JPH10186688A - 電子写真感光体、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑性、耐摩耗性、ソルベントクラック性の
いずれにも優れ、従って長期間良好な画像が得られる電
子写真感光体、及び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を提供する。 【解決手段】 表面層が、下記式（１）で示される構成
単位を有する重合体を含有する電子写真感光体、及び該
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。。 【化８】 （Ｘはアリーレン基、Ｒ₁ 〜Ｒ₈ はＨ、ハロゲン、アル
キル基またはアルケニル基を示す。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機、
レーザービームプリンター及び普通紙ＦＡＸ等の電子写
真応用分野に広く用いることができる電子写真感光体、
及び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】電子写真法は米国特許第２２９７６９１
号明細書に示されるように画像露光の間に受けた照射量
に応じて電気抵抗が変化しかつ暗所では絶縁性の物質を
コーティングした支持体よりなる光導電性材料を用い
る。この光導電性材料を用いた電子写真感光体に要求さ
れる基本的な特性としては（１）暗所で適当な電位に帯
電できること、（２）暗所において電荷の逸散が少ない
こと及び（３）光照射によって速やかに電荷を逸散せし
めうること等が挙げられる。

【０００３】従来より電子写真感光体としてはセレン、
酸化亜鉛及び硫化カドミウム等の無機光導電性化合物を
主成分とする感光層を有する無機感光体が広く用いられ
てきた。しかし、これらは前記（１）〜（３）の条件は
満足するが熱安定性、耐湿性、耐久性及び生産性等にお
いて必ずしも満足しえるものではない。例えば、セレン
は結晶化すると感光体としての特性が劣化してしまうた
め製造が難しく、また熱や指紋等が原因となり結晶化を
起こし感光体としての性能が劣化してしまう。また、硫
化カドミウムでは耐湿性及び耐久性、酸化亜鉛では平滑
性、硬度及び耐摩擦性に問題がある。更に、無機感光体
の多くは感光波長領域が限定されている。例えば、セレ
ンでの感光波長領域は青色領域であり赤色領域にはほと
んど感度を有しない。

【０００４】そのため、感光性を長波長領域に広げるた
めに種々の方法が提案されているが、感光波長域の選択
には制約が多い。酸化亜鉛あるいは硫化カドミウムを感
光体として用いる場合にも、それ自体の感光波長域は狭
く種々の増感剤の添加が必要である。

【０００５】これらの無機感光体のもつ欠点を克服する
目的で様々な有機光導電性化合物を主成分とする電子写
真感光体の開発が近年盛んに行なわれている。例えば、
米国特許第３８３７８５１号公報にはトリアリルピラゾ
リンを含有する電荷移動層を有する感光体、米国特許第
３８７１８８２号公報にはペリレン顔料の誘導体からな
る電荷発生層と３−プロピレンとホルムアルデヒドの縮
合体からなる電荷移動層とからなる感光体等が既に公知
である。

【０００６】また、ビスアゾ顔料またはトリスアゾ顔料
を電荷発生物質として用いた感光体として特開昭５９−
３３４４５号公報、特開昭５６−４６２３７号公報及び
特開昭６０−１１１２４９号公報等が既に公知である。

【０００７】更に、有機光導電性化合物はその化合物に
よって電子写真感光体の感光波長域を自由に選択するこ
とが可能である。例えばアゾ系の有機顔料に関して言え
ば、特開昭６１−２７２７５４号公報及び特開昭５６−
１６７７５９号公報には可視領域で高感度を示す物質が
開示されており、また特開昭５７−１９５７６７号公報
及び特開昭６１−２２８４５３号公報には赤外領域にま
で感度を有する物質が示されている。

【０００８】これらの材料のうち赤外領域に感度を有す
る材料は近年進歩の著しいレーザービームプリンター
（以下ＬＢＰと略す）やＬＥＤプリンター等に使用され
その需要頻度は高くなっている。

【０００９】これら有機光導電性化合物を用いた電子写
真感光体は電気的及び機械的特性の双方を満足させるた
めに電荷発生層と電荷輸送層を積層した機能分離型の感
光体として利用される場合が多い。一方、当然のことな
がら電子写真感光体には適用される電子写真プロセスに
応じた感度及び電気的特性、更には光学的特性を備えて
いることが要求される。

【００１０】特に繰り返し使用される電子写真感光体に
あっては、その感光体表面層にはコロナ帯電、直接帯
電、画像露光、トナー現像、転写工程及び表面クリーニ
ング等の電気的及び機械的外力が直接加えられるため、
それらに対する耐久性も要求される。

【００１１】具体的には、帯電時のオゾン及び窒素酸化
物による電気的劣化や、帯電時の放電、クリーニング部
材の摺擦によって表面が摩耗したり傷が発生したりする
機械的劣化に対する耐久性が求められている。

【００１２】電子写真感光体の表面は一般に電荷輸送材
料と樹脂層からなりかなり薄膜である。

【００１３】上述の欠点のうち機械的劣化は樹脂層に起
因する所が大きく、この樹脂層の選択が非常に重要にな
る。

【００１４】前述のような耐久性を有するものにビスフ
ェノールＺを骨格として有するポリカーボネート樹脂が
ある。

【００１５】このポリカーボネートＺ樹脂は、従来よく
使用されていたポリカーボネートＡ樹脂より機械的強度
に優れ、多種の有機溶媒に対して良好な溶解性を示すと
いった特徴がある。

【００１６】しかし、以上の点が解決されたとしてもま
だ以下の問題点が残る。 （１）有機溶媒または油が表面に付くことにより発生す
るソルベントクラックに対しては脆弱である。 （２）形成された皮膜本体が良好な潤滑性を示さず、こ
のため電子写真感光体に傷が発生し易く画像欠陥となっ
たり、クリーニングブレードの早期の劣化によるクリー
ニング不良、及びクリーニングブレードの反転によるク
リーニング不足を生じてしまうことがあった。

【００１７】ポリカーボネートＺ樹脂においては塗膜形
成時、特に溶液からキャスト法で塗工する際の体積収縮
が大きく塗膜内部に応力を残す場合が多い。このため、
応力腐蝕に対して比較的弱いという欠点を有していた。
これを解決するために、例えば特開昭６１−６２０４０
号公報にはポリカーボネートＡ樹脂とポリカーボネート
Ｚ樹脂を混合することによって、また特開昭６１−６２
０３９号公報にはビスフェノールＡとビスフェノールＺ
を共重合させることによって応力腐蝕割れを低減する方
法が開示されているが、いずれの方法についてもソルベ
ントクラックについて十分なものではなかった。

【００１８】更に、前記（２）で述べたように通常のポ
リカーボネート樹脂には電子写真プロセスに使用される
クリーニングブレードに対しての潤滑性が低く、クリー
ニングブレードが耐久の進行により反転してしまいこれ
によってクリーニング不良が発生したり、電子写真感光
体に強い力が加えられるために傷が発生するといった欠
点が指摘されていた。

【００１９】これを改善するためにＳｉオイルを添加し
たり、特開昭６１−１３２９５４号公報に開示されてい
るようにポリジメチルシロキサンブロックをポリカーボ
ネート樹脂に共重合させる方法や、特開昭６３−６５４
４４号公報にはビスフェノールＡの中心部の（ＣＨ₃ ）
₂ −Ｃ＝部分を（ＣＦ₃ ）₂ −Ｃ＝に変更したものを用
いる方法が知られている。しかしながら、Ｓｉオイルを
添加する方法では電子写真特性、具体的には感度及び残
留電位等の諸特性等に悪影響を及ぼす。かつ耐久の進行
により表面層にあったＳｉオイルが失われ永続的な潤滑
性を得ることができない等の欠点があった。

【００２０】また、前述のメチルシロキサンブロックを
共重合させたものは、フッ素系のビスフェノールを用い
た樹脂を使用すれば潤滑性については良好なものとなる
が、これらの重合体は溶解性が悪く、塗工する際白濁や
ゲル化を起こし易く、電子写真感光体の表面層とした場
合も表面の荒れや機械的強度の減少という欠点があっ
た。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のポリカーボネート樹脂を表面層としていた電子写真感
光体の有していた問題点を解決し、潤滑性及び耐摩耗性
を向上しつつ膜強度を維持し、かつソルベントクラック
性の良好で、従って長期間良好な画像が得られ、しかも
製造が容易な電子写真感光体、及び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を提供す
ることにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は導電性支
持体上に感光層を有する電子写真感光体において、該電
子写真感光体の表面層が、下記式（１）で示される構成
単位を有する重合体を含有することを特徴とする電子写
真感光体である。

【００２３】

【化３】 式（１）中、Ｘは置換もしくは無置換のアリーレン基を
示す。具体的な例としては、

【００２４】

【化４】 （式中、Ｒ₉ 及びＲ₁₀は水素原子、フッ素及び塩素等の
ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、メチル、エチル及
びプロピル等のアルキル基、シクロヘキシル等のシクロ
アルキル基、フェニル等のアルキル基、メトキシ及びエ
トキシ等のアルコキシル基である。）が挙げられる。

【００２５】Ｒ₁ 乃至Ｒ₈ は水素原子、ハロゲン原子、
炭素数１〜４のアルキル基またはアルケニル基を示す。

【００２６】

【発明の実施の形態】式（１）で示される構成単位を有
する重合体の具体例を表１に示すが、これらに限定され
るものではない。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】

【表３】

【００３０】

【表４】

【００３１】更に、本発明においては、表面層のバイン
ダー樹脂として下記式（２）で示される構成単位を有す
る重合体を含有することが好ましい。

【００３２】

【化５】 式（２）中、Ａは炭素数１〜１０の直鎖、分岐鎖あるい
は環状アルキリデン基、アリール置換アルキリデン基、
アリーレンジアルキリデン基、−Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｓ
−、−ＳＯ−または−ＳＯ₂ −を示す。

【００３３】本発明の電子写真感光体は、特に優れた対
ソルベントクラック性、表面潤滑性及び保存安定性を有
するが、この理由としては表面層に耐薬品性を有する式
（１）で示される構成単位を有する重合体を導入するこ
とによりソルベントクラックの要因となる薬品が感光層
に侵入する速度を低下させ、被膜に異常を発生する速度
を低下させているものと考えられる。本発明において用
いる重合体自体、ある程度の内部応力を緩める効果があ
り、ある程度の薬品の侵入でもソルベントクラックを起
こさないためである。

【００３４】次に、本発明に用いる感光体の構成につい
て説明する。

【００３５】導電性支持体としては導電性を有するもの
であればよく、アルミニウム及びステンレス等の金属、
あるいは導電層を設けた金属、プラスチック及び紙等が
挙げられ、形状としては円筒状及びフィルム状等が挙げ
られる。

【００３６】ＬＢＰ等画像入力がレーザー光の場合は散
乱による干渉縞防止、または支持体の傷を被覆すること
を目的とした導電層を設けてもよい。これは、カーボン
ブラック及び金属粒子等の導電性粉体をバインダー樹脂
中に分散して形成することができる。導電層の膜厚は好
ましくは５〜４０μｍ、より好ましくは１０〜３０μｍ
である。

【００３７】その上に接着機能を有する中間層を設け
る。中間層の材料としてはポリアミド、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、カ
ゼイン、ポリウレタン及びポリエーテルウレタン等が挙
げられる。これらは適当な溶剤に溶解して塗布される。
中間層の膜厚は好ましくは０．１〜５μｍ、より好まし
くは０．３〜１μｍである。

【００３８】中間層の上にフタロシアニン顔料、アゾ顔
料及びアントアントロン顔料等の電荷発生材料を溶剤に
溶解したバインダー樹脂中に分散した塗工液を塗工し乾
燥して電荷発生層を形成する。

【００３９】ここで用いるバインダー樹脂としては、例
えばポリエステル樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリビニル
カルバゾール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート
樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、
ポリサルフォン樹脂、ポリアリレート樹脂、塩化ビニリ
デン・アクリロニトリロコポリマー樹脂及びポリビニル
ベンザール樹脂等が主として用いられる。バインダー樹
脂と顔料の比率は好ましくは１／１〜１０／１、より好
ましくは１．５／１〜３／１である。

【００４０】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
ベン系化合物、ピラゾリン系化合物、オキサゾール系化
合物、トリアリルメタン系化合物及びチアゾール系化合
物等が挙げられる。バインダー樹脂としては電荷発生層
に用いた物と同様の樹脂を用いることができる。

【００４１】図１に本発明の電子写真感光体を有するプ
ロセスカートリッジを有する電子写真装置の概略構成を
示す。

【００４２】図において、１はドラム状の本発明の電子
写真感光体であり、軸２を中心に矢印方向に所定の周速
度で回転駆動される。感光体１は、回転過程において、
一次帯電手段３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、スリット露光やレーザービ
ーム走査露光等の像露光手段（不図示）からの画像露光
光４を受ける。こうして感光体１の周面に静電潜像が順
次形成されていく。

【００４３】形成された静電潜像は、次いで現像手段５
によりトナー現像され、現像されたトナー現像像は、不
図示の給紙部から感光体１と転写手段６との間に感光体
１の回転と同期取り出されて給紙された転写材７に、転
写手段６により順次転写されていく。

【００４４】像転写を受けた転写材７は、感光体面から
分離されて像定着手段８へ導入されて像定着を受けるこ
とにより複写物（コピー）として装置外へプリントアウ
トされる。

【００４５】像転写後の感光体１の表面は、クリーニン
グ手段９によって転写残りトナーの除去を受けて清浄面
化され、更に前露光手段（不図示）からの前露光光１０
により除電処理された後、繰り返し像形成に使用され
る。なお、一次帯電手段３が帯電ローラー等を用いた接
触帯電手段である場合は、前露光は必ずしも必要ではな
い。

【００４６】本発明においては、上述の電子写真感光体
１、一次帯電手段３、現像手段５及びクリーニング手段
９等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリ
ッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカート
リッジを複写機やレーザービームプリンター等の電子写
真装置本体に対して着脱可能に構成してもよい。例え
ば、一次帯電手段３、現像手段５及びクリーニング手段
９の少なくともひとつを感光体１と共に一体に支持して
カートリッジ化して、装置本体のレール１２等の案内手
段を用いて装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジ
１１とすることができる。

【００４７】また、画像露光光４は、電子写真装置が複
写機やプリンターである場合には、原稿からの反射光や
透過光、あるいは、センサーで原稿を読取り、信号化
し、この信号に従って行われるレーザービームの走査、
ＬＥＤアレイの駆動及び液晶シャッターアレイの駆動等
により照射される光である。

【００４８】本発明の電子写真感光体は電子写真複写機
に利用するのみならず、レーザービームプリンター、Ｃ
ＲＴプリンター、ＬＥＤプリンター、液晶プリンター及
びレーザー製版等電子写真応用分野にも広く用いること
ができる。

【００４９】以下実施例に従って説明する。 （実施例１）３０φ、２６０ｍｍのアルミニウムシリン
ダー支持体とし、それに、以下の材料より構成される塗
料を支持体上に浸漬コーティング法で塗布し、１６０℃
で２０分熱硬化することによって、膜厚１６μｍの導電
層を形成した。

【００５０】 導電性顔料：酸化スズコート処理酸化チタン・・・１０部（重量部、以下同） 抵抗調節用顔料：酸化チタン ・・・１０部 バインダー樹脂：フェノール樹脂 ・・・１０部 レベリング剤：シリコーンオイル ・・・０．００１部 溶剤：メタノール／メチルセロソルブ＝１／１ ・・・２０部

【００５１】次に、この上にＮ−メトキシメチル化ナイ
ロン３部と共重合ナイロン３部とをメタノール６５部と
ｎ−ブタノール３０部とに溶解した溶液を浸漬コーティ
ング法で塗布することによって、膜厚０．６μｍの中間
層を形成した。

【００５２】次に、ＣｕＫαの特性Ｘ線回折におけるブ
ラッグ角２θ±０．２°が９．０°、１４．２°、２
３．９°及び２７．１°に強いピークを有するオキシチ
タニウムフタロシアニン（ＴｉＯＰｃ）３部、ポリビニ
ルブチラール（商品名エスレックＢＸ−１積水化学製）
２部及びシクロヘキサノン１００部をφ１ｍｍガラスビ
ーズを用いたサンドミル装置で３時間分散した後、酢酸
エチル１００部を加えて電荷発生層用分散液を得た。こ
れを前記中間層上に浸漬コーティング法で塗布し、９０
℃で１０分間乾燥することによって、膜厚０．２μｍの
電荷発生層を形成した。

【００５３】次に、下記構造式のアミン化合物７部、

【００５４】

【化６】 下記構造式のアミン化合物３部、

【００５５】

【化７】 ビスフェノールＺポリカーボネート樹脂（粘度平均分子
量２５０００）８部及び重合体例１（表１に示す）（粘
度平均分子量２３０００）２部を、モノクロルベンゼン
５０部及びジクロルメタン１０部に溶解した。

【００５６】この塗料を前述の電荷発生層の上に浸漬コ
ーティング法で塗布し、１２０℃で１時間乾燥すること
によって、膜厚２３μｍの電荷輸送層を形成した。

【００５７】（実施例２〜５）重合体例１の代わりに重
合体例２（粘度平均分子量２２０００）、３（粘度平均
分子量２５０００）、４（粘度平均分子量２２０００）
及び５（粘度平均分子量２３０００）を用いた以外は実
施例１と同様にして電子写真感光体を作成した。

【００５８】作成した電子写真感光体を用いて表面潤滑
性及び耐ソルベントクラック性を測定した。表面潤滑性
については複写機用のポリウレタン製クリーニングブレ
ードを用い、これを当接角３０度で感光体表面に当接
し、その滑り抵抗をＨＥＩＤＯＮ−１４型表面性試験機
（新東科学製）を用いて測定した。ソルベントクラック
性についてはこの表面層に指脂を付着し２４時間及び２
日間、２５℃、５５％ＲＨに放置した後、顕微鏡により
ソルベントクラックの有無を観察した。

【００５９】更に、この電子写真感光体を３５℃、９０
％ＲＨ下で２４時間放置した後キヤノン製ＬＢＰＮＸに
装着し、２００００枚の通紙耐久を行い感光体表面に付
着したトナーが原因の黒ポチを観察した。更に、耐久し
削れ量を測定した。

【００６０】次に、前述のブレードを摺擦させた上で当
接させ、２４時間放置後ブレードの当接した部分の摺擦
メモリーが画像に現れるかどうかを確認した。その結果
を表２及び３に示す。

【００６１】

【００６２】

【００６３】（比較例１及び２）電荷輸送層のバインダ
ー樹脂をビスフェノールＺポリカーボネート樹脂（粘度
平均分子量２５０００）、ビスフェノールＡポリカーボ
ネート樹脂（粘度平均分子量２５０００）にした以外は
実施例１と同様に電子写真感光体を作成し評価した。そ
の結果を表４及び５に示す。

【００６４】

【００６５】

【００６６】（実施例６〜１０）実施例１の電荷輸送層
のバインダー樹脂を表６の組み合わせにした以外は実施
例１と同様に電子写真感光体を作成し評価した。その結
果を表７及び８に示す。 ポリカーボネートＺ：ビスフェノールＺポリカーボネー
ト樹脂（粘度平均分子量２５０００）、ポリカーボネー
トＡ：ビスフェノールＡポリカーボネート樹脂（粘度平
均分子量２５０００）

【００６７】

【００６８】

【００６９】

【発明の効果】本発明の電子写真感光体は優れた潤滑
性、耐ソルベントクラック性及びクリーニング性に優
れ、従って長期間良好な画像が得られるという効果を発
揮する。また、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おいても該効果を発揮する
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真感光体を有するプロセスカー
トリッジを有する電子写真装置の概略構成の例を示す図
である。

【符号の説明】 １ 本発明の電子写真感光体 ２ 軸 ３ 一次帯電手段 ４ 画像露光光 ５ 現像手段 ６ 転写手段 ７ 転写材 ８ 像定着手段 ９ クリーニング手段 １０ 前露光光 １１ プロセスカートリッジ １２ レール

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性支持体上に感光層を有する電子写
   真感光体において、該電子写真感光体の表面層が、下記
   式（１）で示される構成単位を有する重合体を含有する
   ことを特徴とする電子写真感光体。 【化１】 （式中、Ｘは置換もしくは無置換のアリーレン基を示
   し、Ｒ₁ 乃至Ｒ₈ は水素、ハロゲン原子、炭素数１〜４
   のアルキル基またはアルケニル基を示す。）
2. 【請求項２】 前記表面層が、下記式（２）で示される
   構成単位を有する重合体を含有する請求項１記載の電子
   写真感光体。 【化２】 （式中、Ａは炭素数１〜１０の直鎖、分岐鎖あるいは環
   状アルキリデン基、アリール置換アルキリデン基、アリ
   ーレンジアルキリデン基、−Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｓ−、
   −ＳＯ−または−ＳＯ₂ −を示す。）
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の電子写真感光
   体、及び帯電手段、現像手段及びクリーニング手段から
   なる群より選ばれた少なくともひとつの手段を一体に支
   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。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載の電子写真感光
   体、帯電手段、像露光手段、現像手段及び転写手段を有
   することを特徴とする電子写真装置。