JP2004133383A - プロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【課題】保管経時後の帯電露光の繰り返しによる、感光体特性の劣化を抑え、保管経時後においても高品位な画像が形成できるプロセスカートリッジを提供する。
【解決手段】導電性支持体と感光層とを具備し、該感光層の表面層に潤滑剤を含有する電子写真感光体と、帯電手段、現像手段及び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が枠体に一体に支持されており、且つ電子写真装置に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、該枠体が酸化防止剤を含有している樹脂からなり、該酸化防止剤は、該枠体から該電子写真感光体に移行するものである。
【選択図】 なし
【解決手段】導電性支持体と感光層とを具備し、該感光層の表面層に潤滑剤を含有する電子写真感光体と、帯電手段、現像手段及び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が枠体に一体に支持されており、且つ電子写真装置に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、該枠体が酸化防止剤を含有している樹脂からなり、該酸化防止剤は、該枠体から該電子写真感光体に移行するものである。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスは電子写真感光体に帯電、露光により静電潜像を形成した後に、現像剤を現像、転写することにより画像形成を行う。電子写真感光体は暗所では絶縁性であり、露光時にはフォトキャリアを発生し電気抵抗が変化する光導電性材料を用いる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来より電子写真感光体としてはセレン、酸化亜鉛、硫化カドミウム等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。しかしこれらは熱安定性、耐湿性、耐久性、生産性において必ずしも満足できるものではなかった。
【０００４】
無機感光体の欠点を克服する目的で様々な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（例えば特許文献２参照）、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とからなる感光体（例えば特許文献３参照）等が公知である。
【０００５】
さらに有機光導電性化合物はその化合物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、例えば特許文献４、特許文献５には可視領域で高感度を示すアゾ顔料が開示されており、また、特許文献６、特許文献７には赤外領域まで感度を有しているアゾ顔料が開示されている。
【０００６】
これらの材料のうち赤外領域に感度を示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）、レーザー複写記や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。
【０００７】
これら有機光導電性化合物を用いた電子写真感光体は電気的、機械的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。一方当然のことながら電子写真感光体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。
【０００８】
特に繰り返し使用される電子写真感光体においてはその電子写真感光体表面にはコロナまたは直接帯電、画像露光、トナー現像、転写工程、表面クリーニングなどの化学的、電気的、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。
【０００９】
具体的には帯電時のオゾン、および窒素酸化物による化学的劣化や、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、電気的劣化にたいする耐久性が求められている。
【００１０】
化学的・電気的劣化は帯電露光の繰り返しにより感光体の化学的・電気的疲労が生じ、感度や解像度の変化や帯電能の変化を引き起こす。
【００１１】
機械的劣化は特に無機感光体と異なり物質的に柔らかいものが多い有機感光体には機械的劣化にたいする耐久性が劣り耐久性向上は特に切望されているものである。
【００１２】
上記のような感光体に要求される耐久特性を満足させるためにいろいろ試みがなされてきた。
【００１３】
表面層によく使用され摩耗性、電気特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すべてを解決してはおらず特に機械的耐久性は十分とは言えないのが実情である。
【００１４】
それらを補うために、感光層に潤滑剤を添加する試みも為されているが、トラップの形成による特性の劣化等を引き起こした。
【００１５】
さらに近年、特許文献８、特許文献９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直接帯電方式が主流となりつつある（例えば特許文献）。
【００１６】
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、直接帯電はこの浪費分がなく非常に経済的である、などのメリットをもつ。
【００１７】
しかし、直接帯電はパッシェン則による放電による帯電のため帯電安定性が非常に悪いという欠点をもつ。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（例えば特許文献１０参照）。
【００１８】
この帯電方式により帯電時の安定性は良化したがＡＣを重畳するために電子写真感光体への放電量は大幅に増大し、さらに電気的高周波振動の刺激が加えられるため電子写真感光体の特性劣化を生じ、特に潤滑剤のような、電荷のトラップとなる材料が感光体に用いられる場合、電位の低下等の弊害を引き起こした。
【００１９】
【特許文献１】
米国特許第２２９７６９１号明細書
【特許文献２】
米国特許第３８３７８５１号明細書
【特許文献３】
米国特許第３８７１８８０号明細書
【特許文献４】
特開昭６１−２７２７５４号公報
【特許文献５】
特開昭５６−１６７７５９号公報
【特許文献６】
特開昭５７−１９５７６号公報
【特許文献７】
特開昭６１−２２８４５３号公報
【特許文献８】
特開昭５７−１７８２６公報
【特許文献９】
特開昭５８−４０５６６公報
【特許文献１０】
特開昭６３−１４９６６８公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、保管経時後の帯電露光の繰り返しによる、感光体特性の劣化を抑え、保管経時後においても高品位な画像が形成できるプロセスカートリッジを提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプロセスカートリッジは、導電性支持体と感光層とを具備し、該感光層の表面層に潤滑剤を含有する電子写真感光体と、帯電手段、現像手段及び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が枠体に一体に支持されており、且つ電子写真装置に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、該枠体が酸化防止剤を含有している樹脂からなり、該酸化防止剤は、該枠体から該電子写真感光体に移行するものである事を特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下本発明に用いるプロセスカートリッジ、及び電子写真感光体の構成について説明する。
【００２３】
本発明の電子写真感光体を支持するプロセスカートリッジは、構成する樹脂に酸化防止剤を含有する。また電子写真感光体を支持した後のプロセスカートリッジは、樹脂性のケースまたは袋に密閉されて保存される。
【００２４】
前記酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、含イオウ化合物、含リン化合物等が使用可能で、複数の酸化防止剤を組み合わせて用いる事も可能である。
【００２５】
前記プロセスカートリッジを構成する樹脂としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、フェノキシ樹脂、ポリエチレン、アルキッド樹脂またはそれらからなる共重合体等が挙げられる。また異なる樹脂を混合して用いる事も可能である。
【００２６】
前記プロセスカートリッジを密閉して保存するケースまたは袋を構成する樹脂としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、フェノキシ樹脂、ポリエチレン、アルキッド樹脂またはそれらからなる共重合体等が挙げられる。また異なる樹脂を混合して用いる事も可能である。
【００２７】
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。
【００２８】
本発明の電子写真感光体は、表面層に潤滑剤と酸化防止剤を含有する。
【００２９】
潤滑剤としては、フッ素系、シリコン系の各種オイル、樹脂が使用可能である。またそれらから選ばれる、複数の潤滑剤を含有する事も可能である。酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、含イオウ化合物、含リン化合物等が使用可能で、複数の酸化防止剤を組み合わせて用いる事も可能である。
【００３０】
使用する導電性基体は導電性を有するものであればよく、アルミニウム、ステンレスなどの金属、あるいは導電層を設けた金属、紙、プラスチックなどが挙げられ、形状はシート状、円筒状などがあげられる。
【００３１】
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、または基盤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。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、好ましくは１０〜３０μｍが適当である。
【００３２】
そのうえに接着機能を有する中間層をもうけてもよい。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、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、好ましくは０．３〜１μｍが適当である。
【００３３】
中間層の上には電荷発生層が形成される。本発明に用いられる電荷発生物質としてはセレンーテルル、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、非対称キノシアニン系の各顔料が挙げられる。機能分離型の場合、電荷発生層は前期電荷発生物質を０．３〜４倍量の結着剤樹脂および溶剤とともにホモジナイザー、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、乾燥させて形成される。電荷発生層の膜厚は５μｍ以下、好ましくは０．０１〜２μｍが適当である。
【００３４】
電荷輸送層は電荷輸送材料をバインダー樹脂と溶剤中に溶解させた塗料を塗工乾燥して形成する。電荷輸送材の例としては、アリールアミン化合物、アリールメタン化合物、アニリン化合物、カルバゾール化合物、スチリル化合物、ヒドラゾン化合物、芳香族ニトロ化合物、芳香族シアノ化合物等が挙げられる。バインダー樹脂としてはアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、フェノキシ樹脂、ポリエチレン、アルキッド樹脂等が挙げられる。電荷輸送材の感光層に占める割合は、１０〜９９重量％存在するのが好ましく、より好ましくは３０〜７０重量％である。電荷輸送層の膜厚は５〜４０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍが適当である。また電荷輸送層は表面物性を改良するために各種の表面改質を施すことも可能である。たとえば潤滑性、離型性、撥水性を良くするためにシリコーン系、フッ素系のオリゴマー、ポリマー等を添加してもよい。
【００３５】
本発明による電子写真感光体は表面層に保護層を設けてもよい。保護層は各種樹脂に電荷輸送材、電荷発生材、導電材等を混合して形成する。反応性のモノマー、オリゴマー、またはポリマーを重合させて形成される保護層は、反応成のモノマー、オリゴマー、またはポリマーの具体例としてエチレン性二重結合を有するアリル、アクリレート等や、エポキシ、ウレタン、フェノール性水酸基等の反応性基を有するモノマー、オリゴマー、またはポリマー等が挙げられる。反応性のモノマー、オリゴマー、またはポリマーを重合させるには単独で加熱等で重合させてもよいが、触媒、開始剤等を加え熱、光等で重合させてもよい。アクリル基を有するモノマーや多官能モノマーをラジカル開始剤にて熱またはＵＶにより重合させる方法や、エポキシ、ビニルエーテル、ポリエン等をカチオン触媒により熱またはＵＶにより重合させる方法が一般的である。
【００３６】
保護層は前記重合物単独で用いることも可能であるが、電気特性を調整するために導電材を混合することも可能である。導電材としては各種金属やその酸化物、窒化物、ハロゲン化物の他、導電性ポリマーやカーボン等が用いられる。導電材は表面層を形成する重合体との親和性を良くするために各種表面処理等をすることも可能である。
【００３７】
また保護層は表面物性を改良するために各種の表面改質を施すことも可能である。たとえば潤滑性、離型性、撥水性を良くするためにシリコーン系、フッ素系のオリゴマー、ポリマー等を添加してもよい。
【００３８】
以下実施例に従って説明する。
【００３９】
（実施例１）
直径２４ｍｍのＡｌシリンダーを支持体とし、それに、以下の材料より構成される塗料を支持体上に浸せき法で塗布し１４０℃、３０分熱硬化して１５μｍの導電層を形成した。
導電性顔料：ＳｎＯ２コート処理硫酸バリウム １０部
抵抗調節用顔料：酸化チタン ２部
バインダー樹脂：フェノール樹脂 ６部
レベリング材：シリコーンオイル ０．００１部
溶剤：メタノール、メトキシプロパノール ０．２／０．８２０部
次に、この上にＮ−メトキシメチル化ナイロン３部および共重合ナイロン３部をメタノール６５部、ｎ−ブタノール３０部の混合溶媒に溶解した溶液を浸せき法で塗布し０．５μｍの中間層を形成した。
【００４０】
次に、ＣｕＫαのＸ線回折スペクトルにおける回折角２θ±０．２°が９．０°、１４．２°、２３．９°、２７．１°に強いピークを有するＴｉＯＰｃ４部とポリビニルプチラール（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φ１ｍｍガラスビーズを用いたサンドミル装置で４時間分散したあとエチルアセテート１００部を加えて電荷発生層用分散液を調製した。これを浸せき法で塗布し０．３μｍの電荷発生層を形成した。
【００４１】
更に、下記構造式のアミン化合物１を９部、下記構造式のアミン化合物２を１部、及びポリカーボネート樹脂（分子量２万）１０部、をモノクロロベンゼン６０部ジクロロメタン５０部の混合溶媒に溶解した。この溶液にポリテトラフルオロエチレン樹脂微粒子（ルブロンＬ−２：ダイキン製）０．８部、フッ素系界面活性剤（アロンＧＦ３００：東亜合成製）０．０３部を加え、高圧分散機（ナノマイザ一社製）を用いて均一に分散した。この塗料を浸せき法で塗布し１２０℃１時間乾燥し２２μｍの電荷輸送層を形成して、電子写真感光体を調製した。
【００４２】
【外１】
アミン化合物（１）
【００４３】
【外２】
アミン化合物（２）
【００４４】
一方、高密度ポリスチレン１００部、導電性カーボン１０部、酸化防止剤としてＢＨＴ（２，６−ジ−ｔｅｒｔブチル−４−メチルフェノール）７部を混合し、プロセスカートリッジ枠体用の型に導入してプロセスカートリッジ枠体を成形した。
【００４５】
前記プロセスカートリッジ枠体を成形して１８時間後に前記電子写真感光体をプロセスカートリッジ枠体に組み込み、プロセスカートリッジを組み立てた。
【００４６】
前記プロセスカートリッジは組み立て後すぐに導電性カーボンを含有したポリエチレン性のフイルムからなる袋に入れ、ヒートシールにより密閉した。
【００４７】
（比較例１）
実施例１のサンプルにおいて、プロセスカートリッジ枠体が酸化防止剤を含有しない事以外同様のサンプルを作成した。
【００４８】
次に画像評価について説明する。装置はヒューレット・パッカード社製レーザービームプリンター「ＬＡＳＥＲＪＥＴＴ２１００」を用いた。この装置は電子写真感光体の帯電方式として直流成分に交流成分を加えた導電ローラによる接触帯電を行っている。
【００４９】
この装置及び密閉された実施例１と比較例１のプロセスカートリッジを温度３０度、湿度８０％の恒温恒湿槽に入れ、１２時間環境になじませた。なお密閉されたプロセスカートリッジは、３０日間密閉状態で常温常湿の環境で保存した後、恒温恒湿槽に入れた。
【００５０】
密閉された実施例１のプロセスカートリッジを、開封して直後にプリンターに装着し、プリンターの電源をオンにした。
【００５１】
プリンターがスタンバイ状態になった後、印字率３％相当の文字情報データを出力し、２００枚の印字を行った。
【００５２】
印字終了後、感光体の電位を測定した所、初期に比べて同等の電位であった。
【００５３】
同様に比較例１のプロセスカートリッジをテストした所、感光体の電位が２５Ｖ低下しており、安定性にかける事が解かった。
【００５４】
（実施例２）
以下の方法で電荷輸送層を形成した以外は、上記実施例１と同様にして電子写真感光体の調製、並びにプロセスカートリッジの作成を行った。
【００５５】
即ち、アミン化合物１を８部、上記アミン化合物２を２部、及び下記構造で示される共重合ポリアリレート樹脂（分子量２万）１０部をモノクロロベンゼン６０部、ジクロロメタン５０部の混合溶媒に溶解した。この溶液にポリテトラフルオロエチレン微粒子（ルブロンＬ−２：ダイキン製）１部、フッ素系界面活性剤（アロンＧＦ３００：東亜合成製）０．０５部を加え、高圧分散機（ナノマイザー）を用いて均一に分散した。この塗料を浸せき法で塗布し１２０℃１時間乾燥し２０μｍの電荷輸送層を形成した。
【００５６】
【外３】
【００５７】
（比較例２）
実施例２のサンプルにおいて、プロセスカートリッジ枠体が酸化防止剤を含有しない事以外同様のサンプルを作成した。
【００５８】
作成した実施例２のプロセスカートリッジを、実施例１のプロセスカートリッジと同様の方法で画像評価した所、電位低下のない良好な感光体である事がわかった。
【００５９】
一方比較例２のプロセスカートリッジについては、電位低下が２０Ｖ発生し、安定性にかける事がわかった。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、保管経時後の帯電露光の繰り返しによる、感光体特性の劣化を抑え、保管経時後においても高品位な画像が形成できるプロセスカートリッジが提供される。
【発明の属する技術分野】
本発明はプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスは電子写真感光体に帯電、露光により静電潜像を形成した後に、現像剤を現像、転写することにより画像形成を行う。電子写真感光体は暗所では絶縁性であり、露光時にはフォトキャリアを発生し電気抵抗が変化する光導電性材料を用いる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来より電子写真感光体としてはセレン、酸化亜鉛、硫化カドミウム等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。しかしこれらは熱安定性、耐湿性、耐久性、生産性において必ずしも満足できるものではなかった。
【０００４】
無機感光体の欠点を克服する目的で様々な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（例えば特許文献２参照）、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とからなる感光体（例えば特許文献３参照）等が公知である。
【０００５】
さらに有機光導電性化合物はその化合物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、例えば特許文献４、特許文献５には可視領域で高感度を示すアゾ顔料が開示されており、また、特許文献６、特許文献７には赤外領域まで感度を有しているアゾ顔料が開示されている。
【０００６】
これらの材料のうち赤外領域に感度を示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）、レーザー複写記や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。
【０００７】
これら有機光導電性化合物を用いた電子写真感光体は電気的、機械的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。一方当然のことながら電子写真感光体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。
【０００８】
特に繰り返し使用される電子写真感光体においてはその電子写真感光体表面にはコロナまたは直接帯電、画像露光、トナー現像、転写工程、表面クリーニングなどの化学的、電気的、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。
【０００９】
具体的には帯電時のオゾン、および窒素酸化物による化学的劣化や、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、電気的劣化にたいする耐久性が求められている。
【００１０】
化学的・電気的劣化は帯電露光の繰り返しにより感光体の化学的・電気的疲労が生じ、感度や解像度の変化や帯電能の変化を引き起こす。
【００１１】
機械的劣化は特に無機感光体と異なり物質的に柔らかいものが多い有機感光体には機械的劣化にたいする耐久性が劣り耐久性向上は特に切望されているものである。
【００１２】
上記のような感光体に要求される耐久特性を満足させるためにいろいろ試みがなされてきた。
【００１３】
表面層によく使用され摩耗性、電気特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すべてを解決してはおらず特に機械的耐久性は十分とは言えないのが実情である。
【００１４】
それらを補うために、感光層に潤滑剤を添加する試みも為されているが、トラップの形成による特性の劣化等を引き起こした。
【００１５】
さらに近年、特許文献８、特許文献９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直接帯電方式が主流となりつつある（例えば特許文献）。
【００１６】
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、直接帯電はこの浪費分がなく非常に経済的である、などのメリットをもつ。
【００１７】
しかし、直接帯電はパッシェン則による放電による帯電のため帯電安定性が非常に悪いという欠点をもつ。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（例えば特許文献１０参照）。
【００１８】
この帯電方式により帯電時の安定性は良化したがＡＣを重畳するために電子写真感光体への放電量は大幅に増大し、さらに電気的高周波振動の刺激が加えられるため電子写真感光体の特性劣化を生じ、特に潤滑剤のような、電荷のトラップとなる材料が感光体に用いられる場合、電位の低下等の弊害を引き起こした。
【００１９】
【特許文献１】
米国特許第２２９７６９１号明細書
【特許文献２】
米国特許第３８３７８５１号明細書
【特許文献３】
米国特許第３８７１８８０号明細書
【特許文献４】
特開昭６１−２７２７５４号公報
【特許文献５】
特開昭５６−１６７７５９号公報
【特許文献６】
特開昭５７−１９５７６号公報
【特許文献７】
特開昭６１−２２８４５３号公報
【特許文献８】
特開昭５７−１７８２６公報
【特許文献９】
特開昭５８−４０５６６公報
【特許文献１０】
特開昭６３−１４９６６８公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、保管経時後の帯電露光の繰り返しによる、感光体特性の劣化を抑え、保管経時後においても高品位な画像が形成できるプロセスカートリッジを提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプロセスカートリッジは、導電性支持体と感光層とを具備し、該感光層の表面層に潤滑剤を含有する電子写真感光体と、帯電手段、現像手段及び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が枠体に一体に支持されており、且つ電子写真装置に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、該枠体が酸化防止剤を含有している樹脂からなり、該酸化防止剤は、該枠体から該電子写真感光体に移行するものである事を特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下本発明に用いるプロセスカートリッジ、及び電子写真感光体の構成について説明する。
【００２３】
本発明の電子写真感光体を支持するプロセスカートリッジは、構成する樹脂に酸化防止剤を含有する。また電子写真感光体を支持した後のプロセスカートリッジは、樹脂性のケースまたは袋に密閉されて保存される。
【００２４】
前記酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、含イオウ化合物、含リン化合物等が使用可能で、複数の酸化防止剤を組み合わせて用いる事も可能である。
【００２５】
前記プロセスカートリッジを構成する樹脂としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、フェノキシ樹脂、ポリエチレン、アルキッド樹脂またはそれらからなる共重合体等が挙げられる。また異なる樹脂を混合して用いる事も可能である。
【００２６】
前記プロセスカートリッジを密閉して保存するケースまたは袋を構成する樹脂としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、フェノキシ樹脂、ポリエチレン、アルキッド樹脂またはそれらからなる共重合体等が挙げられる。また異なる樹脂を混合して用いる事も可能である。
【００２７】
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。
【００２８】
本発明の電子写真感光体は、表面層に潤滑剤と酸化防止剤を含有する。
【００２９】
潤滑剤としては、フッ素系、シリコン系の各種オイル、樹脂が使用可能である。またそれらから選ばれる、複数の潤滑剤を含有する事も可能である。酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、含イオウ化合物、含リン化合物等が使用可能で、複数の酸化防止剤を組み合わせて用いる事も可能である。
【００３０】
使用する導電性基体は導電性を有するものであればよく、アルミニウム、ステンレスなどの金属、あるいは導電層を設けた金属、紙、プラスチックなどが挙げられ、形状はシート状、円筒状などがあげられる。
【００３１】
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、または基盤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。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、好ましくは１０〜３０μｍが適当である。
【００３２】
そのうえに接着機能を有する中間層をもうけてもよい。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、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、好ましくは０．３〜１μｍが適当である。
【００３３】
中間層の上には電荷発生層が形成される。本発明に用いられる電荷発生物質としてはセレンーテルル、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、非対称キノシアニン系の各顔料が挙げられる。機能分離型の場合、電荷発生層は前期電荷発生物質を０．３〜４倍量の結着剤樹脂および溶剤とともにホモジナイザー、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、乾燥させて形成される。電荷発生層の膜厚は５μｍ以下、好ましくは０．０１〜２μｍが適当である。
【００３４】
電荷輸送層は電荷輸送材料をバインダー樹脂と溶剤中に溶解させた塗料を塗工乾燥して形成する。電荷輸送材の例としては、アリールアミン化合物、アリールメタン化合物、アニリン化合物、カルバゾール化合物、スチリル化合物、ヒドラゾン化合物、芳香族ニトロ化合物、芳香族シアノ化合物等が挙げられる。バインダー樹脂としてはアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、フェノキシ樹脂、ポリエチレン、アルキッド樹脂等が挙げられる。電荷輸送材の感光層に占める割合は、１０〜９９重量％存在するのが好ましく、より好ましくは３０〜７０重量％である。電荷輸送層の膜厚は５〜４０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍが適当である。また電荷輸送層は表面物性を改良するために各種の表面改質を施すことも可能である。たとえば潤滑性、離型性、撥水性を良くするためにシリコーン系、フッ素系のオリゴマー、ポリマー等を添加してもよい。
【００３５】
本発明による電子写真感光体は表面層に保護層を設けてもよい。保護層は各種樹脂に電荷輸送材、電荷発生材、導電材等を混合して形成する。反応性のモノマー、オリゴマー、またはポリマーを重合させて形成される保護層は、反応成のモノマー、オリゴマー、またはポリマーの具体例としてエチレン性二重結合を有するアリル、アクリレート等や、エポキシ、ウレタン、フェノール性水酸基等の反応性基を有するモノマー、オリゴマー、またはポリマー等が挙げられる。反応性のモノマー、オリゴマー、またはポリマーを重合させるには単独で加熱等で重合させてもよいが、触媒、開始剤等を加え熱、光等で重合させてもよい。アクリル基を有するモノマーや多官能モノマーをラジカル開始剤にて熱またはＵＶにより重合させる方法や、エポキシ、ビニルエーテル、ポリエン等をカチオン触媒により熱またはＵＶにより重合させる方法が一般的である。
【００３６】
保護層は前記重合物単独で用いることも可能であるが、電気特性を調整するために導電材を混合することも可能である。導電材としては各種金属やその酸化物、窒化物、ハロゲン化物の他、導電性ポリマーやカーボン等が用いられる。導電材は表面層を形成する重合体との親和性を良くするために各種表面処理等をすることも可能である。
【００３７】
また保護層は表面物性を改良するために各種の表面改質を施すことも可能である。たとえば潤滑性、離型性、撥水性を良くするためにシリコーン系、フッ素系のオリゴマー、ポリマー等を添加してもよい。
【００３８】
以下実施例に従って説明する。
【００３９】
（実施例１）
直径２４ｍｍのＡｌシリンダーを支持体とし、それに、以下の材料より構成される塗料を支持体上に浸せき法で塗布し１４０℃、３０分熱硬化して１５μｍの導電層を形成した。
導電性顔料：ＳｎＯ２コート処理硫酸バリウム １０部
抵抗調節用顔料：酸化チタン ２部
バインダー樹脂：フェノール樹脂 ６部
レベリング材：シリコーンオイル ０．００１部
溶剤：メタノール、メトキシプロパノール ０．２／０．８２０部
次に、この上にＮ−メトキシメチル化ナイロン３部および共重合ナイロン３部をメタノール６５部、ｎ−ブタノール３０部の混合溶媒に溶解した溶液を浸せき法で塗布し０．５μｍの中間層を形成した。
【００４０】
次に、ＣｕＫαのＸ線回折スペクトルにおける回折角２θ±０．２°が９．０°、１４．２°、２３．９°、２７．１°に強いピークを有するＴｉＯＰｃ４部とポリビニルプチラール（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φ１ｍｍガラスビーズを用いたサンドミル装置で４時間分散したあとエチルアセテート１００部を加えて電荷発生層用分散液を調製した。これを浸せき法で塗布し０．３μｍの電荷発生層を形成した。
【００４１】
更に、下記構造式のアミン化合物１を９部、下記構造式のアミン化合物２を１部、及びポリカーボネート樹脂（分子量２万）１０部、をモノクロロベンゼン６０部ジクロロメタン５０部の混合溶媒に溶解した。この溶液にポリテトラフルオロエチレン樹脂微粒子（ルブロンＬ−２：ダイキン製）０．８部、フッ素系界面活性剤（アロンＧＦ３００：東亜合成製）０．０３部を加え、高圧分散機（ナノマイザ一社製）を用いて均一に分散した。この塗料を浸せき法で塗布し１２０℃１時間乾燥し２２μｍの電荷輸送層を形成して、電子写真感光体を調製した。
【００４２】
【外１】
アミン化合物（１）
【外２】
アミン化合物（２）
一方、高密度ポリスチレン１００部、導電性カーボン１０部、酸化防止剤としてＢＨＴ（２，６−ジ−ｔｅｒｔブチル−４−メチルフェノール）７部を混合し、プロセスカートリッジ枠体用の型に導入してプロセスカートリッジ枠体を成形した。
【００４５】
前記プロセスカートリッジ枠体を成形して１８時間後に前記電子写真感光体をプロセスカートリッジ枠体に組み込み、プロセスカートリッジを組み立てた。
【００４６】
前記プロセスカートリッジは組み立て後すぐに導電性カーボンを含有したポリエチレン性のフイルムからなる袋に入れ、ヒートシールにより密閉した。
【００４７】
（比較例１）
実施例１のサンプルにおいて、プロセスカートリッジ枠体が酸化防止剤を含有しない事以外同様のサンプルを作成した。
【００４８】
次に画像評価について説明する。装置はヒューレット・パッカード社製レーザービームプリンター「ＬＡＳＥＲＪＥＴＴ２１００」を用いた。この装置は電子写真感光体の帯電方式として直流成分に交流成分を加えた導電ローラによる接触帯電を行っている。
【００４９】
この装置及び密閉された実施例１と比較例１のプロセスカートリッジを温度３０度、湿度８０％の恒温恒湿槽に入れ、１２時間環境になじませた。なお密閉されたプロセスカートリッジは、３０日間密閉状態で常温常湿の環境で保存した後、恒温恒湿槽に入れた。
【００５０】
密閉された実施例１のプロセスカートリッジを、開封して直後にプリンターに装着し、プリンターの電源をオンにした。
【００５１】
プリンターがスタンバイ状態になった後、印字率３％相当の文字情報データを出力し、２００枚の印字を行った。
【００５２】
印字終了後、感光体の電位を測定した所、初期に比べて同等の電位であった。
【００５３】
同様に比較例１のプロセスカートリッジをテストした所、感光体の電位が２５Ｖ低下しており、安定性にかける事が解かった。
【００５４】
（実施例２）
以下の方法で電荷輸送層を形成した以外は、上記実施例１と同様にして電子写真感光体の調製、並びにプロセスカートリッジの作成を行った。
【００５５】
即ち、アミン化合物１を８部、上記アミン化合物２を２部、及び下記構造で示される共重合ポリアリレート樹脂（分子量２万）１０部をモノクロロベンゼン６０部、ジクロロメタン５０部の混合溶媒に溶解した。この溶液にポリテトラフルオロエチレン微粒子（ルブロンＬ−２：ダイキン製）１部、フッ素系界面活性剤（アロンＧＦ３００：東亜合成製）０．０５部を加え、高圧分散機（ナノマイザー）を用いて均一に分散した。この塗料を浸せき法で塗布し１２０℃１時間乾燥し２０μｍの電荷輸送層を形成した。
【００５６】
【外３】
（比較例２）
実施例２のサンプルにおいて、プロセスカートリッジ枠体が酸化防止剤を含有しない事以外同様のサンプルを作成した。
【００５８】
作成した実施例２のプロセスカートリッジを、実施例１のプロセスカートリッジと同様の方法で画像評価した所、電位低下のない良好な感光体である事がわかった。
【００５９】
一方比較例２のプロセスカートリッジについては、電位低下が２０Ｖ発生し、安定性にかける事がわかった。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、保管経時後の帯電露光の繰り返しによる、感光体特性の劣化を抑え、保管経時後においても高品位な画像が形成できるプロセスカートリッジが提供される。
Claims (5)
- 導電性支持体と感光層とを具備し、該感光層の表面層に潤滑剤を含有する電子写真感光体と、帯電手段、現像手段及び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が枠体に一体に支持されており、且つ電子写真装置に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、該枠体が酸化防止剤を含有している樹脂からなり、該酸化防止剤は、該枠体から該電子写真感光体に移行するものである事を特徴とするプロセスカートリッジ。
- 樹脂性の容器または袋に外気と遮断された状態で密閉されている請求項１記載のプロセスカートリッジ。
- 該帯電手段として、接触帯電により該電子写真感光体を帯電せしめる為の手段を有している請求項１記載のプロセスカートリッジ。
- 該帯電手段として、交流成分を含む接触帯電により該電子写真感光体を帯電せしめる為の手段を有している請求項１記載のプロセスカートリッジ。
- 前記電子写真感光体が、帯電、露光の後、平均粒径１０μｍ以下の乾式現像材により現像されるものである請求項１記載のプロセスカートリッジ。
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| JP2003143463A JP2004133383A (ja) | 2003-05-21 | 2003-05-21 | プロセスカートリッジ |
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| JP2002294736 Division | 2002-10-08 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006232278A (ja) * | 2005-02-22 | 2006-09-07 | Ricoh Co Ltd | 感光体、プロセスカートリッジの保管部材及び保管方法 |
-
2003
- 2003-05-21 JP JP2003143463A patent/JP2004133383A/ja not_active Withdrawn
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