層用塗布液は、時間の経過とともに粘度が上昇しやすい。例えば、下引き層用塗布液の保存時や下引き層用塗布液の塗膜の形成時等において粘度が上昇するという問題が生じる。
本発明においては、下引き層用塗布液が、上記式(3)で示される1価アルコール溶剤、すなわち、炭素数1〜4の1価アルコールを含有する。このことにより、特定構造のブロック化イソシアネート化合物とポリオール樹脂との反応よりも、特定構造のブロック化イソシアネート化合物と上記式(3)で示される1価アルコールとの反応が優先的に起こり、時間の経過による粘度の上昇を抑制することが可能となると考えられる。
上述したように、本発明において用いられる下引き層用塗布液には、酸化チタン粒子、ポリオール樹脂、上記式(1)で示される構造、または上記式(2)で示される構造がイソシアネート基と結合したイソシアネート化合物、および上記式(3)で示される1価アルコールが含有される。
上記式(1)で示される構造、または上記式(2)で示される構造がイソシアネート基と結合した(ブロックされた)イソシアネート化合物は、例えばイソシアネート化合物(ブロック化の対象となるイソシアネート化合物)と、上記式(1)で示される構造を有する化合物、または上記式(2)で示される構造を有する化合物(ブロック化剤)とを反応させることにより得られる。
ブロック化の対象となるイソシアネート化合物としては、例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、1−イソシアナト−3,3,5−トリメチル−5−イソシアナトメチルシクロヘキサン(イソフォロンジイソシアネート、IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、HDI−トリメチロールプロパンアダクト体、HDI−イソシアヌレート体、HDI−ビウレット体が挙げられる。これらの中でも、ウレタン樹脂の架橋密度を高める観点および酸化チタン粒子への水分の吸着を抑制する観点から、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソフォロンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネートが好ましい。また、中心骨格が、イソシアヌレートであるものが好ましい。また、これらのイソシアネート化合物は、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
上記式(1)で示される構造を有する化合物としては、例えば、ジメチルマロネート、ジエチルマロネート、ジ(イソプロピル)マロネート、ジ(n−プロピル)マロネート、ジ(n−ブチル)マロネート、ジ(t−ブチル)マロネート、t−ブチルエチルマロネートなどが挙げられる。
上記式(2)で示される構造を有する化合物としては、例えば、アセト酢酸メチル、プロピオニル酢酸メチル、ブチリル酢酸メチル、3−オキソヘプタン酸メチル、イソブチリル酢酸メチル、ピバロイル酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸イソプロピル、アセト酢酸ブチル、アセト酢酸プロピルなどが挙げられる。
また、ポリオール樹脂としては、例えば、ポリビニルアセタール樹脂、ポリフェノール樹脂、ポリエチレンジオール樹脂、ポリカーボネートジオール樹脂、ポリエーテルポリオール樹脂、ポリアクリルポリオール樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ポリビニルアセタール樹脂が好ましい。また、これらのポリオール樹脂は、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
上記式(3)で示される1価アルコールとしては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、1−ブタノール、イソプロパノールなどが挙げられる。
また、上記式(1)で示される構造、または上記式(2)で示される構造がイソシアネート基と結合したイソシアネート化合物、および上記式(3)で示される1価アルコール溶剤は、下記式(4)または下記式(5)を満たすことが好ましい。換言すると、上記式(3)で示される1価アルコールの炭素数が、上記式(1)中のR11及びR12や上記式(2)中のR21の炭素数以下であることが好ましい。特定構造のブロック化イソシアネート化合物とポリオール樹脂との反応よりも、上記式(3)で示される1価アルコールとの反応がより優先的に起き、経時変化による粘度の増加をより抑制することが可能となるためである。
11≧N12≧N (4)
21≧N (5)
(式(4)中、N11は、式(1)中のR11の炭素数を示し、N12は、式(1)中のR12の炭素数を示し、Nは、式(3)中のRの炭素数を示す。
式(5)中、N21は、式(2)中のR21の炭素数を示し、Nは、式(3)中のRの炭素数を示す。)
下引き層用塗布液は、上記式(3)で示される1価アルコール溶剤と共に、その他の溶剤を含有してもよい。その他の溶剤として、ケトン溶剤やエーテル溶剤が挙げられる。ケトン溶剤としては、メチルエチルケトン等が挙げられる。また、エーテル溶剤としては、テトラヒドロピラン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン等が挙げられる。上記式(3)で示される1価アルコール溶剤とその他の溶剤との混合比(式(3)で示される1価アルコール溶剤/その他の溶剤)は、塗工速度や乾燥条件などの条件に対して適宜選択することができるが、例えば2/8以上(質量比)である。
また、その他の溶剤として、塗膜乾燥時の乾燥を緩やかにさせる目的や、塗料カスによる黒ポチの発生を防ぐ目的で、上記式(3)で示される1価アルコール溶剤よりも沸点の高い溶剤を用いてもよい。特に式(3)で示される1価アルコール溶剤よりも沸点の高いエーテル溶剤を用いることが好ましい。上記式(3)で示される1価アルコール溶剤と該式(3)で示される1価アルコール溶剤よりも沸点の高いエーテル溶剤との混合質量比は、塗工速度や乾燥条件などの条件に対して適宜選択することができる。特には、2/8(式(3)で示される1価アルコール溶剤/式(3)で示される1価アルコール溶剤よりも沸点の高いエーテル溶剤)以上であることが好ましく、5/5以上であることがより好ましい。
上記式(3)で表される1価アルコール溶剤や必要に応じて含有させるその他の溶剤を下引き層用塗布液に含有させる割合は、式(3)で表される1価アルコール溶剤及びその他の溶剤の合計量は、例えば20〜80質量%、好ましくは40〜55質量%である。
酸化チタン粒子の粒径は、干渉縞抑制の観点から、個数平均粒径が0.1μm以上1.0μm以下が好ましい。さらに、支持体の隠蔽性を向上させることを目的として、個数平均粒径が0.1μm未満である酸化チタン粒子を併用して用いてもよい。酸化チタンの結晶系としては、ルチル型結晶、アナターゼ型結晶が好ましく、ルチル型結晶がより好ましい。
個数平均粒径が0.1μm以上1.0μm以下の酸化チタン粒子としては、例えば、テイカ(株)製のJR、JR−301、JR−403、JR−405、JR−600A、JR−605、JR−600E、JR−603、JR−805、JR−806、JR−701、JRNC、JR−800、JR−1000、JA−1、JA−C、JA−3、TITANIXJA−1、石原産業(株)製のR−550、R−580、R−630、R−670、R−680、R−780、R−780−2、R−820、R−830、R−850、R−855、R−930、R−980、CR−50、CR−50−2、CR−57、CR−58、CR−58−2、CR−60、CR−60−2、CR−63、CR−67、CR−Super70、CR−80、CR−85、CR−90、CR−90−2、CR−93、CR−95、CR−953、CR−97、CR−EL、PC−3、S−305、PF−690、PF−691、PF−711、PF−736、PF−737、PF−739、PF−740、PF−742、PT−301、PT−501A、PT−501R、UT771、A−100、A−220、W−10、ST−41、堺化学工業社製のSR−1、R−42、R−45M、R−650、R−32、R−5N、GTR−100、R−62N、R−7E、R−3L、R−11P、R−21、R−25、TCR−52、R−310、D−918、FTR−700、R−39、FPT−1、A−110、TCA−123E、A−190、A−197、SA−1、SA−1Lが挙げられる。
個数平均粒径が0.1μm未満の酸化チタン粒子としては、例えば、テイカ(株)製のMT−01、MT−10EX、MT−05、MT−150A、MT−100S、MT−100TV、MT−100Z、MT−150EX、MT−150W、MT−100AQ、MT−100WP、MT−100SA、MT−100HD、MT−300HD、MT−500HD、MT−500B、MT−500SA、MT−600B、MT−600SA、MT−700B、MT−700HD、MTY−02、MTY−110M3S、MT−500SAS、MTY−700BS、JMT−150IB、JMT−150AO、JMT−150FI、JMT−150ANO、AMT−100、AMT−600、TKP−101、TKP−102、石原産業(株)製のTTO−51(A)、TTO−51(C)、TTO−55(A)、TTO−55(B)、TTO−55(C)、TTO−55(D)、TTO−F−2、TTO−F−6、ST−01、ST−21、ST−31、ST−30L、PT−401M、MC−50、MC−90、MC−150が挙げられる。
下引き層用塗布液に含有させる酸化チタン粒子の質量(Mm)と、特定構造のブロック化イソシアネート化合物およびポリオール樹脂の合計質量(Mu)との比(Mm/Mu)は、1/1以上(質量比)であることが好ましい。この比を満たすと、電気特性(製造した電子写真感光体を繰り返し使用した場合の明部電位の変動を抑制する)が向上する。さらには、2/1以上(質量比)であることがより好ましい。一方、下引き層のクラック(ひび割れ)の発生を抑制する観点から、上記比(Mm/Mu)は、4/1以下(質量比)であることが好ましい。したがって、上記比(Mm/Mu)は、2/1以上4/1以下(質量比)であることが好ましい。
また、下引き層用塗布液には、下引き層の表面の粗さを調整する観点や下引き層のクラック(ひび割れ)の発生を抑制する観点から、有機樹脂粒子、レベリング剤などを含有させてもよい。
有機樹脂粒子としては、シリコーン粒子等の疎水性有機樹脂粒子や、架橋型ポリメタクリレート樹脂(PMMA)粒子等の親水性有機樹脂粒子を用いることができる。特に、PMMA粒子が、下引き層の表面粗さを適正な範囲に調整することができるため好ましい。下引き層の表面粗さの好ましい範囲は、下引き層の十点平均表面粗さ(Rzjis)が0.6〜2.0μmであり、表面の凹凸平均間隔(RSm)が0.010〜0.024mmである。特にRSmがこの範囲に入ることにより、微小なピッチの表面粗さが生じていることになり、下引き層の上に形成する電荷発生層等との密着性が改善し、電位変動を抑制することができる。なお、十点平均表面粗さ及び凹凸平均間隔は、JIS B 0601−1994表面粗さの規格に準じて測定し、表面粗さ測定器「SE−3500」(商品名、(株)小坂研究所製)を用いて行なわれる。十点平均表面粗さは、下引き層について任意の6箇所を測定し、その平均値である。また、凹凸平均間隔は、前記任意の6箇所において、それぞれ10点の凹凸間隔を測定してその平均値を求め、「6箇所の各平均値」の平均値として算出する。測定に際し、カットオフ値は0.8mm、評価長さは2.5mmに設定される。
また、下引き層用塗布液には、下引き層の電気特性の向上、膜形状安定性の向上、画質向上などを目的として、各種の添加物を含有させてもよい。
添加物としては、例えば、アルミニウム粒子、銅粒子などの金属粒子、カーボンブラックなどの導電性粒子や、キノン化合物、フルオレノン化合物、オキサジアゾール系化合物、ジフェノキノン化合物、アリザリン化合物、ベンゾフェノン化合物、多環縮合化合物、アゾ化合物や、金属キレート化合物や、シランカップリング剤などが挙げられる。
このような下引き層用塗布液の塗膜を形成し該塗膜を乾燥および硬化させることにより下引き層が得られる。下引き層用塗布液の塗膜を加熱することにより、上記式(3)で示される1価アルコール溶剤が揮発する(乾燥)と共に、イソシアネート化合物とポリオール樹脂が反応し(硬化)、ウレタン樹脂が生成する。下引き層用塗布液の塗膜を乾燥および硬化させる温度(加熱温度)は、100℃以上190℃以下であることが好ましい。上記範囲内であると、下引き層のクラック(ひび割れ)を抑制し、特定構造のブロック化イソシアネート化合物とポリオール樹脂との硬化反応が進みやすい。さらには、130℃以上160℃以下であることがより好ましい。また、下引き層用塗布液の塗膜の乾燥時間(加熱時間)は10分間以上120分間以下であることが好ましく、10分間以上60分間以下であることがより好ましい。
このように、本発明においては特定の構成の下引き層用塗布液を用いており、この下引き層用塗布液は粘度の上昇が生じにくい。したがって、下引き層用塗布液の保管時や下引き層用塗布液の塗膜の形成時等の粘度上昇が抑制され、形成される下引き層を均一なものとすることができる。また、本発明で用いる下引き層用塗布液は、低温での硬化も可能であるため、生産性にも優れている。
本発明の製造方法で製造される電子写真感光体(以下「本発明の電子写真感光体」ともいう。)は、支持体、該支持体上に形成された下引き層および該下引き層上に形成された感光層を有する電子写真感光体である。好ましくは、該感光層として、該下引き層上に設けられた電荷発生層および該電荷発生層上に設けられた電荷輸送層を有する積層型の感光層を有する電子写真感光体である。
図1に、本発明の製造方法で製造された電子写真感光体の層構成の例を示す。図1中、101は支持体であり、102は下引き層であり、103は感光層である。
感光層としては、下引き層側から電荷発生物質を含有する電荷発生層および電荷輸送物質を含有する電荷輸送層をこの順に積層してなる積層型の感光層が好ましい。また、電荷輸送層に含有させる電荷輸送物質としては、正孔輸送物質が好ましい。
支持体は、導電性を有するもの(導電性支持体)が好ましく、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、亜鉛などの金属製(合金製)の支持体などが挙げられる。また、アルミニウム製の支持体やアルミニウム合金製の支持体を用いる場合は、ED管、EI管などを用いることができる。
また、金属製支持体、樹脂製支持体上に、アルミニウム、アルミニウム合金、酸化インジウム−酸化スズ合金などの導電性材料の薄膜を形成したものも支持体として用いることができる。
また、支持体の表面には、レーザー光の散乱による干渉縞の抑制などを目的として、切削処理、粗面化処理、アルマイト処理、電解複合研磨処理、湿式ホーニング処理、乾式ホーニング処理などの施してもよい。電解複合研磨とは、電解作用を有する電極と電解質溶液による電解および研磨作用を有する砥石による研磨である。
支持体と下引き層との間には、レーザー光の散乱による干渉縞の抑制や、支持体の傷の隠蔽(被覆)などを目的として、導電層を設けてもよい。
導電層は、カーボンブラック、金属粒子、金属酸化物粒子などの導電性粒子、結着樹脂、および、溶剤を分散処理することによって得られる導電層用塗布液を塗布し、得られた塗膜を乾燥および/または硬化させることによって形成することができる。
導電層に用いられる結着樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられる。
導電層用塗布液の溶剤としては、例えば、エーテル系溶剤、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤などが挙げられる。また、これらの溶剤は、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
導電層の膜厚は、5μm以上40μm以下であることが好ましく、10μm以上30μm以下であることがより好ましい。
本発明において、下引き層は、上述のとおり、酸化チタン粒子、ポリオール樹脂、特定構造のブロック化イソシアネート化合物、および、上記式(3)で表される1価アルコール溶剤を用いて調製された下引き層用塗布液を用いて形成される。
下引き層用塗布液は、例えば、酸化チタン粒子、ポリオール樹脂、上特定構造のブロック化イソシアネート化合物、および、式(3)で表される1価アルコール溶剤を分散処理することによって調製することができる。
分散処理方法としては、例えば、ペイントシェーカー、ボールミル、サンドミル、ロールミルなどの分散処理装置を使用した方法が挙げられる。これらの分散処理装置に用いられる分散媒体としては、例えば、球状のガラスビーズ、アルミナビーズ、ジルコニアビーズなどが挙げられる。また、これらのビーズの粒径(直径)は、0.3mm以上1.0mm以下であることが好ましい。
下引き層の膜厚は、電子写真感光体の繰り返し使用による明部電位の変動を抑制する観点から、0.5μm以上40μm以下が好ましく、0.5μm以上10μm以下であることがより好ましい。
また、上記導電層を設けない場合には、支持体の傷を隠蔽(被覆)する観点から、下引き層の膜厚は、10μm以上40μm以下であることが好ましく、15μm以上35μm以下であることがより好ましい。
下引き層上には、感光層(電荷発生層、電荷輸送層)が設けられる。
感光層が積層型の感光層である場合、電荷発生層は、電荷発生物質、結着樹脂および溶剤を分散処理することによって得られる電荷発生層用塗布液を塗布し、得られた塗膜を乾燥させることによって形成することができる。また、電荷発生層は、電荷発生物質の蒸着膜としてもよい。
分散処理方法としては、例えば、ホモジナイザー、超音波分散機、ボールミル、サンドミル、ロールミル、振動ミル、アトライター、液衝突型高速分散機などを用いた方法が挙げられる。
電荷発生物質としては、例えば、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、インジゴ顔料、ペリレン顔料、多環キノン顔料、スクワリリウム色素、チアピリリウム塩、トリフェニルメタン色素、キナクリドン顔料、アズレニウム塩顔料、シアニン染料、アントアントロン顔料、ピラントロン顔料、キサンテン色素、キノンイミン色素、スチリル色素などが挙げられる。これらの中でも、感度の観点から、オキシチタニ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が好ましく、これらの中でもヒドロキシガリウムフタロシアニンがより好ましい。また、ヒドロキシガリウムフタロシアニンの中でも、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角2θの7.4°±0.3°および28.2°±0.3°にピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶が好ましい。また、これらの電荷発生物質は、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
感光層が積層型の感光層である場合、電荷発生層に用いられる結着樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、尿素樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ポリビニルアセタール樹脂が好ましい。また、これらの結着樹脂は、1種のみを使用してもよく、混合または共重合体として2種以上を併用してもよい。
電荷発生層用塗布液に用いられる溶剤としては、例えば、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤または芳香族炭化水素系溶剤などが挙げられる。また、これらの溶剤は、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
電荷発生層の膜厚は、0.01μm以上5μm以下であることが好ましく、0.1μm以上2μm以下であることがより好ましい。
また、電荷発生層には、必要に応じて、種々の増感剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤などを含有させることもできる。
積層型の感光層を有する電子写真感光体において、電荷発生層上には、電荷輸送層が形成される。
電荷輸送層は、電荷輸送物質および結着樹脂を溶剤に溶解させて得られる電荷輸送層用塗布液を塗布し、得られた塗膜を乾燥させることによって形成することができる。
電荷輸送物質としては、正孔輸送物質と電子輸送物質に大別される。正孔輸送物質としては、例えば、トリアリールアミン化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、スチルベン化合物、ブタジエン化合物などが挙げられる。これらの中でも、トリアリールアミン化合物が好ましい。また、これらの電荷輸送物質は、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
感光層が積層型の感光層である場合、電荷輸送層に用いられる結着樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、アリル樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアリルエーテル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリプロピレン樹脂、メタクリル樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂が好ましい。また、これらの結着樹脂は、1種のみを使用してもよく、混合または共重合体として2種以上を併用してもよい。
電荷輸送層用塗布液に用いられる溶剤としては、例えば、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤または芳香族炭化水素系溶剤などが挙げられる。また、これらの溶剤は、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
電荷輸送層に含有させる電荷輸送物質および結着樹脂の比率(電荷輸送物質/結着樹脂)は、0.3/1以上10/1以下(質量比)であることが好ましい。
電荷輸送層用塗布液の塗膜の加熱温度(乾燥温度)としては、電荷輸送層のクラック(ひび割れ)を抑制する観点から、60℃以上150℃以下であることが好ましく、80℃以上120℃以下であることがより好ましい。また、加熱時間(乾燥時間)としては、10分間以上60分間以下であることが好ましい。
電子写真感光体が有する電荷輸送層が1層である場合、その電荷輸送層の膜厚は、5μm以上40μm以下であることが好ましく、8μm以上30μm以下であることがより好ましい。
電荷輸送層を積層構成とした場合、支持体側の電荷輸送層の膜厚は、5μm以上30μm以下であることが好ましく、表面側の電荷輸送層の膜厚は、1μm以上10μm以下であることが好ましい。
また、電荷輸送層には、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤などを含有させることもできる。
また、本発明においては、図1(b)に示すように、感光層(電荷輸送層)上に、電子写真感光体の耐久性やクリーニング性の向上などを目的として、保護層104を設けてもよい。
保護層は、樹脂(あるいは、そのモノマーおよび/またはオリゴマー)を溶剤に溶解させて得られる保護層用塗布液を塗布し、得られた塗膜を乾燥および/または硬化させることによって形成することができる。
保護層に用いられる樹脂としては、例えば、ポリビニルアセタール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアリレート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、スチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−アクリル酸コポリマー、スチレン−アクリロニトリルコポリマーなどが挙げられる。これらの中でも、アクリル樹脂、メタクリル樹脂が好ましい。また、これらの樹脂は、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
また、保護層に電荷輸送能を持たせるために、電荷輸送能(正孔輸送能)を有するモノマーを種々の重合反応、架橋反応を用いて硬化させることによって保護層(第二電荷輸送層)を形成してもよい。具体的には、連鎖重合性官能基を有する電荷輸送性化合物(正孔輸送性化合物)を重合または架橋させ、硬化させることによって保護層(第二電荷輸送層)を形成することが好ましい。
連鎖重合性官能基としては、例えば、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、アルコキシシリル基、エポキシ基などが挙げられる。硬化させる反応としては、例えば、ラジカル重合反応、イオン重合反応などが挙げられる。また、硬化反応の際には、熱、紫外線などの光、電子線などの放射線などを用いることができる。
さらに、保護層には、必要に応じて、導電性粒子、紫外線吸収剤、耐摩耗性改良剤などを含有させることができる。導電性粒子としては、例えば、酸化スズ粒子などの金属酸化物粒子が挙げられる。耐摩耗性改良剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン粒子などのフッ素原子含有樹脂粒子や、アルミナ、シリカなどが挙げられる。
保護層の膜厚は、0.5μm以上20μm以下であることが好ましく、1μm以上10μm以下であることがより好ましい。
上記各層の塗布液を塗布する際には、例えば、浸漬塗布法(浸漬コーティング法)、スプレーコーティング法、スピンナーコーティング法、ローラーコーティング法、マイヤーバーコーティング法、ブレードコーティング法などの塗布方法を用いることができる。
図2に、本発明の製造方法で得られる電子写真感光体を有するプロセスカートリッジを備えた電子写真装置の概略構成を示す。
図2において、円筒状(ドラム状)の電子写真感光体1は、軸2を中心に矢印方向に所定の周速度(プロセススピード)をもって回転駆動される。
電子写真感光体1の表面(周面)は、回転過程において、帯電手段3(一次帯電手段:帯電ローラーなど)により、正または負の所定の電位に帯電される。
次いで、電子写真感光体1の表面には、露光手段(像露光手段)(不図示)から露光光(像露光光)4が照射される。
こうして電子写真感光体1の表面には、静電潜像が形成される。
電子写真感光体1の表面に形成された静電潜像は、次いで、現像手段5内の現像剤(トナー)で現像(正規現像または反転現像)され、電子写真感光体1の表面には、トナー像が形成される。
次いで、電子写真感光体1の表面に形成されたトナー像は、転写手段6(転写ローラーなど)によって、転写材7に転写される。
ここで、転写材7は、転写材供給手段(不図示)から電子写真感光体1の回転と同期して取り出されて、電子写真感光体1と転写手段6との間(当接部)に給送される。
また、転写手段6には、バイアス電源(不図示)からトナーの保有電荷とは逆極性の電圧(転写バイアス)が印加される。
トナー像が転写された転写材7は、電子写真感光体1の表面から分離され、定着手段8へ搬送され、トナー像の定着処理を受け、画像形成物(プリント、コピー)として電子写真装置外へプリントアウトされる。
転写手段6は、一次転写部材、中間転写体および二次転写部材などからなる中間転写方式の転写手段であってもよい。
トナー像が転写材7に転写された後の電子写真感光体1の表面は、クリーニング手段9(クリーニングブレードなど)によってクリーニングされ、転写残りの現像剤(転写残トナー)などの付着物が除去される。
また、転写残トナーを現像手段などで回収することもできる(クリーナーレスシステム)。
さらに、電子写真感光体1の表面には、前露光手段(不図示)から前露光光10が照射され、除電処理された後、繰り返し画像形成に使用される。
なお、図2に示すように、帯電手段3が帯電ローラーなどを用いた接触帯電手段である場合は、前露光は必ずしも必要ではない。
本発明においては、上述の電子写真感光体1、帯電手段3、現像手段5およびクリーニング手段9などから選択される構成要素のうち、複数のものを容器に納めてプロセスカートリッジとして一体に結合して構成してもよい。
そして、このプロセスカートリッジを、電子写真装置本体に対して着脱自在に構成してもよい。例えば、電子写真感光体1と、帯電手段3、現像手段5、転写手段6およびクリーニング手段9の少なくとも1つの手段とを一体に支持してカートリッジ化する。そして、電子写真装置本体のレールなどの案内手段12を用いて電子写真装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジ11とすることができる。
露光光4としては、例えば、原稿からの反射光や透過光や、センサーで原稿を読み取り、信号化し、この信号にしたがって行われるレーザービームの走査、LEDアレイの駆動または液晶シャッターアレイの駆動などにより照射される光などが挙げられる。
以下に、実施例に基づき、本願発明をより具体的に説明するが、本願発明を限定するものではない。なお、実施例中の「部」は、「質量部」を意味する。
〔実施例1〕
下記の材料を混合し、0.8mmΦのガラスビーズを用いてサンドミル装置で下引き層用塗布液を4時間分散した。
・酸化チタン粒子(商品名:CR−EL、石原産業(株)製) 81部
・ブロック化イソシアネート(ヘキサメチレンジイソシアネート(ブロック化の対象となるイソシアネート化合物)とジエチルマロネート(ブロック化剤)との反応生成物) 15部
・ポリビニルアセタール樹脂(商品名:BM−1、積水化学社製) 15部
・メチルエチルケトン70.0部とエタノール30.0部の混合溶液 100部
分散後、シリコーンオイル(商品名:SH28PA、東レダウコーニングシリコーン社製)0.01部、ポリメタクリル酸メチル樹脂粒子(商品名SSX−103、積水化成品工業社製)を5.6部を添加し、下引き層用塗布液を調製した。
調製した下引き層用塗布液を1日間毎秒1回転のロール架台で回転攪拌した後、アルミニウム素管(ED管)(昭和電工(株)製、直径24mm×長さ357.5mm、Rzjis=0.8μm)上に浸漬塗布し、150℃で20分間加熱して、膜厚30μmの下引き層を形成した。
次に、ヒドロキシガリウムフタロシアニン10部、下記式(C)で示される化合物0.1部およびポリビニルアセタール樹脂(商品名:エスレックBX−1、積水化学工業社製)5部をシクロヘキサノン250部に添加し、直径0.8mmのガラスビーズを用いたサンドミル装置で3時間分散した。CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)の7.5°、9.9°、16.3°、18.6°、25.1°及び28.3°の位置に強いピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン分散液を得た。これにシクロヘキサノン100部と酢酸エチル450部を更に加えて希釈して電荷発生層用塗布液を得た。得られた塗布液を下引き層上に浸漬塗布し、100℃で10分間乾燥することにより、膜厚が0.17μmの電荷発生層を形成した。
Figure 0006444085
次に、電荷輸送物質として下記式(D)で示される化合物50部、下記式(E)で示される化合物50部およびポリカーボネート樹脂(商品名:ユーピロンZ400、三菱ガス化学社製)100部をモノクロロベンゼン650部とメチラール150部の混合溶媒に溶解させることによって、電荷輸送層用塗料を調製した。この電荷輸送層用塗料を上記電荷発生層上に浸漬塗布し、これを30分間120℃で乾燥させることによって、膜厚が23μmの電荷輸送層を形成した。
Figure 0006444085
Figure 0006444085
また、上記調製してから1日間毎秒1回転のロール架台で回転攪拌した後の下引き層用塗布液中の酸化チタン粒子の個数平均粒径を測定したところ、338nmであり、また、この下引き層用塗布液の粘度を測定したところ、250mPa・sであった。
また、調製した下引き層用塗布液を円筒容器に入れ、調製してから1ヶ月間、毎秒1回転のロール架台で回転攪拌した。その後、下引き層用塗布液中の酸化チタン粒子の個数平均粒径を測定したところ、346nmであり、また、下引き層用塗布液の粘度を測定したところ、263mPa・sであった。
なお、下引き層用塗布液中の酸化チタン粒子の個数平均粒径の測定は、下引き層用塗布液をメチルエチルケトン(MEK):エタノール=7:3(質量比)の混合溶剤で希釈し、シスメックス(株)製の粒子径測定装置(商品名:ゼータサイザーナノ)を用いて行った。また、下引き層用塗布液の粘度の測定は、芝浦システム(株)製のB型粘度計(商品名:ビスメトロン形式VS−A1、単一円筒型回転粘度計)を用い、測定温度23℃、回転数60rpmの条件で行った。
〔実施例2〜20〕
実施例1において、下引き層用塗布液の調製に用いた金属酸化物粒子の種類(JR(テイカ(株)製)、CR−85(石原産業(株)製)、PF−711(石原産業(株)製)、R−5N(堺化学工業社製)、A−197(堺化学工業社製))、ブロック化イソシアネートの種類、ポリオール樹脂の種類、混合溶剤の種類、個数平均粒径測定時の希釈溶剤を表1に示すようにした以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。また、実施例1と同様にして、調製後1日後及び1か月後の下引き層用塗布液中の酸化チタンの個数平均粒径と、下引き層用塗布液の粘度を測定した。結果を表3に示す。
〔比較例1〜2〕
実施例1において、下引き層用塗布液の調製に用いた金属酸化物粒子、ブロック化イソシアネートの種類、ポリオール樹脂の種類、混合溶剤の種類、個数平均粒径測定時の希釈溶剤を表2に示すようにした。それ以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。また、実施例1と同様にして、調製後1日後及び1か月後の下引き層用塗布液中の酸化チタンの個数平均粒径と、下引き層用塗布液の粘度を測定した。結果を表4に示す。
Figure 0006444085
Figure 0006444085
Figure 0006444085
Figure 0006444085
1 電子写真感光体
2 軸
3 帯電手段
4 露光光
5 現像手段
6 転写手段
7 転写材
8 定着手段
9 クリーニング手段
10 前露光光
11 プロセスカートリッジ
12 案内手段
101 支持体
102 下引き層
103 感光層

Claims (6)

  1. 支持体、該支持体上に形成された下引き層、該下引き層上に形成された感光層を有する電子写真感光体を製造する電子写真感光体の製造方法であって、
    酸化チタン粒子、ポリオール樹脂、下記式(1)で示される構造、または下記式(2)で示される構造がイソシアネート基と結合したイソシアネート化合物、および下記式(3)で示される1価アルコール溶剤を含有する下引き層用塗布液を調製する工程、および
    該下引き層用塗布液の塗膜を形成し、該塗膜を乾燥および硬化させることによって下引き層を形成する工程、
    を有することを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
    Figure 0006444085
    (式(1)中、R11およびR12はそれぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基を示す。*はイソシアネート基と結合し得る結合手を示す。)
    Figure 0006444085
    (式(2)中、R21およびR22はそれぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基を示す。*はイソシアネート基と結合し得る結合手を示す。)
    Figure 0006444085
    (式(3)中、Rは炭素数1〜4のアルキル基を示す。)
  2. 前記式(3)で示される1価アルコール溶剤がメタノール、エタノール、1−プロパノール及び1−ブタノールからなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体の製造方法。
  3. 前記式(1)で示される構造、または前記式(2)で示される構造がイソシアネート基と結合したイソシアネート化合物、および前記式(3)で示される1価アルコール溶剤が下記式(4)または(5)を満たすことを特徴とする請求項1または2に記載の電子写真感光体の製造方法。
    11≧N12≧N (4)
    21≧N (5)
    (式(4)中、N11は、式(1)中のR11の炭素数を示し、N12は、式(1)中のR12の炭素数を示し、Nは、式(3)中のRの炭素数を示す。
    式(5)中、N21は、式(2)中のR21の炭素数を示し、Nは、式(3)中のRの炭素数を示す。)
  4. 前記下引き層用塗布液が前記式(3)で示される1価アルコール溶剤の沸点よりも高い沸点を有するエーテル溶剤を含有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の電子写真感光体の製造方法。
  5. 前記エーテル溶剤がテトラヒドロピラン、テトラヒドロフラン及び1,3−ジオキソランからなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項4に記載の電子写真感光体の製造方法。
  6. 前記酸化チタン粒子の質量(Mm)と、前記式(1)で示される構造、または前記式(2)で示される構造がイソシアネート基と結合したイソシアネート化合物および前記ポリオール樹脂の合計質量(Mu)との比(Mm/Mu)が、1以上(質量比)であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載する電子写真感光体の製造方法。
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