JP3818644B2 - 電子写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真感光体で用いる光導電性物質としてはセレン、硫化カドミウム等の無機光導電性物質が広く用いられていた。一方、有機光導電性物質としてはポリ−N−ビニルカルバゾ−ルに代表される光導電性ポリマ−や2,5−ビス(p−ジエチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾ−ルのような低分子の光導電性物質、更にはこのような有機光導電性物質と各種染料や顔料を組み合わせて用いること等が知られている。有機光導電性物質を用いた電子写真感光体は成膜性がよく、塗工によって生産できるため、極めて生産性が高く安価な感光体を提供できる利点を有している。また、使用する染料や顔料の選択により、感色性を自在にコントロ−ルできる等の利点を有し、これまで幅広い検討がなされてきた。
【0003】
特に最近では、電荷発生層と電荷輸送層を積層した機能分離型感光体の開発により、従来の有機電子写真感光体の欠点とされていた感度や耐久性において著しい改善がなされ、実用に供されるようになってきた。
【0004】
近年では、電子写真技術を応用したレーザービームプリンターが広く普及しており、その光源には主に半導体レーザーが使われることが多い。現在、主として用いられている半導体レーザーはその波長が650〜820nmと長波長のため、これらの長波長の光に十分な感度を有する電子写真感光体の開発が進められてきた。
【0005】
フタロシアニン化合物は、こうした長波長領域まで感度を有する電荷発生材料としてきわめて有効である。特にオキシチタニウムフタロシアニンやガリウムフタロシアニンが従来のフタロシアニン化合物に比べて優れた感度特性を有しており、これまでに、特開昭61−239428号公報、特開昭61−217050号公報、特開昭62−67094号公報、特開昭63−218768号公報、特開昭64−17066号公報、特開平5−98181号公報、特開平5−263007号公報、特開平10−67946号公報などに様々な結晶形が開示されている。また特開平7−128888号公報、特開平9−34149号公報にフタロシアニン化合物の問題点を改良するために特定のアゾ化合物との組合せが開示されているが、より画像欠陥の少ない画像を提供する感光体が望まれていた。
上述のような電荷発生材料を用いた電子写真感光体は、優れた感度特性を有している反面、生成したフォトキャリアが感光層に残存しやすく、一種の画像欠陥として現れてしまうという欠点があった。
実際に電子写真感光体として用いた場合に発現する現象としては、プリント時に前プリント時の露光部分が残像のようにでてしまうという、いわゆるゴースト現象として現れる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来のこうした欠点を改善し、高感度でかつ画像欠陥のない画像を供給する電子写真感光体を提供すること、及び該電子写真感光体を用いたプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、導電性支持体上に電荷発生層と電荷輸送層を有する電子写真感光体において、該電荷発生層がフタロシアニン顔料を含有し、かつ下記例示化合物1、2、9及び14のモノアゾ化合物のいずれかを含有する層であることを特徴とする電子写真感光体である:
例示化合物1
【化10】
例示化合物2
【化11】
例示化合物9
【化12】
例示化合物14
【化13】
。
【0009】
更に、本発明のプロセスカートリッジは、上記電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段、帯電した前記電子写真感光体に対する像露光により静電潜像を形成する像露光手段、前記静電潜像の形成された前記写真感光体をトナーで現像する現像手段及び前記電子写真感光体の面を清浄するクリーニング手段からなる群より選択される少なくともひとつの手段とを一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジである。
【0010】
また、本発明の電子写真装置は、上記電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記電子写真感光体に対する像露光により静電潜像を形成する像露光手段と、前記静電潜像の形成された前記写真感光体をトナーで現像する現像手段とを有する装置である。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の電子写真感光体に用いるフタロシアニン顔料としては、無金属フタロシアニン、軸配位子を有してもよい金属フタロシアニン、いかなるフタロシアニンでも使用でき、置換基を有してもよいが、特にガリウムフタロシアニンが好ましい。
【0013】
次に、本発明の電子写真感光体において用いられるモノアゾ化合物例を表1〜表2に挙げる。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】
モノアゾ化合物の含有量は電荷発生材料に対して0.01〜30質量%が好ましく、特に0.1〜10質量%が好ましい。
【0017】
以下に本発明について詳しく説明する。
【0018】
本発明による電子写真感光体は、電荷発生層に上記例示化合物1、2、9又は14のモノアゾ化合物のいずれかを含有することによりゴーストが改善され、さらに双極子モーメントが4.0D以上であれば感度の向上もみられる。
【0019】
このモノアゾ化合物の作用については、原理的に確認されたわけではないが、強い双極子モーメントにより、キャリアの分極およびCTLへの注入が促進されるようになり、また残留キャリアが失活するためと考えられる。さらに、モノアゾ化合物の場合、一般的に小さめな分子構造を持っているため、顔料の周囲に均一に配位してその効果が高められていると考えられる。
【0020】
次に、本発明の電子写真感光体について説明する。
【0021】
本発明の感光体の構成は、フタロシアニン顔料と上記例示化合物1、2、9及び14のモノアゾ化合物のいずれかを含有する電荷発生層の上に電荷輸送材料を含有する電荷輸送層を積層する層構成である。なお、電荷発生層と電荷輸送層の積層順序は逆であってもよい。
【0022】
本発明に用いられる支持体としては、導電性を有していればいずれのものでもよく、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、亜鉛、ステンレススチール、バナジウム、モリブデン、クロム、チタン、ニッケル、インジウム、金及び白金を用いることができる。その他にはアルミニウム、アルミニウム合金、酸化インジウム、酸化スズ及び酸化インジウム−酸化スズ合金を真空蒸着法によって被膜形成した層を有するプラスチック(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂およびポリフッ化エチレン)、導電性粒子(例えば、アルミニウム粉末、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛、カーボンブラック及び銀粒子等)を適当なバインダー樹脂と共にプラスチックまたは前記支持体の上に被覆した支持体、導電性粒子をプラスチックや紙に含浸させた支持体や導電性ポリマーを有するプラスチック等を用いることができる。
【0023】
本発明においては支持体と感光層の間にはバリヤー機能と接着機能を持つ下引き層を設けることもできる。下引き層の材料としては、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、メチルセルロース、カゼイン、ポリアミド(ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、共重合ナイロン及びN−アルコキシメチル化ナイロン等)、ポリウレタン、にかわ、酸化アルミニウム及びゼラチン等が用いられる。その膜厚は0.1〜10μm、好ましくは0.5〜5μmである。
【0024】
積層構造からなる感光層の場合、電荷発生層は、本発明にあるように電荷発生材料とモノアゾ化合物とを適当な樹脂溶液にて分散し、この分散液を塗布乾燥して形成する。モノアゾ化合物の含有量は電荷発生材料に対して0.01〜30質量%が好ましく、特に0.1〜10質量%が好ましい。電荷発生材料とモノアゾ化合物を溶剤中で分散してから樹脂溶液を加えてもよいし、はじめから樹脂溶液中で分散してもよい。また電荷発生材料として2種以上の顔料を用いてもよく、混合する場合は各材料を適当な比率でバインダー樹脂と溶剤に分散するか、あるいは個々に分散した液を所定の比率になるように混合する。個々に分散する場合、バインダー樹脂や溶剤はそれぞれ別の物でも差し支えない。積層する場合は個々に分散した液を、含まれる材料の量が所定の比率になるような膜厚で各々塗布する。バインダー樹脂としては、例えば、ポリエステル、アクリル樹脂、ポリビニルカルバゾール、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリサルホン、ポリアリレート、塩化ビニリデン、アクリロニトリル共重合体、ポリビニルベンザール等の樹脂を用いることができる。電荷発生層の膜厚は0.01〜10μmであることが好ましく、特に0.05〜5μmであることが好ましい。
【0025】
電荷輸送層は主として電荷輸送材料とバインダー樹脂とを溶剤中に溶解させた塗料を塗工乾燥して形成する。用いられる電荷輸送材料としては、各種のトリアリールアミン系化合物、ヒドラゾン系化合物、スチルベンゼン系化合物、ピラゾリン系化合物、オキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、トリアリルメタン系化合物などが挙げられる。バインダー樹脂としては、例えば、ポリエステル、アクリル樹脂、ポリビニルカルバゾール、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリサルホン、ポリアリレート、塩化ビニリデン、アクリロニトリル共重合体、ポリビニルベンザール等の樹脂を用いることができる。電荷輸送層の膜厚は5〜40μmであることが好ましく、特に10〜35μmであることが好ましい。
【0026】
これらの感光層の塗布方法としては、ディッピング法、スプレーコーティング法、スピンナーコーティング法、ビードコーティング法、ブレードコーティング法、ビームコーティング法などを用いることができる。
【0027】
感光層上には、必要に応じて保護層を設けてもよい。保護層はポリビニルブチラール、ポリエステル、ポリカーボネート(ポリカーボネートZ,変性ポリカーボネート等)、ナイロン、ポリイミド、ポリアリレート、ポリウレタン、スチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−アクリル酸コポリマー、スチレン−アクリロニトリルコポリマーなどの樹脂を適当な有機溶剤によって溶解し、感光層の上に塗布、乾燥して形成できる。保護層の膜厚は0.05〜20μmが好ましい。また、保護層中に導電性粒子や紫外線吸収剤などを含ませてもよい。導電性粒子としては、例えば、酸化錫粒子等の金属酸化物が好ましい。
【0028】
次に、本発明の電子写真感光体を用いた電子写真装置について説明する。
【0029】
図1において、1は本発明のドラム型感光体であり、軸1aを中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動する。該感光体1はその回転過程で帯電手段2によりその周面に正または負の所定電位の均一帯電を受け、次いで露光部3にて不図示の像露光手段により光像露光L(スリット露光あるいはレーザービーム走査露光など)を受ける。これにより感光体周面に露光像に対応した静電潜像が順次形成されていく。その静電潜像は、次いで現像手段4でトナー現像され、そのトナー現像像がコロナ転写手段5により不図示の給紙部から該感光体1と転写手段5との間に該感光体1の回転と同期取りされて給送された記録材9の面に順次転写されていく。像転写を受けた記録材9は該感光体1の面から分離されて像定着手段8へ導入されて像定着を受けて複写物(コピー)として機外へプリントアウトされる。像転写後の該感光体1の表面はクリーニング手段6にて転写残りトナーの除去を受けて清浄面化され、前露光手段7により除電処理がされて繰り返して像形成に使用される。
【0030】
また、図2に示す装置では、少なくとも感光体1、帯電手段2及び現像手段4を容器20に納めてプロセスカートリッジとし、このプロセスカートリッジを装置本件のレールなどの案内手段12を用いて着脱自在に構成している。クリーニング手段6は容器20内に配置しても配置しなくてもよい。
【0031】
また、図3及び図4に示すように、帯電手段として直接帯電部材10を用い、電圧印加された直接帯電部材10を感光体1に接触させることにより該感光体1の帯電を行ってもよい(以下、この帯電方法を直接帯電という。)。図3及び図4に示す装置では、該感光体1上のトナー像も直接帯電部材23で記録材9に転写される。即ち、電圧印加された直接帯電部材23を記録材9に接触させることにより該感光体1上のトナー像を記録材9に転写させる。
【0032】
更に、図4に示す装置では、少なくとも感光体1及び直接帯電部材10を第1の容器21に納めて第1のプロセスカートリッジとし、少なくとも現像手段4を第2の容器22に納めて第2のプロセスカートリッジとし、これら第1のプロセスカートリッジと、第2のプロセスカートリッジとを着脱自在に構成している。クリーニング手段6は容器21内に配置しても配置しなくてもよい。
【0033】
光像露光L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用いること、あるいは、原稿を読み取り信号化に従って、この信号によりレーザービームの走査、発光ダイオードアレイの駆動、または液晶シャッターアレイの駆動などを行うことにより行われる。
【0034】
【実施例】
次に本発明を実施例に従って説明する。
【0035】
以下の実施例と比較例に記載する「部」は「質量部」を意味する。
【0036】
実施例1
10%酸化アンチモンを含有する酸化スズで被覆した酸化チタン粉体50部、レゾール型フェノール樹脂25部、メチルセロソルブ20部、メタノール5部およびシリコーンオイル(ポリジメチルシロキサンポリオキシアルキレン共重合体、平均分子量3000)0.002部をφ1mmガラスビーズ入りサンドミル装置で2時間分散して導電層用塗料を調製した。
【0037】
アルミニウムシリンダー上に、上記塗料を浸漬塗布し、140℃で30分間乾燥させ、膜厚20μmの導電層を形成した。
【0038】
この上に6−66−610−12四元系ポリアミド共重合体樹脂5部をメタノール70部とブタノール25部の混合溶媒に溶解した溶液をディッピング法で塗布乾燥して1μm厚の下引き層を設けた。
【0039】
次に、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角2θの7.5°、9.9°、16.3°、18.6°、25.1°、28.3°に強いピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン10部と前記例示化合物1を0.1部、およびポリビニルブチラール樹脂(商品名:エスレックBX−1、積水化学社製)3部をシクロヘキサノン250部に添加し、直径1mmのガラスビーズ入りサンドミル装置で1時間分散した後、これに250部の酢酸エチルを添加して希釈した。この塗料を下引き層上に塗布した後、100℃で10分間乾燥して、膜厚0.20μmの電荷発生層を形成した。
【0040】
次に下記構造式
【0041】
【化1】
で示される電荷輸送材料10部とポリカーボネート樹脂(商品名:ユーピロンZ200、三菱ガス化学社製)10部をモノクロルベンゼン60部に溶解した溶液を作製し、電荷発生層上にディッピング法により塗布した。これを110℃の温度で1時間乾燥して24μm厚の電荷輸送層を形成した。
【0042】
実施例2
実施例1において、例示化合物1を例示化合物2に代えたことを除いては同様に感光体を作製した。
【0043】
実施例3
実施例1において、例示化合物1を例示化合物9に代えたことを除いては同様に感光体を作製した。
【0044】
実施例4
実施例1において、例示化合物1を例示化合物14に代えたことを除いては同様に感光体を作製した。
【0045】
実施例5
実施例3において、例示化合物9の添加量を0.5部にしたことを除いては同様に感光体を作製した。
【0046】
実施例6
実施例2において、ヒドロキシガリウムフタロシアニンをCuKα特性X線回折におけるブラッグ角2θの9.0°、14.2°、23.9°、27.1°に強いピークを有する結晶形のオキシチタニウムフタロシアニンに代えたことを除いては同様に感光体を作製した。
【0047】
実施例7
実施例2と同様にして電荷発生層までを形成した。
【0048】
次に、下記構造式を有する電荷輸送材料10部、
【0049】
【化2】
下記構造式を有する、ポリアリレート樹脂10部、
【0050】
【化3】
をモノクロルベンゼン100部に溶解した溶液を作製し、電荷発生層上にディッピング法により塗布した。これを155℃の温度で40分乾燥して30μm厚の電荷輸送層を形成した。
【0051】
比較例1
実施例1において、モノアゾ化合物を添加しなかったことを除いては同様に感光体を作製した。
【0052】
比較例2
実施例1において、モノアゾ化合物を双極子モーメント1.2Dである下記構造式のものに代えたことを除いては同様に感光体を作製した。
【0053】
【化4】
比較例3
実施例1において、例示化合物1に代えて下記構造式を有するビスアゾ顔料(双極子モーメント3.8D)1部を添加たことを除いては同様に感光体を作製した。
【0054】
【化5】
これらの実施例1〜7及び比較例1〜3で得られた感光体をレーザービームプリンター(LBP−4000、キヤノン(株)製)の改造機にて、初期の明部電位およびゴースト画像評価を行った後、1000枚の通紙耐久試験を行い、耐久直後および15時間後での明部電位およびゴースト画像の評価を行った。
【0055】
ゴースト画像評価方法は以下のようにした。ゴースト画像は5mm角の黒四角パターンをドラム一周分任意の数だけ印字し、その後、全面ハーフトーン画像(1ドット1スペースのドット密度の画像)とした。ゴースト画像サンプルは、機械の現像ボリューム、F5(中心値)とF9(濃度薄い)で各サンプリングした。
評価は目視で行い、ゴーストの程度で下記のようにランク付けした。
ランク1は「いずれのモードでもゴーストは全く見えないレベル」である。
ランク2は「F9のモードでゴーストがうっすら見えるレベル」である。
ランク3は「いずれのモードでもゴーストがうっすら見えるレベル」である。
ランク4は「いずれのモードでもゴーストが見えるレベル」である。
以上の結果を表3に示す。
【0056】
【表3】
【0057】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、本発明の電子写真感光体は高感度でかつ画像欠陥のない画像を提供できるといった優れた特性を示す。また、この電子写真感光体を有するプロセスカートリッジ並びに電子写真装置において同様な効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子写真感光体を用いた電子写真装置の概要を示す図である。
【図2】本発明の電子写真感光体を用いた電子写真装置の概要を示す図である。
【図3】本発明の電子写真感光体を用いた電子写真装置の概要を示す図である。
【図4】本発明の電子写真感光体を用いた電子写真装置の概要を示す図である。
【符号の説明】
1 感光体
2 帯電手段
3 露光部
4 現像手段
5 転写手段
6 クリーニング手段
7 前露光手段
8 像定着手段
9 記録材
20 容器
21 容器
22 容器
23 直接帯電部材
Claims (5)
- 導電性支持体上に電荷発生層と電荷輸送層を有する電子写真感光体において、該電荷発生層がフタロシアニン顔料を含有し、かつ下記例示化合物1、2、9及び14のモノアゾ化合物のいずれかを含有する層であることを特徴とする電子写真感光体:
例示化合物1
- 前記フタロシアニン顔料がガリウムフタロシアニンである請求項1に記載の電子写真感光体。
- 前記ガリウムフタロシアニンがヒドロキシガリウムフタロシアニンである請求項2に記載の電子写真感光体。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段、帯電した前記電子写真感光体に対する像露光により静電潜像を形成する像露光手段、前記静電潜像の形成された前記写真感光体をトナーで現像する現像手段及び前記電子写真感光体の面を清浄するクリーニング手段からなる群より選択される少なくともひとつの手段とを一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の電子写真感光体、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記電子写真感光体に対する像露光により静電潜像を形成する像露光手段と、前記静電潜像の形成された前記写真感光体をトナーで現像する現像手段とを有することを特徴とする電子写真装置。
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