JP2008146076A - 電子写真感光体及びこれを含む電子写真画像の形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直鎖型アルコール可溶性ナイロン樹脂をバインダ樹脂として使用した場合であっても、改善された環境依存性を有し、特に低温低湿条件でゴースト現象を防止できる下引層を有する電子写真感光体及びこれを含む電子写真画像の形成装置を提供する。
【解決手段】電子写真画像の形成装置用の電子写真感光体であって、導電性基体と、導電性基体上に形成された感光層と、導電性基体及び前記感光層の間に配された下引層とを含み、下引層が飽和吸収率が３％以下である直鎖型アルコール可溶性ナイロンバインダ樹脂を含むことを特徴とする電子写真感光体及びこれを具備する電子写真画像の形成装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真感光体及びこれを採用した電子写真画像の形成装置に係り、さらに詳細には、電気的特性及び画像特性において低下した環境依存性を有する電子写真感光体及びこれを採用した電子写真画像の形成装置に関する。

レーザプリンタ、複写機のような電子写真法において、導電性支持体上に感光層を具備するプレート、ディスク、シート、ベルト、ドラムのような形態の電子写真感光体は、まず感光層の表面を均一に静電気的に帯電させ、帯電された表面を光パターンに露光させることによって画像が形成される。露光は、表面に光が衝突した照査領域の電荷を選択的に消散させることによって、帯電及び非帯電領域のパターン、いわゆる潜像（ｌａｔｅｎｔ ｉｍａｇｅ）を形成することになる。次に、湿式または乾式トナーが潜商の隣接部位に提供され、トナー滴または粒子が帯電または非帯電領域のうちいずれか１つの隣接部位に付着され、感光層の表面上にトナー画像（ｔｏｎｅｄ ｉｍａｇｅ）を形成する。結果物であるトナー画像は、紙のような適当な最終または中間受容表面に転写されたり、または感光層が画像に対する最終受容体として機能できる。

電子写真感光体は、感光層の構造を基準に、二種に大別される。第１類型は積層型感光層であり、バインダ樹脂と電荷発生物質（ＣＧＭ：Ｃｈａｒｇｅ Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ）とを含む電荷発生層（ＣＧＬ：Ｃｈａｒｇｅ Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）と、バインダ樹脂と電荷輸送物質（主に正孔輸送物質（ＨＴＭ：Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ）とを含む電荷輸送層（ＣＴＬ：・Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）との二層構造を有し、一般的に（−）型の電子写真感光体の製造に利用される。第２類型は単層型感光層であり、バインダ樹脂、電荷発生物質、正孔輸送物質及び電子輸送物質（ＥＴＭ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ）をいずれも１層に含む構造であり、一般的に（＋）型の電子写真感光体の製造に利用される。

一方、電子写真感光体において、このような感光層は、導電性支持体上に形成される。それ以外に、導電性支持体と感光層との間には、下引層（ｕｎｄｅｒｃｏａｔ ｌａｙｅｒ）が形成できる。下引層は、導電性支持体から感光層への正孔注入抑制を介した画像特性向上、支持体と感光層との接着性改善、感光層の絶縁破壊（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）防止、導電性支持体の表面欠陥被覆のような役割を果たす。このような下引層としては、アルミニウム陽極酸化被膜（アルマイト層）、酸化アルミニウム層、水酸化アルミニウム層のような無機層が主に使われたが、最近ではコスト節減のために、無機粒子と高分子樹脂バインダとから構成された下引層が主に使われている。

下引層のバインダ樹脂としては、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とがいずれも使われうる。熱可塑性樹脂を利用すれば、下引層塗布後の乾燥及び冷却工程が不要であり、また塗布液の保存寿命（ｓｈｅｌｆ ｌｉｆｅ）も長くなるために経済的である。熱可塑性樹脂のうちでも、支持体との接着性、耐溶剤性、塗布性、電気的バリア特性（ｂａｒｒｉｅｒ ｐｒｏｐｅｒｔｙ）を考慮し、アルコール可溶性ナイロン樹脂が主に使われている。

特許文献１は、２０℃で水中飽和吸収率が１０％以下であり、またナイロン１１またはナイロン１２の少なくともいずれか一つを３０ないし７０質量％含有する共重合ポリアミド樹脂からなる下引層を具備した電子写真感光体を開示する。しかし、このようにナイロン６、６６、６１０、１１、または１２などの直鎖反復単位構造のアミド成分だけからなるナイロン樹脂を使用する場合、該直鎖型ナイロンの飽和吸収率が高ければ、電子写真感光体の電気的特性及び画像特性において環境依存性が増大する傾向がある。反対に、飽和吸収率が低い場合には、電気的特性及び画像特性において環境依存性は改善されるが、ゲル化及び沈殿が起こりやすく、下引層用塗布液の分散安定性が不良であるという傾向がある。

前記の環境依存性を改善するための１つの対策として、アルコール可溶性ナイロン樹脂と、表面吸着水を減少させるためにシリコンなどで疏水性表面処理した金属酸化物粒子との組み合わせを含む組成物を利用して下引層を形成する技術が開示された。

それ以外に、前記の問題点を改善できるように、下引層に要求される一般的特性を効果的に満足させられる電子写真感光体を得るために、特殊な分子構造を有するナイロン樹脂を下引層のバインダ樹脂として採用した感光体を開示した特許文献としては、次のようなものがある。

特許文献２は、シクロヘキシル基を含む特定構造のジアミン成分を含む共重合ポリアミドをバインダ樹脂として使用する下引層を具備する電子写真感光体を開示する。

特許文献３は、直鎖ではない反復単位構造のアミド成分が１０モル％以上であるポリアミド樹脂をバインダ樹脂として含む下引層を具備する電子写真感光体を開示する。

このような非直鎖型アルコール可溶性ナイロン樹脂は、飽和吸収率が低くなり、電気的特性及び画像特性において環境依存性は改善させることができるが、特殊な構造のモノマーを使用せねばならないために、コスト上昇の原因になる。

特公平０７−４３５４４号公報 米国特許第５，１７３，３８５号明細書 特開２００３−３１６０４７号公報

本発明の目的は、前記の問題点を解決して直鎖型アルコール可溶性ナイロン樹脂をバインダ樹脂として使用した場合であっても、改善された環境依存性を有する下引層を具備する電子写真感光体を提供することである。

本発明の他の目的は、直鎖型アルコール可溶性ナイロン樹脂をバインダ樹脂として使用した場合であっても、特に低温低湿条件でゴースト現象を防止できる下引層を具備する電子写真感光体を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、前記の特性を有する電子写真感光体を具備した電子写真画像の形成装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、電子写真画像の形成装置用の電子写真感光体であって、導電性基体と、前記導電性基体上に形成された感光層と、前記導電性基体と前記感光層との間に配された下引層とを含み、前記下引層が飽和吸収率が３％以下である直鎖型アルコール可溶性ナイロンバインダ樹脂を含む電子写真感光体が提供される。

上記課題を解決するために本発明の他の観点によれば、電子写真感光体と、前記電子写真感光体の感光層を帯電させる帯電装置と、レーザ光を利用する露光により、前記電子写真感光体の感光層表面に静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像を現像する現像装置とを具備した電子写真画像の形成装置であり、前記電子写真感光体は、導電性基体と、前記導電性基体上に形成された感光層と、前記導電性基体と前記感光層との間に配された下引層とを含み、前記下引層が飽和吸収率が３％以下である直鎖型アルコール可溶性ナイロンバインダ樹脂を含む電子写真画像の形成装置が提供される。

前記のように本発明の電子写真感光体は、下引層のバインダ樹脂として経済的な直鎖型アルコール可溶性ナイロン樹脂を使用しつつも、改善された環境依存性、及び特に低温低湿条件で優秀な画像特性を有する。これは、主に飽和水分率が３．０％以下である直鎖型アルコール可溶性ナイロン樹脂の使用によるものと考えられる。特に、本願発明の電子写真感光体の下引層用バインダ樹脂として使われる前記直鎖型ナイロン樹脂は、飽和吸収率が低いにしても分散安定性にすぐれ、これを含む下引層用組成物は、ゲル化及び沈殿生成が起き難いために、感光体の製造生産性を向上させることができる。

本発明による感光体は、下引層のナイロンバインダ樹脂として、飽和吸収率が低く、かつ相対的に低価格の直鎖型アルコール可溶性ナイロン樹脂をバインダ樹脂として使用することによって、電気的特性及び画像特性において低下した環境依存性を有する。特に、本発明の感光体は、低温及び低湿（Ｌ／Ｌ）条件での反復印刷後にも、ゴースト現象を効果的に防止できる。また、前記ナイロン樹脂を使用することによって、下引層用組成物の分散安定性（保存安定性）を大きく向上させることができ、それによって、感光体の製造生産性を向上させることができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

本発明で、「直鎖型ナイロン樹脂」とは、ナイロン樹脂の分子構造のうちアミド結合間に、環状炭化水素残基または芳香族炭化水素残基を含まずに、直鎖型脂肪族炭化水素残基だけからなるものを意味する。

以下、本発明の電子写真感光体及び電子写真画像の形成装置について詳細に説明する。

本発明の電子写真感光体は、電子写真画像の形成装置用の電子写真感光体であって、導電性基体と、前記導電性基体上に形成された感光層と、前記導電性基体及び前記感光層の間に配された下引層とを含み、前記下引層は、飽和吸収率が３％以下である直鎖型アルコール可溶性ナイロンバインダ樹脂を含むことを特徴とする。

本発明の電子写真感光体は、導電性支持体上に下引層及び感光層が形成された構造からなっている。導電性支持体としては、例えばアルミニウム、ステンレススチール、銅、ニッケルのような金属材料、表面にアルミニウム、銅、パラジウム、酸化スズ、酸化インジウムのような導電層を形成したポリエステルフィルム、紙、ガラスのような絶縁性支持体が使われる。導電性支持体の形態は、ドラム、パイプ、ベルト、プレートなどを含む。

導電性支持体と感光層との間に下引層が形成される。下引層は、無機粒子を含み、かつ飽和吸収率が３．０％以下、望ましくは２．５％以下である直鎖型ナイロンバインダ樹脂を含む。

前記ナイロンバインダ樹脂は、これに限定されるものではないが、飽和吸収率が３．０％以下である直鎖型ナイロン樹脂であるならば、特別に制限されるものではない。その具体的な例は、ナイロン６−６６−６１０の３員ナイロン共重合体、ナイロン６−６６−６１０−６１２の４員ナイロン共重合体などを含む。または、それら３員ナイロン共重合体及び／またはナイロン６−６６−６１０−６１２の４員ナイロン共重合体に、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０及び／またはナイロン６１２を適量混合することによって、飽和吸収率を３．０％以下に調節したナイロンアロイ；またはナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０及び／またはナイロン６１２を適量混合することによって、飽和吸収率を３．０％以下に調節したナイロンアロイも使われうる。このうちでも、有機溶媒に対する溶解性、導電性支持体に対する接着性、機械的特性、飽和吸収率及びコストの観点で、ナイロン６−６６−６１０の３員ナイロン共重合体が望ましい。ここで、飽和吸収率は、ＡＳＴ ＭＤ５７０に規定された方法により測定され、２０℃の水中に試料を浸漬した後で経時的に上昇する吸収率の飽和値を意味する。ナイロンバインダ樹脂の飽和吸収率が３．０％を超えれば、感光体の電気的特性及び画像特性において環境依存性が増大し、また、特に低温低湿条件でゴースト現象防止特性が低下する。このような条件を満足するナイロン共重合樹脂の具体的な例としては、Ｓｈａｋｅｓｐｅａｒｅ社から商品名ＳＶＰ−６５１で入手できるナイロン６−６６−６１０の３員ナイロン共重合体を挙げることができる。

前記の本発明で使われる下引層用ナイロンバインダ樹脂を使用し、メタノール／１−プロパノール＝８／２（重量比）の混合アルコール溶媒中に、商品名ＳＶＰ−６５１のような前記ナイロンバインダ樹脂含有量が６質量％であり、無機粒子含有量が９質量％（総固形分含有量１５質量％）になるように下引層用組成物を調製したとき、前記組成物の調製後１ヵ月が経過した時点での前記組成物の粘度上昇率が１０％以下であることが望ましく、７％以下であることがさらに望ましく、３％以下であることが最も望ましい。これは、浸漬塗布をする場合、塗布液の粘度が上昇すると、膜厚が厚くなってしまい、この場合は、膜厚調整を行う必要がある。このような状況を考慮すると、粘度上昇率は１０％以下で有ることが好ましい。なお、下引層用組成物の調製時、及び、調整後１ヶ月経過時における粘度の測定は、２０℃において行う。

前記のナイロンバインダ樹脂の分子量は、導電性支持体上に高分子フィルムを形成できるものであるならば、特別に制限されるものではなく、例えば数平均分子量が１０，０００から２０，０００であることが適当である。数平均分子量が１０，０００より少ないと、機械的強度が不充分となる場合があり、数平均分子量が２０，０００を超えると、ナイロンバインダ樹脂を含む下引層の組成物の粘度が高くなり過ぎて、取扱いが困難となる場合がある。なお、数平均分子量は、例えば、ＧＰＣ（Ｇｅｌ Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）等を用いて測定することができる。

本発明の下引層は、前記のナイロンバインダ樹枝状に分散されている金属酸化物粒子のような無機粒子を含む。このような金属酸化物の具体的な例は、酸化チタン、酸化鉄、酸化スズ、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化クロム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウムなどがある。前記金属酸化物粒子は、Ｎ型半導体性粒子であることが望ましい。Ｎ型半導体性粒子は、導電性キャリアが電子である特性を有する粒子である。すなわち、導電性キャリアが電子である特性を有するために、該Ｎ型半導体性粒子をバインダ樹脂のうちに含む下引層は、導電性支持体からの正孔注入を効率的にブロッキングし、また感光層からの電子に対しては、ブロッキング性が小さいという特性を有する。Ｎ型半導体性粒子の具体的な例は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化アルミニウムなどを含み、本発明では、酸化チタンが望ましく使われる。

本発明で使われる無機粒子の平均一次粒子径は、数平均一次粒子径として１０ｎｍ〜２００ｎｍであることが望ましく、１５ｎｍ〜１００ｎｍであることがさらに望ましい。１０ｎｍ未満であるならば、無機粒子が容易に凝集して沈殿してしまう。２００ｎｍより大きい場合にも、下引層用組成物の無機粒子の沈殿が発生しやすい。このために、下引層での無機粒子の分散均一性が悪くなる。本発明で使われる無機粒子の形状は、樹枝状、針状及び粒状などを含む。このような形状の無機粒子は、酸化チタンの場合に結晶型であり、アナターゼ型及びルチル型でありうる。それらのうち、いずれの結晶型であるものを使用してよく、二種以上の結晶型を混合して使用してもよい。そのうちでもルチル型であり、かつ粒状の酸化チタンが望ましい。また、非晶質の酸化チタンも使われうる。一方、分散性、環境依存性及び電気特性を改善させるために、アルミナ、ジルコニア、シリカ及び／またはシリコン樹脂で表面処理された無機粒子が使われうる。

ここで、本発明における一次粒子とは、それ以上分割できず、それ故、凝集もしていない粒子のことをいう。また、一次粒子の粒子径の測定方法としては、例えば、粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真から、直接粒子径を求めることができる。また、ＩｍａｇｅＪなどの画像処理ソフトウェアを用いて解析すれば、一次粒子の平均粒子径を算出することもできる。また、数平均の一次粒子径の求め方としては、例えば、ＴＥＭにより得られた写真から、直接粒径を求めることが好ましい。この場合、少なくとも１００個以上の無機微粒子を観察し、その長径の平均値を求めることが好ましい。

前記ナイロンバインダ樹脂と無機粒子との含量比は特別に限定されるものではないが、下引層用組成物の分散安定性及び電気的特性の側面で、ナイロンバインダ樹脂１００質量部に対して無機粒子２０〜３５０質量部の比率が望ましく、無機粒子３０〜２５０質量部の比率がさらに望ましい。無機粒子の含有量を前記範囲に維持することによって、無機粒子の分散安定性及び感光体の電気的特性が良好になる。

下引層の厚さは、０．０５〜１０μｍが望ましく、０．１〜５μｍの範囲がより望ましく、０．１〜２μｍが最も望ましい。下引層の厚さが０．０５μｍ未満ならば下引層が薄すぎて正孔ブロッキング特性及び感光体の絶縁破壊の防止効果が不十分であり、１０μｍを超えれば、低温低湿条件での電気特性及び画像特性が不良になるという傾向がある。

前記下引層の上には、積層型または単層型の感光層が形成される。しかし、前記感光層としては、電荷発生層及び電荷輸送層が順に形成された積層型感光層が画像特性を向上させることができるという側面で望ましい。すなわち、本発明の感光層は、望ましくは、前記下引層上に形成された電荷発生層であって、バインダ樹脂内に分散または溶解されたフタロシアニン系電荷発生物質を含む電荷発生層と、前記電荷発生層上に形成された電荷輸送層であって、バインダ樹脂内に分散または溶解された電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを含む複層型感光層である。

前記電荷発生層の厚さは、０．０５〜２μｍ、望ましくは０．１〜１．０μｍである。電荷発生層の厚さが０．０５μｍ未満であるならば感光度が十分でなく、２μｍを超えれば、電気的特性及び画像特性が低下するという傾向がある。本発明の電荷発生層において、電荷発生物質及びバインダ樹脂の含有量は、特別に制限されるものではなく、本技術分野で一般的に使われる範囲内で、必要によって選択されうる。例えば、電荷発生物質の含有量は、バインダ樹脂１００質量部を基準に、１０〜５００質量部の範囲、望ましくは５０〜３００質量部でありうる。１０質量部未満であるならば、電荷発生量が不十分であるために、感光度が不足して残留電位が大きくなる傾向があるので望ましくなく、また５００質量部より多ければ、感光層内での樹脂の含有量が小さくなって下引層への付着力が低下し、電荷発生物質の分散安定性が低下する傾向があるので、望ましくない。

前記フタロシアニン系電荷発生物質は、無金属フタロシアニン系顔料、チタニルオキシフタロシアニン系顔料、チタニルフタロシアニン顔料、銅フタロシアニン顔料またはヒドロキシガリウムフタロシアニン系顔料などが光効率の側面で望ましい。前記フタロシアニン系電荷発生物質は、所望の領域で吸収波長を有するように、単独で使われるか、または二種以上が混合されて使われうる。前記フタロシアニン系電荷発生物質以外に、ペリレン系顔料、ビスアゾ系顔料、ビスベンゾイミダゾール系顔料、無金属ナフタロシアニン顔料、金属ナフタロシアニン系顔料、スクアライン系顔料、スクアリリウム（ｓｑｕａｒｙｌｉｕｍ）系顔料、トリスアゾ系顔料、インジゴ系顔料、アズレニウム系顔料、キノン系顔料、シアニン系顔料、ピリリウム（ｐｙｒｙｌｉｕｍ）系顔料、アントラキノン系顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン系顔料、トルイジン系顔料、ピアゾリン系顔料、キナクリドン系顔料のような有機顔料が共に使われうる。

電荷輸送層の厚さは、望ましくは２〜５０μｍ、さらに望ましくは５〜４０μｍ、一層さらに望ましくは１０〜３５μｍである。電荷輸送層の厚さが２μｍ未満であるならば、厚さが薄すぎて電荷輸送層を設けた効果が不十分であり、５０μｍを超えれば、画像特性が低下するという傾向がある。本発明の電荷輸送層において、前記電荷輸送物質及びバインダ樹脂の含有量は、特別に制限されるものではなく、本技術分野で一般的に使われる範囲内で、必要によって選択されうる。例えば、電荷輸送物質の含有量は、バインダ樹脂１００質量部を基準に、１０〜３００質量部、望ましくは３０〜１２０質量部の範囲でありうる。１０質量部未満であるならば、電荷輸送能が不十分であるために、感光度が不足して残留電位が大きくなる傾向があるので望ましくなく、また３００質量部より多ければ、感光層重の樹脂の含有量が小さくなって機械的強度が低下する傾向があるので、望ましくない。

電荷輸送層のバインダ樹脂内に分散または溶解された電荷輸送物質は、正孔輸送物質及び／または電子輸送物質でありうる。前記正孔輸送物質は低分子化合物であり、例えばピレン系、カルバゾール系、ヒドラゾン系、オキサゾール系、オキサジアゾール系、ピラゾリン系、アリールアミンアリールＭＩＮ系、アリールメタン系、ベンジジン系、チアゾール系、スチルベン系、ブタジエン系などの化合物を含む。また、前記正孔輸送物質は、高分子化合物としては、例えばポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ハロゲン化ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリビニルアクリジン、ピレン−ホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾール−ホルムアルデヒド樹脂、トリフェニルメタンポリマー、ポリシランなどを含む。電子輸送物質は、例えばベンゾキノン系、テトラシアノエチレン系、テトラシアノキノジメタン系、フルオレノン系、キサントン系、フェナントラキノン系、無水フタル酸系、ジフェノキノン系、スチルベンキノン系、ナフタレン系、チオピラン系のような電子吸引性低分子化合物を含む。しかし、これらに限定されるものではなく、電子輸送性の高分子化合物や、電子輸送性を有する顔料なども使われうる。

本発明の電子写真感光体において電荷輸送物質は、前記のものを単独で利用できるが、二種以上の電荷輸送物質を混合して利用することもできる。

本発明の感光層で使われうるバインダ樹脂としては、例えばポリカーボネート、ポリエステル、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリルポリマー、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイ酸共重合体、シリコン樹脂、シリコン−アルキド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アルキド樹脂、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルブチラル、ポリビニルホルマル、ポリスルホン、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、エチルセルロース、フェノール樹脂、ポリアミド、カルボキシメチルセルロース、塩化ビニリデン系ポリマーラテックス、ポリウレタンなどを含むが、それらに限定されるものではない。このような結着樹脂は、単独または二種以上混合して使われうる。

特に、感光層の表面層である電荷輸送層のバインダ樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、そのうちでもビスフェノールＡから誘導されたポリカーボネート−Ａより、シクロヘキシリデンビスフェノールから誘導されたポリカーボネート−ＺまたはメチルビスフェノールＡから誘導されたポリカーボネート−Ｃを利用するのがこの樹脂の高い耐摩耗性を利用できるので望ましい。

前記感光層及び下引層は、また前記のバインダ樹脂と共に、分散安定剤、可塑剤、表面改質剤、酸化防止剤、光劣化防止剤などの添加剤が使われうる。

可塑剤としては、例えばビフェニル、塩化ビフェニル、ターフェニル、ジブチルフタレート、ジエチレングリコールフタレート、ジオキチルフタレート、トリフェニルリン酸、メチルナフタレン、ベンゾフェノン、塩素化パラフィン、ポリプロピレン、ポリスチレン、各種フルオロ炭化水素などを挙げることができる。

表面改質剤としては、例えばシリコンオイル、フッ素樹脂などを挙げることができる。

酸化防止剤としては、例えばフェノール系化合物、硫黄系化合物、リン系化合物、アミン系化合物のような酸化防止剤を挙げることができる。

光劣化防止剤としては、例えばベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ヒンダードアミン系化合物などを挙げることができる。

本発明の電子写真画像の形成装置は、前記の本発明の電子写真画像の形成装置を含む。

図１は、本発明の一実施形態による電子写真画像形成装置の模式図である。図１を参照すれば、図面番号１で表したのは半導体レーザである。制御回路１１により画像情報によって信号変調されたレーザ光は、放出後に補正光学系２を介して平行化され、回転多面鏡３により反射されて走査運動を行う。レーザ光は、ｆ−θレンズ４により電子写真感光体５の表面上に集光されて画像情報の露光を行う。電子写真感光体は、あらかじめ帯電装置６により帯電されているので、この露光によって表面に静電潜像が形成され、次いで現像装置７により可視画像化される。この可視画像は、転写装置８により紙のような画像受容体１２に転写され、定着装置１０で定着されてプリント物として提供される。電子写真感光体は、表面に残存する着色剤をクリーニング装置９により除去して反復して使われうる。一方、ここでは電子写真感光体は、ドラム状のものと図示されているが、前述のようにシート状、ベルト状でありうる。

以下、実施例によって本発明について具体的に説明するが、それは、例示のためのものであり、本発明の範囲がそれに限定されるものではない。

（下引層用塗布液１の調製）
水中での飽和吸収率が２．５％であるナイロン６−６６−６１０の３員ナイロン共重合体（商品名：ＳＶＰ−６５１、Ｓｈａｋｅｓｐｅａｒｅ社製）３０ｇを混合アルコール溶媒（メタノール／１−プロパノール＝８／２（重量比））２３５ｇに溶解させ、ナイロン共重合体溶液を得た。この溶液に、あらかじめボールミルにより分散させた、平均一次粒子径３０〜５０ｎｍであり、表面処理されていない二酸化チタン粒子（商品名：ＴＴＯ−５５Ｎ、石原産業（株）製）の混合アルコールスラリ（固形分濃度１７．０質量％）２６５ｇを混合した。この混合物を超音波を利用してさらに分散させ、固形分濃度１５質量％であり、かつ二酸化チタン粒子（ＴＴＯ−５５Ｎ）／ナイロン共重合体＝１．５／１（重量比）組成の下引層用塗布液１を得た。

（下引層用塗布液２の調製）
ナイロン共重合体ＳＶＰ−６５１の代わりに、水中での飽和吸収率が３．４％であるナイロン６−６６−６１０−１２の４員ナイロン共重合体（商品名：ＡＭＩＬＡＮ ＣＭ８０００、東レ（株）製）を使用したことを除いては、下引層用塗布液１の調製方法と同じ方法を利用し、固形分濃度１５質量％であり、かつ二酸化チタン粒子（ＴＴＯ−５５Ｎ）／ナイロン共重合体＝１．５／１（重量比）組成の下引層用塗布液２を得た。

（下引層用塗布液３の調製）
ナイロン共重合体ＳＶＰ−６５１の代わりに、水中での飽和吸収率が３．１％であるナイロン６−６６−６１０の３員ナイロン共重合体（商品名：ＴＴ６５ＳＩ、Ｓｈａｋｅｓｐｅａｒｅ社製）を使用したことを除いては、下引層用塗布液１の調製方法と同じ方法を利用し、固形分濃度１５質量％であり、かつ二酸化チタン粒子（ＴＴＯ−５５Ｎ）／ナイロン共重合体＝１．５／１（重量比）組成の下引層用塗布液３を得た。

（下引層用塗布液４の調製）
ナイロン共重合体ＳＶＰ−６５１の代わりに、飽和吸収率が３．１％であるナイロン６−６６−６１０の３員ナイロン共重合体（商品名：Ｅｌｖａｍｉｄｅ８０６１、Ｄｕｐｏｎｔ社製）を使用したことを除いては、下引層用塗布液１の調製方法と同じ方法を利用し、固形分濃度１５質量％であり、かつ二酸化チタン粒子（ＴＴＯ−５５Ｎ）／ナイロン共重合体＝１．５／１（重量比）組成の下引層用塗布液４を得た。

（電荷発生層（ＣＧＬ）塗布液の製造）
τ型無金属フタロシアニン粒子９．５質量部及びγ型チタニルオキシフタロシアニン（ｙ−ＴｉＯＰｃ）粒子０．５質量部に、ポリビニルブチラル（ＰＶＢ）バインダ樹脂（ＰＶＢ６０００−Ｃ、電気化学工業（株））５質量部及びテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１００質量部を混合した。この混合物を約２時間サンドミリングした後でさらに超音波処理し、ＣＧＬ塗布液を得た。

（電荷輸送層（ＣＴＬ）塗布液の製造）
電荷輸送物質として下記化合物（１）５１質量部と下記化合物（２）２７質量部、ポリカーボネート樹脂（商品名：Ｂ５００、出光興産社製）１００質量部、及びシリコンオイル（商品名：ＫＦ−５０、信越社製）０．１質量部をテトラヒドロフラン／トルエン＝５３４質量部／１７８質量部の混合溶剤に溶解させてＣＴＬ塗布液を得た。

（粘度上昇率測定）
上記で得た下引層用組成物をそれぞれバイアルビンに密封して室温で放置した後、放置後の下引層用組成物の状態を観察した。下引層用組成物１及び２の場合には、表１で分かるように、１ヵ月以上放置しても粘度上昇がほとんどなく安定していた。しかし、下引層用組成物３及び４の場合、１週間以内にゲル化が起こった。なお、下引層用組成物の調製時、及び、調整後１ヶ月経過時における粘度の測定は、２０℃において行った。

（実施例１）
外径２４ｍｍφ、長さ２４８ｍｍ、厚さ１ｍｍのアルミニウムドラムを製造後１週間が経過した下引層用塗布液１に浸漬塗布して乾燥し、膜厚約１．２μｍの下引層を形成した。このアルミニウムドラムを前記ＣＧＬ塗布液に浸漬塗布して乾燥し、下引層上に膜厚約０．４μｍの電荷発生層を形成した。このアルミニウムドラムを前記ＣＴＬ塗布液に浸漬塗布して乾燥し、電荷発生層上に膜厚約２０μｍの電荷輸送層をコーティングした。このようにして得た感光体ドラムを感光体１とする。

（比較例１）
下引層用塗布液１の代わりに、製造後１週間が経過した下引層用塗布液２を使用したことを除いては、実施例１による方法と同じ方法を利用して感光体２を製造した。

（比較例２）
下引層用塗布液１の代わりに、製造後１週間が経過した下引層用塗布液３を使用して下引層を形成しようとしたが、下引層用塗布液３のゲル化が起きて下引層を形成できなかった。従って、それ以上感光体を製造しなかった。

（比較例３）
下引層用塗布液１の代わりに、製造後１週間が経過した下引層用塗布液４を使用して下引層を形成しようとしたが、下引層用塗布液４のゲル化が起きて下引層を形成できなかった。従って、それ以上感光体を製造しなかった。

（電気的特性評価）
上記で得た感光体１、２の特性を早期に安定化させるために、５０℃及び相対湿度８０％の環境下で５日間保存した。次に、それら感光体の電気的特性を２３℃及び相対湿度５０％の条件下で、感光体特性評価装置（ＱＥＡ社製、「ＰＤＴ−２０００」）を使用し、次の通り測定した。

すなわち、帯電器と感光体との相対速度１００ｍｍ／ｓｅｃの条件で、感光体に−７．５ｋＶのコロナ電圧を印加し、感光体の初期表面電位（Ｖｏ）が−８００Ｖになるように帯電した。次に、１秒後に感光体の表面に１．０μＪ／ｃｍ^２のエネルギーを有する波長７８０ｎｍの単色光を１秒間照射して露光したときの感光体の残留電位（Ｖｒ）を測定した。また、前記波長７８０ｎｍの単色光を感光体に照射したときの露光エネルギー対感光体の表面電位の関係を測定することによって、Ｅ_１／２（μＪ／ｃｍ^２）及びＥ１００（μＪ／ｃｍ^２）を求めた。その結果を下記表２に総合した。表１で、Ｅ_１／２（μＪ／ｃｍ^２）は、感光体の表面電位が初期電位Ｖｏの１／２になるのに必要な露光エネルギーを表す。Ｅ_１００（μＪ／ｃｍ^２）は、感光体の表面電位が−１００Ｖになるのに必要な露光エネルギーを表す。それらの値が小さいほど、感光体感度が優秀であるということを意味する。

表２は、実施例１及び比較例１の感光体に対して実施した電気的特性評価結果を総合したものである。表２でＤＤ_５（％）は、感光体を帯電した後暗い所で５秒間放置した後の表面電位維持率を表す。

表２を参照すれば、本願発明に該当する実施例１及び比較例１の感光体は、いずれも実用的の電子写真感光体を製造するのに十分な電気的特性を表すということが分かる。

（画像特性測定）
上記の各感光体を市販レーザプリンタ（モデル名：ＳＣＸ−４５２１、三星電子（株）製）に装着し、改造した評価装置を利用して温度１０℃／相対湿度２０％（Ｌ／Ｌ）、２３℃／相対湿度５０％（Ｎ／Ｎ）、及び３２℃／相対湿度８０％（Ｈ／Ｈ）の環境条件で、前記各感光体の画像特性を次の通り評価した。

（画像濃度（ＩＤ）測定）
前記各環境条件でした、一辺の長さが１０ｍｍである正四角形の黒色ソリッドパターンをＡ４白色用紙上にプリントした。この黒色ソリッドパターンの画像濃度を反射濃度計（マクバス（Ｍａｃｂａｔｈ）社製、モデル名：ＲＤ−９１８）を利用して測定した。画像濃度は、紙の反射濃度を「０」とする相対濃度で測定した。低温及び低湿（Ｌ／Ｌ）条件では、複数枚反復印刷後にも画像濃度を測定した。

（バックグラウンド（ＢＧ）測定）
前記黒色ソリッドパターンのプリントされたＡ４白色用紙の台紙汚れ（ＢＧ）を肉眼で観測し、次のような基準で評価した。
−：ほとんど発生していない
△：若干発生
○：明らかに発生

（ゴースト（ｇｈｏｓｔ）測定）
先端部に高さ２０ｍｍの「Ａ」字のテスト画像パターンが印刷されたＡ４用紙を利用して印刷した。その後、印刷されて出てきた前記Ａ４用紙の下端部（前記先端部から感光体ドラムの１回転長より長い距離ほど離れている部分に該当）に、前記先端部のテスト画像パターンが印刷されるか否かでゴーストを判断した。ゴースト判定基準は、次の通りである。低温及び低湿（Ｌ／Ｌ）条件では、複数枚反復印刷後にもゴーストを測定した。
−：Ａ４用紙の下端部にテスト画像パターンがほとんど現れない
△：Ａ４用紙の下端部にテスト画像パターンが若干現れる
○：Ａ４用紙の下端部にテスト画像パターンが明らかに現れる

表３は実施例１及び比較例１の感光体に対して実施した初期画像評価結果を総合したものである。

表３を参照すれば、本願発明による感光体実施例１及び比較例１の感光体は、いずれも実用的な電子写真感光体を製造するのに十分な画像特性を表すことが分かる。

表４は、実施例１及び比較例１の感光体に対して低温及び低湿（Ｌ／Ｌ）条件で、反復印刷後の画像濃度測定結果を総合したものである。

表４を参照すれば、本願発明による感光体実施例１及び比較例１の感光体は、いずれも低温及び低湿（Ｌ／Ｌ）条件で、反復印刷後にも画像濃度の変化がほとんどないことを確認することができる。

表５は、実施例１及び比較例１の感光体に対して低温及び低湿（Ｌ／Ｌ）条件で、反復印刷後のゴースト測定結果を総合したものである。

表５を参照すれば、本発明による実施例１の感光体の場合、低温及び低湿（Ｌ／Ｌ）条件で、反復印刷後にもゴースト現象が実質的に発生していないということが分かる。しかし、比較例１の感光体２の場合、同じ低温及び低湿（Ｌ／Ｌ）条件で、１，５００枚反復印刷後には、ゴースト現象を示し始めた。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明の電子写真感光体及びこれを含む電子写真画像の形成装置は、例えば、画像形成関連の技術分野に効果的に適用可能である。

本発明の一実施形態による電子写真画像形成装置の模式図である。

符号の説明

１ 半導体レーザ
２ 補正光学系
３ 回転多面鏡
４ ｆ−θレンズ
５ 電子写真感光体
６ 帯電装置
７ 現像装置
８ 転写装置
９ クリーニング装置
１０ 定着装置
１１ 制御回路
１２ 画像受容体

Claims (20)

1. 電子写真画像の形成装置用の電子写真感光体であって、
   導電性基体と、
   前記導電性基体上に形成された感光層と、
   前記導電性基体と前記感光層との間に配された下引層と、
   を含み、
   前記下引層は、飽和吸収率が３％以下である直鎖型アルコール可溶性ナイロンバインダ樹脂を含むことを特徴とする電子写真感光体。
2. 前記下引層は、無機粒子をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の電子写真感光体。
3. 前記アルコール可溶性ナイロンバインダ樹脂は、ナイロン樹脂の分子構造のうちアミド結合間に、脂肪族炭化水素残基を有するナイロンバインダ樹脂を含むことを特徴とする請求項１に記載の電子写真感光体。
4. 前記アルコール可溶性ナイロンバインダ樹脂は、ナイロン樹脂の分子構造のうちアミド結合間に、環状炭化水素残基または芳香族炭化水素残基を有するナイロン樹脂を含まないことを特徴とする請求項１に記載の電子写真感光体。
5. 前記下引層中の前記無機粒子の含有量は、直鎖型アルコール可溶性ナイロンバインダ樹脂１００質量部を基準に、２０〜３５０質量部であることを特徴とする請求項２に記載の電子写真感光体。
6. 前記下引層の厚さは、０．０５〜１０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の電子写真感光体。
7. 前記下引層は、メタノール／１−プロパノール＝８／２（重量比）の混合アルコール溶媒中に、前記ナイロンバインダ樹脂含有量が６質量％であり、前記無機粒子含有量が９質量％（総固形分含有量１５質量％）になるように下引層用組成物を調製したとき、前記組成物の調製後１ヵ月が経過した時点での前記組成物の粘度上昇率が１０％以下である下引層用組成物から形成されたことを特徴とする請求項２に記載の電子写真感光体。
8. 前記無機粒子は、金属酸化物粒子であることを特徴とする請求項２に記載の電子写真感光体。
9. 前記無機粒子は、アルミナ、ジルコニア、シリカ及びシリコン樹脂のうちの少なくとも一つで表面処理されていることを特徴とする請求項２に記載の電子写真感光体。
10. 前記無機粒子の平均一次粒子径は、１０ｎｍ〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項２に記載の電子写真感光体。
11. 電子写真感光体と、
    前記電子写真感光体の感光層を帯電させる帯電装置と、
    レーザ光を利用する露光により、前記電子写真感光体の感光層表面に静電潜像を形成する露光装置と、
    前記静電潜像を現像する現像装置と
    を具備した電子写真画像の形成装置であって、
    電子写真画像の形成装置用の電子写真感光体は、
    導電性基体と、前記導電性基体上に形成された感光層と、前記導電性基体と前記感光層との間に配された下引層とを含み、前記下引層は飽和吸収率が３％以下である直鎖型アルコール可溶性ナイロンバインダ樹脂を含むことを特徴とする電子写真画像の形成装置。
12. 前記下引層は、無機粒子をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の電子写真画像の形成装置。
13. 前記アルコール可溶性ナイロンバインダ樹脂は、ナイロン樹脂の分子構造のうちアミド結合間に、脂肪族炭化水素残基を有するナイロンバインダ樹脂を含むことを特徴とする１１請求項に記載の電子写真画像の形成装置。
14. 前記アルコール可溶性ナイロンバインダ樹脂は、ナイロン樹脂の分子構造のうちアミド結合間に、環状炭化水素残基または芳香族炭化水素残基を有するナイロン樹脂を含まないことを特徴とする請求項１１に記載の電子写真画像の形成装置。
15. 前記下引層中の前記無機粒子の含有量は、直鎖型アルコール可溶性ナイロンバインダ樹脂１００質量部を基準に、２０〜３５０質量部であることを特徴とする請求項１２に記載の電子写真画像の形成装置。
16. 前記下引層の厚さは、０．０５〜１０μｍであることを特徴とする請求項１１に記載の電子写真画像の形成装置。
17. 前記下引層は、メタノール／１−プロパノール＝８／２（重量比）の混合アルコール溶媒中に、前記ナイロンバインダ樹脂含有量が６質量％であり、前記無機粒子含有量が９質量％（総固形分含有量１５質量％）になるように下引層用組成物を調製したとき、前記組成物の調製後１ヵ月が経過した時点での前記組成物の粘度上昇率が１０％以下である下引層用組成物から形成されたことを特徴とする請求項１２に記載の電子写真画像の形成装置。
18. 前記無機粒子は、金属酸化物粒子であることを特徴とする請求項１２に記載の電子写真画像の形成装置。
19. 前記無機粒子は、アルミナ、ジルコニア、シリカ及びシリコン樹脂のうちの少なくとも一つで表面処理されたことを特徴とする請求項１２に記載の電子写真画像の形成装置。
20. 前記無機粒子の平均一次粒子径は、１０ｎｍ〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項１２に記載の電子写真画像の形成装置。

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