JP2001117250A - 電子写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカートリッジおよび電子写真装置 - Google Patents
電子写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカートリッジおよび電子写真装置Info
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Abstract
度が強く、接触帯電による電気的劣化にも強い電子写真
感光体を提供する。 【解決手段】 下記(A)および(B)からなる群より
選ばれる少なくとも1つの条件を満たす事を特徴とする
電子写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカ
ートリッジおよび電子写真装置。 (A)下記式(1)で示される反応性基を有するモノマ
ーの重合物を含有する。 【外1】 (式中、R0 は水素原子またはメチル基を示し、nは0
または1を示す。ただし、n=0のときR0 はメチル基
を示す。) (B)下記式(2)で示される反応性基を有するモノマ
ーおよび該モノマーと反応可能な反応性基を有する電荷
輸送物質の共重合物を含有する。 −O−CH=CH2 (2)
Description
電子写真感光体を有するプロセスカートリッジおよび電
子写真装置に関し、詳しくは特定の樹脂を含有する電子
写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカート
リッジおよび電子写真装置に関する。
号公報に示されるように露光の間に受けた照射量に応じ
て電気抵抗が変化しかつ暗所では絶縁性の物質をコーテ
ィングした支持体よりなる光導電性材料を用いる。この
光導電性材料を用いた電子写真感光体に要求される基本
的な特性としては、(1)暗所で適当な電位に帯電でき
ること、(2)暗所において電位の逸散が少ないこと、
および(3)光照射によって速やかに電荷を逸散せしめ
ることなどが挙げられる。
化亜鉛および硫化カドミウムなどの無機光導電性化合物
を主成分とする感光層を有する無機感光体が広く使用さ
れてきた。しかし、これらは前記(1)〜(3)の条件
は満足するが熱安定性、耐湿性、耐久性や生産性におい
て必ずしも満足できるものではなかった。
有機光導電性化合物を主成分とする電子写真感光体の開
発が近年盛んに行われている。例えば、米国特許383
7851号公報にはトリアリルピラゾリンを含有する電
荷輸送層を有する感光体、また米国特許3871880
号公報にはペリレン顔料の誘導体からなる電荷発生層と
3−プロピレンとホルムアルデヒドの縮合体からなる電
荷輸送層からなる感光体などが公知である。
によって電子写真感光体の感光波長域を自由に選択する
ことが可能であり、例えばアゾ顔料では特開昭61−2
72754号公報や特開昭56−167759号公報に
は可視領域で高感度を示す物質が開示されており、また
特開昭57−19576号公報や特開昭61−2284
53号公報には赤外線領域まで感度を有する化合物が開
示されている。
すものは、近年進歩の著しいレーザービームプリンター
(以下LBPと略す)やLEDプリンターに使用されそ
の需要頻度は高くなってきている。
真感光体は、電気的および機械的の双方の特性を満足さ
せるために、電荷輸送層と電荷発生層を積層させた機能
分離型の感光体として利用される場合が多い。
には適用される電子写真プロセスに応じた感度、電気的
特性、さらには光学的特性を備えていることが要求され
る。
においては、その電子写真感光体表面にはコロナまたは
接触帯電、露光、トナー現像、転写工程および表面クリ
ーニングなどの電気的および機械的外力が直接加えられ
るため、それらに対する耐久性も要求される。
物による電気的劣化や、帯電時の放電、クリーニング部
材の摺擦によって表面が摩耗したり傷が発生したりする
機械的劣化および電気的劣化に対する耐久性が求められ
ている。
ーが滞留し光が照射していない部分と電位差が生じる現
象が特に問題であり、これはフォトメモリーとして生じ
る。
質的に柔らかいものが多い有機感光体が機械的劣化に対
する耐久性が劣るため、耐久性向上は特に切望されてい
るものである。
を満足させるためにいろいろ試みがなされてきた。
性に良好な樹脂としてはビスフェノールAを骨格とする
ポリカーボネート樹脂が注目されているが、前述したよ
うな問題点全てを解決できるわけでもなく、次のような
問題点を有している。
1,2−ジクロロエタンなどのハロゲン化脂肪族炭化水
素類の一部にしか良好な溶解性を示さない上、これらの
溶剤は低沸点のため、これらの溶剤で調製した塗工液を
用いて感光体を製造すると塗工面が白化し易い。塗工液
の固形分管理などにも手間がかかる。
溶剤に対してはテトラヒドラフラン、ジオキサン、シク
ロヘキサンノンあるいはそれらの混合溶剤に一部可溶で
あるが、その溶液は数日でゲル化するなど経時性が悪く
感光体製造には不向きである。
改善されたとしてもビスフェノールAを骨格とするポリ
カーボネート樹脂にはソルベントクラックが発生し易
い。
脂では該樹脂で形成された被膜に潤滑性がないため感光
体に傷が付き易く、電子写真感光体の摩耗量を低くする
ようなクリーニング設定では画像欠陥になったり、クリ
ーニングブレードの早期の劣化によるクリーニング不良
やトナー融着などが生じてしまったりすることがあっ
た。
性についてはポリマーの構造単位として崇高いシクロホ
キシレン基を有するポリカーボネートZ樹脂を使用する
か、ビスフェノールZやビスフェノールCなどと共重合
させることによって解決されてきた。
平6−51544号公報や特開平6−75415号公報
に開示されているようにシリコン変成ポリカーボネート
やエーテル変成ポリカーボネートを用いることにより解
決することが可能である。ところが、これら変成ポリカ
ーボネートは従来のポリカーボネート樹脂に比べソルベ
ントクラックを対策するためのポリマー内の内部応力に
対して柔軟性を持たしている構造をとっているため、結
果、重合体本体の機械的強度が低下するという欠点があ
った。
報や特開昭58−40566号公報に開示してあるよう
な帯電部材に直接電圧をかけ電子写真感光体に電荷を印
加する接触帯電方式が主流となりつつある。これは導電
ゴムなどで構成されたローラー状の帯電部材を直接電子
写真感光体に当接させ電荷を印加する方法であり、スコ
ロトロンなどに比べ、オゾン発生量が格段に少ない、ス
コロトロンは帯電器に流す電流の80%前後はシールド
に流れるため浪費されるのに対して、接触帯電はこの浪
費分がなく非常に経済的であるなどのメリットを持つ。
電による帯電のための帯電安定性が非常に悪いという欠
点を持つ。この対策として直流電圧に交流電圧を重畳さ
せた、いわゆるAC/DC帯電方式が考案されている
(特開昭63−149668号公報)。
したが、ACを重畳するために電子写真感光対表面の放
電量は大幅に増大するため、電子写真感光体の削れ量が
増加してしまうという欠点を新たに生じてしまい、機械
的強度のみならず電気的強度も要求されるようになって
きた。
のポリカーボネート樹脂を表面層として有していた問題
点を解決し、耐ソルベントクラック性を持ちつつ機械的
強度が強く、接触帯電による電気的劣化にも強い電子写
真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカートリ
ッジおよび電子写真装置を提供することにある。
持体上に感光層を有する電子写真感光体において、該感
光層が、下記(A)および(B)からなる群より選ばれ
る少なくとも1つの条件を満たす事を特徴とする電子写
真感光体である。
有するモノマーの重合物を含有する。
または1を示す。ただし、n=0のときR0 はメチル基
を示す)
有するモノマーおよび該モノマーと反応可能な反応性基
を有する電荷輸送物質の共重合物を含有する。
カートリッジおよび電子写真装置である。
を有するモノマーにおける上記反応性基以外の構造に関
しては、特に制限はないが、感光層のバインダー樹脂と
して用いられるため該モノマーは電荷輸送性を有さな
い。
め、式(1)または(2)の反応性基を有するモノマー
は上記反応性基を2つ以上持つ多官能性モノマーである
ことが好ましい。
有するモノマーは、芳香族アミン構造を有する電荷輸送
物質を混合する系で使用する場合には、モノマーの反応
性が高く、高強度が得られるため、モノマー構造中に芳
香環構造もしくはフマル酸エステル構造を有しているこ
とが好ましい。さらには、電荷輸送物質との相溶性がよ
く、電子写真特性的に有利なため、モノマー構造中に芳
香環構造を有していることが特に好ましい。
(2)の反応性基を有するモノマーに対する溶解度が5
0mg/g以上であれば、均一膜を得られやすいため好
ましい。
ら、混合する電荷輸送物質は、式(1)の反応性基を有
するモノマーと反応可能な反応性基を有していることが
好ましい。具体的には、以下の構造から選ばれる反応性
基を有していることが好ましい。
マーを含有しない場合には、機械的強度を得るために、
式(2)の反応性基を有するモノマーおよび該モノマー
と反応可能な反応性基を有する電荷輸送物質を用いる必
要がある。
特には1000以下であれば、緻密な膜ができ、高強度
が得られやすいため好ましい。
本構造に特に制限はないが、下記構造式(3)〜(5)
で示される構造を有しているものが好ましい。これらの
うち、(3)、(4)が芳香族アミン構造を有する電荷
輸送物質である。
されてもよい芳香環基または複素環基を示す。Ar1 、
Ar2 およびAr3 の少なくとも1つは前記式(1)ま
たは(2)で示される反応性基と反応可能な反応性基を
有する。)
基を示し、Ar6 は置換されてもよい2価の芳香環基ま
たは2価の複素環基を示し、R1 は置換されてもよいア
ルキル基または芳香環基を示し、R2 は水素原子、置換
されてもよいアルキル基または芳香環基を示す。mは1
または2であり、R1 とR2 は結合して環を形成しても
よい。Ar4 、Ar5 、R1 およびR2 の少なくとも1
つは前記式(1)または(2)で示される反応性基と反
応可能な反応性基を有する。)
ル基を示し、R4 およびR5 は置換されてもよいアルキ
ル基、アラルキル基または芳香環基を示し、pは1また
は2であり、Aは置換されてもよい芳香環基、複素環基
または−CH=C(R6 )R7 (R6 およびR7 は水素
原子、芳香環基または複素環基を示すがR 6 とR7 が同
時に水素原子であることはない)を示す。R3 〜R5 お
よびAの少なくとも1つは、前記式(1)または(2)
と反応可能な反応性基を有する。)
チル、プロピルなどの基、芳香環基としてはフェニル、
ナフチル、アンスリルなどの基、アラルキル基としては
ベンジル、フェネチルなどの基、複素環基としてはピリ
ジル、チオニル、チアゾイル、カルバゾイル、ベンゾイ
ミダゾリル、ヘンゾチアゾリルなどの基が挙げられる。
示すが、これに限定されるものではない。
点で、13、15、18、20、25、38、40、4
2が好ましく、特に、13、15、18、38、40、
42が好ましい。
ソルベントクラック性と機械的強度とAC帯電における
耐電気特性を合わせ持ち、良好な電子写真特性を持つも
のである。
は(2)で示される反応性基を有しているため成膜時の
加熱により縮合反応が進行し、硬化することにより結合
密度が高まるために、高分子被膜全体の耐久性が上がる
と同時にソルベントクラックにも強くなるものと考えら
れる。
明のバインダー樹脂を形成する式(1)または(2)で
示される反応性基を有するモノマーが単一のものであっ
ても、2種類以上の複数のモノマーを有していてもよ
い。
目的で、本発明の顕著な効果が得られる範囲で、既存の
樹脂、オリゴマーを含有してもよい。
剤などの開始剤や、フッ素原子含有樹脂微粒子などの滑
剤、酸化防止剤や金属酸化物などの無機フィラーなどを
含有してもよい。
成について説明する。
が電荷輸送物質と電荷発生物質を同一の層に含有する単
層型であっても、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層と
電荷発生物質を含有する電荷発生層に分離した積層型で
もよいが、電子写真特性的には積層型が好ましい。本発
明に用いられる重合物は優れた耐久性を有するため、電
子写真感光体の表面層に含有されることが好ましい。さ
らには、電荷輸送層に含有されることが好ましい。
ればよく、アルミニウムおよびステンレスなどの金属、
あるいは導電層を設けた金属、紙およびプラスチックな
どが挙げられ、形状はシート状や円筒状などが挙げられ
る。
は、散乱による干渉縞防止、または支持体の傷を被覆す
ることを目的とした導電層を設けてもよい。これはカー
ボンブラックおよび金属粒子などの導電性粉体をバイン
ダー樹脂に分散させて形成することができる。導電層の
膜厚は5〜40μmであることが好ましく、10〜30
μmであることがより好ましい。
る。中間層の材料としてはポリアミド、ポリビニルアル
コール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、カ
ゼイン、ポリウレタンおよびポリエーテルウレタンなど
が挙げられる。これらは適当な溶剤に溶解して塗布され
る。中間層の膜厚は0.05〜5μmであることが好ま
しく、0.3〜1μmであることがより好ましい。
本発明に用いられる電荷発生物質としてはセレン−テル
ル、ピリリウム、チアピリリウム系染料、フタロシアニ
ン、アントアントロン、ジベンズピレンキノン、トリス
アゾ、シアニン、ジスアゾ、モノアゾ、インジゴ、キナ
クリドンおよび非対称キノシアニン系の各顔料が挙げら
れる。
発生物質を、好ましくは質量で0.3〜4倍量のバイン
ダー樹脂および溶剤と共にホモジナイザー、超音波分
散、ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、アトラ
イター、ロールミルおよび液衝突型高速分散機などの方
法でよく分散し、分散液を塗布し、乾燥させて形成され
る。電荷発生層の膜厚は5μm以下であることが好まし
く、0.1〜2μmであることがより好ましい。
明のバインダー樹脂とを溶剤中に溶解させた塗料を塗工
乾燥して形成する。用いられる電荷輸送物質としてはト
リアリールアミン系化合物、ヒドラゾン化合物、スチル
ベン化合物、ピラゾリン系化合物、オキサゾール系化合
物、トリアリルメタン系化合物およびチアゾール系化合
物などが挙げられる。
量のバインダー樹脂と組み合わされ塗工し、乾燥し電荷
輸送層を形成する。電荷輸送層の膜厚は5〜40μmで
あることが好ましく、15〜30μmであることがより
好ましい。
発生物質、電荷輸送物質およびバインダー樹脂を含有す
る。膜厚は10〜50μmであることが好ましく、20
〜40μmであることがより好ましい。
ロセスカートリッジを有する電子写真装置の概略構成を
示す。
写真感光体であり、軸2を中心に矢印方向に所定の周速
度で回転駆動される。感光体1は、回転過程において、
1次帯電手段3によりその周面に正または負の所定電位
の均一帯電を受け、ついで、スリット露光やレーザービ
ーム走査露光などの露光手段(不図示)からの露光光4
を受ける。こうして感光体1の周面に静電潜像が順次形
成されていく。
によりトナー現像され、現像されたトナー現像像は、不
図示の給紙部から感光体1と転写手段6との間に感光体
1の回転と同期取り出されて給紙された転写材7に、転
写手段6により順次転写されていく。
分離されて像定着手段8へ導入されて像定着を受けるこ
とによりコピーとして装置外へプリントアウトされる。
グ手段9によって転写残りトナーの除去を受けて清浄面
化され、さらに前露光手段(不図示)からの前露光光1
0により除電処理された後、繰り返し画像形成に使用さ
れる。なお、図1のように1次帯電手段3が帯電ローラ
ーなどに用いた接触帯電手段である場合は、前露光は必
ずしも必要ではない。
状、ブラシ形状、ベルト形状およびブレード形状など、
いずれの形態でも使用できるが、ローラー形状で用いら
れることが好ましい。図2は、ローラー形状の本発明に
用いられる帯電部材13の層構成の例を示す。
感光体表面との均一な当接状態を確保するために、帯電
部材13に適度な弾性が必要である。そのため、帯電部
材13は、電圧を印加する、ステンレスなどの導電性支
持体13aとその周囲にゴムや発泡体等を含有する導電
性弾性層13b、さらに、必要に応じて、導電性弾性層
13b上に摩耗性向上や感光体表面の汚染防止のために
設けられる導電性被覆層13cを有することが好まし
い。
1、1次帯電手段3、現像手段5およびクリーニング手
段9などの構成要素のうち、複数のものをプロセスカー
トリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカ
ートリッジを複写機やレーザービームプリンターなどの
電子写真装置本体に対して着脱自在に構成しても良い。
例えば、1次帯電手段3、現像手段5およびクリーニン
グ手段9の少なくとも1つを感光体1と共に一体に支持
してカートリッジ化して、装置本体のレール12などの
案内手段を用いて装置本体に着脱自在なプロセスカート
リッジ11とすることができる。
やプリンターである場合には、原稿からの反射光や透過
光、あるいは、センサーで原稿を読取り、信号化し、こ
の信号に従って行われるレーザービームの走査、LED
アレイの駆動および液晶シャッターアレイの駆動などに
より照射される光である。
に利用するのみならず、レーザービームプリンター、C
RTプリンター、LEDプリンター、液晶プリンターお
よびレーザー製版など電子写真応用分野にも広く用いる
ことができる。
中、「部」は質量部を示す。
支持体とし、それに、以下の材料より構成される塗料を
支持体上に浸漬コーティング法で塗布し、140℃で3
0分熱硬化して、膜厚が18μmの導電層を形成した。
ロン3部および共重合ナイロン3部をメタノール65部
およびnブタノール30部の混合溶媒に溶解した溶液を
浸漬コーティング法で塗布して、膜厚が0.7μmの中
間層を形成した。
2θ±0.2°の9.0°、14.2°、23.9°お
よび27.1°に強いピークを有するオキシチタニウム
フタロシアニン(TiOPc)4部、ポリビニルブチラ
ール(商品名:エスレックBM2、積水化学製)2部お
よびシクロヘキサノン60部を直径1mmガラスビーズ
を用いたサンドミル装置で4時間分散した後、エチルア
セテート100部を加えて電荷発生層用分散液を調製し
た。これを浸漬コーティング法で塗布して、膜厚が0.
3μmの電荷発生層を形成した。
部をモノクロロベンゼン60部およびジクロロメタン4
0部の混合溶媒に溶解した。
120℃で2時間乾燥して、膜厚が22μmの電荷輸送
層を形成した。
「レーザージェット4000」(プロセススピード9
4.2mm/s)を改造して用いた。改造は1次帯電の
ピーク間電圧を20%upとした。作成した電子写真感
光体をこの装置で28℃、90%RH下で通紙耐久試験
を行った。シーケンスはプリント1枚ごとに1回停止す
る間欠モードとした。
題がでるまで耐久した。
テープを用いたテーパー摩耗試験機を用い20分摩耗さ
せ、そのときの質量減少分を測定した。
lx、15分間の白色蛍光灯の光を当て5分間放置後、
明部電位を測定し、光を当てる前の明部電位との差をフ
ォトメモリー値とした。
時間放置し、400倍の顕微鏡観察によりソルベントク
ラックの有無を観察し、耐ソルベントクラック性を評価
した。その結果を第3表に示す。なお、ソルベントクラ
ックがないものを○、あるものを×として示す。
輸送物質25mg、50mg、100mgを添加し、室
温で攪拌溶解させて溶解性を目視で確認した。完全に溶
解したものを○、溶解しきれなかったものを×として示
す。
に示した構成のモノマーを用いた以外は、実施例1と同
様に電子写真感光体を作成し評価した。その結果を第3
表に示す。
支持体として、実施例1と同様にして、導電層および中
間層を形成した。
ク角2θ±0.2°の7.4°および28.2°に強い
ピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン4
部、ポリビニルブチラール(商品名:エスレックBX−
1、積水化学製)2部およびシクロヘキサノン80部を
直径1mmガラスビーズを用いたサンドミル装置で4時
間分散した後、エチルアセテート80部を加えて電荷発
生層用分散液を調製した。これを浸漬コーティング法で
塗布して、膜厚が0.2μmの電荷発生層を形成した。
2、15に用いた電荷輸送物質に代えて第4表の電荷輸
送物質を用いた以外は、実施例7、8、10、11、1
2、15と同様にして電荷輸送層用塗料を作成し、電荷
発生層上に浸漬コーティング法で塗布し、150℃で1
時間乾燥して、膜厚が23μmの電荷輸送層を形成し
た。
行った。その結果を第7表に示す。
て第5表のモノマーを用いた以外は、実施例16〜21
と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。その
結果を第7表に示す。
て第6表のモノマーを用いた以外は、実施例16〜21
と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。その
結果を第7表に示す。
マーを用いた以外は、実施例1と同様に電子写真感光体
を作成し評価した。その結果を第10表に示す。
マーを用いた以外は、実施例5と同様に電子写真感光体
を作成し評価した。その結果を第10表に示す。
なく優れた耐ソルベントクラック性を有し、さらに、機
械的強度が強く、かつ接触帯電による放電に対する耐電
気特性が良好であり製造が容易な接触帯電に適した、電
子写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカー
トリッジおよび電子写真装置を提供することが可能とな
った。
トリッジを有する電子写真装置の概略構成の例を示す図
である。
層構成の例を示す図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 支持体上に感光層を有する電子写真感光
体において、該感光層が、下記(A)および(B)から
なる群より選ばれる少なくとも1つの条件を満たす事を
特徴とする電子写真感光体。 (A)下記式(1)で示される反応性基を有するモノマ
ーの重合物を含有する。 【外1】 (式中、R0 は水素原子またはメチル基を示し、nは0
または1を示す。ただし、n=0のときR0 はメチル基
を示す)。 (B)下記式(2)で示される反応性基を有するモノマ
ーおよび該モノマーと反応可能な反応性基を有する電荷
輸送物質の共重合物を含有する。 −O−CH=CH2 (2) - 【請求項2】 前記感光層が条件(A)を満たす請求項
1に記載の電子写真感光体。 - 【請求項3】 前記感光層が電荷輸送物質を含有し、か
つ、前記電荷輸送物質が前記モノマーと反応可能な反応
性基を有する請求項2に記載の電子写真感光体。 - 【請求項4】 前記感光層が条件(B)を満たす請求項
1に記載の電子写真感光体。 - 【請求項5】 前記感光層が電荷輸送物質を含有し、か
つ、該電荷輸送物質の前記モノマーに対する溶解度S
が、S≧50mg/gである請求項1、3または4に記
載の電子写真感光体。 - 【請求項6】 前記感光層が電荷輸送物質を含有し、か
つ、該電荷輸送物質が有する反応性基が下記構造から選
ばれる構造を有する請求項1、3〜5のいずれかに記載
の電子写真感光体。 【外2】 - 【請求項7】 前記モノマーが芳香環構造を有する請求
項1〜6のいずれかに記載の電子写真感光体。 - 【請求項8】 前記モノマーがフマル酸エステル構造を
有する請求項1〜7のいずれかに記載の電子写真感光
体。 - 【請求項9】 前記モノマーの分子量が2000以下で
ある請求項1〜8のいずれかに記載の電子写真感光体。 - 【請求項10】 請求項1〜9のいずれかに記載の電子
写真感光体、および、帯電手段、現像手段およびクリー
ニング手段からなる群より選ばれる少なくとも1つの手
段を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在である
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 【請求項11】 前記帯電手段が接触帯電手段である請
求項10に記載のプロセスカートリッジ。 - 【請求項12】 請求項1〜9のいずれかに記載の電子
写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段及び転写手
段を有することを特徴とする電子写真装置。 - 【請求項13】 前記帯電手段が接触帯電手段である請
求項12に記載の電子写真装置。
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JP2000242839A JP3897522B2 (ja) | 1999-08-12 | 2000-08-10 | 電子写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカートリッジおよび電子写真装置 |
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JP2001117250A true JP2001117250A (ja) | 2001-04-27 |
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