JP3402970B2 - 電子写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカ−トリッジ及び電子写真装置 - Google Patents
電子写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカ−トリッジ及び電子写真装置Info
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Description
に該電子写真感光体を備えたプロセスカ−トリッジ及び
電子写真装置に関する。
号公報に開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−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、(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。
化カドミウム、酸化亜鉛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、これ等は前記(1)〜(3)の条件は満足
するが、熱安定性、耐湿性、耐久性、生産性等において
は必ずしも満足できない。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、製造上も
難しく、また熱やカンコウタイトシテ結晶化を起こし感
光体としての性能が劣化してしまう。また硫化カドミウ
ムは耐湿性や耐久性、酸化亜鉛では平滑性、硬度、耐摩
擦性に問題がある。さら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。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。
る目的で様々な有機光導電性化合物を用いる電子写真感
光体の開発が近年盛んに行われている。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
有する電荷輸送層を有する感光体、米国特許第3870
882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
なる電荷輸送層とからなる感光体等が既に公知である。
電荷発生材料として用いた感光体として特開昭59−3
3445号公報、特開昭56−46237号公報、特開
昭60−111249号公報等が既に公知である。
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、特開昭56−16
7759号公報に開示された物質には可視領域で高感度
を示す物質が挙げられており、また特開昭57−195
767号公報、特開昭61−228453号公報に開示
された物質には赤外領域にまで感度を有するものが挙げ
られている。
る材料は近年進歩の著しいレ−ザ−ビ−ムプリンタ−や
LEDプリンタ−等の使用されその需要頻度は高くなっ
ている。
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適用される電子写真プロセスに応
じた感度、電気的特性、さらには光学的特性を備えてい
ることが要求される。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、トナ−現像、転写工程、表面クリ−ニング等
の電気的、機械的外力が直接加えられるため、これに対
する耐久性も要求される。具体的には、帯電時のオゾン
または窒素酸化物による電気的な劣化や帯電時の放電及
びクリ−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要求さ
れている。
料と樹脂層とからなり、かなり薄膜である。前述の欠点
のうち機械的劣化は樹脂層に起因するところが大きく、
この樹脂層の選択が非常に重要になる。
ェノ−ルZを骨格として有するポリカ−ボネ−ト樹脂が
ある。このポリカ−ボネ−トZ樹脂(以下、PCZと略
す)は従来よく使用されていたポリカ−ボネ−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
溶解性を示すと言った特徴を有する。
だ次の問題点が残る。(1)有機溶媒または油が表面に
付着する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)形成された被膜本体が良好な潤
滑性を示さないとき、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−ニングブレ−ドの早期の劣
化によるクリ−ニング不良及びクリ−ニングブレ−ドの
反転によるクリ−ニング不足を生じてしまうことがあ
る。
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。このため応力腐食に対して
比較的弱いと言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
−ボネ−トA樹脂とPCZを混合することによって、ま
た特開昭61−62039号公報にはビスフェノ−ルA
とビスフェノ−ルZを共重合させることによって応力腐
食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。
ポリカ−ボネ−ト樹脂には電子写真プロセスに使用され
るクリ−ニングブレ−ドに対しての潤滑性が低く、クリ
−ニングブレ−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−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言った
欠点が指摘されていた。これを改善するためにSiオイ
ルを添加したり、特開昭61−13 2954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−ボネ−ト樹脂に共重合する方法や特開昭63
−65444号公報にはビスフェノ−ルAの中心部の
(CH3 )2 −C=部分を(CF3 )2 −C=に変更し
て用いる方法が開示されている。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、
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。
共重合させたもの、フッ素系のビスフェノ−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、これ等の重合体は溶解性が悪く、塗工する際に白
濁、ゲル化を起こし易く、電子写真感光体の表面層とし
た場合も表面のあれ、機械的強度の減少と言った欠点が
あった。
のポリカ−ボネ−ト樹脂を表面層とした電子写真感光体
の有していた前述の問題点を解決し、潤滑性、摺擦メモ
リ−特性を向上しつつ膜強度を維持し、かつ、ソルベン
トクラック性が良好で、しかも製造が容易な電子写真感
光体を提供することである。また該電子写真感光体を有
するプロセスカ−トリッジ並びに電子写真装置を提供す
ることである。
に感光層を有する電子写真感光体であって、該感光層が
電荷発生層および電荷輸送層を有し、該電荷輸送層が表
面層である電子写真感光体において、該表面層が、下記
一般式(1)で示される構成単位を有する重合体、一般
式(1)
各々独立して水素原子、炭素数1〜6のアルキル基であ
る)、置換されていてもよい炭素数5〜11の1,1−
シクロアルキル基、炭素数2〜10のα,ω−アルキレ
ン基、単結合、−O−、−S−を示し、R1及びR2は
水素原子、ハロゲン原子、置換されていてもよいアルキ
ル基、置換されていてもよいアリ−ル基を示す。]及び
エステル結合により一般式(1)で示される構成単位を
1種または2種以上分岐化した共重合体を含有する、そ
の共重合体の末端に、水素原子が全てフッ素原子に置換
されたフェニル基を有することを特徴とする電子写真感
光体から構成される。
に挙げるが、これ等に限定されるものではない。
8が挙げられ、特に構成単位例1が好ましい。
重合体は、下記一般式(4)で示されるビスフェノ−ル
を重合する際、末端停止剤として下記一般式(5)で示
される化合物を使用することで合成される。 一般式(4)
独立して水素原子、炭素数1〜6のアルキル基であ
る)、置換されていてもよい炭素数5〜11の1,1−
シクロアルキル基、炭素数2〜10のα,ω−アルキレ
ン基、単結合、−O−、−S−を示し、R1 及びR2
は水素原子、ハロゲン原子、置換されていてもよいア
ルキル基、置換されていてもよいアリ−ル基を示す。] 一般式(5)
す。)
(1)で示される構成単位の少なくとも1種を重合体の
構成単位と同じにすることにより、重合体、共重合体間
の相溶姓を向上させることができるので、同じ構造部分
を持たせるようにするのが好ましい。
ソルベントクラック性、表面潤滑性、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末端
部を有する物質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しているものと考
えられる。また構成単位と同じ構造のホモポリマ−をブ
レンドすると内部応力を緩める効果が高まり、耐ソルン
ベントクラック性がさら向上する。また、この構成を採
ることによりポリマ−とオリゴマ−が相溶し電荷のトラ
ップが減少すると言う効果も挙げられる。
出による層分離であるが、これは末端に電気陰性度の大
きいフッ素原子が入ることにより電荷輸送物質に対し、
相溶化剤として機能するため電荷輸送物質が移動しにく
くなるためと考えられる。
る重合体もしくは共重合体は電子写真プロセスに応じて
要求される耐傷性、硬度、製造安定性、保存安定性等を
考慮して決定されなければならない。その場合、電荷輸
送層に使用される全結着剤樹脂に対し重量割合で0.0
1〜30重量%の範囲であることが好ましく、0.01
〜15重量%の範囲が特に好ましい。
いて説明する。導電性支持体としては導電性を有する材
料であればよく、アルミニウム、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、紙等が挙げ
られ、形状としては円筒状またはフィルム状等が挙げら
れる。
−ザ−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−ボンブラック、金属粒子等の導電性粉体を結
着剤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5〜40μm、好ましくは10〜30μmが適当
である。
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−ル、ポリエチレンオキシ
ド、エチルセルロ−ス、カゼイン、ポリウレタン、ポリ
エ−テルウレタン等が挙げられる。中間層はこれ等の材
料を適当な溶剤に溶解して塗布することにより形成され
る。膜厚は0.1〜5μm、好ましくは0.3〜1μm
が適当である。
料、アントアントロン顔料等の電荷発生材料を溶剤に溶
解した結着剤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。
樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリビニルカルバゾ−ル樹
脂、フェノキシ樹脂、ポリカ−ボネ−ト樹脂、ポリスチ
レン樹脂、ポリビニルアセテ−ト樹脂、ポリサルホン樹
脂、ポリアリレ−ト樹脂、塩化ビニリデン−アクリロニ
トリルコポリマ−樹脂、ポリビニルベンザ−ル樹脂等が
挙げられる。結着剤樹脂と顔料との比率は1/1〜10
/1、好ましくは1.5/1〜3/1が適当である。
剤樹脂とを溶剤中に溶解させた塗工液を塗工乾燥して形
成する。電荷輸送材料としては、各種のトリアリ−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−ル系化合物、トリ
アリルメタン系化合物、チアゾ−ル系化合物等が挙げら
れる。結着剤樹脂としては電荷発生層の形成において用
いたと同様の樹脂を用いることができる。
体、及び帯電手段、現像手段及びクリ−ニング手段から
なる群より選ばれる少なくとも一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−トリッジから構成される。
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から構成される。
ロセスカ−トリッジを有する電子写真装置の概略構成を
示す。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、じく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−ザ−ビ−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。
によりトナ−現像され、現像されたトナ−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の回転と同期取りされて給送された転写材7に、転写
手段6により順次転写されていく。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−)として装
置外へプリントアウトされる。像転写後の感光体1の表
面は、クリ−ニング手段9によって転写残りトナ−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により除電処理がされた後、繰り返し
画像形成に使用される。なお、一次帯電手段3が帯電ロ
−ラ−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。
帯電手段3、現像手段5及びクリ−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−トリッジとし
て一体に結合して構成し、このプロセスカ−トリッジを
複写機やレ−ザ−ビ−ムプリンタ−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−ニング手段9の少なくと
も1つを感光体1と共に一体に支持してカ−トリッジ化
し、装置本体のレ−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−トリッジ11とすることが
できる。また、画像露光光4は、電子写真装置が複写機
やプリンタ−である場合には、原稿からの反射光や透過
光を用いる、あるいは、センサ−で原稿を読み取り、信
号化し、この信号に従って行われるレ−ザ−ビ−ムの走
査、LEDアレイの駆動及び液晶シャッタ−アレイの駆
動等により照射される光である。
用する場合には、画像露光光4は受信デ−タをプリント
するための露光光になる。図6はこの場合の1例をブロ
ック図で示したものである。コントロ−ラ−14は画像
読取部13とプリンタ−22を制御する。コントロ−ラ
−14の全体はCPU20により制御されている。画像
読取部13からの読取りデ−タは、送信回路16を通し
て相手局に送信される。相手局から受けたデ−タは受信
回路15を通してプリンタ−22に送られる。画像メモ
リには所定の画像デ−タが記憶される。プリンタ−コン
トロ−ラ−21はプリンタ−22を制御している。17
は電話である。回線18から受信された画像(回線を介
して接続されたリモ−ト端末からの画像情報)は、受信
回路15で復調された後、CPU20によって画像情報
を複号処理され順次画像メモリ19に格納される。そし
て、少なくとも1頁の画像が画像メモリ19に格納され
ると、その頁の画像記録を行う。CPU20は、画像メ
モリ19から1頁の画像情報を読み出し、プリンタ−コ
ントロ−ラ−21に複号化された1頁の画像情報を送出
する。プリンタ−コントロ−ラ−21は、CPU20か
らの1頁の画像情報を受け取ると、その頁の画像情報記
録を行うべくプリンタ−22を制御する。CPU20
は、プリンタ−22による記録中に、次ぎの頁の受信を
行っている。このようにして、画像の受信と記録が行わ
れる。
次のようにして作成される。
ト処理酸化チタン、酸化チタン、フェノ−ル樹脂、シリ
コンオイル、メタノ−ル/メチルセロソルブから調製さ
れた塗布液を塗布して導電層を形成し、次に、N−メト
キシメチル化ナイロンと共重合ナイロンをメタノ−ルと
n−ブタノ−ルに溶解した溶液を導電層上に塗布して中
間層を形成し、 次に、オキシチタニウムフタロシアニ
ンとポリビニルブチラ−ル及びシクロヘキサノンをサン
ドミルで分散し、さらにメチルエチルケトンを加えて電
荷発生層用分散液を調製し、中間層上に浸漬塗布して電
荷発生層を形成し、次に、アミン化合物とビスフェノ−
ルZポリカ−ボネ−ト樹脂をモノクロルベンゼンとジク
ロルメタンに溶解し、調製された溶解液を電荷発生層上
に浸漬塗布、乾燥して、電荷輸送層を形成し、電子写真
感光体を作成する。
明の電子写真感光体、及び帯電手段、現像手段及びクリ
−ニング手段からなる群より選ばれる少なくとも一つの
手段を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であ
るようにしてなる。
ロセスカ−トリッジを有する電子写真装置は、ドラム状
の本発明の電子写真感光体が所定の周速度で回転駆動さ
れる。感光体は回転過程において、一次帯電手段により
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−ザ−ビ−ム走査露光等の像露
光手段からの画像露光光を受け、こうして感光体の周面
に静電潜像が順次形成され、形成された静電潜像は、次
いで現像手段によりトナ−現像され、現像されたトナ−
現像像は、給紙部から感光体と転写手段との間に感光体
の回転と同期取りされて給送された転写材に、転写手段
により順次転写されていく。像転写を受けた転写材は感
光体面から分離されて像定着手段へ導入されて像定着を
受けることにより複写物(コピ−)として装置外へプリ
ントアウトされる。像転写後の感光体の表面は、クリ−
ニング手段によって転写残りトナ−の除去を受けて清浄
面化され、更に前露光手段からの前露光光により除電処
理がされた後、繰り返し画像形成に使用される。
とし、この上に、酸化スズコ−ト処理酸化チタン10部
(重量部、以下同様)、酸化チタン10部、フェノ−ル
樹脂10部、シリコンオイル0.001部、メタノ−ル
/メチルセロソルブ(1/1)より調製された塗料を浸
漬法で塗布、140℃、30分間熱硬化して15μmの
導電層を形成した。
ロン3部と共重合ナイロン3部とをメタノ−ル65部と
n−ブタノ−ル350とに溶解した溶液を浸漬法で塗布
して膜厚0.5μmの中間層を形成した。
る回折角2θ±0.2°が9.0°、14.2°、2
3.9°、27.1°に強いピ−クを有するオキシチタ
ニウムフタロシアニン4部とポリビニルブチラ−ル(商
品名エスレックBM−2、積水化学(株)製)2部及び
シクロヘキサノン80部をφ1mmガラスビ−ズを用い
たサンドミル装置で4時間分散した後、メチルエチルケ
トン115部を加えて電荷発生層用分散液を調製した。
この分散液を前記中間層上に浸漬法で塗布し、膜厚0.
3μmの電荷発生層を形成した。
量22000)9部と下記表2記載の重合例1を1部と
をクロロベンゼン50部、ジクロロメタン10部に溶解
して電荷輸送層用塗工液を調製した。この塗工液を前記
電荷発生層上に浸漬法で塗布し、110℃で1時間乾燥
して、膜厚25μmの電荷輸送層を形成し、電子写真感
光体を作成した。
例1と同様にしてそれぞれの電子写真感光体を作成し
た。
用いて、表面潤滑性、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樹脂
製クリ−ニングブレ−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−1
4型表面性試験機(新東科学(株)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℃、60%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。
5%RH下で24時間放置した後、キヤノン(株)製L
BPNXに入れ、15000枚通紙耐久を行い感光体表
面に付着したトナ−が原因の黒ポチを観察した。
接し24時間放置後ブレ−ドの当接した部分の摺擦メモ
リ−が画像に現れるか否かを観察した。結果を表3及び
4に示す。
とした他は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作
成し、評価をした。結果を表6及び7に示す。
及び9に示す組み合わせに代えた他は、実施例1と同様
にして電子写真感光体を作成し、評価をした。結果を表
10及び11に示す。
ルベントクラック性及び摺擦メモリ−特性に顕著な効果
を奏する。また、該電子写真感光体を有するプロセスカ
−トリッジ並びに電子写真装置において顕著な効果を奏
する。
トリッジを有する電子写真装置の概略構成を示す図。
のブロックの例を示す図。
Claims (5)
- 【請求項1】 導電性支持体上に感光層を有する電子写
真感光体であって、該感光層が電荷発生層および電荷輸
送層を有し、該電荷輸送層が表面層である電子写真感光
体において、該表面層が、下記一般式(1)で示される
構成単位を有する重合体、 一般式(1) 【化1】 [式中、Aは−CR3R4−(ただし、R3及びR4は
各々独立して水素原子、炭素数1〜6のアルキル基であ
る)、置換されていてもよい炭素数5〜11の1,1−
シクロアルキル基、炭素数2〜10のα,ω−アルキレ
ン基、単結合、−O−、−S−を示し、R1及びR2は
水素原子、ハロゲン原子、置換されていてもよいアルキ
ル基、置換されていてもよいアリ−ル基を示す。]及び
エステル結合により一般式(1)で示される構成単位を
1種または2種以上分岐化した共重合体を含有する、そ
の共重合体の末端に、水素原子が全てフッ素原子に置換
されたフェニル基を有することを特徴とする電子写真感
光体。 - 【請求項2】 一般式(1)におけるエステル結合部が
下記一般式(2)で示される構成単位を有する請求項1
記載の電子写真感光体。 一般式(2) 【化2】 - 【請求項3】 分岐化された共重合体の粘度平均分子量
が15000以下であり、含有率が、表面層に含有する
全樹脂成分に対して、0.01重量%以上30重量%以
下である請求項1記載の電子写真感光体。 - 【請求項4】 請求項1記載の電子写真感光体、及び帯
電手段、現像手段及びクリ−ニング手段からなる群より
選ばれる少なくとも一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−トリッジ。 - 【請求項5】 請求項1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。
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