JP4078748B2

JP4078748B2 - 電子写真感光体

Info

Publication number: JP4078748B2
Application number: JP07518299A
Authority: JP
Inventors: 昌宏布施; 寛昭高村
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2019-03-19
Also published as: JP2000267308A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真感光体、更に詳しくは、耐久性に優れると共にカールの発生がなく美麗な画像を得ることのできる電子写真感光体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真式画像形成方法は、即時に高品質の画像が得られることから、近年では、複写機やプリンター等において広く利用されている。そして、その中核となる感光体として、装置内に配設する際の自由度が大きい等の理由から可撓性の電子写真感光体が注目され、広く利用されている。
【０００３】
可撓性の電子写真感光体は、可撓性樹脂フィルムに金属層を形成した支持体に、電荷発生層および電荷輸送層が順次形成されて用いられている。
しかるに、電子写真装置においては、画像を転写した都度電子写真感光体をブレード等で擦り、残存するトナーを除去する操作が行なわれる。
このため、表面層を形成する電荷輸送層に摩耗が生じ、電子写真感光体の耐久性は電荷輸送層が摩耗して膜厚が減少する速度によって決定づけられる。
【０００４】
従って、電荷輸送層が摩耗に耐えて長期間使用可能な電子写真感光体を得るためには、電荷輸送層の膜厚を厚くすることが望ましい。
しかし、可撓性の電子写真感光体において電荷輸送層の膜厚を大きくすると感光体にソリ（カール）が生じ、裁断、印刷などの後加工が難しくなったり、電子写真装置に装填して使用する場合、感光体の側縁部が持ち上り帯電器に触れる等のトラブルが発生するおそれがある。
また、無端ベルト状感光体として使用する場合、搬送時の蛇行や、リブのローラーへの乗り上げの原因ともなる。
【０００５】
電子写真感光体のカールを防止する方法として、感光体の裏面にバックコート材を塗布する方法も用いられているが、バックコート材の塗布工程が入るため、生産性が低下する問題がある。
感光体の幅あるいは面積が大きくなる程カールが大きくなり、また、電子写真装置を小型化するために電子写真感光体を径の細いローラを用いて搬送させるケースが多くなっており、この場合にもカールが大きくなる。このためカールの発生のない電子写真感光体の開発が重要となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、電荷輸送層の膜厚が大きく長期間使用可能な耐久性を有し、かつ、カールの発生がなく、二次加工が容易で使用中の安全性も高い電子写真感光体を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる目的を達成するため鋭意検討した結果なされたもので、金属層が積層された可撓性樹脂フィルムからなる導電性支持体の金属層に、電荷発生層と電荷輸送層が順次形成されてなる電子写真感光体において、電荷輸送層の膜厚が２１μｍ以上で、電荷輸送層における電荷輸送物質の結着用樹脂がポリカーボネート樹脂であり、かつ電荷輸送層中の残留溶媒量が１０ｍｇ／ｃｍ³〜１００ｍｇ／ｃｍ³であることを特徴とする電子写真感光体、を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明電子写真感光体は、可撓性樹脂フィルムに金属層が積層された導電性支持体の金属層に電荷発生層と電荷輸送層を形成してなるものである。
導電性支持体を構成する樹脂フィルムの材質としては引張り強度が強く、伸びあるいは縮みの少ない樹脂が好ましく、一般には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂が好ましく、ポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。
【０００９】
これ等の樹脂は、フィルム状に成形された後、一般に二軸方向に延伸される。フィルム状に成形する方法は制限はなく、インフレーション成形、あるいはＴダイによる押出成形によって得ることができる。
延伸方法としては、縦延伸後に横方向に延伸する逐次二段法であってもよく、また、縦延伸と横方向に同時に延伸する二軸同時延伸法であってもよい。
【００１０】
樹脂フィルムの厚さは５０〜１５０μｍが好ましく、更に好ましく７０〜１２０μｍである。
導電性支持体を構成する金属としては、銅、ニッケル、アルミニウムなどがあげられるが、アルミニウムが好ましい。
樹脂フィルム上に金属層を形成する手段としては、真空蒸着、スパッタリング、化学メッキ、ラミネート等公知の方法によって行なうことができる。
【００１１】
金属層が積層された導電性支持体上には感光体層が形成されるが、導電性支持体と電荷発生層との間には、通常使用されるようなバリアー層を形成することができる。バリアー層としては、ナイロン、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、セルロース類、ゼラチン、デンプン、ポリウレタン、ポリイミド等を用いることができる。また、必要に応じて酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機粒子を含有してもよい。
【００１２】
感光体層は、電荷発生層とその上に形成された電荷輸送層から構成される。
電荷発生層は電荷発生物質と結着用樹脂を溶媒に溶解または分散させた塗布液を調製し、導電性支持体に塗布して形成される。
電荷発生物質としては、例えば、スーダンレッド、ダイアンブルー、ジェナスグリーンＢ等のアゾ顔料、ジスアゾ顔料、アルゴールイエロー、ピレンキノン等のキノン顔料、キノシアニン顔料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、インドファーストオレンジトナー等のビスベンゾイミダゾール顔料、チタニルフタロシアニン、銅フタロシアニン等のフタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、ピリリウム塩、アズレニウム塩等が挙げられる。
【００１３】
電荷輸送層は電荷輸送物質と結着用樹脂を溶媒に溶解または分散させた塗布液を調製して電荷発生層の上に塗布される。
電荷輸送物質としては、例えば、主鎖また側鎖に、アントラセン、フェナントレン、ピレン、コロネン等の多環式芳香族化合物の骨格、または、インドール、カルバゾール、イミダゾール、ピラゾール、ピラゾリン、トリアゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、オキサジアゾール、チアゾール等の含窒素環式化合物の骨格を有する化合物、およびヒドラゾン化合物等が挙げられる。
【００１４】
また、電荷発生層あるいは電荷輸送層を形成する結着用樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアリレート、線状ポリエステル、ポリアクリレート、ポリスチレン、スチレン−アクリレート共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリサルホン、ポリビニルアセテート、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、セルロースエステル、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００１５】
塗布液とするための溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系、アセトン、メチルエチルケトン、４−メトキシ−４−メチル−２−ペンタノン、２，４−ペンダジオン、３−オキソブタン酸メチル、シクロヘキサノン等のケトン系、エチルアセテート、ブチルアセテート、メチルセロソルブアセテート等のエステル系、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、アニール、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等のエーテル系、クロロホルム、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、モノクロロベンゼン等の塩素化炭化水素系、ｎ−ブチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン、イソプロパノールアミン、トリエタノールアミン等の含窒素化合物系、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶剤系等が挙げられる。
【００１６】
電荷発生層用の塗布液の固形分濃度は１５重量％以下、好ましくは１〜１０重量％、粘度は０．１〜１０ｃｐｓとし、乾燥後の厚みは０．１〜１μｍとされる。
電荷輸送層用の塗布液の固形分濃度は４０重量％以下、好ましくは１０〜３５重量％、粘度は５０〜３００ｃｐｓとし、乾燥後の厚みは２１μｍ以上、好ましくは２１〜３５μｍとされる。電荷輸送層の膜厚を２１μｍ以上とすることによって、電子写真感光体の耐久性を向上することができる。
【００１７】
電荷発生層用塗布液あるいは電荷輸送層用塗布液の塗布は特に制限はなく、ダイコーター法、リバースコーター法あるいはバーコーター法等によって塗布することができる。
バリヤー層、電荷発生層あるいは電荷輸送層の各層が塗布された後乾燥が行なわれる。乾燥は、加熱ローラー、熱風乾燥器、蒸気乾燥器、赤外線乾燥器、あるいは、遠赤外線乾燥器等を用いて行なうことができる。
【００１８】
しかして、本発明においては、電荷輸送層中の残留溶媒量を１０ｍｇ／ｃｍ³ 〜１００ｍｇ／ｃｍ³、好ましくは１５〜８０ｍｇ／ｃｍ³ 、更に好ましくは２０〜４０ｍｇ／ｃｍ³ の範囲となる条件で乾燥が行なわれる。
残留溶媒量は電荷輸送層をガスクロマトグラフで分析することによって知ることができ、残留溶媒量を一定範囲内とする乾燥条件は電荷輸送層に使用された結着剤、溶媒、電荷輸送剤あるいは他の添加剤の組合せに応じて経験的に知ることができる。
本発明は、電荷輸送層に溶媒を残留させることによって電子写真感光体のカールを防止することができる。
【００１９】
その理由は必ずしも明らかではなく、ここに示す解釈によって本発明が限定されるものではないが、従来は、電荷輸送層の塗布後、乾燥により、あるいは乾燥後の冷却により電荷輸送層に収縮が生じこれが可撓性樹脂フィルムの収縮率と等しくないためにカールが生じるのに対し、本発明は、残留溶媒によって電荷輸送層の収縮が緩和される結果、カールの発生が防止されるものと推定される。
本発明電子写真感光体は、カールの発生が少ないから、無端ベルト状感光体として使用する場合に効果が大きく、また、広幅、大面積感光体として使用する場合にも適し、横幅が３００ｍｍ以上の感光体として用いることができる。
また、電子写真感光体を直径が３５ｍｍ以下の搬送ローラを用いた電子写真装置用としても適するものである。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
なお、下記の実施例において、明部電位については以下の方法で評価した。
明部電位
感光体シートをアルミニウム素管（外径８０ｍｍφ）上に貼り付け、その明部電位を測定した。
まず、除電器と帯電器との角度を２４°、帯電器と露光位置との角度を２６°、露光位置と明部電位測定プローブとの角度を６９°に設定し、感光体を周速９６ｍｍ／秒で回転させ、露光しない時の表面電位が−６００Ｖとなるようにスコロトロン帯電条件を設定した。この条件で、各感光体の２．０μＪ／ｃｍ²の７８０ｎｍの光を露光した際の電位（明部電位）を測定した。
【００２１】
実施例１−１
二軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム（厚み７５μｍ）の表面に厚み７００オングストロームのアルミニウム蒸着層を形成し、導電性支持体を作製した。
【００２２】
得られた導電性支持体のアルミニウム蒸着面に、以下に示す電荷発生層用塗布液をワイヤーバーを用いて塗布して厚み０．５μｍの電荷発生層を形成した上に、以下に示す電荷輸送層用の塗布液−Ａをアプリケータを用いて乾燥後の膜厚が２３μｍの電荷輸送層を形成した。
電荷輸送層の乾燥は、１１０℃で１１分間行った。
得られた電子写真感光体の電荷輸送層には２３ｍｇ／ｃｍ³ の１，４−ジオキサンが含有されていた。この感光体の明部電位は−８５Ｖであった。
これを１００ｍｍ×１００ｍｍに裁断して三日間静置した後、よりカールの小さい対辺の中央部に荷重を置き、このときの感光体の荷重を置いていない辺の浮き上りの最大値をカールの大きさとした。
その結果は１０．９ｍｍであった。
【００２３】
電荷発生層用塗布液
電荷発生物質として、Ｘ線回折スペクトルのブラッグ角（２θ±０．２°）２７．３°に最大回折ピークを有し７．４°および２４．２°に回折ピークを示す結晶型オキシチタニウムフタロシアニンを用い、その１０重量部を２００重量部の４−メトキシ−４−メチル−２−ペンタノンに加え、サンドグラインドミルにて粉砕、分散処理して得られた分散液を、ポリビニルブチラール樹脂（デンカ社製、「＃６０００Ｃ」）の５重量％ジメトキシエタン溶液１００重量部とフェノキシ樹脂（ユニオンカーバイド社製、「ＰＨＫＫ」）の５重量％ジメトキシエタン溶液１００重量部との混合溶液に加え、固形分濃度４重量％とした塗布液。
【００２４】
電荷輸送層用塗布液−Ａ
電荷輸送物質として、次記構造のヒドラゾン化合物（Ａ）と（Ｂ）とを用い、
【００２５】
【化１】

【００２６】
同化合物（Ａ）５６重量部、（Ｂ）１４重量部、およびポリカーボネート樹脂（三菱化学社製、「ノバレックス７０３０Ａ」）１００重量部を１，４−ジオキサン１０００重量部に溶解させた塗布液。
【００２７】
実施例１−２
実施例１−１において、電荷輸送層を塗布した後の乾燥を１１０℃、４分間とした他は実施例１−１と同じ実験を行った。
その結果、電荷輸送層の残留溶媒量（１，４−ジオキサン）は３５ｍｇ／ｃｍ³でカールの大きさは８．１ｍｍ、明部電位は−９０Ｖであった。
【００２８】
比較例１−１
実施例１−１において、電荷輸送層を塗布した後の乾燥を１２５℃、２０分間とした他は実施例１と同じ実験を行った。
その結果、電荷輸送層の残留溶媒量（１，４−ジオキサン）は４．３ｍｇ／ｃｍ³ でカールの大きさは１９．８ｍｍ明部電位は−８２Ｖであった。
【００３０】
実施例２−１
実施例１−１で用いたものと同様の導電性支持体、電荷発生層を形成した上に、以下に示す電荷輸送層塗布液−Ｂをアプリケータを用いて乾燥後の膜厚が２８μｍの電荷輸送層を形成した。
電荷輸送層の乾燥は１１０℃１５分間とした。得られた電子写真感光体の電荷輸送層には２０ｍｇ／ｃｍ³のトルエンが含有されていた。
【００３１】
電荷輸送用塗布液−Ｂ
電荷輸送物質として、前記ヒドラゾン（Ａ）を４重量部、次記構造のヒドラゾン（Ｃ）を３６重量部および下記構造のポリカーボネート樹脂１００重量部を、
【００３２】
【化２】

【００３３】
溶媒としてテトラヒドロフラン／トルエン（７０／３０：重量比）を計１００重量部に溶解させた塗布液。
これを実施例１−１と同様の方法によりカールの大きさを測定したところ１２．２ｍｍ、明部電位は−１１２Ｖであった。
【００３４】
実施例２−２
実施例２−１において、電荷輸送層を塗布した後の乾燥を１１０℃、７分間とした他は実施例２−１と同じ実験を行った。
その結果、電荷輸送層の残留溶媒量（トルエン）は２６ｍｇ／ｃｍ³でカールの大きさは１０．０ｍｍ、明部電位は−１２３Ｖであった。
【００３５】
比較例２−１
電荷輸送層の乾燥を１２０℃、２０分間とした他は実施例２−１と同様の実験を行った。
その結果、電荷輸送中の残留溶媒（トルエン）は５．６ｍｇ／ｃｍ³ でカールの大きさは１９．９ｍｍ明部電位は−１０８Ｖであった。
【００３６】
比較例２−２
実施例２−１において、電荷輸送層を塗布した後の乾燥を１１０℃、１．５分間とした他は実施例２−１と同じ実験を行った。
その結果、電荷輸送層の残留溶媒量（トルエン）は１１５ｍｇ／ｃｍ³でカールの大きさは６．８ｍｍ、明部電位は−２６５Ｖであった。
以上の結果を表１にまとめる。
【００３７】
【表１】

【００３８】
表１より、適度の残留溶媒量とすることによりカールが大きく改良されること、および、残留溶媒量が多すぎる場合には、電荷移動時のトラップとなり、明部電位が上昇し、特性が悪化することが判る。

Claims

金属層が積層された可撓性樹脂フィルムからなる導電性支持体の金属層に、電荷発生層と電荷輸送層が順次形成されてなる電子写真感光体において、電荷輸送層の膜厚が２１μｍ以上で、電荷輸送層における電荷輸送物質の結着用樹脂がポリカーボネート樹脂であり、かつ電荷輸送層中の残留溶媒量が１０ｍｇ／ｃｍ³〜１００ｍｇ／ｃｍ³であることを特徴とする電子写真感光体。