JP2002296818A - 電子写真感光体、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な電子写真特性を有し、安定性に優れた
電子写真感光体、及び該電子写真感光体を有するプロセ
スカートリッジ及び電子写真装置を提供する。 【解決手段】 導電性支持体上に、少なくともフタロシ
アニンを含有する層を有する電子写真感光体において、
該フタロシアニンを含有する層の表面の純水に対する接
触角が８５°以上であることを特徴とする電子写真感光
体、及び該電子写真感光体を有するプロセスカートリッ
ジ及び電子写真装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真感光体、プ
ロセスカートリッジ及び電子写真装置に関し、詳しくは
良好な電子写真特性を有し、安定性に優れた電子写真感
光体、及び該電子写真感光体を有するプロセスカートリ
ッジ及び電子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、安全性が高く量産性に適し、更に
コストが安い低いなどの利点から、有機光導電性材料を
電子写真感光体に用いる研究が盛んに行われ、数多くの
感光体が提案され実用化されている。これら電子写真感
光体は複写機のみならず、半導体レーザー光を光源とす
るレーザービームプリンターなどに多く用いられてい
る。

【０００３】現在、主として用いられている半導体レー
ザーはその発振波長が７９０±２０ｎｍと比較的長波長
のため、これらの長波長の光に充分な感度を有する電子
写真感光体の開発が進められている。

【０００４】電子写真感光体の感度を有する領域は、主
として電荷発生材料の種類によって変わるものであり、
多くの電荷発生材料が検討されている。代表的な電荷発
生材料としてはフタロシアニン顔料、アゾ顔料、シアニ
ン染料、アズレン染料及びスクエアリウム染料などがあ
るが、その中でも長波長光に対して感度を有する電荷発
生材料としてはフタロシアニンが挙げられ、多くの研究
がなされている。

【０００５】多くのフタロシアニン化合物は様々な結晶
形を有することが知られており、例えば無金属フタロシ
アニンではα型、β型、γ型、δ型、ε型、ｘ型及びτ
型などがあり、銅フタロシアニンではα型、β型、γ
型、δ型、ε型及びｘ型などがあることが一般的に知ら
れている。

【０００６】また、結晶形の違いが電子写真特性（感度
や耐久時の電位安定性など）や塗料化した場合の塗料特
性にも大きな影響を与えることも一般に知られている。

【０００７】特に、長波長の光に対して高い感度を有す
るオキシチタニウムフタロシアニンに関しても、上述の
ごとく無金属フタロシアニンや銅フタロシアニンなど、
他のフタロシアニンと同様に多くの結晶形が知られてい
る。例えば、特開昭６１−２３９２４８号公報、特開昭
６２−６７０９４号公報、特開平１−１７０６６号公
報、特開平３−５４２６４号公報及び特開平３−１２８
９７３号公報などが挙げられる。

【０００８】しかしながら、比較的高い感度を有するこ
れらのオキシチタニウムフタロシアニンも残留電位が大
きいため、更なる高感度化を図るためには充分でないこ
とや、帯電、露光、現像及び転写などの画像形成プロセ
スを繰り返すことによる帯電電位の低下や明部電位の変
動が起こるなど、耐久安定性も充分ではなかった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、これ
らの問題点を解決し、良好な電子写真特性を有し、安定
性に優れた電子写真感光体、及び該電子写真感光体を有
するプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供する
ことである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、導電性
支持体上に、少なくともフタロシアニンを含有する層を
有する電子写真感光体において、該フタロシアニンを含
有する層の表面の純水に対する接触角が８５°以上であ
ることを特徴とする電子写真感光体、及び該電子写真感
光体を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置が
提供される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。

【００１２】本発明に用いられるフタロシアニンとして
は、例えばアルミクロルフタロシアニン、クロロインジ
ウムフタロシアニン、オキシバナジルフタロシアニン、
クロロガリウムフタロシアニン、マグネシウムフタロシ
アニン及びオキシチタニウムフタロシアニンなどの各種
金属フタロシアニンあるいは無金属フタロシアニンが挙
げられるが、高感度という点からはオキシチタニウムフ
タロシアニンが好ましく、ＣｕＫαのＸ線回折における
ブラッグ角（２θ±０．２°）の９．０°、１４．２
°、２３．９°及び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が特に好ましい。

【００１３】本発明に用いられるオキシチタニウムフタ
ロシアニンは下記構造式で示される。

【００１４】

【化１】 但し、Ｘ₁、Ｘ₂、Ｘ₃及びＸ₄はＣｌまたはＢｒを表し、
ｈ、ｉ、ｊ及びｋは０〜４の整数である。

【００１５】バインダー樹脂としては、例えばポリビニ
ルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、
フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルア
セタール樹脂、ポリスチレン樹脂及びポリアリレート樹
脂などが挙げられるが、ポリビニルブチラール樹脂が分
散液の安定性という点から好ましい。

【００１６】分散溶媒は、有機溶剤と水の混合溶媒であ
ればよいが、有機溶剤としては親水性のものが好まし
く、例えばテトラヒドロフラン、ｎ−プロピルエーテ
ル、ｎ−ブチルエーテル及び１，４−ジオキサンなどの
エーテル系溶剤、メタノール、エタノール、プロパノー
ル及び２−メトキシエタノールなどのアルコール系溶剤
及びアセトン、メチルエチルケトン及びシクロヘキサノ
ンなどのケトン系溶剤などが挙げられるが、これらの中
でもテトラヒドロフランが特に好ましい。

【００１７】溶剤の使用量及び混合組成は、オキシチタ
ニウムフタロシアニン１質量部に対し、有機溶剤が１０
質量部以上１６０質量部以下と水が０．０５質量部以上
１０質量部以下でバインダー樹脂が溶解する量及び液組
成であればよい。特に、オキシチタニウムフタロシアニ
ン１質量部に対し、有機溶剤が２０質量部以上８０質量
部以下と水が０．１質量部以上１質量部以下の混合溶媒
であることがより好ましい。この分散液をそのまま電荷
発生層用の塗料として用いても、他の有機溶剤と混合し
て用いてもよい。

【００１８】分散処理とは、例えばガラスビーズ、スチ
ールビーズ及びアルミナボールなどの分散メディアと共
にペイントシェーカー、サンドミル及びボールミルなど
のミリング装置や、ホモジナイザー、超音波分散及び高
圧液衝突分散装置などを用いて行う処理である。

【００１９】上記のポリビニルブチラール樹脂などのバ
インダー樹脂は親水性が強いため、撥水性の高いフタロ
シアニン顔料と有機溶剤のみで分散処理をすると、結晶
の発達が不充分なためフタロシアニンが層内部に覆われ
てしまい、その結果フタロシアニンを含有する層の表面
の純水に対する接触角を低下させ、充分な感度を有する
ことができないと推測される。

【００２０】つまり、分散溶媒を有機溶剤と水の混合溶
媒にすることにより結晶を充分に発達させ、フタロシア
ニンを含有する層の表面の純水に対する接触角を高める
ことで、高感度は電子写真感光体を得ることができるの
である。

【００２１】以下、本発明に用いる電子写真感光体の構
成について説明する。

【００２２】本発明における電子写真感光体は、感光層
が電荷輸送材料と電荷発生材料を同一の層に含有する単
層型であっても、電荷輸送層と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。
使用する導電性支持体は導電性を有するものであればよ
く、アルミニウム及びステンレスなどの金属、あるいは
導電層を設けた金属、紙及びプラスチックなどが挙げら
れる。

【００２３】レーザービームプリンター（ＬＢＰ）など
画像入力がレーザー光の場合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や金属粒子など
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、１０〜３０μｍであることがより好ましい。

【００２４】また、導電性支持体と感光層の間にはバリ
アー機能と接着機能を持つ中間層を設けることもでき
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、ポリウレタン及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。

【００２５】中間層の上には電荷発生層が形成される。
前記フタロシアニンを前記バインダー樹脂と分散溶媒と
共に分散処理した分散液を塗布し、乾燥することによっ
て形成される。電荷発生層中のフタロシアニンとバイン
ダー樹脂の割合は、質量比で１０：１〜１：５であるこ
とが好ましく、５：１〜１：２であることがより好まし
い。電荷発生層の膜厚は５μｍ以下であることが好まし
く、０．０５〜１μｍであることがより好ましい。

【００２６】電荷輸送層は主として電荷輸送材料とバイ
ンダー樹脂とを溶剤中に溶解させた塗料を塗工乾燥する
ことによって形成する。用い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、ヒドラゾン系化合物、
スチルベン系化合物、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及びチアゾール
系化合物などが挙げられる。また、バインダー樹脂とし
ては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルカ
ルバゾール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポ
リビニルアセテート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリアリ
レート樹脂及び塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重
合体樹脂などが挙げられる。電荷輸送層の膜厚は５〜４
０μｍであることが好ましく、１０〜３０μｍであるこ
とがより好ましい。

【００２７】更に、これらの感光層を外部の衝撃から保
護するために感光層の表面に薄い保護層を設けてもよ
い。

【００２８】これら、導電層、中間層、電荷発生層、電
荷輸送層及び保護層を形成する方法としては、浸漬コー
ティング法、スプレーコーティング法、スピナーコーテ
ィング法、ローラーコーティング法、ワイヤーコーティ
ング法及びブレードコーティング法などが挙げられる
が、これらに限られるものではない。

【００２９】図１に本発明の電子写真感光体を有するプ
ロセスカートリッジを有する電子写真装置の概略構成例
を示した。図において、１は像担持体としての本発明の
ドラム型感光体であり軸１ａを中心に矢印方向に所定の
周速度で回転駆動される。該感光体１はその回転過程で
帯電手段２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、次いで露光部３において不図示の露光手
段により露光Ｌ（スリット露光及びレーザービーム走査
露光など）を受ける。これにより感光体周面に露光像に
対応した静電潜像が順次形成されていく。

【００３０】その静電潜像は次いで現像手段４でトナー
現像され、そのトナー像が転写手段５により不図示の給
紙部から感光体１と転写手段５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Ｐの面に順次転写
されていく。像転写を受けた転写材Ｐは感光体面から分
離されて像定着手段８へ導入されて定着を受けて複写物
（コピー）として機外ヘプリントアウトされる。転写後
の感光体１の表面はクリーニング手段６にて転写残りト
ナーの除去を受けて清浄面化され、更に前露光手段７に
より除電処理されて繰り返して像形成に使用される。

【００３１】感光体１の均一帯電手段２としてはコロナ
帯電装置が一般に広く使用されている。また、転写装置
５もコロナ転写手段が一般に広く使用されている。電子
写真装置として、上述の感光体や現像手段、クリーニン
グ手段などの構成要素のうち、複数のものを装置ユニッ
トとして一体に結合して構成し、このユニットを装置本
体に対して着脱自在に構成してもよい。例えば、感光体
１とクリーニング手段６とを一体化して一つの装置ユニ
ットとし、装置本体のレールなどの案内手段を用いて着
脱自在の構成にしてもよい。このとき、上記の装置ユニ
ットの方に帯電手段及び／または現像手段を伴って構成
してもよい。

【００３２】露光Ｌは、電子写真装置を複写機やプリン
ターとして使用する場合には、原稿からの反射光や透過
光、あるいは原稿を読取り信号化し、この信号によりレ
ーザビームを走査したり、ＬＥＤアレイを駆動したり、
または液晶シャッターアレイを駆動したりして行われ
る。

【００３３】本発明の電子写真感光体は電子写真複写機
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、液晶プリンター及
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。

【００３４】

【実施例】以下に、具体的な実施例を挙げて本発明をよ
り詳細に説明する。なお、実施例中の「部」は質量部を
示す。

【００３５】［実施例１］３０φ２５４ｍｍのアルミシ
リンダーを支持体とし、それに、１０質量％酸化アンチ
モンを含有する酸化スズで被覆した酸化チタン粉体５０
部、レゾール型フェノール樹脂２５部、メトキシプロパ
ノール３０部、メタノール３０部及びシリコーンオイル
（ポリジメチルシロキサンポリオキシアルキレン共重合
体、重量平均分子量３０００）０．００２部を１ｍｍφ
ガラスビーズを用いてサンドミル装置で２時間分散する
ことによって、導電層用塗料を調製した。この塗料を支
持体上に浸漬コーティング法で塗布し、１４０℃で３０
分乾燥することによって、膜厚が２０μｍの導電層を形
成した。

【００３６】次に、上記導電層上にＮメトキシメチル化
ナイロン３部及び共重合ナイロン３部をメタノール６５
部及び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、乾燥することによっ
て、膜厚が０．５μｍの中間層を形成した。

【００３７】次に、電荷発生材料としてＣｕＫαのＸ線
回折におけるブラッグ角（２θ±０．２°）の９．０
°、１４．２°、２３．９°及び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１０部を用
い、ポリビニルブチラール（商品名：エスレックＢＸ−
１、積水化学工業社製）をテトラヒドロフラン：水＝９
７：３の混合溶媒に溶解し５質量％溶液としたものを１
６６部、テトラヒドロフラン：水＝９７：３の混合溶媒
を１５０部を共に１ｍｍφガラスビーズ４００部を用い
てサンドミル装置で４時間分散した後、テトラヒドロフ
ラン：水＝９７：３の混合溶媒を２１０部及びシクロヘ
キサノン２６０部を加えて電荷発生層用塗料を調製し
た。この塗料を上記中間層上に浸漬コーティング法で塗
布し、９５℃で１０分乾燥することによって、膜厚が
０．２μｍの電荷発生層を形成した。

【００３８】次に、滴下式の接触角計（商品名：ＣＡ−
Ｘ型、協和界面科学社製）を用いて、電荷発生層表面の
純水に対する接触角を測定した結果、接触角は８９．５
°であった。

【００３９】次に、電荷輸送材料として下記構造式のア
ミン化合物９部、

【００４０】

【化２】 下記構造式のアミン化合物１部、

【００４１】

【化３】 とポリカーボネート樹脂（商品名：ユーピロンＺ−４０
０、三菱ガス化学社製）１０部をモノクロロベンゼン６
０部／ジクロロメタン４０部の混合溶媒に溶解し電荷輸
送層用塗料を調製した。この塗料を上記電荷発生層上に
浸漬コーティング法で塗布し、１１５℃で６０分乾燥す
ることによって、膜厚が２５μｍの電荷輸送層を形成し
た。

【００４２】このようにして得られた電子写真感光体を
レーザービームプリンター（商品名：Ｌａｓｅｒ Ｗｒ
ｉｔｅｒ １６／６００ｐｓ、Ａｐｐｌｅ社製）の改造
機に取り付け、暗部電位（Ｖｄ）が−７００Ｖになるよ
うに帯電し、これに波長７８０ｎｍのレーザー光を照射
して明部電位（Ｖｌ）が−１５０Ｖになるのに必要な光
量を測定し、これを感度とした。

【００４３】更に、５０００枚の繰り返し画像出し耐久
試験を行い、暗部電位及び明部電位の初期と耐久直後の
変動量を（ΔＶｄ及びΔＶｌ）を測定した。結果を表１
に示す。

【００４４】［実施例２］電荷発生層用塗料の溶媒のテ
トラヒドロフランをシクロヘキサノンに代えて分散し、
調製した以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体
を作製し、評価を行った。電荷発生層を形成した後、電
荷発生層表面の純水に対する接触角を測定した結果、接
触角は８５．０°であった。結果を表１に示す。

【００４５】［実施例３］電荷発生層用塗料の溶媒のテ
トラヒドロフランを１，４−ジオキサンに代えて分散
し、調製した以外は、実施例１と同様にして電子写真感
光体を作製し、評価を行った。電荷発生層を形成した
後、電荷発生層表面の純水に対する接触角を測定した結
果、接触角は８７．５°であった。結果を表１に示す。

【００４６】［実施例４］電荷発生層用塗料の混合溶媒
のテトラヒドロフラン：水の比率を９７：３から９９：
１に変えて分散し、調製した以外は、実施例１と同様に
して電子写真感光体を作製し、評価を行った。電荷発生
層を形成した後、電荷発生層表面の純水に対する接触角
を測定した結果、接触角は８９．０°であった。結果を
表１に示す。

【００４７】［実施例５］電荷発生層用塗料の電荷発生
材料としてＣｕＫαのＸ線回折におけるブラッグ角（２
θ±０．２°）の２７．３°に明確なピークを有するオ
キシチタニウムフタロシアニンを用いて分散し、調製し
た以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体を作製
し、評価を行った。電荷発生層を形成した後、電荷発生
層表面の純水に対する接触角を測定した結果、接触角は
９０．５°であった。結果を表１に示す。

【００４８】［比較例１］電荷発生層用塗料のテトラヒ
ドロフラン：水混合溶媒をテトラヒドロフラン１００質
量％に代えて分散し、調製した以外は、実施例１と同様
にして電子写真感光体を作製し、評価を行った。電荷発
生層を形成した後、電荷発生層表面の純水に対する接触
角を測定した結果、接触角は８２．５°であった。結果
を表１に示す。

【００４９】［比較例２］電荷発生層用塗料のテトラヒ
ドロフラン：水混合溶媒をシクロヘキサノン１００質量
％に代えて分散し、調製した以外は、実施例１と同様に
して電子写真感光体を作製し、評価を行った。電荷発生
層を形成した後、電荷発生層表面の純水に対する接触角
を測定した結果、接触角は８０．０°であった。結果を
表１に示す。

【００５０】［比較例３］電荷発生層用塗料のテトラヒ
ドロフラン：水混合溶媒をテトラヒドロフラン１００質
量％に代えて分散し、調製した以外は、実施例５と同様
にして電子写真感光体を作製し、評価を行った。電荷発
生層を形成した後、電荷発生層表面の純水に対する接触
角を測定した結果、接触角は８３．５°であった。結果
を表１に示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【発明の効果】本発明によって、フタロシアニンを含有
する層の表面の純水に対する接触角を８５°以上にする
ことにより、良好な電子写真特性を有し、安定性に優れ
た電子写真感光体、及び該電子写真感光体を有するプロ
セスカートリッジ及び電子写真装置を提供することが可
能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真感光体を有するプロセスカー
トリッジを有する電子写真装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 感光体 ２ 帯電手段 ３ 露光部 ４ 現像手段 ５ 転写手段 ６ クリーニング手段 ７ 前露光手段 ８ 像定着手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H068 AA19 AA28 AA37 BA38 BA39 EA05 EA14 FA27

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性支持体上に、少なくともフタロシ
   アニンを含有する層を有する電子写真感光体において、
   該フタロシアニンを含有する層の表面の純水に対する接
   触角が８５°以上であることを特徴とする電子写真感光
   体。
2. 【請求項２】 前記フタロシアニンがオキシチタニウム
   フタロシアニンである請求項１記載の電子写真感光体。
3. 【請求項３】 前記オキシチタニウムフタロシアニンが
   ＣｕＫαのＸ線回折におけるブラッグ角（２θ±０．２
   °）の９．０°、１４．２°、２３．９°及び２７．１
   °に強いピークを有する請求項２記載の電子写真感光
   体。
4. 【請求項４】 前記オキシチタニウムフタロシアニンを
   含有する層が、オキシチタニウムフタロシアニンを有機
   溶剤／水の混合溶媒で処理した分散液を用いて形成され
   たものである請求項２または３に記載の電子写真感光
   体。
5. 【請求項５】 前記フタロシアニンを含有する層が電荷
   発生層であり、更に該電荷発生層上に電荷輸送層を有す
   る請求項１〜４のいずれかに記載の電子写真感光体。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の電子写
   真感光体を、該電子写真感光体を帯電させる帯電手段、
   静電潜像の形成された電子写真感光体をトナーで現像す
   る現像手段、及び転写工程後の感光体上に残余するトナ
   ーを回収するクリーニング手段からなる群より選ばれた
   少なくとも一つの手段と共に一体に支持し、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。
7. 【請求項７】 請求項１〜５のいずれかに記載の電子写
   真感光体、該電子写真感光体を帯電させる帯電手段、帯
   電した電子写真感光体に対し露光を行い静電潜像を形成
   する露光手段、静電潜像の形成された電子写真感光体を
   トナーで現像する現像手段、及び転写材上のトナー像を
   加熱転写する転写手段を有することを特徴とする電子写
   真装置。