(57)【要約】【課題】小径の感光ドラムを用いた電子写真装置においても帯電均一性に優れ、しかも耐久性に優れた電子写真感光体を提供する。【解決手段】直径３０ｍｍ未満の円筒状導電性支持体、電荷発生層、電荷輸送層を少なくとも有する電子写真感光体に接触配置された帯電部材から直流電圧を印加して該感光体を帯電する帯電手段を少なくとも有する電子写真装置用の電子写真感光体において、該電子写真感光体の電荷輸送層の膜厚Ｙμｍが、円筒状導電性支持体の直径をＸｍｍとしたときに式（１）を満たすことを特徴とする電子写真感光体。−０．２Ｘ＋１４≦Ｙ≦０．２５Ｘ＋１４　　　　　　　　（１）【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
直径３０ｍｍ未満の円筒状導電性支持体、電荷発生層、電荷輸送層を少なくとも有する電子写真感光体に接触配置された帯電部材から直流電圧を印加して該感光体を帯電する帯電手段を少なくとも有する電子写真装置用の電子写真感光体において、該電子写真感光体の電荷輸送層の膜厚Ｙμｍが、円筒状導電性支持体の直径をＸｍｍとしたときに式（１）を満たすことを特徴とする電子写真感光体。
−０．２Ｘ＋１４≦Ｙ≦０．２５Ｘ＋１４　　　　　　　　（１）
【請求項２】
前記電子写真感光体を用いる電子写真装置において、帯電部材が導電性ローラであることを特徴とする請求項１記載の電子写真感光体。
【請求項３】
前記電子写真感光体を用いる電子写真装置において、該電子写真装置が転写手段および帯電手段との間に光照射による除電手段を有しないことを特徴とする請求項１記載の電子写真感光体。
【請求項４】
直径３０ｍｍ未満の円筒状導電性支持体、電荷発生層、電荷輸送層を少なくとも有する電子写真感光体に接触配置された帯電部材から直流電圧を印加して該感光体を帯電する帯電手段と、静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を転写部において転写材へ転写する転写手段とを備え、前記現像手段が、該転写手段により前記トナー像を前記転写材へ転写した後の前記電子写真感光体上の転写残トナーを回収するクリーニング手段も兼ねる電子写真装置用の電子写真感光体において、該電子写真感光体の電荷輸送層の膜厚Ｙμｍが、円筒状導電性支持体の直径をＸｍｍとしたときに式（１）を満たすことを特徴とする電子写真感光体。
−０．２Ｘ＋１４≦Ｙ≦０．２５Ｘ＋１４　　　　　　　　（１）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真感光体に関し、小径の感光ドラムを用いた電子写真装置においても帯電均一性に優れ、しかも耐久性に優れた感光層を有する電子写真感光体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、様々な有機光導電性化合物を主成分とする電子写真感光体の開発が盛んに行われている。例えば米国特許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３８７１８８０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を含有する感光体等が記載されている。
【０００３】
有機光導電性化合物は、その化合物によって感度を有する波長域が異なり、特開昭６１−２７２７５４号公報および特開昭５６−１６７７５９号公報には可視領域に高い感度を有する化合物が開示されており、また特開昭５７−１９５７６７号公報および特開昭６１−２２８４５３号公報には、赤外領域に高い感度を有する化合物が開示されている。
【０００４】
一方当然のことながら電子写真感光体には、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の表面には帯電、露光、現像、転写、クリーニングなどの電気的、機械的外力が直接加えられているため、それらに対する耐久性も要求される。
【０００５】
電子写真プロセスの中の帯電方式においては、従来のコロナ帯電方式に代わり特開昭５７−１７８２６公報、特開昭５８−４０５６６公報に開示してあるような帯電部材に直接電圧をかけ電子写真感光体に電荷を印加する直接帯電方式が提案されている。
【０００６】
これは導電ゴムなどで構成されたローラー状の帯電部材を直接電子写真感光体に当接させ、１〜２ｋＶ程度の直流電圧を印加して所定の電位に帯電する方法であり、スコロトロンなどに比べ、オゾン発生量が格段に少ない、スコロトロンは帯電器に流す電流の８０％前後はシールドに流れるため浪費されるのに対して、直接帯電はこの浪費分がなく非常に経済的である、などのメリットをもつ。
【０００７】
しかし、直接帯電はパッシェン則による放電による帯電のため帯電均一性が非常に悪いという欠点をもつ。具体的には被帯電面の移動方向に対して直角な方向に筋状の帯電ムラを生じてしまうもので、黒筋または白筋状の画像欠陥となる。
【０００８】
さらに装置の小型化、省スペース化が進むにつれて、電子写真感光体の小型化も求められているが、その要求に応えるために円筒状支持体を用いる電子写真感光体（以下、感光ドラムとする）の直径を小さくすると、直接帯電による帯電の均一性が一層悪化することが明らかとなってきた。しかしながら、このような問題を解決する有効な手段は未だ見出されていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、これらの問題点を解決し、小径の感光ドラムを用いた電子写真装置においても帯電均一性に優れ、しかも耐久性に優れた感光層を有する電子写真感光体、およびそれを用いた電子写真装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は直径３０ｍｍ未満の円筒状導電性支持体、電荷発生層、電荷輸送層を少なくとも有する電子写真感光体に接触配置された帯電部材から直流電圧を印加して該感光体を帯電する帯電手段を少なくとも有する電子写真装置用の電子写真感光体において、該電子写真感光体の電荷輸送層の膜厚Ｙμｍが、円筒状導電性支持体の直径をＸｍｍとしたときに式（１）を満たすことを特徴とする電子写真感光体である。
【００１１】
−０．２Ｘ＋１４≦Ｙ≦０．２５Ｘ＋１４　　　　　　　　（１）
電子写真感光体に対して帯電用部材を接触させて直流電圧を印加することにより帯電を行う直接帯電法は、感光体と帯電用部材との接触部近傍の微小空間において、パッシェン則に従う空隙破壊放電によって行われる。一般に電子写真装置では、感光体にドラム状またはベルト状のもの等を用いるが、いずれも耐電用部材に対して回転または移動させながら帯電させる。すなわち、感光体と帯電用部材の接触した位置を境界として、上流側と下流側とにわけられ、各々の上流側又は下流側の両微小空間で帯電が行なわれる。この時、パッシェン則に従う空隙破壊放電がなされるが、このような帯電メカニズムの性格上、帯電部材の抵抗値、印加電圧などの要因が関与して均一に帯電させることは容易でない。さらに感光体の支持体として小径の円筒状支持体を用いる場合においては感光体と帯電用部材の曲率は感光体の直径が小さいほど大きくなるため、パッシェン則に従う空隙破壊放電領域が狭まり、その結果均一に帯電させることはさらに困難となる。
【００１２】
その対策の一つとして交流電圧を重畳する帯電方式が提案されているが、この帯電方法は交流電圧を重畳するために感光体の表面の放電量が大幅に増大してしまい、感光体表面の劣化による耐久性の低下が問題となる。
【００１３】
しかし本発明では、帯電が直流電圧のみの印加においても電子写真感光体が前記式（１）を満足することにより、均一な帯電が得られることを見い出し、本発明に至った。
【００１４】
本発明においては、円筒状支持体の直径に応じて、電荷輸送層の膜厚を適当な厚さにすることが必要である。もし電荷輸送層の膜厚が円筒状支持体の直径に対して前記式（１）の上限よりも厚い場合は、帯電均一性の悪化を招いてしまう。逆に前記式（１）の下限より薄い場合は、帯電均一性が悪化するだけでなく、放電により電荷輸送層が絶縁破壊を起こし、その部分がリークするなどの問題をも生じてしまう。
【００１５】
本発明の電子写真感光体は、帯電部材が導電性ローラを用いた電子写真装置に用いる場合に特に効果的である。帯電部材が導電性ローラであると帯電不均一がより顕著に現れやすいが、本発明の電子写真感光体を用いることによりそれらの帯電不均一を解消することが可能となる。また本発明の電子写真感光体は、転写手段および帯電手段との間に光照射による除電手段のない電子写真装置においても、十分均一な帯電を行うことができる。
【００１６】
さらに本発明の電子写真感光体は、特に電子写真感光体の小径化が容易な現像同時クリーニングシステムまたはクリーナーレスと呼ばれる技術に用いる場合に効果的である。このシステムはクリーニング装置を現像装置が兼ねるもので、感光ドラムの周りに配置する装置が少なくなる分、感光ドラムを容易に小径化することが可能である。また従来のようにクリーニングブレード等のクリーニング手段を必要としないこと、更に転写残余トナーを回収する容器をも必要としないことから装置の小型化という面からも非常にメリットが大きく、よりコンパクトな電子写真装置を提供することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下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。
【００１８】
本発明における電子写真感光体は、感光層が電荷輸送材料と電荷発生材料を同一の層に含有する単層型であっても、電荷輸送層と電荷発生層に分離した積層型でもよいが、電子写真特性的には積層型が好ましい。
【００１９】
使用する導電性基体は導電性を有するものであればよく、アルミニウム、ステンレスなどの金属、あるいは導電層を設けた金属、紙、プラスチックなどが挙げられ、形状は円筒状が挙げられる。
【００２０】
レーザービームプリンターなど画像入力がレーザー光の場合は散乱による干渉縞防止、または基盤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粉体をバインダー樹脂に分散させ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。
【００２１】
そのうえに接着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。これらは適当な溶剤に溶解して塗布される。中間層の膜厚は０．０５〜５μｍ、好ましくは０．３〜１μｍが適当である。
【００２２】
中間層の上には電荷発生層が形成される。本発明に用いられる電荷発生物質としてはセレン−テルル、ピリリウム、チアピリリウム系染料、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、キナクリドン、非対称キノシアニン系の各顔料が挙げられる。機能分離型の場合、電荷発生層は前記電荷発生物質を０．３〜４倍量の結着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。電荷発生層の膜厚は５μｍ以下、好ましくは０．１〜２μｍが適当である。
【００２３】
電荷輸送層は主として電荷輸送材料とバインダー樹脂とを溶剤中に分散させた塗料を塗布、乾燥して形成する。
【００２４】
用いられる電荷輸送材料としてはトリアリールアミン系化合物、ヒドラゾン化合物、スチルベン化合物、ピラゾリン化合物、オキサゾール化合物、トリアリルメタン化合物、チアゾール化合物などが挙げられる。
【００２５】
用いられる樹脂としてはアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリメタアクリレート樹脂などが挙げられる。
【００２６】
電荷輸送材料は０．５〜２倍量のバインダー樹脂と組み合わされ塗工後、乾燥して電荷輸送層を形成する。電荷輸送層の膜厚は前記式（１）を満足するよう形成される。
【００２７】
以下、実施例に従って説明する。
【００２８】
（実施例１）
２４φ２４６ｍｍのＡｌシリンダーを支持体として、それに以下の材料より構成される塗料を支持体上に浸漬法で塗布し１４０℃、３０分熱硬化して１５μｍの導電層を形成した。
【００２９】
導電性顔料：ＳｎＯ２コート処理硫酸バリウム　　　　　　　　　１０部
抵抗調節用顔料：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０．２／０．８　　　２０部
次にこの上に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、ｎ−ブタノール３０部の混合溶媒に溶解した溶液を浸漬法で塗布し０．５μｍの中間層を形成した。
【００３０】
次にＣｕＫαのＸ線回折スペクトルにおける回折角２θ±０．２°が９．０°、１４．２°、２３．９°、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部と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部およびシクロヘキサノン６０部をφ１ｍｍ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。これを浸漬法で塗布し０．３μｍ電荷発生層を形成した。
【００３１】
次に下記構造式のアミン化合物９部
【外１】
2004094106.tif 000002
【００３２】
下記構造式のアミン化合物１部
【外２】
2004094106.tif 000003
【００３３】
とポリカーボネートＺ１０部をモノクロロベンゼン６０部ジクロロメタン４０部の混合溶媒に溶解した。この塗料を浸漬法で塗布し１２０℃１時間乾燥し２０μｍの電荷輸送層を形成した。尚、電荷輸送層の膜厚の測定にはフィッシャースコープＭＭＳ（フィッシャー社製）を用い、渦電流方式により測定を行った。
【００３４】
次に評価について説明する。
【００３５】
評価機はヒューレットパッカード社製ＬＢＰ「レーザージェット５Ｌ」を改造したものを用いた。改造は、一次帯電を直流電圧とし、初期状態の暗電位を−６００Ｖとなるように電圧設定し、その後は定電圧制御とした。
【００３６】
評価はこの機械を用い、２３℃／５０％ＲＨの環境下で帯電ムラの評価を行った。帯電ムラの評価パターンは桂馬パターンで行い、帯電ムラが発生しているかを確認した。その結果を表２に示す。
【００３７】
次に３２℃／８５％ＲＨの環境下で耐久特性の評価を行った。耐久パターンは印字率５％の文字パターンとし、シーケンスは１枚出力するごとに１回停止する間欠モードとした。トナーがなくなったら補給し、画像不良が発生するまで耐久を行った。その結果を表１に示す。
【００３８】
（実施例２）
電荷輸送層の膜厚を１７μｍとした以外は実施例１と同様に電子写真感光体を作成し、評価を行った。その結果を表１に示す。
【００３９】
（実施例３）
１６φのＡｌシリンダーを用い、電荷輸送層の膜厚を１７μｍとした以外は実施例１と同様に電子写真感光体を作成し、評価を行った。なおこの時に用いたカートリッジは１６φシリンダー用に改造したものである。その結果を表１に示す。
【００４０】
（実施例４）
電荷輸送層の膜厚を１５μｍとした以外は実施例３と同様に電子写真感光体を作成し、評価を行った。その結果を表１に示す。
【００４１】
（実施例５）
カートリッジの現像装置を接触現像方式に改造し、さらにクリーニングブレードを取り外して現像同時クリーニングシステムとした以外は実施例３と同様に電子写真感光体を作成し、評価を行った。その結果を表１に示す。
【００４２】
（比較例１）
電荷輸送層の膜厚を２２μｍとした以外は実施例１と同様に電子写真感光体を作成し、評価を行った。その結果を表２に示す。
【００４３】
（比較例２）
電荷輸送層の膜厚を８μｍとした以外は実施例３と同様に電子写真感光体を作成し、評価を行った。その結果を表２に示す。
【００４４】
（比較例３）
一次の帯電を直流電圧−６００Ｖにピーク間電圧２ｋＶ、周波数３００Ｈｚの交流電圧を重畳させた設定とした以外は実施例１と同様に電子写真感光体を作成し、評価を行った。その結果を表２に示す。
【００４５】
【表１】
2004094106.tif 000004
【００４６】
【表２】
2004094106.tif 000005
【００４７】
【発明の効果】
小径の感光ドラムを用いた電子写真装置においても帯電均一性に優れ、しかも耐久性に優れた電子写真感光体を提供することが可能となった。