JP2001013708A - 電子写真感光体、その物を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置 - Google Patents

電子写真感光体、その物を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置

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    • G03G2221/18Cartridge systems
    • G03G2221/183Process cartridge

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高分子電荷輸送材を使用した耐摩耗性に
優れる特性を有しながら、酸化性ガスへの耐ガス性にも
優れた特性を有し、繰り返し使用によっても画像劣化の
少ない高寿命な感光体を提供する。 【解決手段】 導電性支持体上に感光層を有する電子写
真感光体において、該電子写真感光体の表面層が、イオ
ン化ポテンシャル6.0eV以下で正孔輸送能を有する
ビスフェノール単量体と特定のビスフェノール単量体、
例えば、下記式(1)から合成された共重合ポリカーボ
ネート系高分子電荷輸送物質を含有する電子写真感光
体。 【化1】 式中、R1は炭素数2から18の直鎖状及び分岐状アル
キル基、R2は水素原子、炭素数1から18の直鎖状及
び分岐状アルキル基、R3、R4、R5、R6は各々水素原
子、ハロゲン原子、炭素数1から6の直鎖状及び分岐状
アルキル基、炭素数5から7の環状アルキル基、フェニ
ル基を表す。但し、R1とR2の炭素数の合計が2以下は
除く。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は複写機、プリンタ
ー、ファクシミリ等に使用される電子写真感光体に関
し、詳しくは導電性基体上に感光層を有する電子写真感
光体において、該電子写真感光体の表面層が特定の高分
子電荷輸送物質を含有した電子写真感光体であり、印刷
による摩耗が少なく、装置内で発生する酸化性物質に対
する化学的安定性に優れ、高感度で高寿命な電子写真感
光体に関する。
【0002】
【従来の技術】カールソン方式の電子写真画像形成方法
においては、感光体表面に帯電させた後、露光によって
静電潜像を形成してその静電潜像をトナーによって現像
し、次いでその可視像を紙などに転写、定着させる。同
時に感光体は付着残留したトナーの除去や除電、表面の
清浄化が施され、長期に亘って反復使用される。
【0003】従って、電子写真感光体としては帯電特性
及び感度が良好で更に暗減衰が小さいなどの電子写真特
性は勿論であるが、加えて繰り返し使用での耐刷性、耐
摩耗性、耐湿性などの物理的性質やコロナ放電時に発生
するオゾン、露光時の紫外線などへの耐性(耐環境性)
においても良好である事が要求される。
【0004】近年、感光体を使用する複写機、プリンタ
ー、ファクシミリ等の機器においてはカラー化のために
感光体を複数本内蔵するものやできるだけ省スペース化
するために感光体の径が小さくなる傾向にある。この場
合にはプリント枚数当たりの摩耗量が大きくなりそれに
伴う帯電低下で感光体寿命が短くなってしまうという問
題を有している。これまでは寿命に達した感光体を交換
したり、感光体を含む現像ユニットごと交換したりして
いるがその周期をできるだけ延ばすことは環境の点から
も望まれている。
【0005】現在実用化されている有機感光体の代表的
な構成例としては、導電性基板上に電荷発生層(CG
L)、電荷輸送層(CTL)を順次積層した積層感光体
が挙げられる。電荷輸送層は低分子電荷輸送材料(CT
M)とバインダー樹脂より形成される。しかしながら、
良好な電荷輸送性を発現させるために低分子電荷輸送材
料を40から50重量%含有させることが多く、そのた
めにバインダー樹脂が本来有する機械的強度を低下さ
せ、このことが感光体の耐摩耗性を低くしている。これ
を改善するためにより機械的強度に優れるバインダー樹
脂の検討がされているが低分子電荷輸送材の含有量が多
いためにその効果が十分に発揮されないのが現状であ
る。そこで、低分子電荷輸送材の代わりに機械的特性に
優れる高分子電荷輸送材を使用することが提案されてい
る。
【0006】高分子電荷輸送材としては古くはポリビニ
ルアントラセン、ポリビニルピレン、ポリ−N−ビニル
カルバゾール等のビニル重合体が電荷移動錯体型の感光
体として検討されたが、光感度の点で満足できるもので
はなかった。一方、前述の積層型感光体の欠点を改良す
べく、電荷輸送能を有する高分子材料に関する検討がな
されている。例えばトリフェニルアミン構造を有するア
クリル系樹脂[M.Stolka et al,J.P
olym.Sci.,vol 21,969(198
3)]、ヒドラゾン構造を有するビニル重合体(Jap
an HardCopy‘89P.67)及びトリアリ
ールアミン構造を有するポリカーボネート樹脂(米国特
許4,801,517号、同4,806,443号、同
4,806,444号、同4,937,165号、同
4,959,288号、同5,030,532号、同
5,034,296号、同5,080,989号各明細
書、特開昭64−9964号、特開平3−221522
号、特開平2−304456号、特開平4−11627
号、特開平4−175337号、特開平4−18371
号、特開平4−31404号、特開平4−133065
号各公報)等であるが、感度が低かったり、残留電位が
大きかったりで実用化には到っていない。
【0007】その後もさらに高分子電荷輸送材の検討が
なされており、従来感光体と同等の感度を有し、残留電
位も小さな材料が見いだされてきている。(特開平7−
325409、特開平9−127713、特開平9−2
97419、特開平9−80783、特開平9−807
84、特開平9−80772、特開平9−22274
0、特開平9−265197、特開平9−29520
1、特開平9−211877、特開平9−30495
6、特開平9−304957、特開平9−32990
7)これらの場合、耐摩耗性も従来感光体より向上して
おり感光体の高寿命化への課題を一歩前進させるもので
ある。
【0008】一方で、感光体の寿命を低下させる別の要
因としてオゾンやNOxガスによる帯電低下がある。電
子写真方式による画像形成装置では帯電のためにコロナ
チャージャを使用することが多く、感光体表面上にはチ
ャージャから発生したオゾンガスや空気中の窒素と反応
してできた窒素酸化物(NOx)ガスが接触し、それら
の影響で感光体の帯電性が繰り返し使用と共に低下して
しまうという問題が有った。近年これらの酸化性ガスを
低減させる帯電方法として接触帯電方式(ローラ帯電)
が採られることが多くなりオゾンガスの環境への発生量
は減少したが感光体への影響は解決されていない。この
ような反応性ガスによる帯電低下の影響は感光体の耐摩
耗性が向上してくるにつれて感光体の寿命を決定する重
要な因子となっている。従って、耐摩耗性を向上させた
にも関わらず耐ガス性による帯電低下で感光体の寿命を
延ばせないという問題を有していた。
【0009】このような酸化性ガスに対する耐ガス性を
向上させる方法として従来の感光体では酸化防止剤とし
て知られるヒンダードフェノール化合物、パラフェニレ
ンジアミンなどを添加することが検討されている(特開
昭63−18356号、特開昭63−50849号、特
開昭63−44662号)。この様な酸化防止剤を含有
させる方法は高分子電荷輸送材を使用する感光体にも適
用できるが大量の添加は耐摩耗性を落としてしまうこと
につながるので必要最小限にとどめるのが好ましい。そ
の為には使用される高分子電荷輸送材そのものが良好な
耐ガス性を有していることが一番である。しかしなが
ら、これまでの高分子電荷輸送材を使用した感光体の開
発ではこの問題を解決する手段は見いだされていなかっ
た。
【0010】さらに又、特開平9−297419号公報
に記載されたものは、第3級芳香族アミン構造またはト
リアリールアミン構造を有する共重合ポリカーボネート
樹脂を含有する感光体に関するもので感光体の耐摩耗性
を向上させることを目的としたものである。しかしなが
ら、耐ガス性については全く検討されておらず、耐ガス
性も含めた感光体の高寿命化が達成されていなかった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような状
況に鑑み、高分子電荷輸送材を使用した耐摩耗性に優れ
る特性を有しながら酸化性ガスへの耐ガス性にも優れた
特性を有し、繰り返し使用によっても画像劣化の少ない
高寿命な感光体の提供を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は特許請求の範囲
に記載した請求項1〜17の発明よりなる。すなわち、
従来の高分子電荷輸送性物質を表面層に使用した電子写
真感光体では帯電性、感度、残留電位についてようやく
実用域に到達したものの酸化性ガス等が発生する実機内
での耐ガス性を含めた耐久性向上に対してその解決法が
全く見いだされていない状況にあった。そこで本発明で
は酸化性ガスに対する耐ガス性にも優れた高寿命な感光
体の提供を目的とする。
【0013】以下各項について詳細に説明する。 (請求項1について)導電性支持体上に感光層を有する
電子写真感光体においてその表面層に共重合ポリカーボ
ネート系高分子電荷輸送物質が使用された感光体であ
り、該共重合ポリカーボネート系高分子電荷輸送物質が
少なくとも1種のイオン化ポテンシャル6.0eV以下
で正孔輸送能を有するビスフェノール単量体と少なくと
も1種のヒドロキシル基のオルト位にフッ素原子よりも
空間的に大きな置換基を有するビスフェノール単量体と
の共重合ポリカーボネート樹脂であるものである。
【0014】本発明に使用されるポリカーボネート樹脂
は従来ポリカーボネート樹脂の製造法として、公知のビ
スフェノールと炭酸誘導体との重合と同様の方法で製造
できる。すなわち、ジオールを少なくとも一種類以上使
用し、ビスアリールカーボネートとのエステル交換法や
ホスゲン等のハロゲン化カルボニル化合物との溶液又は
界面重合法あるいはジオールから誘導されるビスクロロ
ホーメート等のクロロホーメートを用いる方法等により
製造される。これら公知の製造法については例えばポリ
カーボネート樹脂ハンドブック(編集:本間精一、発
行:日刊工業新聞社)等に記載されている。
【0015】これまでの分子分散型電荷輸送層を使用す
る電子写真感光体に比べて本発明では高分子電荷輸送物
質を使用するので低分子分散による機械的摩耗の増大を
防止することができ、耐摩耗性に優れる電子写真感光体
を提供できる。また、イオン化ポテンシャル6.0eV
以下で正孔輸送能を有するビスフェノール単量体構造を
樹脂中に高濃度で含有することができ、実用的な電子写
真特性を発揮することができる。また、ヒドロキシル基
のオルト位にフッ素原子よりも空間的に大きな置換基を
有するビスフェノール単量体構造を有することにより耐
ガス性に強い電子写真感光体とすることができる。この
作用については明らかになっていないが次のように考え
られる。
【0016】電子写真感光体は実機内でオゾンやNOx
ガス等の酸化性ガスやそれらに起因する硝酸化合物等の
曝露を受ける。これらは感光層の表面ばかりでなく感光
層中にも拡散し電荷発生物質等と反応または吸着し帯電
低下を引き起こす。これまでの分子分散型電荷輸送層で
は低分子物質がバインダーポリマーの鎖間に充填材のよ
うな役割を果たして隙間を埋め、比較的酸化性ガス等の
浸透を防止できたのに対して高分子電荷輸送物質を使用
する場合は低分子物質の効果もなく通常のバインダーよ
りも嵩高い構造を有するためにむしろガスの透過性は増
していると予想される。一般的にイオン化ポテンシャル
6.0eV以下で正孔輸送能を有する繰り返し構造単位
はその機能発現のためにスチルベン構造やベンジジン構
造等を有するために一般の汎用ポリカーボネートに使用
されるビスフェノール体と比べて空間的に大きくそれら
が連結した場合にパッキング性が悪くなり反応性ガスが
内部まで進入しやすくなっていると考えられる。したが
って、これらの隙間を埋める効果としてカーボネート基
のオルト位にフッ素原子よりも空間的に大きな置換基が
有効に働くものと考えられる。また、酸化性物質は極性
が高く、カーボネート基との相溶性も高いと考えられる
ことからそのカーボネート基を隠蔽する置換基が感光層
中の拡散を低減させる効果があると予想される。
【0017】イオン化ポテンシャル6.0eV以下で正
孔輸送能を有するビスフェノール単量体について説明す
るに当たり正孔輸送能の有無について言及する。多くの
有機化合物は大きな電界を駆ければ注入された電荷(正
孔あるいは電子)は多かれ少なかれ移動する。したがっ
て、正孔輸送能を有するかどうかは一義的に決まらな
い。本発明では実質的に正孔輸送能を有するものと有さ
ないものをイオン化ポテンシャルによって規定するもの
である。本発明の高分子電荷輸送材はポリカーボネート
構造からなるものでありその正孔輸送性は繰り返し構造
単位中に使用された正孔輸送能を有する繰り返し構造単
位のホッピング伝導によってもたらされる。この伝導で
はラジカルカチオンが酸化還元を繰り返すことで正孔が
移動するのでそこに使用される構造はこれまで知られて
いる電子供与性(ドナー性)の低分子正孔輸送材料の構
造を含むものであり、電子供与性を表すイオン化ポテン
シャルがそれらは6.0eVより小さい材料群であるこ
とが知られている。
【0018】正孔輸送能を有するビスフェノール単量体
のイオン化ポテンシャルが6.0eVより大きい場合
は、ラジカルカチオンの生成熱が大きくなりその分ホッ
ピング移動のエネルギー障壁が大きくなり良好な正孔輸
送能を示さない。また、OPC材料として使用されてい
る電荷発生材料のイオン化ポテンシャルは通常5〜6e
Vの範囲にあり、電荷発生層から電荷輸送層への正孔の
注入を考えると電荷輸送材料のイオン化ポテンシャルは
電荷発生材料よりも小さい事が好ましい。従って、正孔
の注入性の点でも正孔輸送能を有するビスフェノール単
量体のイオン化ポテンシャルは6.0eV以下であるこ
とが好ましい。
【0019】また、イオン化ポテンシャルに関してより
好ましくは5.0eV〜5.7eVの範囲が良い。5.
7eVを越える場合は電荷発生層からの正孔注入障壁が
なお大きく、残留電位の発生や繰り返し使用時の感度低
下等を引き起こす。5.0eVより小さい場合は、酸化
されやすく、オゾンやNOxガス等の酸化性ガスによる
材料の変質が起こりやすく、繰り返し使用において特性
の安定した感光体が得られない。
【0020】さらに好ましい範囲として5.2eVから
5.6eVである。従来知られている高感度電荷発生材
料としてオキシチタニウムフタロシアニン顔料や本実施
例で示したビスアゾ顔料等が知られているがこれらのイ
オン化ポテンシャルは5.2eV〜5.6eVである。
従って、この様な高感度顔料と組み合わせて使用する場
合5.6eVより小さいことが残留電位や感度の点で有
利となる。また、高感度顔料の場合、NOxガス曝露等
の酸化性ガスに対する影響が敏感で帯電性低下等を起こ
しやすい。従って、組み合わせる電荷輸送材料の耐酸化
性は強いものが良く5.2eV以上であるのが好まし
い。
【0021】(請求項2について)請求項1の説明とほ
ぼ同じであるが、カーボネート基に隣接する置換基では
なくアルキリデンビスフェノール構造体のアルキリデン
基の部分が炭素数4以上の長鎖アルキリデン基からなる
ことによって高分子電荷輸送物質の空隙を埋めるように
して耐ガス性を向上させたものである。
【0022】(請求項3について)一般式(1)におい
て、
【0023】
【化7】
【0024】で示されるアルキリデン部位において、R
1とR2の炭素数を合わせた数が、4から36である共重
合ポリカーボネート系高分子電荷輸送物質を含有するこ
とを特徴とする電子写真感光体により、耐ガス性、特に
NOxガスに対して帯電低下の少なく、機械的耐摩耗性
にも強い感光体を提供できる。炭素数が4未満の場合は
耐NOx性が低下し、36を越える場合は機械的耐摩耗
性が低下する。
【0025】(請求項4について)請求項1におけるヒ
ドロキシル基のオルト位にフッ素原子よりも空間的に大
きな置換基を有するビスフェノール単量体の好ましい具
体例を特定したものである。
【0026】(請求項5について)式(2)において、
7、R8が炭素数3から6の直鎖状及び分岐状アルキル
基、炭素数5から7の環状アルキル基、フェニル基であ
る共重合ポリカーボネート系高分子電荷輸送物質を含有
することを特徴とする電子写真感光体により、耐ガス性
特にNOxガスに対して帯電低下の少なく、機械的耐摩
耗性にも強い感光体を提供できる。
【0027】炭素数3未満の場合は耐NOx性が低くな
り、炭素数が、6の直鎖状及び分岐状アルキル基、炭素
数7の環状アルキル基、フェニル基を越える場合は、機
械的耐摩耗性が弱くなる。
【0028】(請求項6について)請求項4の一般式
(2)においてXがエチレン基である共重合ポリカーボ
ネート系高分子電荷輸送物質を含有することを特徴とす
る電子写真感光体により、耐ガス性特にNOxガスに対
して帯電低下の少なく、機械的耐摩耗性にも強い感光体
を提供できる。
【0029】エチレン基という特定の連結部を有し、さ
らにそのヒドロキシ基のオルト位にフッ素原子よりも大
きな置換基を有するビスフェノール体を使用することで
極めて耐摩耗性に優れ且つ耐NOxガス性にも優れる感
光体となる。
【0030】(請求項7について)請求項1の効果と請
求項2の効果を合わせ持たせた骨格を有する高分子電荷
輸送物質を使用し、耐ガス性をさらに向上させた。
【0031】(請求項8について)一般式(3)におい
【0032】
【化8】
【0033】で示されるアルキリデン部位において、R
1とR2の炭素数を合わせた数が、4から36である共重
合ポリカーボネート系高分子電荷輸送物質を含有するこ
とを特徴とする電子写真感光体により、耐ガス性、特に
NOxガスに対して帯電低下の少なく、機械的耐摩耗性
にも強い感光体を提供できる。炭素数が4未満の場合は
耐NOx性が低下し、36を越える場合は機械的耐摩耗
性が低下する。
【0034】(請求項9、10について)イオン化ポテ
ンシャル6.0eV以下で正孔輸送能を有するビスフェ
ノール単量体の好ましい具体例として規定したものであ
る。
【0035】(請求項11について)電荷発生層と電荷
輸送層との機能分離型感光体構成に限定した。機能分離
することにより従来の低分子分散型感光体と同様に高感
度で安定性に優れる感光体の提供が達成される。下引き
層の挿入や各層に使用される材料等については従来感光
体特許と同様である。
【0036】(請求項12、13、14について)電荷
発生層との組み合わせを規定したもので、より高感度の
感光体を与える。その理由は以下の様である。アゾ顔料
を電荷発生物質とした積層型感光体の場合そのキャリア
発生機構はアゾ顔料粒子とそれに隣接する低分子ドナー
材との間の電子移動反応によることがわかっている。し
たがって、アゾ顔料と低分子ドナー材が十分に接触して
いることが効率的な電荷発生に必要である。これまでの
低分子分散型感光体の場合は塗工段階での低分子ドナー
材の電荷発生層中へのしみこみが有ったためにその接触
が大きくなった。しかし、高分子電荷輸送物質を使用す
る本発明の構成ではこのしみこみがほとんど無いために
アゾ顔料とドナー構造部位の接触が十分に行われにくく
電荷発生効率を低下させてしまい低感度な感光体となっ
てしまう。そこで、アゾ顔料を電荷発生層に使用する場
合は電荷発生層にバインダーをほとんど使用しないで顔
料粒子のみに近い隙間の多い塗工を行い、その後に高分
子電荷輸送物質を主とする塗工液を塗布することによっ
て高分子電荷輸送物質とアゾ顔料の接触を大きくし高感
度な感光体を提供できる。また、フタロシアニン化合物
はフタロシアニン顔料粒子内部で電荷発生することが知
られておりドナー分子との接触面積は電荷発生に寄与し
ない。したがって高分子電荷輸送物質を使用する本発明
の構成ではしみこみを考慮する必要が無く低分子分散型
と同様に高感度な感光体が容易に作製できる。
【0037】また、オキソチタニルフタロシアニンは長
波長側に大きな吸収を有し、半導体レーザーとして広く
普及している780nmLD光源に対しても高感度な感
光体の作製が可能になる。アゾ顔料の構造やフタロシア
ニン化合物の具体例は特開平9−319113号公報等
に記載されている。
【0038】請求項1〜14記載の電子写真感光体を具
備したプロセスカートリッジは内蔵する感光体の耐摩耗
性、耐ガス性が優れるためその繰り返し使用の耐久性が
高く、従って、寿命の長いプロセスカートリッジを提供
できる。
【0039】また、本発明の電子写真感光体を搭載した
電子写真装置は、同様に感光体の寿命が長く、従って、
メンテナンスの少ない、長期に渡って安定した画像品質
を保ち、また、環境負荷の少ないものとなる。
【0040】また、上記プロセスカートリッジを搭載し
た電子写真装置は、同様にメンテナンスの少ない、長期
に渡って安定した画像品質を保ち、また、環境負荷の少
ないものとなり、プロセスカートリッジの寿命がきた場
合には、簡単な取り替え作業で直ぐに稼働復帰できるも
のとなる。
【0041】次に図面を用いて本発明のプロセスカート
リッジならびに電子写真装置を詳しく説明する。図1
は、本発明の電子写真プロセスカートリッジおよび電子
写真装置を説明するための概略図であり、下記するよう
な変形例も本発明の範疇に属するものである。
【0042】図1において、感光体1は導電性支持体上
に電荷発生層、電荷輸送層が順次積層された本発明の感
光層が設けられている。感光体1はドラム状の形状を示
しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであ
っても良い。帯電チャージャ3、転写前チャージャ7、
転写チャージャ10、分離チャージャ11、クリーニン
グ前チャージャ13には、コロトロン、スコロトロン、
固体帯電器(ソリッド・ステート・チャージャー)、帯
電ローラを始めとする公知の手段が用いられる。
【0043】転写手段には、一般に上記の帯電器が使用
できるが、図1に示されるように転写チャージャーと分
離チャージャーを併用したものが効果的である。
【0044】画像露光部5には600〜800nmの範
囲に発振波長を有する半導体レーザーが用いられる。ま
た、除電ランプ2等の光源には、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。かかる光源等
は、図1に示される工程の他に光照射を併用した転写工
程、除電工程、クリーニング工程、あるいは前露光など
の工程を設けることにより、感光体に光が照射される。
【0045】現像ユニット6により感光体1上に現像さ
れたトナーは、転写紙9に転写されるが、全部が転写さ
れるわけではなく、感光体1上に残存するトナーも生ず
る。このようなトナーは、ファーブラシ14およびブレ
ード15により、感光体より除去される。クリーニング
は、クリーニングブラシだけで行なわれることもあり、
クリーニングブラシにはファーブラシ、マグファーブラ
シを始めとする公知のものが用いられる。
【0046】電子写真感光体に正(負)帯電を施し、画
像露光を行なうと、感光体表面上には正(負)の静電潜
像が形成される。これを負(正)極性のトナー(検電微
粒子)で現像すれば、ポジ画像が得られるし、また正
(負)極性のトナーで現像すれば、ネガ画像が得られ
る。かかる現像手段には、公知の方法が適用されるし、
また、除電手段にも公知の方法が用いられる。
【0047】図2には、本発明による電子写真プロセス
の別の例を示す。感光体21は本発明の感光層を有して
おり、駆動ローラ22a,22bにより駆動され、帯電
器23による帯電、光源24による像露光、現像(図示
せず)、帯電器25を用いる転写、光源26によるクリ
ーニング前露光、ブラシ27によるクリーニング、光源
28による除電が繰返し行なわれる。図2においては、
感光体21(勿論この場合は支持体が透光性である)に支
持体側よりクリーニング前露光の光照射が行なわれる。
【0048】以上の図示した電子写真プロセスは、本発
明における実施形態を例示するものであって、もちろん
他の実施形態も可能である。例えば、図2において支持
体側よりクリーニング前露光を行っているが、これは感
光層側から行ってもよいし、また、像露光、除電光の照
射を支持体側から行ってもよい。
【0049】一方、光照射工程は、像露光、クリーニン
グ前露光、除電露光が図示されているが、他に転写前露
光、像露光のプレ露光、およびその他公知の光照射工程
を設けて、感光体に光照射を行なうこともできる。
【0050】以上に示すような画像形成手段は、複写装
置、ファクシミリ、プリンター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でそれら装
置内に組み込まれてもよい。プロセスカートリッジと
は、感光体と、帯電手段・現像手段・クリーニング手段
の少なくとも1つを一体に構成し、装置本体から着脱自
在としたものである。プロセスカートリッジの形状等は
多く挙げられるが、一般的な例として、図3に示すもの
が挙げられる。感光体16は、導電性支持体上に電荷発
生層、電荷輸送層が順次積層された本発明の感光層が設
けられている。
【0051】
【発明の実施の形態】実施例1 アルミ板上にメタノール/ブタノール混合溶媒に溶解し
たポリアミド樹脂(CM−8000:東レ社製)溶液を
ドクターブレードで塗布し、自然乾燥して0.3μmの
中間層を設けた。この上に電荷発生物質として下記式で
表されるビスアゾ化合物をシクロヘキサノンと2−ブタ
ノンの混合溶媒中でボールミルにより粉砕し、得られた
分散液をドクターブレードで塗布し、自然乾燥して0.
5μmの電荷発生層を形成した。
【0052】
【化9】
【0053】次に、高分子電荷輸送物質として表に示す
樹脂No.1のポリカーボネート樹脂(IP 5.36
eV)をジクロロメタンに溶解し、この溶液を前記電荷
発生層上にドクターブレードで塗布し、自然乾燥し、次
いで120℃で20分間乾燥して厚さ20μmの電荷輸
送層を形成して感光体No.1を作製した。
【0054】実施例2〜11 高分子電荷輸送性物質を表に示すNo.2〜No.11
(IPはいずれも5.36eV)に代えた他は実施例1
と同様にして感光体を作製した。
【0055】比較例1〜7 高分子電荷輸送性物質を表に示すNo.12〜No.1
8(IPはいずれも5.36eV)に代えた他は実施例
1と同様にして感光体を作製した。
【0056】実施例12〜14 高分子電荷輸送性物質を表に示すNo.19〜No.2
1(IPはいずれも5.36eV)に代えた他は実施例
1と同様にして感光体を作製した。
【0057】
【表1】
【0058】
【表2】
【0059】
【表3】
【0060】
【表4】
【0061】
【表5】
【0062】
【表6】
【0063】
【表7】
【0064】かくしてつくられた感光体(実施例1〜1
4、比較例1〜7)について耐ガス性を調べるためにN
Oxガス曝露前後の帯電性を評価した。 曝露条件 NO:40ppm NO2:10ppmの混合ガスに
より、100時間暴曝した。 EPA測定条件 上記で作製した感光体の静電特性をEPA8100(川
口電気製)を用い測定した。感光体の帯電性は−5kV
のコロナ放電によりダイナミックモードで30秒間帯電
し、30秒後の表面電位(Vm)をNOx曝露前後で測
定し、その保持率をVm(曝露後)/Vm(曝露前)×
100で計算し比較した。その結果を、表2に示す。
【0065】
【表8】
【0066】以上のように実施例では比較例に比べてV
m保持率が高く、耐ガス性が向上していることがわか
る。
【0067】実施例15 φ30mmのアルミニウムドラム上に、下記組成の下引
き層用塗工液、電荷発生層用塗工液、電荷輸送層用塗工
液を順次、塗布乾燥することにより、3.5μmの下引
き層、0.3μmの電荷発生層、20μmの電荷輸送層
を形成して、本発明の電子写真感光体を得た。
【0068】 (下引き層用塗工液) アルキッド樹脂(ベッコゾール1307−60−EL, 大日本インキ化学工業製) 6部 メラミン樹脂(スーパーベッカミンG−821−60, 大日本インキ化学工業製) 4部 酸化チタン 40部 メチルエチルケトン 50部
【0069】 (電荷発生層用塗工液) オキソチタニウムフタロシアニン顔料 3部 ポリビニルブチラール(XYHL,UCC製) 2部 テトラヒドロフラン 120部
【0070】 (電荷輸送層用塗工液) 高分子電荷輸送物質:樹脂No.1 9部 塩化メチレン 65部
【0071】実施例16〜20 高分子電荷輸送物質をそれぞれ樹脂No.2、4、5、
7、10に代えた他は実施例15と同様にして感光体を
作製した。
【0072】比較例8 実施例15における電荷輸送層用塗工液を以下のものに
変更した以外は、実施例15と全く同様に感光体を作製
した。
【0073】(電荷輸送層用塗工液) ビスフェーノルAポリカーボネート(パンライトC14
00,帝人化成製)
【0074】
【化10】 10部
【0075】低分子電荷輸送物質:
【化11】 10部 塩化メチレン 100部
【0076】比較例9 電荷輸送層用バインダーとしてビスフェノールAポリカ
ーボネートの代わりに下記構造を有するビスフェノール
Cポリカーボネート樹脂(重量平均分子量66700、
ガラス転移温度126.8℃)を使用した以外は比較例
8と全く同様にして感光体を作製した。
【0077】
【化12】
【0078】比較例10、11 高分子電荷輸送性物質に樹脂No.11、16を使用す
る以外は実施例15と全く同様にして感光体を作製し
た。以上のように作製した実施例15〜20および比較
例8〜11の電子写真感光体を実装用にした後、以下の
ようにして評価を行った。
【0079】(実機ランニング特性評価方法)市販電子
写真複写機イマジオMF200[(株)リコー製]によ
り、それぞれの感光体について5万枚の通紙試験を行っ
た。通紙試験開始前に感光体の帯電電位を−850Vに
設定し、通紙試験後の帯電電位(Vd−50000)と
画像品質特性と(摩耗量)の評価を行った。評価結果を
表3に示す。
【0080】
【表9】
【0081】比較例12〜16 実施例1〜5において電荷発生層にビスアゾ化合物とポ
リビニルブチラール樹脂(XYHL、ユニオンカーバイ
ト社製)を1:1重量部で使用した他は同様にして感光
体を作製した。
【0082】このようにして作製した実施例1〜5及び
比較例12〜16の感光体について静電複写紙試験装置
(EPA8100、川口電機製作所製)を用いて、次の
ようにして感光体特性を評価した。先ず、−5kVのコ
ロナ放電を30秒間行い、ついで暗減衰させて表面電位
が−800Vになったところで4.5ルックスのタング
ステン光を照射し、表面電位が−400Vになるのに必
要な露光量E400(lux・sec)、およびタング
ステン光照射30秒後の電位V30(−V)を測定し
た。その結果を表4に示す。
【0083】
【表10】
【0084】以上のように電荷発生層にアゾ顔料を使用
する場合、バインダーを使用しない実施例の方がバイン
ダーを50wt%使用した比較例に比べて感度が高く、
電位の光減衰が良好に行われることがわかる。
【0085】実施例21 アルミ板上に下記組成の下引き層用塗工液、電荷発生層
用塗工液を順次、塗布乾燥することにより、3.5μm
の下引き層と0.3μmの電荷発生層を形成した。
【0086】 (下引き層用塗工液) アルキッド樹脂(ベッコゾール1307−60−EL, 大日本インキ化学工業製) 6部 メラミン樹脂(スーパーベッカミンG−821−60, 大日本インキ化学工業製) 4部 酸化チタン 40部 メチルエチルケトン 200部
【0087】 (電荷発生層用塗工液) オキソチタニウムフタロシアニン 3部 ポリビニルブチラール(UCC:XYHL) 2部 THF 333部 この上に高分子電荷輸送物質の樹脂No.1を使用し、
実施例1と同様にして厚さ20μmの電荷輸送層を形成
して感光体を作製した。
【0088】実施例22〜25 高分子電荷輸送物質に樹脂No.2〜5を使用する以外
は実施例21と全く同様にして感光体を作製した。この
ようにして作製した実施例21〜25の感光体について
静電複写紙試験装置(EPA8100、川口電機製作所
製)を用いて、次のようにして感光体特性を評価した。
先ず、−5kVのコロナ放電を30秒間行い、ついで暗
減衰させて表面電位が−800Vになったところで78
0nmの光を感光体表面での光量が5μW/cm2にな
るように照射して、表面電位が−400Vになるのに必
要な露光量E400(μJ/cm2)、および光照射3
0秒後の電位V30(−V)を測定した。その結果を表
5に示す。
【0089】
【表11】
【0090】オキソチタニウムフタロシアニン顔料を有
する電荷発生層との組み合わせでは露光量E400がさ
らに小さくなっており高感度が達成されている。
【0091】
【発明の効果】請求項1に対する作用効果 請求項1で表される電子写真感光体はその表面層が特定
の共重合ポリカーボネート系高分子電荷輸送物質から形
成されており、耐摩耗性に優れると共に、電子写真装置
内で発生するNOxガス等の酸化性ガスに対する耐ガス
性にも優れており、長寿命の感光体の提供が可能とな
る。
【0092】請求項2に対する作用効果 請求項1に対する作用効果と同じ
【0093】請求項3に対する作用効果 一般式(1)においてR1とR2の炭素数を合わせた数が
3である場合の実施例11のVm保持率に比べ、R1
2の炭素数を合わせた数が4以上である実施例1、実
施例12、実施例13、実施例14のVm保持率はさら
に向上しており、高い耐NOx性を示す。従って、電子
写真装置内で発生する酸化性ガスに対してより一層高い
電位安定性を有し、耐摩耗性にも優れ、繰り返し使用に
よる寿命の長い感光体を提供できる。
【0094】請求項4に対する作用効果 請求項1に対する作用効果と同じ
【0095】請求項5に対する作用効果 表2に示すNOxガス曝露前後の表面電位Vm保持率を
見ると、ヒドロキシル基のオルト位に水素原子又はフッ
素原子を有するビスフェノール単量体と正孔輸送能を有
するビスフェノール単量体からなる共重合ポリカーボネ
ート樹脂を使用した場合の比較例1〜7に比べてオルト
位にメチル基を有する実施例3、7、8、10は高いV
m保持率を示す。しかしながらまだその保持率は80%
前後に留まっており、帯電低下に対して十分では無い。
本請求項で示すヒドロキシル基のオルト位に炭素数3〜
10のアルキル基を導入した場合は表2の実施例2、
5、6に示すように90%程度の保持率を有しており、
より優れた耐NOx性を有している。
【0096】請求項6に対する作用効果 実施例7、実施例8及び比較例7が示すようにオルト位
へのメチル基の導入はVm保持率の向上に大きな効果を
示す。また、実施例16及び比較例11が示すようにこ
の骨格は良好な耐摩耗性を有してりおり、耐ガス性と耐
摩耗性を両立する感光体の提供が可能になる。
【0097】請求項7に対する作用効果 請求項1に対する作用効果と同じ
【0098】請求項8に対する作用効果 表2に示すNOxガス曝露前後の表面電位Vm保持率の
評価結果が示すように、実施例4に示すアルキリデン部
位のR1とR2の炭素数を合わせた数が4で一般式(3)
中のR7、R8がそれぞれメチル基のものは最も良い帯電
保持能を有している。これは、請求項1又は請求項4に
よる効果と請求項3による効果が相乗してさらに良好な
耐ガス性を発現しているものと考えられる。このような
構造を採用することにより耐NOx性に優れ、耐摩耗性
にも強い感光体の提供が可能になる。
【0099】請求項9に対する作用効果 請求項1に対する作用効果と同じ
【0100】請求項10に対する作用効果 請求項1に対する作用効果と同じ
【0101】請求項11に対する作用効果 請求項11で表される電子写真感光体はその表面層が特
定の共重合ポリカーボネート系高分子電荷輸送物質から
形成されており、耐摩耗性に優れると共に、電子写真装
置内で発生するNOxガス等の酸化性ガスに対する耐ガ
ス性にも優れており、また、機能分離型の層構成を有
し、帯電安定性や電子写真感度に優れているため、高性
能な電子写真特性を有し、且つ、長寿命の感光体の提供
が可能となる。
【0102】請求項12に対する作用効果 請求項12で表される電子写真感光体はその表面層が特
定の共重合ポリカーボネート系高分子電荷輸送物質から
形成されており、耐摩耗性に優れると共に、電子写真装
置内で発生するNOxガス等の酸化性ガスに対する耐ガ
ス性にも優れており、また、機能分離型の層構成を有
し、帯電安定性や電子写真感度に優れており、また、電
荷発生物質にフタロシアニン化合物を用いるために感度
を落とさずに電荷発生層中にバインダー樹脂を添加する
ことが可能になり、電荷発生層塗工液の分散性やその安
定性が良好になり製造が容易になることより、安価で高
性能な電子写真特性を有し、且つ、長寿命の感光体の提
供が可能となる。
【0103】請求項13に対する作用効果 請求項13で表される電子写真感光体はその表面層が特
定の共重合ポリカーボネート系高分子電荷輸送物質から
形成されており、耐摩耗性に優れると共に、電子写真装
置内で発生するNOxガス等の酸化性ガスに対する耐ガ
ス性にも優れており、また、機能分離型の層構成を有
し、帯電安定性や電子写真感度に優れており、また、電
荷発生物質にオキソチタニウムフタロシアニン化合物を
用いるために長波長の光源に高感度を有し、また、感度
を落とさずに電荷発生層中にバインダー樹脂を添加する
ことが可能になり、電荷発生層塗工液の分散性やその安
定性が良好になり製造が容易になることより、780n
mの半導体レーザー光を光源とするようなデジタル式電
子写真装置に最適で、安価で、高性能な電子写真特性を
有し、且つ、長寿命の感光体の提供が可能となる。
【0104】請求項14に対する作用効果 請求項14で表される電子写真感光体はその表面層が特
定の共重合ポリカーボネート系高分子電荷輸送物質から
形成されており、耐摩耗性に優れると共に、電子写真装
置内で発生するNOxガス等の酸化性ガスに対する耐ガ
ス性にも優れており、また、機能分離型の層構成を有
し、帯電安定性や電子写真感度に優れており、特に高分
子電荷輸送物質を使用したときの感度低下を防止できる
ために従来感光体と同等の感度を有することが可能であ
り、高性能な電子写真特性を有し、且つ、長寿命の感光
体の提供が可能となる。
【0105】請求項15、16、17に対する作用効果 実施例15〜20及び比較例8〜11における画像評価
結果が示すように本発明の電子写真感光体を具備するプ
ロセスカートリッジ及びそれを有する電子写真装置は繰
り返し使用において高い耐刷性を有している。従って、
良好な画像を長期に渡って出力することができ、その分
メンテナンスが要らなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子写真プロセスカートリッジならび
に電子写真装置の概略図。
【図2】同上別の実施例の概略図。
【図3】同上さらに別の実施例の概略図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03G 5/07 103 G03G 5/07 103 (72)発明者 佐々木 正臣 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 李 洪国 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 河村 慎一 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2H068 AA03 AA19 AA20 AA37 BA39 BA41 BB26 BB51 FA03 FA27 FC03

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電性支持体上に感光層を有する電子写
    真感光体において、該電子写真感光体の表面層が、イオ
    ン化ポテンシャル6.0eV以下で正孔輸送能を有する
    ビスフェノール単量体とヒドロキシル基のオルト位にフ
    ッ素原子よりも空間的に大きな置換基を有するビスフェ
    ノール単量体から合成された共重合ポリカーボネート系
    高分子電荷輸送物質を含有することを特徴とする電子写
    真感光体。
  2. 【請求項2】 導電性支持体上に感光層を有する電子写
    真感光体において、該電子写真感光体の表面層が、イオ
    ン化ポテンシャル6.0eV以下で正孔輸送能を有する
    ビスフェノール単量体と下記一般式(1)で表されるビ
    スフェノール単量体から合成された共重合ポリカーボネ
    ート系高分子電荷輸送物質を含有することを特徴とする
    電子写真感光体。 【化1】 式中、R1は炭素数2から18の直鎖状及び分岐状アル
    キル基、R2は水素原子、炭素数1から18の直鎖状及
    び分岐状アルキル基、R3、R4、R5、R6は各々水素原
    子、ハロゲン原子、炭素数1から6の直鎖状及び分岐状
    アルキル基、炭素数5から7の環状アルキル基、フェニ
    ル基を表す。但し、R1とR2の炭素数の合計が2以下は
    除く。
  3. 【請求項3】 一般式(1)において、 【化2】 で示されるアルキリデン部位において、R1とR2の炭素
    数を合わせた数が、4から36である事を特徴とする請
    求項2記載の電子写真感光体。
  4. 【請求項4】 導電性支持体上に感光層を有する電子写
    真感光体において、該電子写真感光体の表面層が、イオ
    ン化ポテンシャル6.0eV以下で正孔輸送能を有する
    ビスフェノール単量体と下記一般式(2)で表されるビ
    スフェノール単量体から合成された共重合ポリカーボネ
    ート系高分子電荷輸送物質を含有することを特徴とする
    請求項1記載の電子写真感光体。 【化3】 式中、R7、R8、R9、R10は各々水素原子、塩素原
    子、臭素原子、炭素数1から6の直鎖状及び分岐状アル
    キル基、炭素数5から7の環状アルキル基、フェニル基
    を示すが2個のR7とR8が同時に水素原子の場合は除
    く。又、Xは単結合、炭素原子数2〜12の直鎖状のア
    ルキレン基、炭素原子数3〜12の分枝状のアルキレン
    基、−O−、−S−、−SO−、−SO2−、−CO
    −、または下記式 【化4】 から選ばれ、Z1、Z2は置換もしくは無置換の脂肪族の
    2価基又は置換もしくは無置換のアリーレン基を表し、
    12、R13、R14、R15、R16、R17、R18は各々独立
    して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5の置換もし
    くは無置換のアルキル基、炭素数1〜5の置換もしくは
    無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリール
    基を表し、また、R12とR13は結合して炭素数5〜12
    の炭素環または複素環を形成してもよく、また、R12
    13はR8、R9と共同で炭素環または複素環を形成して
    もよく、R19、R20は単結合または炭素数1〜4のアル
    キレン基を表し、R21、R22は各々独立して炭素数1〜
    5の置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無
    置換のアリール基を表し、eは0〜4の整数、fは0〜
    20の整数、gは0〜2000の整数を表す、または、
    Xは一つ以上の炭素数1〜10のアルキレン基と一つ以
    上の酸素原子及び/又は硫黄原子から構成される2価基
    を表す。)を表す。「Xは一つ以上の炭素数1〜10の
    アルキレン基と一つ以上の酸素原子及び/又は硫黄原子
    から構成される2価基を表す。」の具体例としては、 OCH2CH2O OCH2CH2OCH2CH2O OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2O OCH2CH2CH2O OCH2CH2CH2CH2O OCH2CH2CH2CH2CH2CH2O OCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2O CH2O CH2CH2O CHEtOCHEt CHCH3O SCH2OCH2S CH2OCH2 OCH2OCH2O SCH2CH2OCH2OCH2CH2S OCH2CHCH3OCH2CHCH3O SCH2S SCH2CH2S SCH2CH2CH2S SCH2CH2CH2CH2S SCH2CH2CH2CH2CH2CH2S SCH2CH2SCH2CH2S SCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2S 等が挙げられる。
  5. 【請求項5】 式(2)において、R7、R8が炭素数3
    から6の直鎖状及び分岐状アルキル基、炭素数5から7
    の環状アルキル基、フェニル基であることを特徴とする
    共重合ポリカーボネート系高分子電荷輸送物質を含有す
    る請求項4記載の電子写真感光体。
  6. 【請求項6】 請求項4の一般式(2)においてXがエ
    チレン基であることを特徴とする電子写真感光体。
  7. 【請求項7】 導電性支持体上に感光層を有する電子写
    真感光体において、該電子写真感光体の表面層が、イオ
    ン化ポテンシャル6.0eV以下で正孔輸送能を有する
    ビスフェノール単量体と下記一般式(3)で表されるビ
    スフェノール単量体から合成された共重合ポリカーボネ
    ート系高分子電荷輸送物質を含有することを特徴とする
    請求項1記載の電子写真感光体。 【化5】 (式中、R1、R2、R7、R8、R9、R10は請求項2、
    3と同じ)
  8. 【請求項8】 一般式(3)において、 【化6】 で示されるアルキリデン部位において、R1とR2の炭素
    数を合わせた数が、4から36である事を特徴とする請
    求項7記載の電子写真感光体。
  9. 【請求項9】 イオン化ポテンシャル6.0eV以下で
    正孔輸送能を有するビスフェノール単量体が第3級芳香
    族アミン構造を有するものであることを特徴とする請求
    項1〜8のいずれかに記載の電子写真感光体。
  10. 【請求項10】 第3級芳香族アミン構造がトリアリー
    ルアミン構造である請求項9に記載の電子写真感光体。
  11. 【請求項11】 導電性支持体上に少なくとも電荷発生
    層と電荷輸送層を順次積層した感光層を設けてなる請求
    項1〜10のいずれかに記載の電子写真感光体。
  12. 【請求項12】 電荷発生層中の電荷発生物質がフタロ
    シアニン化合物である請求項11記載の電子写真感光
    体。
  13. 【請求項13】 フタロシアニン化合物がオキソチタニ
    ウムフタロシアニンである請求項12記載の電子写真感
    光体。
  14. 【請求項14】 電荷発生層がアゾ顔料を主成分としバ
    インダー樹脂が10wt%以下である請求項11記載の
    電子写真感光体。
  15. 【請求項15】 請求項1〜14記載の電子写真感光
    体、および帯電手段、像露光手段、現像手段、転写手
    段、クリーニング手段からなる群より選ばれる少なくと
    も一つの手段とを一体に具備し、電子写真装置本体に脱
    着自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
  16. 【請求項16】 請求項1〜14記載の電子写真感光体
    が搭載されたことを特徴とする電子写真装置。
  17. 【請求項17】 請求項15記載のプロセスカートリッ
    ジが搭載されたことを特徴とする電子写真装置。
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