JP3791023B2

JP3791023B2 - 電子写真感光体、電子写真装置及び装置ユニット

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Publication number: JP3791023B2
Application number: JP18574795A
Authority: JP
Inventors: 明彦伊丹; 知草福本
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1995-07-21
Filing date: 1995-07-21
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2015-07-21
Also published as: JPH0934138A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は無機粒子を感光体の最表面感光層に含有する電子写真感光体に関し、詳しくは優れた耐久性と感度を有する電子写真感光体に関する。
【０００２】
また本発明は前記感光体を有する電子写真装置及び装置ユニットに関する。
【０００３】
【従来の技術】
一般に電子写真法により画像形成を行うには、感光体表面に帯電、像露光及び現像を施してトナー像を形成し、該トナー像を転写材上に転写、定着して画像を得ると共に、転写後の感光体は残留トナーのクリーニング及び除電が行われて長期に亘り繰り返し使用される。
【０００４】
従って前記感光体としては、帯電電位、感度、暗減衰及び残留電位特性等の電子写真性能は勿論、繰り返し使用時の耐刷性、耐摩耗性、耐湿性等の物性や、コロナ放電時に発生するオゾンや像露光への耐性においても良好であることが要求される。
【０００５】
他方、従来電子写真感光体としては、アモルファスシリコン、セレン、硫化カドミウム等を用いた無機光導電性感光体が多く用いられてきたが、近年低コストで毒性がなく、かつ加工性に優れていて、目的に応じて選択の自由度が大きい有機光導電性感光体（以下単に有機感光体またはＯＰＣと称する）が主流となっている。
【０００６】
これらの電子写真感光体の繰り返し使用による疲労劣化は、感光体上に形成されたトナー像の転写材上への転写、分離及び転写後の感光体上の残留トナーのクリーニングの各工程における摺擦による感光層表面の摩擦、損傷及び感光体表面への帯電、像露光、除電等の各工程における感光層の分解、変質等によるものと推定されている。
【０００７】
従って前記感光体の疲労劣化を防止するには感光層表面の改良が重要課題となる。特に有機感光体の感光層は無機感光体に比して軟質であり、かつ光導電性物質が有機質であるため感光体の繰り返し使用時の疲労劣化が大であり、前記感光層表面の改良がより重要となる。
【０００８】
そこで特開昭５６−１１７２４５号、同６３−９１６６６号及び特開平１−２０５１７１号の各公報には感光体の最表面保護層にシリカ粒子を含有せしめ、感光体表面の機械的強度を大とし、耐久性を向上せしめることができることが記載されている。更に又特開昭５７−１７６０５７号、同６１−１１７５５８号又は特開平３−１５５５５８号等の各公報には前記シリカ粒子をシランカップリング剤等で処理して成る疎水性シリカ粒子を感光体の最表面保護層に含有せしめ、感光体の機械的強度を大ならしめると共に潤滑性を付与してより高耐久性の感光体が得られることが記載されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は電子写真感光体の感度等の写真特性を損なうことなく、感光体の耐摩耗性や耐傷性が改良された感光体を提供することにある。
【００１０】
また、前記感光体と共にクリーニング手段として用いられるクリーニングブレードを組み合わせて用いても繰り返しの像形成の過程での感光体の摩耗、損傷がなく高耐久性であり、終始高濃度、鮮明な画像が安定して得られる電子写真感光体及びそれを使用した電子写真装置を提供することにある。
【００１１】
更に又、本発明の他の目的は組み込まれる感光体が高耐久性とされることから、該感光体の交換を行うことなく繰り返し安定して像形成が可能であり、若し感光体以外の像形成手段に欠陥を生じたとしても速やかにかつ容易に交換可能であり、長期に亘り高画質の画像が安定して得られる装置ユニットを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の前記の諸目的は、下記構成によって達成される。
【００１３】
（１）導電性支持体上に電荷発生層、第一電荷輸送層、第二電荷輸送層をこの順に有する積層型電子写真感光体において、該第二電荷輸送層の膜厚が０．２〜１０μｍであり、該第二電荷輸送層に動摩擦係数が１以下のバインダ樹脂とモース硬度５以上、かつ体積平均粒径が０．０５〜２．０μｍの無機粒子を含有することを特徴とする電子写真感光体。
【００１５】
（２）前記無機粒子が相対湿度８０％の環境下で調湿した場合の４０〜２００℃における示差熱分析の熱吸収エネルギー変化量ΔＨが０〜２０ジュール／ｇであるシリカ粒子であることを特徴とする前記１記載の電子写真感光体。
【００１６】
（３）導電性支持体上に感光層を有する電子写真感光体、静電潜像形成手段、現像手役、転写手段及びクリーニング手段を有する電子写真装置において、該電子写真感光体が前記１又は２記載の電子写真感光体であり、該クリーニング手段が弾性ブレードクリーニング手段であることを特徴とする電子写真装置。
【００１７】
（４）前記３記載の電子写真装置に装着される、電子写真感光体及び静電潜像形成手段の帯電手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段の少なくとも１つを有する装置ユニットであって、該電子写真感光体が前記１又は２記載の電子写真感光体であり、該電子写真感光体と帯電手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段の少なくとも１つが一体的に支持され、電子写真装置に着脱自在であることを特徴とする装置ユニット。
【００１８】
前記装置ユニットの好ましい実施態様としては、前記クリーニング手段として弾性クリーニングブレードが用いられ、少なくとも該クリーニングブレードと前記感光体とが一体的に支持され、かつ装置本体に着脱自在とされる。
【００１９】
以下、本発明について、更に詳細に説明する。
【００２０】
本発明で定義するモース硬度とは鉱物関係で用いられる硬さであり、特定１０種の鉱物にて順次引っ掻いて傷がつけば、その鉱物より硬さが低いとするものである。
【００２１】
本発明に用いられるモース硬度が５以上の無機粒子としては、具体的にはアルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウムなどが挙げられ、特にシリカが優れた特性を示す。添加量としては後述する熱硬化性樹脂に対し０．１〜１００重量％、さらに好ましくは１〜５０重量％が良い。
【００２２】
本発明の感光体は、導電性支持体上に電荷（キャリアとも言う。）発生層、第一電荷輸送層、第二電荷輸送層をこの順に有する積層型電子写真感光体である。
【００２３】
そして、本発明においては、最表面を形成する感光層、即ち第二電荷輸送層に、動摩擦係数が１以下のバインダ樹脂とモース硬度５以上の無機粒子とを含有することにより、クリーニングブレードを用いるクリーニング方法においても、感光体の摩耗、損傷がなく、優れた耐久性を示し、鮮明な画像が安定して得られるというものである。
【００２４】
感光体の最表面層に高硬度の無機微粒子を含有させることにより、感光体表面の機械的強度を向上させ、その結果、繰り返し使用後の膜厚減耗や傷欠陥を低減できる。
【００２５】
しかしながら、高硬度粒子の添加により感光体表面の機械的強度は向上したものの、感光体表面の粗さが増加することにより、クリーニング性が劣化し、クリーニングブレードの耐久性が悪くなるという問題が発生した。
【００２６】
発明者らが鋭意検討した結果、感光層の最表面にバインダとして、クリーニングブレードとの動摩擦係数が１以下であるバインダ樹脂を用いることにより、クリーニングブレードと感光体表面との摩擦を軽減でき、その結果クリーニング性も向上でき、かつクリーニングブレードの耐久性も向上することができたものである。
【００２７】
ここで、クリーニングブレードに対する感光体表面の動摩擦係数（μ）は感光体をシート状に作成し、ＨＥＩＤＯＮ社製の表面試験装置（型式ＨＥＩＤＯＮ−１４）により測定される。これはブレードを一定の荷重（ｇ）で感光体に押し当て、感光体面と平行に動いている時に加わる力（ｇ）を測定する。動摩擦係数はブレードが動いている時の〔感光体に加わる力（ｇ）〕／〔ブレードに加えた荷重（ｇ）〕で得られる。使用ブレードは北辰工業社製ウレタンブレード（ゴム硬度６７）を５ｍｍ×３０ｍｍ×２ｍｍにカットし、荷重１０ｇトレイル方向、角度３０°にて測定した。尚、クリーニングブレード固定装置の概略断面図を図１に示す。
【００２８】
動摩擦係数が１以下のバインダ樹脂としては、主としてシロキサンとポリカーボネートからなる共重合体が好ましく、ブロック重合体でもグラフト重合体であってもよい。
【００２９】
好ましい化合物としては、下記一般式〔１〕、〔２〕または〔３〕で示される。
【００３０】
【化１】

【００３１】
式中、Ａ₁は−Ｃ（Ｒ_a）（Ｒ_b）−、−Ｓｉ（Ｒ_c）（Ｒ_d）−、−Ｓ−，−ＳＯ₂−，−ＣＯ−，−Ｏ−，−（ＣＨ₂）_w−又は単なる結合手を表し、ｗは２以上の整数を表し、Ｒ_a及びＲ_bは、それぞれ水素原子、各々置換、未置換のアルキル基又はアリール基を表すか、或いはＲ_a及びＲ_bが結合して炭素環又は複素環を形成するに必要な原子群を表し、Ｒ_c及びＲ_dは、それぞれ各々置換、未置換のアルキル基又はアリール基を表す。Ｘ₁は炭素数２〜６のアルキレン基またはアルキリデン基、Ｒ₁、Ｒ₂は炭素数１〜３のアルキル基又は置換、未置換のフェニル基、ｐ₁は１〜２００の整数を示し、ｍ₁およびｎ₁は組成比を表す。
【００３２】
【化２】

【００３３】
式中、Ａ₂は−Ｃ（Ｒ_a2）（Ｒ_b2）−、−Ｓｉ（Ｒ_c2）（Ｒ_d2）−、−Ｓ−，−ＳＯ₂−，−ＣＯ−，−Ｏ−，−（ＣＨ₂）_w2−又は単なる結合手を表し、ｗ₂は２以上の整数を表し、Ｒ_a2及びＲ_b2は、それぞれ水素原子、各々置換、未置換のアルキル基又はアリール基を表すか、或いはＲ_a2及びＲ_b2が結合して炭素環又は複素環を形成するに必要な原子群を表し、Ｒ_c2及びＲ_d2は、それぞれ各々置換、未置換のアルキル基又はアリール基を表す。Ｒ₂₁、Ｒ₂₂、Ｒ₂₃及びＲ₂₄は各々水素原子、アルキル基又はハロゲン原子を表す。Ｒ₂₅、Ｒ₂₆は各々置換、未置換のアルキル基又はアリール基を表す。ｍ₂およびｎ₂は組成比を表す。
【００３４】
【化３】

【００３５】
式中、Ａ₃、Ｂ₃は各々−Ｃ（Ｒ_a3）（Ｒ_b3）−、−Ｓｉ（Ｒ_c3）（Ｒ_d3）−、−Ｓ−，−ＳＯ₂−，−ＣＯ−，−Ｏ−，−（ＣＨ₂）ｗ₃−又は単なる結合手を表し、ｗ₃は２以上の整数を表し、Ｒ_a3及びＲ_b3は、それぞれ水素原子、各々置換、未置換のアルキル基又はアリール基を表すか、或いはＲ_a3及びＲ_b3が結合して炭素環又は複素環を形成するに必要な原子群を表し、Ｒ_c3及びＲ_d3は、それぞれ各々置換、未置換のアルキル基又はアリール基を表す。Ｘ₃は炭素数２〜５のアルキレン基を示し、Ｒ₃₁、Ｒ₃₂ないしＲ₃₃は炭素数１〜２０のアルキル基、アリール基、またはフルオロアルキル基を示し、ｐ₃は１〜５００の整数を示す。ｍ₃およびｎ₃は組成比を表す。
【００３６】
前記一般式〔１〕〜〔３〕で表される化合物として、具体的化合物例を以下に示す。
【００３７】
【化４】

【００３８】
【化５】

【００３９】
【化６】

【００４０】
【化７】

【００４１】
前記低摩擦係数バインダ樹脂としては、重量平均分子量は１０，０００〜１５０，０００が好ましく、更に好ましくは２０，０００〜１５０，０００である。
【００４３】
以下、無機粒子として好ましいシリカ粒子について説明する。
【００４４】
シリカ粒子としては液相中でゾルゲル法により合成されるシリカゾルやコロイダルシリカ、気相中で得られるシリカ超微粒子などを用いることができる。
【００４５】
液相中でいわゆるゾルゲル法によって合成されるシリカゾルやコロイダルシリカはその製法上、粒子表面が水分子などの極性分子と親和性の強いシラノール基に富んでいる。更に粒子の粒径が数μｍ以下と小さく高温での焼結も困難であるため、内部表面積が大きく、表面状態も多孔質で水分子等の気体分子が吸着されやすいといった特徴がある。これらのシリカを用いた感光体は気体分子、特に水分子の吸着が起こり易く、高湿環境下における画像や繰り返し使用時の電気特性などに問題があり、水分子の吸着の起りにくい粒子が望ましい。相対湿度が８０％の環境下で調湿した場合の４０〜２００℃における示差熱分析の熱吸収エネルギー変化量ΔＨが０〜２０ジュール／ｇの範囲であることが好ましい。
【００４６】
本発明の電子写真感光体は、有機の電荷発生物質（ＣＧＭ）と電荷輸送物質（ＣＴＭ）とが含有される有機感光体である。種々の有機感光体の層構成の例を図２に示すが、本発明はそのうち図２（ヘ）の層構成に該当する。
【００４７】
図２（イ）は導電性支持体１上に中間層２を介して電荷発生物質（ＣＧＭ）と電荷輸送物質（ＣＴＭ）を共に含有する単層構成の感光層６を有する感光体であり、図２（ロ）は導電性支持体１上に中間層２を介して電荷輸送物質（ＣＴＭ）を主成分として含有する電荷輸送層（ＣＴＬ）３と電荷発生物質（ＣＧＭ）を主成分として含有する電荷発生層（ＣＧＬ）４とをこの順に積層して成る感光層６を有する感光体であり、図２（ハ）は導電性支持体１上に中間層を介して電荷発生層（ＣＧＬ）４と電荷輸送層（ＣＴＬ）３とをこの順に積層して成る感光層６を有する感光体である。
【００４８】
又、図２（ニ）、（ホ）、（ヘ）はそれぞれ図２（イ）、（ロ）、（ハ）の感光層の上にさらに最表面感光層５を積層した構成を示す。上記（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）、（ヘ）の各図は有機感光体の代表的な構成を示したものである。
【００４９】
上記層構成の内、本発明は最表面感光層に電荷輸送物質（ＣＴＭ）を含有させる、いわゆるＣＴＬ２層構造の層構成（ＣＴＴＬと略記することもある）とするものである。これら最表面層中に電荷輸送物質（ＣＴＭ）を含有させる事により電子写真感光体のくり返し使用による残留電位の上昇や、感度の低下を防ぐ事ができる。
【００５０】
前記図２（イ）〜（ヘ）の各感光体の感光層６に含有される電荷発生物質（ＣＧＭ）としては、例えばフタロシアニン顔料、多環キノン顔料、アゾ顔料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔料、アズレニウム顔料、スクワリリウム染料、シアニン染料、ピリリウム染料、チオピリリウム染料、キサンテン色素、トリフェニルメタン色素、スチリル色素等が挙げられ、これらの電荷発生物質（ＣＧＭ）は単独で又は適当なバインダ樹脂と共に層形成が行われる。
【００５１】
前記感光層６に含有される電荷輸送物質（ＣＴＭ）としては、例えばオキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、イミダゾロン誘導体、イミダゾリン誘導体、ビスイミダゾリジン誘導体、スチリル化合物、ヒドラゾン化合物、ベンジジン化合物、ピラゾリン誘導体、スチルベン化合物、アミン誘導体、オキサゾロン誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、キナゾリン誘導体、ベンゾフラン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、アミノスチルベン誘導体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリ−１−ビニルピレン、ポリ−９−ビニルアントラセン等が挙げられ、これらの電荷輸送物質（ＣＴＭ）は本発明の低摩擦係数のバインダ樹脂と共に層形成が行われる。
【００５２】
これらの中で特に好ましい電荷輸送物質（ＣＴＭ）としては下記一般式で示される化合物のものがあげられる。
【００５３】
【化８】

【００５４】
式中、Ａｒ₁、Ａｒ₂、Ａｒ₄は各々置換、無置換の芳香族炭化水素基または複素環基を表し、Ａｒ₃は各々置換、無置換の２価の芳香族炭化水素基または複素環基を表し、Ｒ₃は水素原子又は各々置換、無置換の芳香族炭化水素基もしくは複素環基を表す。ｎは１もしくは２である。Ａｒ₄とＲ₃は互いに結合して環を形成してもよい。
【００５５】
【化９】

【００５６】
（式中、Ｒ₄、Ｒ₅は各々置換、無置換の芳香族炭化水素基、複素環基またはアルキル基を表し、互いに連結して環を形成してもよい。Ｒ₆は水素原子または各々置換、無置換の芳香族炭化水素基、複素環基もしくはアルキル基を表し、Ａｒ₅は各々置換、無置換の芳香族炭化水素基または複素環基を表す。ｍは０若しくは１である。）
【００５７】
【化１０】

【００５８】
式中、Ｙは各々ｌ価の置換、無置換はフェニル基、ナフチル基、ピレニル基、フルオレニル基、カルバゾリル基、ジフェニル基又は４，４′−アルキリデンジフェニル基を表し、Ａｒ₆、Ａｒ₇は各々置換、無置換の芳香族炭化水素基または複素環基を表す。ｌは１〜３の整数を表す。
【００５９】
【化１１】

【００６０】
（式中、Ａｒ₈、Ａｒ₉、Ａｒ₁₀、Ａｒ₁₁は各々置換、無置換の芳香族炭化水素基または複素環基を表す。
【００６１】
これらの内、本発明の感光体に好ましく用いられる具体的化合物例を以下に例示する。
【００６２】
【化１２】

【００６３】
【化１３】

【００６４】
【化１４】

【００６５】
【化１５】

【００６６】
【化１６】

【００６７】
【化１７】

【００６８】
前記積層構成の場合の第二電荷輸送層以外の電荷発生層（ＣＧＬ）、第一電荷輸送層（ＣＴＬ）に含有されるバインダ樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体樹脂、塩化ビニル−無水マレイン酸共重合体樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン−アルキッド樹脂、フェノール樹脂、ポリシラン樹脂、ポリビニルカルバゾール等が挙げられる。
【００６９】
前記各層を形成する際に用いられる溶媒又は分散媒としては、ｎ−ブチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン、イソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、１，２−ジクロロプロパン、１，１，２−トリクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、メタノール、エタノール、イソプロピナール、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジメチルスルホキシド、メチルセロソルブ等が挙げられる。本発明はこれらに限定されるものではないが、ケトン系溶媒を用いた場合に感度、繰り返し使用時に電位変化等が更に良好となる。また、これらの溶媒は単独あるいは２種以上の混合溶媒として用いることもできる。
【００７０】
本発明に於いて電荷発生層中の電荷発生物質とバインダ樹脂との割合は重量比で１：１０〜１０：１が好ましい。また電荷発生層の膜厚は５μｍ以下が好ましく、特には０．０５〜２μｍが好ましい。
【００７１】
又、第１電荷輸送層の前記の電荷輸送物質とバインダ樹脂を適当な溶剤に溶解し、その溶液を塗布乾燥することによって形成される。電荷輸送物質とバインダ樹脂との混合割合は重量比で１０：１〜１：１０が好ましい。
【００７２】
また、第一電荷輸送層の膜厚は５〜５０μｍ、特には１０〜４０μｍが好ましい。
【００７４】
本発明の第二電荷輸送層を形成する場合、該第二電荷輸送層は本発明の動摩擦係数が１以下のバインダ樹脂及び無機粒子を溶媒と共に溶解、分散させ、前記した感光層上に塗布することにより形成する。この場合、層中の樹脂とＣＴＭの比は１０：１〜１：１０が好ましい。又２：１〜１：２であり、第二電荷輸送層の膜厚は０．２〜１０μｍである。０．２μｍ未満では本発明の効果が得られにくい。又１０μｍを越えると感光層中の無機粒子による光散乱により画像の解像力が劣化する。又感度の低下、残留電位の上昇等も伴う事がある。特に好ましい範囲は０．４〜５μｍである。
【００７５】
次に、本発明の電子写真感光体の導電性支持体としては、
１）アルミニウム板、ステンレス板などの金属板、
２）紙あるいはプラスチックフィルムなどの支持体上に、アルミニウム、パラジウム、金などの金属薄層をラミネートもしくは蒸着によって設けたもの、
３）紙あるいはプラスチックフィルムなどの支持体上に、導電性ポリマー、酸化インジウム、酸化錫などの導電性化合物の層を塗布もしくは蒸着によって設けたもの
等が挙げられる。
【００７６】
次に本発明の電子写真感光体を製造するための塗布加工方法としては、浸漬塗布、スプレー塗布、円形量規制型塗布等の塗布加工法が用いられるが、感光層の表面層側の塗布加工は下層の膜を極力溶解させないため、又均一塗布加工を達成するためスプレー塗布又は円形量規制型塗布等の塗布加工方法を用いるのが好ましい。なお前記スプレー塗布については例えば特開平３−９０２５０号及び特開平３−２６９２３８号公報に詳細に記載され、前記円型量規制型塗布については例えば特開昭５８−１８９０６１号公報に詳細に記載されている。
【００７７】
なお前記スプレー塗布及び円形量規制塗布によれば、前記浸漬塗布等に比して塗布液の無駄な消費がなく、下層を溶解、損傷することがなく、かつ均一塗布が達成される等の利点を有する。
【００７８】
本発明においては導電性支持体の感光層の間に、バリヤー機能と接着樹脂を兼備した下引層を設けることもできる。
【００７９】
下引層用の材料としては、カゼイン、ポリビニルアルコール、ニトロセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、ポリビニルブチラール、フェノール樹脂ポリアミド類（ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、共重合ナイロン、アルコキシメチル化ナイロン等）、ポリウレタン、ゼラチン及び酸化アルミニウム等が挙げられる。下引層の膜厚は、０．１〜１０μｍが好ましく、特には０．１〜５μｍが好ましい。
【００８０】
本発明においては、更に、支持体と下引層との間に支持体の表面欠陥を補うための被覆を施すことや、特に画像入力がレーザー光の場合には問題となる干渉縞の発生を防止することなどを目的とした導電層を設けることができる。この導電層は、カーボンブラック、金属粒子又は金属酸化物粒子等の導電性粉体を適当な結着剤樹脂中に分散した溶液を塗布乾燥して形成することができる。導電層の膜厚は５〜４０μｍが好ましく、特には１０〜３０μｍが好ましい。
【００８１】
また、支持体の形状はドラム状でもシート状でもベルト状でもよく、適用する電子写真装置に適した形状であることが好ましい。
【００８２】
本発明の像保持部材は、複写機、レーザープリンター、ＬＥＤプリンター、液晶シャッター式プリンター等の電子写真装置一般に適用し得るものであるが、更には電子写真技術を応用したディスプレイ、記録、軽印刷、製版、ファクシミリ等の装置にも広く適用し得るものである。
【００８３】
図３に本発明の電子写真感光体を有する電子写真装置の概略断面図を示す。
【００８４】
図３において１０は像担持体である感光体ドラムで、ＯＰＣ感光層をドラム上に塗布し接地されて時計方向に駆動回転される。１２はスコロトロン帯電器で、感光体ドラム１０周面に対し一様な帯電をコロナ放電によって与えられる。この帯電器１２による帯電に先だって、前画像形成での感光体の履歴をなくすために発光ダイオード等を用いた露光除電器１１による露光を行って感光体周面の除電をしてもよい。
【００８５】
感光体への一様帯電ののち像露光手段１３により画像信号に基づいた像露光が行われる。この図の像露光手段１３は図示しないレーザダイオードを発光光源とし回転するポリゴンミラー１３１、ｆθレンズ等を経て反射ミラー１３２により光路を曲げられ感光体ドラム上の走査がなされ、静電潜像が形成される。
【００８６】
その静電潜像は次いで現像器１４で現像される。感光体ドラム１０周縁にはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒色（Ｋ）等のトナーとキャリアとから成る現像剤をそれぞれ内蔵した現像器１４が設けられていて、先ず１色目の現像がマグネットを内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブ１４１によって行われる。現像剤はフェライトをコアとしてそのまわりに絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポリエステルを主材料として色に応じた顔料と荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等を加えたトナーとからなるもので、現像剤は層形成手段によって現像スリーブ１４１上に１００〜６００μｍの層厚に規制されて現像域へと搬送され、現像が行われる。この時通常は感光体ドラム１０と現像スリーブ１４１の間に直流或いは交流バイアス電位をかけて現像が行われる。
【００８７】
カラー画像形成に於いては、１色目の顕像化が終った後２色目の画像形成行程にはいり、再びスコロトロン帯電器１２による一様帯電が行われ、２色目の潜像が像露光手段１３によって形成される。３色目、４色目についても２色目と同様の画像形成行程が行われ、感光体ドラム１０周面上には４色の顕像が形成される。
【００８８】
一方モノクロの電子写真装置では現像器１４は黒トナー１種で構成され、１回の現像で画像を形成することができる。
【００８９】
記録紙Ｐは画像形成後、転写のタイミングの整った時点で給紙ローラ１７の回転作動により転写域へと給紙される。
【００９０】
転写域においては転写のタイミングに同期して感光体ドラム１０の周面に転写ローラ１８が圧接され、給紙された記録紙Ｐを挟着して多色像が一括して転写される。
【００９１】
次いで記録紙Ｐはほぼ同時に圧接状態とされた分離ブラシ１９によって除電され感光体ドラム１０の周面により分離して定着装置２０に搬送され、熱ローラ２０１と圧着ローラ２０２の加熱、加圧によってトナーを溶着したのち排紙ローラ２１を介して装置外部に排出される。なお前記の転写ローラ１８および分離ブラシ１９は記録紙Ｐの通過後感光体ドラム１０の周面より退避離間して次なるトナー像の形成に備える。
【００９２】
一方記録紙Ｐを分離した後の感光体ドラム１０は、クリーニング装置２２のブレード２２１の圧接により残留トナーを除去・清掃し、再び１１による除電と帯電器１２による帯電を受けて次なる画像形成のプロセスに入る。なお感光体上にカラー画像を重ね合わせる場合には前記のブレード２２１は感光体面のクリーニング後直ちに移動して感光体ドラム１０の周面より退避する。
【００９３】
尚３０は像保持部材、帯電手段、現像手段及びクリーニング手段を一体化して着脱可能にしたカートリッジである。
【００９４】
電子写真装置として、上述の感光体や現像手段、クリーニング手段等の構成要素のうち、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することが好ましい。例えば帯電手段、現像手段及びクリーニング手段の少なくとも１つを感光体とともに一体に支持してユニットを形成し、装置本体に着脱自在の単一ユニットとし、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したものである。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良い。
【００９５】
像露光手段は、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を感光体に照射すること、或いはセンサーで原稿を読み取り信号化し、この信号に従ってレーザービームの走査、ＬＥＤアレイの駆動、または液晶シャッターアレイの駆動を行い感光体に光を照射することなどにより行われる。
【００９６】
尚、ファクシミリのプリンターとして使用する場合には、像露光手段１３は受信データをプリントするための露光になる。
【００９７】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれに限定されない。
【００９８】
実施例１
＜実施例用感光体１の作製＞
直径８０ｍｍのアルミニウムドラム上に共重合タイプのポリアミド樹脂「アミランＣＭ−８０００」（東レ社製）１．５重量部をメタノール９０容量部とブタノール１０容量部との混合溶媒中に溶解してなる塗布液を浸潰塗布して膜厚０．３μｍの中間層を形成した。次にポリビニールブチラール樹脂「エスレックＢＬ−Ｓ」（積水化学社製）０．８重量部をメチルエチルケトン８０重量部と、シクロヘキサノン２０重量部との混合溶媒中に溶解し、得られた溶液中に下記構造式で示されるキャリア発生物質(ＣＧＭ−１)４重量部（ＣＧＭ／バインダの量比が５．０）を混合、分散してなる塗布液を前記中間層上に浸漬塗布して乾燥後の膜厚０．２μｍのキャリア発生層を形成した。
【００９９】
【化１８】

【０１００】
次いでバインダとしてポリカーボネート樹脂「ユービロンＺ３００」（三菱ガス化学社製）１５重量部とキャリア輸送物質としての例示化合物（Ｔ−２）を１０重量部、ヒンダードフェノール系酸化防止剤「イルガノックス１０１０」（チバガイギー社製）０．１重量部を１，２−ジクロロエタン１００容量部に溶解してなる塗布液を前記キャリア発生層上に浸漬塗布して乾燥後の膜厚が２５μｍの第−のキャリア輸送層を形成した。
【０１０１】
次いでバインダとしてシロキサン−ポリカーボネート共重合体（１−１）１．５重量部と表１の無機粒子０．６重量部とキャリア輪送物質としての例示化合物（Ｔ−２）１重量部、ヒンダードフェノール系酸化防止剤「イルガノックス１０１０」０．０２５重量部を１，２−ジクロロエタン１００容量部に溶解、分散してなる塗布液を前記第一のキャリア輪送層上に円形量規制型塗布機を用いて塗布して、乾燥後の膜厚がｌμｍの第二のキャリア輸送層（ＣＴＴＬ）を形成し、表１に示す実施例用感光体１を得た。
【０１０２】
＜実施例用感光体２〜８及び１１、参考例９、１０及び比較例用感光体１〜３の作製＞
感光体１の第二のキャリア輸送層の膜厚、無機粒子の種類及び体積平均粒径、バインダ樹脂の種類と動摩擦係数、バインダ樹脂に対する無機粒子の割合（重量％）を表１のように変化させた他は感光体１と同様にして実施例用感光体２〜８及び１１、参考例９、１０、比較例用感光体１〜３を得た。
【０１０３】
【表１】

【０１０４】
＜実施例１〜８及び１１、参考例９、１０及び比較例１〜３＞
以上のようにして得た感光体を少なくとも該感光体とクリーニング手段とが一体的にユニット化されている、帯電、像露光、現像、転写、除電及びクリーニングの各工程を有するアナログ複写機「Ｋｏｎｉｋａｕ−ＢＩＸ４１４５」（コニカ社製）に装着して、常温常湿下（２０℃、６０％ＲＨ）で各感光体毎に像形成テストを行い、得られた画像の画像評価及び電位変動量、１０万回コピー後の減耗膜厚の測定を行った。
【０１０５】
１）画像評価
前記感光体を順次前記複写機に装着し、中間調を有する原稿を用いて１０万回の画出しを行った。このとき帯電器はスコロトロン帯電器が用いられ、グリッド制御により前記感光体上には−７５０Ｖの一定帯電条件で像形成が行われた。
【０１０６】
前記１０万回の像形成テストを行い、クリーニング不良による地カブリの発生の有無、クリーニングブレードのめくれによるスジ故障の有無及び画像の鮮明度等を目視により観察し、その結果を表２に示した。
【０１０７】
２）電位変動量の測定
前記１０万回の像形成テスト前後の黒紙電位（Ｖｂ）と白紙電位（ＶＷ）を測定し、その差ΔＶｂ及びΔＶｗから画出し前後の各感光体の電位変動量を求め、その結果を表２に示した。なお測定用原稿として反射濃度１．３のベタ黒領域と反射濃度０．０のベタ白領域を半々に有する原稿を用い、前記スコロトロン帯電器による−７５０Ｖの帯電後、前記原稿からの像露光により形成された静電潜像を現像器の位置に配置された電位計により測定して、前記黒紙電位（Ｖｂ）及び白紙電位（Ｖｗ）を測定するようにした。
【０１０８】
【表２】

【０１０９】
表２より実施例用の各感光体を用いた実施例では繰り返し像形成の過程で黒紙電位及び白紙電位等の電位変動及び膜厚減耗が少なく、地カブリ、スジ故障等のない鮮明な画像が得られるが、比較例用の感光体を用いた各比較例では繰り返し像形成の過程で他カブリやスジ故障が発生し、また膜厚減耗も大きく、良好な画像が得られないことがわかる。
【０１１５】
＜実施例用感光体１３の作製＞
直径８０ｍｍのアルミニウムドラム上に変性タイプのポリアミド樹脂「Ｘ−ｌ８７４Ｍ」（ダイセルヒュルス社製）２重量部をメタノール９０容量部とブタノール１０容量部との混合溶媒中に溶解してなる塗布液を浸漬塗布して膜厚０．３μｍの中間層を形成した。次にポリビニルブチラール樹脂「エスレックスＢＸ−Ｌ」０．８重量部をメチルイソプロピルケトン１００重量部に溶解し、得られた溶液中に下記構造式で示されるキャリア発生物質（ＣＧＭ−２）２重量部を混合、分散してなる塗布液を前記中間層上に浸漬塗布して乾燥後の膜厚が０．２μｍのキャリア発生層を形成した。
【０１１６】
【化１９】

【０１１７】
次いで、バインダ樹脂としてのポリカーボネート樹脂「ユーピロンＺ−３００」２０重量部とキャリア輸送物質（Ｔ−２１）１５重量部を１，２−ジクロロエタン１００容量部に溶解してなる塗布液を前記キャリア発生層上に浸漬塗布して乾燥後の膜厚が２５μｍの第一のキャリア輸送層を形成した。
【０１１８】
次いでバインダ樹脂（１−１）６重量部とシリカ粒子（Ｓ０−Ｃ１）、キャリア輸送物質（Ｔ−２１）４重量部を１，２−ジクロロエタン１００重量部に溶解してなる塗布液を前記第−のキャリア輸送層上に円形量規制型塗布機により塗布して、乾燥後の膜厚が５μｍの第二のキャリア輸送層を形成し、実施例用感光体１３を得た。
【０１１９】
＜実施例用感光体１４の作製＞
実施例用感光体１３のシリカ粒子に代えて無機粒子として酸化チタンを用いた他は実施例１３用感光体と同様にして実施例用感光体１４を作製した。
【０１２０】
＜実施例１３，１４＞
前記複写機Ｕ−ＢＩＸ４１４５に実施例ｌ３，１４用感光体を順次装着し、実施例１と同様にして、負帯電法で１０万回の像形成テストを行い、得られた画像の面像評価及び初期の感光体の白紙電位及び黒紙電位に対する１０万回コピー後の各電位変動量を測定し、結果を表４に示した。
【０１２１】
【表４】

【０１２２】
前記実施例ｌ３，１４でも同様に１０万回コピー後の電位変動が少なくかつ良好な画像が得られた。
【０１２３】
【発明の効果】
繰り返し像形成の過程で黒紙電位及び白紙電位等の電位変動及び膜厚減耗が少なく、地カブリ、スジ故障等のない鮮明な画像が得られる繰り返し像形成の過程で黒紙電位及び白紙電位等の電位変動及び膜厚減耗が少なく、地カブリ、スジ故障等のない鮮明な画像が得られるが、比較例用の感光体を用いた各比較例では繰り返し像形成の過程で他カブリやスジ故障が発生し、また膜厚減耗も大きく、良好な画像が得られないことがわかる。
【０１２４】
電位変動量が少なく、かつ地カブリやスジ故障のない鮮明な画像が得られたが、１０万回コピー後の電位変動が少なくかつ良好な画像が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】動摩擦係数を測定するためのブレード固定装置の断面図。
【図２】本発明の感光体の層構成を示す断面図。
【図３】本発明の電子写真装置の概略断面図。
【符号の説明】
１導電性支持体
２中間層
３電荷輸送層
４電荷発生層
５再表面感光層
６感光層
１０感光体ドラム（像担持体）
１１露光除電器
１２スコロトロン帯電器
１３像露光手段
１３１ポリゴンミラー
１３２反射ミラー
１４現像器
１４１現像スリーブ
１７給紙ローラ
１８転写ローラ
１９分離ブラシ
２０定着装置
２０１熱ローラ
２０２圧着ローラ
２１排紙ローラ
２２クリーニング装置
２２１ブレード
３０像保持部材（カートリッジ）
４０ウレタンゴムブレード
４１支柱
４２ホルダー支柱アーム
４３上部ホルダー
４４下部ホルダー
４５固定ビス
４６サンプル
Ｐ記録紙

Claims

導電性支持体上に電荷発生層、第一電荷輸送層、第二電荷輸送層をこの順に有する積層型電子写真感光体において、該第二電荷輸送層の膜厚が０．２〜１０μｍであり、該第二電荷輸送層に動摩擦係数が１以下のバインダ樹脂とモース硬度５以上、かつ体積平均粒径が０．０５〜２．０μｍの無機粒子を含有することを特徴とする電子写真感光体。
前記無機粒子が相対湿度８０％の環境下で調湿した場合の４０〜２００℃における示差熱分析の熱吸収エネルギー変化量ΔＨが０〜２０ジュール／ｇであるシリカ粒子であることを特徴とする請求項１記載の電子写真感光体。
導電性支持体上に感光層を有する電子写真感光体、静電潜像形成手段、現像手役、転写手段及びクリーニング手段を有する電子写真装置において、該電子写真感光体が請求項１又は２記載の電子写真感光体であり、該クリーニング手段が弾性ブレードクリーニング手段であることを特徴とする電子写真装置。
請求項３記載の電子写真装置に装着される、電子写真感光体及び静電潜像形成手段の帯電手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段の少なくとも１つを有する装置ユニットであって、該電子写真感光体が請求項１又は２記載の電子写真感光体であり、該電子写真感光体と帯電手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段の少なくとも１つが一体的に支持され、電子写真装置に着脱自在であることを特徴とする装置ユニット。