(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025097150
(43)【公開日】2025-06-30
(54)【発明の名称】電子写真感光体、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
(51)【国際特許分類】
G03G 5/05 20060101AFI20250623BHJP
G03G 5/06 20060101ALI20250623BHJP
G03G 5/10 20060101ALI20250623BHJP
【FI】
G03G5/05 101
G03G5/06 312
G03G5/06 313
G03G5/10 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023213270
(22)【出願日】2023-12-18
(71)【出願人】
【識別番号】000005496
【氏名又は名称】富士フイルムビジネスイノベーション株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】加納 富由樹
(72)【発明者】
【氏名】木越 陽一
(72)【発明者】
【氏名】草野 佳祐
(72)【発明者】
【氏名】小山田 祐基
(72)【発明者】
【氏名】岩崎 真宏
(72)【発明者】
【氏名】高岡 滉平
(72)【発明者】
【氏名】井手 健太
【テーマコード(参考)】
2H068
【Fターム(参考)】
2H068AA13
2H068AA20
2H068AA34
2H068AA35
2H068AA54
2H068AA59
2H068BA12
2H068BA13
2H068BB27
2H068FA03
(57)【要約】 (修正有)
【課題】電気特性及び耐摩耗性に優れる電子写真感光体を提供する。
【解決手段】導電性基体上に配置された電荷発生層及び電荷輸送層を有する感光層とを備え、電荷輸送層が、電荷輸送材料と、式(A)で表されるジカルボン酸単位及び式(B)で表されるジオール単位を有するポリアリレート樹脂とを含有し、電荷輸送層に占める電荷輸送材料の質量割合が56質量%以上70質量%以下である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
導電性基体と、前記導電性基体上に配置された、電荷発生層及び電荷輸送層を有する感光層と、を備え、
前記電荷輸送層が、電荷輸送材料と、下記の式(A)で表されるジカルボン酸単位及び式(B)で表されるジオール単位を有するポリアリレート樹脂とを含有し、
前記電荷輸送層に占める前記電荷輸送材料の質量割合が56質量%以上70質量%以下である、
電子写真感光体。
【化1】
式(A)において、n
1は1、2又は3であり、n
1個のm
1はそれぞれ独立に、0、1、2、3又は4であり、m
1個のRa
1はそれぞれ独立に、炭素数1以上10以下のアルキル基、炭素数6以上12以下のアリール基又は炭素数1以上6以下のアルコキシ基である。
式(B)において、Rb
1及びRb
2はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数6以上12以下のアリール基又は炭素数7以上20以下のアラルキル基であり、Rb
3、Rb
4、Rb
5、Rb
6、Rb
7、Rb
8、Rb
9及びRb
10はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上10以下のアルキル基、炭素数6以上12以下のアリール基、炭素数7以上20以下のアラルキル基又は炭素数1以上6以下のアルコキシ基であり、Rb
1とRb
2とが結合し環状アルキル基を形成していてもよい。
【請求項2】
前記電荷輸送層に占める前記電荷輸送材料の質量割合が60質量%以上65質量%以下である、請求項1に記載の電子写真感光体。
【請求項3】
前記電荷輸送材料が、下記の式(1)で表される化合物、式(2)で表される化合物、式(3)で表される化合物及び式(4)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1に記載の電子写真感光体。
【化2】
式(1)において、n
11は0以上5以下の整数であり、n
11個のR
11はそれぞれ独立に、炭素数1以上6以下のアルキル基又は炭素数1以上6以下のアルコキシ基であり、n
12は0以上5以下の整数であり、n
12個のR
12はそれぞれ独立に、炭素数1以上6以下のアルキル基又は炭素数1以上6以下のアルコキシ基であり、n
13は0以上5以下の整数であり、n
13個のR
13はそれぞれ独立に、炭素数1以上6以下のアルキル基又は炭素数1以上6以下のアルコキシ基であり、R
14は、水素原子、炭素数1以上8以下のアルキル基、炭素数1以上8以下のアルコキシ基又は炭素数1以上8以下のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基である。
式(2)において、R
21、R
22、R
23、R
24、R
25及びR
26はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数1以上20以下のアルコキシ基又は置換若しくは無置換の炭素数6以上30以下のアリール基であり、隣接する置換基どうしが結合して炭化水素環構造を形成していてもよい。
式(3)において、R
31、R
32、R
33、R
34、R
35、R
36及びR
37はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数1以上20以下のアルコキシ基又は置換若しくは無置換の炭素数6以上30以下のアリール基であり、nは0又は1である。
式(4)において、R
41、R
42、R
43、R
44、R
45及びR
46はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数1以上20以下のアルコキシ基又は置換若しくは無置換の炭素数6以上30以下のアリール基であり、mは0又は1であり、nは0又は1である。
【請求項4】
前記電子写真感光体の直径が25mm以下である、請求項1に記載の電子写真感光体。
【請求項5】
請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の電子写真感光体を備え、
画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジ。
【請求項6】
請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電装置と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写装置と、
を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電子写真感光体、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、導電性支持体上に電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に積層した電子写真感光体において、電荷輸送層が所定の化学式で表される電荷輸送物質と、ポリカーボネート樹脂と、所定の化学式で表されるビフェニル誘導体とを含有する電子写真感光体が開示されている。
【0003】
特許文献2には、導電性基体と感光層とを備え、感光層が電荷発生剤と電荷輸送剤と所定の化学式で表される繰返し単位を有するポリアリレート樹脂とを含有する電子写真感光体が開示されている。
【0004】
特許文献3には、導電性基体と、導電性基体上に配置された電荷発生層及び電荷輸送層を有する積層型感光層とを備え、電荷輸送層がポリアリレート樹脂と電荷輸送材料とを含有し、電荷輸送層に含まれる電荷輸送材料の質量M1と電荷輸送層の質量M2との比M1/M2の値が0.28以上0.55以下である電子写真感光体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平6-332206号公報
【特許文献2】国際公開第2017/073176号
【特許文献3】特開2023-47285号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本開示は、電荷輸送層に占める電荷輸送材料の質量割合が56質量%未満又は70質量%超である電子写真感光体に比べて、電気特性及び耐摩耗性に優れる電子写真感光体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するための具体的手段には、下記の態様が含まれる。化合物を表す各式は、後述する同じ番号の式と同一である。
【0008】
<1>
導電性基体と、前記導電性基体上に配置された、電荷発生層及び電荷輸送層を有する感光層と、を備え、
前記電荷輸送層が、電荷輸送材料と、式(A)で表されるジカルボン酸単位及び式(B)で表されるジオール単位を有するポリアリレート樹脂とを含有し、
前記電荷輸送層に占める前記電荷輸送材料の質量割合が56質量%以上70質量%以下である、
電子写真感光体。
<2>
前記電荷輸送層に占める前記電荷輸送材料の質量割合が60質量%以上65質量%以下である、<1>に記載の電子写真感光体。
<3>
前記電荷輸送材料が、式(1)で表される化合物、式(2)で表される化合物、式(3)で表される化合物及び式(4)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、<1>又は<2>に記載の電子写真感光体。
<4>
前記電子写真感光体の直径が25mm以下である、<1>~<3>のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
<5>
<1>~<4>のいずれか1つに記載の電子写真感光体を備え、
画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジ。
<6>
<1>~<4>のいずれか1つに記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電装置と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写装置と、
を備える画像形成装置。
【発明の効果】
【0009】
<1>、<3>又は<4>によれば、電荷輸送層に占める電荷輸送材料の質量割合が56質量%未満又は70質量%超である電子写真感光体に比べて、電気特性及び耐摩耗性に優れる電子写真感光体が提供される。
<2>によれば、電荷輸送層に占める電荷輸送材料の質量割合が60質量%未満又は65質量%超である電子写真感光体に比べて、電気特性及び耐摩耗性に優れる電子写真感光体が提供される。
<5>によれば、電荷輸送層に占める電荷輸送材料の質量割合が56質量%未満又は70質量%超である電子写真感光体に比べて、電気特性及び耐摩耗性に優れる電子写真感光体を備えるプロセスカートリッジが提供される。
<6>によれば、電荷輸送層に占める電荷輸送材料の質量割合が56質量%未満又は70質量%超である電子写真感光体に比べて、電気特性及び耐摩耗性に優れる電子写真感光体を備える画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】本実施形態に係る電子写真感光体の層構成の一例を示す部分断面図である。
【
図2】本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【
図3】本実施形態に係る画像形成装置の他の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に、本開示の実施形態について説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、実施形態の範囲を制限するものではない。
【0012】
本開示において「A及び/又はB」は、「A及びBのうちの少なくとも1つ」と同義である。つまり、「A及び/又はB」は、Aだけであってもよいし、Bだけであってもよいし、A及びBの組み合わせであってもよい、という意味である。
【0013】
本開示において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
【0014】
本開示において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
【0015】
本開示において実施形態を、図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。
【0016】
本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。本開示において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
本開示において各成分に該当する粒子は複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、各成分の粒子径は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。
【0017】
本開示において化合物を構造式で示すとき、炭化水素基及び/又は炭化水素鎖における炭素原子及び水素原子を表す記号(C及びH)を省略した構造式で示すことがある。
本開示においてアルキル基及びアルキレン基は、特に断らない限り、直鎖状、分岐状及び環状のいずれも含む。
本開示において有機基、芳香環、連結基、アルキル基、アルキレン基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基等は、基中の水素原子がハロゲン原子によって置換されていてもよい。
本開示において、「(メタ)アクリル」はアクリル及びメタクリルのいずれをも含む表現であり、「(メタ)アクリレート」はアクリレート及びメタクリレートのいずれをも含む表現である。
本開示において、共重合体又は樹脂の「構成単位」とは、単量体単位と同義である。
【0018】
本開示において、電子写真感光体の「軸方向」とは、電子写真感光体の回転軸が延びる方向を意味し、電子写真感光体の「周方向」とは、電子写真感光体の回転方向を意味する。
【0019】
<電子写真感光体>
本実施形態に係る電子写真感光体(以下「感光体」ともいう。)は、導電性基体と、導電性基体上に配置された感光層とを備える。
本実施形態に係る感光体が有する感光層は、電荷発生層及び電荷輸送層を有する積層型感光層(いわゆる、機能分離型感光層)である。
本実施形態に係る感光体は、感光層以外の層(例えば、下引層、中間層)をさらに備えていてもよい。
【0020】
図1は、本実施形態に係る感光体の層構成の一例を概略的に示す部分断面図である。
図1に示す感光体10Aは、導電性基体1上に下引層2、電荷発生層3及び電荷輸送層4がこの順に積層された構造を有し、電荷発生層3及び電荷輸送層4が感光層5を構成している。感光体10Aは、下引層2と電荷発生層3との間に中間層(図示せず)を有してもよい。
【0021】
本実施形態に係る感光体は、電荷輸送層が、電荷輸送材料と、式(A)で表されるジカルボン酸単位及び式(B)で表されるジオール単位を有するポリアリレート樹脂とを含有し、電荷輸送層に占める電荷輸送材料の質量割合が56質量%以上70質量%以下である。
【0022】
【0023】
式(A)において、n1は1、2又は3であり、n1個のm1はそれぞれ独立に、0、1、2、3又は4であり、m1個のRa1はそれぞれ独立に、炭素数1以上10以下のアルキル基、炭素数6以上12以下のアリール基又は炭素数1以上6以下のアルコキシ基である。
式(B)において、Rb1及びRb2はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数6以上12以下のアリール基又は炭素数7以上20以下のアラルキル基であり、Rb3、Rb4、Rb5、Rb6、Rb7、Rb8、Rb9及びRb10はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上10以下のアルキル基、炭素数6以上12以下のアリール基、炭素数7以上20以下のアラルキル基又は炭素数1以上6以下のアルコキシ基であり、Rb1とRb2とが結合し環状アルキル基を形成していてもよい。
【0024】
本開示において、式(A)で表されるジカルボン酸単位を「ジカルボン酸単位(A)」といい、式(B)で表されるジオール単位を「ジオール単位(B)」といい、式(A)で表されるジカルボン酸単位及び式(B)で表されるジオール単位を有するポリアリレート樹脂を「ポリアリレート樹脂(1)」という。
【0025】
本実施形態に係る感光体は、電荷輸送層に占める電荷輸送材料の質量割合が56質量%以上であることにより、電気特性に優れ、すなわち、感光体の残留電位が上昇しにくい。本実施形態に係る感光体によれば、比較的速いプロセススピードで画像を形成することができる。
本実施形態に係る感光体は、電荷輸送層に占める電荷輸送材料の質量割合が70質量%以下であり、且つ、電荷輸送層がポリアリレート樹脂(1)を含有することにより、耐摩耗性に優れる。ポリアリレート樹脂(1)は、芳香環のスタッキングにより樹脂分子どうしが分子間力で結ばれ、電荷輸送層の耐摩耗性を向上させる。
【0026】
本実施形態に係る感光体において、電荷輸送層に占める電荷輸送材料の質量割合は、電気特性と耐摩耗性のバランスの観点から、56質量%以上70質量%以下であり、58質量%以上68質量%以下であることが好ましく、60質量%以上65質量%以下であることがより好ましい。
【0027】
電荷輸送層に含まれる電荷輸送材料の質量と電荷輸送層の質量の測定方法は下記のとおりである。
感光体を各種の溶媒(混合溶媒であってもよい。)に浸漬し、電荷輸送層が溶解する溶媒を把握する。電荷輸送層が溶解する溶媒に感光体を浸漬し、電荷輸送層を抽出する。電荷輸送層を抽出した溶液を濃縮し、真空乾燥した後、秤量して電荷輸送層の質量を得る。
別途、電荷輸送層を抽出した溶液を、ポリアリレート樹脂(1)の貧溶媒(例えば、ヘキサン、トルエン等の非極性溶媒、メタノール、イソプロパノール等の低級アルコール。貧溶媒は混合溶媒であってもよい。)に滴下して樹脂を再沈殿させる。再沈殿処理した後の残りの溶液を濃縮し、分取用薄層クロマトグラフィーによって各材料を単離し収量を定量する。NMR(核磁気共鳴)測定によって単離した各材料から電荷輸送材料を特定し、電荷輸送材料の収量を合計する。
【0028】
本実施形態に係る感光体において、電荷輸送層に占めるポリアリレート樹脂(1)の質量割合は、電気特性と耐摩耗性のバランスの観点から、30質量%以上44質量%以下であることが好ましく、32質量%以上42質量%以下がより好ましく、35質量%以上40質量%以下が更に好ましい。
【0029】
本実施形態に係る感光体は、電荷輸送層に占める電荷輸送材料の質量割合が56質量%以上であることにより、比較的高速で回転しても感光体の残留電位が上昇しにくい。したがって、本実施形態に係る感光体によれば、感光体の直径を比較的小さくすることができる。
本実施形態に係る感光体の直径は、30mm以下であってよく、25mm以下であってよい。本実施形態に係る感光体の直径は、例えば20mm以上である。
本実施形態に係る感光体は、円筒でもよく、円柱でもよい。
【0030】
以下、ポリアリレート樹脂(1)及び感光体の各層について詳細に説明する。
【0031】
[ポリアリレート樹脂(1)]
ポリアリレート樹脂(1)は、少なくとも、ジカルボン酸単位(A)及びジオール単位(B)を有する。ポリアリレート樹脂(1)は、ジカルボン酸単位(A)以外のその他のジカルボン酸単位を含んでいてもよい。ポリアリレート樹脂(1)は、ジオール単位(B)以外のその他のジオール単位を含んでいてもよい。
【0032】
ジカルボン酸単位(A)は、下記の式(A)で表される構成単位である。
【0033】
【0034】
式(A)において、n1は1、2又は3であり、n1個のm1はそれぞれ独立に、0、1、2、3又は4であり、m1個のRa1はそれぞれ独立に、炭素数1以上10以下のアルキル基、炭素数6以上12以下のアリール基又は炭素数1以上6以下のアルコキシ基である。
【0035】
式(A)において、n1は1、2又は3であり、2が好ましい。
n1が2のとき、式(A)内に2個あるベンゼン環どうしは、m1及びRa1について、同じベンゼン環でもよく、異なるベンゼン環でもよい。
n1が3のとき、式(A)内に3個あるベンゼン環どうしは、m1及びRa1について、同じベンゼン環でもよく、異なるベンゼン環でもよい。
【0036】
式(A)においてn1が2又は3のとき、ベンゼン環どうしの連結位置は、オルト、メタ及びパラのいずれでもよく、メタ又はパラが好ましい。
【0037】
式(A)において、m1は0、1、2、3又は4であり、0、1又は2が好ましく、0又は1がより好ましく、0が更に好ましい。
m1が2のとき、同一のベンゼン環に結合している2個のRa1は、同じ種類の基でもよく、異なる種類の基でもよい。
m1が3のとき、同一のベンゼン環に結合している3個のRa1は、同じ種類の基でもよく、異なる種類の基でもよい。
m1が4のとき、同一のベンゼン環に結合している4個のRa1は、同じ種類の基でもよく、異なる種類の基でもよい。
【0038】
式(A)において、炭素数1以上10以下のアルキル基は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれでもよい。アルキル基の炭素数は、1以上6以下が好ましく、1以上4以下がより好ましく、1又は2が更に好ましい。
式(A)において、炭素数6以上12以下のアリール基は、単環及び多環のいずれでもよい。アリール基の炭素数は、6以上10以下が好ましく、6以上9以下がより好ましい。
式(A)において、炭素数1以上6以下のアルコキシ基中のアルキル基は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれでもよい。炭素数1以上6以下のアルコキシ基中のアルキル基の炭素数は、1以上4以下が好ましく、1以上3以下がより好ましく、1又は2が更に好ましい。
【0039】
式(A)において、炭素数1以上10以下の直鎖アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基が挙げられる。
炭素数3以上10以下の分岐アルキル基としては、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、イソヘキシル基、sec-ヘキシル基、tert-ヘキシル基、イソヘプチル基、sec-ヘプチル基、tert-ヘプチル基、イソオクチル基、sec-オクチル基、tert-オクチル基、イソノニル基、sec-ノニル基、tert-ノニル基、イソデシル基、sec-デシル基、tert-デシル基等が挙げられる。
炭素数3以上10以下の環状アルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、及びこれら単環のアルキル基が連結した多環(例えば、二環、三環、スピロ環)のアルキル基が挙げられる。
【0040】
式(A)において、炭素数6以上12以下のアリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基等が挙げられる。
【0041】
式(A)において、炭素数1以上6以下の直鎖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、n-ブトキシ基、n-ペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基が挙げられる。
式(A)において、炭素数3以上6以下の分岐アルコキシ基としては、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、イソペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、tert-ペンチルオキシ基、イソヘキシルオキシ基、sec-ヘキシルオキシ基、tert-ヘキシルオキシ基等が挙げられる。
式(A)において、炭素数3以上6以下の環状アルコキシ基としては、シクロプロポキシ基、シクロブトキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等が挙げられる。
【0042】
式(A)においてm1が1、2、3又は4のとき、Ra1は、炭素数1以上6以下の直鎖アルキル基又は炭素数3以上6以下の分岐アルキル基であることが好ましく、炭素数1以上4以下の直鎖アルキル基又は炭素数3又は4の分岐アルキル基であることが好ましく、メチル基又はエチル基であることが更に好ましい。
【0043】
以下に、ジカルボン酸単位(A)の具体例としてジカルボン酸単位(A-1)~(A-13)を示す。ジカルボン酸単位(A)は、これに限定されるわけではない。
【0044】
【0045】
【0046】
ジカルボン酸単位(A)としては、上記具体例の(A-1)、(A-7)及び(A-12)が好ましく、(A-12)が最も好ましい。
【0047】
ポリアリレート樹脂(1)に含まれるジカルボン酸単位(A)は、1種でもよく、2種以上でもよい。
【0048】
ジオール単位(B)は、下記の式(B)で表される構成単位である。
【0049】
【0050】
式(B)において、Rb1及びRb2はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数6以上12以下のアリール基又は炭素数7以上20以下のアラルキル基であり、Rb3、Rb4、Rb5、Rb6、Rb7、Rb8、Rb9及びRb10はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上10以下のアルキル基、炭素数6以上12以下のアリール基、炭素数7以上20以下のアラルキル基又は炭素数1以上6以下のアルコキシ基であり、Rb1とRb2とが結合し環状アルキル基を形成していてもよい。
【0051】
式(B)において、Rb1及びRb2に係る炭素数1以上20以下のアルキル基は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれでもよい。アルキル基の炭素数は、1以上15以下が好ましく、1以上12以下がより好ましく、1以上10以下が更に好ましい。
式(B)において、Rb1及びRb2に係る炭素数6以上12以下のアリール基は、単環及び多環のいずれでもよい。アリール基の炭素数は、6以上10以下が好ましく、6以上9以下がより好ましい。
式(B)において、Rb1及びRb2に係る炭素数7以上20以下のアラルキル基中のアリール基は、単環及び多環のいずれでもよく、炭素数7以上20以下のアラルキル基中のアルキル基は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれでもよい。アリール基の炭素数は、6以上10以下が好ましく、6以上9以下がより好ましい。アルキル基の炭素数は、1以上6以下が好ましく、1以上5以下がより好ましく、1以上4以下が更に好ましい。
式(B)において、Rb1とRb2とが結合し形成してもよい環状アルキル基の炭素数は、5以上15以下が好ましく、6以上12以下がより好ましい。
【0052】
式(B)において、Rb3、Rb4、Rb5、Rb6、Rb7、Rb8、Rb9及びRb10に係る炭素数1以上10以下のアルキル基は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれでもよい。アルキル基の炭素数は、1以上6以下が好ましく、1以上4以下がより好ましく、1又は2が更に好ましい。
式(B)において、Rb3、Rb4、Rb5、Rb6、Rb7、Rb8、Rb9及びRb10に係る炭素数6以上12以下のアリール基は、単環及び多環のいずれでもよい。アリール基の炭素数は、6以上10以下が好ましく、6以上9以下がより好ましい。
式(B)において、Rb3、Rb4、Rb5、Rb6、Rb7、Rb8、Rb9及びRb10に係る炭素数7以上20以下のアラルキル基中のアリール基は、単環及び多環のいずれでもよく、炭素数7以上20以下のアラルキル基中のアルキル基は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれでもよい。アリール基の炭素数は、6以上10以下が好ましく、6以上9以下がより好ましい。アルキル基の炭素数は、1以上6以下が好ましく、1以上5以下がより好ましく、1以上4以下が更に好ましい。
式(B)において、Rb3、Rb4、Rb5、Rb6、Rb7、Rb8、Rb9及びRb10に係る炭素数1以上6以下のアルコキシ基中のアルキル基は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれでもよい。炭素数1以上6以下のアルコキシ基中のアルキル基の炭素数は、1以上4以下が好ましく、1以上3以下がより好ましく、1又は2が更に好ましい。
【0053】
式(B)において、炭素数1以上20以下の直鎖アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、トリデシル基、n-テトラデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘプタデシル基、n-オクタデシル基、n-ノナデシル基、n-イコシル基等が挙げられる。
炭素数3以上20以下の分岐アルキル基としては、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、イソヘキシル基、sec-ヘキシル基、tert-ヘキシル基、イソヘプチル基、sec-ヘプチル基、tert-ヘプチル基、イソオクチル基、sec-オクチル基、tert-オクチル基、イソノニル基、sec-ノニル基、tert-ノニル基、イソデシル基、sec-デシル基、tert-デシル基、イソドデシル基、sec-ドデシル基、tert-ドデシル基、tert-テトラデシル基、tert-ペンタデシル基等が挙げられる。
炭素数3以上20以下の環状アルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基等、及びこれら単環のアルキル基が連結した多環(例えば、二環、三環、スピロ環)のアルキル基が挙げられる。
【0054】
式(B)において、炭素数6以上12以下のアリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基等が挙げられる。
【0055】
式(B)において、炭素数7以上20以下のアラルキル基としては、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、4-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、フェニルヘプチル基、フェニルオクチル基、フェニルノニル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基、アントラチルメチル基、フェニル-シクロペンチルメチル基等が挙げられる。
【0056】
式(B)において、炭素数1以上6以下の直鎖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、n-ブトキシ基、n-ペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基が挙げられる。
式(B)において、炭素数3以上6以下の分岐アルコキシ基としては、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、イソペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、tert-ペンチルオキシ基、イソヘキシルオキシ基、sec-ヘキシルオキシ基、tert-ヘキシルオキシ基等が挙げられる。
式(B)において、炭素数3以上6以下の環状アルコキシ基としては、シクロプロポキシ基、シクロブトキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等が挙げられる。
【0057】
式(B)において、Rb1及びRb2はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上12以下の直鎖アルキル基、炭素数1以上12以下の分岐アルキル基、炭素数6以上10以下のアリール基又は炭素数7以上10以下のアラルキル基であるか、Rb1とRb2とが結合し炭素数5以上12以下の環状アルキル基を形成していることが好ましい。
式(B)において、Rb1及びRb2はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上10以下の直鎖アルキル基又は炭素数1以上10以下の分岐アルキル基であるか、Rb1とRb2とが結合し炭素数5以上12以下の環状アルキル基を形成していることがより好ましい。
式(B)において、Rb1及びRb2はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上10以下の直鎖アルキル基又は炭素数1以上10以下の分岐アルキル基であることが更に好ましい。
【0058】
式(B)において、Rb1及びRb2の少なくとも一方が、炭素数4以上10以下の直鎖アルキル基、炭素数4以上10以下の分岐アルキル基、炭素数6以上10以下のアリール基又は炭素数7以上10以下のアラルキル基であるか、Rb1とRb2とが結合し炭素数5以上12以下の環状アルキル基を形成していることが好ましい。
式(B)において、Rb1及びRb2の少なくとも一方が、炭素数4以上10以下の直鎖アルキル基又は炭素数4以上10以下の分岐アルキル基であることがより好ましい。
Rb1及びRb2の少なくとも一方が上記である場合、Rb1及びRb2のもう一方は、水素原子又は炭素数1以上3以下の直鎖アルキル基であることが好ましい。
【0059】
ジオール単位(B)は、下記の式(B’)で表される構成単位であることが好ましい。
【0060】
【0061】
式(B’)におけるRb1、Rb2、Rb4及びRb9はそれぞれ、式(B)におけるRb1、Rb2、Rb4及びRb9と同義であり、好ましい形態も同じである。
【0062】
ジオール単位(B)としては、式(B’)において、
Rb1が水素原子、炭素数1以上3以下の直鎖アルキル基又は炭素数3の分岐アルキル基であり、Rb2が炭素数4以上10以下の直鎖アルキル基、炭素数4以上10以下の分岐アルキル基、炭素数6以上10以下のアリール基又は炭素数7以上10以下のアラルキル基であり、且つRb4及びRb9がそれぞれ独立に水素原子又はメチル基である形態が好ましく;
Rb1が水素原子又はメチル基であり、Rb2が炭素数4以上10以下の直鎖アルキル基又は炭素数4以上10以下の分岐アルキル基であり、且つRb4及びRb9がそれぞれ独立に水素原子又はメチル基である形態がより好ましい。
【0063】
以下に、ジオール単位(B)の具体例としてジオール単位(B-1)~(B-38)を示す。ジオール単位(B)は、これに限定されるわけではない。
【0064】
【0065】
【0066】
【0067】
【0068】
【0069】
ポリアリレート樹脂(1)に含まれるジオール単位(B)は、1種でもよく、2種以上でもよい。
【0070】
ポリアリレート樹脂(1)に占めるジカルボン酸単位(A)の質量割合は、15質量%以上60質量%以下が好ましい。
ジカルボン酸単位(A)の質量割合が15質量%以上であると、感光層の耐摩耗性が良好である。この観点から、ジカルボン酸単位(A)の質量割合は、20質量%以上がより好ましく、25質量%以上が更に好ましい。
ジカルボン酸単位(A)の質量割合が60質量%以下であると、感光層の剥がれをより抑制できる。この観点から、ジカルボン酸単位(A)の質量割合は、55質量%以下がより好ましく、50質量%以下が更に好ましい。
【0071】
ポリアリレート樹脂(1)に占めるジオール単位(B)の質量割合は、25質量%以上60質量%以下が好ましい。
ジオール単位(B)の質量割合が25質量%以上であると、感光層の剥がれをより抑制できる。この観点から、ジオール単位(B)の質量割合は、30質量%以上がより好ましく、35質量%以上が更に好ましい。
ジオール単位(B)の質量割合が60質量%以下であると、感光層を形成するための塗布液に対する溶解性を維持して耐摩耗性の向上が可能となる。この観点から、ジオール単位(B)の質量割合は、55質量%以下がより好ましく、50質量%以下が更に好ましい。
【0072】
ポリアリレート樹脂(1)は、ジカルボン酸単位(A)以外のその他のジカルボン酸単位を含んでいてもよい。
【0073】
その他のジカルボン酸単位としては、例えば、下記の式(C)で表されるジカルボン酸単位(C)が挙げられる。
【0074】
【0075】
式(C)において、Rc1、Rc2、Rc3、Rc4、Rc5及びRc6はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上10以下のアルキル基、炭素数6以上12以下のアリール基又は炭素数1以上6以下のアルコキシ基である。
【0076】
式(C)において、炭素数1以上10以下のアルキル基は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれでもよい。アルキル基の炭素数は、1以上6以下が好ましく、1以上4以下がより好ましく、1又は2が更に好ましい。
式(C)において、炭素数6以上12以下のアリール基は、単環及び多環のいずれでもよい。アリール基の炭素数は、6以上10以下が好ましく、6以上9以下がより好ましい。
式(C)において、炭素数1以上6以下のアルコキシ基中のアルキル基は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれでもよい。炭素数1以上6以下のアルコキシ基中のアルキル基の炭素数は、1以上4以下が好ましく、1以上3以下がより好ましく、1又は2が更に好ましい。
【0077】
式(C)におけるアルキル基、アリール基及びアルコキシ基のそれぞれの形態例としては、式(A)について挙げた基と同様の基が挙げられる。
【0078】
式(C)において、Rc1、Rc2、Rc3、Rc4、Rc5及びRc6はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上6以下の直鎖アルキル基又は炭素数1以上6以下の分岐アルキル基であることが好ましく、水素原子、炭素数1以上4以下の直鎖アルキル基又は炭素数1以上4以下の分岐アルキル基であることがより好ましく、水素原子、炭素数1以上3以下の直鎖アルキル基又は炭素数1以上3以下の分岐アルキル基であることが更に好ましく、水素原子であることが特に好ましい。
【0079】
ジカルボン酸単位(C)としては、2,6-ナフタレンジカルボン酸単位(下記の式)が最も好ましい。
【0080】
【0081】
ポリアリレート樹脂(1)に含まれるジカルボン酸単位(C)は、1種でもよく、2種以上でもよい。
【0082】
ポリアリレート樹脂(1)がジカルボン酸単位(C)を有する場合、ポリアリレート樹脂(1)に占めるジカルボン酸単位(C)の質量割合は、1質量%以上20質量%以下が好ましい。
【0083】
その他のジカルボン酸単位としては、例えば、下記の式(D)で表されるジカルボン酸単位(D)が挙げられる。
【0084】
【0085】
式(D)において、Rd1、Rd2、Rd3、Rd4、Rd5、Rd6、Rd7及びRd8はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上10以下のアルキル基、炭素数6以上12以下のアリール基又は炭素数1以上6以下のアルコキシ基である。
【0086】
式(D)において、炭素数1以上10以下のアルキル基は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれでもよい。アルキル基の炭素数は、1以上6以下が好ましく、1以上4以下がより好ましく、1又は2が更に好ましい。
式(D)において、炭素数6以上12以下のアリール基は、単環及び多環のいずれでもよい。アリール基の炭素数は、6以上10以下が好ましく、6以上9以下がより好ましい。
式(D)において、炭素数1以上6以下のアルコキシ基中のアルキル基は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれでもよい。炭素数1以上6以下のアルコキシ基中のアルキル基の炭素数は、1以上4以下が好ましく、1以上3以下がより好ましく、1又は2が更に好ましい。
【0087】
式(D)におけるアルキル基、アリール基及びアルコキシ基のそれぞれの形態例としては、式(A)について挙げた基と同様の基が挙げられる。
【0088】
式(D)において、Rd1、Rd2、Rd3、Rd4、Rd5、Rd6、Rd7及びRd8はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上6以下の直鎖アルキル基又は炭素数1以上6以下の分岐アルキル基であることが好ましく、水素原子、炭素数1以上4以下の直鎖アルキル基又は炭素数1以上4以下の分岐アルキル基であることがより好ましく、水素原子、炭素数1以上3以下の直鎖アルキル基又は炭素数1以上3以下の分岐アルキル基であることが更に好ましく、水素原子であることが特に好ましい。
【0089】
ジカルボン酸単位(D)は、下記の式(D’)で表される構成単位であることが好ましい。
【0090】
【0091】
式(D’)におけるRd1、Rd2、Rd3及びRd4はそれぞれ、式(D)におけるRd1、Rd2、Rd3及びRd4と同義であり、好ましい形態も同じである。
【0092】
ジカルボン酸単位(D)としては、ジフェニルエーテル-4,4’-ジカルボン酸単位(下記の式)が最も好ましい。
【0093】
【0094】
ポリアリレート樹脂(1)に含まれるジカルボン酸単位(D)は、1種でもよく、2種以上でもよい。
【0095】
ポリアリレート樹脂(1)がジカルボン酸単位(D)を有する場合、ポリアリレート樹脂(1)に占めるジカルボン酸単位(D)の質量割合は、1質量%以上20質量%以下が好ましい。
【0096】
その他のジカルボン酸単位としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えば、シュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アルケニルコハク酸、アジピン酸、セバシン酸)単位、脂環式ジカルボン酸(例えば、シクロヘキサンジカルボン酸)単位、及びこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル単位が挙げられる。ポリアリレート樹脂(1)に含まれるこれらジカルボン酸単位は、1種でもよく、2種以上でもよい。
【0097】
ポリアリレート樹脂(1)は、ジオール単位(B)以外のその他のジオール単位を含んでいてもよい。
【0098】
その他のジオール単位としては、例えば、下記の式(E)で表されるジオール単位(E)が挙げられる。
【0099】
【0100】
式(E)において、Re1、Re2、Re3、Re4、Re5、Re6、Re7及びRe8はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上10以下のアルキル基、炭素数6以上12以下のアリール基、炭素数7以上20以下のアラルキル基又は炭素数1以上6以下のアルコキシ基である。
【0101】
式(E)において、炭素数1以上10以下のアルキル基は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれでもよい。アルキル基の炭素数は、1以上6以下が好ましく、1以上4以下がより好ましく、1又は2が更に好ましい。
式(E)において、炭素数6以上12以下のアリール基は、単環及び多環のいずれでもよい。アリール基の炭素数は、6以上10以下が好ましく、6以上9以下がより好ましい。
式(E)において、炭素数7以上20以下のアラルキル基中のアリール基は、単環及び多環のいずれでもよく、炭素数7以上20以下のアラルキル基中のアルキル基は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれでもよい。アリール基の炭素数は、6以上10以下が好ましく、6以上9以下がより好ましい。アルキル基の炭素数は、1以上6以下が好ましく、1以上5以下がより好ましく、1以上4以下が更に好ましい。
式(E)において、炭素数1以上6以下のアルコキシ基中のアルキル基は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれでもよい。炭素数1以上6以下のアルコキシ基中のアルキル基の炭素数は、1以上4以下が好ましく、1以上3以下がより好ましく、1又は2が更に好ましい。
【0102】
式(E)におけるアルキル基、アリール基、アラルキル基及びアルコキシ基のそれぞれの形態例としては、式(B)について挙げた基と同様の基が挙げられる。
【0103】
式(E)において、Re1、Re2、Re3、Re4、Re5、Re6、Re7及びRe8はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上6以下の直鎖アルキル基又は炭素数1以上6以下の分岐アルキル基であることが好ましく、水素原子、炭素数1以上4以下の直鎖アルキル基又は炭素数1以上4以下の分岐アルキル基であることがより好ましく、水素原子、炭素数1以上3以下の直鎖アルキル基又は炭素数1以上3以下の分岐アルキル基であることが更に好ましく、水素原子又はメチル基であることが特に好ましい。
【0104】
ジオール単位(E)は、下記の式(E’)で表される構成単位であることが好ましい。
【0105】
【0106】
式(E’)におけるRe1、Re2、Re3及びRe4はそれぞれ、式(E)におけるRe1、Re2、Re3及びRe4と同義であり、好ましい形態も同じである。
【0107】
ジオール単位(E)としては、下記のいずれかが最も好ましい。
【0108】
【0109】
ポリアリレート樹脂(1)に含まれるジオール単位(E)は、1種でもよく、2種以上でもよい。
【0110】
ポリアリレート樹脂(1)がジオール単位(E)を有する場合、ポリアリレート樹脂(1)に占めるジオール単位(E)の質量割合は、1質量%以上20質量%以下が好ましい。
【0111】
その他のジオール単位としては、例えば、下記の式(F)で表されるジオール単位(F)が挙げられる。
【0112】
【0113】
式(F)において、Rf1、Rf2、Rf3、Rf4、Rf5、Rf6、Rf7及びRf8はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上10以下のアルキル基、炭素数6以上12以下のアリール基、炭素数7以上20以下のアラルキル基又は炭素数1以上6以下のアルコキシ基である。
【0114】
式(F)において、炭素数1以上10以下のアルキル基は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれでもよい。アルキル基の炭素数は、1以上6以下が好ましく、1以上4以下がより好ましく、1又は2が更に好ましい。
式(F)において、炭素数6以上12以下のアリール基は、単環及び多環のいずれでもよい。アリール基の炭素数は、6以上10以下が好ましく、6以上9以下がより好ましい。
式(F)において、炭素数7以上20以下のアラルキル基中のアリール基は、単環及び多環のいずれでもよく、炭素数7以上20以下のアラルキル基中のアルキル基は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれでもよい。アリール基の炭素数は、6以上10以下が好ましく、6以上9以下がより好ましい。アルキル基の炭素数は、1以上6以下が好ましく、1以上5以下がより好ましく、1以上4以下が更に好ましい。
式(F)において、炭素数1以上6以下のアルコキシ基中のアルキル基は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれでもよい。炭素数1以上6以下のアルコキシ基中のアルキル基の炭素数は、1以上4以下が好ましく、1以上3以下がより好ましく、1又は2が更に好ましい。
【0115】
式(F)におけるアルキル基、アリール基、アラルキル基及びアルコキシ基のそれぞれの形態例としては、式(B)について挙げた基と同様の基が挙げられる。
【0116】
式(F)において、Rf1、Rf2、Rf3、Rf4、Rf5、Rf6、Rf7及びRf8はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上6以下の直鎖アルキル基又は炭素数1以上6以下の分岐アルキル基であることが好ましく、水素原子、炭素数1以上4以下の直鎖アルキル基又は炭素数1以上4以下の分岐アルキル基であることがより好ましく、水素原子、炭素数1以上3以下の直鎖アルキル基又は炭素数1以上3以下の分岐アルキル基であることが更に好ましく、水素原子又はメチル基であることが特に好ましい。
【0117】
ジオール単位(F)は、下記の式(F’)で表される構成単位であることが好ましい。
【0118】
【0119】
式(F’)におけるRf1、Rf2、Rf3及びRf4はそれぞれ、式(F)におけるRf1、Rf2、Rf3及びRf4と同義であり、好ましい形態も同じである。
【0120】
ジオール単位(F)としては、ビス(4-ヒドロキシフェニル)エーテル単位(下記の式)が最も好ましい。
【0121】
【0122】
ポリアリレート樹脂(1)に含まれるジオール単位(F)は、1種でもよく、2種以上でもよい。
【0123】
ポリアリレート樹脂(1)がジオール単位(F)を有する場合、ポリアリレート樹脂(1)に占めるジオール単位(F)の質量割合は、1質量%以上20質量%以下が好ましい。
【0124】
その他のジオール単位としては、例えば、脂肪族ジオール(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール)単位、脂環式ジオール(例えば、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA)単位が挙げられる。ポリアリレート樹脂(1)に含まれるこれらジオール単位は、1種でもよく、2種以上でもよい。
【0125】
ポリアリレート樹脂(1)は、ジカルボン酸単位(A)を与えるモノマー及びジオール単位(B)を与えるモノマーと、必要に応じて他のモノマーとを、常法により重縮合させるなどして得ることができる。モノマーの重縮合の方法としては、界面重合法、溶液重合法、溶融重合法などが挙げられる。界面重合法とは、水と相溶しない有機溶剤に溶解させた二価カルボン酸ハライドと、アルカリ水溶液に溶解させた二価アルコールとを混合することによってポリエステルを得る重合方法である。界面重合法に関する文献として、W.M.EARECKSON,J.Poly.Sci.,XL399,1959年、特公昭40-1959号公報などが挙げられる。界面重合法は溶液重合法と比較して反応が速いゆえ、二価カルボン酸ハライドの加水分解を抑えることができ、結果として高分子量のポリエステル樹脂を得ることができる。
【0126】
ポリアリレート樹脂(1)の末端は、製造の際に使用する末端封止剤又は分子量調節剤などで封止又は修飾されていてもよい。末端封止剤又は分子量調節剤としては、例えば、一価フェノール、一価酸クロライド、一価アルコール、一価カルボン酸が挙げられる。
一価フェノールとしては、例えば、フェノール、o-クレゾール、m-クレゾール、p-クレゾール、o-エチルフェノール、m-エチルフェノール、p-エチルフェノール、o-プロピルフェノール、m-プロピルフェノール、p-プロピルフェノール、o-tert-ブチルフェノール、m-tert-ブチルフェノール、p-tert-ブチルフェノール、ペンチルフェノール、ヘキシルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、2,6-ジメチルフェノール誘導体、2-メチルフェノール誘導体、o-フェニルフェノール、m-フェニルフェノール、p-フェニルフェノール、o-メトキシフェノール、m-メトキシフェノール、p-メトキシフェノール、2,3,6-トリメチルフェノール、2,3-キシレノール、2,4-キシレノール、2,5-キシレノール、2,6-キシレノール、3,4-キシレノール、3,5-キシレノール、2-フェニル-2-(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2-フェニル-2-(2-ヒドロキシフェニル)プロパン、2-フェニル-2-(3-ヒドロキシフェニル)プロパンが挙げられる。
一価酸クロライドとしては、例えば、ベンゾイルクロライド、安息香酸クロライド、メタンスルホニルクロライド、フェニルクロロホルメート、酢酸クロリド、酪酸クロリド、オクチル酸クロリド、塩化ベンゾイル、ベンゼンスルフォニルクロリド、ベンゼンスルフィニルクロリド、スルフィニルクロリド、ベンゼンホスホニルクロリド、これらの置換体等の一官能性酸ハロゲン化物が挙げられる。
一価アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、2-ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ドデシルアルコール、ステアリルアルコール、ベンジルアルコール、フェネチルアルコールが挙げられる。
一価カルボン酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、オクタン酸、シクロヘキサンカルボン酸、安息香酸、トルイル酸、フェニル酢酸、p-tert-ブチル安息香酸、p-メトキシフェニル酢酸が挙げられる。
【0127】
ポリアリレート樹脂(1)の重量平均分子量は、電荷輸送層の耐摩耗性の観点から、5万以上が好ましく、6万以上がより好ましく、7万以上が更に好ましい。
ポリアリレート樹脂(1)の重量平均分子量は、電荷輸送層の塗工性と電荷発生層に対する密着性の観点から、40万以下が好ましく、30万以下が好ましく、25万以下がより好ましい。
【0128】
電荷輸送層に含まれるポリアリレート樹脂(1)の重量平均分子量の測定方法は下記のとおりである。
感光体を各種の溶媒(混合溶媒であってもよい。)に浸漬し、電荷輸送層が溶解する溶媒を把握する。電荷輸送層が溶解する溶媒に感光体を浸漬し、電荷輸送層を抽出する。電荷輸送層を抽出した溶液を、ポリアリレート樹脂(1)の貧溶媒(例えば、ヘキサン、トルエン等の非極性溶媒、メタノール、イソプロパノール等の低級アルコール。貧溶媒は混合溶媒であってもよい。)に滴下して樹脂を再沈殿させる。必要に応じて再沈殿処理を2回繰り返し、再沈殿物を真空乾燥し、ポリアリレート樹脂(1)を得る。ポリアリレート樹脂(1)にGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)による分子量測定を行い、重量平均分子量を特定する。GPCの溶離液としてテトラヒドロフランを使用し、標準試料としてポリスチレンを使用する。
【0129】
[導電性基体]
導電性基体としては、例えば、金属(アルミニウム、銅、亜鉛、クロム、ニッケル、モリブデン、バナジウム、インジウム、金、白金等)又は合金(ステンレス鋼等)を含む金属板、金属ドラム、及び金属ベルト等が挙げられる。また、導電性基体としては、例えば、導電性化合物(例えば導電性ポリマー、酸化インジウム等)、金属(例えばアルミニウム、パラジウム、金等)又は合金を塗布、蒸着又はラミネートした紙、樹脂フィルム、ベルト等も挙げられる。ここで、「導電性」とは体積抵抗率が1×1013Ωcm未満であることをいう。
【0130】
導電性基体の表面は、電子写真感光体がレーザプリンタに使用される場合、レーザ光を照射する際に生じる干渉縞を抑制する目的で、中心線平均粗さRaで0.04μm以上0.5μm以下に粗面化されていることが好ましい。非干渉光を光源に用いる場合、干渉縞防止の粗面化は、特に必要ないが、導電性基体の表面の凹凸による欠陥の発生を抑制するため、より長寿命化に適する。
【0131】
粗面化の方法としては、例えば、研磨剤を水に懸濁させて導電性基体に吹き付けることによって行う湿式ホーニング、回転する砥石に導電性基体を圧接し、連続的に研削加工を行うセンタレス研削、陽極酸化処理等が挙げられる。
【0132】
粗面化の方法としては、導電性基体の表面を粗面化することなく、導電性又は半導電性粉体を樹脂中に分散させて、導電性基体の表面上に層を形成し、その層中に分散させる粒子により粗面化する方法も挙げられる。
【0133】
陽極酸化による粗面化処理は、金属製(例えばアルミニウム製)の導電性基体を陽極とし電解質溶液中で陽極酸化することにより導電性基体の表面に酸化膜を形成するものである。電解質溶液としては、例えば、硫酸溶液、シュウ酸溶液等が挙げられる。しかし、陽極酸化により形成された多孔質陽極酸化膜は、そのままの状態では化学的に活性であり、汚染され易く、環境による抵抗変動も大きい。そこで、多孔質陽極酸化膜に対して、酸化膜の微細孔を加圧水蒸気又は沸騰水中(ニッケル等の金属塩を加えてもよい)で水和反応による体積膨張でふさぎ、より安定な水和酸化物に変える封孔処理を行うことが好ましい。
【0134】
陽極酸化膜の膜厚は、例えば、0.3μm以上15μm以下が好ましい。この膜厚が上記範囲内にあると、注入に対するバリア性が発揮される傾向があり、また繰り返し使用による残留電位の上昇が抑えられる傾向にある。
【0135】
導電性基体には、酸性処理液による処理又はベーマイト処理を施してもよい。
酸性処理液による処理は、例えば、以下のようにして実施される。先ず、リン酸、クロム酸及びフッ酸を含む酸性処理液を調製する。酸性処理液におけるリン酸、クロム酸及びフッ酸の配合割合は、例えば、リン酸が10質量%以上11質量%以下の範囲、クロム酸が3質量%以上5質量%以下の範囲、フッ酸が0.5質量%以上2質量%以下の範囲であって、これらの酸全体の濃度は13.5質量%以上18質量%以下の範囲がよい。処理温度は例えば42℃以上48℃以下が好ましい。被膜の膜厚は、0.3μm以上15μm以下が好ましい。
【0136】
ベーマイト処理は、例えば90℃以上100℃以下の純水中に5分から60分間浸漬すること、又は90℃以上120℃以下の加熱水蒸気に5分から60分間接触させて行う。被膜の膜厚は、0.1μm以上5μm以下が好ましい。これをさらにアジピン酸、硼酸、硼酸塩、燐酸塩、フタル酸塩、マレイン酸塩、安息香酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩等の被膜溶解性の低い電解質溶液を用いて陽極酸化処理してもよい。
【0137】
導電性基体の直径は、例えば、20mm以上100mm以下である。導電性基体の直径は、感光体及び画像形成装置の小型化の観点からは、20mm以上30mm以下であることが好ましく、より好ましくは20mm以上24mm以下である。
導電性基体は、円筒でもよく、円柱でもよい。
【0138】
[下引層]
下引層は、例えば、無機粒子と結着樹脂とを含む層である。
【0139】
無機粒子としては、例えば、粉体抵抗(体積抵抗率)1×102Ωcm以上1×1011Ωcm以下の無機粒子が挙げられる。
これらの中でも、上記抵抗値を有する無機粒子としては、例えば、酸化錫粒子、酸化チタン粒子、酸化亜鉛粒子、酸化ジルコニウム粒子等の金属酸化物粒子がよく、特に、酸化亜鉛粒子が好ましい。
【0140】
無機粒子のBET法による比表面積は、例えば、10m2/g以上がよい。
無機粒子の体積平均粒径は、例えば、50nm以上2000nm以下(好ましくは60nm以上1000nm以下)がよい。
【0141】
無機粒子の含有量は、例えば、結着樹脂に対して、10質量%以上80質量%以下であることが好ましく、より好ましくは40質量%以上80質量%以下である。
【0142】
無機粒子は、表面処理が施されていてもよい。無機粒子は、表面処理の異なるもの、又は、粒子径の異なるものを2種以上混合して用いてもよい。
【0143】
表面処理剤としては、例えば、シランカップリング剤、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、界面活性剤等が挙げられる。特に、シランカップリング剤が好ましく、アミノ基を有するシランカップリング剤がより好ましい。
【0144】
アミノ基を有するシランカップリング剤としては、例えば、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、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、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0145】
シランカップリング剤は、2種以上混合して使用してもよい。例えば、アミノ基を有するシランカップリング剤と他のシランカップリング剤とを併用してもよい。この他のシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、3-メタクリルオキシプロピル-トリス(2-メトキシエトキシ)シラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、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、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0146】
表面処理剤による表面処理方法は、公知の方法であればいかなる方法でもよく、乾式法又は湿式法のいずれでもよい。
【0147】
表面処理剤の処理量は、例えば、無機粒子に対して0.5質量%以上10質量%以下が好ましい。
【0148】
ここで、下引層は、無機粒子と共に電子受容性化合物(アクセプター化合物)を含有することが、電気特性の長期安定性、キャリアブロック性が高まる観点からよい。
【0149】
電子受容性化合物としては、例えば、クロラニル、ブロモアニル等のキノン系化合物;テトラシアノキノジメタン系化合物;2,4,7-トリニトロフルオレノン、2,4,5,7-テトラニトロ-9-フルオレノン等のフルオレノン化合物;2-(4-ビフェニル)-5-(4-t-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール、2,5-ビス(4-ナフチル)-1,3,4-オキサジアゾール、2,5-ビス(4-ジエチルアミノフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール等のオキサジアゾール系化合物;キサントン系化合物;チオフェン化合物;3,3’,5,5’-テトラ-t-ブチルジフェノキノン等のジフェノキノン化合物;ベンゾフェノン化合物;等の電子輸送性物質等が挙げられる。
特に、電子受容性化合物としては、アントラキノン構造を有する化合物が好ましい。アントラキノン構造を有する化合物としては、例えば、ヒドロキシアントラキノン化合物、アミノアントラキノン化合物、アミノヒドロキシアントラキノン化合物等が好ましく、具体的には、例えば、アントラキノン、アリザリン、キニザリン、アントラルフィン、プルプリン等が好ましい。
【0150】
電子受容性化合物は、下引層中に無機粒子と共に分散して含まれていてもよいし、無機粒子の表面に付着した状態で含まれていてもよい。
【0151】
電子受容性化合物を無機粒子の表面に付着させる方法としては、例えば、乾式法、又は、湿式法が挙げられる。
【0152】
乾式法は、例えば、無機粒子をせん断力の大きなミキサ等で攪拌しながら、直接又は有機溶媒に溶解させた電子受容性化合物を滴下、乾燥空気や窒素ガスとともに噴霧させて、電子受容性化合物を無機粒子の表面に付着する方法である。電子受容性化合物の滴下又は噴霧するときは、溶剤の沸点以下の温度で行うことがよい。電子受容性化合物を滴下又は噴霧した後、更に100℃以上で焼き付けを行ってもよい。焼き付けは電子写真特性が得られる温度、時間であれば特に制限されない。
【0153】
湿式法は、例えば、攪拌、超音波、サンドミル、アトライター、ボールミル等により、無機粒子を溶剤中に分散しつつ、電子受容性化合物を添加し、攪拌又は分散した後、溶剤除去して、電子受容性化合物を無機粒子の表面に付着する方法である。溶剤除去方法は、例えば、ろ過又は蒸留により留去される。溶剤除去後には、更に100℃以上で焼き付けを行ってもよい。焼き付けは電子写真特性が得られる温度、時間であれば特に限定されない。湿式法においては、電子受容性化合物を添加する前に無機粒子の含有水分を除去してもよく、その例として溶剤中で攪拌加熱しながら除去する方法、溶剤と共沸させて除去する方法が挙げられる。
【0154】
電子受容性化合物の付着は、表面処理剤による表面処理を無機粒子に施す前又は後に行ってよく、電子受容性化合物の付着と表面処理剤による表面処理と同時に行ってもよい。
【0155】
電子受容性化合物の含有量は、例えば、無機粒子に対して0.01質量%以上20質量%以下がよく、好ましくは0.01質量%以上10質量%以下である。
【0156】
下引層に用いる結着樹脂としては、例えば、アセタール樹脂(例えばポリビニルブチラール等)、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、カゼイン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル-無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン-アルキッド樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、フェノール-ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂等の公知の高分子化合物;ジルコニウムキレート化合物;チタニウムキレート化合物;アルミニウムキレート化合物;チタニウムアルコキシド化合物;有機チタニウム化合物;シランカップリング剤等の公知の材料が挙げられる。
下引層に用いる結着樹脂としては、例えば、電荷輸送性基を有する電荷輸送性樹脂、導電性樹脂(例えばポリアニリン等)等も挙げられる。
【0157】
これらの中でも、下引層に用いる結着樹脂としては、上層の塗布溶剤に不溶な樹脂が好適であり、特に、尿素樹脂、フェノール樹脂、フェノール-ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂;ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂及びポリビニルアセタール樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂と硬化剤との反応により得られる樹脂が好適である。
これら結着樹脂を2種以上組み合わせて使用する場合には、その混合割合は、必要に応じて設定される。
【0158】
下引層には、電気特性向上、環境安定性向上、画質向上のために種々の添加剤を含んでいてもよい。
添加剤としては、多環縮合系、アゾ系等の電子輸送性顔料、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニウムアルコキシド化合物、有機チタニウム化合物、シランカップリング剤等の公知の材料が挙げられる。シランカップリング剤は前述のように無機粒子の表面処理に用いられるが、添加剤として更に下引層に添加してもよい。
【0159】
添加剤としてのシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、3-メタクリルオキシプロピル-トリス(2-メトキシエトキシ)シラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、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、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【0160】
ジルコニウムキレート化合物としては、例えば、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセト酢酸エチル、ジルコニウムトリエタノールアミン、アセチルアセトネートジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムオキサレート、ジルコニウムラクテート、ジルコニウムホスホネート、オクタン酸ジルコニウム、ナフテン酸ジルコニウム、ラウリン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、イソステアリン酸ジルコニウム、メタクリレートジルコニウムブトキシド、ステアレートジルコニウムブトキシド、イソステアレートジルコニウムブトキシド等が挙げられる。
【0161】
チタニウムキレート化合物としては、例えば、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ(2-エチルヘキシル)チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレート等が挙げられる。
【0162】
アルミニウムキレート化合物としては、例えば、アルミニウムイソプロピレート、モノブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムブチレート、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)等が挙げられる。
【0163】
これらの添加剤は、単独で、又は複数の化合物の混合物若しくは重縮合物として用いてもよい。
【0164】
下引層は、ビッカース硬度が35以上であることがよい。
下引層の表面粗さ(十点平均粗さ)は、モアレ像抑制のために、使用される露光用レーザ波長λの1/(4n)(nは上層の屈折率)から1/2までに調整されていることがよい。
表面粗さ調整のために下引層中に樹脂粒子等を添加してもよい。樹脂粒子としてはシリコーン樹脂粒子、架橋型ポリメタクリル酸メチル樹脂粒子等が挙げられる。また、表面粗さ調整のために下引層の表面を研磨してもよい。研磨方法としては、バフ研磨、サンドブラスト処理、湿式ホーニング、研削処理等が挙げられる。
【0165】
下引層の形成は、特に制限はなく、公知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた下引層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱することで行う。
【0166】
下引層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、公知の有機溶剤、例えば、アルコール系溶剤、芳香族炭化水素溶剤、ハロゲン化炭化水素溶剤、ケトン系溶剤、ケトンアルコール系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤等が挙げられる。
これらの溶剤として具体的には、例えば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、iso-プロパノール、n-ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロロベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤が挙げられる。
【0167】
下引層形成用塗布液を調製するときの無機粒子の分散方法としては、例えば、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、コロイドミル、ペイントシェーカー等の公知の方法が挙げられる。
【0168】
下引層形成用塗布液を導電性基体上に塗布する方法としては、例えば、ブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
【0169】
下引層の厚さは、例えば、好ましくは15μm以上、より好ましくは20μm以上50μm以下の範囲内に設定される。
【0170】
[中間層]
下引層と感光層との間に中間層をさらに設けてもよい。
中間層は、例えば、樹脂を含む層である。中間層に用いる樹脂としては、例えば、アセタール樹脂(例えばポリビニルブチラール等)、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、カゼイン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル-無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン-アルキッド樹脂、フェノール-ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂等の高分子化合物が挙げられる。
中間層は、有機金属化合物を含む層であってもよい。中間層に用いる有機金属化合物としては、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、マンガン、ケイ素等の金属原子を含有する有機金属化合物等が挙げられる。
これらの中間層に用いる化合物は、単独で又は複数の化合物の混合物若しくは重縮合物として用いてもよい。
【0171】
これらの中でも、中間層は、ジルコニウム原子又はケイ素原子を含有する有機金属化合物を含む層であることが好ましい。
【0172】
中間層の形成は、特に制限はなく、公知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた中間層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥、必要に応じて加熱することで行う。
中間層を形成する塗布方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が用いられる。
【0173】
中間層の厚さは、例えば、好ましくは0.1μm以上3μm以下の範囲に設定される。中間層を下引層として使用してもよい。
【0174】
[電荷発生層]
電荷発生層は、例えば、電荷発生材料と結着樹脂とを含む層である。また、電荷発生層は、電荷発生材料の蒸着層であってもよい。電荷発生材料の蒸着層は、LED(Light Emitting Diode)、有機EL(Electro-Luminescence)イメージアレー等の非干渉性光源を用いる場合に好適である。
【0175】
電荷発生材料としては、ビスアゾ、トリスアゾ等のアゾ顔料;ジブロモアントアントロン等の縮環芳香族顔料;ペリレン顔料;ピロロピロール顔料;フタロシアニン顔料;酸化亜鉛;三方晶系セレン等が挙げられる。
【0176】
これらの中でも、近赤外域のレーザ露光に対応させるためには、電荷発生材料としては、金属フタロシアニン顔料又は無金属フタロシアニン顔料を用いることが好ましい。具体的には、例えば、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ジクロロスズフタロシアニン及びチタニルフタロシアニンがより好ましい。
【0177】
一方、近紫外域のレーザ露光に対応させるためには、電荷発生材料としては、ジブロモアントアントロン等の縮環芳香族顔料、チオインジゴ系顔料、ポルフィラジン化合物、酸化亜鉛、三方晶系セレン、ビスアゾ顔料等が好ましい。
【0178】
450nm以上780nm以下に発光の中心波長があるLED,有機ELイメージアレー等の非干渉性光源を用いる場合にも、上記電荷発生材料を用いてもよいが、解像度の観点より、感光層を20μm以下の薄膜で用いるときには、感光層中の電界強度が高くなり、基体からの電荷注入による帯電低下、いわゆる黒点と呼ばれる画像欠陥を生じやすくなる。これは、三方晶系セレン、フタロシアニン顔料等のp-型半導体で暗電流を生じやすい電荷発生材料を用いたときに顕著となる。
【0179】
これに対し、電荷発生材料として、縮環芳香族顔料、ペリレン顔料、アゾ顔料等のn-型半導体を用いた場合、暗電流を生じ難く、薄膜にしても黒点と呼ばれる画像欠陥を抑制し得る。n-型の判定は、通常使用されるタイムオブフライト法を用い、流れる光電流の極性によって判定され、正孔よりも電子をキャリアとして流しやすいものをn-型とする。
【0180】
電荷発生層に用いる結着樹脂としては、広範な絶縁性樹脂から選択され、また、結着樹脂としては、ポリ-N-ビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン、ポリシラン等の有機光導電性ポリマーから選択してもよい。
結着樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂(ビスフェノール類と芳香族2価カルボン酸の重縮合体等)、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂等が挙げられる。ここで、「絶縁性」とは、体積抵抗率が1×1013Ωcm以上であることをいう。
これらの結着樹脂は1種を単独で又は2種以上を混合して用いられる。
【0181】
電荷発生材料と結着樹脂の配合比は、質量比で10:1から1:10までの範囲内であることが好ましい。
【0182】
電荷発生層には、その他、公知の添加剤が含まれていてもよい。
【0183】
電荷発生層の形成は、特に制限はなく、公知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた電荷発生層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱することで行う。電荷発生層の形成は、電荷発生材料の蒸着により行ってもよい。電荷発生層の蒸着による形成は、特に、電荷発生材料として縮環芳香族顔料、ペリレン顔料を利用する場合に好適である。
【0184】
電荷発生層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、メタノール、エタノール、n-プロパノール、n-ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸n-ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロロベンゼン、トルエン等が挙げられる。これら溶剤は、1種を単独で又は2種以上を混合して用いる。
【0185】
電荷発生層形成用塗布液中に粒子(例えば電荷発生材料)を分散させる方法としては、例えば、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、横型サンドミル等のメディア分散機や、攪拌、超音波分散機、ロールミル、高圧ホモジナイザー等のメディアレス分散機が利用される。高圧ホモジナイザーとしては、例えば、高圧状態で分散液を液-液衝突や液-壁衝突させて分散する衝突方式や、高圧状態で微細な流路を貫通させて分散する貫通方式等が挙げられる。
この分散の際、電荷発生層形成用塗布液中の電荷発生材料の平均粒径を0.5μm以下、好ましくは0.3μm以下、更に好ましくは0.15μm以下にすることが有効である。
【0186】
電荷発生層形成用塗布液を下引層上(又は中間層上)に塗布する方法としては、例えばブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
【0187】
電荷発生層の厚さは、例えば、好ましくは0.1μm以上5.0μm以下、より好ましくは0.2μm以上2.0μm以下の範囲内に設定される。
【0188】
[電荷輸送層]
電荷輸送層は、電荷輸送材料とポリアリレート樹脂(1)とを含む層である。
【0189】
電荷輸送材料としては、p-ベンゾキノン、クロラニル、ブロマニル、アントラキノン等のキノン系化合物;テトラシアノキノジメタン系化合物;2,4,7-トリニトロフルオレノン等のフルオレノン化合物;キサントン系化合物;ベンゾフェノン系化合物;シアノビニル系化合物;エチレン系化合物等の電子輸送性化合物が挙げられる。電荷輸送材料としては、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、アリールアルカン系化合物、アリール置換エチレン系化合物、スチルベン系化合物、アントラセン系化合物、ヒドラゾン系化合物等の正孔輸送性化合物も挙げられる。これらの電荷輸送材料は1種を単独で又は2種以上で用いられるが、これらに限定されるものではない。
【0190】
電荷輸送材料としては、電荷移動度の観点から、下記構造式(a-1)で示されるトリアリールアミン誘導体、及び下記構造式(a-2)で示されるベンジジン誘導体が好ましい。
【0191】
【0192】
構造式(a-1)中、ArT1、ArT2、及びArT3は、各々独立に置換若しくは無置換のアリール基、-C6H4-C(RT4)=C(RT5)(RT6)、又は-C6H4-CH=CH-CH=C(RT7)(RT8)を示す。RT4、RT5、RT6、RT7、及びRT8は各々独立に水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を示す。
上記各基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、炭素数1以上3以下のアルキル基で置換された置換アミノ基も挙げられる。
【0193】
【0194】
構造式(a-2)中、RT91及びRT92は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、又は炭素数1以上5以下のアルコキシ基を示す。RT101、RT102、RT111及びRT112は各々独立に、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基、炭素数1以上2以下のアルキル基で置換されたアミノ基、置換若しくは無置換のアリール基、-C(RT12)=C(RT13)(RT14)、又は-CH=CH-CH=C(RT15)(RT16)を示し、RT12、RT13、RT14、RT15及びRT16は各々独立に水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を表す。Tm1、Tm2、Tn1及びTn2は各々独立に0以上2以下の整数を示す。
上記各基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、炭素数1以上3以下のアルキル基で置換された置換アミノ基も挙げられる。
【0195】
構造式(a-1)で示されるトリアリールアミン誘導体、及び構造式(a-2)で示されるベンジジン誘導体のうち、「-C6H4-CH=CH-CH=C(RT7)(RT8)」を有するトリアリールアミン誘導体、及び「-CH=CH-CH=C(RT15)(RT16)」を有するベンジジン誘導体が、電荷移動度の観点で好ましい。
【0196】
高分子電荷輸送材料としては、ポリ-N-ビニルカルバゾール、ポリシラン等の電荷輸送性を有する公知のものが挙げられる。中でもポリエステル系高分子電荷輸送材が好ましい。
【0197】
電荷輸送材料は、感光体の電気特性の観点から、下記の式(1)で表される化合物、式(2)で表される化合物、式(3)で表される化合物及び式(4)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
本開示において、式(1)で表される化合物を「化合物(1)」といい、式(2)で表される化合物を「化合物(2)」といい、式(3)で表される化合物を「化合物(3)」といい、式(4)で表される化合物を「化合物(4)」という。
【0198】
【0199】
式(1)において、n11は0以上5以下の整数であり、n11個のR11はそれぞれ独立に、炭素数1以上6以下のアルキル基又は炭素数1以上6以下のアルコキシ基であり、n12は0以上5以下の整数であり、n12個のR12はそれぞれ独立に、炭素数1以上6以下のアルキル基又は炭素数1以上6以下のアルコキシ基であり、n13は0以上5以下の整数であり、n13個のR13はそれぞれ独立に、炭素数1以上6以下のアルキル基又は炭素数1以上6以下のアルコキシ基であり、R14は、水素原子、炭素数1以上8以下のアルキル基、炭素数1以上8以下のアルコキシ基又は炭素数1以上8以下のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基である。
【0200】
式(1)において、R11、R12、R13及びR14はそれぞれ独立に、炭素数1以上4以下のアルキル基又は炭素数1以上4以下のアルコキシ基が好ましく、炭素数1以上3以下のアルキル基又は炭素数1以上3以下のアルコキシ基がより好ましく、炭素数1又は2のアルキル基又は炭素数1又は2のアルコキシ基が更に好ましく、メチル基又はメトキシ基が特に好ましい。
【0201】
式(1)において、n11、n12及びn13はそれぞれ独立に、0以上3以下の整数が好ましく、0以上2以下の整数がより好ましく、0又は1が更に好ましい。
【0202】
【0203】
式(2)において、R21、R22、R23、R24、R25及びR26はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数1以上20以下のアルコキシ基又は置換若しくは無置換の炭素数6以上30以下のアリール基であり、隣接する置換基どうしが結合して炭化水素環構造を形成していてもよい。
【0204】
式(2)において、アリール基を置換する置換基としては、例えば、ハロゲン原子、炭素数1以上4以下のアルキル基、炭素数1以上4以下のアルコキシ基、フェニル基が挙げられる。
【0205】
式(2)において、R21、R22、R23、R24、R25及びR26はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上4以下のアルキル基又は炭素数1以上4以下のアルコキシ基が好ましく、水素原子、炭素数1以上3以下のアルキル基又は炭素数1以上3以下のアルコキシ基がより好ましく、水素原子、炭素数1又は2のアルキル基又は炭素数1又は2のアルコキシ基が更に好ましく、水素原子、メチル基又はメトキシ基が特に好ましい。
【0206】
【0207】
式(3)において、R31、R32、R33、R34、R35、R36及びR37はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数1以上20以下のアルコキシ基又は置換若しくは無置換の炭素数6以上30以下のアリール基であり、nは0又は1である。
【0208】
式(3)において、アリール基を置換する置換基としては、例えば、ハロゲン原子、炭素数1以上4以下のアルキル基、炭素数1以上4以下のアルコキシ基、フェニル基が挙げられる。
【0209】
式(3)において、R31、R32、R33、R34、R35、R36及びR37はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上4以下のアルキル基又は炭素数1以上4以下のアルコキシ基が好ましく、水素原子、炭素数1以上3以下のアルキル基又は炭素数1以上3以下のアルコキシ基がより好ましく、水素原子、炭素数1又は2のアルキル基又は炭素数1又は2のアルコキシ基が更に好ましく、水素原子、メチル基又はメトキシ基が特に好ましい。
【0210】
式(3)において、nは1であることが好ましい。
【0211】
【0212】
式(4)において、R41、R42、R43、R44、R45及びR46はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数1以上20以下のアルコキシ基又は置換若しくは無置換の炭素数6以上30以下のアリール基であり、mは0又は1であり、nは0又は1である。
【0213】
式(4)において、アリール基を置換する置換基としては、例えば、ハロゲン原子、炭素数1以上4以下のアルキル基、炭素数1以上4以下のアルコキシ基、フェニル基が挙げられる。
【0214】
式(4)において、R41、R42、R43、R44、R45及びR46はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上4以下のアルキル基又は炭素数1以上4以下のアルコキシ基が好ましく、水素原子、炭素数1以上3以下のアルキル基又は炭素数1以上3以下のアルコキシ基がより好ましく、水素原子、炭素数1又は2のアルキル基又は炭素数1又は2のアルコキシ基が更に好ましく、水素原子、メチル基又はメトキシ基が特に好ましい。
【0215】
式(4)において、mは1であることが好ましく、nは1であることが好ましい。
【0216】
表1~表2に、化合物(3)の具体例として、化合物(3-1)~(3-32)を示す。化合物(3)は、これに限定されるわけではない。表1~表2中、「-Me」はメチル基を意味し、「-OMe」はメトキシ基を意味し、「-Me」及び「-OMe」に付した数字は、ベンゼン環上の位置を意味する。
【0217】
【0218】
【0219】
表3に、化合物(4)の具体例として、化合物(4-1)~(4-20)を示す。化合物(4)は、これに限定されるわけではない。表3中、「-Me」はメチル基を意味し、「-OMe」はメトキシ基を意味し、「-Me」及び「-OMe」に付した数字は、ベンゼン環上の位置を意味する。
【0220】
【0221】
化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)及び化合物(4)の中でも、感光体の電気特性の観点から、化合物(1)、化合物(2)及び化合物(3)が好ましく、化合物(1)及び化合物(2)がより好ましい。
【0222】
電荷輸送層に含まれる電荷輸送材料の含有量は、電荷輸送層の質量に対し、56質量%以上70質量%以下であり、58質量%以上68質量%以下であることが好ましく、60質量%以上65質量%以下であることがより好ましい。
【0223】
電荷輸送層は結着樹脂として少なくともポリアリレート樹脂(1)を含む。電荷輸送層に含まれる樹脂の全量に占めるポリアリレート樹脂(1)の割合は、50質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上が更に好ましく、95質量%以上が特に好ましく、100質量%が最も好ましい。
【0224】
電荷輸送層は、ポリアリレート樹脂(1)以外のその他の結着樹脂を含んでいてもよい。その他の結着樹脂としては、ポリアリレート樹脂(1)以外のポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン-ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン-アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル-酢酸ビニル-無水マレイン酸共重合体、シリコーン樹脂、シリコーンアルキッド樹脂、フェノール-ホルムアルデヒド樹脂、スチレン-アルキッド樹脂、ポリ-N-ビニルカルバゾール、ポリシラン等が挙げられる。これらの結着樹脂は1種を単独で又は2種以上で用いる。
【0225】
電荷輸送層の実施形態の一例は、結着樹脂としてポリアリレート樹脂(1)及びポリカーボネート樹脂を含有する。この場合、両樹脂の質量比は、ポリアリレート樹脂(1):ポリカーボネート樹脂=95:5~30:70であることが好ましい。
【0226】
ポリカーボネート樹脂としては、芳香環を有する構成単位が連続したポリカーボネート樹脂が好ましく、具体例として、後述の実施例において用いたポリカーボネート樹脂が挙げられる。
【0227】
電荷輸送層には、その他、公知の添加剤が含まれていてもよい。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、レベリング剤、消泡剤、フィラー、粘度調整剤などが挙げられる。
【0228】
電荷輸送層の形成は、特に制限はなく、公知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた電荷輸送層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥、必要に応じて加熱することで行う。
【0229】
電荷輸送層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素類;アセトン、2-ブタノン等のケトン類;塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素類;テトラヒドロフラン、エチルエーテル等の環状又は直鎖状のエーテル類等の通常の有機溶剤が挙げられる。これら溶剤は、単独で又は2種以上混合して用いる。
【0230】
電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層の上に塗布する際の塗布方法としては、ブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
【0231】
電荷輸送層の厚さは、例えば、好ましくは5μm以上50μm以下、より好ましくは10μm以上40μm以下の範囲内に設定される。
【0232】
[保護層]
保護層は、必要に応じて感光層上に設けられる。保護層は、例えば、帯電時の感光層の化学的変化を防止したり、感光層の機械的強度をさらに改善する目的で設けられる。
そのため、保護層は、硬化膜(架橋膜)で構成された層を適用することがよい。これら層としては、例えば、下記1)又は2)に示す層が挙げられる。
【0233】
1)反応性基及び電荷輸送性骨格を同一分子内に有する反応性基含有電荷輸送材料を含む組成物の硬化膜で構成された層(つまり当該反応性基含有電荷輸送材料の重合体又は架橋体を含む層)
2)非反応性の電荷輸送材料と、電荷輸送性骨格を有さず、反応性基を有する反応性基含有非電荷輸送材料と、を含む組成物の硬化膜で構成された層(つまり、非反応性の電荷輸送材料と、当該反応性基含有非電荷輸送材料の重合体又は架橋体と、を含む層)
【0234】
反応性基含有電荷輸送材料の反応性基としては、連鎖重合性基、エポキシ基、-OH、-OR[但し、Rはアルキル基を示す]、-NH2、-SH、-COOH、-SiRQ1
3-Qn(ORQ2)Qn[但し、RQ1は水素原子、アルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を表し、RQ2は水素原子、アルキル基、トリアルキルシリル基を表す。Qnは1~3の整数を表す]等の公知の反応性基が挙げられる。
【0235】
連鎖重合性基としては、ラジカル重合しうる官能基であれば特に限定されるものではなく、例えば、少なくとも炭素二重結合を含有する基を有する官能基である。具体的には、ビニル基、ビニルエーテル基、ビニルチオエーテル基、フェニルビニル基、ビニルフェニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、及びそれらの誘導体から選択される少なくとも一つを含有する基等が挙げられる。なかでも、その反応性に優れることから、連鎖重合性基としては、ビニル基、フェニルビニル基、ビニルフェニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、及びそれらの誘導体から選択される少なくとも一つを含有する基であることが好ましい。
【0236】
反応性基含有電荷輸送材料の電荷輸送性骨格としては、電子写真感光体における公知の構造であれば特に限定されるものではなく、例えば、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、ヒドラゾン系化合物等の含窒素の正孔輸送性化合物に由来する骨格であって、窒素原子と共役している構造が挙げられる。これらの中でも、トリアリールアミン骨格が好ましい。
【0237】
これら反応性基及び電荷輸送性骨格を有する反応性基含有電荷輸送材料、非反応性の電荷輸送材料、反応性基含有非電荷輸送材料は、公知の材料から選択すればよい。
【0238】
保護層には、その他、公知の添加剤が含まれていてもよい。
【0239】
保護層の形成は、特に制限はなく、公知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた保護層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱等の硬化処理することで行う。
【0240】
保護層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテル等のセロソルブ系溶剤;イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール系溶剤等が挙げられる。これら溶剤は、単独で又は2種以上混合して用いる。
保護層形成用塗布液は、無溶剤の塗布液であってもよい。
【0241】
保護層形成用塗布液を感光層(例えば電荷輸送層)上に塗布する方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
【0242】
保護層の厚さは、例えば、好ましくは1μm以上20μm以下、より好ましくは2μm以上10μm以下の範囲内に設定される。
【0243】
<画像形成装置、プロセスカートリッジ>
本実施形態に係る画像形成装置は、電子写真感光体と、電子写真感光体の表面を帯電する帯電装置と、帯電した電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、トナーを含む現像剤により電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、トナー像を記録媒体の表面に転写する転写装置と、を備える。そして、電子写真感光体として、本実施形態に係る電子写真感光体が適用される。
【0244】
本実施形態に係る画像形成装置は、記録媒体の表面に転写されたトナー像を定着する定着装置を備える装置;電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置;トナー像の転写後、帯電前の電子写真感光体の表面をクリーニングするクリーニング装置を備える装置;トナー像の転写後、帯電前に電子写真感光体の表面に除電光を照射して除電する除電装置を備える装置;電子写真感光体の温度を上昇させ、相対温度を低減させるための電子写真感光体加熱部材を備える装置等の公知の画像形成装置が適用される。
【0245】
中間転写方式の装置の場合、転写装置は、例えば、表面にトナー像が転写される中間転写体と、電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写装置と、中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写装置と、を有する構成が適用される。
【0246】
本実施形態に係る画像形成装置は、乾式現像方式の画像形成装置、湿式現像方式(液体現像剤を利用した現像方式)の画像形成装置のいずれであってもよい。
【0247】
本実施形態に係る画像形成装置において、例えば、電子写真感光体を備える部分が、画像形成装置に対して着脱されるカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。プロセスカートリッジとしては、例えば、本実施形態に係る電子写真感光体を備えるプロセスカートリッジが好適に用いられる。プロセスカートリッジには、電子写真感光体以外に、例えば、帯電装置、静電潜像形成装置、現像装置、転写装置からなる群から選択される少なくとも一つを備えてもよい。
【0248】
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
【0249】
図2は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
本実施形態に係る画像形成装置100は、
図2に示すように、電子写真感光体7を備えるプロセスカートリッジ300と、露光装置9(静電潜像形成装置の一例)と、転写装置40(一次転写装置)と、中間転写体50とを備える。画像形成装置100において、露光装置9はプロセスカートリッジ300の開口部から電子写真感光体7に露光し得る位置に配置されており、転写装置40は中間転写体50を介して電子写真感光体7に対向する位置に配置されており、中間転写体50はその一部が電子写真感光体7に接触して配置されている。図示しないが、中間転写体50に転写されたトナー像を記録媒体(例えば用紙)に転写する二次転写装置も有している。中間転写体50、転写装置40(一次転写装置)、及び二次転写装置(不図示)が転写装置の一例に相当する。
【0250】
図2におけるプロセスカートリッジ300は、ハウジング内に、電子写真感光体7、帯電装置8(帯電装置の一例)、現像装置11(現像装置の一例)、及びクリーニング装置13(クリーニング装置の一例)を一体に支持している。クリーニング装置13は、クリーニングブレード(クリーニング部材の一例)131を有しており、クリーニングブレード131は、電子写真感光体7の表面に接触するように配置されている。クリーニング部材は、クリーニングブレード131の態様ではなく、導電性又は絶縁性の繊維状部材であってもよく、これを単独で、又はクリーニングブレード131と併用してもよい。
【0251】
図2には、画像形成装置として、潤滑材14を電子写真感光体7の表面に供給する繊維状部材132(ロール状)、及び、クリーニングを補助する繊維状部材133(平ブラシ状)を備える例を示してあるが、これらは必要に応じて配置される。
【0252】
以下、本実施形態に係る画像形成装置の各構成について説明する。
【0253】
-帯電装置-
帯電装置8としては、例えば、導電性又は半導電性の帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電フィルム、帯電ゴムブレード、帯電チューブ等を用いた接触型帯電器が使用される。また、非接触方式のローラ帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器やコロトロン帯電器等のそれ自体公知の帯電器等も使用される。
【0254】
-露光装置-
露光装置9としては、例えば、電子写真感光体7表面に、半導体レーザ光、LED光、液晶シャッタ光等の光を、定められた像様に露光する光学系機器等が挙げられる。光源の波長は電子写真感光体の分光感度領域内とする。半導体レーザの波長としては、780nm付近に発振波長を有する近赤外が主流である。しかし、この波長に限定されず、600nm台の発振波長レーザや青色レーザとして400nm以上450nm以下に発振波長を有するレーザも利用してもよい。また、カラー画像形成のためにはマルチビームを出力し得るタイプの面発光型のレーザ光源も有効である。
【0255】
-現像装置-
現像装置11としては、例えば、現像剤を接触又は非接触させて現像する一般的な現像装置が挙げられる。現像装置11としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて選択される。例えば、一成分系現像剤又は二成分系現像剤をブラシ、ローラ等を用いて電子写真感光体7に付着させる機能を有する公知の現像器等が挙げられる。中でも現像剤を表面に保持した現像ローラを用いるものが好ましい。
【0256】
現像装置11に使用される現像剤は、トナー単独の一成分系現像剤であってもよいし、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤であってもよい。また、現像剤は、磁性であってもよいし、非磁性であってもよい。これら現像剤は、公知のものが適用される。
【0257】
-クリーニング装置-
クリーニング装置13は、クリーニングブレード131を備えるクリーニングブレード方式の装置が用いられる。クリーニングブレード方式以外にも、ファーブラシクリーニング方式、現像同時クリーニング方式を採用してもよい。
【0258】
-転写装置-
転写装置40としては、例えば、ベルト、ローラ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等のそれ自体公知の転写帯電器が挙げられる。
【0259】
-中間転写体-
中間転写体50としては、半導電性を付与したポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ゴム等を含むベルト状のもの(中間転写ベルト)が使用される。また、中間転写体の形態としては、ベルト状以外にドラム状のものを用いてもよい。
【0260】
図3は、本実施形態に係る画像形成装置の他の一例を示す概略構成図である。
図3に示す画像形成装置120は、プロセスカートリッジ300を4つ搭載したタンデム方式の多色画像形成装置である。画像形成装置120では、中間転写体50上に4つのプロセスカートリッジ300がそれぞれ並列に配置されており、1色に付き1つの電子写真感光体が使用される構成となっている。画像形成装置120は、タンデム方式であること以外は、画像形成装置100と同様の構成を有している。
【実施例0261】
以下、実施例により発明の実施形態を詳細に説明するが、発明の実施形態は、これら実施例に限定されるものではない。
以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。
以下の説明において、特に断りのない限り、合成、製造、処理、測定などは、室温(25℃±3℃)で行った。
【0262】
<ポリアリレート樹脂(1)の製造>
[ポリアリレート樹脂(1-1)]
攪袢装置を備えた反応容器に、4,4’-(2-エチルヘキシリデン)ジフェノール12.6373g、4-tert-ブチルフェノール0.1233g、ハイドロサルファイトナトリウム0.0632g、水240mLを入れ、懸濁液とした。この懸濁液に、攪袢下、温度20℃で、水酸化ナトリウム4.8392g、ベンジルトリブチルアンモニウムクロリド0.1981g、水160mLを加え、窒素雰囲気下で30分間攪袢した。この水溶液にo-ジクロロベンゼン220mLを加え、窒素雰囲気下で30分間攪袢した後に、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリド12.0000gを粉体のまま添加した。添加終了後、温度20℃で、窒素雰囲気下で4時間攪袢して反応を進行させた。重合後の溶液を300mLのo-ジクロロベンゼンで希釈し、水相を除去した。希酢酸溶液及びイオン交換水で洗浄した後、メタノールに投入してポリマーを析出させた。析出したポリマーを濾別し、50℃で乾燥させた。このポリマーをテトラヒドロフラン900mLに再溶解させ、メタノールに投入してポリマーを析出させた。析出したポリマーを濾別し、メタノールで洗浄後、50℃で乾燥させることで、白色のポリマー17.5gを得た。
GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)による分子量測定を、溶離液としてテトラヒドロフランを使用して行い、ポリマーの分子量をポリスチレン換算の分子量として決定した。ポリマーの重量平均分子量は10万であった。
ポリアリレート樹脂(1-1)の化学構造を下記に示す。
【0263】
【0264】
<感光体の製造>
[実施例1]
-下引層の形成-
導電性基体として、外径30mm、長さ365mm、肉厚1mmのアルミニウム製円筒管を用意した。
【0265】
酸化亜鉛(平均粒径70nm、比表面積15m2/g、テイカ社製)100部をトルエン500部と攪拌混合し、シランカップリング剤(商品名:KBM603、信越化学工業社製、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン)1.3部を添加し、2時間攪拌した。次いで、トルエンを減圧留去し、120℃で3時間焼き付けを行い、シランカップリング剤によって表面処理した酸化亜鉛を得た。
【0266】
表面処理した酸化亜鉛110部をテトラヒドロフラン500部と攪拌混合し、アリザリン0.6部をテトラヒドロフラン50部に溶解した溶液を添加し、50℃にて5時間攪拌した。次いで、減圧濾過にて固形分を濾別し、60℃で減圧乾燥を行い、アリザリン付与酸化亜鉛を得た。
【0267】
アリザリン付与酸化亜鉛60部と硬化剤(ブロック化イソシアネート、商品名:スミジュール3175、住友バイエルンウレタン社製)13.5部とブチラール樹脂(商品名:エスレックBM-1、積水化学工業社製)15部とをメチルエチルケトン68部に溶解した溶液100部と、メチルエチルケトン5部とを混合し、直径1mmのガラスビーズを用いてサンドミルにて2時間の分散を行い、分散液を得た。分散液に、触媒としてジオクチルスズジラウレート0.005部と、シリコーン樹脂粒子(商品名:トスパール145、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)4部とを添加し、下引層形成用塗布液を得た。下引層形成用塗布液を浸漬塗布法にて導電性基体の外周面に塗布し、170℃で40分間の乾燥硬化を行い、平均厚25μmの下引層を形成した。
【0268】
-電荷発生層の形成-
電荷発生物質としてヒドロキシガリウムフタロシアニン(CuKα特性X線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも7.5°,9.9°,12.5°,16.3°,18.6°,25.1°及び28.3°の位置に回折ピークを有する。)15部、結着樹脂として塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体樹脂(商品名:VMCH、日本ユニカー社製)10部、及びn-酢酸ブチル200部からなる混合物を、直径1mmのガラスビーズを用いてサンドミルにて4時間分散した。分散液にn-酢酸ブチル175部、メチルエチルケトン180部を添加し、攪拌して電荷発生層形成用塗布液を得た。電荷発生層形成用塗布液を下引層上に浸漬塗布し、室温(25℃±3℃)で乾燥して、平均厚0.18μmの電荷発生層を形成した。
【0269】
-電荷輸送層の形成-
結着樹脂としてポリアリレート樹脂(1-1)30部と、電荷輸送材料としてCTM(1)70部とを、テトラヒドロフラン135部及びトルエン15部に溶解し、電荷輸送層形成用塗布液を得た。電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層上に浸漬塗布し、145℃で30分間の乾燥を行い、平均厚32μmの電荷輸送層を形成した。
【0270】
[実施例2~26、比較例1~6]
実施例1と同様にして、ただし、導電性基体の外径と、電荷輸送層の形成に使用する電荷輸送材料の種類及び量とを表4に記載の仕様に変更して、それぞれの感光体を作製した。
実施例10においては、電荷輸送層の形成においてポリアリレート樹脂(1-1)の一部をポリカーボネート樹脂(1-1)に置き換えて、感光体を作製した。ポリカーボネート樹脂(1-1)の化学構造を下記に示す。ポリカーボネート樹脂(1-1)の構造式中の数値はモル比である。
【0271】
【0272】
<感光体の性能評価>
[耐摩耗性]
感光体を電子写真方式の画像形成装置(Apeos C7070、富士フイルムビジネスイノベーション社製)に搭載し、温度10℃且つ相対湿度15%の環境下で、A3サイズの紙に、100%ソリッド画像、画像密度(エリアカバレッジ)100%のベタ画像を10万枚形成した。この画像形成の前後において電荷輸送層の平均厚を求め、画像形成前後の平均厚の差を摩耗量とした。膜厚測定機として、フィッシャースコープ社製パーマスコープを用いた。摩耗量を下記のとおり分類した。表4に結果を示す。
G0 :摩耗量が0.5μm未満
G0.5:摩耗量が0.5μm以上、1μm未満
G1 :摩耗量が1μm以上、3μm未満
G2 :摩耗量が3μm以上
【0273】
[電気特性]
感光体を電子写真方式の画像形成装置(Apeos C7070改造機、プロセススピードを変更した改造機)に搭載し、温度10℃且つ相対湿度15%の環境下で、A3サイズの紙に、100%ソリッド画像、画像密度(エリアカバレッジ)100%のベタ画像を1000枚形成した。この画像形成を、プロセススピード308mm/secと、プロセススピード400mm/secとでそれぞれ行った。
1枚目を出力した後及び1000枚出力した後の感光体表面の残留電位をそれぞれ測定し、その絶対値の差を求め、残留電位の絶対値の上昇値とした。これを下記のとおり分類した。表4に結果を示す。
G0 :残留電位の絶対値の上昇値が10V未満
G0.5:残留電位の絶対値の上昇値が10V以上、30V未満
G1 :残留電位の絶対値の上昇値が30V以上、50V未満
G2 :残留電位の絶対値の上昇値が50V以上
【0274】
表4に記載した「PS308」及び「PS400」はそれぞれ、プロセススピード308mm/sec、プロセススピード400mm/secの意味である。
【0275】
電荷輸送材料CTM(1)~CTM(5)の化学構造を下記に示す。
【0276】
【0277】
【0278】
本開示の電子写真感光体、プロセスカートリッジ及び画像形成装置には、下記の態様が含まれる。化合物を表す各式は、先述した同じ番号の式と同一である。
【0279】
(((1)))
導電性基体と、前記導電性基体上に配置された、電荷発生層及び電荷輸送層を有する感光層と、を備え、
前記電荷輸送層が、電荷輸送材料と、式(A)で表されるジカルボン酸単位及び式(B)で表されるジオール単位を有するポリアリレート樹脂とを含有し、
前記電荷輸送層に占める前記電荷輸送材料の質量割合が56質量%以上70質量%以下である、
電子写真感光体。
(((2)))
前記電荷輸送層に占める前記電荷輸送材料の質量割合が60質量%以上65質量%以下である、(((1)))に記載の電子写真感光体。
(((3)))
前記電荷輸送材料が、式(1)で表される化合物、式(2)で表される化合物、式(3)で表される化合物及び式(4)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、(((1)))又は(((2)))に記載の電子写真感光体。
(((4)))
前記電子写真感光体の直径が25mm以下である、(((1)))~(((3)))のいずれか1つに記載の電子写真感光体。
(((5)))
(((1)))~(((4)))のいずれか1つに記載の電子写真感光体を備え、
画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジ。
(((6)))
(((1)))~(((4)))のいずれか1つに記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電装置と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写装置と、
を備える画像形成装置。
【0280】
(((1)))、(((3)))又は(((4)))によれば、電荷輸送層に占める電荷輸送材料の質量割合が56質量%未満又は70質量%超である電子写真感光体に比べて、電気特性及び耐摩耗性に優れる電子写真感光体が提供される。
(((2)))によれば、電荷輸送層に占める電荷輸送材料の質量割合が60質量%未満又は65質量%超である電子写真感光体に比べて、電気特性及び耐摩耗性に優れる電子写真感光体が提供される。
(((5)))によれば、電荷輸送層に占める電荷輸送材料の質量割合が56質量%未満又は70質量%超である電子写真感光体に比べて、電気特性及び耐摩耗性に優れる電子写真感光体を備えるプロセスカートリッジが提供される。
(((6)))によれば、電荷輸送層に占める電荷輸送材料の質量割合が56質量%未満又は70質量%超である電子写真感光体に比べて、電気特性及び耐摩耗性に優れる電子写真感光体を備える画像形成装置が提供される。
7 電子写真感光体、8 帯電装置、9 露光装置、11 現像装置、13 クリーニング装置、14 潤滑剤、40 転写装置、50 中間転写体、100 画像形成装置、120 画像形成装置、131 クリーニングブレード、132 繊維状部材(ロール状)、133 繊維状部材(平ブラシ状)、300 プロセスカートリッジ