JP6702844B2 - 電子写真感光体、電子写真装置およびプロセスカートリッジ - Google Patents

電子写真感光体、電子写真装置およびプロセスカートリッジ Download PDF

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Description

本発明は電子写真感光体、ならびに電子写真感光体を有する電子写真装置およびプロセスカートリッジに関する。
電子写真感光体の表面層には、帯電、露光、現像、転写、クリーニングといった一連の電子写真プロセスによるストレスが繰り返し付与されるため、耐摩耗性と化学的安定性が要求される。
耐摩耗性を向上させる手段としては、電子写真感光体の表面層に硬化性樹脂を含有させる方法が挙げられる。しかしながら、耐摩耗性の高い表面層を設けると、表面層が摩耗しにくくなることにより、表面層の表面がリフレッシュされにくくなり、表面層の表面に化学的な劣化が蓄積しやすくなる。化学的な劣化とは、上述の一連の電子写真プロセスによるストレスにより、表面層に存在する正孔輸送物質(正孔輸送性化合物)が化学的変化を起こす現象である。正孔輸送物質の化学的変化は、高温高湿環境下において出力した電子写真画像が不鮮明になる現象(以降、画像流れとも呼ぶ)を引き起こす原因となる場合がある。したがって、画像流れを抑制するためには正孔輸送物質の化学的変化を抑制することが求められる。
正孔輸送物質の化学的安定性を向上させる手段としては、表面層に正孔輸送物質とともに添加剤を含有させる技術がある。特許文献1には、重合性官能基を有する特定のフッ素原子含有モノマーを表面層に添加することによって、画像流れを改善する技術が開示されている。特許文献2には、特定のフッ素原子を含有する正孔輸送性モノマーを表面層に有する技術が示されている。特許文献3〜5には、特定のアミン化合物を表面層に添加することにより、画像流れを改善する技術が開示されている。特許文献6には、特定の重合性官能基を有する特定のシロキサン化合物を表面層に添加することによって、画像流れを改善する技術が開示されている。特許文献7および8には、特定の置換基を有するスチルベン誘導体が開示されている。
特開2007−11005号公報 特開2007−11006号公報 特開2007−272191号公報 特開2007−272192号公報 特開2007−279678号公報 特開2008−70761号公報 特開平4−315159号公報 特開平6−48999号公報
特許文献1および特許文献3〜6の化合物を用いた技術は、正孔輸送物質に対する前述のストレス暴露を緩和させるための技術であり、正孔輸送物質そのものの化学的安定性を向上させる技術ではない。また、特許文献2の技術は、表面層を低表面エネルギー化する旨記載されているが、劣化に関する開示はなく、また特定の環境下における長期耐久時の電気特性の開示はない。また、特許文献7および8の化合物は重合性官能基を有するものでなく、本発明のような架橋構造を形成するものではない。よって、高耐久電子写真感光体への応用には適切でない。
近年、電子写真感光体の高耐久化が著しく進んでおり、画像流れを改善する要求が増している。画像流れの改善をするためには、前述のストレス暴露を緩和させるだけでなく、正孔輸送物質自身の化学的安定性を向上させることが求められている。また、高耐久な電子写真感光体を特定の低湿環境下で長期間使用する場合の電位特性を改善する事も要求されている。
したがって本発明の目的は、高耐久特性を有し、電気特性を満足し、さらに、画像流れの改善が良好な電子写真感光体、ならびに該電子写真感光体を有する電子写真装置およびプロセスカートリッジを提供することである。
本発明は、支持体および該支持体上の感光層を有する電子写真感光体において、該電子写真感光体の表面層が、下記式(1)で示される正孔輸送性化合物の重合物を含有することを特徴とする電子写真感光体である。
Figure 0006702844
(式(1)中、Arは、置換もしくは無置換のアリール基を示す。ArおよびArは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアリーレン基を示す。Ar〜Arは、フッ素原子を有さない。Ar〜Arのアリール基またはアリーレン基が有してもよい置換基は、炭素数1以上6以下のアルキル基、炭素数1以上6以下のアルコキシ基、および、重合性官能基を有する1価の基からなる群より選択される基であり、Ar〜Arのアリール基またはアリーレン基の少なくとも1つは、該重合性官能基を有する1価の基で置換される。Zは、下記式(2)で示される1価の基、または、下記式(3)で示される1価の基を示す。Zは、水素原子、下記式(2)で示される1価の基、または、下記式(3)で示される1価の基を示す。ZおよびZが下記式(2)で示される1価の基であるとき、またはZおよびZが下記式(3)で示される1価の基であるとき、ZおよびZの構造は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
Figure 0006702844
(式(2)中、*は、式(1)中のArまたはArに結合する結合手を示す。R21およびR22は、それぞれ独立に、水素原子、または、炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。pは、0または1である。qは、1以上4以下の整数である。rは、0または1である。p、qおよびrは、2≦p+q+r≦4を満たす。qが2以上のとき、R21は、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよく、R22は、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。Ar21は、置換もしくは無置換のアレーンからs+1個の水素原子を除して導き出されるs+1価の基を示す。R23は、フッ素原子、置換基としてフッ素原子を有する炭素数1または2のアルキル基、または、置換基としてフッ素原子を有するメトキシ基を示す。sは、Ar21に直接結合するR23の数であり、1以上5以下の整数である。sが2以上のとき、R23は、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。)
Figure 0006702844
(式(3)中、**は、式(1)中のArまたはArに結合する結合手を示す。R31およびR32は、それぞれ独立に、水素原子、または、炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。tは、1以上3以下の整数である。tが2以上のとき、R31は、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよく、R32は、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。Ar31は、置換もしくは無置換のアレーンからu+1個の水素原子を除して導き出されるu+1価の基を示す。R33は、フッ素原子、置換基としてフッ素原子を有する炭素数1以上4以下のアルキル基、または、置換基としてフッ素原子を有する炭素数1以上3以下のアルコキシ基を示す。uは、Ar31に直接結合するR33の数であり、1以上5以下の整数である。uが2以上のとき、R33は、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。)
また、本発明は、上記電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段および転写手段を有する電子写真装置である。
また、本発明は、上記電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、転写手段およびクリーニング手段からなる群より選択される少なくとも1つの手段とを一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
以上説明したように、本発明によれば、電気特性および耐久特性が良好で、さらに画像流れを抑制することができる電子写真感光体、ならびに該電子写真感光体を有する電子写真装置、および該電子写真感光体を有するプロセスカートリッジを提供することができる。
電子写真感光体を有するプロセスカートリッジの一例を示す概略図である。 電子写真感光体を有する電子写真装置の一例を示す概略図である。 例示化合物No.38の正孔輸送物質を用いた実施例感光体8の感光体表面の硬化膜のATR法によるIRスペクトルである。 例示化合物No.44の正孔輸送物質を用いた実施例感光体13の感光体表面の硬化膜のATR法によるIRスペクトルである。
本発明は、電子写真感光体の表面層が重合性官能基を有する正孔輸送性化合物の重合物を含有し、該正孔輸送性化合物が特定のトリアリールアミン構造およびフッ素原子または置換基としてフッ素原子を含有するアルキル基若しくは置換基としてフッ素原子を含有するアルコキシ基(以下、「フッ素原子含有置換基」とも称する。)で置換された芳香族基を有する電子写真感光体に関する。以下、上記特徴を有する正孔輸送性化合物を「本発明の正孔輸送物質」とも称する。
一般に、電子写真感光体に用いられる正孔輸送物質としては、優れた正孔輸送性を有するアリールアミン化合物が広く用いられている。
アリールアミン化合物の正孔輸送性は、アミン構造が有する電子供与性が、窒素原子の周囲にあるアリール基等の相互作用により高められることによって発現すると考えられる。一方で、繰り返し電子写真プロセスを通じて、アリールアミン化合物のアミン構造は、電荷の授受が盛んに行われているため、化学的反応等を受けやすい状態にあると考えられる。特に帯電工程における放電のエネルギーや放電現象によって生成するオゾンや酸化性物質の作用によって、酸化等の変化を受けやすい傾向にあると考えられる。その結果、アリールアミン化合物のアミン構造の化学的変化が引き起こされていると推測している。さらに、正孔輸送物質の化学的変化と高温高湿環境とが組み合わされて、電子写真感光体の表面の抵抗低下が起こり、画像流れが発生すると考えている。
本発明者らは、アミン構造を有していても劣化が抑制され、高安定、高耐久に機能できる正孔輸送物質の探索を行い本発明に至った。
すなわち、本発明の正孔輸送物質は、繰り返し電子写真プロセスによる劣化を抑制するために、フッ素原子またはフッ素原子含有置換基で置換された芳香族基を特定のトリアリールアミンアミン構造から見て特定の位置関係で有するという特徴を持つ。そのフッ素原子またはフッ素原子含有置換基で置換された芳香族基を有することで、電子写真感光体の表面層の表面エネルギーを最適に調整し、放電生成物等に対する親和性を軽減できるため、本発明の正孔輸送物質の劣化を抑制することができる。
一方で、本発明の正孔輸送物質が必要以上にフッ素原子またはフッ素原子含有置換基を有すると、様々な弊害が発生する場合がある。特に、低湿環境下において電子写真感光体を長期間使用した場合に、電位変動が悪化する恐れが高くなる。そのため、フッ素原子やフッ素原子含有置換基を有する事による前記弊害を最小限にする最適な構造とする必要がある。
本発明者らは、鋭意検討の結果、上述の本発明の正孔輸送物質の重合物を電子写真感光体の表面層に用いることで、電子写真感光体の耐久特性、電気特性を満足し、さらに画像流れを抑制する効果を有することを見出した。
この理由としては、本発明の正孔輸送物質は、正孔輸送機能に悪影響を与えない部位に、フッ素原子またはフッ素原子含有置換基を有することで、以下に説明するように化学的安定性と電気特性を両立することができるためと考えている。
本発明の正孔輸送物質が前記式(2)で示される基を有する式(1)で示される正孔輸送性化合物の場合、トリアリールアミン構造とは別にAr21で表されるアレーンから導き出される基を有する。Ar21は、R23で示されるフッ素原子またはフッ素原子含有置換基で置換されている。ここで、式(1)で示される正孔輸送性化合物が化学的安定性と電気特性を両立するためには、Ar21は、トリアリールアミン構造のArまたはArに対して、特定の間隔を有しながら結合し、同一分子内に存在することが必須要件となる。上記トリアリールアミン構造とAr21の間の結合に寄与する原子団は、炭素原子および酸素原子から選択される原子団である必要があり、これら原子団が2以上4以下の飽和結合を介して、Ar21とArおよび/またはArを結合している必要がある。したがって、式(2)で示される基において、p、qおよびrは、2≦p+q+r≦4の関係を満たす必要がある。
ArまたはArと、Ar21の間隔が特定の間隔が好適である理由は、以下のように考えられる。フッ素原子およびフッ素原子含有置換基は、電気陰性度が高く、正孔輸送特性を有するトリアリールアミン構造に近づきすぎると、正孔輸送特性を阻害する作用を示すと考えられる。またさらに、フッ素原子含有置換基は嵩高く、お互いに反発する作用が有り、p、qおよびrの和が5以上となるとトリアリールアミン構造の方向に回り込むように近づき、電荷輸送に対する立体的な障害となり、電子写真特性を阻害する要因となると考えられる。
本発明の正孔輸送物質は、Ar21のアンカー効果により、トリアリールアミン構造とAr21のそれぞれの位置が固定化される。そのため、Ar21がトリアリールアミン構造から適度な距離を保持した状態で、電子写真感光体の表面層中に安定的に存在する事が可能となる。
また、上記アンカー効果により、電子写真感光体の表面層の製膜後においても、本発明の正孔輸送物質の熱的な運動が防止され、電子写真感光体の長期経時による特性悪化は発生し難くなると考えている。
もしAr21が存在せず、フッ素原子またはフッ素原子含有置換基が直接トリアリールアミン構造に置換している場合、これらの高い電気陰性度のために電子写真感光体の電気特性が悪化すると考えられる。
また、もしAr21が存在せず、ArまたはArとフッ素原子含有置換基が、炭素原子および酸素原子から選択される原子団長鎖の構造を介して結合する場合、本発明の正孔輸送物質は、Ar21由来のアンカー効果を有さない。そのため、フッ素原子含有置換基が正孔輸送特性を有するトリアリールアミン構造に回り込むような形で近づき過ぎるために、電子写真感光体の電気特性が悪化すると考えられる。
一方、式(2)で示される基においてp、qおよびrの和が0または1の場合、フッ素原子およびフッ化アルキル基等のトリアリールアミン構造への影響が強くなり、電子写真感光体の電気特性が悪化する恐れがある。
上記理由により、フッ素原子およびフッ素原子含有置換基の弊害を最小限にとどめ、これらの効果を最大限に発現させるためには、トリアリールアミン構造とフッ素原子またはフッ素原子含有置換基が置換したAr21とを特定の間隔で有する式(1)で示される正孔輸送性化合物こそが特に優れていることを、本発明者らは見出した。
しかし、R23で示される置換基がフッ素原子含有置換基の場合、フッ素原子含有置換基を構成する炭素原子の数が多すぎると、結合の自由度により、フッ素原子含有置換基がトリフェニルアミン構造に悪影響を与える恐れがある。特にフッ素原子含有置換基を構成する炭素原子の数が多くなり過ぎると、電子写真特性を阻害する傾向が大きくなる。
そのため、R23で示される基が置換基としてフッ素原子を有するアルキル基の場合、その炭素数は1または2である。R23で示される基が置換基としてフッ素原子を有するアルコキシ基の場合、R23は置換基としてフッ素原子を有するメトキシ基に限定される。さらに、sは、Ar21に直接結合するR23の数であり、sは、1以上5以下であることが好ましい。sが2以上のとき、s個のR23は、それぞれ同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。
本発明の正孔輸送物質が前記式(3)で示される基を有する式(1)で示される正孔輸送性化合物の場合も、トリアリールアミン構造とは別にAr31で表されるアレーンから導き出される基を有する。Ar31は、R33で示されるフッ素原子または特定のフッ素原子含有置換基で置換されている。ここで、式(1)で示される正孔輸送性化合物が化学的安定性と電気特性を両立するためには、Ar31は、トリアリールアミン構造のArまたはArに対して、特定の連結基を介して結合し、同一分子内に存在することが必須要件となる。上記トリアリールアミン構造のArまたはArとAr31を介する連結器は、炭素数2個、4個、または6個のsp混成軌道を有する炭素原子(以下、「sp炭素原子」ともいう。)から構成され二重結合部位(−(CR31=CR32−)で構成される。sp炭素原子の数が4個または6個の場合、すなわちtが2または3の場合、二重結合部位は共役二重結合である。
式(3)中tは、好ましくは2以下であり、さらに好ましくは1である。tが4以上の整数であると分子量が大きくなり、製膜性や膜強度等が問題になる場合がある。
ArまたはArと、Ar31の間の連結基がsp炭素原子のみで構成されることにより、トリアリールアミン構造からAr31までの共役系が形成される。この共役系の平面性により、トリフェニルアミン構造からAr31までの構造が固定される。この効果により、トリアリールアミン構造とフッ素原子含有置換基が近づき過ぎることがなくなり、トリアリールアミン構造の電荷輸送特性が阻害されないと考えられる。
ArまたはArと、Ar31の間の連結基が剛直に固定されるため、R33において、置換基としてフッ素原子を有するアルキル基の炭素数は1以上4個以下、置換基としてフッ素原子を有するアルコキシ基の炭素数は1以上3個以下とすることが可能となる。置換基としてフッ素原子を有するアルキル基およびフッ素原子を有するアルコキシ基の炭素数が上記炭素数より多い場合、これらの基がトリフェニルアミン構造に回り込んで近づくために、電子写真感光体の電気特性を悪化させる恐れがある。
上記のように、式(3)で示される1価の基の構造が固定される効果により、トリアリールアミン構造とフッ素原子含有芳香族構造のそれぞれの位置が固定化される。そのため、Ar31がトリアリールアミン構造から適度な距離を保持した状態で、電子写真感光体の表面層中に安定的に存在する事が可能となる。
また、Ar31のアンカー効果により、製膜後においても、本発明の正孔輸送物質の熱的な運動が妨げられ、電子写真感光体の長期経時による特性悪化も発生し難くなると考えている。
上記理由により、フッ素原子およびフッ素原子含有置換基の弊害を最小限にとどめ、これらの効果を最大限に発現させるためには、トリアリールアミン構造とフッ素原子またはフッ素原子含有置換基が置換したAr31を有し、且つトリアリールアミン構造とAr31の間に特定の連結基を有する式(1)で示される正孔輸送性化合物こそが特に優れていることを、本発明者らは見出した。
また、式(3)で示される1価の基の構造は固定されているものの、R33で示されるフッ素原子およびフッ素原子含有置換基において、R33の炭素数が多すぎると、炭素原子の飽和結合の角度と方向の自由度により、フッ素原子含有置換基がトリフェニルアミン構造の電子写真特性に悪影響を与える恐れがある。そのため、uは、Ar31に直接結合するR33の数であり、uは、1以上5以下の整数であることが好ましく、好ましくはuが2以下である。uが2以上のとき、R23は、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。
本発明の正孔輸送物質である前記式(1)で示される正孔輸送性化合物において、Arは、置換もしくは無置換のアリール基を表し、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、フルオレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基等が挙げられる。前記式(1)で示される正孔輸送性化合物が嵩高過ぎる構造を有さず、分子量を大きくし過ぎないためにも、Arがフェニル基であることが好ましい。
前記式(1)で示される正孔輸送性化合物において、ArおよびArは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアリーレン基を表す。アリーレン基としては、例えば、フェニレン基およびナフチレン基、並びにアントラセン、ピレン、フルオレン、フルオランテン、トリフェニレン等から得られる2価の基が挙げられる。前記式(1)で示される正孔輸送性化合物が嵩高過ぎる構造を有さず、分子量を大きくし過ぎないためにも、ArおよびArがフェニレン基であることが好ましい。
前記式(2)で示される1価の基において、Ar21は置換もしくは無置換のアレーンからs+1個の水素原子を除して導き出されるs+1価の基を表し、前記式(3)で示される1価の基において、Ar31は置換もしくは無置換のアレーンからu+1個の水素原子を除して導き出されるu+1価の基を表す。アレーンとしては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、フルオレン、フルオランテン、トリフェニレン等が挙げられる。式(1)で示される正孔輸送性化合物が嵩高過ぎる構造を有さず、分子量を大きくし過ぎないためにも、Ar21およびAr31がベンゼンから導き出される基であることが好ましい。
Ar〜Ar、Ar21およびAr31が有する置換基としては、アルキル基およびアルコキシ基から選択される基が挙げられる。
前記式(2)で示される1価の基において、R21およびR22は、それぞれ独立に、水素原子、または炭素数1から4のアルキル基を表す。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、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等が挙げられる。R21およびR22は同一でも異なってもよい。
23は、フッ素原子、置換基としてフッ素原子を有する炭素数1または2のアルキル基、または置換基としてフッ素原子を有するメトキシ基を表す。置換基としてフッ素原子を有する炭素数1または2のアルキル基としては、モノフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、1,1−ジフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、1,2,2−トリフルオロエチル基、1,1,2,2−テトラフルオロエチル基、1,1,2,2,2−ペンタフルオロエチル基等が挙げられる。これらの中でも、トリフルオロメチル基および1,1,2,2,2−ペンタフルオロエチル基が好ましい。置換基としてフッ素原子を有するメトキシ基としては、モノフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基が挙げられる。中でもトリフルオロメトキシ基が好ましい。
前記式(3)中のR31およびR32は、それぞれ独立に、水素原子、または炭素数1以上4以下のアルキル基を表す。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、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等が挙げられる。R31およびR32は同一でも異なってもよい。
33は、フッ素原子、置換基としてフッ素原子を有する炭素数1以上4以下のアルキル基、または置換基としてフッ素原子を有する炭素数1以上3以下のアルコキシ基を表す。置換基としてフッ素原子を有する炭素数1以上4以下のアルキル基としては、モノフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、1,1−ジフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、1,2,2−トリフルオロエチル基、1,1,2,2−テトラフルオロエチル基、1,1,2,2,2−ペンタフルオロエチル基、1,1−ジフルオロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、1,1,2,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロピル基、4,4,4−トリフルオロブチル基、3,3,4,4,4−ペンタフルオロブチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,4−ノナフルオロブチル基等が挙げられる。これらの中でも、トリフルオロメチル基、1,1,2,2,2−ペンタフルオロエチル基、1,1,2,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロピル基、および1,1,2,2,3,3,4,4,4−ノナフルオロブチル基が好ましい。置換基としてフッ素原子を有する炭素数1以上3以下のアルコキシ基としては、モノフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、1,1−ジフルオロエトキシ基、2,2,2−トリフルオロエトキシ基、1,2,2−トリフルオロエトキシ基、1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ基、1,1,2,2,2−ペンタフルオロエトキシ基、1,1−ジフルオロプロポキシ基、3,3,3−トリフルオロプロポキシ基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロポキシ基、1,1,2,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロポキシ基等が挙げられる。これらの中でも、トリフルオロメトキシ基、1,1,2,2,2−ペンタフルオロエトキシ基、および1,1,2,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロポキシ基が好ましい。
前記式(1)で示される化合物中のZは、前記式(2)で示される1価の基または前記式(3)で示される1価の基を示す。また、前記式(1)で示される正孔輸送性化合物中のZは、水素原子、前記式(2)で示される1価の基、または前記式(3)で示される1価の基を示す。式(1)で示される正孔輸送性化合物の対称性が良くなり過ぎ、分子量が大きくなり過ぎると、製膜性、硬化性、電気特性等が良好でなくなる恐れが高くなる。そのため、式(1)で示される正孔輸送性化合物としては、Zが式(2)で示される1価の基または式(3)で示される1価の基であり、かつZが水素原子であることが好ましい。
前記式(3)で示される1価において、連結器である二重結合部位は、シス体およびトランス体のどちらでも、またはシス体とトランス体の二重結合が存在していてもよい。
前記Ar〜Arが有することができる置換基としては、具体的に以下のアルキル基およびアルコキシ基が挙げられる。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、1−メチルペンチル基、4−メチル−2−ペンチル基、3,3−ジメチルブチル基、2−エチルブチル基、シクロヘキシル基、1−メチルヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、4−tert−ブチルシクロヘキシル基、n−ヘプチル基、シクロヘプチル基等が挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基等が挙げられる。
式(1)で示される正孔輸送性化合物は重合性官能基を有する。重合性官能基とは、重合性官能基どうしが重合反応を起こした場合に、分子間を共有結合で結合することができる官能基を意味する。例えば、式(1)で示される正孔輸送性化合物が有する重合性官能基としては、以下に示す重合性官能基が挙げられる。上記重合性官能基はフッ素原子を有さない。
Figure 0006702844
表面層の耐摩耗性の観点、製膜後の重合時の重合反応速度の観点から、重合性官能基は連鎖重合性を有する官能基が好ましい。特にアクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基が好ましい。
式(1)で示される正孔輸送性化合物は、Ar〜Arの少なくとも1つが、前記重合性官能基を有する。重合性官能基とAr〜Arは直接結合しても良いが、式(1)で示される正孔輸送性化合物の重合特性、融点の改良、また、製膜、硬化時の流動性、重合物の物性等を改良する目的で、重合性官能基とAr〜Arとの間に2価の基を有することが好ましい。2価の基としては、直鎖または分岐のアルキレン基、または、オキシアルキレン基が挙げられる。
以上のことから、導入される重合性官能基を含む置換基としては下記式(4)で表される1価の基であることが好ましい。
Figure 0006702844
(式中***は、Ar〜Arに結合する結合手を表す。R41は、単結合または炭素数1以上6以下のアルキレン基を表す。R42は水素原子またはメチル基を表す。vは0または1である。ただし、vが1のとき、R41は単結合ではない。)
41で表されるアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、iso−プロピレン基、n−ブチレン基、iso−ブチレン基、sec−ブチレン基、tert−ブチレン基、n−ペンチレン基、1−メチル−n−ブチレン基、2−メチル−n−ブチレン基、3−メチル−n−ブチレン基、1,1−ジメチル−n−プロピレン基、1,2−ジメチル−n−プロピレン基、2,2−ジメチル−n−プロピレン基等が挙げられる。上記式(4)で表される1価の基はフッ素元素を有さない。
式(1)で示される正孔輸送性化合物を重合することにより、電子写真感光体の表面層を形成する場合、1つの種類または複数の種類の式(1)で示される正孔輸送性化合物を用いることができる。式(1)で示される正孔輸送性化合物を重合させる手段としては、紫外線、電子線、熱等のエネルギーを付与する手段、あるいは、重合開始剤等の補助剤、酸、アルカリ、錯体等の化合物を共存させる手段を用いることができる。
本発明の正孔輸送物質の化合物例を以下に示す。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。下記の例示化合物において、式(4)で表される1価の基に相当する重合性官能基は、上記の重合性官能基のいずれかに置き換えられてもよい。置換基についても同様に上記の置換基に置き換えてもよい。
Figure 0006702844
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Figure 0006702844
Figure 0006702844
Figure 0006702844
Figure 0006702844
本発明に用いられる正孔輸送物質の代表的な合成例を以下に示す。
<合成例1>
前記例示化合物No.38で示される2官能の重合性アクリル基を有する電荷輸送性物質の合成例を示す。
下記反応式(1)で示される反応により、中間体1(ニトロ体)を合成した。
Figure 0006702844
反応槽内に、カリウムt−ブトキシドの29.3部、乾燥テトラヒドロフランの535部を投入し、撹拌と窒素置換を行った。その反応混合物を内温約5℃になるように冷却した。次に、前記反応槽内に(4−ニトロベンジル)トリフェニルホスホニウムブロマイドの125部を分割しながら添加した。内温の変化は5℃〜7℃であった。添加後30分間、撹拌して混合した。
次に、3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンズアルデヒドの57.5部とテトラヒドロフラン71部の混合溶液を内温変化に注意しながら、約1時間かけて滴下した。内温の変化は10℃までであった。引き続き2時間、室温下で撹拌しながら反応を完結させた。
反応後、反応混合物を氷水2500部に投入し、さらに酢酸エチルを投入して生成物を抽出した。有機層を分液し、水洗、食塩水洗浄し、その後脱水、濃縮した。
得られた生成物に、酢酸エチル200部を加えて加熱溶解し、n−ヘキサンの800部を加えて室温に冷却し、析出した副生成物を濾取した。さらにn−ヘキサン/酢酸エチル=4/1の混合溶液をもちいて濾過器上の濾過物を洗浄し、その濾液を合せて回収した。
回収した濾液から粗生成物を取り出し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して中間体1を得た。収量:65部、収率:75.8%
次に、下記反応式(2)で示される反応により、中間体2(アミン体)を合成した。
Figure 0006702844
反応槽内に上記中間体(1)の65部と、エタノールの514部を投入し、触媒として10%パラジウム/炭素(55%水湿潤品)の11.5部を加え、反応槽内を水素ガス置換した。内温を30℃にして約20時間撹拌して反応を行った。
反応後、濾過、エタノール洗浄、濃縮を行い中間体2の粗生成物を得た。引き続き、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、トルエン/ヘキサン混合溶剤で再結晶して中間体2を得た。収量:41.9部、収率:70%
次に、下記反応式(3)により、中間体3を合成した。
Figure 0006702844
得られた中間体2を用いてトリフェニルアミン構造の合成とエステル部分の加水分解を行った。反応槽に、中間体2の41.9部と、反応式(3)に示すヨウ素体の91.7部、o−ジクロロベンゼンの260部を混合し、炭酸カリウムの52部、銅粉の24部を加えて、内温約190℃にして反応を行った。20時間撹拌を行い反応した。反応後、濾過、トルエン洗浄、濃縮を行い粗生成物を得た。
さらに引き続き加水分解を行い、酢酸エステル部分を水酸基にした。テトラヒドロフランの267部、メタノールの100部、24%水酸化ナトリウム水溶液の300部を混合し、内温70℃に加熱、撹拌して、2時間反応して加水分解を行った。反応後、反応混合物を酢酸エチルで抽出後、有機層を水洗、食塩水洗浄、脱水、濃縮を行った。シリカゲルクロマトグラフィーで精製して中間体3を得た。収量:41.6部、収率(2段階):55%
下記反応式(4)により、例示化合物No.38を合成した。
Figure 0006702844
上記反応により得られた中間体3の41.6部、乾燥テトラヒドロフランの356部、トリエチルアミンの17.5部、を混合し、反応槽を冷却して内温を5℃以下に保った。
撹拌しながら、塩化アクリロイルの13.8部を約30分かけてゆっくり滴下し、内温を10℃以下に保ちながら滴下と撹拌を続けた。その後、室温まで戻し、2時間反応を続けて反応を完結させた。
反応後、反応液を冷却した5%水酸化ナトリウム水溶液の1200部に投入して、酢酸エチルで抽出を行った。水洗、脱水、濃縮を行い粗生成物を得た。
続いて、粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、例示化合物No.38で示される非結晶性の重合性官能基を有する正孔輸送性物質を得た。収量:24.3部、収率49.5%
<合成例2>
前記例示化合物No.127で示される2官能の重合性アクリル基を有する正孔輸送性物質の合成例を示す。
前記反応式(1)と同じ工程により、中間体1(ニトロ体)を合成した。
続いて、下記反応式(5)で示される反応により、中間体4(アミノ体)を合成した。
Figure 0006702844
反応槽内に、中間体(1)の65部およびエタノールの650部を投入した。次いで反応槽内に濃塩酸水溶液の130部を内温が35℃以下になるように維持しながらゆっくり加えた。触媒として塩化スズ(II)の136.5部を加えた。内温を80℃になるように加熱して、5時間撹拌した。1晩放置後、反応混合物に冷却した24%水酸化ナトリウム水溶液の2000部とトルエンの700部を投入して分液操作を行った。得られた有機層を水洗、脱水、濃縮して粗生成物を得た。
得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行った。その後、トルエンとn−ヘキサンの混合溶剤で再結晶を行い、濾過、乾燥等を行うことにより、中間体4の精製物を得た。収量:40.5部、収率:68%
下記反応式(6)により、中間体5を合成した。
Figure 0006702844
上記で得られた中間体4を用いて、トリフェニルアミン構造の合成とエステル部分の加水分解を行った。反応槽に、中間体4の40部と、反応式(6)に示すヨウ素体の88.1部、o−ジクロロベンゼンの260部を混合し、炭酸カリウムの50部、銅粉の23部を加えて、内温約190℃にして反応を行った。20時間撹拌を行い反応した。反応後、濾過、トルエン洗浄、濃縮を行い粗生成物を得た。
さらに引き続き加水分解を行い、酢酸エステル部分を水酸基にした。テトラヒドロフランの260部、メタノールの100部、24%水酸化ナトリウム水溶液の300部を混合し、内温70℃に加熱、撹拌して、2時間反応して加水分解を行った。反応後、反応混合物を酢酸エチルで抽出後、有機層を水洗、食塩水洗浄、脱水、濃縮を行った。シリカゲルクロマトグラフィーで精製して中間体6を得た。収量:42.7部、収率(2段階):59%
下記反応式(7)により、例示化合物No.127を合成した。
Figure 0006702844
上記反応により得られた中間体6の42部、乾燥テトラヒドロフランの350部、トリエチルアミンの17.7部、を混合し、反応槽を冷却して内温を5℃以下に保った。反応槽内を撹拌しながら、塩化アクリロイルの13.9部を約30分かけてゆっくり滴下した。その際内温が10℃以下になるように冷却を続けながら滴下と撹拌を続けた。その後、室温まで戻し、2時間反応を続けて反応を完結させた。
反応後、冷却した5%水酸化ナトリウム水溶液の1200部に投入して、酢酸エチルで抽出を行った。水洗浄、脱水、濃縮を行い粗生成物を得た。続いて、粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、例示化合物No.127で示される非結晶性の重合性官能基を有する正孔輸送性物質を得た。収量:26.8部、収率54%
上記の合成方法で得られる本発明の正孔輸送性物質は、適宜溶剤種、溶剤量を調整することで溶液とし、本発明の電子写真感光体の表面層用塗布液とすることができる。
さらに、前記表面層用塗布液は、本発明目的の効果を妨げない範囲で、本発明の正孔輸送物質と、公知の重合性官能基を有する正孔輸送物質を含有してもよい。公知の重合性官能基を有する正孔輸送物質としては、重合性官能基を有する芳香族アミン化合物を用いてもよい。
本発明の電子写真感光体の表面層は、本発明の正孔輸送物質の他に、重合性官能基を有し正孔輸送性を有さない化合物を含む混合組成物の重合物を含有することができる。本発明の正孔輸送物質と重合性官能基を有し正孔輸送性を有さない化合物とを合せて使用することにより、得られる重合物の機械的強度をさらに向上することができる。より好ましくは、本発明の電子写真感光体の表面層は、1個以上の重合性官能基を有する本発明の正孔輸送物質と2個以上重合性官能基を有する正孔輸送性を有さない化合物を含む混合組成物の重合物を含有する。
重合性官能基を有し正孔輸送性を有さない化合物が有する重合性官能基は、上述の式(1)で示される正孔輸送性化合物が有する重合性官能基でも良い。好ましくは、スチリル基、ビニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等のラジカル重合性の官能基が好ましい。さらに好ましくは、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基のラジカル重合性反応基であることが好ましい。
重合性官能基を有し正孔輸送性構造を有さない化合物としては以下のような化合物があげられる。以下で述べる、1官能とは、重合性官能基を1つ有することを意味する。以下は重合性官能基としてアクリロイルオキシ基を有し正孔輸送性を有さない化合物(以下、「重合性モノマー」ともいう。)の例を示す。
1官能の重合性モノマーとして、例えばエチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ベンジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、エトキシ−ジエチレングリコールアクリレート、イソアミルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、エトキシ化o−フェニルフェノールアクリレート、等があげられる。
2官能の重合性モノマーとして、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、1,10−デカンジオールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、等があげられる。
3官能の重合性モノマーとしては、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート、等があげられる。
4官能の重合性モノマーとしては、例えばペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジメチロールプロパンテトラアクリレート、等があげられる。
6官能の重合性モノマーとしては、例えばジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、等があげられる。
上述の通り、アクリレートモノマーをあげたが、必要に応じてアクリロイルオキシ基をメタクリロイルオキシ基、またはそれ以外の重合性官能基に置き換えて合成された重合性官能基を有する化合物を使用してもよい。
表面層には、耐摩耗性の観点から、各種微粒子を含有させてもよい。微粒子は無機微粒子でも良く、有機微粒子でも良い。無機微粒子としては、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタン等を含む粒子が用いられる。
有機微粒子としては各種の有機樹脂微粒子を使用することができる。例えば、ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスチレン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン等の樹脂からなる微粒子が挙げられる。
表面層は、式(1)で示される正孔輸送性化合物を含有する表面層用塗布液の塗膜を形成し、この塗膜中の式(1)で示される正孔輸送性化合物を重合することにより、塗膜を硬化させることにより、形成することができる。
表面層用塗布液に用いられる溶剤としては、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、脂肪族ハロゲン化炭化水素系溶剤、脂肪族炭化水素系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤等を用いることができる。
表面層の膜厚は、表面層が保護層である場合は、0.1μm以上15μm以下であることが好ましい。また、表面層が電荷輸送層である場合は、5μm以上40μm以下であることが好ましい。
表面層用塗布液の塗膜を硬化させる(式(1)で示される正孔輸送性化合物を重合させる)方法としては、熱、光(紫外線等)、または、放射線(電子線等)を用いて重合させる方法が挙げられる。これらの中でも、放射線が好ましく、放射線の中でも電子線がより好ましい。
電子線を用いて重合させると、非常に緻密(高密度)な3次元網目構造が得られ、耐摩耗性が向上するため好ましい。また、短時間でかつ効率的な重合反応となるため、生産性も高くなる。電子線を照射する場合、加速器としては、例えば、スキャニング型、エレクトロカーテン型、ブロードビーム型、パルス型、ラミナー型等が挙げられる。
電子線を用いる場合、電子線の加速電圧は、重合効率を損なわずに電子線による材料特性劣化を抑制できる観点から、150kV以下であることが好ましい。また、表面層用塗布液の塗膜の表面での電子線吸収線量は、5kGy以上50kGy以下であることが好ましく、1kGy以上10kGy以下であることがより好ましい。
また、電子線を用いて本発明の正孔輸送物質を重合させる場合、酸素による重合阻害作用を抑制する目的で、不活性ガス雰囲気で電子線を照射した後、不活性ガス雰囲気で加熱することが好ましい。不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム等が挙げられる。
次に、本発明の電子写真感光体の全体的な構成について説明する。
<電子写真感光体>
本発明における電子写真感光体の好ましい構成は、支持体上に、電荷発生層、正孔輸送層をこの順で積層した構成である。必要に応じて、電荷発生層と支持体の間に導電層や下引き層(中間層)を、正孔輸送層上に保護層を設けても良い。なお、本発明においては電荷発生層と正孔輸送層とを併せて感光層と呼ぶ。
本発明の正孔輸送物質は表面層に含有させる。本発明における表面層とは、電子写真感光体が保護層を設ける場合には保護層を指し、保護層を設けない場合には正孔輸送層を指す。また、感光層は、電荷発生物質と正孔輸送物質を含有する単層型感光層で構成されてもよい。
<支持体>
本発明の電子写真感光体に用いられる支持体としては、導電性を有する材料からなる、導電性支持体であることが好ましい。支持体の材質としては、例えば、鉄、銅、金、銀、アルミニウム、亜鉛、チタン、鉛、ニッケル、スズ、アンチモン、インジウム、クロム、アルミニウム合金、ステンレス等の金属または合金が挙げられる。また、アルミニウム、アルミニウム合金、酸化インジウム−酸化スズ合金等を真空蒸着によって形成した被膜を有する金属製支持体や樹脂製支持体を用いることもできる。また、カーボンブラック、酸化スズ粒子、酸化チタン粒子、銀粒子等の導電性粒子をプラスチックや紙に含浸してなる支持体や、導電性樹脂を含有する支持体を用いることもできる。支持体の形状としては、円筒状、ベルト状、シート状または板状等が挙げられるが、円筒状が最も一般的である。
支持体の表面は、レーザー光の散乱による干渉縞の抑制、支持体表面欠陥の改良、支持体の導電性の改良等の観点から、切削処理、粗面化処理、アルマイト処理等の処理を施してもよい。
支持体と、後述の下引き層または電荷発生層との間には、レーザー等の散乱による干渉縞の抑制、抵抗制御あるいは支持体の傷の被覆を目的として、導電層を設けてもよい。
導電層は、カーボンブラック、導電性顔料、抵抗調節顔料等を結着樹脂とともに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させることによって形成することができる。導電層用塗布液には、加熱、紫外線照射、放射線照射等により硬化重合する化合物を添加してもよい。導電性顔料や抵抗調節顔料を分散させてなる導電層は、その表面が粗面化される傾向にある。
導電層の膜厚は、0.1μm以上50μm以下であることが好ましく、さらには0.5μm以上40μm以下であることがより好ましく、さらには1μm以上30μm以下であることがより好ましい。
導電層に用いられる結着樹脂としては、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン等のビニル化合物の重合体および共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリウレタン、セルロース樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂およびイソシアネート樹脂が挙げられる。
導電性顔料および抵抗調節顔料としては、アルミニウム、亜鉛、銅、クロム、ニッケル、銀、ステンレス等の金属(合金)の粒子や、これらをプラスチックの粒子の表面に蒸着したものが挙げられる。また、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、スズをドープした酸化インジウム、アンチモンやタンタルをドープした酸化スズ等の金属酸化物の粒子でもよい。これらは、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
支持体または導電層と電荷発生層との間には、電荷発生層の接着性改良、支持体からの正孔注入性改良、電荷発生層の電気的破壊に対する保護等を目的として、下引き層を設けてもよい。
下引き層は、結着樹脂を溶剤に溶解させることによって得られる下引き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。
下引き層に用いられる結着樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリ−N−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体、カゼイン樹脂、ポリアミド、N−メトキシメチル化6ナイロン、共重合ナイロン、フェノール樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂あるいはポリエステル等が挙げられる。
下引き層には、さらに、金属酸化物粒子を含有させてもよい。金属酸化物粒子としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムを含有する粒子が挙げられる。また、金属酸化物粒子は、金属酸化物粒子の表面がシランカップリング剤等の表面処理剤で処理されている金属酸化物粒子であってもよい。
下引き層の膜厚は、0.05μm以上30μm以下であることが好ましく、1μm以上25μm以下であることがより好ましい。下引き層には、さらに、有機樹脂微粒子、レべリング剤を含有させてもよい。
次に電荷発生層について説明する。電荷発生層は、電荷発生物質を結着樹脂および溶剤とともに分散処理することによって得られた電荷発生層用塗布液を塗布して塗膜を形成し、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。
電荷発生層に用いられる電荷発生物質としては、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、ピリリウム塩、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、スチリル色素等が挙げられる。これら電荷発生物質は1種のみ用いてもよく、2種以上用いてもよい。これら電荷発生物質の中でも、感度の観点から、フタロシアニン顔料やアゾ顔料が好ましく、特にはフタロシアニン顔料がより好ましい。
フタロシアニン顔料の中でも、特にオキシチタニウムフタロシアニンあるいは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優れた電荷発生効率を示す。さらに、ヒドロキシガリウムフタロシアニンの中でも、感度の観点から、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角2θが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より好ましい。
電荷発生層に用いられる結着樹脂としては、例えば、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン等のビニル化合物の重合体や、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリウレタン、セルロース樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
電荷発生物質と結着樹脂の質量比は、1:0.3〜1:4の範囲であることが好ましい。
電荷発生層の膜厚は、0.05μm以上1μm以下であることが好ましく、0.1μm以上0.5μm以下であることがより好ましい。
次に、正孔輸送層について説明する。正孔輸送層が表面層の場合は、上述の通り、本発明の正孔輸送物質の重合物を含有する。
一方、正孔輸送層上に保護層を設ける場合は、正孔輸送層は、正孔輸送物質と結着樹脂を溶剤に混合した正孔輸送層用塗布液の塗膜を形成し、この塗膜を乾燥させることによって形成することができる。以下に、正孔輸送層上に保護層を有する正孔輸送層に用いられる正孔輸送物質と結着樹脂について説明する。
正孔輸送性物質としては、カルバゾール化合物、ヒドラゾン化合物、N,N−ジアルキルアニリン化合物、ジフェニルアミン化合物、トリフェニルアミン化合物、トリフェニルメタン化合物、ピラゾリン化合物、スチリル化合物、スチルベン化合物等が挙げられる。
結着樹脂としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリカーボネート、ポリエステル等が挙げられる。また、硬化型フェノール樹脂、硬化型ウレタン樹脂、硬化型メラミン樹脂、硬化型エポキシ樹脂、硬化型アクリル樹脂、硬化型メタクリル樹脂等の硬化性樹脂を用いることもできる。
正孔輸送層用塗布液に用いられる溶剤としては、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、脂肪族ハロゲン化炭化水素系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤等が挙げられる。
正孔輸送層の膜厚は、1μm以上100μm以下であることが好ましく、さらに3μm以上50μm以下であることがより好ましく、さらには5μm以上40μm以下であることが好ましい。
本発明の電子写真感光体の各層には、各種添加剤を添加することが可能である。具体的には、有機顔料、有機染料、塗膜表面調整剤、電子輸送剤、オイル、ワックス、酸化防止剤、光吸収剤、重合開始剤、ラジカル失活剤、有機樹脂微粒子、無機粒子等が挙げられる。
電子写真感光体の各層の表面には、研磨シート、形状転写型部材、ガラスビーズ、ジルコニアビーズ等用いて表面加工を施してもよい。また、塗布液の構成材料を使って表面に凹凸を形成させてもよい。上記各層の塗布液を塗布する際には、例えば、浸漬塗布法、スプレー塗布法、円形量規制型(リング)塗布法、スピン塗布法、ローラー塗布法、マイヤーバー塗布法、ブレード塗布法のような公知の如何なる塗布方法も用いることができる。
次に、本発明の電子写真感光体を備えたプロセスカートリッジおよび画像形成プロセスについて説明する。
本発明のプロセスカートリッジの構成の一例を図1に示す。図1において、円筒状の電子写真感光体1は、矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。回転駆動される電子写真感光体1の周面は、帯電手段(帯電ローラ等)2により、正または負の所定電位に均一に帯電される。次いで、帯電された電子写真感光体1の周面は、スリット露光やレーザービーム走査露光等の露光手段(不図示)から出力される露光光(画像露光光)3を受ける。こうして電子写真感光体1の周面に、目的の画像に対応した静電潜像が順次形成されていく。帯電手段2に印加する電圧は、直流成分に交流成分を重畳した電圧、または直流成分のみの電圧のどちらを用いてもよい。
電子写真感光体1の周面に形成された静電潜像は、現像手段4の現像剤に含まれるトナーにより現像されてトナー像となる。次いで、電子写真感光体1の周面に形成担持されているトナー像が、転写手段(転写ローラー等)5からの転写バイアスによって、転写材(紙や中間転写体等)6に順次転写されていく。転写材6は電子写真感光体1の回転と同期して給送される。
トナー像転写後の電子写真感光体1の表面は、前露光手段(不図示)からの前露光光7により除電処理された後、クリーニング手段8によって転写残トナーの除去を受けて清浄面化され、電子写真感光体1は、画像形成に繰り返し使用される。なお、前露光手段はクリーニング工程の先でも後でもよいし、また前露光手段は必ずしも必要ではない。
電子写真感光体1を複写機やレーザービームプリンター等の電子写真装置に装着してもよい。また、電子写真感光体1、帯電手段2、現像手段4およびクリーニング手段8等の構成要素のうち、複数のものを容器に納めて一体に支持して構成したプロセスカートリッジ9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。図1では、電子写真感光体1と、帯電手段2、現像手段4およびクリーニング手段8とを一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジ9としている。
次に、本発明の電子写真感光体を備えた電子写真装置について説明する。
本発明の電子写真装置の構成の一例を図2に示す。イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色、それぞれの色に対応したイエロー色用のプロセスカートリッジ17、マゼンタ色用のプロセスカートリッジ18、シアン色用のプロセスカートリッジ19、ブラック色用のプロセスカートリッジ20が、中間転写体10に沿って並置されている。図2に示す通り、電子写真感光体の径や構成材料、現像剤、帯電方式、およびその他の手段は、各色で必ずしも統一する必要はない。例えば、図2の電子写真装置では、電子写真感光体の径がカラー色(イエロー、マゼンタ、シアン)よりもブラック色の方が大きい。また、カラー色の帯電方式が直流成分に交流成分を重畳した電圧を印加する方式に対して、ブラック色ではコロナ放電を用いる方式を採用している。
画像形成動作が始まると、上述の画像形成プロセスに従って、中間転写体10に各色のトナー像が順次重ねられていく。並行して、転写紙11が給紙経路12によって給紙トレイ13から送り出され、中間転写体の回転動作とタイミングを合わせて、二次転写手段14へと給送される。二次転写手段14からの転写バイアスによって、中間転写体10上のトナー像が転写紙11に転写される。転写紙11上に転写されたトナー像は、給紙経路12に沿って搬送され、定着手段15によって転写紙上に定着され、排紙部16から排紙される。
以下、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。なお、実施例中の「部」は「質量部」を意味する。また、電子写真感光体を以下単に「感光体」ともいう。
<電子写真感光体の作製>
〔実施例1〕
外径30.0mm、長さ357.5mm、肉厚0.7mmの円筒状アルミニウムシリンダーを支持体(導電性支持体)とした。
次に、酸化亜鉛粒子(比表面積:19m/g、粉体抵抗率:4.7×10Ω・cm)の10部をトルエンの50部と撹拌混合し、これにシランカップリング剤の0.08部を添加し、6時間攪拌した。その後、トルエンを減圧留去して、130℃で6時間加熱乾燥し、表面処理された酸化亜鉛粒子を得た。シランカップリング剤としては、信越化学工業(株)製のKBM602(化合物名:N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン)を用いた。
次に、ポリビニルブチラール樹脂(重量平均分子量:40000、商品名:BM−1、積水化学工業(株)製)の15部およびブロック化イソシアネート(商品名:デュラネートTPA−B80E、旭化成ケミカルズ(株)製)の15部をメチルエチルケトンの73.5部と1−ブタノールの73.5部の混合溶液に溶解させた。この溶液に前記表面処理された酸化亜鉛粒子の80.8部、および2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン(和光純薬工業(株)製)の0.8部を加え、これを直径0.8mmのガラスビーズを用いたサンドミル装置で23±3℃雰囲気下で3時間分散した。分散後、シリコーンオイル(商品名:SH28PA、東レダウコーニング(株)製)の0.01部、架橋ポリメタクリル酸メチル(PMMA)粒子(商品名:TECHPOLYMER SSX−102、積水化成品工業(株)製、平均一次粒径2.5μm)の5.6部を加えて攪拌し、下引き層用塗布液を調製した。
この下引き層用塗布液を前記支持体上に浸漬塗布して塗膜を形成し、得られた塗膜を40分間160℃で乾燥させて、膜厚が18μmの下引き層を形成した。
次に、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角2θ±0.2の7.4°および28.2°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(電荷発生物質)を用意した。このヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶の2部、下記式(A)で示されるカリックスアレーン化合物の0.02部、ポリビニルブチラール(商品名:エスレックBX−1、積水化学工業(株)製)の1部、および、シクロヘキサノンの60部を、直径1mmガラスビーズを用いたサンドミルに入れ、4時間分散処理した。その後、酢酸エチルの70部を加えることによって、電荷発生層用塗布液を調製した。この電荷発生層用塗布液を下引き層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を15分間90℃で乾燥させることによって、膜厚0.15μmの電荷発生層を形成した。
Figure 0006702844
次に、下記式(B)で示される化合物の6部、下記式(C)で示される化合物の3部、下記式(D)で示される化合物の1部、および、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(商品名:ユーピロンZ400、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製)の10部を、モノクロロベンゼンの60部/ジメトキシメタンの20部の混合溶剤に溶解させることによって、正孔輸送層用塗布液を調製した。この正孔輸送層用塗布液を電荷発生層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を50分間100℃で乾燥させることによって、膜厚18μmの第一の正孔輸送層を形成した。
Figure 0006702844
次に、例示化合物No.5で示される正孔輸送物質の3部と、下記式(E)で示される正孔輸送物質の3部を、溶剤として用いた1−プロパノールの7部およびゼオローラH(日本ゼオン(株)製)の7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。
Figure 0006702844
この保護層用塗布液を前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を10分間50℃で乾燥させ、下記の条件で電子線照射と加熱による重合硬化処理を行った。
酸素濃度100ppm以下の雰囲気にて、アルミニウムシリンダーを300rpmの速度で回転させながら、電子線照射装置を用いて、照射距離30mm、加速電圧70kV、ビーム電流7mA、照射時間2.4秒の条件で電子線照射をした。電子線照射後、酸素濃度100ppm以下の条件のまま、速やかに誘導加熱装置を用いて保護層塗膜表面を20秒かけて130℃に到達させた。
次に、上記アルミニウムシリンダーを大気雰囲気に取り出し、さらに10分間100℃で加熱することによって、膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体1を作製した。
〔実施例2〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.10で示される正孔輸送物質の3部と、下記式(F)で示される正孔輸送物質の3部、1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。
Figure 0006702844
この保護層用塗布液を前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体2を作製した。
〔実施例3〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.22で示される正孔輸送物質の6部を、1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。
この保護層用塗布液を前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体3を作製した。
〔実施例4〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.25で示される正孔輸送物質の4部と前記式(F)で示される正孔輸送物質の2部、1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。
この保護層用塗布液を前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体4を作製した。
〔実施例5〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.34で示される正孔輸送物質の6部と、1−プロパノールの7部およびゼオローラH(日本ゼオン(株)製)の7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。
この保護層用塗布液を前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体5を作製した。
〔実施例6〕
実施例感光体1で使用したものと同様のアルミニウムシリンダーを支持体とした。
次に、導電性粒子としての酸素欠損型SnOを被覆したTiO粒子(粉体抵抗率100Ω・cm、SnOの被覆率(質量比率)が35%)の60部、結着樹脂としてのフェノール樹脂(商品名:プライオーフェンJ−325、DIC(株)(旧大日本インキ化学工業(株))製、樹脂固形分60%)の36.5部、溶剤としてのメトキシプロパノールの20部を、直径1mmのガラスビーズを用いた横型サンドミル分散機で分散した。
この分散液からメッシュでガラスビーズを取り除いた後、分散液に表面粗し付与材としてのシリコーン樹脂粒子(商品名:トスパール120、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社(旧GE東芝シリコーン(株))製、平均粒径:2μm)の1.6部、レベリング剤としてのシリコーンオイル(商品名:SH28PA、東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製)の0.008部を添加して攪拌することによって、導電層用塗布液を調製した。この導電層塗布液における酸素欠損型SnO被覆TiO粒子の平均粒径は0.35μmであった。前記導電層用塗布液を、前記支持体上に浸漬塗布し、これを30分間140℃で乾燥および硬化させることによって、膜厚が18μmの導電層を形成した。
次に、メトキシメチル化6ナイロン樹脂(商品名:トレジンEF−30T、帝国化学(株)製)の10部を、メタノールの100部/n−ブタノールの50部の混合溶剤に溶解させることによって、下引き層用塗布液を調製した。この下引き層用塗布液を導電層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を30分間100℃で乾燥させることによって、膜厚0.45μmの下引き層を形成した。続いて、実施例1と同様にして電荷発生層、正孔輸送層をこの順に形成した。
次に、例示化合物No.36で示される正孔輸送物質の6部と、1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体6を作製した。
〔実施例7〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.36で示される正孔輸送物質の4部と前記式(E)で示される正孔輸送物質の2部、1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体7を作製した。
〔実施例8〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.38で示される正孔輸送物質の6部と、1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体8を作製した。
実施例感光体8の感光体表面の硬化膜のATR法によるIRスペクトルを以下のように測定した。実施例感光体8の硬化膜を、カッターの刃を用いて小片を切り取り剥離した。剥離した試験片の表面層側のIRスペクトルをIR測定装置により測定した。IR測定装置は、パーキンエルマー社製Frontier FT−IR装置に、ゲルマニウムプリズムを用いたATR法測定装置を装着したものを用いた。試験片表面をATRプリズム面に押し当ててスペクトル測定した。結果を図3に示す。
〔実施例9〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.38で示される正孔輸送物質の3部と、前記式(E)で示される正孔輸送物質の3部、を1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体9を作製した。
〔実施例10〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。
フッ素原子含有樹脂(商品名:GF−400、東亜合成(株)製)の1.5部を、1−プロパノールの45部およびゼオローラHの45部の混合溶剤に溶解した。その後、フッ化エチレン樹脂粉体(商品名:ルブロンL−2、ダイキン工業(株)製)の30部を添加し、高圧分散機(商品名:マイクロフルイダイザーM−110EH、米Microfluidics(株)製)で分散することで、フッ化エチレン樹脂分散液を得た。
例示化合物No.38で示される正孔輸送物質の2部と、前記式(E)で示される正孔輸送物質の2部、前記フッ化エチレン樹脂分散液の8部と、1−プロパノールの4部およびゼオローラHの4部を撹拌して均一に分散させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体10を作製した。
〔実施例11〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.41で示される正孔輸送物質の6部と、1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体11を作製した。
〔実施例12〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.41で示される正孔輸送物質の4部と、前記式(E)で示される正孔輸送物質の2部を、1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体12を作製した。
〔実施例13〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.44で示される正孔輸送物質の6部と、1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体13を作製した。
実施例感光体13の感光体表面の硬化膜のATR法によるIRスペクトルを、実施例8と同様の方法で測定した。結果を図4に示す。
〔実施例14〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.44で示される正孔輸送物質の4部と、前記式(E)で示される正孔輸送物質の2部、を1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体14を作製した。
〔実施例15〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.47で示される正孔輸送物質の6部と、1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体15を作製した。
〔実施例16〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.47で示される正孔輸送物質の4部と、前記式(E)で示される正孔輸送物質の2部、を1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体16を作製した。
〔実施例17〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.59で示される正孔輸送物質の6部と、1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体17を作製した。
〔実施例18〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.63で示される正孔輸送物質の6部と、1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体18を作製した。
〔実施例19〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.84で示される正孔輸送物質の6部と、1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体19を作製した。
〔実施例20〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.28で示される正孔輸送物質の4.8部、下記式(G)で示される正孔輸送性構造を有さないアクリル化合物の1.2部、
Figure 0006702844
および下記式(H)で示されるシロキサン変性アクリル化合物の0.06部、1−プロパノールの7部、ゼオローラHの7部を混合し、撹拌溶解させた。
Figure 0006702844
その後メンブランフィルターでこの溶液を濾過することによって表面層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体20を作製した。
〔実施例21〕
実施例1と同様のアルミニウムシリンダーに実施例1と同様の下引き層を形成した。
次に、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角2θ±0.2°の27.2°にピークを有する結晶形のオキシチタニウムフタロシアニン結晶(電荷発生物質)を用意した。このオキシチタニウムフタロシアニン結晶の2部、ポリビニルブチラール(商品名:エスレックBM−S、積水化学工業(株)製の)1部、および、シクロヘキサノンの50部を、直径1mmガラスビーズを用いたサンドミルに入れ、4時間分散処理した。その後、酢酸エチルの40部を加えることによって、電荷発生層用塗布液を調製した。この電荷発生層用塗布液を下引き層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を10分間80℃で乾燥させることによって、膜厚0.18μmの電荷発生層を形成した。
上記電荷発生層上に実施例1と同様の電荷輸送層を形成した。
次に、例示化合物No.38で示される正孔輸送物質の5.4部と、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンの0.3部、前記実施例10で作製されたフッ化エチレン樹脂分散液の2.4部、1−プロパノールの6部およびゼオローラHの6部を混合、撹拌して均一に分散させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、塗膜を10分間45℃で乾燥させた後、下記条件で光硬化処理した。
酸素濃度6000〜8000ppmの雰囲気下で、上記保護層用塗布液の塗膜を有するアルミニウムシリンダーを100rpmの速度で回転させ、出力160W/cmのメタルハライドランプを用いて、照射距離100mm、照射強度600mW/cm、照射時間2分の条件で光照射した。光照射後、30分間135℃で加熱処理することによって膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体21を作製した。
〔実施例22〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体21と同様にして電子写真感光体を製造した。
例示化合物No.38で示される正孔輸送物質の2.7部と、前記式(E)で示される正孔輸送物質の2.7部、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンの0.3部、前記実施例10で作製されたフッ化エチレン樹脂分散液の2.4部、1−プロパノールの6部およびゼオローラHの6部を混合し、実施例21と同様の条件で塗布、乾燥、光硬化処理した。実施例21と同様にして加熱処理することによって膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体22を作製した。
〔実施例23〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.108で示される正孔輸送物質の2部と、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、東京化成工業株式会社製)の2部、および前記実施例10で作製されたフッ化エチレン樹脂分散液の8部と、1−プロパノールの4部およびゼオローラHの4部を撹拌して均一に分散させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体23を作製した。
〔実施例24〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.121で示される正孔輸送物質の2部と、前記式(F)で示される正孔輸送物質の2部、および前記実施例10で作製されたフッ化エチレン樹脂分散液の8部と、1−プロパノールの4部およびゼオローラHの4部を撹拌して均一に分散させて保護層用塗布液を調整した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体24を作製した。
〔実施例25〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.125で示される正孔輸送物質の2部と、前記式(E)で示される正孔輸送物質の4部、を1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体25を作製した。
〔実施例26〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.127で示される正孔輸送物質の2部と、前記式(E)で示される正孔輸送物質の2部、および前記実施例10で作製されたフッ化エチレン樹脂分散液の8部と、1−プロパノールの4部およびゼオローラHの4部を撹拌して均一に分散させて保護層用塗布液を調整した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体26を作製した。
〔実施例27〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.133で示される正孔輸送物質の1.5部と、前記式(E)で示される正孔輸送物質の2.5部、および前記実施例10で作製されたフッ化エチレン樹脂分散液の8部と、1−プロパノールの4部およびゼオローラHの4部を撹拌して均一に分散させて保護層用塗布液を調整した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体27を作製した。
〔実施例28〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.138で示される正孔輸送物質の2.5部と、前記式(E)で示される正孔輸送物質の1.5部、および前記実施例10で作製されたフッ化エチレン樹脂分散液の8部と、1−プロパノールの4部およびゼオローラHの4部を撹拌して均一に分散させて保護層用塗布液を調整した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体28を作製した。
〔実施例29〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.141で示される正孔輸送物質の2部と、前記式(E)で示される正孔輸送物質の2部、および前記実施例10で作製されたフッ化エチレン樹脂分散液の8部と、1−プロパノールの4部およびゼオローラHの4部を撹拌して均一に分散させて保護層用塗布液を調整した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体29を作製した。
〔実施例30〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。例示化合物No.146で示される正孔輸送物質の2部と、前記式(E)で示される正孔輸送物質の2部、および前記実施例10で作製されたフッ化エチレン樹脂分散液の8部と、1−プロパノールの4部およびゼオローラHの4部を撹拌して均一に分散させて保護層用塗布液を調整した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして実施例感光体30を作製した。
〔比較例1〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。下記比較化合物No.1で示される正孔輸送物質の6部と、1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして比較例感光体1を作製した。
Figure 0006702844
〔比較例2〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。下記比較化合物No.2で示される正孔輸送物質の6部と、1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして比較例感光体2を作製した。
Figure 0006702844
〔比較例3〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。下記比較化合物No.3で示される正孔輸送物質の6部と、1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして比較例感光体3を作製した。
Figure 0006702844
〔比較例4〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。下記比較化合物No.4で示される正孔輸送物質の6部と、1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして比較例感光体4を作製した。
Figure 0006702844
〔比較例5〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。下記比較化合物No.5で示される正孔輸送物質の6部と、1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして比較例感光体5を作製した。
Figure 0006702844
〔比較例6〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。下記比較化合物No.6で示される正孔輸送物質の4部と、前記式(G)で示される正孔輸送性構造を有さないアクリル化合物の2部を1−プロパノールの7部およびゼオローラHの7部に溶解させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして比較例感光体6を作製した。
Figure 0006702844
〔比較例7〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体21と同様にして電子写真感光体を製造した。上記実施例21における保護層に用いた正孔輸送物質のかわりに、上記比較化合物No.2で示される正孔輸送物質の5.4部を使用して保護層を形成した。実施例21と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。以上のようにして比較例感光体7を作製した。
〔比較例8〕
保護層を以下のように形成した以外は、実施例感光体1と同様にして電子写真感光体を製造した。下記比較化合物No.7で示される正孔輸送物質の2部と、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、東京化成工業株式会社製)の2部、および前記実施例10で作製されたフッ化エチレン樹脂分散液の8部と、1−プロパノールの4部およびゼオローラHの4部を撹拌して均一に分散させて保護層用塗布液を調製した。前記正孔輸送層上に浸漬塗布し、実施例1と同様にして膜厚3.5μmの保護層を形成した。このようにして比較例感光体8を作製した。
Figure 0006702844
<評価:初期感度と残留電位>
作製した実施例感光体1〜30と比較例感光体1〜8について、以下の条件で感度と低湿環境下の耐久電位変動の評価を行った。
感光体試験装置(商品名:CYNTHIA59、ジェンテック(株)製)を用いて、まず、温度23℃/湿度50%RHの環境下で、電子写真感光体の表面が−700Vになるように帯電装置の条件を設定した。これに波長780nmの単色光を照射して−700Vの電位を−200Vまで下げるのに必要な光量を測定し、感度(μJ/cm)とした。さらに、20(μJ/cm)の光量を照射した場合の感光体の電位を測定し、残留電位(−V)とした。
<評価:画像流れ評価>
作製した実施例感光体1〜30と比較例感光体1〜8を使用して、以下の条件で画像流れを評価した。
電子写真装置には、キヤノン(株)製の複写機、商品名iR−C3380Fの改造機を使用した。改造点としては、像露光レーザーパワー、帯電ローラーから電子写真感光体の支持体に流れる電流量(以降、総電流とも呼ぶ)、帯電ローラーへの印加電圧の、調節および測定ができるように改造した。さらにカセットヒーターを取り外した。
まず、電子写真装置および電子写真感光体を、温度30℃/湿度80%RHの環境に24時間以上放置した後に、実施例および比較例の電子写真感光体を電子写真装置のシアン色のカートリッジに装着した。
次に、A4サイズ普通紙でシアン単色にてベタ画像の出力を行い、分光濃度計(商品名:X−rite504、X−rite(株)製)にて紙上の濃度が1.45となるように像露光光量を設定した。
次に、印加電圧を−400Vから100V間隔で−2000Vまで印加し、それぞれの印加電圧における総電流を測定した。そして、横軸に印加電圧を、縦軸に総電流をとったグラフを作成し、印加電圧−400V〜−800Vにおける一次近似曲線から乖離する電流分(以降、放電電流とも呼ぶ)が100μAとなる印加電圧を求めた。放電電流100μAとなる印加電圧における総電流値に、総電流を設定した。
次に、A4サイズ、線幅0.1mm、線間隔10mmの正方形格子画像を、スキャナーから読み込み、シアン単色にて連続で5000枚出力した。画像出力後、電子写真装置の主電源を切って三日間放置した。放置後、電子写真装置の主電源を入れてすぐに、上記の正方形格子画像を同様に1枚出力して、出力画像の画像流れを目視し、下記の基準で画像流れを評価した。
評価ランクは以下の通りとした。
ランク5:格子画像に異常は認められない。
ランク4:格子画像の横線が破断しているが、縦線には異常は認められない。
ランク3:格子画像の横線が消失しているが、縦線には異常は認められない。
ランク2:格子画像の横線が消失しており、縦線が破断している。
ランク1:格子画像の横線が消失しており、縦線も消失している。
このとき、格子画像における横線とは、感光体の円筒軸方向と平行な線を指し、縦線とは感光体円筒軸方向と垂直な線を指す。
<評価:低湿環境下の耐久使用時の電位変動および摩耗量の評価>
製造した実施例感光体1〜30と比較例感光体1〜8を使用して、以下の条件で保護層の低湿環境下の耐久電位変動と摩耗量を評価した。
電子写真装置には、キヤノン(株)製の複写機、iR ADVANCE C5051Fの改造機を使用した。改造点は、像露光レーザーパワーの調節ができるようにした。
まず、電子写真感光体の50000枚出力前における保護層膜厚を、干渉膜厚計(商品名:MCPD−3700、大塚電子(株)製)を用いて測定した。
電子写真装置および電子写真感光体を温度23℃湿度5%RHの環境に24時間以上放置した後に、電子写真感光体を電子写真装置のシアン色のカートリッジに装着した。先ず初期に電子写真感光体の表面が−700Vになるように帯電装置の条件を設定した。これに像露光レーザーパワーを調整して−700Vの電位を−200Vまで下げる光量設定を記録した。
次に、A4サイズ普通紙でシアン単色にてハーフトーン画像の出力を行い、分光濃度計(商品名:X−rite504、X−rite(株)製)にて出力画像の濃度が0.85となるように像露光レーザーパワーを設定し、連続で50000枚出力した。
その後、電子写真感光体の表面が−700Vになるように帯電装置の条件を設定し、初期に記録した像露光レーザーパワーに再調整し、その時の表面電位を読み取った。その電位の絶対値の増減分を耐久電位変動量として測定した。
次に、電子写真装置から電子写真感光体を取出して50000枚出力後の保護層膜厚を測定し、50000枚出力前後の保護層膜厚の差分、すなわち摩耗量を算出した。以上の評価結果を表1に示す。
Figure 0006702844
なお、表1中の「式(E)」は式(E)で示される正孔輸送物質を、「式(F)」は式(F)で示される正孔輸送物質を表す。「式(G,H)」は式(G)で示される正孔輸送性構造を有さないアクリル化合物および式(H)で示されるシロキサン変性アクリル化合物を表し、「式(G)」は式(G)で示される正孔輸送性構造を有さないアクリル化合物を表す。
表1の結果より、本発明の電子写真感光体は、電気特性および耐久特性が良好で、さらに画像流れの抑制についても実施例感光体の方が比較例感光体よりも一段と良好な性能を有する。
1‥‥電子写真感光体
2‥‥帯電手段
3‥‥露光光
4‥‥現像手段
5‥‥転写手段
6‥‥転写材
7‥‥前露光光
8‥‥クリーニング手段
9‥‥プロセスカートリッジ
10‥‥中間転写体
11‥‥転写紙
12‥‥給紙経路
13‥‥給紙トレイ
14‥‥二次転写手段
15‥‥定着手段
16‥‥排紙部
17‥‥イエロー色用のプロセスカートリッジ
18‥‥マゼンタ色用のプロセスカートリッジ
19‥‥シアン色用のプロセスカートリッジ
20‥‥ブラック色用のプロセスカートリッジ

Claims (17)

  1. 支持体および該支持体上の感光層を有する電子写真感光体において、
    該電子写真感光体の表面層が、下記式(1)で示される正孔輸送性化合物の重合物を含有することを特徴とする電子写真感光体。
    Figure 0006702844
    (式(1)中、Arは、置換もしくは無置換のアリール基を示す。ArおよびArは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアリーレン基を示す。Ar〜Arは、フッ素原子を有さない。Ar〜Arのアリール基またはアリーレン基が有してもよい置換基は、炭素数1以上6以下のアルキル基、炭素数1以上6以下のアルコキシ基、および、重合性官能基を有する1価の基からなる群より選択される基であり、Ar〜Arのアリール基またはアリーレン基の少なくとも1つは、該重合性官能基を有する1価の基を有する。Zは、下記式(2)で示される1価の基、または、下記式(3)で示される1価の基を示す。Zは、水素原子、下記式(2)で示される1価の基、または、下記式(3)で示される1価の基を示す。ZおよびZが下記式(2)で示される1価の基であるとき、またはZおよびZが下記式(3)で示される1価の基であるとき、ZおよびZの構造は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
    Figure 0006702844
    (式(2)中、*は、式(1)中のArまたはArに結合する結合手を示す。R21およびR22は、それぞれ独立に、水素原子、または、炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。pは、0または1である。qは、1以上4以下の整数である。rは、0または1である。p、qおよびrは、2≦p+q+r≦4を満たす。qが2以上のとき、R21は、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよく、R22は、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。Ar21は、置換もしくは無置換のアレーンからs+1個の水素原子を除して導き出されるs+1価の基を示す。R23は、フッ素原子、置換基としてフッ素原子を有する炭素数1または2のアルキル基、または、置換基としてフッ素原子を有するメトキシ基を示す。sは、Ar21に直接結合するR23の数であり、1以上5以下の整数である。sが2以上のとき、R23は、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。)
    Figure 0006702844
    (式(3)中、**は、式(1)中のArまたはArに結合する結合手を示す。R31およびR32は、それぞれ独立に、水素原子、または、炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。tは、1以上3以下の整数である。tが2以上のとき、R31は、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよく、R32は、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。Ar31は、置換もしくは無置換のアレーンからu+1個の水素原子を除して導き出されるu+1価の基を示す。R33は、フッ素原子、置換基としてフッ素原子を有する炭素数1以上4以下のアルキル基、または、置換基としてフッ素原子を有する炭素数1以上3以下のアルコキシ基を示す。uは、Ar31に直接結合するR33の数であり、1以上5以下の整数である。uが2以上のとき、R33は、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。)
  2. 前記重合性官能基を有する1価の基が、下記式(4)で示される基である請求項1に記載の電子写真感光体。
    Figure 0006702844
    (式(4)中、***は、式(1)中のAr〜Arのいずれかに結合する結合手を示す。R41は、単結合、または、炭素数1以上6以下のアルキレン基を示す。R42は、水素原子、または、メチル基を示す。vは、0または1である。ただし、vが1のとき、R41は単結合ではない。)
  3. 前記式(1)中のArが、置換もしくは無置換のフェニル基である請求項1または2に記載の電子写真感光体。
  4. 前記式(1)中のArが、置換もしくは無置換のフェニレン基である請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  5. 前記式(1)中のArが、置換もしくは無置換のフェニレン基である請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  6. 前記式(1)中のZが前記式(2)で示される1価の基であり、Zが水素原子である請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  7. 前記式(2)中のAr21が、ベンゼンからs+1個の水素原子を除して導き出されるs+1価の基である請求項6に記載の電子写真感光体。
  8. 前記式(2)中の少なくとも1つのR23が、トリフルオロメチル基である請求項6または7に記載の電子写真感光体。
  9. 前記式(2)中のsが2であり、2個のR23がどちらもトリフルオロメチル基である請求項8に記載の電子写真感光体。
  10. 前記式(2)中のrが0である請求項6〜9のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  11. 前記式(1)中のZが前記式(3)で示される1価の基であり、Zが水素原子である請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  12. 前記式(3)中のAr31が、ベンゼンからu+1個の水素原子を除して導き出されるu+1価の基である請求項11に記載の電子写真感光体。
  13. 前記式(3)中の少なくとも1個のR33が、トリフルオロメチル基である請求項11または12に記載の電子写真感光体。
  14. 前記式(3)中のuが1または2であり、すべてのR33がトリフルオロメチル基である請求項13に記載の電子写真感光体。
  15. 請求項1〜14のいずれか1項に記載の電子写真感光体、ならびに、帯電手段、露光手段、現像手段および転写手段を有することを特徴とする電子写真装置。
  16. 請求項1〜14のいずれか1項に記載の電子写真感光体と、帯電手段、現像手段およびクリーニング手段から選択される少なくとも1つの手段とを一体に支持し、電子写真装置の本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
  17. 支持体および該支持体上の感光層を有する電子写真感光体の製造方法において、
    該製造方法が、下記式(1)で示される正孔輸送性化合物を含有する表面層用塗布液の塗膜を形成し、該表面層用塗布液の塗膜中の下記式(1)で示される正孔輸送性化合物を重合させ、該電子写真感光体の表面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 0006702844
    (式(1)中、Arは、置換もしくは無置換のアリール基を示す。ArおよびArは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアリーレン基を示す。Ar〜Arは、フッ素原子を有さない。Ar〜Arのアリール基またはアリーレン基が有してもよい置換基は、炭素数1以上6以下のアルキル基、炭素数1以上6以下のアルコキシ基、および、重合性官能基を有する1価の基からなる群より選択される基であり、Ar〜Arのアリール基またはアリーレン基の少なくとも1つは、該重合性官能基を有する1価の基を有する。Zは、下記式(2)で示される1価の基、または、下記式(3)で示される1価の基を示す。Zは、水素原子、下記式(2)で示される1価の基、または、下記式(3)で示される1価の基を示す。ZおよびZが下記式(2)で示される1価の基であるとき、またはZおよびZが下記式(3)で示される1価の基であるとき、ZおよびZの構造は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
    Figure 0006702844
    (式(2)中、*は、式(1)中のArまたはArに結合する結合手を示す。R21およびR22は、それぞれ独立に、水素原子、または、炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。pは、0または1である。qは、1以上4以下の整数である。rは、0または1である。p、qおよびrは、2≦p+q+r≦4を満たす。qが2以上のとき、R21は、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよく、R22は、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。Ar21は、置換もしくは無置換のアレーンからs+1個の水素原子を除して導き出されるs+1価の基を示す。R23は、フッ素原子、置換基としてフッ素原子を有する炭素数1または2のアルキル基、または、置換基としてフッ素原子を有するメトキシ基を示す。sは、Ar21に直接結合するR23の数であり、Ar31に直接結合するR33の数であり、1以上5以下の整数である。sが2以上のとき、R23は、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。)
    Figure 0006702844
    (式(3)中、**は、式(1)中のArまたはArに結合する結合手を示す。R31およびR32は、それぞれ独立に、水素原子、または、炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。tは、1以上3以下の整数である。tが2以上のとき、R31は、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよく、R32は、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。Ar31は、置換もしくは無置換のアレーンからu+1個の水素原子を除して導き出されるu+1価のアレーンを示す。R33は、フッ素原子、置換基としてフッ素原子を有する炭素数1以上4以下のアルキル基、または、置換基としてフッ素原子を有する炭素数1以上3以下のアルコキシ基を示す。uは、Ar31に直接結合するR33の数であり、1以上5以下の整数である。uが2以上のとき、R33は、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。)
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