| 【発明の名称】 |
単層型電子写真感光体 |
| 【発明者】 |
【氏名】稲垣 義雄
【氏名】菅井 章夫
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】導電性基体上に感光層を形成し、前記感光層が少なくとも電荷発生剤、ホール輸送剤、電子輸送剤をバインダー樹脂中に含有し、前記感光層の密度が１．１６ｇ／ｃｍ3以上、１．２０ｇ／ｃｍ3以下であることを特徴とする単層型電子写真感光体。
【請求項２】未転写トナーを回収するクリーニング手段が、ブレードクリーニングである画像形成装置に使用することを特徴とする請求項１記載の単層型電子写真感光体。
【請求項３】前記電荷発生剤が、フタロシニン系顔料であることを特徴とする請求項１記載の単層型電子写真感光体。
【請求項４】前記ホール輸送剤が、少なくとも一般式（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）または（８）で示される化合物を含有することを特徴とする請求項１記載の単層型電子写真感光体。
一般式（１）；
【化１】
（一般式（１）中、Ｒ1およびＲ3は同一または異なって、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい、アラルキル基またはアルコキシ基を示し、Ｒ2およびＲ4は同一または異なって、水素原子、置換基を有してもよい、アルキル基またはアルコキシ基を示す。但し、Ｒ2およびＲ4の置換位置がパラ位の場合、Ｒ2およびＲ4は水素原子である。）
一般式（２）；
【化２】
（一般式（２）中、Ｒ5およびＲ7は同一または異なって、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい、アラルキル基またはアルコキシ基を示し、Ｒ6およびＲ8は同一または異なって、水素原子、置換基を有してもよい、アルキル基またはアルコキシ基を示す。但し、Ｒ6およびＲ8の置換位置がパラ位の場合、Ｒ6およびＲ8は水素原子である。）
一般式（３）；
【化３】
（一般式（３）中、Ｒ9、Ｒ10、Ｒ11、Ｒ12、及びＲ13は、同一または異なって、ハロゲン原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基またはアリール基を示す。ａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅは同一または異なって、０〜５の整数を示し、ｅは０〜４の整数を示す。なお、ａ、ｂ、ｃ、ｄまたはｅが２以上のとき、Ｒ9、Ｒ10、Ｒ11、Ｒ12、及びＲ13は異なっていてもよい。）
一般式（４）；
【化４】
（一般式（４）中、Ｒ14およびＲ15は同一または異なって、水素原子、置換基を有してもよい、アルキル基またはアルコキシ基を示す。）
一般式（５）；
【化５】
（一般式（５）中、Ｒ16およびＲ17は同一または異なって、水素原子、置換基を有してもよい、アルキル基またはアルコキシ基を示す。）
一般式（６）；
【化６】
（一般式（６）中、Ｒ18は、水素原子、置換基を有してもよい、アルキル基またはアルコキシ基を示す。）
一般式（７）；
【化７】
（一般式（７）中、Ｒ19、Ｒ20、Ｒ21およびＲ22は同一または異なって、水素原子、置換基を有してもよい、アルキル基またはアルコキシ基を示す。）
一般式（８）；
【化８】
（一般式（８）中、Ｒ23は、水素原子、置換基を有してもよい、アルキル基またはアルコキシ基を示す。）
【請求項５】前記バインダー樹脂が、少なくとも一般式（９）で示されるポリエステル樹脂、またはポリカーボネート樹脂を含有することを特徴とする請求項１記載の単層型電子写真感光体。
一般式（９）；
【化９】
（一般式（９）中、Ｒ24およびＲ25は同一または異なって、水素原子、置換基を有してもよい、アルキル基またはアルコキシ基を示す。）
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電式複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に使用される、耐久性に優れた単層型電子写真感光体に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機感光体は、従来の無機感光体に比べて製造が容易であり、電荷輸送剤、電荷発生剤、バインダー樹脂等の感光体材料の選択肢が多様で、機能設計の自由度が高いという利点を有することから、近年、広く用いられている。なかでも単層型感光体は、電荷発生剤、電荷輸送剤、バインダー樹脂等を適当な溶媒に溶解または分散させ、得られた塗工液をアルミ素管等の導電性基体上に塗布し、加熱乾燥させることで製造される。
【０００３】一方、前記単層型感光体を含めた電子写真感光体は、その像形成プロセスにおいて帯電、露光、現像、転写、クリーニング、除電の繰り返し工程の中で使用される。帯電露光により形成された静電潜像は、微粒子状の粉体であるトナーにより現像される。更に現像されたトナーは転写プロセスにおいて紙などの転写材に転写されるが１００％のトナーが転写されるのではなく、一部が感光体上に残存する。この残存するトナーを除去しないと繰り返しプロセスにおいて汚れなどのない高品位な画像は得られない。そのため、残存トナーのクリーニングが必要となる。
【０００４】クリーニングプロセスとしては、ファーブラシ、磁気ブラシ、ブレード等を用いたものが代表的であるが、クリーニング精度、装置構成の合理化などの点から、ブレード状樹脂板が直接感光体に接することによりクリーニングを行うブレードクリーニングが選択されるのが一般的である。
【０００５】この方法は、精度が高い一方で、感光体への機械的負荷を上昇させ、その結果、感光層の摩耗量が増加し、表面電位の低下、感度の悪化等の著しい電気特性の変化が発生し、高品位な画像を得ることが困難となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ブレードクリーニング等の大きな機械的負荷に対しても、耐久性に優れた単層型感光体を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するために、発明者らは、導電性基体上に感光層を形成し、前記感光層が少なくとも電荷発生剤、ホール輸送剤、電子輸送剤をバインダー樹脂中に含有し、前記感光層の密度が１．１６〜１．２０ｇ／ｃｍ3であることを特徴とする単層型感光体が、耐摩耗性に優れ、特に機械的負荷の大きいブレードクリーニング手段を有する画像形成装置に使用しても摩耗量が少なく、電気特性の変化が小さいことを見出した。
【０００８】
【作用】感光層の密度が１．１６ｇ／ｃｍ3未満の場合、または１．２０ｇ／ｃｍ3より大きい場合、感光層の摩耗量が著しく大きくなる。
【０００９】単層型感光体の感光層密度が大きいということは、電荷発生剤、ホール輸送剤、電子輸送剤等の構成材料がバインダー樹脂中に、高分散または良溶解していると換言できる。すなわち、前記構成材料とバインダー樹脂間の相互作用が極めて大きく、構成材料粒子または分子と、バインダー樹脂分子との界面密着性が高いと推測される。
【００１０】前記のように感光層を構成する材料の異種分子の相互作用が大きいと、感光層に機械的負荷が加わっても、異種分子同士の離接が起こり難く、結果的に感光層全体が機械的負荷に対して強靱になると予想ざれる。
【００１１】感光層の密度が１．１６ｇ／ｃｍ3未満の場合、上記とは逆に、構成材料粒子または分子と、バインダー樹脂分子との相互作用が弱いため、感光層を構成する異種分子同士の離接が起こり易く、感光層が機械的負荷に対して弱くなる。逆に、感光層の密度が１．２０ｇ／ｃｍ3より大きい場合、感光層を構成する異種分子同士の離接は極めて起こり難いが、感光層の硬度が大きくなり過ぎて、弾性が著しく小さくなり、結果として感光層が脆くなり摩耗量が増加すると推測される。
【００１２】次に、本発明の単層型感光体に使用される材料について、より詳細に説明する。
【００１３】＜電荷発生材料＞本発明の単層型感光体に用いられる電荷発生剤としては、例えば、種々のフタロシアニン系顔料、多環キノン系顔料、アゾ系顔料、ペリレン系顔料、インジゴ系顔料、キナクリドン系顔料、アズレニウム塩系顔料、スクアリリウム系顔料、シアニン系顔料、ピリリウム染料、チオピリリウム染料、キサンテン染料、キノンイムン色素、トリフェニルメタン色素、スチリル色素、セレン、テルル、アモルファスシリコン、硫化カドミウム等があげられ、単独または２種類以上をブレンドして使用できる。これらの電荷発生剤は、バインダー樹脂に対して０．１〜３０重量％、更には０．５〜１０重量％含有させることが好ましい。
【００１４】上記例示の電荷発生剤のうち、特に半導体レーザー等の光源を使用したレーザービームプリンタやファクシミリ等のデジタル光学系の画像形成装置には、７００ｎｍ以上の波長領域に感度を有する感光体が必要となるため、請求項３記載のように例えば、一般式（ＣＧＭ−１）で表される無金属フタロシアニンや、一般式（ＣＧＭ−２）で表されるオキソチタニルフタロシアニン等のフタロシアニン系顔料が好適に用いられる。なお、上記フタロシアニン系顔料の結晶形については特に限定されず、種々のものを使用できる。
【００１５】（ＣＧＭ−１）無金属フタロシアニン【化１０】
【００１６】（ＣＧＭ−２）オキソチタニルフタロシアニン【化１１】
【００１７】＜電荷輸送材料＞本発明の単層型感光体に用いられる電荷輸送材料としては、従来から感光層に使用されている種々の電荷輸送材料を使用することができる。
【００１８】例えば、２,５−ジ（４−メチルアミノフェニル）−１,３,４−オキサジアゾール等のオキサジアゾール系の化合物、９−４−（ジエチルアミノスチリル）アントラセン等のスチリル系化合物、ポリビニルカルバゾール等のカルバゾール系化合物、有機ポリシラン化合物、１−フェニル−３（ｐ−ジメチルアミノフェニル）ピラゾリン等のピラゾリン系化合物、ヒドラゾン系化合物、トリフェニルアミン系化合物、インドール系化合物、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、イミダゾール系化合物、ピラゾール系化合物、トリアゾール系化合物、スチルベン系化合物等の含窒素環式化合物等のホール輸送剤、または、ピレン系化合物、カルバゾール系化合物、ヒドラゾン系化合物、Ｎ,Ｎ−ジアルキルアニリン系化合物、ジフェニルアミン系化合物、トリフェニルアミン系化合物、トリフェニルアミン系化合物、トリフェニルメタン系化合物、ナフトキノン系化合物、ピラゾリン系化合物、スチリル系化合物等の電子輸送剤があげられる。
【００１９】特に請求項４記載のように、本発明の単層型感光体には、一般式（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）または（８）のホール輸送剤が好適に使用される。
【００２０】前記電荷輸送材料は、１種単独で用いられる他、２種以上をブレンドして使用できる。また、ホール輸送剤の含有量は、バインダー樹脂に対して５〜５００重量％、更には２５〜２００重量％が好ましい。電子輸送剤の含有量は、バインダー樹脂に対して５〜１００重量％、更には１０〜８０重量％が好ましい。
【００２１】＜バインダー樹脂＞前記各成分を分散させるためのバインダー樹脂は、従来から感光層に使用されている種々の樹脂を使用することができる。
【００２２】例えば、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、アクリル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、アイオノマー、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、アルキド樹脂、ポリアミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂等の熱可塑性樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、その他架橋性の熱硬化性樹脂、エポキシアクリレート、ウレタン−アクリレート等の光硬化型樹脂等の樹脂が使用可能である。
【００２３】特に請求項５記載のように、一般式（９）で示されるポリエステル樹脂、またはポリカーボネート樹脂が好適に使用される。更に、一般式（９）で示されポリエステル樹脂と、ビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂との混合物が好適に使用される。
【００２４】前記バインダー樹脂は単独または二種以上をブレンドして使用できる。また、バインダー樹脂の重量平均分子量は５，０００〜２００，０００、更には１５，０００〜１００，０００が好ましい。
【００２５】本発明の単層型感光体の膜厚は５〜１００μｍ、更には１０〜５０μｍ程度が好ましい。
【００２６】感光層には、前述の各成分のほかに、電子写真特性に悪影響を与えない範囲で、従来公知の種々の添加剤、例えば、酸化防止剤、ラジカル補足剤、一重項クエンチャー、紫外線吸収剤等の劣化防止剤、軟化剤、可塑剤、表面改質剤、増量剤、増粘剤、ワックス、アクセプター、ドナー等を配合することができる。また、感光層の感度を向上させるために、例えば、テルフェニル、ハロナフトキノン類、アセナフチレン等の公知の増感剤を電荷発生剤と併用してもよい。
【００２７】支持体と感光層との間には、感光体の特性を阻害しない範囲でバリア層が形成されていてもよい。また、感光体の表面には、保護層が形成されていてもよい。
【００２８】感光層が形成される支持体としては、導電性を有する種々の材料を使用することができ、例えば、鉄、アルミニウム、銅、スズ、白金、銀、バナジウム、モリブデン、クロム、カドミウム、チタン、ニッケル、パラジウム、インジウム、ステンレス鋼、真鍮等の金属単体や、上記金属が蒸着またはラミネートされたプラスチック材料、ヨウ化アルミニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で被覆されたガラス等があげられる。
【００２９】支持体の形状は、使用する画像形成装置の構造に合わせて、シート状、ドラム状等のいずれであってもよく、支持体自体が導電性を有するか、あるいは支持体の表面が導電性を有していればよい。また、支持体は使用に際して十分な機械的強度を有するものが好ましい。
【００３０】感光層を塗布の方法により形成する場合には、前記例示の電荷発生剤、電荷輸送剤、バインダー樹脂等を適当な溶剤とともに、公知の方法、例えば、ロールミル、ボールミル、アトライタ、ペイントシエーカー、超音波分散機等を用いて分散混合して分散液を調整し、これを公知の手段により塗布して乾燥させればよい。
【００３１】上記分散液を作製するための溶剤としては、種々の有機溶剤が使用可能であり、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール類、n−ヘキサン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族系炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル類、ジメチルホルムアルデヒド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等があげられる。これらの溶剤は単独で、または2種以上混合して用いられる。
【００３２】さらに、感光層表面の平滑性を良くするために、界面活性剤、レベリング剤等を使用してもよい。
【００３３】
【発明の実施形態】以下、実施例および比較例をあげて本発明を説明する。なお、以下の例は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００３４】[実施例１〜１６]電荷発生剤として無金属フタロシアニン（ＣＧＭ−１）３重量部、ホール輸送剤（一般式（１）〜（８）で示されるＨＴＭ−１〜−１６）８０重量部、及び電子輸送剤（ＥＴＭ−１）３０重量部、バインダー樹脂として、重量平均分子量５０，０００のビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂７５重量部と重量平均分子量２０，０００の一般式（９）で示されるポリエステル樹脂２５重量部の混合物（Ｒｅｓｉｎ−１）、テトラヒドロフラン７６０重量部を、ボールミル中で２５時間分散あるいは溶解させ、単層型感光層用塗布液を調合した。そして、この塗布液を、支持体としてのアルミニウム素管上にディップコート法にて塗布し、１２０℃、４０分間の熱風乾燥を行い、膜厚３０．０μｍの単一感光層を有する単層型感光体を作製した。
【００３５】[比較例１〜３]ホール輸送剤としてＨＴＭ−１７〜−１９を使用した以外は、実施例１〜１６と同様にして単層型感光体を作製した。
【００３６】[比較例４〜６]バインダー樹脂として重量平均分子量５０，０００のＲｅｓｉｎ−２〜−４を使用した以外は、実施例１〜１６と同様にして単層型感光体を作製した。
【００３７】上記実施例、比較例で使用したＨＴＭ−１〜−１９、ＥＴＭ−１、Ｒｅｓｉｎ−１〜−４の構造式を表１〜４に示した。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
【表３】
【００４１】
【表４】
【００４２】次に、上記各実施例、比較例の単層型感光体について、下記の試験を行って、その特性を評価した。結果を表５、図１に示す。
【００４３】＜感光層密度の測定＞感光層の重量Ｘ（ｇ）は、上記各実施例、比較例で作製した感光体ドラム重量から、あらかじめ測定しておいたアルミニウム素管の重量を差し引くことにより、感光層の体積Ｖ（ｃｍ3）は、感光層の膜厚を測定することにより算出した。感光層の密度Ｄ（ｇ／ｃｍ3）＝Ｘ／Ｖで求められる。
【００４４】＜感光層摩耗量の測定＞各実施例、比較例で得た単層型感光体ドラムを、ブレードクリーニング手段を有するデジタル複写機（京セラミタ(株)製Ｃｒｅａｇｅ７３２５）に装着し、５万枚の片面連続実写試験を行い、試験前後における感光層の膜厚変化量を測定した。膜厚変化量（摩耗量）が小さいほど耐摩耗性が良好であることを示す。摩耗量が３μｍ以上を不可とした。
【００４５】
【表５】
【００４６】図１より明らかなように、感光層の密度が１．１６〜１．２０ｇ／ｃｍ3である単層型感光体は、摩耗量が３μｍ未満となり耐摩耗性に優れている。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、導電性基体上に感光層を形成し、前記感光層が少なくとも電荷発生剤、ホール輸送剤、電子輸送剤をバインダー樹脂中に含有し、前記感光層の密度が１．１６〜１．２０ｇ／ｃｍ3である単層型感光体が、耐摩耗性に優れ、例えば機械的負荷の大きいブレードクリーニング手段を有する画像形成装置に使用しても摩耗量が少なく、電気特性の変化が小さい。
【００４８】
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６１５０
【氏名又は名称】京セラミタ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年４月１８日（２０００．４．１８） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３０５７５４（Ｐ２００１−３０５７５４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１１月２日（２００１．１１．２） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１２２３６３（Ｐ２０００−１２２３６３） |
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