WO2015125318A1 - 電子写真感光体およびそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

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layer
intermediate layer
resin
photosensitive member
electrophotographic photosensitive
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PCT/JP2014/068261
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竹内　勝
高木　郁夫
鈴木　信二郎
弘 江森
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富士電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an electrophotographic photosensitive member (hereinafter also referred to as “photosensitive member”) and an image forming apparatus using the same, and more particularly, to an electron applied to an electrophotographic applied image forming apparatus using coherent light as an exposure light source.
  • the present invention relates to improvement of a photographic photoreceptor.
  • an electrophotographic photosensitive member used in an image forming apparatus applying electrophotographic methods such as a copying machine, a printer, a facsimile, etc.
  • has a charge generation layer and charge transport on a conductive substrate hereinafter also simply referred to as “substrate”.
  • Negatively charge-type function-separated stacked organic photoconductors having a structure in which layers are sequentially stacked are mainly used.
  • the charge generation layer laminated on the substrate is generally formed very thin in order to quickly inject charge carriers generated by absorbing light into the substrate and the charge transport layer.
  • the charge carrier injection prevention property between the substrate and the charge generation layer is not sufficient, the charge potential holding ratio of the photoreceptor is lowered by the charge carriers injected from the substrate, and the background fogging is performed on the white paper portion on the image. There is also a problem that occurs.
  • an intermediate layer mainly composed of a resin such as solvent-soluble polyamide, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, or casein is provided between the substrate and the photosensitive layer. ing.
  • the intermediate layer using these resins is effective even for a thin film of about 0.1 ⁇ m or less from the viewpoint of charge carrier injection prevention.
  • the film generation unevenness of the charge generation layer is covered by covering defects and dirt on the substrate surface.
  • a film thickness of 0.5 ⁇ m or more is required, and in some cases, a film thickness of 1 ⁇ m or more is required.
  • the exposure incident light on the photoconductor It is necessary to prevent the occurrence of an image defect of an interference fringe pattern caused by the interference with the reflected light from the substrate surface that is reflected when the incident light reaches the surface of the substrate.
  • the interference between the incident light and the reflected light is related to the surface roughness of the substrate, the refractive index and film thickness of the photosensitive layer, the wavelength of the exposure light, and the like. In general, the thicker the intermediate layer, the less the amount of light reflected from the substrate, so that interference fringe patterns are less likely to occur.
  • an inorganic pigment filler for this problem, it is generally effective to add an inorganic pigment filler to the intermediate layer.
  • the technology is known (see Patent Documents 1 and 2).
  • Patent Document 3 an anatase-type titanium oxide having a purity of 99% or more is blended in the undercoat layer (intermediate layer), and anatase-type titanium oxide is more preferable than rutile-type titanium oxide in terms of dispersibility and low resistance. It is disclosed that it is preferable.
  • the coating solution for forming the intermediate layer in which the filler is dispersed also has a problem that the pot life of the coating solution is shortened due to sedimentation and aggregation of the filler in the coating solution.
  • the intermediate layer contains a charge generation material. It has been proposed to make the laser light transmittance of 40% or less. However, in this method, the thermally excited carriers generated by the charge generation material in the intermediate layer cancel the surface charge, thereby lowering the potential holding capacity and generating ground fog on the white paper, The residual potential rises as a trap and causes problems such as a decrease in image density.
  • a dye having a molar extinction coefficient at an exposure light wavelength of 2.0 ⁇ 10 5 lmol ⁇ 1 cm ⁇ 1 or more as a light absorber in the undercoat layer may be used.
  • Including the pigment, the content of the dye or pigment in the undercoat layer, the transmittance of the exposure light in the undercoat layer, and the reflectance of the exposure light at the interface between the undercoat layer and the layer in contact with the undercoat layer A technique has been proposed in which a predetermined shape is provided, and a shape in which a plurality of protrusions satisfying a predetermined mathematical formula are formed on the surface of the undercoat layer is provided (see Patent Document 7).
  • the resin constituting the undercoat layer is preferably a thermoplastic resin (paragraphs [0054] to [0056] of Patent Document 7).
  • a thermoplastic resin is used for the undercoat layer in this way, when the charge generation layer is formed on the undercoat layer, the thermoplastic resin used for the undercoat layer is used for the coating solution for forming the charge generation layer.
  • the dye or pigment in the undercoat layer dissolves in the charge generation layer, and the dye or pigment becomes a carrier trap, resulting in a decrease in sensitivity, a residual potential, and a decrease in image density. May cause problems.
  • the interference fringe pattern As another method for preventing the interference fringe pattern, it is effective to scatter the reflected light by cutting the surface of the substrate, but this increases the cost of the substrate due to the increased number of processes.
  • the variation in processing may be insufficient as a measure for preventing the interference fringe pattern.
  • an infrared absorbing dye is contained in the protective layer laminated on the surface of the photosensitive layer to protect it.
  • a technique for reducing the transmittance of a layer to monochromatic light of 780 nm to 90% or less has been proposed (see Patent Document 9).
  • Patent Document 9 A technique for reducing the transmittance of a layer to monochromatic light of 780 nm to 90% or less has been proposed (see Patent Document 9).
  • the amount of exposure light incident on the lower layer than the protective layer of the photoconductor is merely reduced, and the relative amount of reflected light of the exposure light from the substrate does not change, so that interference fringe patterns cannot be prevented.
  • JP-A-3-24558 JP-A-2-67565 JP-A-4-172361 Japanese Patent Laid-Open No. 2-82263 JP 2010-243984 A JP 2004-219904 A Japanese Patent No. 5335366 JP 2004-37833 A JP-A-6-123993
  • an object of the present invention is to provide an electrophotographic photosensitive member capable of preventing the occurrence of interference fringe patterns when mounted on a device that uses coherent light as exposure light without adversely affecting electrical characteristics, and the An object of the present invention is to provide an image forming apparatus using the above.
  • the present inventors have included a specific cyanine dye and metal oxide fine particles in the intermediate layer of the photoreceptor, and using a thermosetting resin as a binder resin. The inventors have found that the above problems can be solved and have completed the present invention.
  • the electrophotographic photoreceptor of the present invention is an electrophotographic photoreceptor comprising a photosensitive layer on an electrically conductive substrate with an intermediate layer interposed therebetween.
  • the intermediate layer contains a cyanine dye having a maximum absorption wavelength in an exposure light source wavelength range of ⁇ 50 nm, metal oxide fine particles, and a thermosetting resin as a binder resin.
  • the maximum absorption wavelength of the cyanine dye is preferably in the range of 780 ⁇ 50 nm.
  • the photosensitive layer is a laminated photosensitive layer composed of a charge generation layer and a charge transport layer.
  • the image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus comprising an electrophotographic photosensitive member, a charging unit, an exposure unit, a developing unit, and a transfer unit
  • the exposure means has a light source that emits coherent light
  • the electrophotographic photosensitive member includes a photosensitive layer on an electroconductive substrate via an intermediate layer, and the intermediate layer has an exposure light source wavelength range of ⁇ 50 nm.
  • a cyanine dye having a maximum absorption wavelength, metal oxide fine particles, and a thermosetting resin as a binder resin.
  • an electrophotographic photosensitive member capable of preventing the generation of interference fringe patterns when mounted on an apparatus that uses coherent light as exposure light without adversely affecting electrical characteristics, and the use thereof
  • the image forming apparatus can be realized.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a laminated electrophotographic photosensitive member of the present invention.
  • 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a laminated electrophotographic photosensitive member showing an example of the electrophotographic photosensitive member of the present invention.
  • the illustrated photoreceptor has a configuration in which a photosensitive layer including a charge generation layer 3 and a charge transport layer 4 is provided on a conductive substrate 1 with an intermediate layer 2 interposed therebetween.
  • the protective layer 5 is not essential in the present invention and may be provided as necessary.
  • the intermediate layer 2 formed on the conductive substrate 1 has a cyanine dye having a maximum absorption wavelength in the range of the exposure light source wavelength ⁇ 50 nm, metal oxide fine particles, and heat as a binder resin.
  • the point of containing a curable resin is important. As a result, it is possible to prevent the occurrence of interference fringe patterns when mounted on a device that uses coherent light as exposure light without adversely affecting the electrical characteristics as in the prior art, and to ensure good image quality. be able to.
  • the present invention is particularly useful in the case of a laminated type photoreceptor in which the photosensitive layer is a laminated type photosensitive layer comprising a charge generation layer 3 and a charge transport layer 4 as shown in the figure.
  • the mechanism by which an interference fringe pattern does not occur even when coherent light is used as exposure light is as follows. That is, in the photoreceptor of the present invention, the exposure light reaching the intermediate layer is diffusely reflected by the metal oxide fine particles in the intermediate layer and absorbed by a cyanine dye having absorption in the exposure light wavelength region, thereby causing interference fringes. The amount of exposure light that reaches the surface of the substrate and reflects on the surface of the substrate, which causes the pattern, can be reduced.
  • problems such as image defects and pot life of the coating liquid when using a large amount of filler, and only the dye were used. The desired effect can be obtained without causing the problem of image defects.
  • thermosetting resin as the binder resin of the intermediate layer
  • compounding components such as cyanine dyes are constrained in the three-dimensional network structure of the thermoset resin, so that the intermediate layer Even when the coating solution for forming the charge generation layer is applied to the upper layer, there is no problem that the blended components such as cyanine dye contained in the intermediate layer are dissolved. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain a photoconductor that does not cause other problems, does not generate an interference fringe pattern, and is excellent in mass productivity. Furthermore, although the mechanism is not clear, according to the present invention, by using a combination of a cyanine dye, metal oxide fine particles and a thermosetting resin, an effect of reducing residual potential can be obtained in electrical characteristics. is there. Furthermore, since the photoreceptor of the present invention relates to the improvement of the intermediate layer, it also has an advantage that the degree of freedom in designing the photosensitive layer is high.
  • any cyanine dye can be used as long as it satisfies the maximum absorption wavelength condition and has a cyanine structure.
  • the maximum absorption wavelength of the cyanine dye can be within a range of 780 ⁇ 50 nm when the exposure light source wavelength (nm) is 780 nm. That is, the photoreceptor of the present invention is suitably applied to an image forming apparatus having an exposure light source wavelength of 780 nm.
  • metal oxide fine particles used in the present invention include metal oxide fine particles such as titanium oxide, silicon oxide, zinc oxide, calcium oxide, aluminum oxide, and zirconium oxide, which are surface-treated with aminosilane, alkylsilane, or the like as desired.
  • Metal sulfate fine particles such as barium sulfate and calcium sulfate, metal nitride fine particles such as silicon nitride and aluminum nitride, organometallic compounds, silane coupling agents, and those formed from organometallic compounds and silane coupling agents
  • a suitable one can be selected and used.
  • These metal oxide fine particles can be used singly or in appropriate combination of two or more, as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.
  • the particle size of the metal oxide fine particles used in the present invention is not particularly limited, but for example, those having an average particle size of 10 to 400 nm can be used.
  • thermosetting resin used as the binder resin of the intermediate layer in the present invention resol type phenol resin, urea resin, melamine resin, guanamine resin, silicone resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, diallyl phthalate resin, epoxy resin Polybutadiene resin, urethane resin, thermosetting polyimide resin, and the like can be used singly or in combination of two or more.
  • the blending amount of the cyanine dye in the intermediate layer is preferably 0.1 to 5% by mass, more preferably 0.3 to 3% by mass, based on the solid content in the intermediate layer. If the amount of the cyanine dye is too small, the occurrence of interference fringe patterns may not be sufficiently prevented. On the other hand, if the amount is too large, the cyanine dye may remain undissolved in the coating solution and an intermediate layer may not be formed. However, neither is preferable.
  • the compounding amount of the metal oxide fine particles is preferably 30 to 90% by mass, more preferably 50 to 80% by mass with respect to the solid content in the intermediate layer. If the compounding amount of the metal oxide fine particles is too small, the generation of interference fringe patterns may not be sufficiently prevented. On the other hand, if the amount is too large, the uniformity of the intermediate layer surface may be impaired and image defects may occur. Yes, neither is preferred.
  • the intermediate layer may contain a crosslinking agent as necessary in order to advance the crosslinking reaction of the thermosetting resin.
  • the crosslinking agent is not particularly limited, and a suitable compound can be used as appropriate as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Further, if necessary, other known additives may be contained within a range that does not significantly impair the intended effect of the present invention.
  • the reflectance of light having a wavelength of 780 nm on the surface of the intermediate layer is preferably 30% or less, more preferably 20% or less and low. Moderate. The lower the reflectance, the higher the interference fringe suppression effect.
  • the coating solution used for forming the intermediate layer is prepared by dispersing metal oxide fine particles in a thermosetting resin solution as a binder resin and dissolving the cyanine dye.
  • a general-purpose apparatus such as a vibration mill, a paint shaker, or a sand grinder can be used for the dispersion treatment, and zirconia is preferably used as the dispersion medium because it can be more uniformly dispersed.
  • the intermediate layer can be formed by applying and drying the coating solution prepared as described above on the surface of the conductive substrate according to a conventional method.
  • a coating method for the coating solution known methods such as a dipping method, a doctor blade method, a bar coater, a roll transfer method, and a spray method are used, but a dipping method should be used when coating on a cylindrical substrate. Is preferred.
  • the film thickness of the intermediate layer depends on the composition composition of the intermediate layer, but can be arbitrarily set within a range where no adverse effect such as an increase in residual potential occurs when used repeatedly, preferably 0.3 ⁇ m ⁇ 30 ⁇ m.
  • the intermediate layer may be used as a single layer, or two or more different kinds of layers may be stacked.
  • the intermediate layer containing the cyanine dye, metal oxide fine particles, and the thermosetting resin it is good also as a structure which laminated
  • the conductive substrate 1 serves as a support for each of the other layers as well as serving as the electrode of the photoreceptor, and may be cylindrical, plate-like, or film-like, but is generally cylindrical.
  • a known aluminum alloy such as JIS3003, JIS5000, or JIS6000, a metal such as stainless steel or nickel, or a surface such as glass or resin that has been subjected to conductive treatment.
  • the substrate When the substrate is made of an aluminum alloy, it can be finished into a substrate with a predetermined dimensional accuracy by using extrusion or drawing, and when made of resin by injection molding.
  • the surface of the substrate can be processed to an appropriate surface roughness by cutting with a diamond tool, if necessary. Thereafter, degreasing and washing are performed using a water-based detergent such as a weak alkaline detergent to clean the surface of the substrate, and then the intermediate layer can be provided on the cleaned surface of the substrate.
  • a water-based detergent such as a weak alkaline detergent
  • the charge generation layer 3 is formed by, for example, applying a coating solution prepared by dispersing or dissolving particles of a charge generation material in a binder resin on the intermediate layer 2 to receive light and generate charges.
  • the charge generation material is not particularly limited as long as it is a material having photosensitivity at the wavelength of the exposure light source.
  • phthalocyanine pigment, azo pigment, quinacridone pigment, indigo pigment, perylene pigment, polycyclic quinone pigment, anant Organic pigments such as anthrone pigments and benzimidazole pigments can be used.
  • the binder resin for the charge generation layer for example, polyester resin, polyvinyl acetate resin, polymethacrylic ester resin, polycarbonate resin, polyvinyl butyral resin, phenoxy resin, and the like can be used alone or in appropriate combination.
  • the content of the charge generation material in the charge generation layer is preferably 20 to 80% by mass, more preferably 30 to 70% by mass, based on the solid content in the charge generation layer.
  • the film thickness of the charge generation layer is usually 0.1 ⁇ m to 0.6 ⁇ m.
  • the charge transport layer 4 is mainly composed of a charge transport material and a binder resin.
  • the charge transport material for example, enamine compounds, styryl compounds, amine compounds, butadiene compounds, and the like can be used.
  • the binder resin for the charge transport layer those having good compatibility with the charge transport material are preferable.
  • a polyester resin, a polycarbonate resin, a polymethacrylate resin, a polystyrene resin and the like are used alone or in appropriate combination. be able to.
  • the charge transport layer dissolves the charge transport material in a suitable solvent together with the binder resin, and if necessary, adds a coating solution prepared by adding an antioxidant, UV absorber, leveling agent, etc.
  • the content of the charge transport material in the charge transport layer is 20 to 60% by weight, preferably 25 to 50% by weight, based on the solid content in the charge transport layer.
  • the film thickness of the charge transport layer is usually 10 ⁇ m to 40 ⁇ m.
  • the protective layer 5 can be provided as needed for the purpose of improving printing durability, and is composed of a layer mainly composed of a binder resin or an inorganic thin film such as amorphous carbon.
  • a binder resin such as silicon oxide, titanium oxide, zinc oxide, calcium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, etc. for the purpose of improving conductivity, reducing friction coefficient, imparting lubricity, etc.
  • Metal sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate, metal nitride fine particles such as silicon nitride and aluminum nitride, fluorine resin particles such as tetrafluoroethylene resin, fluorine comb-type graft polymerization resin, etc. Also good.
  • the protective layer may contain a hole transport material or an electron transport material used in the charge generation layer and the charge transport layer for the purpose of imparting a charge transport property, or improve the leveling property of the formed film or lubrication.
  • a leveling agent such as silicone oil or fluorine-based oil may be contained.
  • other known additives can be contained within a range that does not significantly impair the electrophotographic characteristics.
  • the present invention includes a single-layer type photosensitive layer having both charge generation and charge transport functions on the conductive substrate 1 via the intermediate layer 2.
  • a single layer type photoreceptor may be used.
  • the conductive substrate 1 and the intermediate layer 2 in the single-layer type photoreceptor can be configured in the same manner as in the case of the above-described laminated photoreceptor.
  • the single-layer type photosensitive layer can be constituted according to a conventional method using a charge generation material, an electron transport material, a hole transport material and a binder resin as main components.
  • the photoreceptor of the present invention can achieve the desired effect when applied to various machine processes. Specifically, a charging process such as a contact charging method using a roller or a brush, a non-contact charging method using a corotron or scorotron, and a developing method such as a non-magnetic one component, a magnetic one component, or a two component are used. A sufficient effect can be obtained even in development processes such as the contact development and non-contact development methods.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of the image forming apparatus of the present invention.
  • the illustrated image forming apparatus 60 of the present invention includes a photoreceptor 7 in which a photosensitive layer 6 is formed on a conductive substrate 1 with an intermediate layer 2 interposed therebetween.
  • the image forming apparatus 60 includes a charging roller (charging means) 21, an exposure laser optical system (exposure means) 22, a developing device (developing means) 23, and a transfer, which are disposed on the outer peripheral edge of the photoreceptor 7. And at least a roller (transfer means) 24.
  • As the charging means besides a charging roller, a charging brush, corotron or scorotron may be used.
  • the image forming apparatus 60 may include a static elimination light source 25 and a cleaning blade 26 as illustrated. Note that reference numeral 10 in the drawing indicates a sheet as a transfer target.
  • the image forming apparatus 60 of the present invention can be a color printer.
  • the exposure laser optical system 22 as an exposure unit has a light source that emits coherent light, while the photoconductor 7 includes the specific cyanine dye, metal oxide fine particles, What is equipped with the intermediate
  • binder resin 15 parts by mass of p-vinylphenol resin (trade name Marcalinker MH-2, manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.), which is a thermosetting resin, and n-butylated melamine resin (trade name Uban 2021, Mitsui) In addition to 10 parts by mass of Chemical Co., Ltd.
  • p-vinylphenol resin trade name Marcalinker MH-2, manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.
  • n-butylated melamine resin trade name Uban 2021, Mitsui
  • a forming coating solution was prepared.
  • a cylindrical substrate made of an aluminum alloy having an outer diameter of 30 mm and a length of 260 mm was immersed in this coating solution and then pulled up to form a coating film on the outer periphery of the substrate.
  • the substrate was dried at a temperature of 140 ° C. for 30 minutes to form an intermediate layer having a thickness of 3 ⁇ m after drying.
  • the reflectance of light having a wavelength of 780 nm on the surface of the intermediate layer was measured using an instantaneous multi-photometry system MCPD-3000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. according to the following conditions. As a result, the reflectance was 17.4%.
  • Measurement mode relative reflection
  • Reference Aluminum alloy substrate
  • Exposure time 100 msec
  • Amplifier gain NORMAL
  • Integration count 1 time
  • Slit 0.1 ⁇ 2mm
  • a compound represented by the following structural formula (CT1) as a charge transport material and 100 parts by mass of a polycarbonate resin (trade name Iupizeta PCZ-500, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) as a binder resin, was dissolved in 900 parts by mass of dichloromethane, and 0.1 part by mass of silicone oil (trade name KP-340, manufactured by Shin-Etsu Polymer Co., Ltd.) was added to prepare a coating solution for forming a charge transport layer.
  • This coating solution was applied onto the charge generation layer and dried at a temperature of 90 ° C. for 60 minutes to form a charge transport layer having a thickness of 25 ⁇ m after drying to produce an electrophotographic photoreceptor.
  • a polyester resin trade name Beckolite M-6401-50, manufactured by DIC Corporation
  • an n-butylated melamine resin trade name: Uban 20SB, Mitsui Chemical
  • a liquid was prepared.
  • a cylindrical substrate made of an aluminum alloy having an outer diameter of 30 mm and a length of 260 mm was immersed in this coating solution and then pulled up to form a coating film on the outer periphery of the substrate.
  • the substrate was dried at a temperature of 140 ° C. for 30 minutes to form an intermediate layer having a thickness of 3 ⁇ m after drying. Otherwise, the same method as in Example 1 was used to evaluate the reflectance of the intermediate layer, the dissolution of the dye, and the production of the photoreceptor.
  • binder resin used for the intermediate layer 15 parts by mass of p-vinylphenol resin (trade name Marcalinker MH-2, manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.), which is a thermosetting resin, and n-butylated melamine resin (product)
  • p-vinylphenol resin trade name Marcalinker MH-2, manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.
  • n-butylated melamine resin product
  • alcohol-soluble nylon trade name Amilan CM8000, manufactured by Toray Industries, Inc.
  • Uban 2021 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.
  • binder resin 15 parts by mass of p-vinylphenol resin (trade name Marcalinker MH-2, manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.), which is a thermosetting resin, and n-butylated melamine resin (trade name Uban 2021, Mitsui)
  • p-vinylphenol resin trade name Marcalinker MH-2, manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.
  • n-butylated melamine resin trade name Uban 2021, Mitsui
  • An intermediate layer forming coating solution was prepared by dissolving in a mixed solvent of 750 parts by mass / 150 parts by mass of methanol and butanol.
  • a cylindrical substrate made of an aluminum alloy having an outer diameter of 30 mm and a length of 260 mm was immersed in this coating solution and then pulled up to form a coating film on the outer periphery of the substrate.
  • This substrate was dried at a temperature of 140 ° C. for 30 minutes to form an intermediate layer having a thickness of 0.5 ⁇ m after drying. Otherwise, the same method as in Example 1 was used to evaluate the reflectance of the intermediate layer, the dissolution of the dye, and the production of the photoreceptor.
  • Vk5 V5 / V0 ⁇ 100 Formula (1)
  • the exposure is changed sequentially from the time when the surface potential becomes ⁇ 800 V, and the surface potential at that time is changed.
  • the exposure amount required for the surface potential to be ⁇ 100 V is determined as sensitivity E100 ( ⁇ J / cm 2 ) from the obtained light attenuation curve, and the surface potential when the exposure amount is 1 ⁇ J / cm 2 is irradiated as the residual potential Vr. Calculated as ( ⁇ V).
  • Comparative Example 1 in which the cyanine dye was not added to the intermediate layer, the reflectance of light having a wavelength of 780 nm on the surface of the intermediate layer was high, and an interference fringe pattern on the halftone image was generated.
  • Comparative Examples 2 and 3 using a cyanine dye that does not satisfy the maximum absorption wavelength condition the reflectance of light having a wavelength of 780 nm on the surface of the intermediate layer was high, and an interference fringe pattern on a halftone image was generated.
  • Comparative Example 4 in which alcohol-soluble nylon, which is a thermoplastic resin, is used as the binder resin instead of the thermosetting resin, the dichloromethane is used as a solvent for the coating solution for forming the charge generation layer that is the upper layer of the intermediate layer. It was confirmed that the cyanine dye was dissolved. Along with this, deterioration of electrical characteristics such as sensitivity reduction and residual potential increase was also confirmed. It is considered that this is because the cyanine dye dissolved in the charge generation layer becomes a carrier trap.
  • alcohol-soluble nylon which is a thermoplastic resin
  • Comparative Example 5 in which the intermediate layer does not contain metal oxide fine particles, the reflectance of light having a wavelength of 780 nm on the surface of the intermediate layer is high, an interference fringe pattern on the halftone image is generated, the sensitivity is decreased, and the residual potential is increased. The deterioration of electrical characteristics was also confirmed. This is considered to be due to the fact that the electric resistance of the intermediate layer is high and the charge carrier generated in the charge generation layer is poorly injected into the substrate.
  • a cyanine dye having a maximum absorption wavelength in the range of the exposure light source wavelength ⁇ 50 nm, metal oxide fine particles, and a thermosetting resin as a binder resin is clear.

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Abstract

　電気特性に悪影響を及ぼすことなく、可干渉光を露光光として用いる装置に搭載した場合における干渉縞模様の発生を防止することができる電子写真感光体およびそれを用いた画像形成装置を提供する。　導電性基体１上に、中間層２を介して感光層３，４を備えてなる電子写真感光体である。中間層が、露光光源波長±５０ｎｍの範囲に最大吸収波長を有するシアニン色素と、金属酸化物微粒子と、バインダー樹脂としての熱硬化性樹脂と、を含有する。

Description

電子写真感光体およびそれを用いた画像形成装置
　本発明は、電子写真感光体（以下、「感光体」とも称する）およびそれを用いた画像形成装置に関し、詳しくは、可干渉光を露光光源とする電子写真応用画像形成装置に適用される電子写真感光体の改良に関する。
　近年、複写機やプリンター、ファクシミリなどの電子写真法を応用した画像形成装置に用いられる電子写真感光体としては、導電性基体（以下、単に「基体」とも称する）上に電荷発生層と電荷輸送層とを順次積層した構成を有する、負帯電型の機能分離積層型有機感光体が主流となっている。
　このような積層型感光体において、基体上に積層される電荷発生層は、光を吸収して発生する電荷キャリアを基体および電荷輸送層中に速やかに注入させるために、一般に、極めて薄く形成される。そのため、基体表面に傷や汚れ、付着物などが存在すると、電荷発生層を均一に成膜することが難しくなり、ピンホールや膜ムラなどの膜欠陥を生じて、黒点や濃度ムラなどの画像不良を発生する原因となる。また、基体と電荷発生層との間における電荷キャリアの注入防止性が十分でないために、基体から注入される電荷キャリアによって感光体の帯電電位保持率が低下して、画像上白紙部に地カブリが発生するという問題もある。
　このような画像不良の発生を防止するために、基体と感光層との間に、溶剤可溶性ポリアミドやポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、カゼインなどの樹脂を主成分とする、中間層を設けることが行われている。これらの樹脂を用いた中間層は、電荷キャリアの注入防止性の点からは０．１μｍ以下程度の薄膜でも有効であるが、基体表面の欠陥や汚れを被覆して電荷発生層の成膜ムラをなくすためには０．５μｍ以上の膜厚が必要であり、場合によっては１μｍ以上の膜厚が要求される。
　ところが、基体と電荷発生層との間に厚膜の中間層が介在すると、受光時に電荷発生層で発生した電荷キャリアの基体への注入性が悪くなり、繰り返し使用時の残留電位の上昇が生じて、濃度低下などの画像不良が発生する場合がある。これに対し、厚膜の層とした場合でも電気抵抗が低く、周囲の環境変化に対しても電気抵抗の変動が少ない中間層の形成材料について、従来から種々検討がなされてきており、例えば、特定の構造を有する溶剤可溶性ポリアミド樹脂や、セルロース誘導体、ポリエーテルウレタン、ポリビニルピロリドン、ポリグリコールエーテル等が提案されている。
　一方で、このような中間層を適用した感光体を、可干渉光を露光光源とする電子写真応用装置、例えばレーザービームプリンターなどに搭載する場合には、感光体への露光入射光と、この入射光が基体の表面まで到達して反射された基体表面からの反射光との干渉によって生ずる、干渉縞模様の画像不良の発生を防ぐことが必要となる。この入射光と反射光との干渉は、基体の表面粗さや、感光層の屈折率および膜厚、露光光の波長などに関連する。また、一般に、中間層の膜厚が厚いほど、基体からの反射光量が低減するため、干渉縞模様は生じにくくなる。
　この問題に対しては、一般に無機顔料フィラーを中間層に添加することが有効とされており、例えば、微粒子状酸化アルミニウムを添加する技術や、アクリルメラミン中に多量のルチル型酸化チタンを配合する技術が公知である（特許文献１，２を参照）。また、特許文献３には、下引き層（中間層）に純度９９％以上のアナターゼ型酸化チタンを配合すること、および、分散性や低抵抗の点からルチル型酸化チタンよりアナターゼ型酸化チタンの方が好ましいことが開示されている。しかし、干渉縞模様の防止効果を得るために必要な量のフィラーを中間層に添加すると、中間層表面の均一性を損ない、電荷発生層からの電荷キャリアの注入性が不均一になって、画像濃度の低下や白紙上の黒点不具合の発生を招くおそれがある。また、フィラーを分散させた中間層形成用の塗布液は、塗布液中のフィラーの沈降や凝集のために、塗布液のポットライフが短くなるという問題も有する。
　干渉縞模様の防止のための他の方法として、中間層に露光光を吸収する材料を添加する方法があり、例えば、特許文献４では、中間層に電荷発生材料を含有させることにより、中間層のレーザー光透過率を４０％以下にすることが提案されている。しかし、この方法では、中間層中の電荷発生材料によって生じた熱励起キャリアが表面電荷を打ち消すことで、電位保持能力が低下して白紙上の地カブリが発生したり、電荷発生材料がキャリアのトラップとなって残留電位が上昇し、画像濃度の低下を招くなどの不具合が発生する。
　また、干渉縞模様の防止のためのさらに他の方法として、金属酸化物粒子を含有する中間層において、露光光波長近傍に吸収極大を有する色素で被覆された金属酸化物粒子を用いることや、光吸収が４５０～９５０ｎｍの間にある染料を、接着剤を用いて表面に配置した導電性金属酸化物粉末を用いることが提案されている（特許文献５，６を参照）。しかし、これらの方法では、塗布液作製の際の金属酸化物粒子の分散時における機械的ストレスにより被覆色素が剥離したり、被覆色素と結着樹脂との相性が悪いために塗布液中の金属酸化物粒子が凝集して沈降し、塗布液のポットライフが短くなるなどの問題がある。
　また、干渉縞模様の防止のためのさらに他の方法として、下引き層に、光吸収剤として露光光波長におけるモル吸光係数が２．０×１０５ｌｍｏｌ－１ｃｍ－１以上である染料または顔料を含有させるとともに、下引き層における染料または顔料の含有量、下引き層での露光光の透過率、および、下引き層とその上に接する層との界面での露光光の反射率を所定に規定し、さらに、下引き層の表面に、所定の数式を満足する複数の突起の林立する形状を設ける技術が提案されている（特許文献７を参照）。しかし、この技術では、下引き層の表面に複数の突起が林立する形状を形成するには光インプリントまたは熱インプリントが生産効率的に好ましく、特に熱インプリントが好ましく、熱インプリントの場合には、下引き層を構成する樹脂は熱可塑性樹脂が好ましいとされている（特許文献７の段落［００５４］～［００５６］）。このように下引き層に熱可塑性樹脂を用いると、下引き層上に電荷発生層を形成する際に、下引き層に使用している熱可塑性樹脂が電荷発生層形成用塗布液に用いられる溶剤により膨潤することで、下引き層中の染料または顔料が電荷発生層中に溶け出し、染料または顔料がキャリアトラップとなって、感度低下や残留電位が上昇し、画像濃度の低下を招くなどの不具合が発生するおそれがある。
　さらに、干渉縞模様の防止のためのさらに他の方法として、基体の表面を切削加工することにより反射光を散乱させることも有効であるが、工程増となるために基体のコストアップとなるとともに、加工のばらつきにより干渉縞模様の防止策として不十分となるおそれがある。
　一方、支持体からの露光光の反射光量を調整して感度を調整する目的で、支持体と感光層との間に露光光を吸収する色素を含有する中間層を設ける技術も知られている（特許文献８を参照）。しかし、この場合、電気抵抗が高く電荷キャリアのブロッキング性が高くなることで、受光時に電荷発生層で発生した電荷キャリアの基体への注入性が悪くなり、残留電位の上昇が生じて、濃度低下などの画像不良が発生する。
　また、感光体に要求される諸特性を損なわずに光減衰特性を所望の特性に調整することを目的として、感光層表面に積層される保護層中に赤外吸収色素を含有させて、保護層の７８０ｎｍの単色光に対する透過率を９０％以下にする技術が提案されている（特許文献９を参照）。しかし、この場合、感光体の保護層より下層に入射する露光光量を低減させるだけであり、基体からの露光光の相対的な反射光量は変わらないため、干渉縞模様の防止にはつながらない。
特開平３－２４５５８号公報 特開平２－６７５６５号公報 特開平４－１７２３６１号公報 特開平２－８２２６３号公報 特開２０１０－２４３９８４号公報 特開２００４－２１９９０４号公報 特許第５３３５３６６号公報 特開２００４－３７８３３号公報 特開平６－１２３９９３号公報
　上述のように、従来から種々の技術が提案されてきているが、いずれも十分なものではなく、感光体の電気特性に悪影響を及ぼすことなく、露光光として可干渉光を用いた場合における干渉縞模様の発生防止を図ることができる技術は確立されていなかった。
　そこで、本発明の目的は、電気特性に悪影響を及ぼすことなく、可干渉光を露光光として用いる装置に搭載した場合における干渉縞模様の発生を防止することができる電子写真感光体、および、それを用いた画像形成装置を提供することにある。
　本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、感光体の中間層に、特定のシアニン色素および金属酸化物微粒子を含有させるとともに、バインダー樹脂として熱硬化性樹脂を用いることで、上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明の電子写真感光体は、導電性基体上に、中間層を介して感光層を備えてなる電子写真感光体において、
　前記中間層が、露光光源波長±５０ｎｍの範囲に最大吸収波長を有するシアニン色素と、金属酸化物微粒子と、バインダー樹脂としての熱硬化性樹脂と、を含有することを特徴とするものである。
　本発明の感光体において、露光光源波長が７８０ｎｍである場合には、前記シアニン色素の最大吸収波長が、７８０±５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
　さらに、本発明の感光体において、露光光源波長が７８０ｎｍである場合には、前記中間層の表面における波長７８０ｎｍの光の反射率が、３０％以下であることが好ましい。さらにまた、本発明の感光体においては、前記感光層が、電荷発生層と電荷輸送層とからなる積層型感光層であることが好ましい。
　また、本発明の画像形成装置は、電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段および転写手段を備える画像形成装置において、
　前記露光手段が可干渉光を放射する光源を有し、前記電子写真感光体が導電性基体上に中間層を介して感光層を備え、かつ、該中間層が、露光光源波長±５０ｎｍの範囲に最大吸収波長を有するシアニン色素と、金属酸化物微粒子と、バインダー樹脂としての熱硬化性樹脂と、を含有することを特徴とするものである。
　本発明によれば、電気特性に悪影響を及ぼすことなく、可干渉光を露光光として用いる装置に搭載した場合における干渉縞模様の発生を防止することができる電子写真感光体、および、それを用いた画像形成装置を実現することが可能となった。
本発明の積層型電子写真感光体の一例を示す模式的断面図である。 本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
　以下、本発明の電子写真感光体の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
　図１は、本発明の電子写真感光体の一例を示す積層型電子写真感光体の模式的断面図である。図示する感光体は、導電性基体１の上に、中間層２を介して、電荷発生層３と電荷輸送層４とからなる感光層を備えてなる構成を有する。なお、保護層５は、本発明においては必須ではなく、必要に応じて設ければよい。
　本発明の感光体においては、導電性基体１上に形成される中間層２が、露光光源波長±５０ｎｍの範囲に最大吸収波長を有するシアニン色素と、金属酸化物微粒子と、バインダー樹脂としての熱硬化性樹脂と、を含有する点が重要である。これにより、従来技術のように電気特性に悪影響を及ぼすことなく、可干渉光を露光光として用いる装置に搭載した場合における干渉縞模様の発生を防止することができ、良好な画像品質を確保することができる。本発明は、図示するような、感光層が電荷発生層３と電荷輸送層４とからなる積層型感光層である積層型感光体の場合において、特に有用である。
　本発明の感光体において、露光光に可干渉光を用いても干渉縞模様が発生しないメカニズムは、以下のとおりである。すなわち、本発明の感光体においては、中間層まで到達した露光光を、中間層中の金属酸化物微粒子により乱反射させるとともに、露光光波長域に吸収を持つシアニン色素により吸収させることで、干渉縞模様の原因となる、基体表面まで到達して基体表面において反射する露光光の量を減少させることができるのである。本発明においては、中間層において、金属酸化物微粒子とシアニン色素とを併用したことで、大量のフィラーを使用した場合における画像不具合や塗布液のポットライフ等の問題、および、色素のみを使用した場合の画像不良の問題を生ずることなく、所期の効果を得ることができるものとなる。
　また、本発明においては、中間層のバインダー樹脂として熱硬化性樹脂を用いたことにより、シアニン色素等の配合成分が熱硬化した樹脂の立体的網目構造内に束縛されることで、中間層の上層に電荷発生層形成用塗布液を塗工形成する際にも、中間層中に含まれるシアニン色素等の配合成分が溶け出す問題を生ずることがない。よって、本発明によれば、他の問題を生ずることなく、干渉縞模様の発生がなく、かつ、量産性にも優れた感光体を得ることができる。さらに、メカニズムは明確ではないが、本発明によれば、シアニン色素、金属酸化物微粒子および熱硬化性樹脂を組み合わせて用いたことで、電気特性において、残留電位を低減させる効果も得られるものである。さらにまた、本発明の感光体は、中間層の改良に係るものであるので、感光層についての設計の自由度が高いというメリットも有する。
　本発明において用いる、露光光源波長±５０ｎｍの範囲に最大吸収波長を有するシアニン色素としては、最大吸収波長の条件を満足し、シアニン構造を有するものであれば、いかなるものを用いることもできる。特には、７８０ｎｍにおけるモル吸光係数が２．０×１０５Ｌ／ｍｏｌ・ｃｍ以上であるシアニン色素を用いることが好ましい。かかるシアニン色素の最大吸収波長は、露光光源波長（ｎｍ）が７８０ｎｍである場合には、７８０±５０ｎｍの範囲内とすることができる。すなわち、本発明の感光体は、露光光源波長が７８０ｎｍの画像形成装置に、好適に適用される。
　また、本発明に用いる金属酸化物微粒子としては、所望に応じアミノシランやアルキルシラン等により表面処理を施した酸化チタン、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム等の金属酸化物微粒子、硫酸バリウム、硫酸カルシウム等の金属硫酸塩の微粒子、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の窒化金属微粒子、有機金属化合物、シランカップリング剤、有機金属化合物とシランカップリング剤から形成されたもの等を挙げることができ、屈折率や表面抵抗、表面処理の種類（組み合わせるバインダー樹脂との分散性に寄与する）およびその被覆率（金属酸化物微粒子の分散性や抵抗値の調整に寄与する）等の観点から、好適なものを選択して使用できる。これらの金属酸化物微粒子は、本発明の効果を著しく損なわない範囲で、１種または２種以上を適宜組み合わせて使用することが可能である。本発明に用いる金属酸化物微粒子の粒径としては、特に制限はないが、例えば、平均粒径で、１０～４００ｎｍのものを用いることができる。
　さらに、本発明において中間層のバインダー樹脂として用いる熱硬化性樹脂としては、レゾール型フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、ポリブタジエン樹脂、ウレタン樹脂および熱硬化性ポリイミド樹脂等を、１種または２種以上で適宜組み合わせて使用することが可能である。
　中間層における上記シアニン色素の配合量は、中間層中の固形分に対し、好適には０．１～５質量％、より好適には０．３～３質量％である。シアニン色素の配合量が少なすぎると、干渉縞模様の発生を十分に防止することができないおそれがあり、一方、多すぎると、塗布液中でシアニン色素が溶け残って、中間層が形成できないおそれがあり、いずれも好ましくない。また、金属酸化物微粒子の配合量は、中間層中の固形分に対し、好適には３０～９０質量％、より好適には５０～８０質量％である。金属酸化物微粒子の配合量が少なすぎると、干渉縞模様の発生を十分に防止することができないおそれがあり、一方、多すぎると、中間層表面の均一性を損ない、画像不良を生ずるおそれがあり、いずれも好ましくない。
　また、中間層には、熱硬化性樹脂の架橋反応を進めるために、必要に応じて架橋剤を含有させてもよい。架橋剤については、特に限定されず、本発明の効果を著しく損なわない範囲で、好適な化合物を適宜使用することができる。さらに、必要に応じて、本発明の所期の効果を著しく損なわない範囲で、その他公知の添加剤を含有させることもできる。
　本発明においては、露光光源波長が７８０ｎｍである場合には、中間層の表面における波長７８０ｎｍの光の反射率が、３０％以下であることが好ましく、より好ましくは２０％以下であって、低いほどよい。この反射率が低いほど、干渉縞模様の抑制効果を高めることができる。
　本発明において、中間層の形成に用いられる塗布液は、バインダー樹脂としての熱硬化性樹脂の溶液に、金属酸化物微粒子を分散含有させるとともに、上記シアニン色素を溶解含有させることにより調製される。分散処理には、振動ミルやペイントシェーカー、サンドグラインダーなどの汎用の装置を使用することができ、分散メディアとしては、ジルコニアを用いることが、より均一に分散させることができるために、好ましい。
　中間層は、上記のようにして調製された塗布液を、常法に従い、導電性基体の表面に塗布、乾燥して形成することができる。塗布液の塗布方法としては、浸漬法やドクターブレード法、バーコーター、ロール転写法、スプレー法など公知の方法が用いられるが、円筒状の基体への塗布の際には、浸漬法を用いることが好ましい。中間層の膜厚は、中間層の配合組成にも依存するが、繰り返し連続使用したとき残留電位が増大するなどの悪影響が出ない範囲で任意に設定することができ、好ましくは、０．３μｍ～３０μｍである。中間層は、一層でも用いられるが、異なる種類の層を二層以上積層させて用いてもよい。この場合、必ずしも全ての層にシアニン色素、金属酸化物微粒子および熱硬化性樹脂を含有させる必要はなく、例えば、シアニン色素、金属酸化物微粒子および熱硬化性樹脂を含有する中間層上に、熱可塑性樹脂としてのアルコール可溶性ナイロンのみからなる中間層を積層した構成としてもよい。
　本発明において、導電性基体１は、感光体の電極としての役目と同時に他の各層の支持体ともなっており、円筒状や板状、フィルム状のいずれでもよいが、一般に円筒状とされる。材質的には、ＪＩＳ３００３系、ＪＩＳ５０００系、ＪＩＳ６０００系などの公知のアルミニウム合金やステンレス鋼、ニッケルなどの金属の他、ガラスや樹脂などの表面に導電処理を施したもの等を使用できる。
　基体を、アルミニウム合金により作製する場合には、押し出し加工や引き抜き加工を用い、また、樹脂により作製する場合には射出成形を用いて、所定の寸法精度の基体に仕上げることができる。基体の表面は、必要に応じて、ダイヤモンドバイトによる切削加工などにより、適当な表面粗さに加工することができる。その後、弱アルカリ性洗剤などの水系洗剤を用いて脱脂、洗浄を行って、基体の表面を清浄化し、その後、清浄化された基体の表面に、上記中間層を設けることができる。
　電荷発生層３は、電荷発生材料の粒子をバインダー樹脂に分散または溶解して調製された塗布液を、中間層２の上に塗布するなどにより形成され、光を受容して電荷を発生する。電荷発生材料としては、露光光源の波長に光感度を有する材料であれば特に制限を受けるものではなく、例えば、フタロシアニン顔料、アゾ顔料、キナクリドン顔料、インジゴ顔料、ペリレン顔料、多環キノン顔料、アントアントロン顔料、ベンゾイミダゾール顔料などの有機顔料を使用することができる。電荷発生層用のバインダー樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ボリビニルブチラール樹脂、フェノキシ樹脂などを単独で、または適宜組み合わせて使用することができる。なお、電荷発生層における電荷発生材料の含有量は、電荷発生層中の固形分に対して、好適には２０～８０質量％、より好適には３０～７０質量％である。また、電荷発生層の膜厚は、通常、０．１μｍ～０．６μｍとする。
　電荷輸送層４は、主として電荷輸送材料とバインダー樹脂とにより構成される。電荷輸送材料としては、例えば、エナミン系化合物、スチリル系化合物、アミン系化合物、ブタジエン系化合物などを用いることができる。電荷輸送層用のバインダー樹脂としては、電荷輸送材料と相溶性のよいものが好ましく、例えば、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂、ポリスチレン樹脂などを単独で、または、適宜組み合わせて使用することができる。電荷輸送層は、電荷輸送材料を、バインダー樹脂とともに適当な溶剤に溶解し、必要に応じてさらに、酸化防止剤や紫外線吸収剤、レベリング剤などを添加して調製された塗布液を、電荷発生層上に塗布、乾燥して形成される。なお、電荷輸送層における電荷輸送材料の含有量は、電荷輸送層中の固形分に対し、２０～６０質量％、好適には２５～５０質量％である。また、電荷輸送層の膜厚は、通常、１０μｍ～４０μｍとする。
　保護層５は、耐刷性を向上させること等を目的として、必要に応じ設けることができ、バインダー樹脂を主成分とする層や、アモルファスカーボン等の無機薄膜からなる。また、バインダー樹脂中には、導電性の向上や摩擦係数の低減、潤滑性の付与等を目的として、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム等の金属酸化物、硫酸バリウム、硫酸カルシウム等の金属硫酸塩、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の金属窒化物の微粒子、または、４フッ化エチレン樹脂等のフッ素系樹脂粒子、フッ素系クシ型グラフト重合樹脂等を含有させてもよい。
　また、保護層には、電荷輸送性を付与する目的で、上記電荷発生層および電荷輸送層に用いられる正孔輸送物質や電子輸送物質を含有させたり、形成した膜のレベリング性の向上や潤滑性の付与を目的として、シリコーンオイルやフッ素系オイル等のレベリング剤を含有させることもできる。さらにまた、必要に応じて、電子写真特性を著しく損なわない範囲で、その他公知の添加剤を含有させることも可能である。
　上記では積層型感光体の場合について説明したが、本発明は、導電性基体１の上に、中間層２を介して、電荷発生および電荷輸送の機能を併せもつ単層型の感光層を備える単層型感光体としてもよい。単層型感光体における導電性基体１および中間層２は上述の積層型感光体の場合と同様に構成することができる。また、単層型の感光層は、電荷発生材料、電子輸送材料、正孔輸送材料およびバインダー樹脂を主成分として、常法に従い、構成することができる。
　本発明の感光体は、各種マシンプロセスに適用することにより所期の効果が得られるものである。具体的には、ローラーやブラシを用いた接触帯電方式、コロトロンやスコロトロンなどを用いた非接触帯電方式等の帯電プロセス、並びに、非磁性一成分、磁性一成分、二成分などの現像方式を用いた接触現像および非接触現像方式などの現像プロセスにおいても、十分な効果を得ることができる。
　図２に、本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図を示す。図示する本発明の画像形成装置６０は、導電性基体１上に中間層２を介して感光層６が形成されてなる感光体７を備えている。この画像形成装置６０は、感光体７の外周縁部に配置された、帯電ローラー（帯電手段）２１と、露光用レーザー光学系（露光手段）２２と、現像器（現像手段）２３と、転写ローラー（転写手段）２４とから少なくとも構成される。帯電手段としては、帯電ローラーのほか、帯電ブラシ、コロトロンやスコロトロンを用いてもよい。露光手段の露光光源としては、ハロゲンランプのほか、ガスレーザー、半導体レーザーやＬＥＤを用いることができる。さらに、画像形成装置６０は、図示するように、除電用光源２５と、クリーニングブレード２６とを備えてもよい。なお、図中の符号１０は被転写体としての用紙を示す。また、本発明の画像形成装置６０は、カラープリンタとすることができる。
　本発明の画像形成装置においては、露光手段としての露光用レーザー光学系２２が、可干渉光を放射する光源を有する一方、感光体７として、上記特定のシアニン色素と、金属酸化物微粒子と、熱硬化性樹脂とを含有する中間層２を備えるものを搭載している。これにより、可干渉性の露光光の照射によって露光光と基体表面からの反射光との干渉により生ずるおそれがある干渉縞を、効果的に防止することができるものとなる。
　以下に、本発明を、実施例に基づいて詳細に説明する。本発明はその要旨を逸脱しないかぎり、これらの実施例の記載に限定されない。
〔実施例１〕
　バインダー樹脂としての、熱硬化性樹脂であるｐ－ビニルフェノール樹脂（商品名マルカリンカーＭＨ－２、丸善石油化学（株）製）１５質量部およびｎ－ブチル化メラミン樹脂（商品名ユーバン２０２１、三井化学（株）製）１０質量部と、フィラーとしてのアミノシラン処理を施した酸化チタン微粒子（平均粒径約３０ｎｍ）７５質量部に加え、シアニン色素（商品名ＩＲ－７８０　ｉｏｄｉｄｅ，λｍａｘ＝７８０ｎｍ、シグマアルドリッチジャパン社製）を中間層の固形分に対して１質量％になるように添加し、それらをメタノールとブタノールとの１２０質量部／３０質量部の混合溶媒に溶解、分散させて、中間層形成用塗布液を調製した。外径３０ｍｍ、長さ２６０ｍｍのアルミニウム合金製の円筒状基体を、この塗布液に浸漬し、その後引き上げて、基体の外周に塗膜を形成した。この基体を温度１４０℃で３０分間乾燥して、乾燥後の膜厚３μｍの中間層を形成した。
　ここで、電荷発生層の形成前に、上記中間層表面における波長７８０ｎｍの光の反射率を、大塚電子（株）製の瞬間マルチ測光システム　ＭＣＰＤ‐３０００を用いて、下記条件に従い測定した。その結果、反射率は１７．４％であった。
＜光反射率の測定条件＞
測定モード：相対反射，
リファレンス：アルミニウム合金基体，
露光時間：１００ｍｓｅｃ，
アンプゲイン：ＮＯＲＭＡＬ，
積算回数：１回，
スリット：０．１×２ｍｍ
　また、上記と同様にして中間層を形成した、電荷発生層の形成前の別の基体を、電荷発生層形成用塗布液に用いる溶剤であるジクロロメタンに６０秒間浸漬して、浸漬後の溶剤の着色の有無を目視にて確認し、中間層からのシアニン色素の溶け出しの有無を評価した。その結果、シアニン色素の溶け出しは見られなかった。色素の溶け出しの有無の評価結果は、溶け出しなしの場合を○、溶け出しありの場合を×とした。
　次に、電荷発生材料としての、特開昭６４－１７０６６号公報に記載のＹ型チタニルフタロシアニン１５質量部と、バインダー樹脂としてのポリビニルブチラール（商品名エスレックＢ　ＢＸ－１、積水化学工業（株）製）１５質量部とを、ジクロロメタン６００質量部中に、サンドミル分散機にて１時間分散させて、電荷発生層形成用塗布液を調製した。この塗布液を、上記中間層上に浸漬塗工し、温度８０℃で３０分間乾燥して、乾燥後の膜厚０．３μｍの電荷発生層を形成した。
　次に、電荷輸送材料としての、下記構造式（ＣＴ１）で示される化合物１００質量部と、バインダー樹脂としてのポリカーボネート樹脂（商品名ユピゼータＰＣＺ‐５００、三菱ガス化学（株）製）１００質量部とを、ジクロロメタン９００質量部に溶解した後、シリコーンオイル（商品名ＫＰ‐３４０，信越ポリマー（株）製）を０．１質量部加えて、電荷輸送層形成用塗布液を調製した。この塗布液を、上記電荷発生層上に塗布成膜し、温度９０℃で６０分間乾燥して、乾燥後の膜厚２５μｍの電荷輸送層を形成し、電子写真感光体を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
〔実施例２～１０および比較例１～３〕
　中間層に用いたシアニン色素（商品名ＩＲ－７８０　ｉｏｄｉｄｅ，λｍａｘ＝７８０ｎｍ、シグマアルドリッチジャパン社製）１質量％を、下記の表１中に示す色素および添加量に変えた以外は実施例１と同様の方法で、中間層を形成し、中間層の反射率の評価、色素の溶け出し評価、および、感光体の作製を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
〔実施例１１〕
　バインダー樹脂としての、熱硬化性樹脂であるポリエステル樹脂（商品名ベッコライトＭ－６４０１－５０、ＤＩＣ（株）製）２０質量部およびｎ－ブチル化メラミン樹脂（商品名ユーバン２０ＳＢ、三井化学（株）製）５質量部と、フィラーとしての、アルキルシラン処理を施した酸化チタン微粒子（商品名ＪＭＴ－１５０ＩＢ、テイカ（株）製）７５質量部に加え、シアニン色素（商品名ＩＲ－７８０　ｉｏｄｉｄｅ，λｍａｘ＝７８０ｎｍ、シグマアルドリッチジャパン社製）を中間層の固形分に対して１質量％になるように添加し、それらをメチルエチルケトン２３０質量部の混合溶媒に溶解、分散させて、中間層形成用塗布液を調製した。外径３０ｍｍ、長さ２６０ｍｍのアルミニウム合金製の円筒状基体を、この塗布液に浸漬し、その後引き上げて、基体の外周に塗膜を形成した。この基体を温度１４０℃で３０分間乾燥して、乾燥後の膜厚３μｍの中間層を形成した。それ以外は実施例１と同様の方法で、中間層の反射率の評価、色素の溶け出し評価、および、感光体の作製を行った。
〔比較例４〕
　中間層に用いたバインダー樹脂としての、熱硬化性樹脂であるｐ－ビニルフェノール樹脂（商品名マルカリンカーＭＨ－２、丸善石油化学（株）製）１５質量部およびｎ－ブチル化メラミン樹脂（商品名ユーバン２０２１、三井化学（株）製）１０質量部に代えて、熱可塑性樹脂であるアルコール可溶性ナイロン（商品名アミランＣＭ８０００、東レ（株）製）を用いた以外は実施例１と同様の方法で、中間層を形成し、中間層の反射率の評価、色素の溶け出し評価、および、感光体の作製を行った。
〔比較例５〕
　バインダー樹脂としての、熱硬化性樹脂であるｐ－ビニルフェノール樹脂（商品名マルカリンカーＭＨ－２、丸善石油化学（株）製）１５質量部およびｎ－ブチル化メラミン樹脂（商品名ユーバン２０２１、三井化学（株）製）１０質量部に加え、シアニン色素（商品名ＩＲ－７８０　ｉｏｄｉｄｅ，λｍａｘ＝７８０ｎｍ、シグマアルドリッチジャパン社製）を中間層の固形分に対して１質量％を添加し、それらをメタノールとブタノールとの７５０質量部／１５０質量部の混合溶媒に溶解させて、中間層形成用塗布液を調製した。外径３０ｍｍ、長さ２６０ｍｍのアルミニウム合金製の円筒状基体を、この塗布液に浸漬し、その後引き上げて、基体の外周に塗膜を形成した。この基体を温度１４０℃で３０分間乾燥して、乾燥後の膜厚０．５μｍの中間層を形成した。それ以外は実施例１と同様の方法で、中間層の反射率の評価、色素の溶け出し評価、および、感光体の作製を行った。
　実施例１～１１および比較例１～５において作製した感光体の電気特性、および、ハーフトーン画像上の干渉縞模様の有無を、下記の方法で評価した。
＜電気特性の評価＞
　各感光体の電気特性を、温度２３℃、相対湿度５０％の環境下で、感光体電気特性試験機ＣＹＮＴＨＩＡ９１ＦＥ（ジェンテック（株）製）を用いて、以下の方法で評価した。まず、感光体の表面を暗所にてコロナ帯電により－８００Ｖに帯電させた後、帯電直後の表面電位Ｖ０を測定した。続いて、暗所で５秒間放置後、表面電位Ｖ５を測定し、下記式（１）に従い、帯電後５秒後における電位保持率Ｖｋ５を求めた。
　　　　　　Ｖｋ５＝Ｖ５／Ｖ０×１００　　　　　　　式（１）
　次に、ハロゲンランプを光源とし、バンドパスフィルターを用いて７８０ｎｍに分光した単色光を用いて、表面電位が－８００Ｖになった時点から露光量を可変して順次露光し、その時の表面電位を測定して、得られた光減衰曲線から表面電位が－１００Ｖになるために要する露光量を感度Ｅ１００（μＪ／ｃｍ２）として求め、露光量１μＪ／ｃｍ２照射時の表面電位を残留電位Ｖｒ（－Ｖ）として求めた。
＜画像評価＞
　各感光体を、市販の非磁性一成分現像方式の半導体レーザービームプリンターに搭載して、温度２３℃、相対湿度５０％の環境下でハーフトーン画像の印字を行い、干渉縞模様の有無を評価した。干渉縞なしの場合を○、干渉縞ありの場合を×とした。これらの結果を、下記の表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　上記表中の結果から、特定のシアニン色素を、金属酸化物微粒子およびバインダー樹脂としての熱硬化性樹脂とともに、中間層に含有させることで、残留電位上昇のような電気特性の問題を生ずることなく、ハーフトーン画像上の干渉縞模様の発生を防止できることが確かめられた。
　これに対し、シアニン色素を中間層に添加しなかった比較例１では、中間層表面における波長７８０ｎｍの光の反射率が高く、ハーフトーン画像上の干渉縞模様が発生した。また、最大吸収波長の条件を満足しないシアニン色素を用いた比較例２および３では、中間層表面における波長７８０ｎｍの光の反射率が高く、ハーフトーン画像上の干渉縞模様が発生した。
　さらに、バインダー樹脂として、熱硬化性樹脂に代えて熱可塑性樹脂であるアルコール可溶性ナイロンを用いた比較例４では、中間層の上層となる電荷発生層形成用塗布液の溶剤として用いたジクロロメタンへの、シアニン色素の溶け出しが確認された。これに伴い、感度低下や残留電位上昇のような電気特性の悪化も確認された。これは、電荷発生層中に溶け出したシアニン色素が、キャリアトラップとなることが要因であると考えられる。
　さらにまた、中間層が金属酸化物微粒子を含まない比較例５では、中間層表面における波長７８０ｎｍの光の反射率が高く、ハーフトーン画像上の干渉縞模様が発生し、感度低下や残留電位上昇のような電気特性の悪化も確認された。これは、中間層の電気抵抗が高く、電荷発生層で発生した電荷キャリアの、基体への注入性が悪くなったことが要因であると考えられる。
　以上の実施例と比較例との対比から、本発明に係る、露光光源波長±５０ｎｍの範囲に最大吸収波長を有するシアニン色素と、金属酸化物微粒子と、バインダー樹脂としての熱硬化性樹脂とを含有する中間層を設けることによる効果は、明らかである。
１　導電性基体
２　中間層
３　電荷発生層
４　電荷輸送層
５　保護層
６　感光層
７　感光体
１０　用紙
２１　帯電ローラー
２２　露光用レーザー光学系
２３　現像器
２４　転写ローラー
２５　除電用光源
２６　クリーニングブレード
６０　画像形成装置

Claims (5)

  1. 　導電性基体上に、中間層を介して感光層を備えてなる電子写真感光体において、
    　前記中間層が、露光光源波長±５０ｎｍの範囲に最大吸収波長を有するシアニン色素と、金属酸化物微粒子と、バインダー樹脂としての熱硬化性樹脂と、を含有することを特徴とする電子写真感光体。
  2. 　前記シアニン色素の最大吸収波長が、７８０±５０ｎｍの範囲内である請求項１記載の電子写真感光体。
  3. 　前記中間層の表面における波長７８０ｎｍの光の反射率が、３０％以下である請求項２記載の電子写真感光体。
  4. 　前記感光層が、電荷発生層と電荷輸送層とからなる積層型感光層である請求項１記載の電子写真感光体。
  5. 　電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段および転写手段を備える画像形成装置において、
    　前記露光手段が可干渉光を放射する光源を有し、前記電子写真感光体が導電性基体上に中間層を介して感光層を備え、かつ、該中間層が、露光光源波長±５０ｎｍの範囲に最大吸収波長を有するシアニン色素と、金属酸化物微粒子と、バインダー樹脂としての熱硬化性樹脂と、を含有することを特徴とする画像形成装置。
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