JP3777184B2 - 電子写真用の正帯電型有機感光体、電子写真カートリッジ、電子写真ドラム、電子写真式画像形成装置、画像形成方法 - Google Patents

電子写真用の正帯電型有機感光体、電子写真カートリッジ、電子写真ドラム、電子写真式画像形成装置、画像形成方法 Download PDF

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Description

本発明は電子写真用の正帯電型有機感光体、電子写真カートリッジ、電子写真ドラム、電子写真式画像形成装置、画像形成方法に係り、より詳細には感度及び静電気的特性が改善された多層構造の電子写真用正帯電型有機感光体及びこれを利用した電子写真カートリッジ、電子写真ドラム、電子写真式画像形成装置、画像形成方法に関する。
電子写真用の２層構造正帯電型有機感光体は基本的に伝導性支持体と、この上部に順次に積層された電荷輸送層（ＣＴＬ：Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）と電荷発生層（ＣＧＬ：Ｃｈａｒｇｅ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）とを備える。
前記電荷発生層は薄いためにトナー、クリーニングブレードとの摩擦により容易に摩耗されうる。これを補完するために、電荷発生層上にオーバコート層（ＯＣＬ：Ｏｖｅｒｃｏａｔ Ｌａｙｅｒ）をさらに導入できる。また、伝導性支持体と電荷輸送層間の接着力を向上させて電荷の移動を阻止するための接着層または電荷阻止層を伝導性支持体と電荷輸送層との間にさらに導入できる。
前述の基本的構造を有する２層構造正帯電型有機感光体が電子写真的に画像を形成する原理は次の通りである。
有機感光体の表面に正（＋）電荷を帯電させ、レーザビームを照射すれば、電荷発生層で正電荷及び負電荷が発生する。この時、印加された電場により正電荷は電荷輸送層に注入された後、伝導性支持体に移動する一方、負電荷（電子）は電荷発生層の表面（電荷発生層表面にオーバコート層がコーティングされている場合には、オーバコート層の表面）に移動して表面電荷を中和させる。それにより、露光された部分の表面電位が変わり、それによる潜像が形成される。この潜像領域にトナーが現像されれば、有機感光体の表面に画像が形成される。このように形成された画像は紙または転写ベルトのような受容体表面に転写される。
２層構造正帯電型有機感光体は電荷輸送層及び電荷発生層それぞれの役割が分離されているために、１層で一連の電気的性質を全て満足させねばならない１層型有機感光体に比べ、帯電電位及び露光電位それぞれの電気的特性をはるかに容易に制御できる。
さらに、電荷発生層及び電荷輸送層のコーティングがさらに薄くても、２層構造有機感光体には電場を安定して印加できる。従って、２層構造有機感光体は、多電荷量を保有できてその表面に多量のトナーを現像させられる。従って，２層構造有機感光体（その中でも２層構造負帯電型有機感光体）は，乾式トナーだけではなく粒子サイズが小さくて電荷量の多い湿式トナーにも容易に適用できる。
特開平２−９７９６１号公報
しかし、上述したようなものにおいては、２層構造正帯電型有機感光体の電荷発生層形成用の組成物を電荷輸送層上部にコーティングする過程で、電荷発生層形成用の組成物に含まれている有機溶媒が電荷輸送層の一部を溶解させるので、電荷輸送層の厚さが変化したり電荷輸送層の構成物質が溶出されるという問題がある。例えば電荷輸送層の厚さ変化は有機感光体の帯電電位の低下を誘発する虞があるので好ましくない。
このような問題点を解決するために、電荷発生層形成用の組成物の有機溶媒として電荷輸送層の構成物質を溶解させない溶媒を使用する方法が提案された。
しかし、この方法によって製造された２層構造有機感光体では、電荷輸送層及び電荷発生層間の界面が明確に区分され、レーザビームによって電荷発生層で発生した電荷が電荷輸送層に注入できないために、露光された部分の表面電位が十分に低くならず、反復使用時に露光電位が続けて高まるという短所がある。
一方、上記特許文献１によれば、伝導性支持体の上部に電荷発生層と電荷輸送層とが順次に積層された帯電型電子写真感光体が開示され、前記電荷発生層は結着樹脂中に正孔輸送性の電荷発生顔料とフルオレン系化合物とを含有する。ところが、このような有機感光体では、プリンタの工程速度が速まることによる有機感光体の感度と反復的な電子写真工程時の露光電位及び残留電位特性が満足するだけの水準に至れず改善の余地が多い。
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上記問題点を解決して感度と静電気的特性とを改善することができる電子写真用の正帯電型有機感光体を提供し、このような有機感光体を採用することによって画像形成装置例えばプリンタの工程速度が速くなって感度が向上し、反復的な電子写真工程時の露光電位及び残留電位上昇が効果的に抑制することができる電子写真カートリッジ、電子写真ドラム、電子写真式画像形成装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、伝導性支持体と、前記伝導性支持体の上部に順次に積層された電荷輸送層と電荷発生層とを備えた電子写真用の正帯電型有機感光体であって、前記電荷発生層は、下記化学式１で表示されるフルオレン系化合物と、電荷発生物質と、結合剤と、有機溶媒とを含む電荷発生層形成用の組成物をコーティング及び乾燥して形成されたものであることを特徴とする電子写真用の正帯電型有機感光体。
Figure 0003777184
上記化学式１において、Ａ及びＢは互いに関係なくカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、置換または非置換の炭素数２〜１０のアルコキシカルボニル基及び置換または非置換の炭素数２〜１０のアルキルアミノカルボニル基からなる群から選択され、
Ｘ１，Ｘ２は互いに関係なくハロゲン原子であり、
ｍ，ｎは互いに関係なく０〜３の整数である。
また、上記化学式１で表示されるフルオレン系化合物は例えば下記化学式２で表示されるものを適用してもよい。
Figure 0003777184
また、上記化学式１で表示されるフルオレン系化合物の含量は、例えば電荷発生層形成用の組成物の固形分１００重量部を基準として０．１〜２０重量部であることが好ましい。
また、上記有機溶媒は、例えばアルコール系溶媒とアセテート系溶媒との混合溶媒である。この場合、アセテート系有機溶媒の含量は、アルコール系溶媒とアセテート系溶媒の総含量１００重量部を基準として１０〜５０重量部であることが好ましい。
また、上記アルコール系溶媒は、例えばエタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、メタノール、１−メトキシ−２−プロパノール、ジアセトンアルコール、イソブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコールからなる群から選択された１つ以上であり、前記アセテート系溶媒はブチルアセテート、エチルアセテート、イソプロピルアセテート、イソブチルアセテート、ｓｅｃ−ブチルアセテートからなる群から選択された１つ又は２以上の組合わせである。
また、上記電荷発生層形成用の組成物には、さらに塩基性化合物が含まれていてもよい。この場合、上記塩基性化合物は、アンモニウムヒドロキシド、水酸化ナトリウムからなる群から選択された１つ以上であり、前記塩基性化合物の含量は、電荷発生層形成用の組成物の固形分総重量１００重量部に対して１〜２０重量部であることが好ましい。
また、上記電荷発生層上部には、さらにオーバコート層が含まれていてもよい。この場合、オーバコート層は、例えばポリアミノエーテル、ポリウレタン及びシルセスキオキサンからなる群から選択された１つ又は２以上の組合わせを含む。
また、上記電荷発生物質は、フタロシアニン系顔料であり、上記電荷発生物質の含量は、電荷発生層形成用の組成物の固形分１００重量部を基準として５５〜８５重量部であることが好ましい。
また、上記結合剤は、ポリビニルブチラルであり、結合剤の含量は、電荷発生層形成用の組成物の固形分１００重量部を基準として１０〜４０重量部であることが好ましい。
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電子写真方式を利用した画像形成方法であって、上述したような本発明にかかる正帯電型有機感光体を湿式トナーと直接的に接触させて、前記有機感光体上に形成された静電潜像を顕在化させることを特徴とする画像形成方法が提供される。
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電子写真方式を利用した画像形成装置に対して脱着自在に構成された上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電子写真カートリッジであって、伝導性支持体と、前記伝導性支持体の上部に順次に積層された電荷輸送層及び電荷発生層を含有する上述したような本発明にかかる正帯電型電子写真有機感光体とを含み、さらに、前記電子写真感光体を帯電する帯電装置と、前記電子写真感光体の上部に形成された潜像を現像するための現像装置と、前記電子写真感光体表面をクリーニングするためのクリーニング装置との群から選択された少なくとも１つを含むことを特徴とする電子写真カートリッジが提供される。
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電子写真式画像形成装置に対して脱着自在に構成された電子写真ドラムであって、伝導性支持体と、前記伝導性支持体の上部に順次に積層された電荷輸送層と、電荷発生層を含有する上述したような本発明にかかる正帯電型電子写真有機感光体とを含むことを特徴とする電子写真ドラムが提供される。
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、伝導性支持体と、前記伝導性支持体の上部に順次に積層された電荷輸送層と、電荷発生層を含有する前記請求項１〜１２のうちのいずれかに記載の正帯電型電子写真有機感光体とを含む感光体ユニットと、
前記感光体ユニットを帯電する帯電装置と、前記帯電された感光体ユニットに光を画像方式通り照射して前記感光体ユニット上に潜像を形成するための光照射装置と、前記潜像をトナーと現像して感光体ユニット上にトーン画像を現像するための現像ユニットと、前記トーン画像を受容体物質に転写するための転写装置とを備えることを特徴とする電子写真式画像形成装置が提供される。
本発明によれば、電荷発生層のコーティング時に汚染を抑制しつつ、感度が高く、帯電電位と露光電位のような有機感光体の静電気的性質を調節するのが容易な正帯電型有機感光体を提供することができる。また、有機感光層を薄く形成しても高い帯電電位と低い露光電位の特性を示す有機感光体を提供することができ、このような有機感光体であれば、その表面電荷量が大きくなるにつれて、粒子サイズが小さくとも保有電荷量の多い湿式トナーの電子写真方式を利用した画像形成装置などの画像形成システムに容易に適用できる。
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。
本発明の電子写真用の正帯電型有機感光体は、伝導性支持体の上部に電荷輸送層（ＣＴＬ：Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）及び電荷発生層（ＣＧＬ：Ｃｈａｒｇｅ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）が順次に積層された構造を有している。
上記電荷発生層形成用の組成物は電子輸送物質として下記化学式１で表示されるフルオレン系化合物が添加されてレーザビームによって発生した電荷が電荷輸送層とオーバコート層（ＯＣＬ：Ｏｖｅｒｃｏａｔ Ｌａｙｅｒ）とに容易に注入される。
Figure 0003777184
上記化学式１において、Ａ及びＢは互いに関係なくカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、置換または非置換の炭素数２〜１０のアルコキシカルボニル基及び置換または非置換の炭素数２〜１０のアルキルアミノカルボニル基からなる群から選択され、Ｘ１，Ｘ２は互いに独立的にハロゲン原子であり、ｍ，ｎは互いに関係なく０〜３の整数である。
本発明の電荷発生層形成用の組成物は電荷発生物質、結合剤、電子輸送物質である上記化学式１で表示されるフルオレン系化合物及び溶媒からなる。ここで、上記化学式１で表示されるフルオレン系化合物の含量は、例えば電荷発生層形成用の組成物の固形分１００重量部を基準として０．１〜２０重量部である。もし上記化学式１で表示されるフルオレン系化合物の含量が上記範囲未満ならば、発生した負電荷を効果的に注入させられず、露光電位が高かったり電子写真工程の反復時に上昇し、上記範囲を超えれば帯電電位が低くなる現象を示して望ましくない。ここで、固形分は乾燥後にも蒸発せずに有機感光体の構成物質として残っていることになる成分をいい、本発明で固形分は電荷発生物質と、上記化学式１のフルオレン系化合物と、結合剤の混合物とを意味する。
上記化学式１で表示されるフルオレン系化合物の具体的な例として、下記化学式２で表示される９−オキソ−９Ｈ−フルオレン−４−カルボキシル酸がある。
Figure 0003777184
上記電荷発生層形成用の組成物に使われる電荷発生物質は染料、顔料と共に光を吸収して電荷キャリアを生成する物質であり、例えば金属フリーフタロシアニン（例：Ｐｒｏｇｅｎ １ｘ型メタルフリーフタロシアニン、Ｚｅｎｅｃａ Ｉｎｃ．）、チタンフタロシアニン、銅フタロシアニン、チタニルオキシフタロシアニン、ヒドロキシカリウムフタロシアニンのような金属フタロシアニンなどを使用できる。そして、上記電荷発生物質の含量は電荷発生層形成用の組成物の固形分を基準とし、５５〜８５重量部であることが望ましい。もし電荷発生物質の含量が上記範囲を外れれば、電荷発生能力面で望ましくない。
上記電荷発生層形成用の組成物に使われる結合剤は電荷発生物質を分散または溶解させられねばならず、この具体的な例としてはポリビニルブチラル、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリスチレン−コ−ブタジエン、改質アクリルポリマー、ポリビニルアセテート、スチレンアルキル樹脂、ポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリアクリル酸、ポリアクリルレート、ポリメタクリレート、スチレンポリマー、アルキル樹脂、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテル及びそれらの混合物などがある。そして、結合剤の含量は電荷発生層形成用の組成物の固形分１００重量部を基準とし、１０〜４０重量部ほどである。もし結合剤の含量が上記範囲未満ならば、電荷輸送層に対して電荷発生層の結着力が低下し、上記範囲を超えれば電荷発生物質の含量が相対的に減るようになって電荷発生能力が下がるので望ましくない。
上記電荷発生層形成用の組成物の有機溶媒はアルコール系溶媒とアセテート系溶媒とからなる。ここで、アルコール系溶媒の例としては、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、メタノール、１−メトキシ−２−プロパノール、ジアセトンアルコール、イソブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール及びその混合物を挙げられる。上記アセテート系溶媒の具体的な例としては、エチルアセテート、ブチルアセテート、イソプロピルアセテート、イソブチルアセテート、ｓｅｃ−ブチルアセテート及びその混合物を挙げられる。
上記アセテート系溶媒の含量はアルコール系溶媒とアセテート系溶媒の総含量１００重量部を基準とし１０〜５０重量部であり、上記電荷発生層形成用の組成物のうちから固形分と、有機溶媒（アルコール系溶媒とアセテート系溶媒との混合物）の含量比は１：９９〜１０：９０である。ここで、もし上記電荷発生層形成用の組成物でアルコール系溶媒とアセテート系溶媒の総含量が上記範囲未満ならば電荷発生層が厚くなり、これにより暗減衰が大きくなるなど感光体の電子写真的性質が劣化し、上記範囲を超えれば電荷発生層があまりにも薄くコーティングされ、レーザビームを照射された時に発生する電荷量の絶対値が小さくて照射された部分の露光電位値が高くなる可能性がある。そして、アセテート系有機溶媒に対するアルコール系溶媒の含量が上記範囲未満ならば電荷輸送層上にコーティング時に電荷輸送層の構成成分が溶解されてコーティングが不可能になり、上記範囲を超えれば電荷輸送層及び電荷発生層間の適切な状態の界面が形成されず電荷注入が容易でなくなって露光電位値が高まる可能性がある。
上記電荷発生層形成用の組成物にはさらに塩基性化合物が含まれていてもよい。このように塩基性化合物をさらに付加すれば、添加した電子輸送物質の溶解度を高められる利点がある。上記塩基性化合物の例としては、アンモニウムヒドロキシド、水酸化ナトリウムからなる群から選択された１つ又は２以上の組合わせを挙げることができる。この含量は電荷発生層形成用の組成物の固形分総重量１００重量部に対して１〜２０重量部であることが望ましい。
他方、本発明の電荷輸送層形成用の組成物は第１正孔輸送物質、第２正孔輸送物質、結合剤及び溶媒からなる。上記第１正孔輸送物としては、下記化学式３で表示されるスチルベン系の電荷輸送物質のうちから選択される１つ以上を使用する。
Figure 0003777184
上記化学式３において、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立し、水素原子、置換または非置換のＣ１−Ｃ２０アルキル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ２０アリール基、または置換または非置換のスチリル基であり、Ｒ１及びＲ２のうち少なくとも１つは置換または非置換のＣ６−Ｃ２０アリール基であるか、置換または非置換のスチリル基であり、Ｒ３は置換または非置換のＣ１−Ｃ２０アルキル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ２０アルアルキル、または置換または非置換のＣ６−Ｃ２０アリール基であり、Ｒ４及びＲ５はそれぞれ独立し、水素原子、置換または非置換のＣ１−Ｃ２０アルキル基、置換または非置換のベンジル、または置換または非置換のＣ６−Ｃ２０アリール基であり、Ｒ６は水素原子、置換または非置換のＣ１−Ｃ２０アルキル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ２０アルコキシ基、またはハロゲン原子である。
上記化学式３で表示されるスチルベン系の電荷輸送物質の具体的な例としては、下記化学式４で表示される化合物がある。
Figure 0003777184
上記第２正孔輸送物質はアセテート系溶媒によく溶解されない性質を有する電荷輸送物質であり、例えば下記化学式５で表示されるヒドラゾン系の電荷輸送物質のうちから選択される１つ以上が使われうる。
Figure 0003777184
上記化学式５において、ｎは２〜６の整数であり、Ｒ７とＲ８とは互いに独立的にＣ１−Ｃ２０アルキル基、Ｃ５−Ｃ２０シクロアルキル基、またはＣ６−Ｃ２０アリール基であるか、Ｒ７とＲ８とは窒素原子に連結されて輪を形成でき、Ｙは結合、炭素原子、−ＣＲ９基、Ｃ６−Ｃ２０アリール基、Ｃ５−Ｃ２０シクロアルキル基、またはシクロシロキシル基でありうるが、上記Ｒ９は水素原子、Ｃ１−Ｃ２０アルキル基、またはＣ６−Ｃ２０アリール基であり、Ｘは−（ＣＨ２）ｍ−の化学式を有する連結基であってｍは４〜１０の整数であり、１つ以上のメチレン基が酸素原子、カルボニル基、またはエステル基に置換されうる。
上記化学式５で表示されるヒドラゾン系化合物の具体的な例として下記化学式６で表示される化合物がある。
Figure 0003777184
上記第１正孔輸送物質及び第２正孔輸送物質の総含量は電荷輸送層形成用の組成物の固形分１００重量部を基準として４０〜６０重量部であることが望ましい。
本発明による電荷輸送層形成用の組成物に使われる結合剤はシリコン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリカーボネート共重合体、ポリエステルカーボネート樹脂、ポリホルマル樹脂、ポリ（２，６−ジメチルフェニレンオキシド）、ポリビニルブチラル樹脂、ポリビニルアセタル樹脂、スチレン−アクリル共重合体、ポリアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、メラミン樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリビニルクロライド、エチレン−ビニルアセテート共重合体、ビニルクロライド−ビニルアセテート共重合体、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルピラゾリン、ポリビニルピレン及びポリエステル共重合体などである。これら結合剤は個別的にまたは２つ以上の混合物として使われうる。そして、結合剤の含量は電荷輸送層形成用の組成物の固形分１００重量部を基準として４０〜６０重量部である。もし結合剤の含量が上記範囲未満ならば、電荷輸送物質のフィルム形成に問題が発生しうるだけではなく、電荷発生層形成用の組成物コーティング時に電荷輸送物質が溶解されやすく、上記範囲を超えれば電荷輸送物質の相対的な量が小さくなって注入された電荷の移動性が低下しうる。
本発明による電荷輸送層形成用の組成物に使われる有機溶媒として、例えば芳香族溶媒（例えば、トルエン、キシレン、アニソールなど）、ケトン溶媒（例えば、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノンなど）、ハロゲン化された炭化水素溶媒（例えば、メチレンクロライド、テトラクロロカーボン）及びエーテル溶媒（例えば、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキサンなど）などが使われうる。それら溶媒は個別的にまたは２つ以上の組み合わせで使われうる。そして、有機溶媒の含量は電荷輸送層形成用の組成物の総重量を基準として７０〜８０重量％であり、固形分の含量は２０〜３０重量％である。もし有機溶媒の含量が上記範囲未満ならば、電荷輸送物質及び結合剤を溶解させられないので、安定したコーティング液組成物を得られず、上記範囲を超えればコーティング液の組成物の粘度が低すぎて所望の電荷輸送層の厚さを得難い。
本発明による電荷輸送層形成用の組成物と電荷発生層形成用の組成物とは必要によって可塑剤、流動化剤、アンチピンホール剤、酸化防止剤及びＵＶ吸収剤のような添加制をさらに含むこともある。ここで、添加剤の総含量は電荷発生物質または電荷輸送物質１００重量部を基準として０．００１〜５重量部である。
上記可塑剤の例としては、ビフェニル、３，３’，４，４’−テトラメチル−１，１’−ビフェニル、３，３”，４，４”−テトラメチル−ｐ−テルフェニル、３，３”，４，４”−テトラメチル−ｍ−テルフェニル、パラフィンハライド、ジメチルナフタレン及びジブチルフタレートがある。そして上記流動化剤の例としては、モダフロー（商標名、Ｍｏｎｓａｎｔｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社の製品）及びアクロナル４Ｆ（商標名、ＢＡＳＦ社の製品）がある。
上記アンチピンホール剤の例としては、ベンゾイン及びジメチルフタレートがあり、上記酸化防止剤の例及び使用可能なＵＶ吸収剤の例は、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，４−ビス（ｎ−オクチルチオ）−６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルアニリノ）−１，３，５−トリアジン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、２−（５−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−［２−ヒドロキシ−３，５−ビス（α，α−ジメチルベンジル）フェニル］−２Ｈ−ベンゾトリアゾールなどを挙げられる。
次に、本発明で提供する電子写真用の２層構造正帯電型有機感光体の製造方法を説明する。すなわち、伝導性支持体の表面に、前述の電荷輸送層形成用の組成物をコーティング及び乾燥させて電荷輸送層を形成する。ここで、電荷輸送層形成用の組成物のコーティング方法は特別の制限はないが、例えばリングコーティング法、ディップコーティング法、スプレーコーティング法などが使われうる。上記乾燥は一般的に８０〜１４０℃の温度で５〜９０分間実施される。最終的に形成される電荷輸送層の厚さを５〜２０μｍほどにする。
次に、上記電荷輸送層の上部に、電荷発生物質、結合剤、アルコール系溶媒及びアセテート系溶媒を含む電荷発生層のコーティング液における組成物をコーティング及び乾燥させて電荷発生層を形成する。
ここで、上記電荷発生層形成用の組成物を電荷輸送層表面にコーティングする方法としては、特別の制限はないが、例えばリングコーティング法、ディップコーティング法またはスプレーコーティング法などが使われうる。そして、上記乾燥は一般的に８０〜１４０℃の温度で５〜９０分間行われる。最終的に形成される電荷発生層の厚さが０．２〜１．０μｍ程度になるようにする。
また、本発明による電子写真用の２層構造正帯電型有機感光体は上記電荷発生層表面に形成されたオーバコート層をさらに形成でき、上記電荷発生層と伝導性支持体間に形成された接着層をさらに形成できる。オーバコート層は、電荷発生層が薄いためにトナー、クリーニングブレードとの摩擦により容易に摩耗しうるので、これを補完するために電荷発生層上にさらに導入されうる。また、接着層は伝導性支持体と電荷輸送層間の接着力を向上させて電荷の移動を阻止するために、伝導性支持体と電荷輸送層間にさらに導入されうる。上記オーバコート層は、例えばポリアミノエーテル、ポリウレタンまたはシルセスキオキサンのような物質より構成されうるが、必ずしもこれに限定されない。
本発明の２層構造を有する正帯電型有機感光体は電荷発生層と電荷輸送層との間に適切に形成された界面を有するために、電荷発生層で発生した電荷が電荷輸送層に容易に注入し、それにより本発明の有機感光体は乾式または湿式トナー、特に湿式トナーを利用した電子写真画像の形成工程に非常に有用に使用できる。そのうち、特に湿式トナーを利用する場合に画像固定に高エネルギーは要求されないものの、高解像度のイメージを得られるという利点を有している。
次に、本発明の有機感光体を利用して電子写真的に画像を形成する方法について説明する。まず、有機感光体を均一に帯電させ、有機感光体の一部を露光させて潜像を形成する。続いて、上記潜像にトナー、特に湿式トナーを加えて有機感光体と湿式トナーとを直接的に接触させてトーン画像を形成する。次いで、上記トーン画像を中間転写ベルトまたは紙のような受容体上に転写させることによって画像が形成される。
以下、本発明を下記実施例を挙げて例示する、なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
第１正孔輸送物質である上記化学式４で表示される化合物１．１５ｇと、第２正孔輸送物質である上記化学式６で表示される化合物１．１５ｇと、ポリエチレンテレフタレート（Ｏ−ＰＥＴ、Ｋａｎｅｂｏ社）０．２３ｇとポリカーボネート（ＰＣＺ２００、三菱化学社製）２．０７ｇとをテトラヒドロフラン１５．４ｇに溶解して電荷輸送層形成用の組成物を準備した。このように得られた電荷輸送層形成用の組成物を平均気孔サイズ１μｍのシリンジフィルタを利用して濾過した後、これをアルミニウムドラム上部にリングコーティング装置を利用して３００ｍｍ／ｍｉｎの速度でコーティングし、１１０℃で１５分間乾燥して約８μｍ厚さの電荷輸送層を形成した。
これと別途に、ポリビニルブチラル（ＢＸ−１、積水化学社製）０．８４ｇをエタノール１７．２ｇに溶解させた後、ここに電荷発生物質であるＴｉＰｃ １．９６ｇを付加及び混合した。アートリッタ状のミーリング装置に上記混合物を入れて１時間ミーリングして分散液を得た。
上記化学式２で表示される化合物０．０４ｇにブチルアセテート７．６８ｇを溶解し、上記結果物５．１１ｇとエタノール７．２１ｇとを混合して電荷発生層形成用の組成物を製造した。この組成物を平均気孔サイズ５μｍのシリンジフィルタを利用して濾過した後、リングコーティング装置を利用して２５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で上記電荷輸送層上部にコーティングし、１１０℃で１５分間乾燥して約０．３μｍ厚さの電荷発生層を形成した。

以上
蒸溜水１１．７０ｇとイソプロピルアルコール１．９０ｇとを混合した後、ここに陰イオン性ポリウレタン水分散体ＨＷＵ ３０５Ａ（固形分４０％、水５５％、ＮＭＰ５％：Ｈｅｐｃｅ Ｃｈｅｍ ｃｏ．，Ｌｔｄ．韓国）２．５０ｇを付加及び混合して１時間超音波を加えてオーバコート層形成用の組成物を製造した。得られたコーティング液を平均気孔サイズ１μｍのシリンジフィルタを利用して濾過した後、リングコーティング装置を利用して２００ｍｍ／ｍｉｎの速度でコーティングして１２０℃で２０分間オーブンで乾燥してオーバコート層を形成することによって有機感光体を完成した。
（実施例２）
電荷発生層形成用の組成物製造時に上記化学式２で表示される化合物の含量が０．０４ｇから０．０８ｇに変化されたことを除いては、実施例１と同じ方法によって実施して有機感光体を完成した。
（実施例３）
電荷発生層形成用の組成物製造時に上記化学式２で表示される化合物の含量が０．０４ｇから０．１６ｇに変化されたことを除いては、実施例１と同じ方法によって実施して有機感光体を完成した。
（比較例１）
電荷発生層形成用の組成物製造時に上記化学式２で表示される化合物を付加しないことを除いては、上記実施例１と同じ方法によって実施して有機感光体を完成した。
上記実施例１〜３及び比較例１によって製造された有機感光体において、帯電電位及び露光電位を測定し、その結果は下記表１に示す通りである。ここで、上記帯電電位（Ｖｏ）及び露光電位（Ｖｄ）は電子写真工程サイクリング（帯電−露光−除電）装置を利用して測定し、ドラムの線速度は５ｉｎｃｈ／ｓｅｃであり、レーザパワーは０．３ｍＷであった。
Figure 0003777184
上記表１から分かるように、電荷発生層形成用の組成物に上記化学式２の化合物が付加された場合（実施例１〜３）はそうでない場合（比較例１）と比較して露光電位が低くなり、帯電−露光−除電電子写真工程が約３０００サイクル反復する場合に露光電位の上昇値が減少するということが分った。
本発明によれば、電荷発生層のコーティング時に汚染を抑制しつつ感度が高く、電荷輸送層及び電荷発生層の層厚調節が可能であり、帯電電位と露光電位のような有機感光体の静電気的性質を調節しやすい。また、有機感光層を薄く形成しても高い帯電電位と低い露光電位の特性を示すために、有機感光体の表面電荷量が大きくなるにつれて粒子サイズが小さいものの保有電荷量が多い湿式トナーの電子写真現象システムに適用できる。
上述したような本発明にかかる有機感光体は、例えば図１に示すように構成される。図１は本発明にかかる有機感光体１の構成例を示す断面図である。図１に示す有機感光体１は、電子写真用の正帯電型有機感光体である。この有機感光体１は、例えば導電性支持体５、上記導電性支持体５の上部に順次に積層された電荷輸送層４、電荷発生層３を有し、オーバコート層２を選択的に有する。
上述したような本発明にかかる有機感光体は、例えば電子写真式画像形成装置における電子写真ドラム（感光体ドラム）、電子写真カートリッジ（感光体カートリッジ）に適用可能である。例えば図２は本発明の有機感光体を適用可能な電子写真式画像形成装置３０、電子写真ドラム２８、電子写真カートリッジ２１の概略構成を示す断面図である。上記電子写真カートリッジ２１は一般的に電子写真感光体２９と上記電子写真感光体２９を帯電する帯電装置２５のうち少なくとも１つ、上記電子写真感光体２９の上部に形成された潜像を現像する現像装置２４、上記電子写真感光体２９の表面を洗浄するための洗浄装置２６を備える。上記電子写真カートリッジ２１は上記画像形成装置３０と脱着自在である。
画像形成装置用の電子写真感光体ドラムは一般的に上記画像形成装置３０と脱着自在なドラム２８を有しており、上記ドラム２８の上部に配置された電子写真感光体２９を備え、上記電子写真感光体２９は上述した本発明の有機感光体を適用することができる。
一般的に、上記電子写真式画像形成装置３０は感光体ユニット（例えば、電子写真感光体ドラム２８、電子写真感光体２９）、上記感光体ユニットを帯電する帯電装置２５、上記感光体ユニットに光を形成したい画像（画像方式）の通りに照射して感光体ユニット上に静電潜像を形成するための画像方式光照射装置（露光装置）２２、上記潜像をトナーと現像して感光体ユニット上にトーン画像を形成するための現像ユニット２４及び上記トーン画像をペーパＰのような受容体物質に転写するための転写装置２７を含み、上記感光体ユニットは上記でさらに詳細に説明された電子写真感光体２９を含む。上記帯電装置２５には電圧が印加され、上記電子写真感光体と接触されてこれを帯電させる。望ましくは、上記装置は上記電子写真感光体２９の表面上の残留電荷を除去し、後続サイクルを準備するための予備露光ユニット２３を備える。
以上詳述したような本発明によれば、電荷発生層コーティング時に汚染を抑制しつつ感度が高く、帯電電位と露光電位のような有機感光体の静電気的性質を調節しやすい正帯電型有機感光体を提供することができる。また、本発明にかかる有機感光体であれば、有機感光層を薄く形成しても高い帯電電位と低い露光電位の特性を示すので、有機感光体の表面電荷量が多くなるにつれて粒子サイズが小さいながらも保有電荷量の多い湿式トナーの電子写真式画像形成システムに容易に適用できる。
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。
本発明は、電子写真用の正帯電型有機感光体、電子写真カートリッジ、電子写真ドラム、電子写真式画像形成装置、画像形成方法に適用可能である。
本発明にかかる有機感光体の構成例を示す断面図である。 本発明にかかる有機感光体を適用可能な電子写真式画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
符号の説明
２１ 電子写真カートリッジ
２２ 光照射装置
２３ 予備露光ユニット
２４ 現像ユニット
２５ 帯電装置
２６ 洗浄装置
２７ 転写装置
２８ ドラム
２９ 電子写真感光体
３０ 電子写真式画像形成装置
Ｐ ペーパ

Claims (14)

  1. 伝導性支持体と，前記伝導性支持体の上部に順次に積層された電荷輸送層と電荷発生層とを備えた電子写真用の正帯電型有機感光体であって，
    前記電荷発生層は，下記化学式２で表示されるフルオレン系化合物と，電荷発生物質と，結合剤と，有機溶媒とを含む電荷発生層形成用の組成物をコーティング及び乾燥して形成されたものであることを特徴とする電子写真用の正帯電型有機感光体。
    Figure 0003777184
  2. 前記化学式２で表示されるフルオレン系化合物の含量は，電荷発生層形成用の組成物の固形分１００重量部を基準として０．１〜２０重量部であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用の正帯電型有機感光体。
  3. 前記有機溶媒は，アルコール系溶媒とアセテート系溶媒との混合溶媒であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用の正帯電型有機感光体。
  4. 前記アセテート系有機溶媒の含量は，アルコール系溶媒とアセテート系溶媒の総含量１００重量部を基準として１０〜５０重量部であることを特徴とする請求項３に記載の電子写真用の正帯電型有機感光体。
  5. 前記アルコール系溶媒は，エタノール，イソプロピルアルコール，ｎ−ブタノール，メタノール，１−メトキシ−２−プロパノール，ジアセトンアルコール，イソブチルアルコール，ｔ−ブチルアルコールからなる群から選択された１つ以上であり，前記アセテート系溶媒はブチルアセテート，エチルアセテート，イソプロピルアセテート，イソブチルアセテート，ｓｅｃ−ブチルアセテートからなる群から選択された１つ又は２以上の組合わせであることを特徴とする請求項３に記載の電子写真用の正帯電型有機感光体。
  6. 前記電荷発生層形成用の組成物には，さらに塩基性化合物が含まれることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用の正帯電型有機感光体。
  7. 前記電荷発生層上部には，さらにオーバコート層が含まれることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用の正帯電型有機感光体。
  8. 前記オーバコート層は，ポリアミノエーテル，ポリウレタン及びシルセスキオキサンからなる群から選択された１つ又は２以上の組合わせを含むことを特徴とする請求項７に記載の電子写真用の正帯電型有機感光体。
  9. 前記電荷発生物質は，フタロシアニン系顔料であり，
    前記電荷発生物質の含量は，電荷発生層形成用の組成物の固形分１００重量部を基準として５５〜８５重量部であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用の正帯電型有機感光体。
  10. 前記結合剤は，ポリビニルブチラルであり，
    前記結合剤の含量は，電荷発生層形成用の組成物の固形分１００重量部を基準として１０〜４０重量部であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用の正帯電型有機感光体。
  11. 電子写真方式を利用した画像形成方法であって，
    前記請求項１〜１０のうちのいずれかに記載の有機感光体を湿式トナーと直接的に接触させて，前記有機感光体上に形成された静電潜像を顕在化させることを特徴とする画像形成方法。
  12. 電子写真方式を利用した画像形成装置に対して脱着自在に構成された電子写真カートリッジであって，
    伝導性支持体と，
    前記伝導性支持体の上部に順次に積層された電荷輸送層及び電荷発生層を含有する前記請求項１〜１０のうちいずれかに記載の正帯電型電子写真有機感光体とを含み，
    さらに，前記電子写真感光体を帯電する帯電装置と，前記電子写真感光体の上部に形成された潜像を現像するための現像装置と，前記電子写真感光体表面をクリーニングするためのクリーニング装置との群から選択された少なくとも１つを含むことを特徴とする電子写真カートリッジ。
  13. 電子写真式画像形成装置に対して脱着自在に構成された電子写真ドラムであって，
    伝導性支持体と，
    前記伝導性支持体の上部に順次に積層された電荷輸送層と，
    電荷発生層を含有する前記請求項１〜１０のうちのいずれかに記載の正帯電型電子写真有機感光体とを含むことを特徴とする電子写真ドラム。
  14. 伝導性支持体と，
    前記伝導性支持体の上部に順次に積層された電荷輸送層と，
    電荷発生層を含有する前記請求項１〜１０のうちのいずれかに記載の正帯電型電子写真有機感光体とを含む感光体ユニットと，
    前記感光体ユニットを帯電する帯電装置と，
    前記帯電された感光体ユニットに光を画像方式通り照射して前記感光体ユニット上に潜像を形成するための光照射装置と，
    前記潜像をトナーと現像して感光体ユニット上にトーン画像を現像するための現像ユニットと，
    前記トーン画像を受容体物質に転写するための転写装置と，
    を備えることを特徴とする電子写真式画像形成装置。
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