(57)【要約】【課題】解像度の低下する傾向が強い２５μｍを超える高膜厚電荷輸送層を有する感光体を電子写真装置に搭載しても、高耐刷性で、高解像度の画質が得られる電子写真装置と、この装置に用いられる円筒状電子写真感光体の提供。【解決手段】円筒状積層型電子写真感光体と、この感光体の円周面近傍に配置された電子写真プロセス部材を備え、前記感光体を回転させながら前記プロセス部材を機能させて画像を形成する電子写真装置において、前記感光体の周速Ｖ（ｍｍ／秒）と前記感光体表面の純水に対する接触角Ａ（度）と前記感光体の電荷輸送層の膜厚Ｔ（μｍ）との間に下記関係式（１）と（２）が成り立つ電子写真装置とする。【数１】2004279810.tif 000022【選択図】      図１
2004279810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電荷発生層と電荷輸送層を備える円筒状電子写真感光体と、この感光体の円周面近傍に配置された電子写真プロセス部材を備え、前記感光体を回転させながら前記プロセス部材を機能させて画像を形成する、解像度１２００ｄｐｉ以上の電子写真装置において、前記感光体の周速Ｖ（ｍｍ／秒）と前記感光体表面の純水に対する接触角Ａ（度）と前記感光体の電荷輸送層の膜厚Ｔ（μｍ）との間に下記関係式（１）と（２）が成り立つことを特徴とする電子写真装置。
【数１】
2004279810.tif 000021
【請求項２】
請求項１記載の電子写真装置に搭載される感光体であって、関係式（１）と（２）を満たすことを特徴とする円筒状電子写真感光体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外周面に積層型感光層が形成された円筒状電子写真感光体を備え、高速で良好な画像形成を可能にする電子写真装置及びこの装置に用いられる円筒状電子写真感光体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カールソンプロセスによる電子写真技術は、ハード面では当初複写機の分野で発展を遂げ、最近ではレーザープリンタ、ファクシミリ、デジタル複合機などの分野に拡大されている。また、環境性、品質、価格、効率等の面では、易廃棄性、回収性、高画質化、高耐刷性による長寿命化、高速化等が求められる傾向にある。
【０００３】
円筒状導電性基体の外表面に感光層（光導電層）を設けてなる電子写真感光体は、導電性基体としてアルミニウム系合金、感光層としては従来のセレン系合金に代えて有機材料を主成分としたものが最近の主流である。
【０００４】
感光層の層構成は機能毎に分離した積層型感光体が一般的である。その理由は、積層型感光体は感光体特性が安定しており、各層毎に機能材料の特性を有効に引き出して特性向上を計り易いからである。たとえば、そのような積層型感光体として、基体から感光層への不要な電荷注入を抑制するための下引層、露光により電荷ペアを発生する電荷発生層、注入された電荷を表面へ輸送する電荷輸送層等に機能分離して積層した感光体が一般的である。
【０００５】
前述のような積層型感光体に対しては、一般的に高画質化と共に高寿命化が求められる。高画質化は解像度、ゴースト、かぶり等で評価される。特に解像度については、カラー化の傾向が強く、１２００ｄｐｉ以上が強く求められている。感光体の長寿命化への要求に対しては、オゾン耐性、光疲労耐性も必要であるが、特に感光層の高耐刷性が重要な対策である。感光層の耐刷性は、最上層の電荷輸送層中における結着樹脂の含有比率および結着樹脂自体の耐刷性で決まるので、結着樹脂の含有比率を高くすることや結着樹脂の高分子量化も有効であるが、塗布条件を変えるだけで容易に実行できる電荷輸送層の高膜厚化が最も確実な方法である。ところが、前記高解像度と高膜厚化は相反する関係があり、特に膜厚が２５μｍを超える場合には解像度１２００ｄｐｉ以上の感光体は困難とされている。
【０００６】
高膜厚化された電荷輸送層を備える積層型感光体としては、電荷輸送層の膜厚が２５μｍまでのものとしては、画像濃度が高く、小スポット潜像においても鮮鋭な画像が得られる画像形成装置が下記特許文献１により知られている。さらに、その文献には感光体周速、感光体表面の純水に対する接触角についての記載もある（特許文献１の００２３項、０１３７項〜０２２５項）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−２４０９２５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電荷輸送層の高膜厚化は、電荷発生層から注入された電荷の表面への輸送距離の増加に伴い、表面に平行な方向への拡散成分も増大するので、表面に到達する電荷密度の低下によるドット形成力（解像度）の低下という欠点の発生が避けられない。この欠点は高膜厚化するほど問題となる程度が大きくなる。このように解像度と高膜厚化は前述もしたように相反する関係にある。
【０００９】
ドット形成力（解像度）の向上のためには、高感度な電荷発生物質と高移動度の電荷輸送物質を使うことも有効であるが、この場合は現像部への過剰なトナー付着のため、トナー消費量の増大や白抜き細線の形成力低下という別の欠点を誘発する。
【００１０】
前記特許文献１に記載された発明は、上述したような問題点を改善して、高膜厚化しても良好な１２００ｄｐｉ以上の解像度を示す感光体を得るものではないので、特に電荷輸送層の膜厚を前記文献に記載のない２５μｍを超える高膜厚にしようとする場合に生じる問題点の解決には何の示唆にもならない。
【００１１】
本発明は、以上述べた点に鑑みてなされたものであり、解像度の低下しやすい２５μｍを超える高膜厚電荷輸送層を有する感光体を電子写真装置に搭載しても、高耐刷性で、１２００ｄｐｉ以上の高解像度の画質が得られる電子写真装置と、この装置に用いられる円筒状電子写真感光体の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明によれば、前記目的は、電荷発生層と電荷輸送層を備える円筒状電子写真感光体と、この感光体の円周面近傍に配置された電子写真プロセス部材を備え、前記感光体を回転させながら前記プロセス部材を機能させて画像を形成する解像度１２００ｄｐｉ以上の電子写真装置において、前記感光体の周速Ｖ（ｍｍ／秒）と前記感光体表面の純水に対する接触角Ａ（度）と前記感光体の電荷輸送層の膜厚Ｔ（μｍ）との間に下記関係式（１）と（２）が成り立つ電子写真装置とすることにより、達成される。
【００１３】
【数２】
2004279810.tif 000003
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の電子写真装置に搭載される感光体であって、関係式（１）と（２）を満たす円筒状電子写真感光体とすることにより、達成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる電子写真装置およびこの装置に搭載される円筒状電子写真感光体に関し、図を用いて詳細に説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以降に説明する実施例に限定されるものではない。
【００１６】
図１は本発明にかかる電子写真装置の概略構成図、図２は前記電子写真装置に搭載される円筒状電子写真感光体の模式的断面図である。本発明にかかる電子写真装置１００は円筒状電子写真感光体１０の外周に帯電装置５、露光装置６、現像装置７、転写装置８、クリーニング装置９等を必要に応じて備え、現像画像が転写された記録紙１１が定着装置１２を経て出力される。
【００１７】
本発明にかかる円筒状電子写真感光体１０はアルミニウム合金等の導電性円筒状基体１の外表面上に、下引き層２、電荷発生層３、電荷輸送層４が積層されてなるものである。本発明にかかる円筒状電子写真感光体としては、特に材料が限定されることなく、公知の材料および公知の製造方法を用いて作製できる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例にかかる感光体が従来の感光体に比べて優れた画像特性を有することを以下に述べる実験例を通じて説明する。実験例１〜実験例１２は従来の通常膜厚（本発明の範囲外）の電荷輸送層を備える感光体を用いた場合の画像評価を示す。実験例１〜実験例１２では膜厚がすべて２５μｍ以下であるので、耐刷性は本発明にかかるものより相対的に悪いが、画像特性だけに着目すれば、良好な例も多いという従来の感光体を表している。実験例１３〜実験例１６では、全体的に解像度評価は厳しい状況を示しているが、その中でも、本発明にかかる条件を満足する感光体および電子写真装置は優れた画像特性を示し、同じく満足しない感光体は画像特性が良くないことを示す。耐刷性については、同条件では単純に膜厚に比例するので、２５μｍを超える膜厚は２５μｍ以下のものに比べて相対的に良好とし、特に評価をしていない。
【００１９】
（実験例１）
基体として切削加工を施した直径３０ｍｍのＪＩＳ−Ａ６０００系アルミニウム素管を用い、アルカリ洗剤で洗浄した後、ビニルフェノール樹脂とブチル化メラミン樹脂と酸化チタンとを溶媒に分散および溶解させた塗布液から浸漬塗布により素管外周面に形成した塗膜を加熱乾燥して下引き層とした。ポリビニルブチラール樹脂とα型フタロシアニンとを溶媒に分散および溶解させた塗布液から浸漬塗布により前記下引き層上に形成した塗膜を加熱乾燥して電荷発生層とした。この電荷発生層上に、スチリル系導電材と、シロキサンとポリカーボネート樹脂との共重合樹脂と酸化防止剤とを溶剤に溶解させた塗布液から浸漬塗布により形成した塗膜を加熱乾燥して電荷輸送層を形成した。
【００２０】
電荷輸送層の膜厚を薄い１５μｍにすると共に、前記シロキサンの含有比率を調整することにより、純水による電荷輸送層の表面接触角として８０、８５、９０、９５度の４種類をそれぞれ有する円筒状感光体を作製し、評価サンプルとした。
【００２１】
これらの円筒状感光体を、周速が４５ｍｍ／秒である印字評価装置（エプソン社製、ＬＰシリーズ（解像度１２００ｄｐｉ））に搭載して、１ドット形成力（解像度）の５段階（評価１を劣悪、評価５を良好、評価２、３、４を順次中間の評価結果）による評価と、２ドット白抜き細線形成力（解像度）の評価（前記同様の５段階）を調べた。これらの評価結果を表１に示す（前記５段階評価は４以上で実用上良品）。
【００２２】
【表１】
2004279810.tif 000004
【００２３】
（実験例２）
前記印字評価装置を周速を６８ｍｍ／秒に変えたこと以外は実験例１と同様にして評価した。これらの評価結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】
2004279810.tif 000005
【００２５】
（実験例３）
前記印字評価装置の周速を９２ｍｍ／秒に変えたこと以外は実験例１と同様にして評価した。これらの評価結果を表３に示す。
【００２６】
【表３】
2004279810.tif 000006
【００２７】
（実験例４）
前記印字評価装置の周速を１１４ｍｍ／秒に変えたこと以外は実験例１と同様にして評価した。これらの評価結果を表４に示す。
【００２８】
【表４】
2004279810.tif 000007
表１乃至４から、電荷輸送層の膜厚が１５μｍの薄膜では、前記（１）式の左辺は２７０以下であり、１２００ｄｐｉの解像度も良好であることがわかる。これは電荷輸送層の膜厚が１５μｍと薄いため、もともと１２００ｄｐｉの解像度にも問題がないことを表している。
【００２９】
（実験例５）
電荷輸送層の膜厚を２０μｍに変えたこと以外は実験例１と同様に４種類の接触角を有する円筒状積層感光体の評価サンプルを作製し、実験例１と同様にして評価した。これらの評価結果を表５に示す。
【００３０】
【表５】
2004279810.tif 000008
【００３１】
（実験例６）
前記印字評価装置の周速を６８ｍｍ／秒に変えたこと以外は実験例５と同様にして評価した。これらの評価結果を表６に示す。
【００３２】
【表６】
2004279810.tif 000009
【００３３】
（実験例７）
前記印字評価装置の周速を９２ｍｍ／秒に変えたこと以外は実験例５と同様にして評価した。これらの評価結果を表７に示す。
【００３４】
【表７】
2004279810.tif 000010
【００３５】
（実験例８）
前記印字評価装置の周速を１１４ｍｍ／秒に変えたこと以外は実験例５と同様にして評価した。これらの評価結果を表８に示す。
【００３６】
【表８】
2004279810.tif 000011
表５乃至表８から、電荷輸送層の膜厚が２０μｍの場合は、電荷輸送層の接触角を９０度以上で、かつドラムの周速を９２ｍｍ／秒以上にすることを避ければ、１２００ｄｐｉの解像度に問題がないことを表している。
【００３７】
（実験例９）
電荷輸送層の膜厚を２５μｍの高膜厚に変えたこと以外は実験例１と同様に４種類の接触角を有する円筒状積層感光体の評価サンプルを作製し、実験例１と同様にして評価した。これらの評価結果を表９に示す。
【００３８】
【表９】
2004279810.tif 000012
【００３９】
（実験例１０）
前記印字評価装置の周速を６８ｍｍ／秒に変えたこと以外は実験例９と同様にして評価した。これらの評価結果を表１０に示す。
【００４０】
【表１０】
2004279810.tif 000013
【００４１】
（実験例１１）
前記印字評価装置の周速を９２ｍｍ／秒に変えたこと以外は実験例９と同様にして評価した。これらの評価結果を表１１に示す。
【００４２】
【表１１】
2004279810.tif 000014
【００４３】
（実験例１２）
前記印字評価装置の周速を１１４ｍｍ／秒に変えたこと以外は実験例９と同様にして評価した。これらの評価結果を表１２に示す。
【００４４】
【表１２】
2004279810.tif 000015
表９乃至表１２から、電荷輸送層の膜厚が２５μｍの場合は、電荷輸送層の接触角を８５度より小の材料にすれば、１２００ｄｐｉの解像度には問題なく使用できることが分かる。
【００４５】
（実験例１３）
電荷輸送層の膜厚を３０μｍに変えたこと以外は実験例１と同様に４種類の接触角を有する円筒状積層感光体の評価サンプルを作製し、実験例１と同様にして評価した。これらの評価結果を表１３に示す。
【００４６】
【表１３】
2004279810.tif 000016
【００４７】
（実験例１４）
前記印字評価装置の周速を６８ｍｍ／秒に変えたこと以外は実験例１３と同様にして評価した。これらの評価結果を表１４に示す。
【００４８】
【表１４】
2004279810.tif 000017
【００４９】
（実験例１５）
前記印字評価装置の周速を９２ｍｍ／秒に変えたこと以外は実験例１３と同様にして評価した。これらの評価結果を表１５に示す。
【００５０】
【表１５】
2004279810.tif 000018
【００５１】
（実験例１６）
前記印字評価装置の周速を１１４ｍｍ／秒に変えたこと以外は実験例１３と同様にして評価した。これらの評価結果を表１６に示す。
【００５２】
【表１６】
2004279810.tif 000019
【００５３】
表１３乃至表１６から、電荷輸送層の膜厚を３０μｍのように高膜厚にしても、接触角を８５度より小とすれば、１２００ｄｐｉの解像度にも問題なく使用できることが分かる。また、１２００ｄｐｉを超える解像度の場合についても、開示はしていないが、本発明によれば、問題なく使用できることを確認している。
【００５４】
以上まとめると、前記表１乃至１６において、式（１）の左辺の値が本発明にかかる２７０未満となる条件では、電荷輸送層の膜厚を、２５μを超える高膜厚としても、２ドット白抜き細線形成力を４以上に保ったまま、１ドット形成力を４以上とすることができ、良好な１２００ｄｐｉの解像度を示す画像が得られることが分かる。また、特に実験項目には入れなかったが、本発明では、電荷輸送層を２５μｍを超える厚さとしたので、２５μｍ以下の電荷輸送層の場合に比べて、言うまでもなく高耐刷性が得られ、高耐刷性と、１２００ｄｐｉ以上の高解像度が共に達成されることがわかる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、電荷発生層と電荷輸送層を備える円筒状電子写真感光体と、この感光体の円周面近傍に配置された電子写真プロセス部材を備え、前記感光体を回転させながら前記プロセス部材を機能させて画像を形成する解像度１２００ｄｐｉ以上の電子写真装置において、前記感光体の周速Ｖ（ｍｍ／秒）と前記感光体表面の純水に対する接触角Ａ（度）と前記感光体の電荷輸送層の膜厚Ｔ（μｍ）との間に下記関係式（１）と（２）が成り立つ電子写真装置としたので、解像度の低下する傾向が強い２５μｍを超える高膜厚電荷輸送層を有する感光体を電子写真装置に搭載しても、高耐刷性で、１２００ｄｐｉ以上の高解像度の画質が得られる電子写真装置と、この装置に用いられる円筒状電子写真感光体を提供できる。
【００５６】
【数３】
2004279810.tif 000020
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる電子写真装置の概略構成図
【図２】本発明にかかる電子写真感光体の模式的断面図
【符号の説明】
１  導電性基体
２  下引き層
３  電荷発生層
４  電荷輸送層
５  帯電装置
６  露光装置
７  現像装置
８  転写装置
９  クリーニング装置
１０  円筒状電子写真感光体
１１  記録紙
１２  定着装置
１００  電子写真装置
【図１】
2004279810.tif 000023
【図２】
2004279810.tif 000024