(57)【特許請求の範囲】
【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であって、該電子写真感光体に接触して配置された帯電部材から直流電圧を印加して該電子写真感光体を帯電させる接触帯電手段を有する電子写真装置用の電子写真感光体において、該感光層が、電荷発生層及び電荷輸送層を有し、該電荷輸送層のバインダー樹脂が下記式（１−１）で示される構成単位のポリアリレート樹脂のみを含有していることを特徴とする電子写真感光体。
【化１】
0003789055.tif 000010
【請求項２】
請求項１に記載の電子写真感光体と、該電子写真感光体に接触して配置された帯電部材から直流電圧を印加して該電子写真感光体を帯電させる接触帯電手段、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、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３】
請求項１に記載の電子写真感光体、該電子写真感光体に接触して配置された帯電部材から直流電圧を印加して該電子写真感光体を帯電させる接触帯電手段、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。
【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、プロセスカートリッジ及び電子写真装置に関し、詳しくは特定の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。
【０００２】
【従来の技術】
像保持部材の代表的なものの一つとし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。
【０００３】
これらの電子写真感光体には、当然ながら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。
【０００４】
有機系感光体においては、有機光導電材料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。
【０００５】
これらの有機系感光体は、大量生産性に優れ、価格も比較的安価に生産可能であるといった多くの利点を有しているが、感光体として必要とされる全ての要求を満足しているわけではなく改善の余地がある。特に、有機系感光体において望まれていた高耐久化ということに対して種々の検討がなされ、多くの改善がなされてきたが、電子写真技術の向上、高速化により感光体の更なる高耐久化が望まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、感光層の機械的強度が強く、かつ耐摩耗性が良好で、繰り返し使用においても安定した特性を持つ電子写真感光体、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である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に従って、導電性支持体上に感光層を有する電子写真感光体であって、該電子写真感光体に接触して配置された帯電部材から直流電圧を印加して該電子写真感光体を帯電させる接触帯電手段を有する電子写真装置用の電子写真感光体において、該感光層が、電荷発生層及び電荷輸送層を有し、該電荷輸送層のバインダー樹脂が下記式（１−１）で示される構成単位のポリアリレート樹脂のみを含有していることを特徴と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。
【０００８】
【化２】
0003789055.tif 000002
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
本発明は、一般式（１−１）で示されるチオエーテルビスフェノールの構成単位を有するポリアリレート樹脂を用いることを特徴とした電子写真感光体である。
【００１１】
感光体に用いるバインダー樹脂として、フェニル上にアルキル基を有するチオエーテルビスフェノールよりなるポリアリレート樹脂を用いることで、感光体の耐摩耗性の向上が見られた。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、一般的にチオエーテルビスフェノールよりなるポリアリレートは、樹脂の自由体積減少により機械的強度が増加する傾向にあるが、本発明に用いたフェニル基上にアルキル基を有するチオエーテルビスフェノールより合成されたポリアリレートは、無置換のチオエーテルより自由体積が減少し機械的強度、耐摩耗性が向上したと思われる。
【００１２】
また、本発明において用いたチオエーテルビスフェノールよりなるポリアリレートは、電子写真において一般的に用いられているコロナ帯電、ＡＣ帯電、ＤＣ帯電等の種々の帯電方法や電子写真プロセスによらず耐摩耗性に関しては、従来のものと比較すると向上が見られ、特にＤＣ帯電による方式に用いた場合にその効果が顕著に現れる。ＤＣ帯電による方式は、感光体に接触して配置された帯電部材から直流電圧を印加して帯電する手段で、ＡＣ帯電による方式は、直流電圧に交流電圧を重畳し帯電する手段である。
【００１３】
ポリマーの分子量としては、重量平均分子量（Ｍｗ）＝１００００〜２０００００が好ましく、強度、生産性等の面から５００００〜１５００００が特に好ましい。
【００１４】
本発明の用いるポリアリレート化合物は、常法により合成されるが、一例として式（１−１）の合成例を以下に示す。
【００１５】
１０％水酸化ナトリウム水溶液に、式（１−１）を構成するビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）チオエーテ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と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。
【００１６】
重合は反応温度を２５℃以下に保ちながら、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純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式（１−１）を得た。
【００１７】
以下、本発明の電子写真感光体の構成について説明する。
【００１８】
本発明の電子写真感光体は、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。
【００１９】
本発明の感光層を形成するためのバインダー樹脂及び溶媒は、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。
【００２０】
本発明における電荷発生材としては、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。
【００２１】
電荷輸送材は、通常用いられるものが使用でき、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。
【００２２】
感光層が単層型の場合は、上述のような電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。
【００２３】
また、保護層としては、上述したバインダ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。膜厚は０．５〜１０μｍであることが好ましく、特には１〜５μｍであることが好ましい。
【００２４】
また、本発明においては、支持体と感光層、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。この樹脂と溶剤の割合は、１／０．５〜１／２（重量比）であることが好ましい。
【００２５】
これらの感光体の塗布方法としての限定はなく、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。
【００２６】
図１に本発明の電子写真感光体を有するプ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。
【００２７】
図において、１はドラム状の本発明の電子写真感光体であり、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。
【００２８】
形成された静電潜像は、次いで現像手段５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。
【００２９】
トナー画像の転写を受けた転写材７は、感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。
【００３０】
像転写後の感光体１の表面は、クリーニング手段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。
【００３１】
本発明においては、上述の電子写真感光体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、複数のものを容器１１に納めて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、装置本体のレール等の案内手段１２を用いて装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジとすることができる。
【００３２】
また、露光光４は、電子写真装置が複写機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。
【００３３】
本発明の電子写真感光体は、電子写真複写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。
【００３４】
【実施例】
以下、具体的な実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。なお、実施例中の「部」は重量部を表す。
【００３５】
（実施例１）
３０ｍｍφ×３５７ｍｍのアルミシリンダー上に、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分間熱硬化させることにより、膜厚が１５μｍの導電層を形成した。
【００３６】
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
【００３７】
次に、この導電層上に、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン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。
【００３８】
次に、ＣｕＫα特性Ｘ線回折におけるブラック角（２θ±０．２゜）の９．０°、１４．２°、２３．９°及び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整した。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。
【００３９】
次に、下記構造式のアミン化合物７部、
【００４０】
【化３】
0003789055.tif 000003
【００４１】
下記構造式のアミン化合物１部及び
【００４２】
【化４】
0003789055.tif 000004
【００４３】
バインダー樹脂として式（１−１）で示される化合物（重量平均分子量＝７５０００）１０部をモノクロロベンゼン５０部／ジクロロメタン３０部に溶解し電荷輸送層用の塗布液を得た。この塗布液を浸漬塗布法で塗布し、１２０℃にて１時間乾燥し、膜厚が２７μｍの電荷輸送層を形成した。
【００４４】
次に、評価について説明する。評価は、ＤＣ帯電にて行い、また参考実験としてＡＣ帯電についても行った。
【００４５】
ＡＣ帯電の評価装置は、キヤノン（株）製複写機ＧＰ２１０（印加電圧として直流電圧に交流電圧を重畳するＡＣ帯電方式）を用いた。まず、初期電位を測定した。暗部電位Ｖｄ＝−７００Ｖ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。結果を表１に示す。
【００４６】
ＤＣ帯電の評価装置は、キヤノン（株）製複写機ＮＰ６０３５（印加電圧に直流電圧を用いるＤＣ帯電方式）を用いた。まず、初期電位を測定した。暗部電位Ｖｄ＝−６８０Ｖ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。結果を表１に示す。
【００４７】
（参考例１）
電荷輸送層用のバインダー樹脂として下記式（１−７）で示される構成単位を有するポリアリレート樹脂（重量平均分子量＝７００００）を用いた以外は、実施例１と同様に感光体を作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００４８】
【化５】
0003789055.tif 000005
【００４９】
（参考例２）
電荷輸送層用のバインダー樹脂として式（１−１）／下記式（３−１）＝３０／７０のポリアリレート樹脂共重合体（重量平均分子量＝８００００）を用いた以外は、実施例１と同様に感光体を作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００５０】
【化６】
0003789055.tif 000006
【００５１】
（参考例３）
電荷輸送層用のバインダー樹脂として式（１−１）／下記式（３−２）＝３０／７０のポリアリレート樹脂共重合体（重量平均分子量＝８００００）を用いた以外は、実施例１と同様に感光体を作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００５２】
【化７】
0003789055.tif 000007
【００５３】
（参考例４）
電荷輸送層用のバインダー樹脂として式（１−１）／（３−２）＝３０／７０のポリアリレート樹脂共重合体（重量平均分子量＝８００００）を５部、式（３−２）のポリアリレート樹脂を５部を用いた以外は、実施例１と同様に感光体を作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００５４】
（比較例１）
電荷輸送層用のバインダー樹脂として式（３−１）で示されるポリアリレートＡ型（商品名：Ｕ１００、ユニチカ（株）製）を用いた以外は、実施例１と同様に感光体を作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００５５】
（比較例２）
電荷輸送層用のバインダー樹脂として下記構造式（５）のポリアリレートを用いた以外は、実施例１と同様に感光体を作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００５６】
【化８】
0003789055.tif 000008
【００５７】
【表１】
0003789055.tif 000009
【００５８】
表１に示したように、本発明の感光体は、機械的耐久性（耐摩耗性）の向上を示した。また、比較例２に示したフェニル上無置換のチオエーテルビスフェノールからなるポリマーと本発明のアルキル置換型とを比較しても、耐摩耗性において置換型のほうが優位性を示した。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、その配置によってポリマー中における有機光導電物質との親和性が高まり、感光層としての耐摩耗性が向上していると推測される。また、ＡＣ帯電とＤＣ帯電とを比較すると、ＤＣ帯電による帯電方式を用いた場合、感光体の削れ量が少ないことから、ＤＣ帯電プロセスにおいて本発明に示したポリアリレート樹脂は、その効果が顕著に現れることが示された。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、感光層のバインダー樹脂に特定の置換基を有するチオエーテルビスフェノール構造を持つポリアリレート樹脂を用いると、繰り返し使用における耐摩耗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るプロセスカートリッジ及び電子写真装置が提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の電子写真感光体を有するプロセスカー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。
【符号の説明】
１  感光体
２  軸
３  帯電手段
４  露光光
５  現像手段
６  転写手段
７  転写材
８  定着手段
９  クリーニング手段
１０  前露光光
１１  プロセスカートリッジ容器
１２  案内手段
【図１】
0003789055.tif 000011