(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基体上に感光層を有する感光体ドラムにおいて、前記感光層が、少なくとも電荷発生剤としてのフタロシアニン系顔料と、電荷輸送剤を結着樹脂中に分散した単層有機感光体であり、前記感光層は、前記感光層の厚さが１０〜５０μｍであって、前記電荷発生剤が前記結着樹脂１００重量部に対して０．１乃至２０重量部含有されており、前記導電性基体はポートホール管（継ぎ目有り管）であって、ドラム素管として用いた前記ポートホール管（継ぎ目有り管）上に直接前記感光層を有することを特徴とする感光体ドラム。
【請求項２】
前記感光層が正帯電型あるいは両帯電型であることを特徴とする、請求項１に記載の感光体ドラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる感光体ドラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カールソンプロセスを用いた複写機、ファクシミリ、レーザープリンター、等の画像形成装置においては種々の材料から成る電子写真感光体が使用されている。その一つはセレンの様な無機材料を感光層に用いた無機感光体であり、他は、有機材料を感光層に用いた有機感光体（ＯＰＣ）である。
【０００３】
このうち、有機感光体は、無機感光体に比べ安価でしかも生産性が高く、無公害である等の多くの利点を有していることから、広範な研究が進められている。有機感光体は、光照射によって電荷を発生する電荷発生剤、発生した電荷を輸送する電荷輸送剤、およびこれらの物質が分散される層を構成する結着樹脂等から成り、電荷発生剤を含む電荷発生層と電荷輸送剤を含む電荷輸送層とを順次積層した積層型の感光層を備えた感光体が一般的である。
【０００４】
また上記積層型の感光層は、機械的強度の面から、電荷発生層よりも膜厚の厚い電荷輸送層を、感光体の最外層に配置するのが一般的である。この種の感光体に使用される電荷輸送剤としては、正孔輸送性のものと電子輸送性のものとがあるが、現在知られている電荷輸送剤のうち、感光体に実用的な感度を付与しうるキャリア移動度の高いものは、その多くが正孔輸送性である。このため、現在実用化されている有機感光体は、最外層に電荷輸送層を設けた積層型の場合、負帯電型のものである。
【０００５】
しかしながらコスト面において積層感光体は、感光液をドラム素管上に複数回塗工する必要があり、更に乾燥、熱処理といった生産工程も複数回行うためコストアップとなる。さらに、ドラム素管の直上に高濃度の電荷発生剤を含有する電荷発生層を通常１μｍ以下の薄膜で設けるため、ドラム素管として一般的に使用されるアルミ合金の成分が不均一な部分や、微細な加工欠陥が素管表面に存在する場合、静電潜像に影響を与え画像不良となる。そのため高精度な素管の表面性が要求され、場合によっては素管と電荷発生層の間に中間層を設ける必要があった。そのため図１に示す安価に製造可能であり、寸法制度の良いポートホール管（感光体ドラムの円筒に継ぎ目の有る素管）が提案されているにもかかわらず、現実には適用できず、高コストになるといった問題があった。また、露光工程で素管と電荷発生層の界面で電荷が発生し、その電荷が感光体表面側へ長い距離を輸送するため、水平方向への揺らぎにより、解像度が上がらない等の問題もあった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記積層型の感光体の生産工程におけ工数のアップ、歩留り低下等による高コスト、解像度低下の問題点を解決するために、電荷発生剤と電荷輸送剤を結着樹脂中に均一に分散した単層構成の感光体が提案されている。
【０００７】
この単層感光体において、感光層中の電荷発生剤の濃度を規定することで、より安価で継ぎ目のあるポートホール管をドラム素管として組み合わせることによって画像欠陥の発生しない、高画質で低コストの感光体を提供することが可能である。
【０００８】
更に、単層感光体においてポリカーボネート等耐摩耗性に優れた結着樹脂を用いる場合、ドラム素管との結着性が悪く剥がれやすいという欠点を有していたが、ポートホール管を用いることによって結着性が向上し、それに伴い結着性を低下させる電荷発生剤の含有量を増加させ、感度を上げることも可能となった。
【０００９】
【発明の実施形態】
以下、この発明の電子写真感光体の実施形態について詳細に説明する。電子写真プロセスにおいては、感光体に静電潜像を形成するために、まずコロナ放電等の手段により感光体上に帯電が行われ電荷が保持される。このとき放電器等より感光体に供給される電荷は、ある割合で感光体上に保持され、その他の電荷は感光体中を通過しアルミ等の導電性基板に流れる。
【００１０】
この帯電工程においては、感光体表面に一様に均一な電荷が保持されることが重要であるが、▲１▼感光体の膜厚、▲２▼感光層中の構成材料の分散状態、▲３▼導電性基板の組成、▲４▼導電性基板の表面性、▲５▼導電性基板と感光層の界面の状態等に不均一な部分等があると感光体上の電位にそれが反映され、画像不具合となって現れる。
【００１１】
上記原因の中でも、感光層と導電性基板界面の問題は最も重要であり、積層感光体の場合、導電性基板の直上に設ける電荷発生層中に電荷発生剤を高濃度に分散する為、導電性基板と電荷発生剤との接触面積が増大し、導電性基板上の欠陥が帯電工程における感光体の表面電位に影響を与えやすい。そのためドラム円筒に継ぎ目のあるポートホール管は安価であるにもかかわらず、その継ぎ目が画像不具合となるため使用できなかった。
【００１２】
その帯電の不均一性は以下に記述する原因により発生するものと考えられる。図２に示すように、継ぎ目のあるポートホール管は、その継ぎ目部分のアルミニウム合金の成分が他の部分と異なるためその仕事関数が低く、電荷発生剤との接触部分において電荷が注入されやすくなり電荷の保持されないため表面電位が低く、継ぎ目部分に相当する部分が筋状の画像欠陥となって現れる。
【００１３】
そのため、継ぎ目のあるポートホール管をドラム素管として用いる場合は、感光層との界面における電荷発生剤の濃度を低く押さえる必要があるが、感度とのかねあいで高濃度に分散する必要があるため、積層感光体ではこの素管を用いることは不可能であった。
【００１４】
一方、単層感光体は電荷発生剤が感光層全体に均一に低濃度に分散されており導電性基板との接触面積が小さく、導電性基板の継ぎ目部による電位の低下が無視できるほど小さく画像に現れないため、継ぎ目のあるポートホール管の使用が可能となる。更に、ポートホール管は真円度が高く素管表面の洗浄時に洗浄ムラが出にくくなるため感光層との結着性も向上し、それに伴い電荷発生剤の含有量を増加させることで感度アップも可能となる。
【００１５】
次に、上述した感光体の電荷発生剤としては、例えば無金属フタロシアニン、オキソチタニルフタロシアニン、ペリレン顔料、ビスアゾ顔料、ジチオケトピロロピロール顔料、アンサンスロン系顔料、キナクリドン系顔料、ピリリウム塩、無金属ナフタロシアニン、金属ナフタロシアニン、スクアライン顔料、トリスアゾ顔料、インジゴ顔料、アズレニウム顔料、シアニン顔料などが挙げられる。この電荷発生剤としては、上記例示の電荷発生剤の他に、例えばセレン、セレン−テルル、セレン−砒素、硫化カドミウム、アモルファスシリコン、等の無機光導電材料の粉末や、ピリリウム塩、アンサンスロン系顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン系顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料、キナクリドン系顔料等の従来公知の電荷発生剤も用いられる。また、上記例示の電荷発生剤は、所望の領域に吸収波長を有するように、単独で又は２種以上を混合して用いられる。
【００１６】
さらに、電荷発生剤の内、特に半導体レーザーなどの光源を使用したレーザービームプリンター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、例えば無金属フタロシアニンや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型については特に限定されず、種々のものが使用される。
【００１８】
次に結着樹脂について説明する。上記した各成分を分散させるための結着樹脂としては、従来より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、たとえばスチレン系重合体、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、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂や、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、更にエポキシシアクリレート樹脂、ウレタン−アクリレート共重合樹脂等の光硬化性樹脂等が挙げられる。これらの結着樹脂は１種は２種以上が混合して用いられる。これらの内、好適な樹脂は、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリレート等である。
【００１９】
次に電子写真感光体の製造方法について説明する。
単層の電子写真感光体は、電荷発生剤、電荷輸送剤、結着樹脂とともに溶解又は分散した塗工液を、塗布等の手段によって導電性気体上に塗布し、乾燥させる事により製造される。
また、単層型の感光層の厚さは、１０〜５０μｍである。
【００２０】
感光層には電子写真特性に影響を与えない範囲で、それ自体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、分散安定剤、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。又、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良い。
【００２１】
導電性基体上に形成される感光層は、前記した各成分を含む樹脂組成物を溶剤に溶解しない分散した塗布液を導電性基体上に塗布、乾燥して製造される。すなわち、前記例示の電荷発生剤、両極正電荷輸送剤、結着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、ペイントシェイカーあるいは超音波分散器等を用いて分散混合して塗布液を調整し、これを常法により塗布、乾燥すればよい。
【００２２】
塗布液を調整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炭化水素、ジ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挙げられる。これらの溶剤は、１種又は２種以上混合して用いられる。
【００２３】
更に、感光層表面の平滑性をよくするために界面活性剤、レベリング剤等を使用しても良い。以上の実施形態の電子写真感光体によれば、次のような効果を奏する。
【００２４】
【実施例】
以下に本発明を、実施例、比較例に基づいて説明する。
〔単層型電子写真感光体の作製〕
表１に示す電荷発生剤（無金属Ｘ型フタロシアニン）、正孔輸送剤としてＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（４−メチルフェニル）ベンジジン、電子輸送剤として２，１０ジメチル，６，８ジｔｅｒｔ−ブチル−ジフェノキノンおよび結着樹脂としてビスフェノールＣ型ポリカーボネートを溶媒とともに所定の割合で配合し、ボールミルで５０時間分散混合して単層感光層塗布液を調整した。次いで上記塗工液を、ドラム素管として用いたポートホール管上に塗布し、１００℃、６０分間熱風乾燥させて膜厚２０μｍの感光層を形成し、感光体を作製した。
【００２５】
〔感光体電気、画像特性の評価〕
実機（三田工業製デジタルＰＰＣ  Ｃｒｅａｇｅ７３２５）改造機にて、正または負に帯電、露光し、通常部と継ぎ目部の電位差を測定するとともに、画像出しを行い、黒筋の発生の有無を調査した。
【００２６】
〔感光層結着性の評価〕
感光層にカッターナイフで素管に達する筋を縦横網目状に５ｍｍ間隔で各５本づつ入れ１６個の５ｍｍ角の桝目を作り、その表面にセロテープを接着した後引き剥がし、感光層に結着したままの桝目の数により結着性を評価する。
【００２７】
実施例１
ドラム素管としてポートホール管を用い、電荷発生剤としてＸ型メタルフリーフタロシアニン２重量部、正孔輸送剤として、ベンジジン誘導体６０部、電子輸送剤としてジフェノキノン誘導体４０部、バインダーとしてポリカーボネート１００重量部及び溶剤としてテトラヒドロフラン５００重量部を上記単層電子写真用感光体作製方法に基づき正帯電感光体を作製し、感光体特性の評価を行った。
【００２８】
実施例２
Ｘ型メタルフリーフタロシアニン５重量部にした以外は実施例１と同様にして感光体を作製し、感光体特性の評価を行った。
【００２９】
実施例３
Ｘ型メタルフリーフタロシアニン１０重量部にした以外は実施例１と同様にして感光体を作製し、感光体特性の評価を行った。
【００３０】
実施例４
Ｘ型メタルフリーフタロシアニン１５重量部にした以外は実施例１と同様にして感光体を作製し、感光体特性の評価を行った。
【００３１】
実施例５
Ｘ型メタルフリーフタロシアニン２０重量部にした以外は実施例１と同様にして感光体を作製し、感光体特性の評価を行った。
【００３２】
実施例６
Ｘ型メタルフリーフタロシアニン０．１重量部、正孔輸送剤として、ベンジジン誘導体４０部、電子輸送剤としてジフェノキノン誘導体６０部、にした以外は実施例１と同様にして負帯電型感光体を作製し、感光体評価を行った。
【００３３】
実施例７
Ｘ型メタルフリーフタロシアニン０．５重量部にした以外は実施例６と同様にして感光体を作製し、感光体特性の評価を行った。
【００３４】
実施例８
チタニルフタロシアニンを用いた以外は実施例１と同様にして感光体を作製し、感光体特性の評価を行った。
【００３５】
比較例１
Ｘ型メタルフリーフタロシアニン２５重量部にした以外は実施例１と同様にして感光体を作製し、感光体特性の評価を行った。
【００３６】
比較例２
Ｘ型メタルフリーフタロシアニン３０重量部にした以外は実施例１と同様にして感光体を作製し、感光体特性の評価を行った。
【００３７】
比較例３
ドラム素管としてポートホール管の替わりに、継ぎ目のないマンドレル管を用いる事以外は実施例１と同様な感光体を作製し、感光体特性の評価を行った。
【表１】
0003884879.tif 000002
表１に示したように、単層型の感光体において電荷発生剤が２０重量部以内、好ましくは、１０重量部以内では通常部と継ぎ目部の電位差も小さく、画像に素管の継ぎ目に相当する画像筋が発生せず、さらに結着性も向上し好適であることが分かる。
【００３８】
【発明の効果】
この発明において、単層感光体に安価なポートホール管を使用することによって、導電性基板と感光層との結着性が向上し、それにより電荷発生剤濃度を上げることで感度アップも可能となり、感光体ドラムのコストを大幅に下げることができた。
【００３９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いるポートホール管の概略図である。
【図２】通常部と継ぎ目部の電荷保持に対する概略図である。
【図１】
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【図２】
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