説明

電子写真感光体及びそれを用いた画像形成装置

【課題】感光体の感度の温湿度の影響による悪化を抑制し、繰り返し使用時に感度変化が少なく、高感度、高応答を示し、画像の欠陥やカブリの無い電子写真感光体及びその電子写真感光体を用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】導電性支持体上に、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を順次形成してなる機能分離型電子写真感光体において、下引き層が、少なくとも無水二酸化ケイ素で表面処理を施した金属酸化物粒子とバインダー樹脂を含有し、かつ、電荷輸送層が、少なくとも下記一般式(1)で示されるエナミン化合物とバインダー樹脂を含有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は電子写真感光体に関するものであり、詳しくは導電性支持体と感光層との間に下引き層(中間層)を設けた電子写真感光体と画像形成装置に関するものである。
一般に、光導電性の感光体を用いた電子写真プロセスは、感光体の光導電現象を利用した情報記録手段の一つである。
【0002】
このプロセスは、先ず、感光体を暗所においてコロナ放電によりその表面を一様に帯電させた後、像露光を施して露光部の電荷を選択的に放電させることによって、非露光部に静電像を形成させる。次に、着色した荷電微粒子(トナー)を静電引力などで潜像に付着させて可視像とし、画像を形成する。
【0003】
これら一連のプロセスにおいて感光体に要求される基本的な特性としては、
1)暗所において適当な電位に一様に帯電させることができること;
2)暗所において高い電荷保持能を有し、電荷の放電が少ないこと;
3)光感度に優れており、光照射によって速やかに電荷を放電すること;
などが挙げられる。
【0004】
更には容易に感光体の表面を除電することができ、残留電位が小さいこと、機械的強度があり、可撓性に優れていることや、繰り返し使用する場合に電気的特性、特に帯電性や光感度、残留電位等が変動しないこと、熱・光・温度・湿度やオゾン劣化等に対する耐性を有していることなど、安定性・耐久性が大きい等の特性が必要である。
【0005】
現在、実用化されている電子写真感光体は、導電性支持体の上に感光層が形成されているが、導電性支持体からのキャリア注入が生じ易いために表面電荷が微視的にみて消失もしくは減少することによる画像欠陥が発生する。
【0006】
この画像欠損を防止し、導電性支持体表面の欠陥の被覆、帯電性の改善、感光層の接着性の向上、塗布性改善のために導電性支持体と感光層との間に下引き層(中間層)を設ける事が行われている。
従来、下引き層としては、各種樹脂材料や無機化合物粒子、例えば酸化チタン粉末を含有するもの等が検討されている。
【0007】
樹脂単一層で下引き層を形成する場合に用いられる樹脂材料としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、シリコン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂またはポリアミド樹脂等の樹脂材料が挙げられる。
また、上記の樹脂のうち2種以上を含む共重合体樹脂、更には、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、エチルセルロース等が知られているが、これらのうち特にポリアミド樹脂が好ましいとされている(特許文献1)。
【0008】
しかし、ポリアミド等の樹脂単一層を下引き層とした電子写真感光体では、残留電位の蓄積が大きく、感度の低下や、画像のカブリなどが発生する。この傾向は、特に低湿度の環境下で顕著になる。
【0009】
そこで、環境に影響を受けることなく、導電性支持体の影響による画像欠陥の発生を防止し、残留電位を改善するために、下引き層中に表面未処理の酸化チタン粉末を含有するもの(特許文献2)や、さらに酸化チタン粉末の分散性を改善するためにアルミナなどで被覆した酸化チタン微粒子を含有するもの(特許文献3)、チタネート系カップリング剤で表面処理を施した金属酸化物粒子を含有するもの(特許文献4)またはシラン化合物で表面処理を施した金属酸化物粒子を含有するもの(特許文献5)などが提案されている。
【0010】
しかしながら、下引き層を設けることによって、感光層からの電荷の注入も抑制されるため、感度低下及び応答速度低下といった新たな問題が生じる。
また、最近ではデジタル複写機およびプリンタなどの電子写真装置の小型化および高速化が進み、感光体特性として高速化に対応した高感度化、高い応答性が要求されている。
【0011】
そこで、上記問題を解決するためのアプローチとして、電荷輸送物質の開発が活発に進められている。すなわち、光感度及び応答性は、電荷輸送物質の電荷輸送能力に強く依存するため、高い電荷移動度を持つ電荷輸送物質が望まれている。
【0012】
従来、電荷輸送物質として、たとえばピラゾリン化合物(特許文献1)、ヒドラゾン化合物(特許文献6、特許文献7および特許文献8)、トリフェニルアミン化合物(特許文献9および特許文献10)およびスチルベン化合物(特許文献11および特許文献12)などの種々の化合物が知られている。
最近では、縮合多環式炭化水素骨格をその中心母核に持つ、ピレン誘導体、ナフタレン誘導体およびターフェニル誘導体(特許文献13)や、高い電荷移動度を有するエナミン化合物(特許文献14)なども開発されている。
【0013】
上述のように、下引き層に含まれる金属酸化物粒子の表面処理方法や、電荷輸送物質の開発は進められているけれども、しかしながら、未だその効果は十分でなく、環境安定性、高感度および高応答を両立する電子写真感光体の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0014】
【特許文献1】特開昭48−47344号公報
【特許文献2】特開昭56−52757号公報
【特許文献3】特開昭59−93453号公報
【特許文献4】特開平4−172362号公報
【特許文献5】特開平4−229872号公報
【特許文献6】特開昭54−150128号公報
【特許文献7】特公昭55−42380号公報
【0015】
【特許文献8】特開昭55−52063号公報
【特許文献9】特公昭58−32372号公報
【特許文献10】特開平2−190862号公報
【特許文献11】特開昭54−151955号公報
【特許文献12】特開昭58−198043号公報
【特許文献13】特開平7−48324号公報
【特許文献14】特許4101668号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
本発明が解決しようとする課題は、感光体の感度の温湿度の影響による悪化を抑制し、繰り返し使用時に感度変化が少なく、高感度、高応答を示し、画像の欠陥やカブリの無い電子写真感光体及びその電子写真感光体を用いた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0017】
本発明者らは、鋭意努力研究を重ねた結果、電子写真感光体における下引き層を形成するバインダー樹脂に、無水二酸化ケイ素で表面処理を施した金属酸化物粒子を含有させ、さらに、電荷輸送層が含む電荷輸送物質として特定のエナミン化合物を使用する電子写真感光体が、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0018】
その詳細なメカニズムは判明していないが、以下の理由によるものである考えている。
露光時に電荷発生層で生成した電荷は下引き層、導電性支持体(たとえばアルミニウム)の順に注入されるが、その際、下引き層中での電荷移動度および界面における電荷の注入障壁が高応答性を決定する1つの因子となる。
【0019】
しかしながら、電荷発生層/電荷輸送層界面において、ホール注入障壁が高い場合、あるいは、電荷輸送層中での電荷移動度が低い場合には、下引き層の効果を齟齬し、電荷発生層/電荷輸送層界面もしくは電荷輸送層が律速となる。
したがって、下引き層および電荷輸送層において、電荷発生層との相性(表面自由エネルギー、イオン化ポテンシャルなど)が優れていなければ上記課題を解決することはできない。
【0020】
すなわち、本発明においては、上記2層の組み合わせにより、各層の性能向上だけではなく、積層型電子写真感光体として飛躍的な性能向上を見出すことができたものと考えている。
【0021】
しかるに、本発明によれば、導電性支持体上に、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を順次形成してなる機能分離型電子写真感光体において、下引き層が、少なくとも無水二酸化ケイ素で表面処理を施した金属酸化物粒子とバインダー樹脂を含有し、かつ、電荷輸送層が、少なくとも下記一般式(1):
【化1】

【0022】
(R1、R2、R3、R4およびR5は、それらのうち1つ以上が、置換基を有していてもよいC6〜C10アリール基を示し、その他は水素原子または置換基を有してもよいC1〜C4アルキル、C4〜C9複素環、C7〜C16アラルキルもしくはC11〜C16アリーリデンアルキル基を示すか、あるいは、R2およびR3はそれらが結合する炭素原子と一緒になって、置換基を有していてもよい環式または縮合環式基を形成してもよい)
で示されるエナミン化合物とバインダー樹脂を含有することを特徴とする電子写真感光体が提供される。
【0023】
また、本発明によれば、前記エナミン化合物が、バインダー樹脂に対する重量割合で、10/10〜10/30で用いられる電子写真感光体が提供される。
また、本発明によれば、前記下引き層が含む無水二酸化ケイ素で表面処理を施される金属酸化物粒子が、平均一次粒子径20nm〜100nmを有する金属酸化物粒子である電子写真感光体が提供される。
【0024】
また、本発明によれば、前記金属酸化物粒子が、バインダー樹脂に対する重量割合で、10/90〜95/5で用いられ、かつ前記バインダー樹脂が、ポリアミド樹脂である電子写真感光体が提供される。
また、本発明によれば、前記金属酸化物粒子が、酸化チタンもしくは酸化亜鉛である電子写真感光体が提供される。
【0025】
また、本発明によれば、前記下引き層が、膜厚0.05μm〜5μmであり、また前記感光層が、電荷発生層および電荷輸送層からなる積層型感光層の場合、膜厚0.05〜5μmの電荷発生層を含む電子写真感光体が提供される。
さらに、本発明によれば、前記の電子写真感光体を搭載する画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【0026】
酸化チタン微粒子を無水二酸化ケイ素で被覆させることによりバインダー樹脂溶液中で長時間分散処理を行っても酸化チタンの凝集を防止し、安定した塗液が得られるとともに、非常に均一な下引き層塗布膜を形成でき、このようにして形成した下引き層と、少なくとも特定のエナミン化合とバインダー樹脂を含有すること電荷輸送層との2層を組み合わせることにより、湿度の影響を低減し、さまざまな環境下で黒点や画像カブリのない優れた画像と繰り返し使用での安定性に優れた電子写真感光体が得られる。
【0027】
したがって、本発明による電子写真感光層は、少なくとも無水二酸化ケイ素で表面処理した金属酸化物粒子とバインダー樹脂を含有する下引き層と、かつ少なくとも特定のエナミン化合とバインダー樹脂を含有すること電荷輸送層との2層を組み合わせることにより、各層の性能向上だけではなく、使用環境の影響に左右されない積層型電子写真感光体として、飛躍的に性能が向上される。
また、本発明によれば、電子写真感光体を長期間、繰り返し使用しても、画像特性の劣化が発生せず、非常に安定した環境特性をもつ電子写真感光体および該感光体を用いた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明の実施の下引き層(中間層)及び電荷発生層と電荷輸送層の3層からなる積層型感光体を示す図である。
【図2】画像形成装置の1例である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
本発明による電子写真感光体における電荷輸送層は、下記一般式(1):
【化2】

で示されるエナミン化合物を含むことを特徴とする。
【0030】
上記の一般式(1)におけるR1、R2、R3、R4およびR5は、それらのうち1つ以上が、置換基を有していてもよいC6〜C10アリール基を示し、その他は水素原子または置換基を有してもよいC1〜C4アルキル、C4〜C9複素環、C7〜C16アラルキルもしくはC11〜C16アリーリデンアルキル基を示すか、あるいは、R2およびR3はそれらが結合する炭素原子と一緒になって、置換基を有していてもよい環式または縮合環式基を形成できる。
【0031】
上記のC1〜C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、sec−ブチル基およびtert−ブチル基が挙げられる。
上記のC6〜C10アリール基としては、フェニル基およびナフチル基が挙げられる。
上記のC4〜C9複素環基としては、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、イソチアゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジル基、ピリミジル基、インドリジニル基、インドリル基、キノリジニル基およびイソキノリル基が挙げられる。
【0032】
上記のC7〜C16アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、フェニルペンチル基、フェニルヘキシル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基、ナフチルプロピル基、ナフチルブチル基、ナフチルペンチル基およびナフチルヘキシル基が挙げられる。
【0033】
上記のC11〜C16アリーリデンアルキル基としては、1−(1,2,3,4−テトラヒドロ)−ナフチリデンメチル基、1−(1,2,3,4−テトラヒドロ)−ナフチリデンエチル基、1−(1,2,3,4−テトラヒドロ)−ナフチリデンプロピル基、1−(1,2,3,4−テトラヒドロ)−ナフチリデンブチル基、1−(1,2,3,4−テトラヒドロ)−ナフチリデンペンチル基および1−(1,2,3,4−テトラヒドロ)−ナフチリデンヘキシル基が挙げられる。
【0034】
上記のR2およびR3はそれらが結合する炭素原子と一緒になって、置換基を有していてもよい環式または縮合環式基としては、シクロペンチリデン基、シクロヘキシリデン基、1−(1,2,3,4−テトラヒドロ)−ナフチリデン基、2−(1,2,3,4−テトラヒドロ)−ナフチリデン基が挙げられる。
【0035】
上記のR1、R2、R3、R4およびR5が有してもよい置換基としては、ハロゲン原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、ビニル基、2−フェニルビニル基、ブタジエニル基、4−フェニルブタジエニル基、4−p−トリルブタジエニル基、4−p−メトキシブタジエニル基、4−フェニル−4−p−メトキシフェニルブタジエニル基が挙げられる。
【0036】
より具体的には、上記のR1、R2、R3、R4およびR5は、それらのうちの1つ以上がなり得る基としては、フェニル、p−トリル、p−メトキシフェニル、4−(4−フェニルブタジエニル)−ナフチルまたは4−(4−フェニル−4−p−メトキシフェニルブタジエニル)−ナフチル基が挙げられ、その他としては水素原子または、1,2,3,4−テトラヒドロナフチリデンメチル、1−(1,2,3,4−テトラヒドロ)−ナフチリデンまたは1−(1,2,3,4−テトラヒドロ)−ナフチリデンメチル基が挙げられる。
【0037】
さらに具体的には、前記式(1)のエナミン化合物としては、
1が水素原子であり、R2およびR3がフェニル基であり、R4がp−トリル基であり、R5が4−(4−フェニルブタジエニル)−ナフチル基であり、式(2):
【0038】
【化3】

で示されるエナミン化合物、
1が水素原子であり、R2およびR3がフェニル基であり、R4がp−トリル基であり、R5が4−(4−フェニル−4−p−メトキシフェニルブタジエニル)−ナフチル基であり、式(3):
【0039】
【化4】

で示されるエナミン化合物、および
1が水素原子であり、R2およびR3はそれらが結合する炭素原子と一緒になって形成した1−(1,2,3,4−テトラヒドロ)−ナフチリデン基であり、R4がp−メトキシフェニル基であり、R5が1−(1,2,3,4−テトラヒドロ)−ナフチリデンメチル基であり、式(4):
【0040】
【化5】

で示されるエナミン化合物が挙げられる。
【0041】
以下、本発明の感光体について図面を用いて具体的に説明する。
図1は、本発明の積層型感光体の要部の構成を示す模式断面図である。
図1の積層型感光体は、導電性支持体1の表面に、下引き層(中間層)2と、電荷発生物質およびバインダー樹脂を含有する電荷発生層3と電荷輸送物質およびバインダー樹脂を含有する電荷輸送層4とがこの順で形成されている。
【0042】
[導電性支持体1]
導電性支持体は、感光体の電極としての役割を果たすとともに、他の各層の支持部材としても機能する。
導電性支持体の構成材料は、当該分野で用いられる材料であれば特に限定されない。
【0043】
具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、真鍮、亜鉛、ニッケル、ステンレス鋼、クロム、モリブデン、バナジウム、インジウム、チタン、金、白金などの金属および合金材料:ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリエステル、ポリオキシメチレン、ポリスチレン、セルロース、ポリ乳酸などの高分子材料、硬質紙、ガラスなどからなる基体表面に金属箔をラミネートしたもの、金属材料または合金材料を蒸着したもの、導電性高分子、酸化スズ、酸化インジウム、カーボンブラックなどの導電性化合物の層を蒸着もしくは塗布したものなどが挙げられる。
【0044】
導電性支持体の形状としては、シート状、円筒状、円柱状、無端ベルト(シームレスベルト)状などが挙げられる。
導電性支持体の表面には、必要に応じて、画質に影響のない範囲内で、陽極酸化被膜処理、薬品、熱水などによる表面処理、着色処理、表面を粗面化するなどの乱反射処理が施されていてもよい。
乱反射処理は、レーザーを露光光源として用いる電子写真プロセスにおいて、本発明による感光体を用いる場合に特に有効である。
【0045】
すなわち、レーザーを露光光源として用いる電子写真プロセスでは、レーザー光の波長が揃っているので、感光体の表面で反射されたレーザー光と感光体の内部で反射されたレーザー光とが干渉を起こし、この干渉による干渉縞が画像に現れて画像欠陥を生じることがある。そこで、導電性支持体の表面に乱反射処理を施すことにより、波長の揃ったレーザー光の干渉による画像欠陥を防止することができる。
【0046】
[下引き層(中間層)2]
下引き層は、導電性支持体から単層型感光層または積層型感光層への電荷の注入を防止する(ホール注入に対して障壁となる)機能を有する。
すなわち、下引き層により単層型感光層または積層型感光層の帯電性の低下が抑制され、露光によって消去されるべき部分以外の表面電荷の減少が抑えられ、かぶりなどの画像欠陥の発生が防止される。
【0047】
しかしながら、従来検討されてきたように下引き層として樹脂層のみを形成した場合、下引き層の体積抵抗値が高いため、電荷発生層で生成した電荷の移動が阻害され、感光体としての感度が著しく低下する弊害があった。
また、この樹脂中に高分子電解質や無機塩類などのイオン伝導型導電材を添加した場合、下引き層の導電性が湿度変化によって影響を受けることとなる。即ち、高湿度環境下では導電性が大きくなり低湿度環境下では導電性が小さくなることから、感光体としての感度の環境安定性が著しく悪化する弊害があった。
そこで、下引き層中に含有させる導電材としては、湿度の影響が少なく電荷移動が容易で感光体としての感度を損なわない体積抵抗値をもつ無機顔料を使用することが好ましい。
【0048】
また、感光体感度が低下しないよう考慮した場合、可視光や近赤外に吸収の少ない白色、またはそれに近い色調であること、近年、画像形成装置の光源に用いられるレーザー光のような可干渉光で画像を書き込む場合、モアレ発生を抑制するように屈折率が大きいこと、下引き層中の樹脂と導電材との比率が適切に選択することで下引き層の強度を保ち、導電材の凝集による画像欠陥の発生を抑制し、体積抵抗値を最適化しやすいことなどから、導電材としては金属酸化物が更に好ましく、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸亜鉛、アルミナ、炭酸カルシウム、硫酸バリウムなどが挙げられ、さらに酸化チタンおよび酸化亜鉛が好ましい。
【0049】
しかしながら、表面未処理の酸化チタンや酸化亜鉛微粒子を用いると、使用する酸化チタンや酸化亜鉛の粒子が微粒子であるために十分に分散された下引き層用塗布液であっても、長期間の使用や塗布液の保管時に酸化チタンや酸化亜鉛微粒子が凝集し易くなり、この凝集物の発生を避けることができない。
そのため、上記の長期保管した表面未処理の酸化チタンや酸化亜鉛微粒子を含む下引き層用塗布液を用いて下引き層を形成した場合には、塗布膜の欠陥や塗布ムラを発生し画像欠陥が生じる。
【0050】
また、塗布膜の欠陥や塗布ムラに基づき、導電性支持体からの電荷の注入が起こり易くなるために、微小領域の帯電性が低下し黒点が発生することになる。
さらに、従来、アルミナで酸化チタンや酸化亜鉛の表面処理を施すことによって下引き層中の分散性を向上させる試みがなされてきたが、浸漬塗布工程で導電性支持体であるドラム上に下引き層を形成するような場合、大量に塗布液を製造する必要が有り、その際、長時間に亘って分散処理を行うと酸化チタンや酸化亜鉛の再凝集により黒点が発生して画像品質が低下する問題があった。
【0051】
これは、長時間の分散処理で表面処理されたアルミナや酸化亜鉛が剥離することで酸化チタンや酸化亜鉛表面処理を施した効果が薄れ、酸化チタンや酸化亜鉛の再凝集が発生して画像欠陥となるとともに、導電性支持体からの電荷の注入が起こりやすく下引き層の微小領域の帯電性が低下して黒点が発生すると考えられる。
さらに、このような黒点は高温高湿環境下で長期間使用すると顕著となり、画像品質が著しく低下する。
【0052】
一方、酸化チタンや酸化亜鉛の表面処理を十分に行うようにアルミナと併用して二酸化ケイ素が用いられることがある。しかしながら、アルミナと併用して二酸化ケイ素で表面処理を行うと結晶水を含有することとなる。
この結晶水に誘引されて下引き層が各環境において湿度の影響を受けやすくなり、画像品質が低下するばかりか、感光体の感度にも影響を及ぼしていると考えられる。
【0053】
その他に、Fe23などの磁性を持つ金属酸化物で酸化チタンや酸化亜鉛の表面の被覆を施した場合には、感光層中に含有するフタロシアニン顔料と化学的に相互作用が起こり、感光体特性、特に感度低下や帯電性の低下が生じるために好ましくない。
【0054】
しかしながら、本発明者らは、下引き層が、無水二酸化ケイ素で表面処理を施した酸化チタンや酸化亜鉛粒子を含有することにより、下引き層中における該表面処理した酸化チタンや酸化亜鉛の分散性が向上し、凝集物が発生せずに、塗布膜が平坦で抵抗値を均一に保つことができることを見出した。
したがって、本発明は、上記の導電性支持体表面に塗布、形成される前記の下引き層が、バインダー樹脂と、無水二酸化ケイ素で表面処理を施した酸化チタンや酸化亜鉛粒子を含有していることを特徴とする。
【0055】
さらに、導電性支持体の表面を被覆する下引き層は、導電性支持体の表面の欠陥である凹凸の度合を軽減して表面を均一化し、単層型感光層または積層型感光層の成膜性を高め、導電性支持体と単層型感光層または積層型感光層との密着性(接着性)を向上させることができる。
【0056】
従来の下引き層では膜厚を薄くすると環境特性は改善されるが、導電性支持体と感光層との接着性が低下し、導電性支持体の欠陥に起因する画像欠陥が発生するという弊害があった。
一方、下引き層の膜厚を厚くすると感度低下を招き、環境特性が悪化するという問題があり、画像欠陥の低減と電気的特性の安定性向上を両立させるための実用的な膜厚が制限されることとなっていた。
【0057】
上記の酸化チタンの結晶型は、ルチル型、アナタース型やアモルファスの何れであってもよく、これらの2種以上の混合物であってもよい。その形状は一般的には、粒状のものが用いられるが、針状もしくは樹枝状のものも用いることが出来る。
また、酸化亜鉛の結晶型は、一般的には、ウルツ鉱型(六方晶系)であり、粒状のものを用いることができる。
【0058】
本発明において、無機化合物の結晶形に関して用いられる用語「針状」とは、棒状、柱状や紡錘状などを含む細長い形状であればよく、従って、必ずしも極端に細長いものでなくてもよく、先端が鋭くとがっている必要もない。
【0059】
したがって、下引き層に含まれる酸化チタンや酸化亜鉛の平均一次粒子径は、20nm〜100nmの範囲内がより好ましい。
平均一次粒子径が20nm以下であると、分散性が悪く、凝集が起きる場合があり、粘度が増してしまい、液としての安定性に欠けるので好ましくない。
また、さらに増粘した下引き層用塗液を、導電性支持体に塗布することは非常に困難で、生産性に劣る。
また、平均一次粒子径が100nm以上であると、下引き層形成時に微小領域の帯電性が低下し黒点が発生し易くなるため好ましくない。
【0060】
このような、平均一次粒子径を有する酸化チタンや酸化亜鉛であれば、良好な分散性が得られ、結着性樹脂中に均一に分散させることができる。
なお、酸化チタンや酸化亜鉛の平均一次粒子径または無水二酸化珪素で表面処理を施した酸化チタンの平均一次粒子径は、SEM(S−4100;株式会社日立ハイテクノロジーズ製)写真の測定に基づき、50個以上の粒子の粒径を計測し、平均して求めた値である。
【0061】
前記無水二酸化ケイ素で表面処理を施した酸化チタンや酸化亜鉛微粒子の下引き層中の含有率としては、10重量%〜99重量%、好ましくは30重量%〜99重量%、さらに好ましくは35重量%〜95重量%の範囲である。
酸化チタンや酸化亜鉛の量が、10重量%より低い含有率であれば、感度が低下し、下引き層中に電荷が蓄積され残留電位が増大する。このような現象は、特に低温低湿下での繰り返し特性において顕著になる。
また、酸化チタンや酸化亜鉛の量が、95重量%より高い含有率であれば下引き層中に凝集物が発生しやすく、画像欠陥が起こり易くなるために好ましくない。
【0062】
酸化チタンや酸化亜鉛微粒子の粉体の体積抵抗値については、105〜1010Ωcmが好ましい。
粉体の体積抵抗値が105Ωcmより小さくなると、下引き層としての抵抗値が低下し、下引き層が、電荷ブロッキング層として機能しなくなる。
【0063】
例えば、アンチモンをドープした酸化錫導電層などの導電処理を施した無機化合物粒子の場合には、100Ωcmないし101Ωcmと、非常に粉体の体積抵抗値が低くなり、これを用いた下引き層は電荷ブロッキング層として機能せず、感光体特性としての帯電性が悪化し、画像にカブリや黒点(黒ポチ)が発生するために使用することはできない。
【0064】
また、酸化チタンや酸化亜鉛微粒子の粉体の体積抵抗値が1010Ωcmより高くなってバインダー樹脂自身の体積抵抗値と同等あるいはそれ以上になると、下引き層としての抵抗値が高過ぎて、光照射時に生成したキャリアの輸送が抑制阻止され、残留電位が上昇し光感度が低下するので好ましくない。
【0065】
酸化チタンや酸化亜鉛微粒子の表面を被覆する無水二酸化ケイ素の表面処理のための使用量としては、用いる酸化チタンや酸化亜鉛の重量部に対して、0.1重量%〜50重量%が好ましい。
0.1重量%より少ない無水二酸化ケイ素の使用量であれば、無水二酸化ケイ素で酸化チタンや酸化亜鉛の表面を十分に被覆することができないために、表面処理の効果が発現しにくくなる。
【0066】
また、50重量%を超える無水二酸化ケイ素の使用量であれば、酸化チタン微粒子の被覆に利用されない、過剰の無水二酸化ケイ素が残存し、酸化チタンや酸化亜鉛微粒子を含有する効果が低減するとともに、実質二酸化ケイ素微粒子を含有するのと代わりが無く、感光体の感度が低下して画像カブリが発生するため好ましくない。
【0067】
また、酸化チタンや酸化亜鉛微粒子の表面に一般的なカップリング剤などの有機化合物を用いると、下引き層の抵抗値が高くなり湿度の影響による感度変化は少なくなるものの、感度そのものが悪化し、画像カブリが発生する。
また、繰り返し使用時に、画像カブリが特に顕著に発生することから、アルコキシシラン化合物などのシランカップリング剤、ハロゲン、窒素、硫黄のような原子がケイ素と結合したシリル化剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤などの有機化合物で表面処理を施すことは好ましくない。
【0068】
下引き層用バインダー樹脂
下引き層に含有されるバインダー樹脂としては、樹脂単一層で下引き層を形成する場合と同様の材料が用いられる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、シリコン樹脂、ブチラール樹脂、ポリアミド樹脂等の樹脂材料やこれらの繰り返し単位のうち二つ以上を含む共重合体樹脂、更には、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、エチルセルロース等が知られている。これらの中でもアルコール可溶性のポリアミド樹脂、ブチラール樹脂、酢酸ビニル樹脂が好ましく、さらにポリアミド樹脂が好ましい。
【0069】
この理由としては、バインダー樹脂の特性として、下引き層の上に感光体層を形成する際に用いられる溶媒に対して、下引き層に含まれるポリアミド樹脂が、溶解や膨潤などを起こさないことや、導電性支持体との接着性に優れ、可撓性を有すること、さらに下引き層中に含有される金属酸化物との親和性が良く、金属酸化物粒子の分散性及び分散液の保存安定性に優れていることなどが考えられる。
【0070】
ポリアミド樹脂のうち、アルコール可溶性ナイロン樹脂を好適に用いることができる。
上記のアルコール可溶性ナイロン樹脂としては、例えば、6−ナイロン、6,6−ナイロン、6,10−ナイロン、11−ナイロン、12−ナイロン等を共重合させた、いわゆる共重合ナイロンや、N−アルコキシメチル変性ナイロン、N−アルコキシエチル変性ナイロンのように、ナイロンを化学的に変性させたタイプが好ましい。
【0071】
したがって、本発明による電子写真感光体は、下引き層中に含有されるバインダー樹脂が、有機溶媒可溶性のポリアミド樹脂であることを特徴とする。
下引き層中に含有されるバインダー樹脂としてのポリアミド樹脂は、金属酸化物粒子と馴染み易く、さらに導電性支持体との接着性にも優れるので、ポリアミド樹脂を含有し、形成された下引き層は、膜の可撓性を保つことができる。
【0072】
さらに、形成された下引き層に含まれるポリアミド樹脂は、感光体塗布液用溶剤で膨潤、溶解することが無いために、下引き層の塗布欠陥やムラの発生を防止し、優れた画像特性を有する電子写真感光体を提供することができる。
また、本発明は、前記金属酸化物粒子が、バインダー樹脂に対して重量割合で、10/90〜95/5で用いられることが好ましい。
【0073】
下引き層用塗布液の分散方法としては、分散メディアを使用しない超音波分散機や分散メディアを用いるボールミル、ビーズミル、ペイントコンディショナーなどの分散機を用いることができるが、有機溶剤に溶解させたバインダー樹脂溶液中に無機化合物を投入し、分散メディアを通じて分散機から与えられた強力な力で無機化合物を分散させることができるような分散メディアを用いる分散機が好ましい。
【0074】
分散メディアの材質としては、ガラス、ジルコン、アルミナ、好ましくは耐磨耗性が高いジルコニア、チタニアを用いることが好ましい。
分散メディアの形状は、0.3mmから数mm程度のビーズ状、数cm程度のボール状など何れの形状および大きさを用いてもよい。
【0075】
分散メディアの材質がガラスを使用した場合には、分散液の粘度が上昇し保存安定性が悪くなることから、好ましくない。
これは本発明で用いられる金属酸化物微粒子を分散させる場合、分散機から与えられた強力な力が金属酸化物微粒子を分散するエネルギーとしてだけでなく、分散メディア自身を磨耗するエネルギーとして使用されることで、分散メディアの磨耗により生じる分散メディアの材料が、分散塗布液に混入することにより、分散塗布液の分散性や保存安定性が悪化し、電子写真感光体下引き層を形成する際の塗布性や下引き層の膜質に何らかの影響を与えていることに基づくものと考えられる。
【0076】
本発明による電子写真感光体下引き層を形成するための分散液に使用される有機溶剤としては一般的な有機溶剤を使用することができるが、バインダー樹脂としてより好ましいアルコール可溶性ナイロン樹脂を用いる場合には、炭素数1〜4の低級アルコールなどの有機溶媒が用いられる。
【0077】
より詳細には、下引き層用塗布液の溶媒が、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコールおよびt−ブチルアルコールよりなる群から選ばれた低級アルコールが好ましい。
【0078】
前記のポリアミド樹脂と酸化チタン微粒子を上記の低級アルコール中に分散して作製した下引き層用塗布液を導電性支持体上に塗布し乾燥することにより、下引き層が形成される。
下引き層は、例えば、本発明の下引き層用塗布液を導電性支持体上に塗布し、得られた塗膜を乾燥することにより得られる。
【0079】
下引き層用塗布液の塗布方法は、シートの場合にはベーカーアプリケーター法、バーコーター法(例えば、ワイヤーバーコーター法)、キャスティング法、スピンコート法、ロール法、ブレード法、ビード法、カーテン法など、ドラムの場合にはスプレー法、垂直リング法、浸漬塗工法などが挙げられる。
塗布方法は、塗布液の物性や生産性などを考慮して最適な方法を選択すればよく、浸漬塗布法、ブレードコーター法およびスプレー法が特に好ましい。
【0080】
下引き層の膜厚としては、好ましくは、0.01μm以上10μm以下、より好ましくは0.05μm以上5μm以下の範囲である。
下引き層の膜厚が0.01μmより薄ければ実質的に下引き層として機能しなくなり、導電性支持体の欠陥を被覆して均一な表面性が得られず、導電性支持体からのキャリアの注入を防止することができなくなり、帯電性の低下が生じる。
また、下引き層の膜厚を10μmよりも厚くすることは、下引き層を浸漬塗布する場合、感光体を製造する上で難しくなり、また感光体の感度が低下するために好ましくない。
【0081】
[積層型感光体の感光層5]
感光層5は、電荷発生層3と電荷輸送層4とからなる。このように電荷発生機能と電荷輸送機能とを別々の層に担わせることにより、各層を構成する最適な材料を独立して選択することができる。
【0082】
以下の説明では、電荷発生層と電荷輸送層とがこの順で積層された積層型感光体(図1)について説明するが、逆二層型の積層型感光体の場合には積層順が異なるだけで基本的に同様である。
【0083】
[電荷発生層3]
機能分離型感光層の場合、下引き層の上に電荷発生層が形成される。電荷発生層に含有される電荷発生物質としては、クロロダイアンブルー等のビスアゾ系化合物、ジブロモアンサンスロン等の多環キノン系化合物、ペリレン系化合物、キナクリドン系化合物、フタロシアニン系化合物、アズレニウム塩系化合物等が知られているが、レーザー光やLEDなどの光源を用いて反転現像プロセスにより画像形成を行う電子写真感光体では、620nm〜800nmの長波長の範囲に感度を有することが要求される。
【0084】
その際に使用される電荷発生材料としては、フタロシアニン顔料やトリスアゾ顔料が高感度で耐久性に優れており従来から検討されている。その中で特にフタロシアニン顔料が更に優れた特性を有しており、これらの顔料を一種もしくは二種以上併用することも可能である。
使用されるフタロシアニン顔料は、無金属フタロシアニン又は金属フタロシアニン更にはこれらの混合物や混晶化合物が挙げられる。
【0085】
金属フタロシアニン顔料において用いられる金属としては、酸化状態がゼロであるもの又はその塩化物、臭化物などのハロゲン化金属、若しくは酸化物などが用いられる。好ましい金属としては、Cu、Ni、Mg、Pb、V、Pd、Co、Nb、Al、Sn、Zn、Ca、In、Ga、Fe、Ge、Ti、Cr等が挙げられる。これらのフタロシアニン顔料の製造方法は種々の手法が提案されているが、どの様な製造方法を用いても良く、顔料化された後に各種精製や結晶型を変換させる為に種々の有機溶剤で分散処理を行ったりしたものを用いても良い。
【0086】
電荷発生材料としては、結晶型の異なるα型、β型、Y型、アモルファスのチタニルフタロシアニン、または、他のフタロシアニン類、さらに、アゾ顔料、アントラキノン顔料、ぺリレン顔料、多環キノン顔料、スクエアリウム顔料等が挙げられる。
【0087】
これらのフタロシアニン顔料を用いた電荷発生層の作製方法としては、電荷発生物質、特にフタロシアニン顔料を真空蒸着することによって形成する方法、及び、バインダー樹脂と有機溶剤と混合分散して成膜する方法があるが、混合分散処理する前に予め粉砕機によって粉砕処理を行っても良い。その粉砕機に用いられる粉砕機としては、ボールミル、サンドミル、アトライター、振動ミル及び超音波分散機などを用いた方法がある。
一般的にバインダー樹脂溶液中に分散した後、塗布する方法が好ましい。塗布方法としては、スプレー法、バーコート法、ロールコート法、ブレード法、リング法、浸漬塗布法等があげられる。
【0088】
浸漬塗布法は、塗布液を満たした塗工槽に導電性支持体を浸漬した後、一定速度または逐次変化する速度で引上げることによって導電性支持体上に層を形成する方法である。この方法は比較的簡単で、生産性および原価の点で優れているので、感光体を製造する場合に多く利用されている。なお、浸漬塗布法に用いる装置には、塗布液の分散性を安定させるために超音波発生装置に代表される塗布液分散装置を設けてもよい。
【0089】
電荷発生層用塗布液に用いられる結着性樹脂としては、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ブチラール樹脂などや二つ以上の繰り返し単位を含む共重合体樹脂、例えば、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂などの絶縁性樹脂を挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、一般に用いられるすべての樹脂を単独あるいは二種以上混合して使用することができる。
【0090】
また、これらの樹脂を溶解させる溶媒としては、塩化メチレン、2塩化エタン等のハロゲン化炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等の非プロトン性極性溶媒あるいはこれらの混合溶剤などを用いることができる。
【0091】
フタロシアニン顔料とバインダー樹脂との配合比は、フタロシアニン顔料が10重量%から99重量%の範囲が好ましい。この範囲より少ない場合は感度が低下し、多ければ耐久性が低下するばかりでなく、分散性が低下する為に粗大粒子が増大することから画像欠陥、特に黒ポチが多くなる。
【0092】
電荷発生層用塗布液を製造する際には、前述のフタロシアニン顔料とバインダー樹脂、有機溶剤を混合し分散させるが、分散条件としては用いる容器や分散メディアの摩耗等による不純物の混入が起こらないように適当な分散条件を選択して行う。
【0093】
上記のようにして得られる分散液中に含有されるフタロシアニン顔料は、一次粒子及び/またはその凝集粒子径が3μm以下の粒子径にまで分散を進めることが肝要である。
【0094】
一次粒子及び/またはその凝集粒子径が3μmよりも大きければ得られる電子写真感光体において、反転現像の際、白地に黒ポチが非常に発生することとなる。そのため各種分散機により電荷発生層用塗布液を製造する際には、分散条件を最適化しフタロシアニン顔料粒子を3μm以下、更に好ましくはメジアン径で0.5μm以下、モード径で3μm以下にまで分散し、これよりも大きい粒子を含有しないことが好ましい。
【0095】
フタロシアニン顔料粒子はその化学的構造から微粒子にするためには比較的強い分散条件と長時間の分散時間を必要としており、これ以上に分散を進めることはコスト的に効率が悪く、分散メディアの摩耗等による不純物の混入が避けられない。
【0096】
また、分散時の有機溶剤や熱、分散による衝撃などによりフタロシアニン顔料粒子の結晶型が変化することにより、感光体の感度が大きく低下するなどの弊害が発生する。そのため、メジアン径で0.01μm以下、モード径で0.1μm以下にフタロシアニン顔料の粒子径を小さくすることは好ましくない。
【0097】
また、分散された塗布液中のフタロシアニン顔料粒子中に3μmよりも大きい粒子が含まれている場合にはろ過処理を施すことにより3μmよりも大きい一次粒子及び/または凝集粒子を除去することができる。ろ過処理に用いられるフィルターの材質は分散の際に用いられる有機溶剤に膨潤や溶解しないものであれば一般的に用いられるものが使用されるが、好ましくは孔径が均一のテフロン(登録商標)製メンブランフィルターが良い。更に遠心分離により粗大粒子や凝集物を除去しても良い。
【0098】
また、本発明において、このようにして得られた電荷発生層用塗布液を用いて形成される電荷発生層は、好ましくは0.05μm〜5μm、より好ましくは0.08μmから1μmの厚みに塗布される。
電荷発生層の膜厚が0.05μmより薄ければ、感度低下をもたらすばかりでなく、フタロシアニン顔料を非常に小さくなるまで分散する為に結晶型が変化するなど好ましくない。
また、電荷発生層の膜厚が5μmより厚くなれば一定の感度を示すが、コスト的に好ましくないばかりか、電荷発生層を均一に塗布することが困難となり好ましくない。
【0099】
従来の下引き層と感光層の構成では、電荷発生層の膜厚を厚くすると、感度特性が向上するが、微小領域での表面電荷の消失による白地に微小な黒点が発生するなど、画像欠陥が発生する弊害があった。
一方、下引き層の膜厚を薄くすると感度低下を招くため、画像欠陥の低減と電気的特性および生産安定性向上を両立させるための実用的な膜厚が制限されることとなっていた。
【0100】
しかし、本発明の無水二酸化ケイ素で表面処理を施した金属酸化物粒子、特に酸化チタン微粒子を含有することにより下引き層を用いると、下引き層中の分散性が向上したために、凝集物が発生せず、塗布膜が平坦で抵抗値を均一に保つことができる。これにより微視的な感光体特性、特に感度や残留電位の変動を均一に保つことができるため、電荷発生層の膜厚を上げても、画像欠陥や画像かぶりの発生を抑制することができる。さらに電荷発生層の膜厚をあげることが出来るため、高感度を達成できる。
【0101】
[電荷輸送層4]
電荷発生層の上に設けられる電荷輸送層の作製方法としては、結着性樹脂溶液中に電荷輸送物質を溶解させた電荷輸送用塗布液を作製し、これを塗布して成膜する方法が一般的である。
【0102】
結着性樹脂としては、前記の電荷発生層用の樹脂を一種もしくは二種以上混合して使用することができる。電荷輸送層の作製方法としては、下引き層と同様の方法が用いられる。
【0103】
電荷輸送層は、前記一般式(1)で示されるエナミン化合物、より具体的には前記式(2)〜(4)のいずれかで示されるエナミン化合物を、電荷発生物質で発生した電荷を受入れ輸送する能力を有する電荷輸送物質として、バインダー樹脂中に含有させることによって得られる。
本発明の前記一般式(1)で示されるエナミン化合物、より具体的には前記式(2)〜(4)のいずれかで示されるエナミン化合物は、特許4101668号公報に記載の方法に従って製造した。
【0104】
電荷輸送層のバインダー樹脂には、電荷輸送物質との相溶性に優れるものが選ばれる。
上記の具体的なバインダー樹脂としては、たとえばポリメチルメタクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などのビニル重合体樹脂およびそれらの共重合体樹脂、ならびにポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、フェノール樹脂などの樹脂などを挙げることができる。
また、これらの樹脂を部分的に架橋した熱硬化性樹脂を使用してもよい。これらの樹脂は、単独で使用されてもよく、また2種以上混合されて使用されてもよい。
【0105】
前記の樹脂の中でも、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂またはポリフェニレンオキサイドは、体積抵抗値が1013Ω以上であって電気絶縁性に優れており、また皮膜性および電位特性などにも優れているので、これらをバインダー樹脂に用いることが特に好ましい。
【0106】
電荷輸送物質(A)とバインダー樹脂(B)との比率A/Bは、一般的には重量比で10/12程度であるけれども、本発明による電子写真感光体では、重量比で10/12〜10/30である。
【0107】
前述のように、電荷輸送物質は、前記式(2)〜(4)で示される電荷移動度の高いエナミン化合物であり、有機光導電性材料としても機能するので、前記比率A/Bを10/12〜10/30とし、従来公知の電荷輸送物質を用いる場合よりも高い比率でバインダー樹脂を加えても、光応答性を維持することができる。
したがって、光応答性を低下させることなく、電荷輸送層の耐刷性を向上させ、電子写真感光体の耐久性を向上させることができる。
【0108】
なお、前記比率A/Bが10/30未満でありバインダー樹脂の比率が高くなると、浸漬塗布法によって電荷輸送層を形成する場合、塗布液の粘度が増大するので、塗布速度低下を招き生産性が著しく悪くなる。また塗布液の粘度の増大を抑えるために塗布液中の溶剤の量を多くすると、ブラッシング現象が発生し、形成された電荷輸送層に白濁が発生する。
【0109】
また、前記比率A/Bが10/12を超えバインダー樹脂の比率が低くなると、バインダー樹脂の比率が高いときに比べて耐刷性が低くなり、感光層の摩耗量が増加する。したがって、10/12〜10/30とした。
【0110】
電荷輸送層4には、成膜性、可撓性および表面平滑性を向上させるために、必要に応じて、可塑剤またはレベリング剤などの添加剤を添加してもよい。可塑剤としては、たとえば二塩基酸エステル、脂肪酸エステル、リン酸エステル、フタル酸エステル、塩素化パラフィンおよびエポキシ型可塑剤などを挙げることができる。レベリング剤としては、シリコーン系レベリング剤などを挙げることができる。
【0111】
また、電荷輸送層には、機械的強度の増強や電気的特性の向上を図るために、無機化合物または有機化合物の微粒子を添加してもよい。
また、電荷輸送層には、機械的強度の増強や電気的特性の向上を図るために、無機化合物または有機化合物の微粒子を添加してもよい。
【0112】
さらに電荷輸送層には、必要に応じて酸化防止剤および増感剤などの各種添加剤を添加してもよい。これによって、電位特性が向上するとともに、塗布液としての安定性が高まり、また感光体を繰返し使用した際の疲労劣化を軽減し、耐久性を向上させることがで
きる。
【0113】
酸化防止剤には、ヒンダードフェノール誘導体またはヒンダードアミン誘導体が好適に用いられる。ヒンダードフェノール誘導体は電荷輸送物質に対して0.1重量%以上50重量%以下の範囲で使用されることが好ましい。ヒンダードアミン誘導体は電荷輸送物質に対して0.1重量%以上50重量%以下の範囲で使用されることが好ましい。
【0114】
ヒンダードフェノール誘導体とヒンダードアミン誘導体とは、混合されて使用されてもよい。この場合、ヒンダードフェノール誘導体およびヒンダードアミン誘導体の合計使用量は、電荷輸送物質に対して0.1重量%以上50重量%以下の範囲にあることが好ましい。
ヒンダードフェノール誘導体の使用量、ヒンダードアミン誘導体の使用量、またはヒンダードフェノール誘導体およびヒンダードアミン誘導体の合計使用量が0.1重量%未満であると、塗布液の安定性の向上および感光体の耐久性の向上に充分な効果を得ることができない。また50重量%を超えると、感光体特性に悪影響を及ぼす。したがって、0.1重量%以上50重量%以下とした。
【0115】
電荷輸送層4は、たとえば前述の電荷発生層を形成する場合と同様に、適当な溶剤中に電荷輸送物質およびバインダー樹脂、ならびに必要な場合には前述の添加剤を溶解または分散させて電荷輸送層用塗布液を調製し、この塗布液をスプレイ法、バーコート法、ロールコート法、ブレード法、リング法または浸漬塗布法などによって、電荷発生層上に塗布することによって形成される。
【0116】
これらの塗布方法の中でも、特に浸漬塗布法は、前述したように種々の点で優れているので、電荷輸送層4を形成する場合にも多く利用されている。塗布液に用いられる溶剤には、ベンゼン、トルエン、キシレンおよびモノクロルベンゼンなどの芳香族炭化水素、ジクロロメタンおよびジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素、THF、ジオキサンおよびジメトキシメチルエーテルなどのエーテル類、ならびにN,N−ジメチルホルムアミドなどの非プロトン性極性溶剤などからなる群から選ばれる1種が単独でまたは2種以上が混合されて使用される。また前述した溶剤に、必要に応じてアルコール類、アセトニトリルまたはメチルエチルケトンなどの溶剤をさらに加えて使用することもできる。
【0117】
電荷輸送層4の膜厚は、5μm以上50μm以下であることが好ましく、より好ましくは10μm以上40μm以下である。電荷輸送層4の膜厚が5μm未満であると、感光体表面の帯電保持能が低下する。電荷輸送層4の膜厚が50μmを超えると、感光体の解像度が低下する。したがって、5μm以上50μm以下とした。
【0118】
感光層には、感度の向上を図り、繰返し使用時の残留電位の上昇および疲労などを抑えるために、さらに1種以上の電子受容物質や色素を添加してもよい。
【0119】
電子受容物質には、たとえば無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸および4−クロルナフタル酸無水物などの酸無水物、テトラシアノエチレンおよびテレフタルマロンジニトリルなどのシアノ化合物、4−ニトロベンズアルデヒドなどのアルデヒド類、アントラキノンおよび1−ニトロアントラキノンなどのアントラキノン類、2,4,7−トリニトロフルオレノンおよび2,4,5,7−テトラニトロフルオレノンなどの多環もしくは複素環ニトロ化合物、ならびにジフェノキノン化合物などの電子吸引性材料、またはこれらの電子吸引性材料を高分子化したものなどを用いることができる。
【0120】
色素には、たとえばキサンテン系色素、チアジン色素、トリフェニルメタン色素、キノリン系顔料または銅フタロシアニンなどの有機光導電性化合物を用いることができる。これらの有機光導電性化合物は光学増感剤として機能する。
【0121】
[保護層(図示せず)]
本発明の感光体は、積層型感光体の感光層の表面に保護層(図示せず)を有していてもよい。
保護層は、感光層の摩耗性の改善やオゾン、窒素酸化物などによる化学的悪影響の防止の機能を有する。
さらに、必要であれば、感光層表面を保護するために保護層を設けても良い。
【0122】
表面保護層には、熱可塑性樹脂や、光または熱硬化性樹脂を用いることができる。また、表面保護層中に、前記紫外線防止剤や酸化防止剤、金属酸化物等の無機材料、有機金属化合物および電子受容性物質等を含有させることもできる。
【0123】
保護層は、例えば、適当な有機溶剤にバインダー樹脂、必要に応じて酸化防止剤や紫外線吸収剤などの添加剤を溶解または分散させて保護層形成用塗布液を調製し、この保護層形成用塗布液を単層型感光層または積層型感光層の表面に塗布し、乾燥により有機溶剤を除去することによって形成できる。
その他の工程およびその条件は、電荷発生層の形成に準ずる。
【0124】
保護層の膜厚は特に制限されないが、0.5〜10μmが好ましく、1〜5μmが特に好ましい。表面保護層の膜厚が0.5μm未満では、感光体表面の耐擦過性が劣り、耐久性が不十分になるおそれがあり、逆に10μmを超えると、感光体の解像度が低下するおそれがある。
【0125】
また感光層及び保護層には必要に応じて、二塩基酸エステル、脂肪酸エステル、リン酸エステル、フタル酸エステルや塩素化パラフィン等の可塑剤を混合させて、加工性及び可撓性を付与し、機械的物性の改良を施しても良く、シリコン樹脂などのレベリング剤を使用することもできる。
【0126】
本発明の電子写真感光体は、電子写真複写機やレーザー、発光ダイオード(LED)などを光源とする各種プリンター及び電子写真製版システムなどに使用することができる。
【0127】
[画像形成装置20]
本発明の画像形成装置20は、本発明の感光体21と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、帯電された前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、露光によって形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、現像によって形成された前記トナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、転写された前記トナー像を前記記録材上に定着して画像を形成する定着手段を少なくとも備えたことを特徴とする。
【0128】
図面を用いて本発明の画像形成装置について説明するが、以下の記載内容に限定されるものではない。
図2は、本発明の画像形成装置の構成を示す模式側面図である。
【0129】
図2の画像形成装置20は、本発明の感光体21と、帯電手段(帯電器)24と、露光手段28と、現像手段(現像器)25と、転写手段(転写器)26と、クリーニング手段(クリーナ)27と、定着手段(定着器)31と、除電手段(図示せず、クリーニング手段27に併設される)を含んで構成される。符号30は転写紙を示す。
【0130】
感光体21は、図示しない画像形成装置20本体に回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって回転軸線22回りに矢符23方向に回転駆動される。駆動手段は、例えば電動機と減速歯車とを含んで構成され、その駆動力を感光体21の芯体を構成する導電性支持体に伝えることによって、感光体21を所定の周速度で回転駆動させる。帯電器24、露光手段28、現像器25、転写器26およびクリーナ27は、この順序で、感光体21の外周面に沿って、矢符23で示される感光体21の回転方向上流側から下流側に向って設けられる。
【0131】
帯電器24は、感光体21の外周面を所定の電位に帯電させる帯電手段である。具体的には、例えば帯電器24は、接触式の帯電ローラ24aや帯電ブラシあるいはコロトロンやスコロトロンなどのチャージャーワイヤによって実現される。符号24bはバイアス電源を示す。
【0132】
露光手段28は、例えば半導体レーザーなどを光源として備え、光源から出力されるレーザー光28aを、感光体21の帯電器24と現像器25との間に照射することによって、帯電された感光体21の外周面に対して画像情報に応じた露光を施す。光28aは、主走査方向である感光体21の回転軸線22の延びる方向に繰返し走査され、これに伴って感光体21の表面に静電潜像が順次形成される。
【0133】
現像器25は、露光によって感光体21の表面に形成される静電潜像を、現像剤によって現像する現像手段であり、感光体21を臨んで設けられ、感光体21の外周面にトナーを供給する現像ローラ25aと、現像ローラ25aを感光体21の回転軸線22と平行な回転軸線まわりに回転可能に支持すると共にその内部空間にトナーを含む現像剤を収容するケーシング25bとを備える。
【0134】
転写器26は、現像によって感光体21の外周面に形成される可視像であるトナー像を、図示しない搬送手段によって矢符29方向から感光体21と転写器26との間に供給される記録媒体である転写紙30上に転写させる転写手段である。転写器26は、例えば、帯電手段を備え、転写紙30にトナーと逆極性の電荷を与えることによってトナー像を転写紙30上に転写させる非接触式の転写手段である。
【0135】
クリーナ27は、転写器26による転写動作後に感光体21の外周面に残留するトナーを除去し回収する清掃手段であり、感光体21の外周面に残留するトナーを剥離させるクリーニングブレード27aと、クリーニングブレード27aによって剥離されたトナーを収容する回収用ケーシング27bとを備える。また、このクリーナ27は、図示しない除電ランプと共に設けられる。
【0136】
また、画像形成装置20には、感光体21と転写器26との間を通過した転写紙30が搬送される下流側に、転写された画像を定着させる定着手段である定着器31が設けられる。定着器31は、図示しない加熱手段を有する加熱ローラ31aと、加熱ローラ31aに対向して設けられ、加熱ローラ31aに押圧されて当接部を形成する加圧ローラ31bとを備える。
【0137】
この画像形成装置20による画像形成動作は、次のようにして行われる。まず、感光体21が駆動手段によって矢符23方向に回転駆動されると、露光手段28による光28aの結像点よりも感光体21の回転方向上流側に設けられる帯電器24によって、感光体21の表面が正または負の所定電位に均一に帯電される。
【0138】
次いで、露光手段28から、感光体21の表面に対して画像情報に応じた光28aが照射される。感光体21は、この露光によって、光28aが照射された部分の表面電荷が除去され、光28aが照射された部分の表面電位と光28aが照射されなかった部分の表面電位とに差異が生じ、静電潜像が形成される。
【0139】
次いで、露光手段28による光28aの結像点よりも感光体21の回転方向下流側に設けられる現像器25から、静電潜像の形成された感光体21の表面にトナーが供給されて静電潜像が現像され、トナー像が形成される。
【0140】
感光体21に対する露光と同期して、感光体21と転写器26との間に、転写紙30が供給される。転写器26によって、供給された転写紙30にトナーと逆極性の電荷が与えられ、感光体21の表面に形成されたトナー像が、転写紙30上に転写される。
【0141】
次いで、トナー像の転写された転写紙30は、搬送手段によって定着器31に搬送され、定着器31の加熱ローラ31aと加圧ローラ31bとの当接部を通過する際に加熱および加圧され、トナー像が転写紙30に定着されて堅牢な画像となる。このようにして画像が形成された転写紙30は、搬送手段によって画像形成装置20の外部へ排紙される。
【0142】
一方、転写器26によるトナー像の転写後も感光体21の表面上に残留するトナーは、クリーナ27によって感光体21の表面から剥離されて回収される。このようにしてトナーが除去された感光体21の表面の電荷は、除電ランプからの光によって除去され、感光体21の表面上の静電潜像が消失する。その後、感光体21はさらに回転駆動され、再度帯電から始まる一連の動作が繰り返されて連続的に画像が形成される。
【0143】
また、画像形成装置は、機種によって感光体21に残留するトナーを除去し回収するクリーナ26のようなクリーニング手段と、感光体21に残留する表面電荷を除電する除電手段を装備していないものであっても良い。
【実施例】
【0144】
以下、本発明の電子写真感光体下引き層用塗布液と電荷層用塗液に含まれる電荷輸送物質の製造方法及び電子写真感光体、画像形成装置にかかる実施例を図面に基づいてさらに具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【0145】
製造例1
無水二酸化ケイ素被膜酸化チタン微粒子1の製造
50L反応器に脱イオン水18.25L、エタノール(純正化学株式会社製)22.8Lおよび、25質量%アンモニア水124mL(大盛化工社製)を混合し、その中に原料の酸化チタン粒子(昭和タイタニウム株式会社製高純度酸化チタンF−10;一次粒子径150nm)1.74Kgを分散させ、懸濁液Aを調整した。
【0146】
次にテトラエトキシシラン(GE東芝シリコーン製)1.62L、エタノール1.26Lを混合し、溶液Bを調整した。
撹拌している懸濁液Aに溶液Bを9時間かけて一定速度で加えた後、12時間45℃で熟成し、同温度で成膜させた。
【0147】
その後、固形分を遠心濾過にて分離し、50℃で12時間真空乾燥し、さらに80℃で12時間温風乾燥した。
次いでジェットミルにより解砕することにより、無水二酸化ケイ素被膜酸化チタン微粒子1を得た。
【0148】
得られた無水二酸化ケイ素被膜酸化チタン微粒子1の粒子径を、SEM写真により測定したところ、粒子径が160nm〜170nmであることが判った
【0149】
製造例2
無水二酸化ケイ素被膜酸化チタン微粒子2の製造
上記の製造例1において、原料の酸化チタン粒子(昭和タイタニウム株式会社製高純度酸化チタンF−10;一次粒子径150nm)を、酸化チタン粒子(昭和タイタニウム株式会社製高純度酸化チタンF−6;一次粒子径15nm)に変えた以外は、上記の製造例1と同様にして無水二酸化ケイ素被膜酸化チタン微粒子2を得た。
得られた無水二酸化ケイ素被膜酸化チタン微粒子1の粒子径を、SEM写真により測定したところ、粒子径が16nm〜17nmであることが判った。
【0150】
製造例3
前記式(2)で示されるエナミン化合物の製造
製造例3−1
エナミン中間体の製造
トルエン100mlに、下記式(5):
【化6】

で示されるN−(p−トリル)−α−ナフチルアミン23.3g(1.0当量)と、下記式(6):
【0151】
【化7】

で示されるジフェニルアセトアルデヒド20.6g(1.05当量)と、DL−10−カンファースルホン酸0.23g(0.01当量)とを加えて加熱し、副生した水をトルエンと共沸させて系外に取り除きながら、6時間反応を行った。反応終了後、反応溶液を10分の1(1/10)程度に減圧下で濃縮し、得られた濃縮液を、激しく撹拌しながらヘキサン100ml中に徐々に滴下し、結晶を生成させた。生成した結晶を濾別し、冷エタノールで洗浄することによって、淡黄色粉末状化合物36.2gを得た。
【0152】
得られた化合物を液体クロマトグラフィー−質量分析(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry(LC−MS))で分析した結果、下記式(7):
【化8】

で示されるエナミン中間体(分子量の計算値:411.20)にプロトンが付加した分子イオン[M+H]に相当するピークが412.5に観測されたことから、得られた化合物は上記式(7)で示されるエナミン化合物中間体であることが判った(収率:88%)。
【0153】
また、LC−MSの分析結果から、得られたエナミン中間体の純度は99.5%であることが判った。
以上のように、2級アミン化合物である前記式(5)で示されるN−(p−トリル)−α−ナフチルアミンと、アルデヒド化合物である前記式(6)で示されるジフェニルアセトアルデヒドとの脱水縮合反応を行うことによって、前記式(7)で示されるエナミン中間体を得ることができた。
【0154】
製造例3−2
エナミン−アルデヒド中間体の製造
無水N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)100ml中に、氷冷下、オキシ塩化リン9.2g(1.2当量)を徐々に加え、約30分間攪拌し、ビルスマイヤー試薬を調製した。この溶液中に、氷冷下、製造例3−1で得られた前記式(7)で示されるエナミン中間体20.6g(1.0当量)を徐々に加えた。その後、徐々に加熱して反応温度を80℃まで上げ、80℃を保つように加熱しながら3時間攪拌した。反応終了後、この反応溶液を放冷し、冷やした4規定(4N)−水酸化ナトリウム水溶液800ml中に徐々に加え、沈殿を生じさせた。生じた沈殿を濾別し、充分に水洗した後、エタノールと酢酸エチルとの混合溶剤で再結晶を行うことによって、黄色粉末状化合物20.4gを得た。
【0155】
得られた化合物をLC−MSで分析した結果、下記式(8):
【化9】

で示されるエナミン−アルデヒド中間体(分子量の計算値:439.19)にプロトンが付加した分子イオン[M+H]に相当するピークが440.5に観測されたことから、得られた化合物は上記式(11)で示されるエナミン−アルデヒド中間体であることが判った(収率:93%)。また、LC−MSの分析結果から、得られたエナミン−アルデヒド中間体の純度は99.7%であることが判った。
【0156】
以上のように、前記式(7)で示されるエナミン中間体に対して、ビルスマイヤー反応によるフォルミル化を行うことによって、前記式(8)で示されるエナミン−アルデヒド中間体を得ることができた。
【0157】
製造例3−3
前記式(2)で示されるエナミン化合物の製造
製造例3−2で得られた前記式(8)で示されるエナミン−アルデヒド中間体8.8g(1.0当量)と、下記式(9):
【化10】

で示されるジエチルシンナミルホスホネート6.1g(1.2当量)とを、無水DMF80mlに溶解させ、その溶液中にカリウムt−ブトキシド2.8g(1.25当量)を室温で徐々に加えた後、50℃まで加熱し、50℃を保つように加熱しながら5時間撹拌した。
反応混合物を放冷した後、過剰のメタノール中に注いだ。析出物を回収し、トルエンに溶解させてトルエン溶液とした。このトルエン溶液を分液ロートに移し、水洗した後、有機層を取出し、取出した有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥後、固形物を取除いた有機層を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーを行うことによって、黄色結晶10.1gを得た。
【0158】
得られた結晶をLC−MSで分析した結果、目的とする前記式(2)で示されるエナミン化合物(分子量の計算値:539.26)にプロトンが付加した分子イオン[M+H]に相当するピークが540.5に観測された。
【0159】
また、得られた結晶の重クロロホルム(化学式:CDCl3)中における核磁気共鳴(Nuclear Magnetic Resonance;略称:NMR)スペクトルを測定したところ、そのスペクトルから式(2)で示されるエナミン化合物であることが同定された。
【0160】
LC−MSの分析結果およびNMRスペクトルの測定結果から、得られた結晶は、式(2)で示されるエナミン化合物であることが判った(収率:94%)。また、LC−MSの分析結果から、得られた式(2)のエナミン化合物の純度は99.8%であることが判った。
【0161】
以上のように、前記式(8)で示されるエナミン−アルデヒド中間体と、Wittig試薬である前記式(9)で示されるジエチルシンナミルホスホネートとのWittig−Horner反応を行うことによって、前記式(2)で示されるエナミン化合物を得ることができた。
【0162】
実施例1
下記の成分:
マックスライト(登録商標)TS−043(昭和電工社製:無水二酸化ケイ素処理酸化
チタン:酸化チタン90重量%、無水二酸化ケイ素10重量%、酸化チタン粒子
径30nm、無水二酸化ケイ素処理酸化チタン粒子径32nm) 1重量部
ポリアミド樹脂(東レ製:CM8000) 9重量部
エタノール 50重量部
テトラヒドロフラン 50重量部
を容積16,500mlの横型ビーズミルに分散メディアとして直径0.5mmの窒化ケイ素製ビーズを80%の容積量まで投入の後、上記の成分を撹拌タンクにためてダイヤフラムポンプを介して分散機へ送液することで15時間循環分散し、下引き層用塗布液3,000gを作製した。
【0163】
この塗液を塗工槽に満たし、直径30mm全長345mmのアルミニウム製円筒状支持体を導電性支持体として、浸漬塗布法によって、膜厚0.15μmの下引き層を導電性支持体上に形成した。
【0164】
次いで、下記成分:
τ型無金属フタロシアニンLiophoton TPA-891(東洋インキ製造社製) 2重量部
ポリビニルブチラール樹脂(積水化学社製:エスレックBM-S) 2重量部
メチルエチルケトン 100重量部
を混合したものをボールミルで12時間分散し、電荷発生層用塗布液2,000gを作製した。次いで、この塗布液を上記下引き層と同様の方法で前記下引き層上に塗布して120℃で10分間の熱風乾燥を行ない、乾燥膜厚0.8μmの電荷発生層5を設けた。
【0165】
続いて、下記成分:
式(2)で表されるエナミン化合物 10重量部
ポリカーボネート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチック社製:Z200)
20重量部
シリコンオイル KF50(商品名、信越化学社製) 0.02重量部
テトラヒドロフラン 120重量部
を混合、溶解して、電荷輸送層用塗布液3,000gを作製した後、その塗布液を上記下引き層と同様の方法で前記電荷発生層上に塗布し、110℃にて1時間乾燥し、膜厚25μmの電荷輸送層を形成し、機能分離型電子写真感光体サンプルを作製した。
【0166】
実施例2
実施例1で使用した下引き層用塗布液を以下の成分:
酸化チタン(Al2O3、SiO2・nH2O処理:テイカ社製:MT−500SA
: 酸化チタン90重量%、Al(OH)3 5重量%、SiO2・nH2O 5重量
%) 4重量部
マックスライト(登録商標)TS−043(昭和電工社製) 5.5重量部
ポリアミド樹脂(東レ製:CM8000) 0.5重量部
メタノール 120重量部
1,3−ジオキソラン 120重量部
に変えた以外は、実施例1と同様にして下引き層を作製した後、実施例1と同様にして機能分離型電子写真間感光体を作製した。
【0167】
実施例3
実施例1で使用した下引き層用塗布液成分のマックスライト(登録商標)TS−043(昭和電工社製)に変えて、マックスライト(登録商標)ZS−032(昭和電工社製:無水二酸化ケイ素処理酸化亜鉛:酸化亜鉛80重量%、無水二酸化ケイ素20重量%、酸化亜鉛粒子径25nm、無水二酸化ケイ素処理酸化亜鉛粒子径31nm)を使用した以外は、実施例1と同様にして下引き層を作製した後、実施例1と同様にして機能分離型電子写真感光体を作製した。
【0168】
実施例4
実施例1で使用した下引き層用塗布液成分のマックスライト(登録商標)TS−043(昭和電工社製)を、製造例1で得られた無水二酸化ケイ素被膜酸化チタン微粒子1に変えた以外は実施例1と同様にして、機能分離型電子写真感光体を作製した。
【0169】
実施例5
実施例1で使用した下引き層用塗布液成分のマックスライト(登録商標)TS−043(昭和電工社製)を、製造例2で得られた無水二酸化ケイ素被膜酸化チタン微粒子1に変えた以外は実施例1と同様にして、機能分離型電子写真感光体を作製した。
【0170】
実施例6
実施例1で使用した下引き層塗布成分を以下に変えた以外は実施例1と同様にして、機能分離型電子写真感光体を作製した。
マックスライト(登録商標)TS−043(昭和電工社製) 2重量部
ポリアミド樹脂(東レ社製:CM8000) 0.05重量部
メタノール 50重量部
1,3−ジオキソラン 50重量部
【0171】
実施例7
実施例1で作製した下引き層の乾燥膜厚を0.04μmに変えた以外は、実施例1と同様にして、機能分離型電子写真感光体を作製した。
【0172】
実施例8
実施例1で作製した下引き層の乾燥膜厚を6.00μmに変えた以外は、実施例1と同様にして、機能分離型電子写真感光体を作製した。
【0173】
実施例9
実施例1で使用した電荷輸送層用塗布成分の式(2)で示されるエナミン化合物10重量部に変えて、前記式(3)で示されるエナミン化合物10重量部を使用した以外は、実施例1と同様にして電荷輸送層を作製した後、実施例1と同様にして機能分離型電子写真感光体を作製した。
【0174】
実施例10
実施例1で使用した電荷輸送層用塗布成分の前記式(2)で示されるエナミン化合物10重量部に変えて、前記式(4)で示されるエナミン化合物10重量部を使用した以外は、実施例1と同様にして電荷輸送層を作製した後、実施例1と同様にして機能分離型電子写真感光体を作製した。
【0175】
実施例11
実施例1で使用した電荷輸送層塗布成分を以下の成分:
前記式(2)で表されるエナミン化合物 5重量部
ポリカーボネート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチック社製:Z200)
16重量部
シリコンオイル KF50(信越化学社製) 0.02重量部
テトラヒドロフラン 110重量部
に変えた以外は実施例1と同様にして、機能分離型電子写真感光体を作製した。
【0176】
実施例12
実施例1で使用した電荷輸送層塗布成分を以下の成分:
前記式(2)で表されるエナミン化合物 15重量部
ポリカーボネート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチック社製:Z200)
15重量部
シリコンオイル KF50(信越化学社製) 0.02重量部
テトラヒドロフラン 100重量部
に変えた以外は実施例1と同様にして、機能分離型電子写真感光体を作製した。
【0177】
比較例1
実施例1で使用した下引き層用塗布液を以下の成分:
酸化亜鉛(アルミナ、有機ポリシロキサン処理:堺化学社製:FINEX−30WL
2) 0.1重量部
ポリアミド樹脂(東レ社製:CM8000) 0.9重量部
メタノール 50重量部
1,3−ジオキソラン 50重量部
に変えた以外は、実施例1と同様にして機能分離型電子写真感光体を作製した。
【0178】
比較例2
実施例1で使用した下引き層用塗布液成分のマックスライト(登録商標)TS−043(昭和電工社製)1重量部を、酸化チタン(表面未処理:石原産業社製:TTO−55N)1重量部に変えた以外は、実施例1と同様にして、機能分離型電子写真感光体を作製した。
【0179】
比較例3
実施例1で使用した下引き層用塗布液成分のマックスライト(登録商標)TS−043(昭和電工社製)1重量部を、二酸化ケイ素(表面未処理:電気化学社製:UFP−80)1重量部に変えた以外は、実施例1と同様にして、機能分離型電子写真感光体を作製した。
【0180】
比較例4
実施例1で使用した下引き層用塗布液成分のマックスライト(登録商標)TS−043(昭和電工社製)1重量部を、アルミナ処理酸化チタン(TTO−55A:石原産業社製:酸化チタン95重量%、Al(OH)3 5重量%)2重量部に変えた以外は、実施例1と同様にして機能分離型電子写真感光体を作製した。
【0181】
比較例5
実施例1で使用した電荷輸送層塗布成分を以下の成分:
下記式(10)で表されるヒドラゾン化合物 8重量部
ポリカーボネート樹脂 K1300(帝人化成社製) 10重量部
シリコンオイル KF50(信越化学社製) 0.02重量部
テトラヒドロフラン 120重量部
【0182】
【化11】

に変えた以外は実施例1と同様にして、機能分離型電子写真感光体を作製した。
【0183】
比較例6
実施例1で使用した電荷輸送層塗布成分を以下の成分:
下記式(11)で表されるブタジエン化合物 9重量部
ポリカーボネート樹脂 K1300(帝人化成社製) 12重量部
シリコンオイル KF50(信越化学社製) 0.02重量部
テトラヒドロフラン 120重量部
【0184】
【化12】

に変えた以外は実施例1と同様にして、機能分離型電子写真感光体を作製した。
【0185】
以上のようにして実施例1〜12および比較例1〜6で作製した機能分離型電子写真感光体を用いて以下の評価(a)〜(c)を実施した。
【0186】
(a)電気特性の環境安定性評価
実施例1〜12および比較例1〜6の電子写真感光体を感光体試験用に露光量、露光現像時間を任意に変更出来るよう改造したデジタル複写機(シャープ社製:AR−450M)に搭載し、初期電気特性の環境安定性を評価した。
評価方法として、低温/低湿下(L/L、5℃/10%)および高温/高湿下(H/H、35℃/85%)の環境下で、露光量0.2μJ/cm2、0.6μJ/cm2照射時の感光体上の表面電位を測定(初期帯電電圧−600V、露光現像時間84msec)し、低温/低湿下における表面電位と高温/高湿下における表面電位差ΔVLL-HHを評価基準とした。すなわち、ΔVLL-HHの値が小さい程、電気特性に関して環境安定性に優れていると云える。
【0187】
(b)応答性評価
実施例1〜12および比較例1〜6の電子写真感光体を前記改造デジタル複写機AR−450Mに搭載し、低温/低湿下(L/L、5℃/10%)環境下で、表面電位半減露光量の倍光量露光照射時の電位(Vb)の露光-現像時間(84ms〜40ms)変化量:ΔVb を応答性評価基準とした。すなわち、ΔVbが小さい程、露光現像時間の影響を受けず、応答性に優れていると云える。
【0188】
(c)耐久性評価
実施例1〜12および比較例1〜6の電子写真感光体をデジタル複写機(シャープ製:AR−451)に搭載し、各特性の耐久性を評価するため、100K枚の実写エージング終了時における感度特性、画像特性、および耐刷性を評価した。感度特性は、Copierモードにおける黒べた印字時の電位を評価基準に、対刷性は、電子写真感光体の100K回転の膜減り量を評価基準とする。
【0189】
画像特性の評価基準は以下の通りである。
評価基準:
G(GOOD):黒い斑点状欠陥なし。
NG(NOT GOOD):黒い斑点状欠陥が存在するが、使用上問題なし。
B(BAD):黒い斑点状欠陥が多く存在し、使用上問題あり。
VB(VERY BAD):画像かぶり発生。
以上、上記(a)〜(c)に記載の方法で評価した結果を以下の表に示す。
【0190】
【表1】

【0191】
実施例1〜12と比較例1〜4の結果を比較することにより、環境安定性および感度評価に関して、本発明における下引き層に含まれる金属微粒子の無水二酸化ケイ素による表面処理方法が効果的であることが判った。
【0192】
また、実施例1〜12と比較例5および6の比較より、環境安定性および高感度、高応答性を実現するためには、本発明における、下引き層用塗液に含まれる金属微粒子の無水二酸化ケイ素による表面処理方法と電荷輸送層用塗液に含まれる電荷輸送剤としてエナミン化合物を用いることが最も有効であることが判った。
さらに、本発明による感光体は、耐久性評価においても、初期およびエージング後の感度、画像、膜減り結果が良好であり、長期使用によっても湿度の影響を受けず、高感度、高応答で耐久性に優れた電子写真感光体を提供でき、長期間にわたって優れた出力画像の画像形成装置を提供できることが判った。
【0193】
実施例1〜3と比較例1〜3の比較より、金属微粒子の中でも、酸化チタンや酸化亜鉛微粒子を用いることで環境安定性、応答性および感度に関して、さらに性能が改善することが判った。
実施例1と実施例4および5の比較より、環境安定性の観点から、酸化チタン微粒子の1次粒子径は20nmから100nmがより好ましいことが判った。
【0194】
実施例1と実施例7および8の比較より、環境安定性および感度、応答性の観点から下引き層の膜厚は0.05μm〜5μmであることがより好ましいことが判った。
実施例1〜12および比較例1〜6の比較より、応答性および感度の観点から、前記式(2)〜(4)のエナミン化合物を用いた本発明による感光体は、いずれも上記の評価試験において良好な結果を示し、画像形成装置に支障なく好適に用いられることが判った。
【0195】
実施例1と実施例11および12の比較より応答性、耐久性の観点から電荷輸送層に含まれるエナミン化合物が、バインダー樹脂に対して重量割合で、10/10〜10/30であることが好ましいことが判った。
【産業上の利用可能性】
【0196】
本発明によれば、電子写真感光体を長期間、繰り返し使用しても、画像特性の劣化が発生せず、非常に安定した環境特性をもつ電子写真感光体を提供することができる。
【符号の説明】
【0197】
1 導電性支持体
2 下引き層(中間層)
3 電荷発生層
4 電荷輸送層
5 感光層
【0198】
20 画像形成装置
21 感光体
22 回転軸線
23 回転駆動方向
24 帯電器
24a 帯電ローラ
24b バイアス電源
25 現像器
25a 現像ローラ
25b ケーシング
【0199】
26 転写器
27 クリーナ
27a クリーニングブレード
27b 回収用ケーシング
28 露光手段
28a レーザー光(光)
30 転写紙
31 定着器
31a 加熱ローラー
31b 加圧ローラー

【特許請求の範囲】
【請求項1】
導電性支持体上に、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を順次形成してなる機能分離型電子写真感光体において、下引き層が、少なくとも無水二酸化ケイ素で表面処理を施した金属酸化物粒子とバインダー樹脂を含有し、かつ、電荷輸送層が、少なくとも下記一般式(1):
【化1】

(R1、R2、R3、R4およびR5は、それらのうち1つ以上が、置換基を有していてもよいC6〜C10アリール基を示し、その他は水素原子または置換基を有してもよいC1〜C4アルキル、C4〜C9複素環、C7〜C16アラルキルもしくはC11〜C16アリーリデンアルキル基を示すか、あるいは、R2およびR3はそれらが結合する炭素原子と一緒になって、置換基を有していてもよい環式または縮合環式基を形成してもよい)
で示されるエナミン化合物とバインダー樹脂を含有することを特徴とする電子写真感光体。
【請求項2】
前記式(1)のエナミン化合物が、該式(1)におけるR1、R2、R3、R4およびR5は、それらのうちの1つ以上が、フェニル、p−トリル、p−メトキシフェニル、4−(4−フェニルブタジエニル)−ナフチルまたは4−(4−フェニル−4−p−メトキシフェニルブタジエニル)−ナフチル基であり、その他は水素原子または、1,2,3,4−テトラヒドロナフチリデンメチル、1−(1,2,3,4−テトラヒドロ)−ナフチリデンまたは1−(1,2,3,4−テトラヒドロ)−ナフチリデンメチル基であるエナミン化合物である請求項1に記載の感光体。
【請求項3】
前記式(1)のエナミン化合物が、
1が水素原子であり、R2およびR3がフェニル基であり、R4がp−トリル基であり、R5が4−(4−フェニルブタジエニル)−ナフチル基であり、式(2):
【化2】

で示されるエナミン化合物か、
1が水素原子であり、R2およびR3がフェニル基であり、R4がp−トリル基であり、R5が4−(4−フェニル−4−p−メトキシフェニルブタジエニル)−ナフチル基であり、式(3):
【化3】

で示されるエナミン化合物か、または、
1が水素原子であり、R2およびR3はそれらが結合する炭素原子と一緒になって形成した1−(1,2,3,4−テトラヒドロ)−ナフチリデン基であり、R4がp−メトキシフェニル基であり、R5が1−(1,2,3,4−テトラヒドロ)−ナフチリデンメチル基であり、式(4):
【化4】

で示されるエナミン化合物である請求項1または2に記載の感光体。
【請求項4】
前記エナミン化合物が、バインダー樹脂に対する重量割合で、10/10〜10/30で用いられる請求項1〜3のいずれか一つに記載の感光体。
【請求項5】
前記金属酸化物粒子が、平均一次粒子径20nm〜100nmを有する請求項1〜4のいずれか一つに記載の感光体。
【請求項6】
前記金属酸化物粒子が、バインダー樹脂に対する重量割合で、10/90〜95/5で用いられる請求項1〜5のいずれか一つに記載の感光体。
【請求項7】
前記金属酸化物粒子が酸化チタンまたは酸化亜鉛である請求項1〜6のいずれか一つに記載の感光体。
【請求項8】
前記下引き層が含むバインダー樹脂が、ポリアミド樹脂である請求項1〜6のいずれか一つに記載の感光体。
【請求項9】
前記下引き層が、膜厚0.05μm〜5μmを有する請求項1〜8のいずれか一つに記載の感光体。
【請求項10】
請求項1〜9のいずれか一つに記載の電子写真感光体を搭載することを特徴とする画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2011−95476(P2011−95476A)
【公開日】平成23年5月12日(2011.5.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−248872(P2009−248872)
【出願日】平成21年10月29日(2009.10.29)
【出願人】(000005049)シャープ株式会社 (33,933)
【Fターム(参考)】