JP2000227667A - 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
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Info
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Abstract
かつ高い機械的強度の達成し、耐摩耗性の高い電子写真
感光体、この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。 【解決手段】 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、感光層を形成するための樹脂が、少
なくとも下記一般式(1)で示されるフルオレン構造を
持つポリアリレート樹脂の構成単位を含有する電子写真
感光体、この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1】 (式中、R1及びR2は炭素数1〜3のアルキル基又はア
リール基、R3及びR4は水素原子、炭素数1〜3のアル
キル基又はアリール基を示す)
Description
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
写真装置に関し、詳しくは特定ビスフェノール類のポリ
アリレート樹脂を含有する感光層を有する電子写真感光
体、この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。
て、電子写真感光体が挙げられる。電子写真技術は、即
時性、高品質の画像が得られること等から、近年では複
写機の分野にとどまらず、各種プリンターの分野でも広
く使われ応用されてきている。その中核となる感光体に
ついては、セレン、硫化カドミウム、酸化亜鉛に代表さ
れる無機系材料があるが、近年では、無公害性、高生産
性、材料設計の容易性及び将来性等の点から有機系材料
の開発が盛んに行われている。
適用される電子写真プロセスに応じた電気的、機械的、
更には光学的特性等の様々な特性が要求される。特に、
繰り返し使用される感光体にあっては、帯電−露光−現
像−転写−クリーニングといった電気的、機械的な力が
直接的又は間接的に繰り返し加えられるため、それらに
対する耐久性が要求される。
をバインダー樹脂に溶解又は分散して、塗膜を形成して
用いるのが通常である。その塗膜は、有機光導電材料と
バインダー樹脂を溶媒に溶解又は分散後、塗布乾燥して
形成される。バインダー樹脂としては、ポリメチルメタ
クリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のビニル
重合体及びその共重合体、ポリカーボネート、ポリエス
テル、ポリアリレート、ポリスルフォン、フェノキシ樹
脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の材料が用いられ
ている。
れ、価格も比較的安価に生産されるが、従来用いられて
いる樹脂を感光体に用いた場合、ソルベントクラックの
発生による画像不良という弊害が発生することがあり、
耐ソルベントクラック性の向上が望まれている。また、
低分子電荷輸送材料の含有により、バインダー樹脂が本
来有する機械的強度を低下させ、このことが感光体の摩
耗性劣化、傷、クラック等の原因で感光体の耐久性を損
なう場合があり改善の余地があった。
返し使用において安定した特性を持ち、かつ高い機械的
強度の達成し、耐摩耗性の高い電子写真感光体、この電
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。
支持体上に感光層を有する電子写真感光体において、感
光層を形成するための樹脂が、少なくとも下記一般式
(1)で示されるフルオレン構造を持つポリアリレート
樹脂の構成単位を含有する電子写真感光体、この電子写
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
置が提供される。
ル基又はアリール基、R3及びR4は水素原子、炭素数1
〜3のアルキル基又はアリール基を示す。ここで、アル
キル基はメチル基、エチル基又はプロピル基等を示し、
アリール基はフェニル基又はナフチル等を示す。
細に説明する。
(1)のR1及びR2がメチル基、R3及びR4が水素)を
有するフルオレンを持つポリアリレート樹脂は、電荷輸
送材料との相溶性に優れ、クラックの防止効果がより発
揮される。
すように他構造のビスフェノールと共重合することによ
り、樹脂の強度や樹脂の溶剤に対する溶解性を向上させ
ることが可能である。特に、一般式(4)に示されてい
るポリアリレート樹脂において、R15及びR16が共にメ
チル基、R17及びR18が共に水素、R19及びR20が共に
メチル基のポリアリレートと、一般式(2)で示される
フルオレン構造を持つポリアリレート樹脂を共重合した
系は、摩耗強度をより発現できる。
産性の高い浸漬塗布法による生産があるが、その際のバ
インダー樹脂の溶解性、溶液の保存性等の使用する系の
適合性によって、一般式(3)及び一般式(4)に示す
ようなポリアリレートとの共重合や他構造のポリアリレ
ート樹脂やポリカーボネート樹脂とのブレンドをするこ
とも可能であり、生産性向上等の特徴を持たせることも
できる。
ト樹脂を用いることで、クラックの防止効果を向上させ
ることができた。本発明における効果のメカニズムは十
分に解明されていないが、電荷輸送材料に用いられてい
る材料は、主に芳香環を多数有する低分子物質であり、
それらが樹脂中に分散され、樹脂に保持されるために
は、樹脂に芳香環をより多く導入することが有効である
と推測される。
リアリレートは、フタル酸部位の芳香環のみならずフル
オレン部位に多くの芳香環を有するため、電荷移動材料
の相溶性向上とクラックの防止効果が得られていて、更
にフルオレン部位が適度にポリマー鎖あるいはポリマー
鎖間の配置を制限することにより、電荷移動材料を樹脂
中に加えた場合の応力緩和が有効に働いていると考えら
れる。また、機械的強度に優れる他構造のポリアリレー
トと共重合させることにより、樹脂自身に耐摩耗性が付
与され、先に述べた電荷輸送材料との相溶性向上との相
乗効果により、感光体としての耐久性が向上していると
考えられる。
子量としてMw=10000〜200000が好まし
く、強度、生産性等の面から、50000〜15000
0が特に好ましい。
具体例を示すが、これらに限られるものではない。
は、一般式(1)と一般式(5)との共重合体として表
され、その具体例としては、上記した構成単位例(1−
1)〜(1−12)と次に示す一般式(5)の具体的な
構成単位例(5−1)〜(5−6)との共重合体として
表され、その組み合わせについては、限定されない。
(3)=95/5〜5/95において各々の特性の効果
を出すことができるが、本発明の耐摩耗性の効果をより
発現させるためには、80/20〜20/80とするこ
とが好ましい。分子量は、Mw=10000〜2000
00が好ましく、特に50000〜150000が好ま
しい。
体例を示すが、この構造に限定はされない。
リアリレートは、一般式(6)で表されるポリカーボネ
ートと混合して用いることも可能であり、耐摩耗性及び
感光体生産時の生産性や溶液の安定性等の向上される。
その混合比率は、一般式(1)/一般式(6)=5/9
5〜95/5で可能であり、効果を効率良く発現させる
ためには、20/80〜80/20が好ましい。
が、好ましくはMv=20000〜80000である。
以下に一般式(6)で示される構成単位の具体例を示
す。構造及び混合における組み合わせに限定はされな
い。
常法により合成されるが、一例として一般式(2)/構
成単位例(5−2)の共重合体の合成例を以下に示す。
(2)/構成単位例(5−2)(=3/7)を構成する
ビスフェノールモノマーを加えて溶解した。更に、重合
触媒としてトリメチルベンジルアンモニウムクロライド
を添加し攪拌した。別に、テレフタル酸クロライド/イ
ソフタル酸クロライドの等量混合物をジクロロメタンに
溶解させた。このジクロロメタン溶液を先に調製した水
酸化ナトリウム水溶液に攪拌しながら添加し、重合を開
始した。
ら、3時間攪拌を行った。その後、酢酸の添加により反
応を終了させ、水相が中性になるまで水で洗浄を繰り返
した。洗浄後、攪拌下のメタノールに滴下しポリマーを
沈殿させた。更に、ポリマーを真空乾燥させて本発明の
化合物を得た。
いて説明する。
輸送材料と電荷発生材料とを同一の層に含有する単層
型、電荷輸送材料を含有する電荷輸送層と電荷発生材料
を含有する電荷発生層とを有する積層型のいずれの場合
にも適用される。
ー樹脂及び溶媒は、用いる感光層における限定はなく、
バインダー樹脂に感光体を形成させるための材料(例え
ば、電荷発生材や電荷輸送材)を溶解及び分散させて用
いる層、例えば、積層型感光体においては、電荷発生
層、電荷輸送層、保護層に可能であり、単層型において
も可能である。
知られているものが使用可能であり、例えば、セレン−
テルル、ピリリウム、金属フタロシアニン、無金属フタ
ロシアニン、アントアントロン、ジベンズピレンキノ
ン、トリスアゾ、シアニン、ジスアゾ、モノアゾ、イン
ジゴ、キナクドリン等の各顔料が挙げられる。これらの
顔料は0.3〜4倍の重量のバインダー樹脂及び溶剤と
共にホモジナイザー、超音波分散、ボールミル、振動ミ
ル、サンドミルアトライター、ロールミル、液衝突型高
速分散機等を使用して、良く分散した分散液とする。積
層型感光体の場合、この液を塗布し、乾燥することによ
って電荷発生層が得られる。膜厚は5μm以下であるこ
とが好ましく、特には0.1〜2μmであることが好ま
しい。
でき、例えば、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、チアゾール系化合物等が挙げられる。これらの化合
物は、バインダー樹脂と共に溶剤に溶解し溶液とする。
積層型感光体の場合、この液を塗布し、乾燥することに
よって電荷輸送層が得られる。膜厚は5〜40μmであ
ることが好ましく、特には15〜30μmであることが
好ましい。
荷発生材や電荷輸送材を上述のようなバインダー樹脂に
分散し及び溶解した溶解した溶液を塗布し、乾燥するこ
とによって形成することができる。膜厚は5〜40μm
であることが好ましく、特には15〜30μmであるこ
とが好ましい。
ー樹脂を溶剤に溶解した溶液を、塗布し乾燥することに
より得られる。必要に応じて電子写真感光体の材料や、
抵抗値の制御のための導電材、潤滑性を持たせるための
滑材等の添加することもできる。保護層を設けない感光
体においては、その表面層に酸化防止材や滑材等を必要
に応じて用いることができる。
層、あるいは導電層と感光層の間に必要に応じて接着機
能及び電荷バリアー機能を有する中間層を設けることが
できる。中間層の材料としては、例えば、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、溶剤に溶解して塗
布し乾燥される。中間層の膜厚は0.05〜5μmであ
ることが好ましく、特には0.2〜1μmであることが
好ましい。また、溶剤と中間層の材料との割合(重量
比)は1/0.5〜1/2であることが好ましい。
なく、浸漬塗布法、スプレー塗布法、バーコート法等の
通常知られている手段で使用できる。
ロセスカートリッジを用いた電子写真装置の概略構成を
示す。
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又は負の所定電位の
均一帯電を受け、次いで、スリット露光やレーザービー
ム走査露光等の露光手段(不図示)から出力される目的
の画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して強
調変調された露光光4を受ける。こうして感光体1の周
面に対し、目的の画像情報に対応した静電潜像が順次形
成されていく。
によりトナー現像され、現像されたトナー像は、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
回転と同期して取り出されて給紙された転写材7に、感
光体1の表面に形成担持されているトナー画像が転写手
段6により順次転写されていく。
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画像形成物(プリント、コピー)と
して装置外へプリントアウトされる。
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、繰り返し画像形成に使用され
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。
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自在に構成してもよい。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の少なくとも一つを感光体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自在なプロセスカートリッジ1
1とすることができる。
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。
機に利用するのみならず、レーザービームプリンター、
CRT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の電子写真応用分野にも広く用いる
ことができる。
明する。実施例中「部」は重量部を表す。
ルミニウムシリンダー上に、以下の材料より構成される
塗料を浸漬塗布法にて塗布し、140℃で30分熱硬化
することにより、膜厚が15μmの導電層を形成した。
ル化ナイロン3部及び共重合ナイロン3部をメタノール
65部/n−ブタノール30部の混合溶剤に溶解した溶
液を浸漬塗布法で塗布し、乾燥することによって、膜厚
が0.5μmの中間層を形成した。
ック角(2θ±0.2゜)の9.0°、14.2°、2
3.9°、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4部、ポリビニルブチラール(商
品名:エスレックBM2、積水化学製)2部及びシクロ
ヘキサノン60部を1mmφガラスビーズを用いたサン
ドミル装置で4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調製した。この分散液を中
間層上に浸漬塗布法で塗布し、乾燥することによって、
膜厚が0.1μmの電荷発生層を形成した。
化合物(Mw=75000)10部をモノクロロベンゼ
ン50部/ジクロロメタン30部の混合溶剤に溶解し電
荷輸送層用の塗布液を得た。塗布液を浸漬塗布法で塗布
し、120℃にて1時間乾燥し、膜厚27μmの電荷輸
送層を形成した。
ノン(株)製複写機GP210(接触帯電方式)を用い
た。まず、初期電位を測定した。暗部電位Vd=−70
0Vとして、明部電位Vl=−200Vとした。A4サ
イズの普通紙を1枚複写ごとに1度停止するを間欠モー
ドにて10000枚の複写を行い、その後、感光体膜厚
の摩耗量を測定した。
せて72時間放置し、顕微鏡観察(100倍)によりソ
ルベントクラックの有無を観察した。観察点を10点の
観察を行い、全ての観察点にクラックが全く無かったも
のを「○」、1ヶの観察点でのみ発生があったものを
「△」、2ヶ以上の観察点で発生のあったものを「×」
とした。
脂として構成単位例(1−10)(Mw=78000)
とした以外は、実施例1と同様に感光体を作製した。
脂として構成単位例(1−12)(Mw=70000)
とした以外は、実施例1と同様に感光体を作製した。
脂として構成単位例(1−1)/(5−1)=50/5
0の共重合体(Mw=80000)とした以外は、実施
例1と同様に感光体を作製した。
脂として構成単位例(1−1)/(5−2)=50/5
0の共重合体(Mw=80000)とした以外は、実施
例1と同様に感光体を作製した。
脂として構成単位例(1−1)/(5−2)=70/3
0の共重合体(Mw=80000)を5部、構成単位例
(5−2)のポリアリレート樹脂を5部とした以外は、
実施例1と同様に感光体を作製した。
脂として構成単位例(1−1)/(5−2)=30/7
0の共重合体(Mw=80000)を5部、構成単位例
(6−5)で示されるポリカーボネートZ(三菱瓦斯化
学製ユーピロンZ200)5部とした以外は、実施例1
と同様に感光体を作製した。
脂として構成単位例(5−1)で示されるポリアリレー
ト(Mw=70000)とした以外は、実施例1と同様
に感光体を作製した。
脂として下記構造式(7)のポリアリレート(Mw=7
0000)とした以外は、実施例1と同様に感光体を作
製した。
機械的耐久性(耐摩耗性)及び優れた耐ソルベントクラ
ック性を示した。また、比較例2に示した無置換のフル
オレン型のポリマーと本発明の置換型とを比較しても、
耐摩耗性、耐ソルベントクラック性において優位性を示
した。すなわち置換基を導入することにより、ポリマー
鎖及びポリマー間においてそれらの立体的配置が適度に
制限され適当な配置になっていると推測される。更に、
その配置によってポリマー中における有機光導電材料と
の親和性性が高まり、感光層としての耐摩耗性の向上、
ソルベントクラックを誘発するポリマー鎖及びポリマー
間の絡み合いにおける応力の発生を緩和していると推測
される。本発明に示したポリアリレート樹脂の優位性は
示された。
を持つポリアリレート樹脂を用いることで、繰り返し使
用における耐摩耗性の向上及び耐ソルベントクラック性
が向上した電子写真感光体、この電子写真感光体を有す
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
が可能となった。
トリッジを用いる電子写真装置の概略構成の例を示す図
である。
Claims (8)
- 【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、該感光層を形成するための樹脂が、
少なくとも下記一般式(1)で示されるポリアリレート
樹脂の構成単位を含有することを特徴とした電子写真感
光体。 【化1】 (式中、R1及びR2は炭素数1〜3のアルキル基又はア
リール基、R3及びR4は水素原子、炭素数1〜3のアル
キル基又はアリール基を示す) - 【請求項2】 前記感光層を形成するための樹脂が、少
なくとも下記一般式(2)で示されるポリアリレート樹
脂である請求項1に記載の電子写真感光体。 【化2】 - 【請求項3】 前記感光層を形成するための樹脂が、少
なくとも下記一般式(3)で示される構成単位のポリア
リレート共重合体である請求項1に記載の電子写真感光
体。 【化3】 (式中、R5及びR6は炭素数1〜3のアルキル基又はア
リール基、R7及びR8は水素原子、炭素数1〜3のアル
キル基又はアリール基を示す。R9〜R12は水素原子、
炭素数1〜5のアルキル基、アリール基、炭素数1〜5
のアルコキシ基又はハロゲン原子を示す。また、X1は
単結合、−CR13R14−を示す。R13及びR14は水素原
子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基又はR13と
R14が結合することによって形成させるアルキリデン基
を示す、m及びnは正の整数を示す) - 【請求項4】 前記感光層を形成するための樹脂が、少
なくとも下記一般式(4)で示される構成単位のポリア
リレート共重合体である請求項2に記載の電子写真感光
体。 【化4】 (式中、R15〜R18は水素原子、炭素数1〜5のアルキ
ル基、アリール基、炭素数1〜5のアルコキシ基又はハ
ロゲン原子を示す。また、X2は単結合、−CR1 9R20
−を示す。R19及びR20は水素原子、ハロゲン原子、ア
ルキル基、アリール基又はR19とR20が結合することに
よって形成させるアルキリデン基を示す、s及びtは正
の整数を示す) - 【請求項5】 前記感光層を構成する樹脂が、少なくと
も下記一般式(5)で示されるポリアリレート樹脂の構
成単位を含有している請求項1〜4のいずれかに記載の
電子写真感光体。 【化5】 (式中、R21〜R24は水素原子、炭素数1〜5のアルキ
ル基、アリール基、炭素数1〜5のアルコキシ基又はハ
ロゲン原子を示す。また、X3は単結合、−CR2 5R26
−を示す。R25及びR26は水素原子、ハロゲン原子、ア
ルキル基、アリール基又はR25とR26が結合することに
よって形成させるアルキリデン基を示す) - 【請求項6】 前記感光層を構成する樹脂が、少なくと
も下記一般式(6)で示されるポリカーボネート樹脂の
構成単位を含有している請求項1〜4のいずれかに記載
の電子写真感光体。 【化6】 (式中、R27〜R30は水素原子、炭素数1〜5のアルキ
ル基、アリール基、炭素数1〜5のアルコキシ基又はハ
ロゲン原子を示す。また、X4は単結合、−CR3 1R32
−を示す。R31及びR32は水素原子、ハロゲン原子、ア
ルキル基、アリール基又はR31とR32が結合することに
よって形成させるアルキリデン基を示す) - 【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の電子写
真感光体を、該電子写真感光体を帯電させる帯電手段、
静電潜像の形成された電子写真感光体をトナーで現像す
る現像手段、及び転写工程後の感光体上に残余するトナ
ーを回収するクリーニング手段からなる群より選ばれた
少なくとも一つの手段と共に一体に支持し、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8】 請求項1〜6のいずれかに記載の電子写
真感光体、該電子写真感光体を帯電させる帯電手段、帯
電した電子写真感光体に対し露光を行い静電潜像を形成
する露光手段、静電潜像の形成された電子写真感光体を
トナーで現像する現像手段、及び転写材上のトナー像を
加熱転写する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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|---|---|---|---|
| JP02772999A JP3740310B2 (ja) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | 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 |
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|---|---|
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