JP5544733B2 - 電子写真感光体及び画像形成装置、画像形成装置用プロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
有機感光体は、上記のような帯電、現像、転写及びクリーニング等の各工程を繰り返すことによって感光体表面が化学的あるいは物理的に劣化し、摩耗が促進されたり、傷が形成されたりする。これによって早期に画質が劣化してしまうため、有機感光体の耐摩耗性は最も重要な課題の一つとされていた。それに対し、有機感光体の耐摩耗性を高める目的で保護層を設ける技術が数多く開示されている。
また、別の手段として、感光体表面の硬度を上げることで改善する技術も多く開示されている。例えば、特許文献2及び特許文献3においては、帯電器として磁気ブラシ型を適用した場合に、感光体上に不随意に磁性粒子の転写が生じ、その粒子が転写部やクリーニング部で感光体に強く押しつけられることにより傷が付くことを防ぐために感光体保護層の硬度を上げることが提案されている。また、特許文献4ではブレード型クリーニング方式を適用した場合の感光体表面摩耗を抑制するために感光体の硬度を上げることが提案されている。
上記のような感光体の表面硬度を高めるための具体的な手段として、熱硬化型樹脂、UV硬化型樹脂などの架橋性材料を感光体保護層の構成成分とすることが提案されている。例えば、保護層のバインダー成分として熱硬化性樹脂を適用することにより、保護層の耐摩耗性、耐傷性を向上させる手法が、特許文献5ないし7で提案されている。
さらに特許文献11では、耐摩耗性、耐傷性を向上させるために、電荷輸送層を炭素−炭素の二重結合を有するモノマー、炭素―炭素二重結合を有する電荷輸送物質及びバインダー樹脂を用いて作製する手法が報告されている。
また、特許文献12には電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーと1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化することにより電荷輸送層を形成する方法が記載されている。さらに、特許文献22には電荷輸送性構造を有しない3官能以上のラジカル重合性モノマーと、電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化し、さらにフィラーを分散させた保護層を形成する方法が記載されている。
上記のような手段を用いることによって感光体の耐摩耗性は飛躍的に向上されている。特に、特許文献12や特許文献22に記載の硬化型樹脂を保護層に用いた感光体は耐摩耗性や耐傷性に優れる。
明部電位上昇の要因は、電荷発生層と電荷輸送層の界面や電荷輸送層と保護層の界面、あるいは電荷輸送層や保護層のバルク中における電荷トラップによるところが大きい。
それらの電荷トラップ要因の中でも、電荷発生層と電荷輸送層の界面や電荷輸送層と保護層の界面の影響は特に大きい。したがって、明部電位を低減させる一手段としては、電荷輸送層に含有される電荷輸送物質にイオン化ポテンシャルがより小さい材料を用い、電荷発生層から電荷輸送層への電荷注入障壁を低減させることが挙げられる。これらの公知技術の一例としては、特許文献13等が開示されており、明部電位の低減に対しては有効な方法である。
特に、金属フタロシアニン顔料、特にチタニルフタロシアニンはイオン化ポテンシャルが低いので、これを電荷発生物質に用いた感光体において明部電位の低減化を図るには、金属フタロシアニンと同等、あるいはそれ以下のイオン化ポテンシャルを有する電荷輸送物質を電荷輸送層に含有させる必要がある。
また、電荷輸送層から保護層への電荷注入障壁を低減させることによってゴーストの発生を抑制できる効果を得ることができる。例えば、特許文献16には、感光層と保護層のイオン化ポテンシャル差を小さくすることによってゴーストの発生を抑制できることが記されている。また、特許文献17には、感光層の電荷輸送物質と保護層の電荷輸送物質の酸化電位差を小さくすることで、明部電位上昇を抑えられるとの記載がある。
しかしながら、電荷発生物質にイオン化ポテンシャルが小さいフタロシアニン系顔料を用いた場合は、感光体の最も表面に形成される層に含有される電荷輸送物質のイオン化ポテンシャルは必然的に低くなるため、繰り返し使用によって画像流れが発生する新たな問題が生じる。感光体の表面は、前記のとおり帯電や現像、クリーニング等のプロセスの繰り返しによって劣化しやすい。特に、帯電によって発生するオゾン等の酸化性ガスに曝されると、感光体表面に含有される電荷輸送物質は変質し、低抵抗化すると考えられている。イオン化ポテンシャルがより小さい電荷輸送物質は、その影響が大きくなるため、感光体の繰り返し使用によって画像流れが発生してしまうことになる。
また、前記の特許文献15においても、保護層の電荷輸送物質のイオン化ポテンシャルを電荷輸送層の電荷輸送物質のイオン化ポテンシャル以下にすることで残留電位上昇を抑制する効果は高いと考えられるが、感光体表面に位置する保護層にイオン化ポテンシャルの小さい電荷輸送物質を含有させると、前記の通り画像流れが発生する問題が生じると考えられる。しかし、特許文献15の実施例には、静電特性を評価するEPAの結果しか記載されておらず、画像については確認されていない。残留電位上昇を抑制できたとしても、酸化性ガスの雰囲気下で画像流れが発生するならば感光体としての機能が発揮できないことになり、根本的な解決に至っていない。
特に、電荷発生層、電荷輸送層、保護層のイオン化ポテンシャル差が大きく、注入障壁が大きい場合、明部電位が上昇しやすい。
しかしながら、文献19〜21に記載の架橋型保護層と電荷輸送機能を有する酸化防止剤の組み合わせでは短時間での急激な明部電位上昇という別の問題が生じることがある。具体的には、100枚連続で出力した場合に、1枚目から100枚目の間に急激に明部電位が上昇する現象である。明部電位の上昇量は感光体の使用経時で上昇する傾向にある。電位上昇量は数十Vに達するため、1枚目と100枚目の画像濃度が異なることになる。画像濃度を保つため、本体内でプロセスコンロールを行っている。しかしながら、プロセスコントロールのタイミングより早く電位が上昇するため、画像濃度を一定に保つことが困難である。このように、急激な明部電位上昇は機械的な強度に優れた架橋型保護層で顕著に表れることがある。
このように感光体が機械的に長寿命化すると、電子写真プロセスが膨大な回数で繰り返されることとなり、感光体にかかる負荷が大きくなる。そのために酸化防止剤が使われることが多いが、副作用も発生しうる。すなわち超長寿命の感光体を作製する技術は未だ確立されていない。
(1)導電性支持体上に少なくとも電荷発生層、第1の電荷輸送層、第2の電荷輸送層及び電荷輸送性構造を有しないラジカル重合性モノマーと電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化することにより形成された、架橋型電荷輸送層を順次積層した電子写真感光体において、
該第1の電荷輸送層はトリアリールアミン構造を有する電荷輸送物質と、少なくとも1つの置換もしくは無置換のアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物を含有し、
該第2の電荷輸送層はトリアリールアミン構造を有する電荷輸送物質と、第1の電荷輸送層に含有される化合物と同一の、少なくとも1つの置換もしくは無置換のアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物を含有し、
第1の電荷輸送層の固形分重量に対する少なくともの1つのアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物の重量比をC1、
第2の電荷輸送層の固形分重量に対する少なくとも1つのアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物の重量比をC2、としたとき、
下記式(1)が成り立つ
0 ≦ C2 < C1 ・・・式(1)
ことを特徴とする電子写真感光体。
(2)更に前記C1について下記式(2)が成り立つ
0.005 < C1 < 0.15 ・・・式(2)
ことを特徴とする(1)記載の電子写真感光体。
(3)前記電荷輸送性構造を有しないラジカル重合性モノマーの官能基及び/又は前記電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物の官能基が、アクリロイルオキシ基及び/又はメタクリロイルオキシ基である
ことを特徴とする(1)又は(2)に記載の電子写真感光体。
(4)前記電荷輸送性構造を有しないラジカル重合性モノマーの官能基数が3以上であり、官能基数に対する分子量の割合(分子量/官能基数)が、250以下である
ことを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の電子写真感光体。
(5)前記電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物の電荷輸送性構造が、トリアリールアミン構造である
ことを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の電子写真感光体。
(6)前記電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物が、
下記一般式(1)又は(2)で示される化合物の少なくとも一種である
ことを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の電子写真感光体。
(7)前記少なくとも1つのアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物が下記一般式(4−1)で表されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の電子写真感光体。
(8)前記少なくとも1つのアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物が下記一般式(5−1)で表されることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の電子写真感光体。
(9)前記少なくとも1つのアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物が下記一般式(5−2)で表されることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の電子写真感光体。
(10)前記少なくとも1つのアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物が下記一般式(6)で表されることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の電子写真感光体。
(11)前記第1の電荷輸送層及び第2の電荷輸送層に含有されるトリアリールアミン構造を有する電荷輸送物質がジスチリル化合物である ことを特徴とする(1)〜(10)のいずれかに記載の電子写真感光体。
(12)前記トリアリールアミン構造を有するジスチリル化合物が下記構造を示す一般式(3)で示されるジスチリルベンゼン誘導体である
ことを特徴とする(11)に記載の電子写真感光体。
(13)前記一般式(3)で示されるジスチリルベンゼン誘導体のR3、R8、R19及びR24のうち少なくとも1つがメチル基である
ことを特徴とする(12)に記載の電子写真感光体。
(14)前記前記第1の電荷輸送層及び/又は第2の電荷輸送層がヒンダードフェノール誘導体及びヒンダードアミン誘導体から選択される少なくとも1種類の酸化防止剤を含有することを特徴とする(1)〜(13)のいずれかに記載の電子写真感光体。
(15)前記酸化防止剤が、同一分子内にヒンダードフェノール構造とヒンダードアミン構造とを有する化合物であることを特徴とする(14)に記載の電子写真感光体。
(16)前記電荷発生層に電荷発生物質として、チタニルフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、及びクロロガリウムフタロシアニンの中から選ばれるいずれか1又は2以上を含むことを特徴とする(1)〜(15)のいずれかに記載の電子写真感光体。
(17)前記チタニルフタロシアニンは、CuKα特性X線(1.542Å)を用いたX線回折スペクトルにおいて、ブラック角度(2θ±0.2°)のうちの少なくとも27.2°に最大強度の回折ピークを有し、9.4°、9.6°、24.0°に主要ピークを有し、7.3°に最小角度の回折ピークを有し、前記7.3°のピークと9.4°のピークとの間に回折ピークを有しなく、26.3°に回折ピークを有しないチタニルフタロシアニン結晶であることを特徴とする(16)に記載の電子写真感光体。
(18)前記第1の電荷輸送層の膜厚T1と前記第2の電荷輸送層の膜厚T2が、下記式(3)の関係を満たす
ことを特徴とする(1)〜(17)のいずれかに記載の電子写真感光体。
T1 > T2×2 ・・・式(3)
(19)前記第1の電荷輸送層の膜厚T1と前記第2の電荷輸送層の膜厚T2と前記架橋型電荷輸送層の膜厚T3が、下記式(4)の関係を満たす
ことを特徴とする(1)〜(18)のいずれかに記載の電子写真感光体。
T1+T2 > T3×2 ・・・式(4)
(20)前記架橋型電荷輸送層がフィラーを含有することを特徴とする(1)〜(19)のいずれかに記載の電子写真感光体。
(21)請求項1記載の電子写真感光体の製造方法であって、
導電性支持体上に電荷発生層を形成する工程、
該電荷発生層の上に、トリアリールアミン構造を有する電荷輸送物質と、少なくとも1つの置換もしくは無置換のアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物とを含有する塗工液を塗布して第1の電荷輸送層を形成する工程、
該第1の電荷輸送層の上にトリアリールアミン構造を有する電荷輸送物質と、第1の電荷輸送層に含有される化合物と同一の、少なくとも1つの置換もしくは無置換のアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物とを含有する塗工液を塗布して第2の電荷輸送層を形成する工程、
該第2の電荷輸送層の上に電荷輸送性構造を有しないラジカル重合性モノマーと電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物とをふくむ塗工液を塗布し硬化して架橋型電荷輸送層を形成する工程とを含み、
第1の電荷輸送層の固形分重量に対する少なくともの1つのアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物の重量比をC1とし、第2の電荷輸送層の固形分重量に対する少なくとも1つのアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物の重量比をC2としたとき、下記式(1)が成り立つ
0 ≦ C2 < C1 ・・・式(1)
ようにしたことを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
(22)少なくとも帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、及び電子写真感光体を具備してなる画像形成装置において、該電子写真感光体が(1)〜(20)のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置。
(23)少なくとも帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、及び電子写真感光体からなる画像形成要素が複数配列され、該電子写真感光体が(1)〜(20)のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置。
(24)電子写真感光体と帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、及びクリーニング手段から選ばれる少なくとも1つの手段とが一体となったカートリッジを搭載し、かつ該カートリッジが装置本体に対し着脱自在であることを特徴とする(22)又は(23)に記載の画像形成装置。
(25)電子写真感光体と帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、及びクリーニング手段から選ばれる少なくとも1つの手段とが一体となった画像形成装置用プロセスカートリッジにおいて、該電子写真感光体が(1)〜(20)のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置用プロセスカートリッジ。
すなわち、連続画像出力による急激な明部電位上昇を抑制するには、架橋型電荷輸送層中のこのアリールアミン化合物含有量が小さいことが望ましい。そこで、第2の電荷輸送層塗工液中のこのアリールアミン含有量を第1の電荷輸送層塗工液中のアリールアミン含有量よりも小さくした。これにより、架橋型電荷輸送層塗工後の乾燥工程でこのアリールアミン化合物の拡散量が小さくなり、連続画像出力による急激な明部電位上昇を抑制できたと考えられる。架橋型電荷輸送層と第1の電荷輸送層、第2の電荷輸送層を組み合わせ、第2の電荷輸送層中の電荷輸送物質を積極的に架橋型電荷輸送層に拡散させた特開2008−70676号公報とは異なる構成である。
<<電子写真感光体の構成>>
本実施形態の感光体は、図1に示されるように導電性支持体31上に、少なくとも電荷発生層32、第1の電荷輸送層33、第2の電荷輸送層34、架橋型電荷輸送層35をこの順に有することを特徴とする積層型である。
導電性支持体としては、体積抵抗1010Ω・cm以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいはアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板及びそれらを押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理を施した管などを使用することができる。また、特開昭52−36016号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体として用いることができる。
この他、上記支持体上に導電性粉体を適当なバインダー樹脂に分散して塗工したものについても、本発明の導電性支持体として用いることができる。この導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、また、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズ、ITOなどの金属酸化物粉体などが挙げられる。
さらに、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、ポリテトラフロロエチレン系フッ素樹脂などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、本発明の導電性支持体として良好に用いることができる。
次に電荷発生層と電荷輸送層について説明する。
<電荷発生層について>
電荷発生層は、電荷発生機能を有する電荷発生物質を主成分とする層で、必要に応じてバインダー樹脂を併用することもできる。
電荷発生層は、電荷発生物質を主成分とする層である。電荷発生層には、公知の電荷発生物質を用いることが可能である。例えば、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、非対称ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料(特開昭53−95033号公報に記載)、ジスチリルベンゼン骨格を有するアゾ顔料(特開昭53−133445号公報)、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料(特開昭53−132347号公報に記載)、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料(特開昭54−21728号公報に記載)、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料(特開昭54−22834号公報に記載)、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料(特開昭54−12742号公報に記載)、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料(特開昭54−17733号公報に記載)、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料(特開昭54−2129号公報に記載)、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料(特開昭54−14967号公報に記載)等のアゾ系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系または多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料、また下記一般式(7)で表される金属フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン系顔料等が挙げられる。なお、これらの電荷発生物質は、単独で用いても2種以上混合して用いてもよい。
これらの電荷発生物質の中でも、金属フタロシアニン系顔料、下記式で表されるアゾ顔料が有効に使用できる。
これらの金属フタロシアニン系顔料の中でも、チタニルフタロシアニン顔料は有効に用いられ、中でもCuKαの特性X線(1.542Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として少なくとも27.2゜に最大回折ピークを有するチタニルフタロシアニン結晶は特に高い感度を有しており、本発明においては画像形成の高速化が可能となるため特に有効に用いられる。さらに、その中でも27.2゜に最大回折ピークを有し、更に9.4゜、9.6゜、24.0゜に主要なピークを有し、最も低角側の回折ピークとして7.3゜にピークを有し、該7.3°のピークと9.4゜のピークの間にピークを有さず、更に26.3°にピークを有さないチタニルフタロシアニン結晶は、電荷発生効率が大きく、静電特性も良好で、地汚れが発生しにくい等、本発明の電荷発生物質として極めて有効に使用できる。これらの電荷発生物質は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。
電荷輸送層は、電荷輸送機能を有する層で、電荷輸送物質及びバインダー樹脂を主成分とする層である。本発明においては、電荷発生層上に積層した第1の電荷輸送層と、第2の電荷輸送層とを電荷輸送層と称する。
さらに第1の電荷輸送層塗工液はトリアリールアミン構造を有する電荷輸送物質と、少なくとも1つの置換もしくは無置換のアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物を含有し、第2の電荷輸送層塗工液はトリアリールアミン構造を有する電荷輸送物質と、第1の電荷輸送層に含有される化合物と同一のアリールアミン化合物を含有し、第1の電荷輸送層塗工液の固形分重量に対する少なくともの1つのアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物の重量比をC1、第2の電荷輸送層塗工液の固形分重量に対する少なくとも1つのアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物の重量比をC2、としたとき、下記式(1)が成り立つ
0 ≦ C2 < C1 ・・・式(1)
さらに好ましくは
0.005 < C1 < 0.15 ・・・式(2)
である。
C1が大きすぎると、(1)の関係が成立しても、乾燥条件によっては架橋型電荷輸送層への少なくとも1つの置換もしくは無置換のアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物が増加し、急激な明部電位上昇が起こることがある。
続いて、電荷輸送層中の少なくとも1つの置換もしくは無置換のアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物(以下、アリールアミン化合物)の濃度測定方法について述べる。
電荷輸送層において、アリールアミン化合物の濃度分布を計測する方法としては、アリールアミン化合物を染色して、電子顕微鏡を用いて観察する方法、ESCAを用いて表面分析する方法、感光体の表面を少量ずつ削り、削り粉から定量分析する方法、FT−IRのATR法を用いて、アリールアミン化合物とバインダー樹脂のピーク強度比から定量する方法等が挙げられる。
以下、ATR法を用いる方法について説明する。まず、感光体の保護層及び電荷輸送層を斜めに切断し、その切断面をμ−ATR法により等間隔で分析を行うことができる。得られたIRスペクトルの電荷輸送物質のピーク強度とアリールアミン化合物のピーク強度とバインダー樹脂のピーク強度の比から、アリールアミン化合物の濃度を定量することができ、アリールアミン化合物の濃度分布が得られる。また、支持体上に第1の電荷輸送層および第2の電荷輸送層を作製し、乾燥した後に膜を剥がし、それらの表面又は裏面をATR法により分析することができる。これにより、界面におけるアリールアミン化合物の濃度を定量することができる。なお、分析時の赤外線の潜り込み深さは、Si結晶を用いた場合、1μm程度である。分析には他の結晶も用いることができるが、本発明においては、界面におけるアリールアミン化合物の濃度比は、赤外線の潜り込み深さが1μm程度である場合に測定された値として用いる。
本法で測定した第1、第2の電荷輸送層中のアリールアミン化合物の濃度C1,C2は、第1、第2の電荷輸送層塗工液中のアリールアミン化合物の濃度と同等であった。
正孔輸送物質としては、ポリ−N−ビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメート及びその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物及びその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、ポリシラン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、9−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、ブタジェン誘導体、ピレン誘導体等、ジスチリル誘導体、エナミン誘導体等、その他公知の材料が挙げられる。これらの正孔輸送物質は、単独又は2種以上混合して用いられる。
さらにジスチリル化合物の中でも一般式(3)で表されるジスチリルベンゼン誘導体が特に好ましい。一般式(3)で表されるジスチリルベンゼン誘導体は、電荷輸送機能の高いトリアリールアミン構造を複数有する上、構造式中央の芳香環基を介したπ共役が大きい特徴を有する。また、分子骨格が大きくトリアリールアミン構造が互いに離れているため、分子間で電荷移動が起こりやすい。
なお、本発明に用いるジスチリルベンゼン誘導体は特許第2552695号公報などの公知の方法で合成可能である。
第1の電荷輸送層及び第2の電荷輸送層に含有されるトリアリールアミン構造を有する電荷輸送物質は、同一のものが好ましい。異なる構造の場合、両者のイオン化ポテンシャル差によっては明部電位上昇などの副作用が生じる恐れがある。
トリアリールアミン構造を有する電荷輸送物質の量はバインダー樹脂100重量部に対し、20〜300重量部が好ましく、より好ましくは40〜150重量部が適当である。
T1 > T2×2
T2がこの範囲を超えると、電荷輸送層全体の少なくとも1つの置換もしくは無置換のアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物量が小さくなり、NOxガス曝露後の画像濃度変動に不利となることがある。
T1+T2は解像度・応答性の点から、30μm以下とすることが好ましく、25μm以下がより好ましい。下限値に関しては、使用するシステム(特に帯電電位等)に異なるが、5μm以上が好ましい。
電荷輸送層に上記一般式(4−1)で表される化合物、上記一般式(5−1)で表される化合物、上記一般式(5−2)で表される化合物、上記一般式(6)で表される化合物を用いると、感光体を繰り返し使用する際の画質安定化に有効である。その理由は、現時点では明らかになっていないが、化学構造内に含まれるアルキルアミノ基が塩基性の強い基であるので、画質安定性低下の原因物質と考えられている酸化性ガスやイオン性物質に対しての中和効果が推測される。また、芳香族炭化水素環基置換アミノ基は、電荷輸送能が優れる官能基であることが知られており[高橋ら、電子写真学会誌、25巻、3号、16頁、1986年]、本発明に用いられるジアミン化合物はこの基を含むことから電荷輸送能の高い化合物であることがわかる。更には、他の電荷輸送物質と併用することにより高感度、並びに繰り返し安定性等がさらに増すことも見出されている。
また、Ar51、Ar52、及びAr53は置換もしくは無置換の2価の芳香環基を表し、同一であっても異なっていてもよく、Ar54及びAr55は置換もしくは無置換の芳香環基を表わし、同一でも異なっていてもよい。また、Ar54、Ar53、もしくはAr54、Ar53は共同で窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。)
また、Ar51、Ar52、及びAr53は置換もしくは無置換の2価の芳香環基を表し、同一であっても異なっていてもよく、Ar54及びAr55は置換もしくは無置換の芳香環基を表わし、同一でも異なっていてもよい。また、Ar54、Ar53、もしくはAr54、Ar53は共同で窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。)
また、Ar51、及びAr53は置換もしくは無置換の2価の芳香環基を表し、同一であっても異なっていてもよく、Ar54及びAr55は置換もしくは無置換の芳香環基を表わし、同一でも異なっていてもよい。また、Ar54、Ar53、もしくはAr54、Ar53は共同で窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。)
また、R92、R93、Ar51〜Ar55の芳香環基としてはベンゼン、ビフェニル、ナフタレン、アントラセン、及びピレンなど芳香族炭化水素環から得られる芳香族炭化水素基、並びにピリジン、キノリン、チオフェン、フラン、オキサゾール、オキサジアゾール、カルバゾールなど芳香族複素環から得られる芳香族複素環基が挙げられる。
また、これらの置換基としては、上記アルキル基の具体例で挙げたもの、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などのアルコキシ基、またはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子のハロゲン原子、及び芳香環基などが挙げられる。更に、R92、R93が互いに結合し窒素原子を含む複素環基の具体例としてはピロリジニル基、ピペリジニル基、ピロリニル基等が挙げられる。その他、共同で窒素原子を含む複素環基としては、N−メチルカルバゾール、N−エチルカルバゾール、N−フェニルカルバゾール、インドール、キノリンの芳香族複素環基などを挙げることができる。
尚、前記一般式(5−1)及び(5−2)で表わされる化合物には、特公昭58−57739号公報、特許第2529299号公報等に記載された化合物も含まれるが、該一般式(5−1)で表わされる化合物は、対応するホスホン酸エステル化合物又はトリフェニルホスホニウム塩化合物と、対応するアルデヒド化合物との反応による、所謂変性ウイッチヒ(Wittig)反応又はウイッチヒ(Wittig)反応により製造でき、さらに該一般式(5−2)で表わされる化合物は、該一般式(5−1)で表わされる化合物を還元することにより製造することができる。
上記一般式(6)で表わされるジアミン化合物は、特公昭62−13382号公報、米国特許第4223144号、第3271383号、第3291788号で染料中間体もしくは高分子化合物の前駆体として記載されている。
BH2C−Ar57CH2B (8)
(式中、Ar57は置換もしくは無置換の芳香環基を表わす。Bはハロゲン原子を表わす。)
また、本発明においては、耐環境性の改善のため、とりわけ、画質の安定性を向上させる目的で、架橋型電荷輸送層、電荷発生層、電荷輸送層、下引き層、中間層等の各層に酸化防止剤を添加することができる。本発明においては、電荷輸送層中に添加することが効果的であった。
<フェノール系化合物>
2、6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2、6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、ステアリル−β−(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′−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2、2′−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4、4′−チオビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4、4′−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1、1、3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、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、テトラキス−[メチレン−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]メタン、ビス[3、3′−ビス(4′−ヒドロキシ−3′−t−ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコ−ルエステル、トコフェロール類など。
N−フェニル−N′−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N、N′−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N、N′−ジ−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N、N′−ジメチル−N、N′−ジ−t−ブチル−p−フェニレンジアミンなど。
<ハイドロキノン類>
2、5−ジ−t−オクチルハイドロキノン、2、6−ジドデシルハイドロキノン、2−ドデシルハイドロキノン、2−ドデシル−5−クロロハイドロキノン、2−t−オクチル−5−メチルハイドロキノン、2−(2−オクタデセニル)−5−メチルハイドロキノンなど。
<有機硫黄化合物類>
ジラウリル−3、3′−チオジプロピオネート、ジステアリル−3、3′−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−3、3′−チオジプロピオネートなど。
<有機燐化合物類>
トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ(2、4−ジブチルフェノキシ)ホスフィンなど。
本発明における酸化防止剤の添加量は、添加する層の総重量に対して、好ましくは0.01〜10重量部である。
次に、本発明の架橋型電荷輸送層の構成材料について説明する。
架橋型電荷輸送層には、耐摩耗性を維持しつつ電荷を輸送させる必要があるため、電荷輸送機能を有しないラジカル重合性モノマーと電荷輸送機能を有するラジカル重合性化合物とを硬化させて用いる。硬化とは、一般に複数の官能基を有する低分子化合物の分子間反応や高分子化合物が、熱、光、電子線等のエネルギーを与えることによって分子間で結合(例えば、共有結合)し、三次元網目構造を形成する反応である。
上記硬化性樹脂を硬化させるには、反応性化合物(例えば、モノマーやオリゴマー等)中に重合反応を起こす官能基を有していることが必要である。それらの官能基の一例として、アクリロイル基及び/またはメタクリロイル基が挙げられる。また、硬化反応において、反応性モノマーの1分子に有する官能基数は、より多い方が3次元網目構造はより強固になり、3官能以上で特に有効である。これにより、硬化密度が高まり、高硬度で高弾性、かつ均一で平滑性も向上し、感光体の高耐久化や高画質化に有効となる。
1−置換エチレン官能基としては、例えば以下の式で表される官能基が挙げられる。
CH2=CH−X1− ・・・・式(10)
(ただし、式中、X1は、置換基を有していてもよいフェニレン基、ナフチレン基等のアリーレン基、置換基を有していてもよいアルケニレン基、−CO−基、−COO−基、−CONR78基(R78は、水素、メチル基、エチル基等のアルキル基、ベンジル基、ナフチルメチル基、フェネチル基等のアラルキル基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基を表す。)、または−S−基を表す。)
これらの置換基を具体的に例示すると、ビニル基、スチリル基、2−メチル−1、3−ブタジエニル基、ビニルカルボニル基、アクリロイルオキシ基、アクリロイルアミド基、ビニルチオエーテル基等が挙げられる。
1、1−置換エチレン官能基としては、例えば以下の式で表される官能基が挙げられる。
CH2=CY−X2− ・・・・式(11)
(ただし、式中、Yは、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアラルキル基、置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基等のアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、メトキシ基あるいはエトキシ基等のアルコキシ基、−COOR79基(R79は、水素原子、置換基を有していてもよいメチル基、エチル基等のアルキル基、置換基を有していてもよいベンジル、フェネチル基等のアラルキル基、置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基等のアリール基、または−CONR80R81(R80及びR81は、水素原子、置換基を有していてもよいメチル基、エチル基等のアルキル基、置換基を有していてもよいベンジル基、ナフチルメチル基、あるいはフェネチル基等のアラルキル基、または置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基等のアリール基を表し、互いに同一または異なっていてもよい。)、また、X2は上記式10のX1と同一の置換基及び単結合、アルキレン基を表す。ただし、Y、X2の少なくとも何れか一方がオキシカルボニル基、シアノ基、アルケニレン基、及び芳香族環である。)
これらの置換基を具体的に例示すると、α−塩化アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、α−シアノエチレン基、α−シアノアクリロイルオキシ基、α−シアノフェニレン基、メタクリロイルアミノ基等が挙げられる。
3個以上のアクリロイルオキシ基を有する化合物は、例えば水酸基がその分子中に3個以上ある化合物とアクリル酸(塩)、アクリル酸ハライド、アクリル酸エステルを用い、エステル反応あるいはエステル交換反応させることにより得ることができる。また、3個以上のメタクリロイルオキシ基を有する化合物も同様にして得ることができる。また、ラジカル重合性官能基を3個以上有する単量体中のラジカル重合性官能基は、同一でも異なってもよい。
すなわち、本発明において使用する上記ラジカル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(TMPTA)、トリメチロールプロパントリメタクリレート、HPA変性トリメチロールプロパントリアクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ECH変性トリメチロールプロパントリアクリレート、HPA変性トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)、グリセロールトリアクリレート、ECH変性グリセロールトリアクリレート、EO変性グリセロールトリアクリレート、PO変性グリセロールトリアクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジメチロールプロパンテトラアクリレート(DTMPTA)、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、EO変性リン酸トリアクリレート、2、2、5、5、−テトラヒドロキシメチルシクロペンタノンテトラアクリレート、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、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、3−メトキシブチルアクリレート、ベンジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソアミルアクリレート、イソブチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、フェノキシテトラエチレングリコールアクリレート、セチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、ステアリルアクリレート、スチレンモノマー、1、3−ブタンジオールジアクリレート、1、4−ブタンジオールジアクリレート、1、4−ブタンジオールジメタクリレート、1、6−ヘキサンジオールジアクリレート、1、6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ジ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、EO変性ビスフェノールAジアクリレート、EO変性ビスフェノールF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などが挙げられ、その中でもトリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、HPA変性トリメチロールプロパントリアクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ECH変性トリメチロールプロパントリアクリレートが例示されるが、本発明においてはこれに限定されるものではない。なおエチレンオキシ変性をEO変性、プロピレンオキシ変性をPO変性、エピクロロヒドリン変性をECH変性、アルキレン変性をHPA変性と記載している。
ラジカル重合性オリゴマーとしては、例えばエポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系オリゴマーが挙げられる。
これらは、単独又は2種類以上を併用しても差し支えない。
本発明に用いられる電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物としては、例えばトリアリールアミン、ヒドラゾン、ピラゾリン、カルバゾールなどの正孔輸送性構造、例えば縮合多環キノン、ジフェノキノン、シアノ基やニトロ基を有する電子吸引性芳香族環などの電子輸送構造を有しており、且つラジカル重合性官能基を有する化合物を指す。このラジカル重合性官能基とは、炭素−炭素2重結合を有し、ラジカル重合可能な基であれば何れでもよい。
電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物の電荷輸送性構造としては、電荷輸送機能を付与できるものであれば如何なる材料でも使用可能であるが、中でもトリアリールアミン構造が高い効果を有し有用である。これは、ホッピングサイトを多く有し、π共役が広がっているためであると考えられる。また、トリアリールアミンは、ラジカルカチオン状態時に互いに共役しやすい。これらの理由から、トリアリールアミン構造は電荷輸送機能に優れる。特に、式(1)又は(2)で示される化合物を用いた場合、感度、残留電位等の電気的特性が良好に持続される。
前記一般式(1)、(2)において、R40の置換基中、アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等、アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等が、アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基が、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等がそれぞれ挙げられ、これらは、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、メチル基、エチル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基等のアリールオキシ基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等により置換されていてもよい。
R40の置換基のうち、特に好ましいものは水素原子、メチル基である。
該縮合多環式炭化水素基としては、好ましくは環を形成する炭素数が18個以下のもの、例えば、ペンタニル基、インデニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、as−インダセニル基、s−インダセニル基、フルオレニル基、アセナフチレニル基、プレイアデニル基、アセナフテニル基、フェナレニル基、フェナントリル基、アントリル基、フルオランテニル基、アセフェナントリレニル基、アセアントリレニル基、トリフェニレル基、ピレニル基、クリセニル基、及びナフタセニル基等が挙げられる。該非縮合環式炭化水素基としては、ベンゼン、ジフェニルエーテル、ポリエチレンジフェニルエーテル、ジフェニルチオエーテル及びジフェニルスルホン等の単環式炭化水素化合物の1価基、あるいはビフェニル、ポリフェニル、ジフェニルアルカン、ジフェニルアルケン、ジフェニルアルキン、トリフェニルメタン、ジスチリルベンゼン、1、1−ジフェニルシクロアルカン、ポリフェニルアルカン、及びポリフェニルアルケン等の非縮合多環式炭化水素化合物の1価基、あるいは9、9−ジフェニルフルオレン等の環集合炭化水素化合物の1価基が挙げられる。複素環基としては、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、オキサジアゾール、及びチアジアゾール等の1価基が挙げられる。
(1)ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基等。
(2)アルキル基;
好ましくは、C1〜C12とりわけC1〜C8、さらに好ましくはC1〜C4の直鎖または分岐鎖のアルキル基であり、これらのアルキル基にはさらにフッ素原子、水酸基、シアノ基、C1〜C4のアルコキシ基、フェニル基又はハロゲン原子、C1〜C4のアルキル基もしくはC1〜C4のアルコキシ基で置換されたフェニル基を有していてもよい。
具体的にはメチル基、エチル基、n−ブチル基、i−プロピル基、t−ブチル基、s−ブチル基、n−プロピル基、トリフルオロメチル基、2−ヒドロキシエチル基、2−エトキシエチル基、2−シアノエチル基、2−メトキシエチル基、ベンジル基、4−クロロベンジル基、4−メチルベンジル基、4−フェニルベンジル基等が挙げられる。
(式中、R82は(2)で定義したアルキル基を表わす。)
具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、t−ブトキシ基、n−ブトキシ基、s−ブトキシ基、i−ブトキシ基、2−ヒドロキシエトキシ基、ベンジルオキシ基、トリフルオロメトキシ基等が挙げられる。
(4)アリールオキシ基;
アリール基としてはフェニル基、ナフチル基が挙げられる。これは、C1〜C4のアルコキシ基、C1〜C4アルキル基またはハロゲン原子を置換基として含有してもよい。具体的には、フェノキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、4−メトキシフェノキシ基、4−メチルフェノキシ基等が挙げられる。
(5)アルキルメルカプト基またはアリールメルカプト基;
具体的にはメチルチオ基、エチルチオ基、フェニルチオ基、p−メチルフェニルチオ基等が挙げられる。
具体的には、アミノ基、ジエチルアミノ基、N−メチル−N−フェニルアミノ基、N、N−ジフェニルアミノ基、N、N−ジ(トリール)アミノ基、ジベンジルアミノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、ピロリジノ基等が挙げられる。
(8)置換又は無置換のスチリル基、置換又は無置換のβ−フェニルスチリル基、ジフェニルアミノフェニル基、ジトリルアミノフェニル基等。
前記Xは単結合、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のシクロアルキレン基、置換もしくは無置換のアルキレンエーテル基、酸素原子、硫黄原子、ビニレン基を表わす。
置換もしくは無置換のアルキレン基としては、C1〜C12、好ましくはC1〜C8、さらに好ましくはC1〜C4の直鎖または分岐鎖のアルキレン基であり、これらのアルキレン基にはさらにフッ素原子、水酸基、シアノ基、C1〜C4のアルコキシ基、フェニル基又はハロゲン原子、C1〜C4のアルキル基もしくはC1〜C4のアルコキシ基で置換されたフェニル基を有していてもよい。具体的にはメチレン基、エチレン基、n−ブチレン基、i−プロピレン基、t−ブチレン基、s−ブチレン基、n−プロピレン基、トリフルオロメチレン基、2−ヒドロキシエチレン基、2−エトキシエチレン基、2−シアノエチレン基、2−メトキシエチレン基、ベンジリデン基、フェニルエチレン基、4−クロロフェニルエチレン基、4−メチルフェニルエチレン基、4−ビフェニルエチレン基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアルキレンエーテル基としては、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基等のアルキレンオキシ基、エチレングリコール、プロピレングリコール等から誘導されるアルキレンジオキシ基、ジエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリプロピレングリコール等から誘導されるジまたはポリ(オキシアルキレン)オキシ基等が挙げられ、アルキレンエーテル基のアルキレン基はヒドロキシル基、メチル基、エチル基等の置換基を有してもよい。
置換もしくは無置換のアルキレン基としは、前記Xのアルキレン基と同様なものが挙げられる。
置換もしくは無置換のアルキレンエーテル基としては、前記Xのアルキレンエーテル基が挙げられる。
アルキレンオキシカルボニル基としては、カプロラクトン変性基が挙げられる。
上記一般式(10)で表わされる化合物としては、Rb、Rcの置換基として、特にメチル基、エチル基である化合物が好ましい。
1官能のラジカルモノマーとしては、例えば、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、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、3−メトキシブチルアクリレート、ベンジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソアミルアクリレート、イソブチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、フェノキシテトラエチレングリコールアクリレート、セチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、ステアリルアクリレート、スチレンモノマーなどが挙げられる。
2官能のラジカル重合性モノマーとしては、例えば、1、3−ブタンジオールジアクリレート、1、4−ブタンジオールジアクリレート、1、4−ブタンジオールジメタクリレート、1、6−ヘキサンジオールジアクリレート、1、6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ジ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、ビスフェノールA−EO変性ジアクリレート、ビスフェノールF−EO変性ジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレートなどが挙げられる。
ラジカル重合性オリゴマーとしては、例えば、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系オリゴマーが挙げられる。
また、本発明の架橋型電荷輸送層は、電荷輸送性構造を有しないラジカル重合性モノマー(好ましくは3官能以上)及び電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物(好ましくは1官能)を、熱、光、電離性放射線の少なくとも何れかを用いて同時に硬化させた架橋型電荷輸送層であるが、熱エネルギーや光エネルギーを用いて架橋型電荷輸送層を形成する場合には、必要に応じてこの架橋反応を効率よく進行させるために架橋型電荷輸送層中に重合開始剤を使用してもよい。電離性放射線を用いた架橋を行う場合は、通常重合開始剤を用いることなく架橋反応を得ることが可能であるが、電離性放射線照射後に残存する未硬化成分を硬化させるために、後処理として熱エネルギー及び/又は光エネルギーを付与することも可能であり、その場合でも下記に示す重合開始剤を添加すると効果的である。
本発明の架橋型電荷輸送層は、電荷輸送性構造を有しないラジカル重合性モノマー及び電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を同時に硬化させた架橋型電荷輸送層であるが、これ以外に耐摩耗性の向上を目的としてフィラー微粒子を含有させることができる。
本発明のフィラー微粒子含有架橋型電荷輸送層は、架橋密度が高く、架橋していないフィラー含有バインダー樹脂層に比べて、樹脂部の耐摩耗性が高く、上記不均一な摩耗が抑制される。これに加えて、樹脂中に分散されたフィラー微粒子は、硬化樹脂架橋マトリックスに捉えられ、該架橋マトリックスのフィラー保持力が大きいため、フィラーの脱落も防止される。したがって、非常に耐摩耗性が高まると考えられる。
更に、本発明の架橋型電荷輸送層塗工液は必要に応じて各種可塑剤(応力緩和や接着性向上の目的)、レベリング剤、ラジカル反応性を有しない低分子電荷輸送物質などの添加剤が含有できる。これらの添加剤は公知のものが使用可能であり、可塑剤としてはジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等の一般の樹脂に使用されているものが利用可能で、その使用量は塗工液の総固形分1重量部に対し20重量部以下、好ましくは10重量部以下に抑えられる。また、レベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいはオリゴマーが利用でき、その使用量は塗工液の総固形分に対し3重量部以下が適当である。
本発明の架橋型電荷輸送層は、少なくとも電荷輸送性構造を有しないラジカル重合性モノマー(好ましくは3官能以上)と電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物(好ましくは1官能)とを含有する塗工液を、前述の第2の電荷輸送層上に塗布、硬化することにより形成される。塗布に用いられる塗工液はラジカル重合性モノマーが液体である場合、これに他の成分を溶解して塗布することも可能であるが、必要に応じて溶媒により希釈して塗布される。ここで用いられる溶剤としては、通常用いられるものであれば特に限定されない。例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール系、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系、テトラヒドロフラン、ジオキサン、プロピルエーテルなどのエーテル系、ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、クロロベンゼンなどのハロゲン系、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、セロソルブアセテートなどのセロソルブ系などが挙げられる。これらの溶媒は単独または2種以上を混合して用いてもよい。
本発明においては、かかる塗工液を塗布後、外部からエネルギーを与えることにより、架橋型電荷輸送層を硬化させる。このとき用いられる外部エネルギーとしては、熱エネルギー、光エネルギー、電離性放射線を用いたエネルギーを用いることが可能であるが、電離性放射線を用いた場合には、そのエネルギー浸入深さ、エネルギー強度のために、電子写真感光体の構成材料の劣化に伴う電子写真特性の低下が懸念されることから、好ましくは熱エネルギー、光エネルギーを用いて硬化するとよい。また、光エネルギーを用いた硬化は製造時に使用する溶剤量低減や架橋に必要なエネルギーの低減、さらには架橋膜の強度増加が期待できるため、より好ましくは光エネルギーを用いるとよく、効果的に架橋させるために前記いずれか2つの手段を併用してもよい。
硬化後の架橋型電荷輸送層に対して、必要に応じて後加熱をしてもよい。例えば、膜中に残留溶媒が多く残留している場合などは、電気的特性の低下や経時劣化の原因となりうるため、後加熱により残留溶媒を揮発させることが好ましい。
T1+T2 > T3×2 ・・・式(4)
架橋型電荷輸送層/第2の電荷輸送層感光層間での接着性不良による層間剥離を防ぐことを目的として、必要に応じて両層間に接着層を設けてもよい。
接着層としては前記ラジカル重合性モノマーを用いてもよいし、非架橋系の高分子化合物を用いてもよい。非架橋系の高分子化合物としてはポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリフェニレンオキシド、ポリビニルピリジン、セルロース系樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等が挙げられるがこれに限定されない。また、ラジカル重合性モノマーと非架橋系高分子化合物はいずれを用いる場合についても単独で用いてもよいし、2種以上の混合物として用いてもよい。さらには、十分な接着性が得られるならばラジカル重合性モノマーと非架橋系高分子化合物を併用してもよい。もちろん、本明細書に記載の電荷輸送物質を用いても、併用してもよい。また、接着性を向上することを目的とすれば、適宜添加剤を用いてもよい。
本発明の感光体においては、導電性支持体と電荷発生層との間に下引き層を設けることができる。下引き層は一般には樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に電荷発生層を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。また、下引き層にはモアレ防止、残留電位の低減等のために酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。
下引き層の膜厚は0〜5μmが適当である。
また、導電性支持体と下引き層の間もしくは下引き層と電荷発生層との間にさらにブロッキング層を設けることも可能である。ブロッキング層は、導電性支持体からのホールの注入を抑制するために加えられるもので、主目的は地汚れの抑制にある。ブロッキング層には、一般にバインダー樹脂を主成分として用いる。これら樹脂としては、ポリアミド、アルコール可溶性ポリアミド(可溶性ナイロン)、水溶性ポリビニルブチラール、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール等が挙げられる。ブロッキング層の形成法としては、前記した方法、さらに公知の塗布法が採用される。なお、ブロッキング層の厚さは、0.05〜2μmが適当である。ブロッキング層と下引き層の2層構成とすることにより、地汚れ抑制効果は飛躍的に高まるが、残留電位上昇の影響が増加する傾向にある。そのため、ブロッキング層及び下引き層の組成や膜厚を十分考慮して決める必要がある。
電子写真感光体の低表面エネルギー化によるクリーニング性向上や、電気的・機械的ハザードからの保護を目的として、電子写真感光体の表面に保護物質を塗布してもよい。保護物質としては電子写真感光体表面に均一に塗布できるものであれば種々の材料を使うことが可能であるが、ワックス、シリコーンオイル、脂肪酸塩のような材料が有効である。脂肪酸塩は電子写真感光体の電気特性の低下を引き起こさずに感光体表面に薄層均一塗布が可能であることから特に有効である。脂肪酸としてはウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ペンダデシル酸、ステアリン酸、ヘプタデシル酸、アラキン酸、モンタン酸、オレイン酸、アラキドン酸、カプリル酸、カプリン酸、カプロン酸などが挙げられ、その金属塩としては亜鉛、鉄、銅、マグネシウム、アルミニウム、カルシウムなどの金属との塩が挙げられる。
保護物質の塗布方法については特に限定されないが、例えば、クリーニング部材など感光体に当接する部材にあらかじめ保護物質を塗布させておく方法や、専用の塗布部材をプロセスカートリッジと一体とする方法が挙げられる。専用の塗布部材を設ける場合は長期に亘って安定した量を塗布することができるため好ましい。
次に図面に基づいて本発明の画像形成装置を詳しく説明する。
本発明の画像形成装置とは、本発明の架橋型電荷輸送層を有した電子写真感光体を用い、例えば少なくとも感光体に帯電、画像露光、現像の過程を経た後、画像保持体(転写紙)へのトナー画像の転写の各手段よりなり、さらに必要により定着及び感光体表面のクリーニングという手段よりなるものである。場合により、静電潜像を直接転写体に転写し現像する画像形成装置では、感光体に配した上記手段を必ずしも有するものではない。
次に、均一に帯電された感光体(1)上に静電潜像を形成するために画像露光部(5)が用いられる。この光源には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザー(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)などの発光物全般を用いることができる。そして、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
次に、感光体上で可視化されたトナー像を転写体(9)上に転写するために転写チャージャ(10)が用いられる。また、転写をより良好に行なうために転写前チャージャ(7)を用いてもよい。これらの転写手段としては、転写チャージャ、バイアスローラーを用いる静電転写方式、粘着転写法、圧力転写法等の機械転写方式、磁気転写方式が利用可能である。静電転写方式としては、前記帯電手段が利用可能である。
次に、転写体(9)を感光体(1)より分離する手段として分離チャージャ(11)、分離爪(12)が用いられる。その他分離手段としては、静電吸着誘導分離、側端ベルト分離、先端グリップ搬送、曲率分離等が用いられる。分離チャージャ(11)としては、前記帯電手段が利用可能である。
られる。除電手段としては除電ランプ(2)、除電チャージャが用いられ、それぞれ前記露光光源、帯電手段が利用できる。図2において、4はイレーサ、8はレジストローラである。
その他、感光体に近接していない原稿読み取り、給紙、定着、排紙等の手段は公知のものが使用できる。
本発明の画像形成装置は、少なくとも帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、及び電子写真感光体からなる画像形成要素が複数配列された構成とすることもできる。
この画像形成手段は、複写装置、ファクシミリ、プリンタ内に固定して組み込まれていてもよいが、プロセスカートリッジの形態でそれら装置内に組み込まれ、着脱自在としたものであってもよい。プロセスカートリッジの一例を図3に示す。
画像形成装置用プロセスカートリッジとは、感光体(101)を内蔵し、他に帯電手段(102)、現像手段(104)、転写手段(106)、クリーニング手段(107)、除電手段(図示せず)の少なくとも一つを具備し、画像形成装置本体に着脱可能とした装置(部品)である。
最初に、電荷発生物質(チタニルフタロシアニン結晶)の合成例について記載する。
(チタニルフタロシアニン結晶の合成)
はじめに、本発明に用いたチタニルフタロシアニン結晶の合成方法について述べる。合成は、特開2004−83859号公報に準じた。即ち、1、3−ジイミノイソインドリン292部とスルホラン1800部を混合し、窒素気流下でチタニウムテトラブトキシド204部を滴下する。滴下終了後、徐々に180℃まで昇温し、反応温度を170℃〜180℃の間に保ちながら5時間撹拌して反応を行った。反応終了後、放冷した後、析出物を濾過し、クロロホルムで粉体が青色になるまで洗浄し、次にメタノールで数回洗浄し、更に80℃の熱水で数回洗浄した後乾燥し、粗チタニルフタロシアニンを得た。粗チタニルフタロシアニンを20倍量の濃硫酸に溶解し、100倍量の氷水に撹拌しながら滴下し、析出した結晶を濾過し、次いで、洗浄液が中性になるまでイオン交換水(pH:7.0、比伝導度:1.0μS/cm)により水洗いを繰り返し(洗浄後のイオン交換水のpH値は6.8、比伝導度は2.6μS/cmであった)、チタニルフタロシアニン顔料のウェットケーキ(水ペースト)を得た。
<X線回折スペクトル測定条件>
X線管球:Cu
電圧:50kV
電流:30mA
走査速度:2°/分
走査範囲:3°〜40°
時定数:2秒
市販のビーズミル分散機に直径0.5mmのPSZボールを用い、ポリビニルブチラールを溶解した2−ブタノン溶液及びチタニルフタロシアニン結晶を投入し、ローター回転数1200r.p.m.にて30分間分散を行い、電荷発生層用塗工液を作製した。
チタニルフタロシアニン結晶 15部
ポリビニルブチラール(積水化学製:BX−1) 10部
2−ブタノン 280部
特許第3166293号公報、合成例及び実施例1に準じて、ヒドロキシガリウムフタロシアニンを合成した。
即ち、1、3−ジイミノイソインドリン30部及び三塩化ガリウム9.1部をキノリン230部中に添加し、200℃において3時間反応させた後、生成物を濾別した。次いで、アセトン、メタノールで洗浄し、湿ケーキを乾燥してクロロガリウムフタロシアニン結晶28部を得た。
次いで、上記クロロガリウムフタロシアニン結晶3部を濃硫酸60部に0℃にて溶解後、この溶液を5℃の蒸留水450部中に滴下して結晶を析出させた。蒸留水、希アンモニア水等で洗浄後、乾燥してヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶2.5部を得た。更に、上記ヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶0.5部をジメチルホルムアミド15部及び直径1mmのガラスビーズ30部と共に24時間ミリングした後、結晶を分離した。次いで、メタノールで洗浄後、乾燥して、目的のヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶を得た。
得られたヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶を、合成例1と同じ条件によりX線回折スペクトル測定したところ、CuKα線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θが7.5°、9.9°、12.5°、16.3°、18.6°、25.1°及び28.3°に強い回折ピークを有していた。得られたスペクトルは、特許第3166293号公報、図8に記載のX線回折スペクトルと同様であった。
市販のビーズミル分散機に直径0.5mmのPSZボールを用い、ポリビニルブチラールを溶解した2−ブタノン溶液及びヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶を投入し、ローター回転数1200r.p.m.にて30分間分散を行い、電荷発生層用塗工液を作製した。
ヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶 15部
ポリビニルブチラール(積水化学製:BX−1) 10部
2−ブタノン 280部
特許第3123185号公報、合成例及び実施例2に準じて、クロロガリウムフタロシアニンを合成した。
即ち、1、3−ジイミノイソインドリン30部及び三塩化ガリウム9.1部をキノリン230部中に添加し、200℃において3時間反応させた後、生成物を濾過し、アセトン、メタノールで洗浄した。次いで、湿ケーキを乾燥してクロロガリウムフタロシアニン結晶を得た。このクロロガリウムフタロシアニン結晶を、自動乳鉢で3時間乾式磨砕し、更にクロロガリウムフタロシアニン0.5部を、1mmφガラスビーズ60部と共に、室温下、水/クロロベンゼン1:10の混合溶媒20部中で24時間ボールミリング処理した後、瀘別し、メタノール10部で洗浄し、乾燥してクロロガリウムフタロシアニン結晶を得た。
得られたクロロガリウムフタロシアニン結晶を、合成例1と同じ条件によりX線回折スペクトル測定したところ、CuKα線(波長1.542Å)に対するブラッグ角2θが7.4°、16.6°、25.5°及び28.3°に強い回折ピークを有していた。得られたスペクトルは、特許第3123185号、図7に記載のX線回折スペクトルと同様であった。
市販のビーズミル分散機に直径0.5mmのPSZボールを用い、ポリビニルブチラールを溶解した2−ブタノン溶液及びクロロガリウムフタロシアニン結晶を投入し、ローター回転数1200r.p.m.にて30分間分散を行い、電荷発生層用塗工液を作製した。
クロロガリウムフタロシアニン結晶 15部
ポリビニルブチラール(積水化学製:BX−1) 10部
2−ブタノン 280部
特公平60−29109号公報及び特許第3026645号公報に記載の方法に準じて下記非対称アゾ顔料を作製し、以下に示す方法で分散を行った。
下記組成の処方にて、下記に示す分散方法にて分散を行い、電荷発生層用塗工液として、分散液を作製した。この分散液を分散液4とする。
(分散液4)
下記化学式で示される非対称アゾ顔料 5部
ポリビニルブチラール(積水化学製:BX−1) 2部
シクロヘキサノン 250部
2−ブタノン 100部
ボールミル分散機に直径10mmのPSZボールを用い、ポリビニルブチラールを溶解した溶媒およびアゾ顔料を全て投入し、回転数85r.p.m.にて7日間分散を行い、分散液を作製した。
次に、後述する感光体作製例の架橋型電荷輸送層に用いられる1官能の電荷輸送性構造を有する化合物の合成例について記載する。
(1官能の電荷輸送性構造を有する化合物の合成例)
本発明における1官能の電荷輸送性構造を有する化合物は、例えば特許第3164426号公報記載の方法にて合成される。また、下記にこの一例を示す。
(1)ヒドロキシ基置換トリアリールアミン化合物(下記式B)の合成
メトキシ基置換トリアリールアミン化合物(下記式A)113.85部(0.3mol)と、ヨウ化ナトリウム138部(0.92mol)にスルホラン240部を加え、窒素気流中で60℃に加温した。この液中にトリメチルクロロシラン99部(0.91mol)を1時間かけて滴下し、約60℃の温度で4時間半撹拌し反応を終了させた。
この反応液にトルエン約1500部を加え室温まで冷却し、水と炭酸ナトリウム水溶液で繰り返し洗浄した。
その後、このトルエン溶液から溶媒を除去し、カラムクロマトグラフィー処理(吸着媒体:シリカゲル、展開溶媒:トルエン:酢酸エチル=20:1)にて精製した。
得られた淡黄色オイルにシクロヘキサンを加え、結晶を析出させた。
この様にして下記式Bの白色結晶88.1部(収率=80.4%)を得た。
融点:64.0〜66.0℃
融点:117.5〜119.0℃
導電性支持体としての直径100mmのアルミニウムシリンダーに、下記組成の下引き層塗工液、電荷発生層塗工液、第1の電荷輸送層塗工液、第2の電荷輸送層塗工液、架橋型電荷輸送層塗工液を、順次塗布・乾燥し、約3.5μmの下引き層、約0.2umの電荷発生層、表7記載の膜厚の第1の電荷輸送層、第2の電荷輸送層、架橋型電荷輸送層を形成し、積層感光体を作製した。なお、各層の塗工後に指触乾燥を行った後、下引き層は130℃、電荷発生層は95℃、第1の電荷輸送層及び第2の電荷輸送層は120℃で各々20分乾燥を行った。
架橋型電荷輸送層は、架橋型電荷輸送層塗工液を前記導電性支持体/下引き層/電荷発生層/第1の電荷輸送層/第2の電荷輸送層からなる積層感光体上に塗布した後にUVランプ(バルブ種Hバルブ)(FusionUVシステムズ社製)を用いて、ランプ出力200W/cm、照度:450mW/cm2、照射時間:30秒の条件で光照射を行なうことで架橋させた。この後、130℃20分の乾燥を行なうことにより、導電性支持体/下引き層/電荷発生層/第1の電荷輸送層/第2の電荷輸送層/架橋型電荷輸送層からなる電子写真感光体を得た。
酸化チタン: 50部
(CR−EL、平均一次粒径:約0.25μm、石原産業(株)製)
アルキッド樹脂: 14部
(ベッコライトM6401−50、固形分:50%、大日本インキ化学工業(株)製)
メラミン樹脂: 8部
(L−145−60、固形分:60%、大日本インキ化学工業(株)製)
2−ブタノン: 70部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
(KAYARAD TMPTA、日本化薬製) ・・・(AM−1)
分子量:296、官能基数:3官能、分子量/官能基数=99
・6−ヘキサンジオールジアクリレート(和光純薬製)・・・(AM−2)
分子量:226、官能基数:2官能、分子量/官能基数=113
・ジペンタエリスリトールカプロラクトン変性ヘキサアクリレート
(KAYARAD DPCA−120、日本化薬製)・・・(AM−3)
分子量:1947、官能基数:6官能、分子量/官能基数=325
・アルミナ(平均一次粒径:0.3μm、スミコランダムAA03 住友化学工業製)
・・・(AA03)
(重合開始剤)
・1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン
(イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製)・・・I−184
実機による通紙ランニングは、電子写真用プロセスカートリッジに前記電子写真感光体を装着し、リコー製imagioMP C6000改造機のカラーステーションを用いて、最大で100万枚の実機通紙試験(A4、NBSリコー製MyPaper、スタート時帯電電位−700V)を実施し、摩耗量測定、明部電位測定、画像濃度評価、地汚れ評価を行った。電位測定、画像出力はブラックステーションで行った。
表11には、摩耗量測定、明部電位測定等の感光体の特性の測定結果を示している。
ランニング10万枚、30万枚、100万枚終了後に感光体を取り出し、ランニング試験前後の感光体の膜厚の差から、摩耗量を測定した。膜厚測定は、渦電流式膜厚計フィッシャースコープMMS(フィッシャー製)を用いた。
(明部電位測定)
暗部電位が−700(V)になるようにグリッド電位を調節した後、黒ベタ画像を出力することによって、ランニング前における明部電位を測定した。さらに、ランニング10万枚後及びランニング30万枚後、ランニング100万枚後においても同様にして明部電位を測定した。表面電位計はTREKMODEL344を用いた。
前記通紙ランニングで使用した電子写真感光体とは別の電子写真感光体を用いてNOxガス曝露試験を行った。感光体表面に5cm角のテープを貼り、感光体をマスキングした。NOガス濃度40ppm、NO2ガス濃度10ppmの雰囲気に調整したチャンバー内に96時間静置することでガス曝露を実施した。ガス曝露終了後、リコー製imagio MP C6000を用いて画像濃度50%のハーフトーン画像を出力し、ガス曝部と、マスキング部(未曝露部)の画像濃度差を評価した。なお、マスキングされた部分はガス曝露されていないとみなす。
画像濃度差は以下の基準によった。
5:曝露部とマスク部の濃度差が肉眼では確認できないレベル
4:曝露部とマスク部の濃度差がわずかに確認できるレベル
3:曝露部とマスク部の濃度差が確認できるが、目視観察では問題ないレベル
2:曝露部とマスク部の濃度差がはっきりと確認できるレベル
1:曝露部とマスク部の濃度差が非常に大きいレベル
(画像濃度評価)
ランニング前、ランニング10万枚、30万枚終了後、100万枚終了後に画像濃度50%のハーフトーン画像を出力し、ランニング前後で濃度変化を確認した。
(地汚れ評価)
ランニング前、ランニング10万枚、30万枚終了後、100万枚終了後に白ベタ画像(光書き込みなし)を出力し、目視観察により地汚れを確認した。
ランニング前、ランニング10万枚、30万枚終了後、100万枚終了後に白ベタ画像(光書き込みなし)を出力し、目視観察によりネガゴーストを確認した。
地汚れ評価結果およびネガゴースト評価結果は表XXに示す。
以下の基準で評価を行った。
◎:地汚れ、ネガゴーストともに問題なし
○:地汚れ、ネガゴーストのいずれかにわずかに悪化が認められるが、問題ないレベル
その他異常画像が確認された場合は、その旨を記した。
リコー製imagio MP C6000改造機のブラックステーションを用いて、ベタ画像を1000枚連続で出力し、同時に明部電位を測定した。1枚目と1000枚目の画像濃度を比較し以下の基準で評価を行った。ランニング10万枚終了後、30万枚終了後、100万枚終了後にも同様にベタ画像を1000枚連続で出力し、同時に明部電位を測定し、1枚目と1000枚目の画像濃度を比較し以下の基準で評価を行った
5:1枚目と1000枚目の濃度差が肉眼では確認できないレベル。
4:1枚目と1000枚目の濃度差がわずかに確認できるレベル
3:1枚目と1000枚目の濃度差が確認できるが、目視観察では問題ないレベル
2:1枚目と1000枚目の濃度差がはっきりと確認できるレベル
1:1枚目と1000枚目の濃度差が非常に大きいレベル
その結果長期繰り返し使用後においても高画質画像を安定に得ることが可能となった。特に、電荷輸送性構造を有しないラジカル重合性モノマーの官能基数が3以上であり、分子量/官能基数が250以下のものと1官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物架橋させることで耐摩耗性が向上し、さらに架橋型電荷輸送層にフィラーを含有させることで大幅に耐摩耗性が向上した。
また、電荷輸送層にヒンダードアミン系酸化防止剤、あるいはヒンダードフェノール系酸化防止剤を含有すれば、NOxガス曝露後の画像濃度変動を抑制できることが確認された。同一分子中に、ヒンダードアミンとヒンダードフェノール骨格の両方を有する酸化防止剤は特にNOxガス曝露後の画像濃度変動に効果があった。
また、上記結果から、第1の電荷輸送層の膜厚が第2の電荷輸送層の膜厚の2倍より薄い場合、NOx曝露後の画像濃度差が大きくなることが確認され、第1の電荷輸送層と第2の電荷輸送層の膜厚も高画質化に対し重要な因子であることが確認された。
また、上記結果から、電荷輸送層の膜厚が架橋型電荷輸送層の膜厚の2倍より薄い場合、明部電位が上昇する傾向が確認され、電荷輸送層と架橋型電荷輸送層の膜厚も高画質化に対し重要な因子であることが確認された。
2 除電ランプ
3 帯電チャージャ
4 イレーサ
5 画像露光部
6 現像ユニット
7 転写前チャージャ
8 レジストローラ
9 転写体
10 転写チャージャ
11 分離チャージャ
12 分離爪
13 クリーニング前チャージャ
14 ファーブラシ
15 クリーニングブレード
31 導電性支持体
32 電荷発生層
33 第1の電荷輸送層
34 第2の電荷輸送層
35 架橋型電荷輸送層
101 感光体
102 帯電手段
103 露光手段
104 現像手段
105 転写体
106 転写手段
107 クリーニング手段
Claims (25)
- 導電性支持体上に少なくとも電荷発生層、第1の電荷輸送層、第2の電荷輸送層及び電荷輸送性構造を有しないラジカル重合性モノマーと電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化することにより形成された、架橋型電荷輸送層を順次積層した電子写真感光体において、
該第1の電荷輸送層はトリアリールアミン構造を有する電荷輸送物質と、少なくとも1つの置換もしくは無置換のアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物を含有し、
該第2の電荷輸送層はトリアリールアミン構造を有する電荷輸送物質と、第1の電荷輸送層に含有される化合物と同一の、少なくとも1つの置換もしくは無置換のアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物を含有し、
第1の電荷輸送層の固形分重量に対する少なくともの1つのアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物の重量比をC1、
第2の電荷輸送層の固形分重量に対する少なくとも1つのアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物の重量比をC2、としたとき、
下記式(1)が成り立つ
0 ≦ C2 < C1 ・・・式(1)
ことを特徴とする電子写真感光体。 - 更に前記C1について下記式(2)が成り立つ
0.005 < C1 < 0.15 ・・・式(2)
ことを特徴とする請求項1記載の電子写真感光体。 - 前記電荷輸送性構造を有しないラジカル重合性モノマーの官能基及び/又は前記電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物の官能基が、アクリロイルオキシ基及び/又はメタクリロイルオキシ基である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電子写真感光体。 - 前記電荷輸送性構造を有しないラジカル重合性モノマーの官能基数が3以上であり、官能基数に対する分子量の割合(分子量/官能基数)が、250以下である
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電子写真感光体。 - 前記電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物の電荷輸送性構造が、トリアリールアミン構造である
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電子写真感光体。 - 前記電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物が、
下記一般式(1)又は(2)で示される化合物の少なくとも一種である
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電子写真感光体。
(式中、R40は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアラルキル基、置換基を有してもよいアリール基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、−COOR41(R41は水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアラルキル基又は置換基を有してもよいアリール基を表わす。)、ハロゲン化カルボニル基若しくはCONR42R43(R42及びR43は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアラルキル基又は置換基を有してもよいアリール基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい。)を表わし、Ar2、Ar3は置換もしくは無置換のアリーレン基を表わし、同一であっても異なってもよい。Ar4、Ar5は置換もしくは無置換のアリール基を表わし、同一であっても異なってもよい。Xは単結合、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のシクロアルキレン基、置換もしくは無置換のアルキレンエーテル基、酸素原子、硫黄原子、ビニレン基を表わす。Zは置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアルキレンエーテル基、アルキレンオキシカルボニル基を表わす。m、nは0〜3の整数を表わす。) - 前記少なくとも1つのアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物が下記一般式(4−1)で表されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の電子写真感光体。
(式中、R92、R93は芳香環基置換もしくは無置換の炭素数1〜4のアルキル基を表わし、同一でも異なっていてもよい。また、R92、R93は互いに結合し窒素原子を含む複素環を形成してもよい。j、kは0〜3の整数を表わす。ただしjとkが同時に0となることはない。R94、R95は水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜11のアルキル基、置換もしくは無置換の芳香環基を表わし、それぞれ同一でも異なっていてもよい。また、Ar51、Ar52は置換もしくは無置換の芳香環基を表わし、それぞれ同一でも異なっていてもよい。) - 前記少なくとも1つのアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物が下記一般式(5−1)で表されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の電子写真感光体。
(式中、R96、R97は、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換のアルキル基を表わし、同一でも異なっていてもよい。ただし、R96、R97のうち少なくとも1つは置換もしくは無置換のアルキル基である。また、R96、R97は互いに結合し窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。Ar53、Ar54は置換もしくは無置換の芳香環基を表わす。p、qはそれぞれ0〜3の整数を表わす。ただし、p、qが同時に0となることはない。rは1〜3の整数を表わす。) - 前記少なくとも1つのアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物が下記一般式(5−2)で表されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の電子写真感光体。
(式中、R98、R99は、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換のアルキル基を表わし、同一でも異なっていてもよい。ただし、R 98 、R 99 のうち少なくとも1つは置換もしくは無置換のアルキル基である。また、R98、R99は互いに結合し窒素原子を含む複素環基を形成してもよい。Ar55、Ar56は置換もしくは無置換の芳香環基を表わす。s、tはそれぞれ0〜3の整数を表わす。ただし、s、tが同時に0となることはない。uは1〜3の整数を表わす。) - 前記第1の電荷輸送層及び第2の電荷輸送層に含有されるトリアリールアミン構造を有する電荷輸送物質がジスチリル化合物であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の電子写真感光体。
- 前記一般式(3)で示されるジスチリルベンゼン誘導体のR3、R8、R19及びR24のうち少なくとも1つがメチル基である
ことを特徴とする請求項12に記載の電子写真感光体。 - 前記前記第1の電荷輸送層及び/又は第2の電荷輸送層がヒンダードフェノール誘導体及びヒンダードアミン誘導体から選択される少なくとも1種類の酸化防止剤を含有することを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の電子写真感光体。
- 前記酸化防止剤が、同一分子内にヒンダードフェノール構造とヒンダードアミン構造とを有する化合物であることを特徴とする請求項14に記載の電子写真感光体。
- 前記電荷発生層に電荷発生物質として、チタニルフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、及びクロロガリウムフタロシアニンの中から選ばれるいずれか1又は2以上を含むことを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載の電子写真感光体。
- 前記チタニルフタロシアニンは、CuKα特性X線(1.542Å)を用いたX線回折スペクトルにおいて、ブラック角度(2θ±0.2°)のうちの少なくとも27.2°に最大強度の回折ピークを有し、9.4°、9.6°、24.0°に主要ピークを有し、7.3°に最小角度の回折ピークを有し、前記7.3°のピークと9.4°のピークとの間に回折ピークを有しなく、26.3°に回折ピークを有しないチタニルフタロシアニン結晶であることを特徴とする請求項16に記載の電子写真感光体。
- 前記第1の電荷輸送層の膜厚T1と前記第2の電荷輸送層の膜厚T2が、下記式(3)の関係を満たす
ことを特徴とする請求項1乃至17のいずれかに記載の電子写真感光体。
T1 > T2×2 ・・・式(3) - 前記第1の電荷輸送層の膜厚T1と前記第2の電荷輸送層の膜厚T2と前記架橋型電荷輸送層の膜厚T3が、下記式(4)の関係を満たす
ことを特徴とする請求項1乃至18のいずれかに記載の電子写真感光体。
T1+T2 > T3×2 ・・・式(4) - 前記架橋型電荷輸送層がフィラーを含有することを特徴とする請求項1乃至19のいずれかに記載の電子写真感光体。
- 請求項1記載の電子写真感光体の製造方法であって、
導電性支持体上に電荷発生層を形成する工程、
該電荷発生層の上に、トリアリールアミン構造を有する電荷輸送物質と、少なくとも1つの置換もしくは無置換のアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物とを含有する塗工液を塗布して第1の電荷輸送層を形成する工程、
該第1の電荷輸送層の上にトリアリールアミン構造を有する電荷輸送物質と、第1の電荷輸送層に含有される化合物と同一の、少なくとも1つの置換もしくは無置換のアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物とを含有する塗工液を塗布して第2の電荷輸送層を形成する工程、
該第2の電荷輸送層の上に電荷輸送性構造を有しないラジカル重合性モノマーと電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物とをふくむ塗工液を塗布し硬化して架橋型電荷輸送層を形成する工程とを含み、
第1の電荷輸送層の固形分重量に対する少なくともの1つのアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物の重量比をC1とし、第2の電荷輸送層の固形分重量に対する少なくとも1つのアルキルアミノ基を有するアリールアミン化合物の重量比をC2としたとき、下記式(1)が成り立つ
0 ≦ C2 < C1 ・・・式(1)
ようにしたことを特徴とする電子写真感光体の製造方法。 - 少なくとも帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、及び電子写真感光体を具備してなる画像形成装置において、該電子写真感光体が請求項1乃至20のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置。
- 少なくとも帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、及び電子写真感光体からなる画像形成要素が複数配列され、該電子写真感光体が請求項1乃至20のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置。
- 電子写真感光体と帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、及びクリーニング手段から選ばれる少なくとも1つの手段とが一体となったカートリッジを搭載し、かつ該カートリッジが装置本体に対し着脱自在であることを特徴とする請求項22又は23に記載の画像形成装置。
- 電子写真感光体と帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、及びクリーニング手段から選ばれる少なくとも1つの手段とが一体となった画像形成装置用プロセスカートリッジにおいて、該電子写真感光体が請求項1乃至20のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置用プロセスカートリッジ。
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