(57)【要約】【課題】カラー系高速機でのクリーニング不良を改善し、良好な電子写真特性を有するカートリッジおよび該プロセスカートリッジを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】クリーニング手段が、線圧０．７８Ｎ／ｃｍ以上の当接圧をもって感光体表面に当接された弾性ブレードから成り、かつ電子写真感光体の表面層が少なくとも電荷輸送物質および窒素原子を含有しないバインダー樹脂を含有し、かつ該電子写真感光体の表面層のガラス転移温度が１３０℃以上であり、かつ該電荷輸送物質と該バインダー樹脂の比率が７／１０〜１５／１０であることを特徴とするプロセスカートリッジおよび該プロセスカートリッジを備えた画像形成装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーニング手段が線圧０．７８Ｎ／ｃｍ以上の当接圧をもって電子写真感光体表面に当接された弾性ブレードから成り、かつ電子写真感光体の表面層が少なくとも電荷輸送物質および窒素原子を含有しないバインダー樹脂を含有し、かつ該電子写真感光体の表面層のガラス転移温度が１３０℃以上であり、かつ該電荷輸送物質と該バインダー樹脂の比率が７／１０〜１５／１０であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
前記電荷輸送物質とバインダー樹脂の比率が１３／１０〜１５／１０であることを特徴とする請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項３】
前記表面層のガラス転移温度が、１３０℃以上２００℃以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項４】
前記バインダー樹脂が、熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記電荷輸送物質の少なくとも１種は、下記式（１）で示される構造を有し、かつ、重量平均分子量が１５００〜４０００である電荷輸送物質であり、
該感光層に含有される電荷輸送物質の全質量に対して、下記式（１）で示される構造を有し、かつ、重量平均分子量が１５００〜４０００である電荷輸送物質が占める割合が、９０質量％〜１００質量％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【化１】
2006343658.tif 000015
（式中、Ａｒ１０１〜Ａｒ１０８はそれぞれ独立して置換または無置換の一価の芳香族炭化水素環基、または、置換または無置換の一価の芳香族複素環基を示し、Ｚ１１〜Ｚ１５はそれぞれ独立して置換または無置換の二価の芳香族炭化水素環基、または、置換または無置換の二価の芳香族複素環基を示す。）
【請求項６】
前記電荷輸送物質の少なくとも１種は、下記式（２）で示される構造を有し、かつ、重量平均分子量が１５００〜４０００である電荷輸送物質であり、
該感光層に含有される電荷輸送物質の全質量に対して、下記式（２）で示される構造を有し、かつ、重量平均分子量が１５００〜４０００である電荷輸送物質が占める割合が、９０質量％〜１００質量％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【化２】
2006343658.tif 000016
（式中、Ａｒ２０１〜Ａｒ２０９はそれぞれ独立して置換または無置換の一価の芳香族炭化水素環基、または、置換または無置換の一価の芳香族複素環基を示し、Ｚ２１〜Ｚ２６はそれぞれ独立して置換または無置換の二価の芳香族炭化水素環基、または、置換または無置換の二価の芳香族複素環基を示す。）
【請求項７】
前記電荷輸送物質の少なくとも１種は、下記式（３）で示される構造を有し、かつ、重量平均分子量が１５００〜４０００である電荷輸送物質であり、
該感光層に含有される電荷輸送物質の全質量に対して、下記式（３）で示される構造を有し、かつ、重量平均分子量が１５００〜４０００である電荷輸送物質が占める割合が、９０質量％〜１００質量％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【化３】
2006343658.tif 000017
（式中、Ａｒ３０１〜Ａｒ３１０はそれぞれ独立して置換または無置換の一価の芳香族炭化水素環基、または、置換または無置換の一価の芳香族複素環基を示し、Ｚ３１〜Ｚ３７はそれぞれ独立して置換または無置換の二価の芳香族炭化水素環基、または、置換または無置換の二価の芳香族複素環基を示す。）
【請求項８】
前記電荷輸送物質の少なくとも１種は、下記式（４）で示される構造を有し、かつ、重量平均分子量が１５００〜４０００である電荷輸送物質であり、
該感光層に含有される電荷輸送物質の全質量に対して、下記式（４）で示される構造を有し、かつ、重量平均分子量が１５００〜４０００である電荷輸送物質が占める割合が、９０質量％〜１００質量％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【化４】
2006343658.tif 000018
（式中、Ａｒ４０１〜Ａｒ４１１はそれぞれ独立して置換または無置換の一価の芳香族炭化水素環基、または、置換または無置換の一価の芳香族複素環基を示し、Ｚ４１〜Ｚ４８はそれぞれ独立して置換または無置換の二価の芳香族炭化水素環基、または、置換または無置換の二価の芳香族複素環基を示す。）
【請求項９】
前記電荷輸送物質の少なくとも１種は、下記式（５）で示される構造を有し、かつ、重量平均分子量が１５００〜４０００である電荷輸送物質であり、
該感光層に含有される電荷輸送物質の全質量に対して、下記式（５）で示される構造を有し、かつ、重量平均分子量が１５００〜４０００である電荷輸送物質が占める割合が、９０質量％〜１００質量％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【化５】
2006343658.tif 000019
（式中、Ａｒ５０１〜Ａｒ５１２はそれぞれ独立して置換または無置換の一価の芳香族炭化水素環基、または、置換または無置換の一価の芳香族複素環基を示し、Ｚ５１〜Ｚ５９はそれぞれ独立して置換または無置換の二価の芳香族炭化水素環基、または、置換または無置換の二価の芳香族複素環基を示す。）
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のプロセスカートリッジを有し、かつプロセススピードが１００ｍｍ／ｓｅｃ以上であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスカートリッジおよび該プロセスカートリッジを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真装置に用いられる電子写真感光体材料として、高生産性、材料設計の容易性および将来性の観点から、有機光導電性物質の開発が盛んに行われている。電子写真感光体としての機能性に関しては、無機電子写真感光体より優れた電子写真感光体が生産されるに至ったが、有機電子写真感光体における高感度化や繰り返し使用時の画像の安定性、耐久性という点において更なる改善が望まれている。
【０００３】
特許文献１においては、表面層のガラス転移点が１０５℃以上で、純水に対する接触角が９０°以上である電子写真感光体が開示されている。
【０００４】
次に、画像形成工程について説明する。
【０００５】
プリント開始の信号により、電子写真感光体は一定方向に駆動される。ローラあるいはコロナなどの帯電手段により、感光体表面を一定の電位まで帯電する。このときの感光体の電位をＶｄ電位とよぶ。さらに、露光装置により、コントローラからの信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザ光を感光体の長手方向に走査しながら、感光体表面に照射（露光）する。このときの感光体の電位をＶＬ電位とよぶ。光照射位置は露光量に応じた分だけ、チャージダウンするため、感光体表面に静電潜像が形成される。
【０００６】
続いて、現像装置により、感光体表面の静電潜像にトナーを付着させて現像し、可視化する。例えば、現像装置は、感光体に当接配置させ、感光体の移動方向に対して順方向に一定の周速差で回転している弾性ローラ、および弾性ローラにトナーを薄層コートさせ、かつ、トナーに一定の電荷を与えるトナー規制部材などで構成されている。弾性ローラの表面電位をＶｄ電位とＶＬ電位の間の適当な値となるように制御することにより、感光体上のＶＬ部のみに、帯電されたトナーが付着し、トナー像が形成される。
【０００７】
続いて、感光体上に形成されたトナー像の転写材への転写方法について、カラー高速機に多く用いられるタンデム型の画像形成装置を例に挙げて述べる。
【０００８】
４つの感光体すべてに当接し、かつ感光体の移動方向に対して順方向に略同速度で移動する転写材搬送手段である転写ベルトを配置する。
【０００９】
また、転写ベルトの裏面の感光体との対向部にそれぞれ４つの転写手段を配置する。転写手段としては、弾性ローラ、コロナ、ブレード、ブラシなどが挙げられる。トナー像の転写材への転写は、それぞれの転写手段に独立で適当な正のＤＣバイアスを印加することにより行う。
【００１０】
給紙された転写材は転写ベルトへと搬送され、転写ベルトに当接配置された吸着手段である吸着ローラに正負いずれかのＤＣバイアスを印加することにより、転写ベルトに対し静電吸着される。吸着されたままの転写材は各感光体対向部に搬送される。ここで、転写部材に印加した正のＤＣバイアスの作用により、感光体と転写材の間に電界が形成され、トナー像が順に転写材に転写されることになる。４色の転写がすべて完了した後、転写材は転写ベルトから分離される。
【００１１】
ところで、現在の技術では、転写材にトナーを１００％移し替えることはできない。感光体に残ったトナーは、ブレード、ブラシなどのクリーニング手段により感光体から機械的に除去している。
【００１２】
また、感光体からのトナーの離型性を高め、トナーの転写性を向上させるために、懸濁重合法で製造した球形に近いトナーを用いることが提案されている。
【００１３】
しかし、この方法によって得られるトナーの形状が実質的に真球状であることから、ブレードクリーニングを行う際にトナー粒子のすりぬけによるクリーニング不良が発生し、複写画像の品質を著しく損うことがある。
【００１４】
そこで、このように重合法で製造されたトナーを搭載する画像形成装置においては、クリーニングブレードの感光体に対する線圧を高め、クリーニング性能を向上させることが多い。
【００１５】
転写工程の終了した転写材は定着ユニットへと搬送され、一対のローラからなる加熱加圧する手段を用いてトナー像を転写材に永久固定する。
【特許文献１】特開２０００−２０６７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記のようなカラー高速機においては、高温高湿環境にてクリーニングブレード圧が大きいことに起因したクリーニングブレードめくれが発生し、画像不良を引き起こすことがあり、特に電子写真感光体の耐久性との両立が課題となっている。
【００１７】
本発明は、クリーニング不良に起因する画像欠陥が発生せず、良好な電子写真特性を維持することができるプロセスカートリッジおよび該プロセスカートリッジを備えた画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明者らは鋭意検討の結果、電子写真感光体表面層のガラス転移温度、電荷輸送物質とバインダー樹脂の混合比に着目し、双方を特定の範囲のものとすることにより、クリーニングブレードめくれによるクリーニング不良を抑制し、良好な電子写真特性を有するプロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供することができることを見出し、本発明を完成させた。
【００１９】
即ち、本発明は以下の通りである。
【００２０】
（１）クリーニング手段が線圧０．７８Ｎ／ｃｍ以上の当接圧をもって電子写真感光体表面に当接された弾性ブレードから成り、かつ電子写真感光体の表面層が少なくとも電荷輸送物質および窒素原子を含有しないバインダー樹脂を含有し、かつ該電子写真感光体の表面層のガラス転移温度が１３０℃以上であり、かつ該電荷輸送物質と該バインダー樹脂の比率が７／１０〜１５／１０であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【００２１】
（２）前記電荷輸送物質とバインダー樹脂の比率が１３／１０〜１５／１０であることを特徴とする（１）に記載のプロセスカートリッジ。
【００２２】
（３）前記表面層のガラス転移温度が、１３０℃以上２００℃以下であることを特徴とする（１）または（２）に記載のプロセスカートリッジ。
【００２３】
（４）前記バインダー樹脂が、熱可塑性樹脂であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【００２４】
（５）前記電荷輸送物質の少なくとも１種は、下記式（１）で示される構造を有し、かつ、重量平均分子量が１５００〜４０００である電荷輸送物質であり、
該感光層に含有される電荷輸送物質の全質量に対して、下記式（１）で示される構造を有し、かつ、重量平均分子量が１５００〜４０００である電荷輸送物質が占める割合が、９０質量％〜１００質量％であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【００２５】
【化６】
2006343658.tif 000002
【００２６】
（式中、Ａｒ１０１〜Ａｒ１０８はそれぞれ独立して置換または無置換の一価の芳香族炭化水素環基、または、置換または無置換の一価の芳香族複素環基を示し、Ｚ１１〜Ｚ１５はそれぞれ独立して置換または無置換の二価の芳香族炭化水素環基、または、置換または無置換の二価の芳香族複素環基を示す。）
（６）前記電荷輸送物質の少なくとも１種は、下記式（２）で示される構造を有し、かつ、重量平均分子量が１５００〜４０００である電荷輸送物質であり、
該感光層に含有される電荷輸送物質の全質量に対して、下記式（２）で示される構造を有し、かつ、重量平均分子量が１５００〜４０００である電荷輸送物質が占める割合が、９０質量％〜１００質量％であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【００２７】
【化７】
2006343658.tif 000003
【００２８】
（式中、Ａｒ２０１〜Ａｒ２０９はそれぞれ独立して置換または無置換の一価の芳香族炭化水素環基、または、置換または無置換の一価の芳香族複素環基を示し、Ｚ２１〜Ｚ２６はそれぞれ独立して置換または無置換の二価の芳香族炭化水素環基、または、置換または無置換の二価の芳香族複素環基を示す。）
（７）前記電荷輸送物質の少なくとも１種は、下記式（３）で示される構造を有し、かつ、重量平均分子量が１５００〜４０００である電荷輸送物質であり、
該感光層に含有される電荷輸送物質の全質量に対して、下記式（３）で示される構造を有し、かつ、重量平均分子量が１５００〜４０００である電荷輸送物質が占める割合が、９０質量％〜１００質量％であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【００２９】
【化８】
2006343658.tif 000004
【００３０】
（式中、Ａｒ３０１〜Ａｒ３１０はそれぞれ独立して置換または無置換の一価の芳香族炭化水素環基、または、置換または無置換の一価の芳香族複素環基を示し、Ｚ３１〜Ｚ３７はそれぞれ独立して置換または無置換の二価の芳香族炭化水素環基、または、置換または無置換の二価の芳香族複素環基を示す。）
（８）前記電荷輸送物質の少なくとも１種は、下記式（４）で示される構造を有し、かつ、重量平均分子量が１５００〜４０００である電荷輸送物質であり、
該感光層に含有される電荷輸送物質の全質量に対して、下記式（４）で示される構造を有し、かつ、重量平均分子量が１５００〜４０００である電荷輸送物質が占める割合が、９０質量％〜１００質量％であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【００３１】
【化９】
2006343658.tif 000005
【００３２】
（式中、Ａｒ４０１〜Ａｒ４１１はそれぞれ独立して置換または無置換の一価の芳香族炭化水素環基、または、置換または無置換の一価の芳香族複素環基を示し、Ｚ４１〜Ｚ４８はそれぞれ独立して置換または無置換の二価の芳香族炭化水素環基、または、置換または無置換の二価の芳香族複素環基を示す。）
（９）前記電荷輸送物質の少なくとも１種は、下記式（５）で示される構造を有し、かつ、重量平均分子量が１５００〜４０００である電荷輸送物質であり、
該感光層に含有される電荷輸送物質の全質量に対して、下記式（５）で示される構造を有し、かつ、重量平均分子量が１５００〜４０００である電荷輸送物質が占める割合が、９０質量％〜１００質量％であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【００３３】
【化１０】
2006343658.tif 000006
【００３４】
（式中、Ａｒ５０１〜Ａｒ５１２はそれぞれ独立して置換または無置換の一価の芳香族炭化水素環基、または、置換または無置換の一価の芳香族複素環基を示し、Ｚ５１〜Ｚ５９はそれぞれ独立して置換または無置換の二価の芳香族炭化水素環基、または、置換または無置換の二価の芳香族複素環基を示す。）
（１０）（１）〜（９）のいずれかに記載のプロセスカートリッジを有し、かつプロセススピードが１００ｍｍ／ｓｅｃ以上であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、クリーニングブレード圧が高く設定されたカラー高速機においても、クリーニング不良に起因する画像欠陥が発生せず良好な電子写真特性を有するプロセスカートリッジおよび該プロセスカートリッジを備えた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明を更に詳細に説明する。
【００３７】
まず、図１を参照してタンデム方式カラー画像形成装置について説明する。
【００３８】
画像形成装置中央部に電子写真感光体を４つ、転写材搬送手段である静電転写ベルト４の転写材搬送方向に沿って、等間隔で配置している。そして、それぞれの感光体（感光ドラム）１に対応させて、帯電ローラ５、露光装置７、現像装置８、およびクリーニングブレード１１を配置する。現像装置８内には、静電転写ベルト４の転写材搬送方向上流側からマゼンタトナー、シアントナー、イエロートナー、ブラックトナーがそれぞれ充填されている。
【００３９】
帯電ローラ５はその両端芯金部をバネ加圧し、表層を感光体１に当接させ、感光体１に対して従動回転させる。帯電ローラ５の芯金部に放電開始電圧以上のバイアスを印加すると、帯電ローラ５と感光ドラム１のニップ近傍で放電が発生する。それにより、感光体１の電荷輸送層表面には電荷が蓄積される。
【００４０】
本発明においては、帯電ローラによる接触帯電方式の他に、レーヨンやナイロンを材質としたブラシを用いた接触帯電方式、磁気粒子ブラシを用いた接触注入帯電方式、コロナ帯電器を用いた非接触帯電方式も選択可能である。
【００４１】
帯電ローラ５の放電によりＶｄ電位に保たれた感光体１表面に、露光装置７を用い、図示しないコントローラからの信号に基づいて、光源をＯＮ／ＯＦＦ制御しながら、走査露光することにより、静電潜像を形成する。
【００４２】
本発明の光学系においては、レーザ走査型、ＬＥＤを用いたリニアアレイ光源型のどちらも使用可能である。
【００４３】
その後、感光体１と対向する位置に配置した現像装置８により、感光ドラム１上の静電潜像を可視化する処理を行う。それは、以下のようにして行っている。現像装置８内にはトナーが蓄えられている。これらのトナーは、図示しない撹拌部材などにより、感光体１に対し当接配置され、感光体１回転方向に対して、順方向に周速差をもって回転している現像ローラ３に供給される。
【００４４】
現像ローラ３は例えば金属の芯金を導電性弾性ゴムで覆い、その上に誘電層をコートしたものなどが用いられる。現像ローラ３上の感光体１当接部の上流側にトナー規制ブレード２３をカウンタ方向に当接させ、現像ローラ３上にトナーを薄層コートする。
【００４５】
また、トナー規制ブレード２３には、トナーが通過する際に、トナーを負に一定量帯電させる役割もある。トナー規制ブレード２３としては、例えば、リン青銅やＳＵＳなどの弾性を有する金属の板バネ、あるいは金属板バネにより支持されたウレタンゴム、シリコンゴム、さらには、ゴム表面をナイロンコートしたものなどが用いられる。そうして、現像ローラ３の芯金部に、ＶｄとＶＬの間の適当なバイアス（以下、「現像バイアス」という）を印加する。これにより、感光体１と現像ローラ３の間に形成される電界の作用により、感光体１上のＶＬ部分に対応する現像ローラ３上のトナーだけが、感光体１上に転移し、トナー像が形成され、現像工程が完了する。
【００４６】
本発明においては、非磁性一成分トナーを用いた接触現像方式の他に、同じ非磁性一成分トナーを用いた非接触ジャンピング現像方式、二成分現像剤を用いた接触型二成分磁気ブラシ現像方式を使用することも可能である。
【００４７】
続いて、感光体１上に形成されたトナー像の転写材への転写方法について述べる。転写ベルト４を４つの感光体１すべてに対し当接するように配置する。転写ベルト４は駆動ローラ１４およびテンションローラ１３の２本のローラにより支持されており、適当なテンションが維持されるようになっている。駆動ローラ１４を駆動させることにより転写ベルト４は感光体１に対して順方向に略同速度で移動する。
【００４８】
また、転写ベルト４の裏面の感光体１との対向部にそれぞれ転写部材１２を当接配置する。ｔ１〜ｔ４は感光体１と転写部材１２の当接部（ニップ部）である。転写部材１２としては、ローラ、ブレード、ブラシ、コロナなどの多様な部材を用いることができる。転写ローラ１２は感光体１に当接させ、転写ベルト４の移動方向に対して、順方向に略同速度で回転させる。トナー像の転写材への転写に際しては、それぞれの転写部材１２に独立で適当な正のＤＣバイアスを印加するようにする。
【００４９】
転写部材１２に印加した正のＤＣバイアスの作用で、転写電界が発生し各色のトナー像が順に転写材に転写される。４色の転写がすべて完了した後、転写材はテンションローラ１３の近傍で曲率分離される。
【００５０】
図１中、２０は給紙トレイ、２１は給紙ローラ、１９は吸着ローラ、１５は分離帯電器、ｔ１〜ｔ４は感光体１と転写部材１２の当接部（ニップ部）である。
【００５１】
本件においては、中間転写体を有する中間転写方式も選択可能である。
【００５２】
感光体上に形成されたトナー画像は、感光体と中間転写ベルトとのニップ部を通過する過程で、中間転写ベルトに印加した一次転写バイアスにより形成される電界によって、中間転写ベルトの外周面に転写されていく（一次転写、中間転写）。
【００５３】
タンデム型画像形成装置においては、順次中間転写ベルト上に重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー画像が形成される。
【００５４】
中間転写ベルト上に重畳転写された４色のトナー像は、中間転写ベルトに給紙された転写材に転写される。バイアスが印加された転写ローラを中間転写ベルトに転写材を挟んで当接することにより、中間転写ベルト上の４色のトナー画像が一括して転写材に転写される（二次転写）。
【００５５】
また、感光体上で帯電、露光、現像の各記録工程を４回繰り返して４色の重ね画像を形成した後、一括して転写体に転写するＫＮＣプロセスも選択可能である。
【００５６】
転写工程後に感光体１上に残ったトナーは、このまま放置すると、次回転目に転写材に転写され、画像の乱れが発生する。それを防止するため、感光体１の回転方向に対して、カウンタの向きで、クリーニングブレード１１を当接し、転写残トナーを感光体１から機械的に除去する。クリーニングブレード１１により除去されたトナーは廃トナー回収部１０に回収される。
【００５７】
さらに、転写材は定着手段９へ搬送され、トナー像が定着ローラ９ａおよび加圧ローラ９ｂにより加熱および加圧されて、転写材に永久固定される。
【００５８】
なお、現像装置８、電子写真感光体である感光ドラム１、帯電ローラ５、廃トナー回収部１０、およびクリーニングブレード１１を一体的にプロセスカートリッジとして装置本体に対して着脱自在の構成とする。
【００５９】
本発明においては、クリーニングブレードは０．７８Ｎ／ｃｍ以上の当接圧をもって感光体表面に当接される。また、クリーニングブレードはポリウレタンゴムなどから成り感光体の回転方向に対してカウンタ方向に当接され、感光体に対する設定角が１０°〜３０°であり、ゴムの弾性率は４．５〜１０ＭＰａ、感光体方向への侵入量は０．７〜１．５ｍｍである。
【００６０】
必要に応じて、前露光灯（イレーサーランプ）を搭載してもよい。前露光による全面露光で除電を受けて前の作像過程で残った電気的メモリの消去がなされる。
【００６１】
次に、本発明に用いる電子写真感光体の構成について説明する。
【００６２】
本発明の電子写真感光体の感光層としては、電荷発生物質と電荷輸送物質を単一の層に含有する単層型感光層と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層と電荷発生物質を含有する電荷発生層に機能分離した機能分離型（積層型）感光層のどちらの形態でもいいが、電子写真特性の点で、機能分離型（積層型）が好ましく、支持体側から電荷発生層、電荷輸送層の順に積層した機能分離型（積層型）がより好ましい。以下、機能分離型（積層型）と表現する場合は、支持体側から電荷発生層、電荷輸送層の順に積層したものを意味する。
【００６３】
本発明の電子写真感光体に用いる支持体としては、導電性を有するものであればいずれのものでもよく、例えば、アルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛、ステンレスなどの金属をドラムまたはシート状に成型したもの、アルミニウムや銅などの金属箔をプラスチックフィルムにラミネートしたもの、アルミニウム、酸化インジウム、酸化スズなどをプラスチックフィルムに蒸着したものなどが挙げられる。
【００６４】
ＬＢＰなど画像入力がレーザ光の場合は、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、カーボンブラック、金属粒子などの導電性粒子をバインダー樹脂に分散させて形成することができる。
【００６５】
導電層の膜厚は、５〜４０μｍが好ましく、１０〜３０μｍがより好ましい。
【００６６】
また、支持体または導電層の上に、接着機能を有する中間層を設けてもよい。
【００６７】
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、ポリエーテルウレタンなどが挙げられる。これらを適当な溶剤に溶解して支持体または導電層上に塗布し、中間層が形成される。
【００６８】
中間層の膜厚は、０．０５〜５μｍが好ましく、０．３〜１μｍがより好ましい。
【００６９】
機能分離型（積層型）感光層の場合、支持体、導電層、または中間層の上には電荷発生層が形成される。
【００７０】
電荷発生層は、電荷発生物質を０．３〜４倍量の質量のバインダー樹脂および溶剤とともにホモジナイザー、超音波分散、ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミルおよび液衝突型高速分散機などの方法でよく分散し、分散液を塗布、乾燥させて形成される。
【００７１】
電荷発生層の膜厚は、５μｍ以下が好ましく、０．１〜２μｍがより好ましい。
【００７２】
電荷発生物質としては、通常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、キナクドリンなどの各顔料が挙げられる。
【００７３】
これらの顔料は０．３〜４倍の質量のバインダー樹脂および溶剤ともにホモジナイザー、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などを使用して、良く分散した分散液とする。機能分離型（積層型）感光層の場合、この分散液を支持体、導電層、または中間層上に塗布し、乾燥することによって電荷発生層が得られる。
【００７４】
機能分離型（積層型）感光層の場合、電荷発生層の上には電荷輸送層が形成される。
【００７５】
電荷輸送層は電荷輸送物質と窒素原子を含有しないバインダー樹脂を溶剤に溶解させ塗布液とし、この塗布液を電荷発生層上に塗布後、乾燥することによって作製される。
【００７６】
電荷輸送層の構成を、トリアリールアミン構造を多数個含有するポリマー型の高分子電荷輸送物質のみの構成にすれば、製造コストが大幅に上昇し、かつ塗工液のハンドリングが困難になるので、本発明においては、電荷輸送層は電荷輸送物質と窒素原子を含有しないバインダー樹脂から構成される。
【００７７】
本発明の電荷輸送層のガラス転移温度は１３０℃以上である。好ましくは、電荷輸送層のガラス転移温度は１３０℃以上２００℃以下である。ガラス転移温度が１３０℃未満であれば、クリーニングブレード圧が高いカラー高速機であれば耐摩耗性および耐傷性が十分に得られないことがある。
【００７８】
また、本発明において、電荷輸送物質の分子量が１５００〜４０００であって、上記式（１）〜（５）で示される電荷輸送物質が占める割合が、感光層に含有される電荷輸送物質の全質量に対して９０質量％〜１００質量％であることも、上記特性の向上が図られている要因であると考えられる。これは、上記式（１）〜（５）で示される電荷輸送物質以外の電荷輸送物質の占める割合が、感光層に含有される電荷輸送物質の全質量に対して１０質量％を超えると、上記電荷輸送物質が有する高感度化に寄与する特性が妨げられると考えられる。同様の理由から、同時に画像安定性、特に高湿環境下での画像安定性に関しても、本発明で使用する電荷輸送物質は優位性を有していると考えられる。また、電子写真感光体の耐久寿命の向上に関しても、上記式（１）〜（５）で示される電荷輸送物質以外の低分子量成分の電荷輸送物質の存在が機械的強度の低下を生むと考えられる。分子量（重量平均分子量）の測定方法は限定されないが、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）において、ポリスチレン換算による重量平均分子量（Ｍｗ）を測定することが、容易な測定方法の一例として挙げられる。
【００７９】
塗布液中の電荷輸送物質とバインダー樹脂の比率（電荷輸送物質／バインダー樹脂）は、質量比で７／１０〜１５／１０が好ましく、電子写真感光体の電荷輸送特性、あるいはカラー高速機で使用された際のクリーニング性より、１３／１０〜１５／１０がより好ましい。
【００８０】
電荷輸送物質とバインダー樹脂の比率が７／１０を下回ると、耐久性としては大幅に向上するが、前述のようにクリーニングブレード圧が比較的高く設定されるカラー高速機用カートリッジに感光体を組み込んで高温・高湿状態で使用した際に、クリーニングブレードのめくれが生じ画像不良が発生することがある。
【００８１】
電荷輸送物質とバインダー樹脂の比率が１５／１０を超えると、電荷輸送層のガラス転移温度が１３０℃以上であっても耐摩耗性および耐傷性が十分に得られず、耐久後にスジ状の画像が発生することがある。
【００８２】
本発明におけるバインダー樹脂としては、通常、感光層または電荷輸送層に使用できる樹脂ならば、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリアクリレート樹脂など、いずれの樹脂においても使用可能であるが、樹脂の透過性、成膜性の観点から、また、感光層または電荷輸送層が電子写真感光体の表面層である場合には耐摩耗性や耐傷性の観点から、熱可塑性樹脂が好ましく、熱可塑性樹脂の中でもポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂が一般的に用いられる。
【００８３】
ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量（Ｍｖ）は、２００００〜８００００であることが好ましい。
【００８４】
ポリカーボネート樹脂を構成する二価の有機残基部分は、置換または無置換の二価のビフェニル残基、置換または無置換の二価のビスフェニル残基、置換または無置換の二価のビフェニルエーテル残基、置換または無置換の二価のビフェニルチオエーテル残基など、二価の有機残基であればどのよう構造であっても可能であるが、置換または無置換の二価のビフェニル残基、置換または無置換の二価のビスフェニル残基、または、置換または無置換の二価のビフェニルエーテル残基であることが好ましい。
【００８５】
また、生産性の向上などのために、ポリカーボネート樹脂中の二価の有機残基部分に異種の二価の有機残基を使用する共重合樹脂を使用することも可能である。混合の効果を効率よく発現させるためには、混合比率は、５／９５〜９５／５であることが好ましく、２０／８０〜８０／２０であることがより好ましい。
【００８６】
ポリアリレート樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は、５００００〜２０００００であることが好ましく、強度、生産性などの面から、８００００〜１５００００であることがより好ましい。
【００８７】
ポリアリレート樹脂に用いられるフタル酸部位の構造に関しては、イソフタル酸またはテレフタル酸が使用される。樹脂中におけるテレフタル酸とイソフタル酸の比率（イソフタル酸／テレフタル酸）は質量比で０／１００〜１００／０まで任意に可能であるが、ポリアリレート樹脂の溶媒に対する溶解性の観点から、イソフタル酸／テレフタル酸＝２０／８０〜８０／２０であることが好ましい。さらには、ポリアリレート樹脂の強度の観点より、イソフタル酸／テレフタル酸＝３０／７０〜７０／３０が好ましい。
【００８８】
ポリアリレート樹脂を構成する二価の有機残基部分は、置換または無置換の二価のビフェニル残基、置換または無置換の二価のビスフェニル残基、置換または無置換の二価のビフェニルエーテル残基、置換または無置換の二価のビフェニルチオエーテル残基など、二価の有機残基であればどのよう構造であっても可能であるが、置換または無置換の二価のビフェニル残基、置換または無置換の二価のビスフェニル残基、または、置換または無置換の二価のビフェニルエーテル残基であることが好ましい。
【００８９】
また、溶解性の向上などのために、ポリアリレート樹脂中の二価の有機残基部分に異種の二価の有機残基を使用する共重合樹脂を使用することも可能である。混合の効果を効率よく発現させるためには、混合比率は、５／９５〜９５／５であることが好ましく、２０／８０〜８０／２０であることがより好ましい。
【００９０】
さらに、生産性の向上などのために、ポリカーボネート樹脂、またはポリアリレート樹脂に、他構造のポリアリレート樹脂やポリカーボネート樹脂をブレンドすることも可能である。混合の効果を効率よく発現させるためには、混合比率は質量比で、５／９５〜９５／５であることが好ましく、２０／８０〜８０／２０であることがより好ましい。
【００９１】
また、表面層である電荷輸送層のガラス転移温度が１３０℃以上である限りは、電荷輸送層中に酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤を必要に応じて添加してもよい。
【００９２】
電荷輸送層が電子写真感光体の表面層である場合、必要に応じて、潤滑剤や微粒子を使用してもよい。潤滑剤あるいは微粒子としては、ポリテトラフルオロエチレン微粒子、ポリスチレン微粒子といった樹脂微粒子、シリカ微粒子、アルミナ微粒子、酸化スズ微粒子といった金属酸化物微粒子、およびそれら微粒子に表面処理を施した微粒子、ステアリン酸亜鉛といった固体潤滑剤、アルキル基により置換されたシリコーン、フッ化アルキル基を有する脂肪族系オイル、ワニスなどが挙げられる。
【００９３】
電荷輸送層の膜厚は、５〜４０μｍが好ましく、１５〜３０μｍがより好ましい。
【００９４】
電子写真感光体の各層の形成工程において、使用する溶剤としては、クロロベンゼン、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、トルエン、キシレンなどが挙げられ、単独で用いても複数の溶剤を用いてもよい。
【００９５】
また、上記塗布の方法としては、浸漬塗布法、スプレー塗布法、バーコート法など通常知られている方法が使用できる。
【実施例】
【００９６】
以下、具体的実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。実施例中「部」は質量部を示す。
【００９７】
［実施例１］
直径３０ｍｍ、長さ２６０．５ｍｍのア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。
【００９８】
導電性顔料：ＳｎＯ２コート処理硫酸バリウム  １０部
抵抗調整用顔料：酸化チタン  ２部
バインダー樹脂：フェノール樹脂  ６部
レベリング材：シリコーンオイル  ０．００１部
溶剤：メタノール／メトキシプロパノール＝２／８  ２０部
【００９９】
次に、この導電層上に、Ｎ―メトキシメチル化ナイロン３部および共重合ナイロン３部をメタノール６５部および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０．７μｍの中間層を形成した。
【０１００】
次に、ＣｕＫα特性Ｘ線回折のブラッグ角２θ±０．２°の７．４°、２８．２°に強いピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン４部と、ポリビニルブチラール（エスレックＢＸ−１、積水化学（株）製）２部と、シクロヘキサノン６０部とを、直径１ｍｍの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、エチルアセテート１００部を加えて、電荷発生層用分散液を調製した。これを中間層上に浸漬塗布法で塗布し、膜厚が０．２５μｍの電荷発生層を形成した。
【０１０１】
次に、下記式（６）で示される電荷輸送物質１４部と、
【０１０２】
【化１１】
2006343658.tif 000007
ポリカーボネート樹脂（ユーピロンＺ−４００、三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製）１０部とを、モノクロロベンゼン８０部とジメトキシメタン１０部の混合溶媒に溶解し、電荷輸送層用塗布液を調製した。これを電荷発生層上に浸漬塗布法で塗布し、１２０℃、１時間乾燥して、膜厚が１８μｍの電荷輸送層を形成した。このようにして実施例１に用いられる感光体１を作製した。
【０１０３】
本発明において、感光体表面層のガラス転移温度の測定は、動的粘弾性測定法によって行った。まず、電子写真感光体の表面層をコロナ処理の施されていないポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に塗工し、この後ＰＥＴフィルム上から剥がし取って、幅３ｍｍの短冊を作成して測定用サンプルとした。このサンプルをレオメーター（Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ  ＲＳＡII）にて測定した。測定モードは引っ張りモードとし、ひずみ率を０．３％、Ｉｎｉｔｉａｌ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｆｏｒｃｅは７０ｇに設定して−１３８℃〜２００℃まで掃引を行い、得られた温度と圧力の波形の微分曲線の変曲点から求めたガラス転移温度を本発明における電子写真感光体の表面層のガラス転移温度とした。
【０１０４】
次に、本発明の感光体、プロセスカートリッジの画像特性評価方法について説明する。
【０１０５】
評価装置は、キヤノン製ＬＢＰ−５５００をプロセススピードが１９０ｍｍ／ｓｅｃになるように改造して用いた。
【０１０６】
評価用のカートリッジとしてはキヤノン製ＥＰ−８５を用いた。そして前述の感光体１とウレタンを主体とした材質から成るクリーニングブレードが当接角度３０°、当接圧０．８８Ｎ／ｃｍにて当接するように調整した。
【０１０７】
このようにして用意したカートリッジを上記の評価装置に装着し、温湿度３０℃８０％ＲＨの環境で、Ａ４サイズ紙に面積比率４％印字の文字パターンで連続１０，０００枚の連続画像出し試験を行い、初期の画像と１０，０００枚画像出し試験後の画像評価（べた白、べた黒、ハーフトーン）を行い、結果を下記の評価基準に従って分類した。
【０１０８】
（画像評価）
◎：画像不良なく鮮明
○：画像不良なし
△：軽微な画像不良発生
×：明らかにクリーニング不良に起因する濃度薄等の画像不良発生
評価結果を表１に示す。
【０１０９】
［実施例２］
電荷輸送物質を１０部にした以外は実施例１と同様にして感光体２を作製した。この感光体２を、実施例１と同様にしてクリーニングブレードと組み合わせてカートリッジを作製し、評価を行った。
【０１１０】
評価結果を表１に示す。
【０１１１】
［実施例３］
ポリカーボネート樹脂に代えて、下記式（７）で示されるポリアリレート樹脂（Ｍｗ＝１１０，０００）
【０１１２】
【化１２】
2006343658.tif 000008
を１０部にした以外は実施例１と同様にして感光体３を作製した。この感光体３を、実施例１と同様にしてクリーニングブレードと組み合わせてカートリッジを作製し、評価を行った。
【０１１３】
評価結果を表１に示す。
【０１１４】
［実施例４］
式（６）の電荷輸送物質に代えて、下記式（８）
【０１１５】
【化１３】
2006343658.tif 000009
【０１１６】
を１４部添加した以外は実施例１と同様にして感光体４を作製した。この感光体４を、実施例１と同様にしてクリーニングブレードと組み合わせてカートリッジを作製し、評価を行った。
【０１１７】
評価結果を表１に示す。
【０１１８】
［実施例５］
式（６）の電荷輸送物質に代えて、下記式（９）
【０１１９】
【化１４】
2006343658.tif 000010
を１４部にした以外は実施例１と同様にして感光体５を作製した。この感光体５を、実施例１と同様にしてクリーニングブレードと組み合わせてカートリッジを作製し、評価を行った。
【０１２０】
評価結果を表１に示す。
【０１２１】
［実施例６］
式（６）の電荷輸送物質に代えて、下記式（１０）
【０１２２】
【化１５】
2006343658.tif 000011
を１４部にした以外は実施例１と同様にして感光体６を作製した。この感光体６を、実施例１と同様にしてクリーニングブレードと組み合わせてカートリッジを作製し、評価を行った。
【０１２３】
評価結果を表１に示す。
【０１２４】
［実施例７］
式（６）の電荷輸送物質に代えて、下記式（１１）
【０１２５】
【化１６】
2006343658.tif 000012
を１４部にした以外は実施例１と同様にして感光体７を作製した。この感光体７を、実施例１と同様にしてクリーニングブレードと組み合わせてカートリッジを作製し、評価を行った。
【０１２６】
評価結果を表１に示す。
【０１２７】
［実施例８］
評価装置としてＬＢＰ−５５００を改造せずに（プロセススピード９４．２ｍｍ／ｓｅｃ）用いた以外は、実施例１と同様にカートリッジを作製し、評価を行った。
【０１２８】
評価結果を表１に示す。
【０１２９】
［比較例１］
式（６）の電荷輸送物質に代えて、下記式（１２）
【０１３０】
【化１７】
2006343658.tif 000013
を１４部にした以外は実施例１と同様にして感光体８を作製した。この感光体８を、実施例１と同様にしてクリーニングブレードと組み合わせてカートリッジを作製し、評価を行った。
【０１３１】
評価結果を表１に示す。
【０１３２】
［比較例２］
電荷輸送物質を２部にした以外は、実施例１と同様にして感光体９を作製した。この感光体９を、実施例１と同様にしてクリーニングブレードと組み合わせてカートリッジを作製し、評価を行った。
【０１３３】
評価結果を表１に示す。
【０１３４】
［比較例３］
電荷輸送物質を１８部にした以外は、実施例１と同様にして感光体１０を作製した。この感光体１０を、実施例１と同様にしてクリーニングブレードと組み合わせてカートリッジを作製し、評価を行った。
【０１３５】
評価結果を表１に示す。
【０１３６】
［比較例４］
評価用のカートリッジのクリーニングブレードを当接角度３０°、当接圧０．２９Ｎ／ｃｍにて感光体に当接するように配置し、感光体は感光体１を用いたカートリッジを用意し評価を行った。
【０１３７】
評価結果を表１に示す。
【０１３８】
［比較例５］
評価装置としてＬＢＰ−５５００を改造せずに（プロセススピード９４．２ｍｍ／ｓｅｃ）用い、感光体は感光体９を用いてカートリッジを作製し、評価を行った。
【０１３９】
評価結果を表１に示す。
【０１４０】
【表１】
2006343658.tif 000014
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】本発明に係るタンデム型画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図１】
2006343658.tif 000020