JP2004302252A - 電子写真用感光体及びその製造方法、並びにそれを用いた画像形成装置とプロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【課題】環境安定性に優れ、接着性が高く、半導体レーザ光に対して高感度を示すとともに、感度や帯電性、これらの感光体特性の繰り返し安定性にも優れた電子写真用感光体を提供すること。
【解決手段】導電性支持体１１上に、少なくとも電荷発生層１２、中間層１３、電荷輸送層１４の順に積層してなる電子写真用感光体１０において、有機顔料の蒸着膜からなる電荷発生層１２上に、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）と、ブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）とからなる中間層１３を形成する。
【選択図】 図１
【解決手段】導電性支持体１１上に、少なくとも電荷発生層１２、中間層１３、電荷輸送層１４の順に積層してなる電子写真用感光体１０において、有機顔料の蒸着膜からなる電荷発生層１２上に、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）と、ブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）とからなる中間層１３を形成する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタやファクシミリなどの電子写真装置及びプロセスカートリッジに用いられる電子写真用感光体とその製造方法に関し、特に環境安定性に優れた電子写真特性を有し、かつ量産に適した電子写真用感光体とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真装置はその高速性、低騒音性、高画質であること、普通紙への記録が可能であることなどの利点が注目され、複写機はもちろん、プリンタやファクシミリなどにおいても急速に普及しつつある。さらに、最近の傾向として、プリンタやファクシミリの分野では、オフィスユースからパーソナルユースへとその使用の形態が移行してきており、より小型化、低コスト化、メンテナンスフリー化が求められている。また、一方では、ドキュメントのカラー化など画像処理技術の向上にともなって、より高解像度、高品質の画像形成技術が求められている。
【０００３】
その電子写真装置に用いられる感光体としては、安価で無公害であるなどの長所を有する有機光導電物質からなる有機系の感光体の開発が活発になされ、多くの装置に搭載されるようになってきた。これら実用化された感光体のほとんどが、導電性支持体上に、電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層を順次形成した積層型感光体である。このように機能分離することにより電子写真装置に要求される感度、耐久性などの特性を満足するに至った。その中で、半導体レーザの発振波長領域つまりは近赤外波長領域に吸収を有する感光体の開発が活発に行われ、特に、フタロシアニン系などの有機顔料を電荷発生物質とした電子写真用感光体が注目されている。
【０００４】
そのフタロシアニンなどの有機顔料を電荷発生物質として電荷発生層を形成する方法には塗工法と蒸着法がある。塗工法には、浸漬塗工法、スプレー塗工法などの手法があるが、浸漬塗工法は、少なくとも特定結晶型の有機顔料、バインダ樹脂と溶剤からなる分散塗料中に導電性支持体を浸漬し、引き上げることにより導電性支持体上に電荷発生層を形成する方法である。蒸着法は、加熱気化させた有機顔料を導電性支持体上に堆積させる方法で、この堆積した膜上に直接電荷輸送層を形成するか、電荷輸送層形成前に有機溶剤溶液中あるいはその蒸気にさらすことにより結晶変換し所定の電荷発生層とするものである。この蒸着法は、分子レベルでの均質な膜形成が可能であり、高解像度、高品質の電子写真装置に適した製造方法といえる。
【０００５】
なお、電荷輸送層塗料中への電荷発生物質の溶け込みを防止する目的でポリビニルブチラール樹脂の中間層を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−８４６９２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、導電性支持体上に電荷発生物質並びに樹脂の分散塗料を用いる塗工法と比較して、蒸着法にて電荷発生層を形成した場合、高温高湿や低温低湿など環境による特性変動が大きい。また、樹脂成分が含まれていない分、支持体との接着性が悪く感光層が剥がれやすい。具体的には、電子写真装置中において、現像ローラと感光体の間隔を一定に保つスペーサ部との接触によるキズが拡大しその周辺の感光層が剥がれる問題が発生する。
【０００８】
これらの解決策として、支持体と電荷発生層の間に酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体など樹脂成分からなる接着層を設けることも考えられるが、残留電位の上昇などが起こり、接着性と特性の両立が得られないのが現状である。また、上述の電荷輸送層塗料中への電荷発生物質の溶け込みを防止する目的でポリビニルブチラール樹脂の中間層を形成する方法を用いた場合においても、感光層と支持体との接着性を十分満足するには至っていない。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑みて為されたものであり、電荷発生層が有機顔料の蒸着膜からなる電子写真用感光体の課題、すなわち、高温高湿や低温低湿における電位特性の変動や、感光層と支持体との接着性低下等を解決することを目的とする。
【００１０】
具体的には、環境安定性に優れ、接着性が高く、半導体レーザ光に対して高感度を示すとともに、感度や帯電性、これらの感光体特性の繰り返し安定性にも優れた電子写真用感光体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、その電子写真用感光体を用いることにより、どのような環境下でも安定した画像が得ることができる画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、有機顔料の蒸着膜からなる電荷発生層上に、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）と、ブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）とからなる中間層を形成することで、環境安定性に優れ、かつ、導電性支持体との接着性に優れた電子写真用感光体を実現する。また、その電子写真用感光体を用いた画像形成装置とプロセスカートリッジにて、いかなる環境下においても安定した画像を得ることができる。
【００１３】
中間層の機能は、ポリビニルアルコールをアセタール化した樹脂により決まる。その構成は、一般式（化１）で示されるものである。当該一般式おけるｌ、ｍ、ｎの割合は、ポリ酢酸ビニルのケン化度、ポリビニルアルコールのブチラール化あるいはアセタール化度によって決まる。
【００１４】
【化１】
一般的に低ブチラール・アセタール化で低分子量の樹脂は接着性に優れている。ブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂を中間層に用いると、高温高湿又は低温低湿環境下における電位変動等の環境安定性が向上するが、電荷輸送層との接着性が低下する。しかしながら、ブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂を混合すると、電荷輸送層との接着性が向上し、高温高湿又は低温低湿環境化における電位変動等の環境安定性も満足するものとなる。
【００１５】
また、導電性支持体上に、電荷発生層を形成せず、このような樹脂成分からなる中間層を設けた上に電荷輸送層を形成した部分は、電荷輸送層の導電性支持体に対する密着性がさらに向上する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の態様に係る電子写真用感光体は、導電性支持体上に、少なくとも電荷発生層、中間層、電荷輸送層の順に積層してなる電子写真用感光体において、前記電荷発生層が有機顔料の蒸着膜であり、前記中間層に、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）とブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）を含有する構成を採る。
【００１７】
この構成によれば、有機顔料の蒸着膜からなる電荷発生層上に、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）と、ブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）とからなる中間層を形成することで、電荷輸送層との接着性を向上しつつ、高温高湿又は低温低湿環境化における電位変動等の環境安定性をも向上することができる。この結果、環境安定性に優れ、かつ、導電性支持体との接着性に優れた電子写真用感光体を実現することができる。
【００１８】
本発明の第２の態様は、第１の態様に係る電子写真用感光体において、前記電荷発生層の有機顔料蒸着膜と前記中間層の樹脂の質量比が１対０．５〜３の範囲である構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、電荷発生層の有機顔料蒸着膜の質量１に対する中間層の樹脂の質量比を０．５〜３の範囲に含めることで、より環境安定性に優れ、かつ、導電性支持体との接着性に優れた電子写真用感光体を実現することができる。
【００２０】
本発明の第３の態様に係る電子写真用感光体は、導電性支持体上に、少なくとも電荷発生層、中間層、電荷輸送層の順に積層してなる電子写真用感光体において、前記電荷発生層が電子写真特性の必要な領域にのみ設けられた有機顔料の蒸着膜であり、前記中間層が導電性支持体上全域に設けられた樹脂を主成分とする塗布膜であり、当該塗布膜は少なくとも電荷輸送物質とバインダ樹脂とからなる前記電荷輸送層が中間層塗布領域と同じ領域に設けられている構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、電子写真特性を必要とする領域にのみ電荷発生層を設ける一方、導電性支持体上全域に樹脂を主成分とする中間層及び電荷輸送層を設けることで、電荷発生層が設けられていない領域において電荷輸送層の導電性支持体に対する密着性を向上することができる。
【００２２】
本発明の第４の態様は、第３の態様に係る電子写真用感光体において、前記中間層の樹脂がポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）とブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）との混合物である構成を採る。
【００２３】
この構成によれば、有機顔料の蒸着膜からなる電荷発生層上に、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）と、ブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）とからなる中間層を形成することで、電荷発生層が設けられていない領域において電荷輸送層の導電性支持体に対する密着性を向上する効果を得るとともに、電荷輸送層との接着性を向上しつつ、高温高湿又は低温低湿環境化における電位変動等の環境安定性をも向上することができる。この結果、環境安定性に優れ、かつ、導電性支持体との接着性に優れた電子写真用感光体を実現することができる。
【００２４】
本発明の第５の態様に係る電子写真用感光体の製造方法は、導電性支持体上に、少なくとも電荷発生層、中間層、電荷輸送層の順に積層してなる電子写真用感光体の製造方法において、有機顔料を蒸着することにより前記電荷発生層を形成する工程と、さらにポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）とブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）からなる塗料を用いて前記中間層を形成する工程とを含むようにしたものである。
【００２５】
この方法によれば、有機顔料の蒸着膜からなる電荷発生層上に、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）と、ブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）とからなる中間層を形成することで、電荷輸送層との接着性を向上しつつ、高温高湿又は低温低湿環境化における電位変動等の環境安定性をも向上することができる。この結果、環境安定性に優れ、かつ、導電性支持体との接着性に優れた電子写真用感光体を製造することができる。
【００２６】
本発明の第６の態様は、第５の態様に係る電子写真用感光体の製造方法において、前記電荷発生層の有機顔料蒸着膜と前記中間層の樹脂との質量比が１対０．５〜３の範囲であるものである。
【００２７】
この方法によれば、電荷発生層の有機顔料蒸着膜の質量１に対する中間層の樹脂の質量比を０．５〜３の範囲に含めることで、より環境安定性に優れ、かつ、導電性支持体との接着性に優れた電子写真用感光体を製造することができる。
【００２８】
本発明の第７の態様に係る電子写真用感光体の製造方法は、導電性支持体上に、少なくとも電荷発生層、中間層、電荷輸送層の順に積層してなる電子写真用感光体の製造方法において、電子写真特性の必要な領域にのみ有機顔料を蒸着することにより前記電荷発生層を形成する工程と、導電性支持体上全域に樹脂を主成分とする塗料を用いて前記中間層を形成する工程と、中間層塗布領域と同じ領域に前記電荷輸送層を形成する工程とを含むようにしたものである。
【００２９】
この方法によれば、電子写真特性を必要とする領域にのみ電荷発生層を設ける一方、導電性支持体上全域に樹脂を主成分とする中間層及び電荷輸送層を設けることで、電荷発生層が設けられていない領域において電荷輸送層の導電性支持体に対する密着性が向上した電子写真用感光体を製造することができる。
【００３０】
本発明の第８の態様は、第７の態様に係る電子写真用感光体の製造方法において、前記中間層の樹脂がポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）とブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）との混合物であるものである。
【００３１】
この方法によれば、有機顔料の蒸着膜からなる電荷発生層上に、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）と、ブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）とからなる中間層を形成することで、電荷発生層が設けられていない領域において電荷輸送層の導電性支持体に対する密着性を向上する効果を得るとともに、電荷輸送層との接着性を向上しつつ、高温高湿又は低温低湿環境化における電位変動等の環境安定性をも向上することができる。この結果、環境安定性に優れ、かつ、導電性支持体との接着性に優れた電子写真用感光体を製造することができる。
【００３２】
本発明の第９の態様に係る画像形成装置は、電子写真用感光体を用い、帯電、像露光、現像、転写・分離、クリーニング工程を経て画像形成を行う画像形成装置において、第１の態様から第４の態様のいずれかの電子写真用感光体を用いる構成を採る。
【００３３】
この構成によれば、画像形成装置において、第１の態様から第４の態様のいずれかの電子写真用感光体が奏する効果を得ることができる。この結果、どのような環境下でも安定した画像が得ることができる画像形成装置を実現することができる。
【００３４】
本発明の第１０の態様は、第９の態様に係る画像形成装置において、前記電子写真用感光体と現像工程に用いられる現像ローラとの間隔を保持する部材が、当該電子写真用感光体の最表面層で接触する構成を採る。
【００３５】
この構成によれば、電子写真用感光体と現像ローラとの間隔を保持する部材を当該電子写真用感光体の最表面層で接触させるので、簡単な構成で電子写真用感光体と現像ローラとの間隔を一定間隔に維持することができ、電子写真用感光体と現像ローラとの間隔を一定間隔に保持する機構を別途設ける必要がない。
【００３６】
なお、当該部材を電子写真用感光体の最表面層で接触させた場合には、電子写真用感光体の表面層の剥離が問題として発生し得るが、本画像形成装置においては、特に第１から第４の態様のいずれかの電子写真用感光体を用いて各層の密着性を高めているため、かかる問題の発生を低減することができる。
【００３７】
本発明の第１１の態様に係るプロセスカートリッジは、電子写真用感光体を用い、帯電、像露光、現像、転写・分離、クリーニング工程を経て画像形成を行う画像形成装置に使用するプロセスカートリッジにおいて、第１の態様から第４の態様のいずれかに記載の電子写真用感光体と、帯電部、像露光部、現像部、転写又は分離部、クリーニング部のいずれか１つとを組み合わせてつくられている構成を採る。
【００３８】
この構成によれば、画像形成装置に使用するプロセスカートリッジにおいて、第１の態様から第４の態様のいずれかの電子写真用感光体が奏する効果を得ることができる。この結果、どのような環境下でも安定した画像が得ることができるプロセスカートリッジを実現することができる。
【００３９】
本発明の第１２の態様は、第１１の態様に係るプロセスカートリッジにおいて、前記電子写真用感光体と現像部の現像ローラとの間隔を保持する部材が、当該電子写真用感光体の最表面層で接触する構成を採る。
【００４０】
この構成によれば、電子写真用感光体と現像ローラとの間隔を保持する部材を当該電子写真用感光体の最表面層で接触させるので、簡単な構成で電子写真用感光体と現像ローラとの間隔を一定間隔に維持することができ、電子写真用感光体と現像ローラとの間隔を一定間隔に保持する機構を別途設ける必要がない。
【００４１】
なお、当該部材を電子写真用感光体の最表面層で接触させた場合には、電子写真用感光体の表面層の剥離が問題として発生し得るが、本プロセスカートリッジにおいては、特に第１から第４の態様のいずれかの電子写真用感光体を用いて各層の密着性を高めているため、かかる問題の発生を低減することができる。
【００４２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電子写真用感光体の構成を模式的に示した断面図である。図１において、電子写真用感光体１０は、導電性支持体１１上に電荷発生層１２、中間層１３、電荷輸送層１４を積層して形成されている。
【００４４】
導電性支持体１１は、従来から知られている導電性を有するものであればよく、例えば、アルミニウムなどの金属材料からなる管（円筒状）、板、シート状支持体、プラスティックや紙などからなる管、板、シート状支持体上に金属材料を蒸着あるいは導電性塗料により導電性を付与したもの、導電性プラスティックを成形してなる管、板、シート状支持体などが用いられる。
【００４５】
特に、アルミニウム合金に切削等の加工を施した管やポリエチレンテレフタレートフィルム上にアルミニウムを蒸着したシートなどがよく用いられる。また、導電性支持体１１に、アルミニウム管を用いる場合には、電荷発生層１２を形成する前に、界面活性剤、有機溶剤を用いた洗浄や真空中グロー放電処理による支持体表面の浄化が必要である。アルミニウム管の洗浄の不備は、付着している金属切削粉による電気的障害から起こる画像欠陥や、本発明で課題としている接着性の低下を引き起こす。
【００４６】
導電性支持体１１上に形成される電荷発生層１２は、電荷発生物質として有機顔料を用い、６×１０−３Ｐａ以下の圧力下、抵抗加熱による蒸着法にて０．０３〜０．５μｍの範囲の薄膜を形成することにより得られる。長さ２５４ｍｍ、外径３０ｍｍのアルミニウム管上に、１本当りの付着量はおおよそ１〜１０ｍｇである。
【００４７】
有機顔料としては、フタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系顔料、スクアリリウム系顔料などを用いることができる。その中でも、フタロシアニン系顔料が好適であり、特にオキソチタニウムフタロシアニンが用いられる。これらの有機顔料は、公知の合成法にて得られた粗顔料を洗浄にて高結晶性顔料とするか、あるいはそれを昇華精製したものを用いる。
【００４８】
有機顔料を蒸着するための蒸着装置は、導電性支持体１１の全体に均一に成膜できるものであればよく、導電性支持体１１がアルミニウム管であれば、図２に示すような装置が用いられる。図２は、蒸着装置のチャンバー２１の内部を示した概略図である。
【００４９】
図２に示す蒸着装置においては、チャンバー２１の内部に装着されたアルミニウム管２２がチャンバー２１内を自公転し、蒸着源２３の上部にて成膜される。排気口２４には、油拡散ポンプなどを装着し、６×１０−３Ｐａ以下（単位）の圧力を達成する。蒸着源２３は、融点が蒸着する有機顔料の昇華点（約５００℃）以上の金属であればよく、タングステン、モリブデン、タンタル、ニオブあるいはそれらの合金など高融点金属がよく用いられる。
【００５０】
さらに、直流電源により電流を与えることにより蒸着源２３を加熱し、蒸着源２３に充填した有機顔料２０を昇華させ、導電性支持体であるアルミニウム管２２上に堆積させ所定の膜厚を得るものである。膜厚が所定膜厚以下であれば、感光体として必要な感度が得られず、所定膜厚以上であれば、感光体として必要な帯電性が得られない。
【００５１】
このようにして形成された有機顔料の蒸着膜は非晶質状態であり、有機系溶剤の蒸気にさらすか、あるいは有機系溶剤中に浸漬することにより結晶化することができる。もちろん中間層あるいは電荷輸送層形成時に塗料中に浸漬することによっても結晶変換させることも可能である。
【００５２】
導電性支持体１１上に電荷発生層１２を形成した後、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）とブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）からなる中間層１３を電荷発生層１２上に形成する。この際、上述の樹脂及び有機系溶剤からなる中間層用塗料を用い、浸漬塗工法などの公知の塗工手段にて電荷発生層１２上に形成する。
【００５３】
前記ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）は、一般式（化２）で示されるもので、分子量１×１０４〜１５×１０４、ブチラール化度５０％以上のものが好ましい。同様に、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）は、一般式（化３）で示されるもので、分子量１×１０４〜１５×１０４、ブチラール化度５０％以上のものが好ましい。
【００５４】
これらの樹脂（Ｉ）と樹脂（ＩＩ）との割合は、全体量に対して、樹脂（ＩＩ）が５％から５０％含まれていることが好ましい。樹脂（ＩＩ）を含まないと電荷輸送層との密着性が低下する。一方、樹脂（ＩＩ）の量が多いと高温高湿、低温低湿環境下における電子写真特性変動は大きくなる。
【００５５】
【化２】
【化３】
【００５６】
さらに、中間層用塗料を調整するために樹脂を溶解する有機系溶剤としては、アルコール類、エチレングリコール誘導体類、ケトン系、芳香族炭化水素系などの有機系溶剤を用いることができる。溶剤は、蒸着された有機顔料の求められる結晶状態に応じて選択し、所定量を電荷発生層上に形成するために、樹脂分濃度を１〜５％に調整する。電荷発生層の蒸着された有機顔料１重量部に対して、０．５重量部より少ないと、高温高湿と低温低湿環境下における電子写真特性、特に、露光後電位に差が生じる。また、３重量部より多いと、繰り返し印字により露光後電位が上昇する。
【００５７】
また、図３に示すような浸漬塗工装置３１にて中間層を形成する。具体的には、循環用ポンプ３５及びフィルタユニット３６が配管されたポット３２に中間層用塗料３０を満たし、電荷発生物質が蒸着された導電性支持体であるアルミニウム管３３を、把持装置を備えた可動部３４に装着し、可動部を上下動作させることにより浸漬塗工する。
【００５８】
引上げ速度は、１０〜３００ｍｍ／分で、所定量の中間層が形成できるように調整する。また、有機顔料の状態によっては、スプレー塗工法にて形成することも可能である。最終的には、塗工後、自然乾燥あるいは加熱乾燥することで、中間層が形成される。
【００５９】
このように導電性支持体１１上に電荷発生層１２、中間層１３が形成された後、電荷輸送物質とバインダ樹脂からなる電荷輸送層１４が、電荷輸送物質、バインダ樹脂並びに有機系溶剤からなる電荷輸送層用塗料を用いて、浸漬塗工法などの公知の塗工手段にて中間層１３上に積層される。
【００６０】
電荷輸送物質としては、電子供与性のオキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ピラゾリン化合物、ヒドラゾン化合物、スチルベン化合物、テトラフェニルブタジエン化合物、ビフェニル化合物、及びこれらの化合物の誘導体を用いることができる。また、これらの化合物を２種以上混合して用いることもできる。
【００６１】
バインダ樹脂としては、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリメチルメタクリレートなどの樹脂を用いることができるが、電荷輸送物質との相溶性、膜強度、塗料化溶剤への溶解性、塗料としての安定性の点からポリカーボネートが好ましい。
【００６２】
これらのバインダ樹脂と前記電荷輸送物質の構成比は、重量比でバインダ樹脂１に対して０．２５から３の範囲で用いられる。また、電荷輸送物質、バインダ樹脂の他に、これらの物質の劣化を防止するために酸化防止剤、紫外線吸収剤などを添加することもできる。
【００６３】
さらに、これらの電荷輸送物質とバインダ樹脂を溶解し、電荷輸送層用塗料とするための有機系溶剤としては、ジクロロメタン、クロロホルムなどの塩素系炭化水素類、ジオキサン、テトラヒドロフランなどの環状エーテル類、トルエン、キシレンなどの芳香族系炭化水素類などが用いられる。これらの有機系溶剤は、１種あるいは２種以上を混合して用いることができ、電荷輸送層用塗料中の不揮発分の濃度を１０から４０重量％の範囲に調整して用いる。
【００６４】
一般的には、このようにして調整された電荷輸送層用塗料を用い、図４に示すような浸漬塗工装置４１にて電荷輸送層１４を形成する。具体的には、電荷発生層１２及び中間層１３が形成された導電性支持体であるアルミニウム管４３を、把持装置を備えた可動部４４に装着し、電荷輸送層用塗料４０の入ったにポット４２に浸漬した後、所定の速度で引き上げることにより電荷輸送層が形成される。ポット４２には循環用ポンプ４５及びフィルタユニット４６が配管されている。浸漬塗工後、熱風乾燥機などにより有機系溶剤分を揮発させ、乾燥後膜厚として５から４０μｍ程度の範囲の電荷輸送層が形成される。
【００６５】
このように実施の形態１の電子写真用感光体１０によれば、有機顔料の蒸着膜からなる電荷発生層１２上に、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）と、ブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）とからなる中間層１３を形成することで、電荷輸送層１４との接着性を向上しつつ、高温高湿又は低温低湿環境化における電位変動等の環境安定性をも向上することができる。この結果、環境安定性に優れ、かつ、導電性支持体との接着性に優れた電子写真用感光体を実現することができる。
【００６６】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態１に係る電子写真用感光体が導電性支持体の全領域に電荷発生層を形成するのに対し、実施の形態２に係る電子写真用感光体は、当該感光体の電子写真特性を必要とする領域にのみ電荷発生層を形成する点で相違する。
【００６７】
図５は、本発明の実施の形態２に係る電子写真用感光体の構成を模式的に示している。図５においては、その一例として、上方に円筒状アルミニウム管上に形成した電子写真用感光体（以下、「円筒状電子写真用感光体」という）の構成を模式的に示す表面図を示し、下方に円筒状電子写真用感光体の構成を模式的に示す断面図を示している。
【００６８】
図５において、円筒状電子写真用感光体５０は、図１と同様、導電性支持体５１上に、電荷発生層５２、中間層５３、電荷輸送層５４の順に積層して形成されたものである。各構成は、図１と同様のものであるが、実施の形態２に係る電子写真用感光体５０は、感光体の電子写真特性を必要とする領域５５にのみ電荷発生層を形成した構成になっている。
【００６９】
具体的には、図２の蒸着装置において、導電性支持体５１の両端部に有機顔料が付着しないように遮蔽板を装着して電荷発生層５２を形成する。これにより、電子写真特定を必要としない部分である導電性支持体５１の両端部には有機顔料が付着するのを防止できる。さらに、その上に中間層５３及び電荷輸送層５４を電荷発生層５２が形成された導電性支持体５１の全領域に順次積層し、円筒状電子写真用感光体５０を完成する。
【００７０】
このように実施の形態２の円筒状電子写真用感光体５０によれば、電子写真特性を必要とする領域にのみ電荷発生層５２を形成する一方、導電性支持体５１上全域に樹脂を主成分とする中間層５３及び電荷輸送層５４を形成することで、電荷発生層５２が形成されていない領域において電荷輸送層５４の導電性支持体５１に対する密着性を向上することができる。
【００７１】
また、実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、電荷発生層５２上に、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）と、ブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）とからなる中間層５３を形成することで、電荷輸送層５４との接着性を向上しつつ、高温高湿又は低温低湿環境化における電位変動等の環境安定性をも向上することができる。この結果、環境安定性に優れ、かつ、導電性支持体との接着性に優れた電子写真用感光体を実現することができる。
【００７２】
図６は、本発明の実施の形態１及び実施の形態２に係る電子写真用感光体１０及び５０を搭載した画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【００７３】
同図に示す画像形成装置は、筐体６０１上部に原稿を走査して画像を読取る読取りユニット６０２が設けられ、読取りユニット６０２の上面に原稿読取り面を開閉する上部カバー６０３が開閉自在に取り付けられている。
【００７４】
筐体６０１には、読取りユニット６０２の下方部に記録紙を排出するための排出空間６０４が形成されており、排出空間６０４の下面が排紙トレイ６０５として機能する。また、筐体６０１下部に記録紙を収納する給紙カセット６０６が配置されている。
【００７５】
給紙カセット６０６の給紙側端部上方にピックアップローラ６０７が昇降自在に配置され、ピックアップローラ６０７に近接して給紙ローラ６０８及び分離ローラ６０９が対向配置される。給紙ローラ６０８は、ピックアップローラ６０７により給紙カセット６０６から取り出された記録紙を搬送路へ繰出すためのローラであり、分離ローラ６０９は、給紙カセット６０６から重ねて取り出された複数枚の記録紙から１枚を分離するためのローラである。
【００７６】
記録紙の搬送路が筐体６０１下部より略垂直上方に向けて形成されている。この搬送路上に本発明に係る電子写真用感光体１０（５０）が配置されている。電子写真用感光体１０（５０）を通過する記録紙の搬送タイミングを制御するレジストローラ６１０が搬送路の入り口付近に配置されている。電子写真用感光体１０（５０）はプロセスカートリッジ６１１に保持されている。プロセスカートリッジ６１１よりも装置の内側にレーザスキャンユニット（ＬＳＵ）６１２が配置されている。ＬＳＵ６１２は、電子写真用感光体１０（５０）に潜像を形成する。また、電子写真用感光体１０（５０）に転写ローラ６１３が対向配置されており、かかる転写ローラ６１３は、電子写真用感光体１０（５０）に付着したトナーを記録紙へ転写する。
【００７７】
記録紙の搬送路におけるプロセスカートリッジ６１１よりも下流側に定着ユニット６１４が設置されている。定着ユニット６１４は、定着ローラ６１５とこの定着ローラ６１５に対して所定の圧力で押圧される加圧ローラ６１６とを有する。定着ローラ６１５及び加圧ローラ６１６から送り出された記録紙は、定着ユニット６１４の排出空間６０４側に設けられた排出ローラ６１７により排紙トレイ６０５に排出される。
【００７８】
図７は、本発明に係る電子写真用感光体１０（５０）を保持したプロセスカートリッジ６１１を拡大した概略断面図である。
【００７９】
プロセスカートリッジ６１１において、電子写真用感光体１０（５０）は、回転軸を通じて接地され、図中矢印で示すように反時計方向に駆動回転される。電子写真用感光体１０（５０）に対する帯電は、帯電部７０１の帯電ローラ７０２で行う。具体的には、帯電ローラ７０２が直流バイアスあるいは交流バイアスを重畳し電子写真用感光体１０（５０）上に均一な電荷を与える。
【００８０】
電子写真用感光体１０（５０）に対して一様に帯電された後、上述のＬＳＵ６１２からの画像信号に基づいた像露光が行われる。ＬＳＵ６１２に用いられる光源は半導体レーザであり、ポリゴンミラー、ｆθレンズ等の光学系によりレーザ光が電子写真用感光体１０（５０）上に走査され、電子写真用感光体１０（５０）の光電変換機能により電子写真用感光体１０（５０）上に静電潜像が形成される。
【００８１】
次いで、静電潜像は現像部７０３にて現像され、電子写真用感光体１０（５０）上にトナー像が形成される。具体的には、磁性一成分トナーの場合、マグネット７０４を内蔵する現像ローラ７０５上に現像ブレード７０６にて規制されたトナー層を形成し、電子写真用感光体１０（５０）と現像ローラ７０５との間に直流バイアスあるいは交流バイアスをかけて現像が行われる。なお、現像ローラ７０５は、図中矢印で示すように時計方向に駆動回転する。
【００８２】
現像ローラ７０５と電子写真用感光体１０（５０）との間隔は、現像ローラ７０５に取り付けられたギャップスペーサ７０７により一定に維持されている。ギャップスペーサ７０７は、現像ローラ７０５における周面の両端部（図７に示す奥側と手前側の端部）に取り付けられ、電子写真用感光体１０（５０）の最表面層（周面）の両端部に接触する。特に実施の形態２に係る電子写真用感光体５０においては、電荷発生層５２を形成していない部分において接触する。
【００８３】
このように電子写真用感光体１０（５０）と現像ローラ７０５との間隔を保持する部材であるギャップスペーサ７０７を当該電子写真用感光体１０（５０）の最表面層で接触させるので、簡単な構成で電子写真用感光体１０（５０）と現像ローラ７０５との間隔を一定間隔に維持することができ、電子写真用感光体１０（５０）と現像ローラ７０５との間隔を一定間隔に保持する機構を別途設ける必要がない。
【００８４】
なお、ギャップスペーサ７０７を電子写真用感光体１０（５０）の最表面層で接触させた場合には、電子写真用感光体１０（５０）の表面層の剥離が問題と発生し得るが、本画像形成装置においては、上述の各層の密着性を向上させた電子写真用感光体１０（５０）を用いているため、かかる問題の発生を低減することができる。特に実施の形態２に係る電子写真用感光体５０を用いた場合には、より密着性が向上している電子写真用感光体５０の両端でギャップスペーサ７０７と接触するため、かかる問題の発生をより低減させることができる。
【００８５】
電子写真用感光体１０（５０）上に形成されたトナー像は、上述の転写ローラ６１３によって給紙カセット６０６から供給された記録紙に対して転写される。トナー像が転写された記録紙は、電子写真用感光体１０（５０）から分離され、定着ユニット６１４に送り込まれる。定着ユニット６１４で記録紙にトナー像が加熱定着された後、記録紙は、排紙トレイ６０５に排出される。
【００８６】
一方、電子写真用感光体１０（５０）においては、クリーニング部７０８のクリーンングブレード７０９の圧接により残留トナーを除去し、表面が清掃された状態で帯電部７０１に戻り、次なる画像形成のプロセスに入る。
【００８７】
なお、以上の説明から明らかなように、図７に示すプロセスカートリッジ６１１は、電子写真用感光体１０（５０）、帯電ローラ７０２を有する帯電部７０１、現像ローラ７０５を有する現像部７０３、クリーニングブレード７０９を有するクリーニング部７０８を一体として備えた構成になっている。しかし、これらの機能を全て備える場合に限定されず、プロセスカートリッジ６１１の構成としては、これらの機能の一部を組み合わせて構成するようにしてもよい。
【００８８】
【実施例】
以下、本発明の実施の形態に係る電子写真用感光体における具体的な実施例及び比較例を説明する。
【００８９】
（実施例１）
外径３０ｍｍ、内径２８．５ｍｍ、長さ２５４ｍｍのアルミニウム（アルミニウム−マグネシウム−シリコン系合金）切削管を、脱脂用洗剤（花王株式会社製クリンスルーＬＣ８７０）及びイオン交換水にて洗浄し、図２の蒸着装置に装着する。５×１０−３Ｐａの減圧下、アルミニウム管上にオキソチタニウムフタロシアニン蒸着膜を形成した。アルミニウム管１本当りのオキソチタニウムフタロシアニン量は、２ｍｇであった。
【００９０】
次に、エタノール（関東化学株式会社製一級試薬）１００重量部に対してポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）（積水化学工業株式会社製 エスレックＢＬ−１）を２重量部、ブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）（積水化学工業株式会社製 エスレックＢＸ−１）を０．５重量部添加した溶液中に、蒸着膜が形成されたアルミニウム管を図３の浸漬処理装置にて中間層を浸漬塗工する。中間層のアルミニウム管１本当りの樹脂量は、３ｍｇであった。すなわち、電荷発生層の有機顔料蒸着膜であるオキソチタニウムフタロシアニン量２ｍｇの１．５倍の量である。引き続き、２−メチル−４−ジベンジルアミノベンズアルデヒド−Ｎ，Ｎ−ジフェニルヒドラゾン１８重量部と１，１−ビス（ｐ−ジエチルアミノフェニル）−４，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン２重量部、ポリカーボネート（出光興産株式会社製タフゼットＰ−３００）２０重量部、ジクロロメタン１００重量部からなる塗料を用い、図４の浸漬塗工装置にて乾燥後膜厚が２５μｍになるように電荷輸送層を設け感光体を完成させた。
【００９１】
評価は、松下電送システム株式会社製パナファックスＵＦ７７０のプロセスカートリッジに得られた感光体を装着し、現像部分に表面電位計（トレック社製 ＭＯＤＥＬ３４４）を取り付け、現像器位置での帯電電位Ｖ０及び露光後電位ＶＬを測定した。この電位測定の結果を表１に示す。また、同様の測定を、高温高湿環境下（３５℃７０％）及び低温低湿環境下（１０℃１５％）でも行った。さらに、繰り返し８０００枚印字後の電位測定結果（８０００枚印字後特性）、及び低温低湿環境下で現像ローラ７０５との間隔を保持するギャップスペーサ７０７で感光層の剥れ（ギャップ部剥れ）が発生した印字枚数もあわせて表１に示す。
【００９２】
（実施例２）
実施例２では、実施例１における樹脂（Ｉ）を２．２５重量部、樹脂（ＩＩ）を０．２５重量部にした以外は、実施例１と同様に感光体を作成し評価を行った。この結果を表１に示す。
【００９３】
（実施例３）
実施例３では、実施例１における樹脂（Ｉ）を１．２５重量部、樹脂（ＩＩ）を１．２５重量部にした以外は、実施例１と同様に感光体を作成し評価を行った。この結果を表１に示す。
【００９４】
（実施例４）
実施例４では、中間層塗料の樹脂分濃度を１．８％にし、実施例１における中間層のアルミニウム管１本当りの樹脂量を２ｍｇにした以外は、実施例１と同様に感光体を作成し評価を行った。すなわち、中間層の樹脂量が電荷発生層の有機顔料蒸着膜であるオキソチタニウムフタロシアニン量２ｍｇと同量の場合である。この結果を表１に示す。
【００９５】
（実施例５）
実施例５では、中間層塗料の樹脂分濃度を３％にし、実施例１における中間層のアルミニウム管１本当りの樹脂量を４ｍｇにした以外は、実施例１と同様に感光体を作成し評価を行った。中間層の樹脂量が電荷発生層の有機顔料蒸着膜であるオキソチタニウムフタロシアニン量２ｍｇの２倍の量の場合である。この結果を表１に示す。
【００９６】
（実施例６）
実施例６では、オキソチタニウムフタロシアニン蒸着膜形成の際に、蒸着装置内部に遮蔽板を設け、アルミニウム管の両端部１０ｍｍに蒸着膜が付着しないようにした。それ以外は、実施例１と同様に感光体を作成し評価を行った。すなわち、上述の実施の形態２に係る電子写真用感光体５０を用いて評価を行ったものである。この結果を表１に示す。ここでは、表１に示すように、特にギャップ部剥れの評価において良好な結果を得ることができた。
【００９７】
（比較例１）
比較例１では、実施例１における中間層を設けない以外、実施例１と同様に感光体を作成し評価を行った。この結果を表１に示す。ここでは、表１に示すように、特に環境変動及び繰り返し変動に大きな変動が生じていることが分かる。また、ギャップ部剥れの評価においても、感光層の膜強度が不足していることが認識できる。
【００９８】
（比較例２）
比較例２では、実施例１における樹脂（Ｉ）を２．５重量部で樹脂（ＩＩ）を用いない以外、実施例１と同様に感光体を作成し評価を行った。この結果を表１に示す。ここでは、ギャップ部剥れの評価において、実施例１等の評価に比べて感光層の膜強度が不足していることが認識できる。
【００９９】
（比較例３）
比較例３では、実施例１における樹脂（ＩＩ）を２．５重量部で樹脂（Ｉ）を用いない以外、実施例１と同様に感光体を作成し評価を行った。この結果を表１に示す。ここでは、ギャップ部剥れの評価において多少の改善はみられるものの、環境変動及び繰り返し変動、特に高温多湿における環境変動及び繰り返し変動に大きな変動が生じていることが分かる。
【０１００】
（比較例４）
比較例４では、中間層塗料の樹脂分濃度を５％にし、実施例１における中間層のアルミニウム管１本当りの樹脂量を７ｍｇにした以外は、実施例１と同様に感光体を作成し評価を行った。中間層の樹脂量が電荷発生層の有機顔料蒸着膜であるオキソチタニウムフタロシアニン量２ｍｇの３．５倍の量の場合である。この結果を表１に示す。ここでは、環境変動及び繰り返し変動、特に高温多湿における環境変動及び繰り返し変動に大きな変動が生じていることが分かる。
【０１０１】
【表１】
表１に示す結果から明らかなように、本実施の形態に係る電子写真用感光体では、良好な電子写真特性を示すとともに、環境変動、繰り返し変動が小さく、感光層の膜強度も優れた性能を示す。特に、上記実施例では、中間層を形成しない場合（比較例１）、中間層の樹脂量を、電荷発生層の有機顔料蒸着膜であるオキソチタニウムフタロシアニン量２ｍｇと同量にした場合（実施例４）、オキソチタニウムフタロシアニン量２ｍｇの１．５倍にした場合（実施例１）、２場合にした場合（実施例５）及び３．５倍にした場合（比較例４）について評価を行っている。この評価結果から中間層の樹脂量は、電荷発生層の有機顔料蒸着膜の質量の０．５〜３倍の量とした場合に良好な電子写真特性を示すとともに、環境変動、繰り返し変動が小さく、感光層の膜強度も優れた性能を示すことが認識できる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、環境安定性に優れ、接着性が高く、半導体レーザ光に対して高感度を示すとともに、感度や帯電性、これらの感光体特性の繰り返し安定性にも優れた電子写真用感光体及びその製造方法を提供することができる。
【０１０３】
また、その電子写真用感光体を用いることにより、どのような環境下でも安定した画像が得ることができる画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子写真用感光体の構成を模式的に示した断面図
【図２】本発明の実施例で使用した蒸着装置の構成を示した概略図
【図３】本発明の実施例で使用した中間層形成用浸漬塗工装置の構成を示した概略図
【図４】本発明の実施例で使用した電荷輸送層形成用浸漬塗工装置の構成を示した概略図
【図５】本発明の実施の形態に係る電子写真用感光体の構成を模式的に示した断面図
【図６】本発明の実施の形態に係る電子写真用感光体を搭載した画像形成装置の断面図
【図７】本発明の実施の形態に係る電子写真用感光体を搭載したプロセスユニットの断面図
【符号の説明】
１０ 電子写真用感光体
１１ 導電性支持体
１２ 電荷発生層
１３ 中間層
１４ 電荷輸送層
２０ 有機顔料（電荷発生物質（オキソチタニウムフタロシアニン））
２１ 蒸着装置のチャンバー
２２ アルミニウム管（導電性支持体）
２３ 蒸着源
２４ 排気口
３０ 中間層用塗料
３１ 浸漬塗工装置
３２ ポット
３３ アルミニウム管（電荷発生物質が蒸着された導電性支持体）
３４ 把持装置を備えた可動部
３５ 循環用ポンプ
３６ フィルタユニット
４０ 電荷輸送層用塗料
４１ 浸漬塗工装置
４２ ポット
４３ アルミニウム管（電荷発生層、中間層が形成された導電性支持体）
４４ 把持装置を備えた可動部
４５ 循環用ポンプ
４６ フィルタユニット
５０ 電子写真用感光体（円筒状電子写真用感光体）
５１ 導電性支持体（アルミニウム管）
５２ 電荷発生層
５３ 中間層
５４ 電荷輸送層
５５ 電子写真特性が必要な領域
６０６ 給紙カセット
６１１ プロセスカートリッジ
６１２ レーザスキャンユニット（ＬＳＵ）
６１３ 転写ローラ
６１４ 定着ユニット
７０１ 帯電部
７０２ 帯電ローラ
７０３ 現像部
７０５ 現像ローラ
７０６ 現像ブレード
７０８ クリーニング部
７０９ クリーニングブレード
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタやファクシミリなどの電子写真装置及びプロセスカートリッジに用いられる電子写真用感光体とその製造方法に関し、特に環境安定性に優れた電子写真特性を有し、かつ量産に適した電子写真用感光体とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真装置はその高速性、低騒音性、高画質であること、普通紙への記録が可能であることなどの利点が注目され、複写機はもちろん、プリンタやファクシミリなどにおいても急速に普及しつつある。さらに、最近の傾向として、プリンタやファクシミリの分野では、オフィスユースからパーソナルユースへとその使用の形態が移行してきており、より小型化、低コスト化、メンテナンスフリー化が求められている。また、一方では、ドキュメントのカラー化など画像処理技術の向上にともなって、より高解像度、高品質の画像形成技術が求められている。
【０００３】
その電子写真装置に用いられる感光体としては、安価で無公害であるなどの長所を有する有機光導電物質からなる有機系の感光体の開発が活発になされ、多くの装置に搭載されるようになってきた。これら実用化された感光体のほとんどが、導電性支持体上に、電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層を順次形成した積層型感光体である。このように機能分離することにより電子写真装置に要求される感度、耐久性などの特性を満足するに至った。その中で、半導体レーザの発振波長領域つまりは近赤外波長領域に吸収を有する感光体の開発が活発に行われ、特に、フタロシアニン系などの有機顔料を電荷発生物質とした電子写真用感光体が注目されている。
【０００４】
そのフタロシアニンなどの有機顔料を電荷発生物質として電荷発生層を形成する方法には塗工法と蒸着法がある。塗工法には、浸漬塗工法、スプレー塗工法などの手法があるが、浸漬塗工法は、少なくとも特定結晶型の有機顔料、バインダ樹脂と溶剤からなる分散塗料中に導電性支持体を浸漬し、引き上げることにより導電性支持体上に電荷発生層を形成する方法である。蒸着法は、加熱気化させた有機顔料を導電性支持体上に堆積させる方法で、この堆積した膜上に直接電荷輸送層を形成するか、電荷輸送層形成前に有機溶剤溶液中あるいはその蒸気にさらすことにより結晶変換し所定の電荷発生層とするものである。この蒸着法は、分子レベルでの均質な膜形成が可能であり、高解像度、高品質の電子写真装置に適した製造方法といえる。
【０００５】
なお、電荷輸送層塗料中への電荷発生物質の溶け込みを防止する目的でポリビニルブチラール樹脂の中間層を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−８４６９２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、導電性支持体上に電荷発生物質並びに樹脂の分散塗料を用いる塗工法と比較して、蒸着法にて電荷発生層を形成した場合、高温高湿や低温低湿など環境による特性変動が大きい。また、樹脂成分が含まれていない分、支持体との接着性が悪く感光層が剥がれやすい。具体的には、電子写真装置中において、現像ローラと感光体の間隔を一定に保つスペーサ部との接触によるキズが拡大しその周辺の感光層が剥がれる問題が発生する。
【０００８】
これらの解決策として、支持体と電荷発生層の間に酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体など樹脂成分からなる接着層を設けることも考えられるが、残留電位の上昇などが起こり、接着性と特性の両立が得られないのが現状である。また、上述の電荷輸送層塗料中への電荷発生物質の溶け込みを防止する目的でポリビニルブチラール樹脂の中間層を形成する方法を用いた場合においても、感光層と支持体との接着性を十分満足するには至っていない。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑みて為されたものであり、電荷発生層が有機顔料の蒸着膜からなる電子写真用感光体の課題、すなわち、高温高湿や低温低湿における電位特性の変動や、感光層と支持体との接着性低下等を解決することを目的とする。
【００１０】
具体的には、環境安定性に優れ、接着性が高く、半導体レーザ光に対して高感度を示すとともに、感度や帯電性、これらの感光体特性の繰り返し安定性にも優れた電子写真用感光体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、その電子写真用感光体を用いることにより、どのような環境下でも安定した画像が得ることができる画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、有機顔料の蒸着膜からなる電荷発生層上に、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）と、ブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）とからなる中間層を形成することで、環境安定性に優れ、かつ、導電性支持体との接着性に優れた電子写真用感光体を実現する。また、その電子写真用感光体を用いた画像形成装置とプロセスカートリッジにて、いかなる環境下においても安定した画像を得ることができる。
【００１３】
中間層の機能は、ポリビニルアルコールをアセタール化した樹脂により決まる。その構成は、一般式（化１）で示されるものである。当該一般式おけるｌ、ｍ、ｎの割合は、ポリ酢酸ビニルのケン化度、ポリビニルアルコールのブチラール化あるいはアセタール化度によって決まる。
【００１４】
【化１】
【００１５】
また、導電性支持体上に、電荷発生層を形成せず、このような樹脂成分からなる中間層を設けた上に電荷輸送層を形成した部分は、電荷輸送層の導電性支持体に対する密着性がさらに向上する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の態様に係る電子写真用感光体は、導電性支持体上に、少なくとも電荷発生層、中間層、電荷輸送層の順に積層してなる電子写真用感光体において、前記電荷発生層が有機顔料の蒸着膜であり、前記中間層に、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）とブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）を含有する構成を採る。
【００１７】
この構成によれば、有機顔料の蒸着膜からなる電荷発生層上に、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）と、ブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）とからなる中間層を形成することで、電荷輸送層との接着性を向上しつつ、高温高湿又は低温低湿環境化における電位変動等の環境安定性をも向上することができる。この結果、環境安定性に優れ、かつ、導電性支持体との接着性に優れた電子写真用感光体を実現することができる。
【００１８】
本発明の第２の態様は、第１の態様に係る電子写真用感光体において、前記電荷発生層の有機顔料蒸着膜と前記中間層の樹脂の質量比が１対０．５〜３の範囲である構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、電荷発生層の有機顔料蒸着膜の質量１に対する中間層の樹脂の質量比を０．５〜３の範囲に含めることで、より環境安定性に優れ、かつ、導電性支持体との接着性に優れた電子写真用感光体を実現することができる。
【００２０】
本発明の第３の態様に係る電子写真用感光体は、導電性支持体上に、少なくとも電荷発生層、中間層、電荷輸送層の順に積層してなる電子写真用感光体において、前記電荷発生層が電子写真特性の必要な領域にのみ設けられた有機顔料の蒸着膜であり、前記中間層が導電性支持体上全域に設けられた樹脂を主成分とする塗布膜であり、当該塗布膜は少なくとも電荷輸送物質とバインダ樹脂とからなる前記電荷輸送層が中間層塗布領域と同じ領域に設けられている構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、電子写真特性を必要とする領域にのみ電荷発生層を設ける一方、導電性支持体上全域に樹脂を主成分とする中間層及び電荷輸送層を設けることで、電荷発生層が設けられていない領域において電荷輸送層の導電性支持体に対する密着性を向上することができる。
【００２２】
本発明の第４の態様は、第３の態様に係る電子写真用感光体において、前記中間層の樹脂がポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）とブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）との混合物である構成を採る。
【００２３】
この構成によれば、有機顔料の蒸着膜からなる電荷発生層上に、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）と、ブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）とからなる中間層を形成することで、電荷発生層が設けられていない領域において電荷輸送層の導電性支持体に対する密着性を向上する効果を得るとともに、電荷輸送層との接着性を向上しつつ、高温高湿又は低温低湿環境化における電位変動等の環境安定性をも向上することができる。この結果、環境安定性に優れ、かつ、導電性支持体との接着性に優れた電子写真用感光体を実現することができる。
【００２４】
本発明の第５の態様に係る電子写真用感光体の製造方法は、導電性支持体上に、少なくとも電荷発生層、中間層、電荷輸送層の順に積層してなる電子写真用感光体の製造方法において、有機顔料を蒸着することにより前記電荷発生層を形成する工程と、さらにポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）とブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）からなる塗料を用いて前記中間層を形成する工程とを含むようにしたものである。
【００２５】
この方法によれば、有機顔料の蒸着膜からなる電荷発生層上に、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）と、ブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）とからなる中間層を形成することで、電荷輸送層との接着性を向上しつつ、高温高湿又は低温低湿環境化における電位変動等の環境安定性をも向上することができる。この結果、環境安定性に優れ、かつ、導電性支持体との接着性に優れた電子写真用感光体を製造することができる。
【００２６】
本発明の第６の態様は、第５の態様に係る電子写真用感光体の製造方法において、前記電荷発生層の有機顔料蒸着膜と前記中間層の樹脂との質量比が１対０．５〜３の範囲であるものである。
【００２７】
この方法によれば、電荷発生層の有機顔料蒸着膜の質量１に対する中間層の樹脂の質量比を０．５〜３の範囲に含めることで、より環境安定性に優れ、かつ、導電性支持体との接着性に優れた電子写真用感光体を製造することができる。
【００２８】
本発明の第７の態様に係る電子写真用感光体の製造方法は、導電性支持体上に、少なくとも電荷発生層、中間層、電荷輸送層の順に積層してなる電子写真用感光体の製造方法において、電子写真特性の必要な領域にのみ有機顔料を蒸着することにより前記電荷発生層を形成する工程と、導電性支持体上全域に樹脂を主成分とする塗料を用いて前記中間層を形成する工程と、中間層塗布領域と同じ領域に前記電荷輸送層を形成する工程とを含むようにしたものである。
【００２９】
この方法によれば、電子写真特性を必要とする領域にのみ電荷発生層を設ける一方、導電性支持体上全域に樹脂を主成分とする中間層及び電荷輸送層を設けることで、電荷発生層が設けられていない領域において電荷輸送層の導電性支持体に対する密着性が向上した電子写真用感光体を製造することができる。
【００３０】
本発明の第８の態様は、第７の態様に係る電子写真用感光体の製造方法において、前記中間層の樹脂がポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）とブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）との混合物であるものである。
【００３１】
この方法によれば、有機顔料の蒸着膜からなる電荷発生層上に、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）と、ブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）とからなる中間層を形成することで、電荷発生層が設けられていない領域において電荷輸送層の導電性支持体に対する密着性を向上する効果を得るとともに、電荷輸送層との接着性を向上しつつ、高温高湿又は低温低湿環境化における電位変動等の環境安定性をも向上することができる。この結果、環境安定性に優れ、かつ、導電性支持体との接着性に優れた電子写真用感光体を製造することができる。
【００３２】
本発明の第９の態様に係る画像形成装置は、電子写真用感光体を用い、帯電、像露光、現像、転写・分離、クリーニング工程を経て画像形成を行う画像形成装置において、第１の態様から第４の態様のいずれかの電子写真用感光体を用いる構成を採る。
【００３３】
この構成によれば、画像形成装置において、第１の態様から第４の態様のいずれかの電子写真用感光体が奏する効果を得ることができる。この結果、どのような環境下でも安定した画像が得ることができる画像形成装置を実現することができる。
【００３４】
本発明の第１０の態様は、第９の態様に係る画像形成装置において、前記電子写真用感光体と現像工程に用いられる現像ローラとの間隔を保持する部材が、当該電子写真用感光体の最表面層で接触する構成を採る。
【００３５】
この構成によれば、電子写真用感光体と現像ローラとの間隔を保持する部材を当該電子写真用感光体の最表面層で接触させるので、簡単な構成で電子写真用感光体と現像ローラとの間隔を一定間隔に維持することができ、電子写真用感光体と現像ローラとの間隔を一定間隔に保持する機構を別途設ける必要がない。
【００３６】
なお、当該部材を電子写真用感光体の最表面層で接触させた場合には、電子写真用感光体の表面層の剥離が問題として発生し得るが、本画像形成装置においては、特に第１から第４の態様のいずれかの電子写真用感光体を用いて各層の密着性を高めているため、かかる問題の発生を低減することができる。
【００３７】
本発明の第１１の態様に係るプロセスカートリッジは、電子写真用感光体を用い、帯電、像露光、現像、転写・分離、クリーニング工程を経て画像形成を行う画像形成装置に使用するプロセスカートリッジにおいて、第１の態様から第４の態様のいずれかに記載の電子写真用感光体と、帯電部、像露光部、現像部、転写又は分離部、クリーニング部のいずれか１つとを組み合わせてつくられている構成を採る。
【００３８】
この構成によれば、画像形成装置に使用するプロセスカートリッジにおいて、第１の態様から第４の態様のいずれかの電子写真用感光体が奏する効果を得ることができる。この結果、どのような環境下でも安定した画像が得ることができるプロセスカートリッジを実現することができる。
【００３９】
本発明の第１２の態様は、第１１の態様に係るプロセスカートリッジにおいて、前記電子写真用感光体と現像部の現像ローラとの間隔を保持する部材が、当該電子写真用感光体の最表面層で接触する構成を採る。
【００４０】
この構成によれば、電子写真用感光体と現像ローラとの間隔を保持する部材を当該電子写真用感光体の最表面層で接触させるので、簡単な構成で電子写真用感光体と現像ローラとの間隔を一定間隔に維持することができ、電子写真用感光体と現像ローラとの間隔を一定間隔に保持する機構を別途設ける必要がない。
【００４１】
なお、当該部材を電子写真用感光体の最表面層で接触させた場合には、電子写真用感光体の表面層の剥離が問題として発生し得るが、本プロセスカートリッジにおいては、特に第１から第４の態様のいずれかの電子写真用感光体を用いて各層の密着性を高めているため、かかる問題の発生を低減することができる。
【００４２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電子写真用感光体の構成を模式的に示した断面図である。図１において、電子写真用感光体１０は、導電性支持体１１上に電荷発生層１２、中間層１３、電荷輸送層１４を積層して形成されている。
【００４４】
導電性支持体１１は、従来から知られている導電性を有するものであればよく、例えば、アルミニウムなどの金属材料からなる管（円筒状）、板、シート状支持体、プラスティックや紙などからなる管、板、シート状支持体上に金属材料を蒸着あるいは導電性塗料により導電性を付与したもの、導電性プラスティックを成形してなる管、板、シート状支持体などが用いられる。
【００４５】
特に、アルミニウム合金に切削等の加工を施した管やポリエチレンテレフタレートフィルム上にアルミニウムを蒸着したシートなどがよく用いられる。また、導電性支持体１１に、アルミニウム管を用いる場合には、電荷発生層１２を形成する前に、界面活性剤、有機溶剤を用いた洗浄や真空中グロー放電処理による支持体表面の浄化が必要である。アルミニウム管の洗浄の不備は、付着している金属切削粉による電気的障害から起こる画像欠陥や、本発明で課題としている接着性の低下を引き起こす。
【００４６】
導電性支持体１１上に形成される電荷発生層１２は、電荷発生物質として有機顔料を用い、６×１０−３Ｐａ以下の圧力下、抵抗加熱による蒸着法にて０．０３〜０．５μｍの範囲の薄膜を形成することにより得られる。長さ２５４ｍｍ、外径３０ｍｍのアルミニウム管上に、１本当りの付着量はおおよそ１〜１０ｍｇである。
【００４７】
有機顔料としては、フタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系顔料、スクアリリウム系顔料などを用いることができる。その中でも、フタロシアニン系顔料が好適であり、特にオキソチタニウムフタロシアニンが用いられる。これらの有機顔料は、公知の合成法にて得られた粗顔料を洗浄にて高結晶性顔料とするか、あるいはそれを昇華精製したものを用いる。
【００４８】
有機顔料を蒸着するための蒸着装置は、導電性支持体１１の全体に均一に成膜できるものであればよく、導電性支持体１１がアルミニウム管であれば、図２に示すような装置が用いられる。図２は、蒸着装置のチャンバー２１の内部を示した概略図である。
【００４９】
図２に示す蒸着装置においては、チャンバー２１の内部に装着されたアルミニウム管２２がチャンバー２１内を自公転し、蒸着源２３の上部にて成膜される。排気口２４には、油拡散ポンプなどを装着し、６×１０−３Ｐａ以下（単位）の圧力を達成する。蒸着源２３は、融点が蒸着する有機顔料の昇華点（約５００℃）以上の金属であればよく、タングステン、モリブデン、タンタル、ニオブあるいはそれらの合金など高融点金属がよく用いられる。
【００５０】
さらに、直流電源により電流を与えることにより蒸着源２３を加熱し、蒸着源２３に充填した有機顔料２０を昇華させ、導電性支持体であるアルミニウム管２２上に堆積させ所定の膜厚を得るものである。膜厚が所定膜厚以下であれば、感光体として必要な感度が得られず、所定膜厚以上であれば、感光体として必要な帯電性が得られない。
【００５１】
このようにして形成された有機顔料の蒸着膜は非晶質状態であり、有機系溶剤の蒸気にさらすか、あるいは有機系溶剤中に浸漬することにより結晶化することができる。もちろん中間層あるいは電荷輸送層形成時に塗料中に浸漬することによっても結晶変換させることも可能である。
【００５２】
導電性支持体１１上に電荷発生層１２を形成した後、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）とブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）からなる中間層１３を電荷発生層１２上に形成する。この際、上述の樹脂及び有機系溶剤からなる中間層用塗料を用い、浸漬塗工法などの公知の塗工手段にて電荷発生層１２上に形成する。
【００５３】
前記ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）は、一般式（化２）で示されるもので、分子量１×１０４〜１５×１０４、ブチラール化度５０％以上のものが好ましい。同様に、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）は、一般式（化３）で示されるもので、分子量１×１０４〜１５×１０４、ブチラール化度５０％以上のものが好ましい。
【００５４】
これらの樹脂（Ｉ）と樹脂（ＩＩ）との割合は、全体量に対して、樹脂（ＩＩ）が５％から５０％含まれていることが好ましい。樹脂（ＩＩ）を含まないと電荷輸送層との密着性が低下する。一方、樹脂（ＩＩ）の量が多いと高温高湿、低温低湿環境下における電子写真特性変動は大きくなる。
【００５５】
【化２】
さらに、中間層用塗料を調整するために樹脂を溶解する有機系溶剤としては、アルコール類、エチレングリコール誘導体類、ケトン系、芳香族炭化水素系などの有機系溶剤を用いることができる。溶剤は、蒸着された有機顔料の求められる結晶状態に応じて選択し、所定量を電荷発生層上に形成するために、樹脂分濃度を１〜５％に調整する。電荷発生層の蒸着された有機顔料１重量部に対して、０．５重量部より少ないと、高温高湿と低温低湿環境下における電子写真特性、特に、露光後電位に差が生じる。また、３重量部より多いと、繰り返し印字により露光後電位が上昇する。
【００５７】
また、図３に示すような浸漬塗工装置３１にて中間層を形成する。具体的には、循環用ポンプ３５及びフィルタユニット３６が配管されたポット３２に中間層用塗料３０を満たし、電荷発生物質が蒸着された導電性支持体であるアルミニウム管３３を、把持装置を備えた可動部３４に装着し、可動部を上下動作させることにより浸漬塗工する。
【００５８】
引上げ速度は、１０〜３００ｍｍ／分で、所定量の中間層が形成できるように調整する。また、有機顔料の状態によっては、スプレー塗工法にて形成することも可能である。最終的には、塗工後、自然乾燥あるいは加熱乾燥することで、中間層が形成される。
【００５９】
このように導電性支持体１１上に電荷発生層１２、中間層１３が形成された後、電荷輸送物質とバインダ樹脂からなる電荷輸送層１４が、電荷輸送物質、バインダ樹脂並びに有機系溶剤からなる電荷輸送層用塗料を用いて、浸漬塗工法などの公知の塗工手段にて中間層１３上に積層される。
【００６０】
電荷輸送物質としては、電子供与性のオキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ピラゾリン化合物、ヒドラゾン化合物、スチルベン化合物、テトラフェニルブタジエン化合物、ビフェニル化合物、及びこれらの化合物の誘導体を用いることができる。また、これらの化合物を２種以上混合して用いることもできる。
【００６１】
バインダ樹脂としては、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリメチルメタクリレートなどの樹脂を用いることができるが、電荷輸送物質との相溶性、膜強度、塗料化溶剤への溶解性、塗料としての安定性の点からポリカーボネートが好ましい。
【００６２】
これらのバインダ樹脂と前記電荷輸送物質の構成比は、重量比でバインダ樹脂１に対して０．２５から３の範囲で用いられる。また、電荷輸送物質、バインダ樹脂の他に、これらの物質の劣化を防止するために酸化防止剤、紫外線吸収剤などを添加することもできる。
【００６３】
さらに、これらの電荷輸送物質とバインダ樹脂を溶解し、電荷輸送層用塗料とするための有機系溶剤としては、ジクロロメタン、クロロホルムなどの塩素系炭化水素類、ジオキサン、テトラヒドロフランなどの環状エーテル類、トルエン、キシレンなどの芳香族系炭化水素類などが用いられる。これらの有機系溶剤は、１種あるいは２種以上を混合して用いることができ、電荷輸送層用塗料中の不揮発分の濃度を１０から４０重量％の範囲に調整して用いる。
【００６４】
一般的には、このようにして調整された電荷輸送層用塗料を用い、図４に示すような浸漬塗工装置４１にて電荷輸送層１４を形成する。具体的には、電荷発生層１２及び中間層１３が形成された導電性支持体であるアルミニウム管４３を、把持装置を備えた可動部４４に装着し、電荷輸送層用塗料４０の入ったにポット４２に浸漬した後、所定の速度で引き上げることにより電荷輸送層が形成される。ポット４２には循環用ポンプ４５及びフィルタユニット４６が配管されている。浸漬塗工後、熱風乾燥機などにより有機系溶剤分を揮発させ、乾燥後膜厚として５から４０μｍ程度の範囲の電荷輸送層が形成される。
【００６５】
このように実施の形態１の電子写真用感光体１０によれば、有機顔料の蒸着膜からなる電荷発生層１２上に、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）と、ブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）とからなる中間層１３を形成することで、電荷輸送層１４との接着性を向上しつつ、高温高湿又は低温低湿環境化における電位変動等の環境安定性をも向上することができる。この結果、環境安定性に優れ、かつ、導電性支持体との接着性に優れた電子写真用感光体を実現することができる。
【００６６】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態１に係る電子写真用感光体が導電性支持体の全領域に電荷発生層を形成するのに対し、実施の形態２に係る電子写真用感光体は、当該感光体の電子写真特性を必要とする領域にのみ電荷発生層を形成する点で相違する。
【００６７】
図５は、本発明の実施の形態２に係る電子写真用感光体の構成を模式的に示している。図５においては、その一例として、上方に円筒状アルミニウム管上に形成した電子写真用感光体（以下、「円筒状電子写真用感光体」という）の構成を模式的に示す表面図を示し、下方に円筒状電子写真用感光体の構成を模式的に示す断面図を示している。
【００６８】
図５において、円筒状電子写真用感光体５０は、図１と同様、導電性支持体５１上に、電荷発生層５２、中間層５３、電荷輸送層５４の順に積層して形成されたものである。各構成は、図１と同様のものであるが、実施の形態２に係る電子写真用感光体５０は、感光体の電子写真特性を必要とする領域５５にのみ電荷発生層を形成した構成になっている。
【００６９】
具体的には、図２の蒸着装置において、導電性支持体５１の両端部に有機顔料が付着しないように遮蔽板を装着して電荷発生層５２を形成する。これにより、電子写真特定を必要としない部分である導電性支持体５１の両端部には有機顔料が付着するのを防止できる。さらに、その上に中間層５３及び電荷輸送層５４を電荷発生層５２が形成された導電性支持体５１の全領域に順次積層し、円筒状電子写真用感光体５０を完成する。
【００７０】
このように実施の形態２の円筒状電子写真用感光体５０によれば、電子写真特性を必要とする領域にのみ電荷発生層５２を形成する一方、導電性支持体５１上全域に樹脂を主成分とする中間層５３及び電荷輸送層５４を形成することで、電荷発生層５２が形成されていない領域において電荷輸送層５４の導電性支持体５１に対する密着性を向上することができる。
【００７１】
また、実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、電荷発生層５２上に、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）と、ブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）とからなる中間層５３を形成することで、電荷輸送層５４との接着性を向上しつつ、高温高湿又は低温低湿環境化における電位変動等の環境安定性をも向上することができる。この結果、環境安定性に優れ、かつ、導電性支持体との接着性に優れた電子写真用感光体を実現することができる。
【００７２】
図６は、本発明の実施の形態１及び実施の形態２に係る電子写真用感光体１０及び５０を搭載した画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【００７３】
同図に示す画像形成装置は、筐体６０１上部に原稿を走査して画像を読取る読取りユニット６０２が設けられ、読取りユニット６０２の上面に原稿読取り面を開閉する上部カバー６０３が開閉自在に取り付けられている。
【００７４】
筐体６０１には、読取りユニット６０２の下方部に記録紙を排出するための排出空間６０４が形成されており、排出空間６０４の下面が排紙トレイ６０５として機能する。また、筐体６０１下部に記録紙を収納する給紙カセット６０６が配置されている。
【００７５】
給紙カセット６０６の給紙側端部上方にピックアップローラ６０７が昇降自在に配置され、ピックアップローラ６０７に近接して給紙ローラ６０８及び分離ローラ６０９が対向配置される。給紙ローラ６０８は、ピックアップローラ６０７により給紙カセット６０６から取り出された記録紙を搬送路へ繰出すためのローラであり、分離ローラ６０９は、給紙カセット６０６から重ねて取り出された複数枚の記録紙から１枚を分離するためのローラである。
【００７６】
記録紙の搬送路が筐体６０１下部より略垂直上方に向けて形成されている。この搬送路上に本発明に係る電子写真用感光体１０（５０）が配置されている。電子写真用感光体１０（５０）を通過する記録紙の搬送タイミングを制御するレジストローラ６１０が搬送路の入り口付近に配置されている。電子写真用感光体１０（５０）はプロセスカートリッジ６１１に保持されている。プロセスカートリッジ６１１よりも装置の内側にレーザスキャンユニット（ＬＳＵ）６１２が配置されている。ＬＳＵ６１２は、電子写真用感光体１０（５０）に潜像を形成する。また、電子写真用感光体１０（５０）に転写ローラ６１３が対向配置されており、かかる転写ローラ６１３は、電子写真用感光体１０（５０）に付着したトナーを記録紙へ転写する。
【００７７】
記録紙の搬送路におけるプロセスカートリッジ６１１よりも下流側に定着ユニット６１４が設置されている。定着ユニット６１４は、定着ローラ６１５とこの定着ローラ６１５に対して所定の圧力で押圧される加圧ローラ６１６とを有する。定着ローラ６１５及び加圧ローラ６１６から送り出された記録紙は、定着ユニット６１４の排出空間６０４側に設けられた排出ローラ６１７により排紙トレイ６０５に排出される。
【００７８】
図７は、本発明に係る電子写真用感光体１０（５０）を保持したプロセスカートリッジ６１１を拡大した概略断面図である。
【００７９】
プロセスカートリッジ６１１において、電子写真用感光体１０（５０）は、回転軸を通じて接地され、図中矢印で示すように反時計方向に駆動回転される。電子写真用感光体１０（５０）に対する帯電は、帯電部７０１の帯電ローラ７０２で行う。具体的には、帯電ローラ７０２が直流バイアスあるいは交流バイアスを重畳し電子写真用感光体１０（５０）上に均一な電荷を与える。
【００８０】
電子写真用感光体１０（５０）に対して一様に帯電された後、上述のＬＳＵ６１２からの画像信号に基づいた像露光が行われる。ＬＳＵ６１２に用いられる光源は半導体レーザであり、ポリゴンミラー、ｆθレンズ等の光学系によりレーザ光が電子写真用感光体１０（５０）上に走査され、電子写真用感光体１０（５０）の光電変換機能により電子写真用感光体１０（５０）上に静電潜像が形成される。
【００８１】
次いで、静電潜像は現像部７０３にて現像され、電子写真用感光体１０（５０）上にトナー像が形成される。具体的には、磁性一成分トナーの場合、マグネット７０４を内蔵する現像ローラ７０５上に現像ブレード７０６にて規制されたトナー層を形成し、電子写真用感光体１０（５０）と現像ローラ７０５との間に直流バイアスあるいは交流バイアスをかけて現像が行われる。なお、現像ローラ７０５は、図中矢印で示すように時計方向に駆動回転する。
【００８２】
現像ローラ７０５と電子写真用感光体１０（５０）との間隔は、現像ローラ７０５に取り付けられたギャップスペーサ７０７により一定に維持されている。ギャップスペーサ７０７は、現像ローラ７０５における周面の両端部（図７に示す奥側と手前側の端部）に取り付けられ、電子写真用感光体１０（５０）の最表面層（周面）の両端部に接触する。特に実施の形態２に係る電子写真用感光体５０においては、電荷発生層５２を形成していない部分において接触する。
【００８３】
このように電子写真用感光体１０（５０）と現像ローラ７０５との間隔を保持する部材であるギャップスペーサ７０７を当該電子写真用感光体１０（５０）の最表面層で接触させるので、簡単な構成で電子写真用感光体１０（５０）と現像ローラ７０５との間隔を一定間隔に維持することができ、電子写真用感光体１０（５０）と現像ローラ７０５との間隔を一定間隔に保持する機構を別途設ける必要がない。
【００８４】
なお、ギャップスペーサ７０７を電子写真用感光体１０（５０）の最表面層で接触させた場合には、電子写真用感光体１０（５０）の表面層の剥離が問題と発生し得るが、本画像形成装置においては、上述の各層の密着性を向上させた電子写真用感光体１０（５０）を用いているため、かかる問題の発生を低減することができる。特に実施の形態２に係る電子写真用感光体５０を用いた場合には、より密着性が向上している電子写真用感光体５０の両端でギャップスペーサ７０７と接触するため、かかる問題の発生をより低減させることができる。
【００８５】
電子写真用感光体１０（５０）上に形成されたトナー像は、上述の転写ローラ６１３によって給紙カセット６０６から供給された記録紙に対して転写される。トナー像が転写された記録紙は、電子写真用感光体１０（５０）から分離され、定着ユニット６１４に送り込まれる。定着ユニット６１４で記録紙にトナー像が加熱定着された後、記録紙は、排紙トレイ６０５に排出される。
【００８６】
一方、電子写真用感光体１０（５０）においては、クリーニング部７０８のクリーンングブレード７０９の圧接により残留トナーを除去し、表面が清掃された状態で帯電部７０１に戻り、次なる画像形成のプロセスに入る。
【００８７】
なお、以上の説明から明らかなように、図７に示すプロセスカートリッジ６１１は、電子写真用感光体１０（５０）、帯電ローラ７０２を有する帯電部７０１、現像ローラ７０５を有する現像部７０３、クリーニングブレード７０９を有するクリーニング部７０８を一体として備えた構成になっている。しかし、これらの機能を全て備える場合に限定されず、プロセスカートリッジ６１１の構成としては、これらの機能の一部を組み合わせて構成するようにしてもよい。
【００８８】
【実施例】
以下、本発明の実施の形態に係る電子写真用感光体における具体的な実施例及び比較例を説明する。
【００８９】
（実施例１）
外径３０ｍｍ、内径２８．５ｍｍ、長さ２５４ｍｍのアルミニウム（アルミニウム−マグネシウム−シリコン系合金）切削管を、脱脂用洗剤（花王株式会社製クリンスルーＬＣ８７０）及びイオン交換水にて洗浄し、図２の蒸着装置に装着する。５×１０−３Ｐａの減圧下、アルミニウム管上にオキソチタニウムフタロシアニン蒸着膜を形成した。アルミニウム管１本当りのオキソチタニウムフタロシアニン量は、２ｍｇであった。
【００９０】
次に、エタノール（関東化学株式会社製一級試薬）１００重量部に対してポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）（積水化学工業株式会社製 エスレックＢＬ−１）を２重量部、ブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）（積水化学工業株式会社製 エスレックＢＸ−１）を０．５重量部添加した溶液中に、蒸着膜が形成されたアルミニウム管を図３の浸漬処理装置にて中間層を浸漬塗工する。中間層のアルミニウム管１本当りの樹脂量は、３ｍｇであった。すなわち、電荷発生層の有機顔料蒸着膜であるオキソチタニウムフタロシアニン量２ｍｇの１．５倍の量である。引き続き、２−メチル−４−ジベンジルアミノベンズアルデヒド−Ｎ，Ｎ−ジフェニルヒドラゾン１８重量部と１，１−ビス（ｐ−ジエチルアミノフェニル）−４，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン２重量部、ポリカーボネート（出光興産株式会社製タフゼットＰ−３００）２０重量部、ジクロロメタン１００重量部からなる塗料を用い、図４の浸漬塗工装置にて乾燥後膜厚が２５μｍになるように電荷輸送層を設け感光体を完成させた。
【００９１】
評価は、松下電送システム株式会社製パナファックスＵＦ７７０のプロセスカートリッジに得られた感光体を装着し、現像部分に表面電位計（トレック社製 ＭＯＤＥＬ３４４）を取り付け、現像器位置での帯電電位Ｖ０及び露光後電位ＶＬを測定した。この電位測定の結果を表１に示す。また、同様の測定を、高温高湿環境下（３５℃７０％）及び低温低湿環境下（１０℃１５％）でも行った。さらに、繰り返し８０００枚印字後の電位測定結果（８０００枚印字後特性）、及び低温低湿環境下で現像ローラ７０５との間隔を保持するギャップスペーサ７０７で感光層の剥れ（ギャップ部剥れ）が発生した印字枚数もあわせて表１に示す。
【００９２】
（実施例２）
実施例２では、実施例１における樹脂（Ｉ）を２．２５重量部、樹脂（ＩＩ）を０．２５重量部にした以外は、実施例１と同様に感光体を作成し評価を行った。この結果を表１に示す。
【００９３】
（実施例３）
実施例３では、実施例１における樹脂（Ｉ）を１．２５重量部、樹脂（ＩＩ）を１．２５重量部にした以外は、実施例１と同様に感光体を作成し評価を行った。この結果を表１に示す。
【００９４】
（実施例４）
実施例４では、中間層塗料の樹脂分濃度を１．８％にし、実施例１における中間層のアルミニウム管１本当りの樹脂量を２ｍｇにした以外は、実施例１と同様に感光体を作成し評価を行った。すなわち、中間層の樹脂量が電荷発生層の有機顔料蒸着膜であるオキソチタニウムフタロシアニン量２ｍｇと同量の場合である。この結果を表１に示す。
【００９５】
（実施例５）
実施例５では、中間層塗料の樹脂分濃度を３％にし、実施例１における中間層のアルミニウム管１本当りの樹脂量を４ｍｇにした以外は、実施例１と同様に感光体を作成し評価を行った。中間層の樹脂量が電荷発生層の有機顔料蒸着膜であるオキソチタニウムフタロシアニン量２ｍｇの２倍の量の場合である。この結果を表１に示す。
【００９６】
（実施例６）
実施例６では、オキソチタニウムフタロシアニン蒸着膜形成の際に、蒸着装置内部に遮蔽板を設け、アルミニウム管の両端部１０ｍｍに蒸着膜が付着しないようにした。それ以外は、実施例１と同様に感光体を作成し評価を行った。すなわち、上述の実施の形態２に係る電子写真用感光体５０を用いて評価を行ったものである。この結果を表１に示す。ここでは、表１に示すように、特にギャップ部剥れの評価において良好な結果を得ることができた。
【００９７】
（比較例１）
比較例１では、実施例１における中間層を設けない以外、実施例１と同様に感光体を作成し評価を行った。この結果を表１に示す。ここでは、表１に示すように、特に環境変動及び繰り返し変動に大きな変動が生じていることが分かる。また、ギャップ部剥れの評価においても、感光層の膜強度が不足していることが認識できる。
【００９８】
（比較例２）
比較例２では、実施例１における樹脂（Ｉ）を２．５重量部で樹脂（ＩＩ）を用いない以外、実施例１と同様に感光体を作成し評価を行った。この結果を表１に示す。ここでは、ギャップ部剥れの評価において、実施例１等の評価に比べて感光層の膜強度が不足していることが認識できる。
【００９９】
（比較例３）
比較例３では、実施例１における樹脂（ＩＩ）を２．５重量部で樹脂（Ｉ）を用いない以外、実施例１と同様に感光体を作成し評価を行った。この結果を表１に示す。ここでは、ギャップ部剥れの評価において多少の改善はみられるものの、環境変動及び繰り返し変動、特に高温多湿における環境変動及び繰り返し変動に大きな変動が生じていることが分かる。
【０１００】
（比較例４）
比較例４では、中間層塗料の樹脂分濃度を５％にし、実施例１における中間層のアルミニウム管１本当りの樹脂量を７ｍｇにした以外は、実施例１と同様に感光体を作成し評価を行った。中間層の樹脂量が電荷発生層の有機顔料蒸着膜であるオキソチタニウムフタロシアニン量２ｍｇの３．５倍の量の場合である。この結果を表１に示す。ここでは、環境変動及び繰り返し変動、特に高温多湿における環境変動及び繰り返し変動に大きな変動が生じていることが分かる。
【０１０１】
【表１】
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、環境安定性に優れ、接着性が高く、半導体レーザ光に対して高感度を示すとともに、感度や帯電性、これらの感光体特性の繰り返し安定性にも優れた電子写真用感光体及びその製造方法を提供することができる。
【０１０３】
また、その電子写真用感光体を用いることにより、どのような環境下でも安定した画像が得ることができる画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子写真用感光体の構成を模式的に示した断面図
【図２】本発明の実施例で使用した蒸着装置の構成を示した概略図
【図３】本発明の実施例で使用した中間層形成用浸漬塗工装置の構成を示した概略図
【図４】本発明の実施例で使用した電荷輸送層形成用浸漬塗工装置の構成を示した概略図
【図５】本発明の実施の形態に係る電子写真用感光体の構成を模式的に示した断面図
【図６】本発明の実施の形態に係る電子写真用感光体を搭載した画像形成装置の断面図
【図７】本発明の実施の形態に係る電子写真用感光体を搭載したプロセスユニットの断面図
【符号の説明】
１０ 電子写真用感光体
１１ 導電性支持体
１２ 電荷発生層
１３ 中間層
１４ 電荷輸送層
２０ 有機顔料（電荷発生物質（オキソチタニウムフタロシアニン））
２１ 蒸着装置のチャンバー
２２ アルミニウム管（導電性支持体）
２３ 蒸着源
２４ 排気口
３０ 中間層用塗料
３１ 浸漬塗工装置
３２ ポット
３３ アルミニウム管（電荷発生物質が蒸着された導電性支持体）
３４ 把持装置を備えた可動部
３５ 循環用ポンプ
３６ フィルタユニット
４０ 電荷輸送層用塗料
４１ 浸漬塗工装置
４２ ポット
４３ アルミニウム管（電荷発生層、中間層が形成された導電性支持体）
４４ 把持装置を備えた可動部
４５ 循環用ポンプ
４６ フィルタユニット
５０ 電子写真用感光体（円筒状電子写真用感光体）
５１ 導電性支持体（アルミニウム管）
５２ 電荷発生層
５３ 中間層
５４ 電荷輸送層
５５ 電子写真特性が必要な領域
６０６ 給紙カセット
６１１ プロセスカートリッジ
６１２ レーザスキャンユニット（ＬＳＵ）
６１３ 転写ローラ
６１４ 定着ユニット
７０１ 帯電部
７０２ 帯電ローラ
７０３ 現像部
７０５ 現像ローラ
７０６ 現像ブレード
７０８ クリーニング部
７０９ クリーニングブレード
Claims (12)
- 導電性支持体上に、少なくとも電荷発生層、中間層、電荷輸送層の順に積層してなる電子写真用感光体において、前記電荷発生層が有機顔料の蒸着膜であり、前記中間層に、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）とブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）を含有することを特徴とする電子写真用感光体。
- 前記電荷発生層の有機顔料蒸着膜と前記中間層の樹脂の質量比が１対０．５〜３の範囲であることを特徴とする請求項１記載の電子写真用感光体。
- 導電性支持体上に、少なくとも電荷発生層、中間層、電荷輸送層の順に積層してなる電子写真用感光体において、前記電荷発生層が電子写真特性の必要な領域にのみ設けられた有機顔料の蒸着膜であり、前記中間層が導電性支持体上全域に設けられた樹脂を主成分とする塗布膜であり、当該塗布膜は少なくとも電荷輸送物質とバインダ樹脂とからなる前記電荷輸送層が中間層塗布領域と同じ領域に設けられていることを特徴とする電子写真用感光体。
- 前記中間層の樹脂がポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）とブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）との混合物であることを特徴とする請求項３記載の電子写真用感光体。
- 導電性支持体上に、少なくとも電荷発生層、中間層、電荷輸送層の順に積層してなる電子写真用感光体の製造方法において、有機顔料を蒸着することにより前記電荷発生層を形成する工程と、さらにポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）とブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）からなる塗料を用いて前記中間層を形成する工程とを含むことを特徴とする電子写真用感光体の製造方法。
- 前記電荷発生層の有機顔料蒸着膜と前記中間層の樹脂との質量比が１対０．５〜３の範囲であることを特徴とする請求項５記載の電子写真用感光体の製造方法。
- 導電性支持体上に、少なくとも電荷発生層、中間層、電荷輸送層の順に積層してなる電子写真用感光体の製造方法において、電子写真特性の必要な領域にのみ有機顔料を蒸着することにより前記電荷発生層を形成する工程と、導電性支持体上全域に樹脂を主成分とする塗料を用いて前記中間層を形成する工程と、中間層塗布領域と同じ領域に前記電荷輸送層を形成する工程とを含むことを特徴とする電子写真用感光体の製造方法。
- 前記中間層の樹脂がポリビニルアルコールをブチルアルデヒドにてアセタール化した樹脂（Ｉ）とブチルアルデヒド以外のアルデヒドにてアセタール化した樹脂（ＩＩ）との混合物であることを特徴とする請求項７記載の電子写真用感光体の製造方法。
- 電子写真用感光体を用い、帯電、像露光、現像、転写・分離、クリーニング工程を経て画像形成を行う画像形成装置において、請求項１から請求項４のいずれかに記載の電子写真用感光体を用いることを特徴とする画像形成装置。
- 前記電子写真用感光体と現像工程に用いられる現像ローラとの間隔を保持する部材が、当該電子写真用感光体の最表面層で接触することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
- 電子写真用感光体を用い、帯電、像露光、現像、転写・分離、クリーニング工程を経て画像形成を行う画像形成装置に使用するプロセスカートリッジにおいて、請求項１から請求項４のいずれかに記載の電子写真用感光体と、帯電部、像露光部、現像部、転写又は分離部、クリーニング部のいずれか１つとを組み合わせてつくられていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 前記電子写真用感光体と現像部の現像ローラとの間隔を保持する部材が、当該電子写真用感光体の最表面層で接触することを特徴とする請求項１１記載のプロセスカートリッジ。
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