JP5762450B2 - 積層型電子写真感光体、画像形成装置、及び積層型電子写真感光体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、積層型電子写真感光体、画像形成装置、及び積層型電子写真感光体の製造方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置に備えられる電子写真感光体としては、セレン等の無機材料からなる感光層を備える無機系感光体と、主に、バインダー樹脂、電荷発生材料、電荷輸送材料等の有機材料からなる感光層を備える有機感光体とがある。そして、これらの感光体のなかでは、無機系感光体と比較して製造が容易であり、感光層の材料を幅広い材料から選択できて設計の自由度が高いことから有機系感光体が幅広く使用されている。

このような有機感光体には、電荷発生材料及び電荷輸送材料を同一層に含有する感光層を備える単層型有機感光体と、電荷発生材料を含有する電荷発生層及び電荷輸送材料を含有する電荷輸送層を積層した感光層を備える積層型有機感光体とがある。積層型有機感光体は電荷移動度の高い正孔輸送材料を電荷輸送材料として用いるので、一般的に、単層型有機感光体よりも優れた電気的性能を示すことが多い。そのため、積層型有機感光体はプリンタ、複写機、複合機等の有機感光体として広汎に使用されている。

これら有機系感光体は、このような利点を有する反面、用いられる有機材料が軟質であることから、感光体の繰り返し使用により感光層が磨耗しやすいという問題点がある。そのため、積層型有機感光体の電荷輸送層の耐磨耗性の改良についても、多くの検討がなされている。電荷輸送層の主要な構成成分であるバインダー樹脂の改良は、これらの中でも重要な検討項目であり、例えば、特許文献１及び２のような提案がなされている。

特開平０５−２５７２９９号公報 特開平０６−０５１５４４号公報

近年、電子写真プロセスの小型化、高速化の進展はめざましく、感光体の線速についても益々の高速化が要求されている。そのため、感光体表面の摩耗が一層苛酷となって、感光体表層の膜削れが促進される傾向にある。このため、上記の特許文献１及び２で提案されているバインダー樹脂を使用しても積層型有機感光体の電荷輸送層表面の磨耗の抑制について十分とはいえなくなってきた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、耐摩耗性と、電気特性とに優れる積層型電子写真感光体と、当該積層型電子写真感光体を像担持体として備える画像形成装置とを提供することを目的とする。

本発明者らは、導電性基体上に、電荷発生材料を含有する電荷発生層と、電荷輸送材料及びバインダー樹脂を含有する電荷輸送層とが、順次積層された積層型電子写真感光体について、特定の構造のポリカーボネートを含むバインダー樹脂を用いることで上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には本発明は以下のものを提供する。

本発明の第一の態様は、
導電性基体上に、電荷発生材料を含有する電荷発生層と、電荷輸送材料及びバインダー樹脂を含有する電荷輸送層とが、順次積層された積層型感光層が形成されており、
前記バインダー樹脂が、下記式（１）で表されるポリカーボネート樹脂を含む、積層型電子写真感光体に関する。

（式（１）中、ｐ＋ｑ＝１であり、０．３≦ｐ≦０．８である。Ｗは単結合、又は−Ｏ−である。Ｒ^１、及びＲ^２はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基である。ｎは３又は４である。）

本発明の第二の態様は、
像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電するための帯電部と、
帯電された前記像担持体の表面を露光して前記像担持体の表面に静電潜像を形成するための露光部と、
前記静電潜像をトナー像として現像するための現像部と、
前記トナー像を前記像担持体から被転写体へ転写するための転写部と、を備え、前記像担持体が、第一の態様に係る電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置に関する。

本発明によれば、耐摩耗性と、電気特性とに優れる積層型電子写真感光体と、当該積層型電子写真感光体を像担持体として備える画像形成装置とを提供することができる。

積層型感光体の構成を示す図である。 本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の要旨を限定するものではない。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態は、導電性基体上に、電荷発生材料を含有する電荷発生層と、電荷輸送材料及びバインダー樹脂を含有する電荷輸送層とが、順次積層された積層型感光層が形成されている積層型感光体である。電荷輸送層は、バインダー樹脂として、下記式（１）で表されるポリカーボネート樹脂を含有する。

（式（１）中、ｐ＋ｑ＝１であり、０．３≦ｐ≦０．８である。Ｗは単結合、又は−Ｏ−である。Ｒ^１、及びＲ^２はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基である。ｎは３又は４である。）

本出願の明細書及び特許請求の範囲において、積層型感光体の電荷輸送層に含まれる樹脂を「バインダー樹脂」と呼ぶ。また、積層型感光体の電荷発生層が樹脂を含む場合に、電荷発生層に含まれる樹脂を「ベース樹脂」と呼ぶ。以下、本発明の第１実施形態に係る積層型電子写真感光体について説明する。

≪積層型電子写真感光体≫
図１（ａ）に示す積層型電子写真感光体のように、電子写真感光体において積層型感光体１０は、導電性基体１１上に蒸着又は塗布等の手段によって、電荷発生材料を含有する電荷発生層１２を形成し、次いで電荷発生層１２上に、電荷輸送材料とバインダー樹脂とを含む塗布液を塗布した後に乾燥させて電荷輸送層１３を形成することにより作成できる。

積層型の電子写真感光体は、電荷輸送材料の種類を適宜選択することにより、正負何れの帯電方式にも適用可能である。

また、図１（ｂ）に示す積層型電子写真感光体のように、感光層を形成する前に、導電性基体１１上に、下引き層１４を予め形成しておくことも好ましい。下引き層１４を設けることにより、導電性基体１１側の電荷の感光層への注入を防ぐとともに、感光層の導電性基体１１上への結着を強固にし、導電性基体１１の表面上の欠陥を被覆して平滑化することができるためである。

以下、積層型電子写真感光体に関して、導電性基体、感光層、及び感光層の作成方法について順に説明する。

〔導電性基体〕
導電性基体は、電子写真感光体の導電性基体として用いることができるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、導電性を有する材料で少なくとも表面部が構成されるもの等が挙げられる。すなわち、具体的には、例えば、導電性を有する材料からなるものであってもよいし、プラスチック材料等の表面を、導電性を有する材料で被覆したものであってもよい。また、導電性を有する材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、錫、白金、銀、バナジウム、モリブデン、クロム、カドミウム、チタン、ニッケル、パラジウム、インジウム、ステンレス鋼、真鍮等が挙げられる。また、導電性を有する材料としては、導電性を有する材料を１種で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて、例えば、合金等として用いてもよい。また、導電性基体としては、上記の中でも、アルミニウム又はアルミニウム合金からなることが好ましい。そうすることによって、より好適な画像を形成することができる感光体を提供することができる。このことは、感光層から導電性基体への電荷の移動が良好であることによると考えられる。

導電性基体の形状は、使用する画像形成装置の構造に合わせて適宜選択することができ、例えば、シート状、ドラム状等の基体が好適に使用できる。また、導電性気体の厚みは上記形状に応じて適宜選択することができる。

〔感光層〕
積層型電子写真感光体は、導電性基体上に形成された、少なくとも電荷発生材料を含む電荷発生層、及び少なくとも電荷輸送材料とバインダー樹脂とを含む電荷輸送層から構成されている。電荷発生層はベース樹脂を含んでいてもよい。以下、バインダー樹脂、電荷輸送材料、電荷発生材料、ベース樹脂について順に説明する。

（バインダー樹脂）
積層型電子写真感光体における電荷輸送層はバインダー樹脂として、下記式（Ｉ）で表されるポリカーボネート樹脂を含有する。

（式（１）中、ｐ＋ｑ＝１であり、０．３≦ｐ≦０．８である。Ｗは単結合、又は−Ｏ−である。Ｒ^１、及びＲ^２はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基である。ｎは３又は４である。）

式（１）中、０．３≦ｐ≦０．８であり、０．３≦ｐ≦０．７がより好ましい。ｐがこのような範囲であるポリカーボネート樹脂を含むバインダー樹脂を用いることで、電気的特性及び耐磨耗性に優れる感光体が得られる。

ｐが過大である場合、式（１）で表されるポリカーボネート樹脂の溶剤に対する溶解度が低下しやすい。このため、ｐが過大である式（１）で表されるポリカーボネート樹脂を用いると、感光層の作成にバインダー樹脂を溶剤に溶解させた塗布液を用いる場合、溶剤の僅かな揮発でバインダー樹脂の結晶化が起こりやすく、感光層が白濁する場合がある。この場合、感光体の電気的特性が損なわれやすい。このような問題に対し、溶剤の量を増やすことで樹脂の結晶化を抑制できるが、塗布液の粘度が低下することで、感光層の作成に要する時間が長くなり、感光体の生産性が低下してしまう。

式（１）のポリカーボネート樹脂が有する置換基Ｒ^１、及びＲ^２がアルキル基である場合、炭素原子数１以上１２以下のアルキル基が好ましく、炭素原子数１以上８以下のアルキル基がより好ましく、炭素原子数１以上６以下のアルキル基が特に好ましい。

Ｒ^１、及びＲ^２で表される置換基がアルキル基である場合の具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉｓｏ−ペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｉｓｏ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、２−エチルヘキシル基、ｔｅｒｔ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、及びドデシル基等が挙げられる。

式（１）において置換基Ｒ^１、及びＲ^２がアリール基である場合、フェニル基、又は２個以上６個以下のベンゼン環が縮合されるか単結合により連結されて形成される基が好ましい。アリール基に含まれるベンゼン環の数は、１以上６以下が好ましく、１以上３以下がより好ましく、１又は２が特に好ましい。

Ｒ^１、及びＲ^２で表される置換基がアリール基である場合の具体例としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、アントリル基、フェナントリル基、及びピレニル基等が挙げられる。

式（１）中、ｎは３又は４である。従って、式（１）で表されるポリカーボネート樹脂は、シクロブチリデン基、又はシクロペンチリデン基を有する。シクロブチリデン基又はシクロペンチリデン基は、シクロヘキシリデン基等と比較して嵩高くないため、式（１）で表されるポリカーボネート樹脂は、バインダー樹脂中で密に充填されやすい。このため、式（１）で表されるポリカーボネート樹脂を含むバインダー樹脂を用いることで、強度や耐摩耗性に優れる電荷輸送層を備える積層型感光体を形成しやすい。これに対し、ｎが４超である場合、ｎが３又は４である場合に比べて、ポリカーボネート樹脂の有するシクロアルキリデン基の立体障害が大きいため、バインダー樹脂中で、ポリカーボネート樹脂の分子鎖が密に充填されない。このため、式（Ｉ）で表されるポリカーボネート樹脂であっても、ｎが４超であるようなポリカーボネート樹脂を用いる場合、強度や耐摩耗性に優れる電荷輸送層を備える積層型感光体を形成しにくい。

式（１）で表されるポリカーボネート樹脂の製造方法は特に限定されない。式（１）で表されるポリカーボネート樹脂は、例えば、式（１）に記載の繰り返し単位に対応するビスフェノール化合物を用いて、公知のポリカーボネート樹脂の製造方法に従い製造できる。

式（１）で表されるポリカーボネート樹脂のうち、好適な樹脂の具体例としては下式で表されるＲｅｓｉｎ−Ａ〜Ｒｅｓｉｎ−Ｄが挙げられる。Ｒｅｓｉｎ−Ａ〜Ｒｅｓｉｎ−Ｄを表す式中、ｐ及びｑは式（１）と同義である。

式（１）で表されるポリカーボネート樹脂は、本発明の目的を阻害しない限り、ランダム共重合体及びブロック共重合体の何れでもよい。式（１）で表されるポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は、３５，０００から９０，０００以下が好ましく、４０，０００から８０，０００がより望ましい。また、バインダー樹脂の好ましい粘度平均分子量は、式（１）で表されるポリカーボネート樹脂と同様である。バインダー樹脂の粘度平均分子量をかかる範囲とすることにより、バインダー樹脂が適度な硬さとなり、バインダー樹脂中に良好に電荷輸送材料が分散することによって、電気的特性及び耐磨耗性に優れる感光体が得られる。

ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量［Ｍ］は、オストワルド粘度計によって、極限粘度［η］を求め、Ｓｃｈｎｅｌｌの式によって、［η］＝１．２３×１０^−４Ｍ^０．８３より算出できる。なお、［η］は、２０℃で、塩化メチレンを溶媒として、濃度が６．０ｇ／ｄｍ^３となるようにポリカーボネート樹脂を溶解させて得られるポリカーボネート樹脂溶液を用いて測定できる。

電荷輸送層における、バインダー樹脂の総量に対する、式（１）で表されるポリカーボネート樹脂の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されないが、７０質量％以上が好ましく、９０質量％以上がより好ましく、１００質量％であるのが特に好ましい。

（電荷輸送材料）
電荷輸送材料は、電子写真感光体の感光層に含まれる電荷輸送材料として用いることができるものであれば、特に限定されない。また、電荷輸送材料としては、一般的に、正孔輸送材料と電子輸送材料とが挙げられる。

・正孔輸送材料
正孔輸送材料（ＨＴＭ）としては、電子写真感光体の感光層に含まれる正孔輸送材料として用いることができるものであれば、特に限定されない。正孔輸送材料の具体例としては、ベンジジン誘導体、２，５−ジ（４−メチルアミノフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール等のオキサジアゾール系化合物、９−（４−ジエチルアミノスチリル）アントラセン等のスチリル系化合物、ポリビニルカルバゾール等のカルバゾール系化合物、有機ポリシラン化合物、１−フェニル−３−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）ピラゾリン等のピラゾリン系化合物、ヒドラゾン系化合物、トリフェニルアミン系化合物、インドール系化合物、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、トリアゾール系化合物等の含窒素環式化合物、縮合多環式化合物等が挙げられる。これらの正孔輸送材料の中では、分子中に１又は複数のトリフェニルアミン骨格を有するトリフェニルアミン系化合物がより好ましい。これらの正孔輸送材料は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

・電子輸送材料
電子輸送材料（ＥＴＭ）としては、電子写真感光体の感光層に含まれる電子輸送材料として用いることができるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、ナフトキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、アントラキノン誘導体、アゾキノン誘導体、ニトロアントアラキノン誘導体、ジニトロアントラキノン誘導体等のキノン誘導体、マロノニトリル誘導体、チオピラン誘導体、トリニトロチオキサントン誘導体、３，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン誘導体、ジニトロアントラセン誘導体、ジニトロアクリジン誘導体、テトラシアノエチレン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、ジニトロベンゼン、ジニトロアントラセン、ジニトロアクリジン、無水コハク酸、無水マレイン酸、ジブロモ無水マレイン酸等が挙げられる。電子輸送材料は単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

（電荷発生材料）
電荷発生材料は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、従来から電子写真感光体の感光層において使用されている電荷発生材料から適宜選択して用いることができる。具体的には、例えば、下記式（Ｉ）で表されるＸ型無金属フタロシアニン（ｘ−Ｈ_２Ｐｃ）、下記式（ＩＩ）で表されるα型やＹ型等のオキソチタニルフタロシアニン（Ｙ−ＴｉＯＰｃ）、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、無金属ナフタロシアニン顔料、金属ナフタロシアニン顔料、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、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、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、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が挙げられる。これらの電荷発生材料の中では、Ｘ型無金属フタロシアニン、及びα型やＹ型等のオキソチタニルフタロシアニンが好ましい。

これらのなかでも、（Ａ）ＣｕＫα特性Ｘ線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角２θ±０．２°＝２７．２°に主ピークを有し、（Ｂ）示差走査熱量分析において、吸着水の気化にともなうピーク以外に５０℃以上２７０℃以下の範囲内に１つのピークを有するオキソチタニルフタロシアニンや、
（Ａ）の特徴に加えて、且つ、（Ｃ）示差走査熱量分析において、吸着水の気化にともなうピーク以外は、５０℃以上４００℃以下の範囲内にピークを有しないオキソチタニルフタロシアニンや、
（Ａ）の特徴に加えて、且つ、（Ｄ）示差走査熱量分析において、吸着水の気化にともなうピーク以外は、５０℃以上２７０℃以下の範囲内にピークを有さず、２７０℃以上４００℃以下の範囲内に１つのピークを有するオキソチタニルフタロシアニンが感度の点で好ましい。

また、電荷発生材料は、所望の領域に吸収波長を有するように、単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。さらに、前述の各電荷発生材料のうち、特に半導体レーザー等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電子写真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。また、ハロゲンランプ等の白色の光源を使用した静電式複写機等のアナログ光学系の画像形成装置には、可視領域に感度を有する電子写真感光体が必要となるため、例えば、ペリレン顔料やビスアゾ顔料等が好適に用いられる。

（ベース樹脂）
電荷発生層を導電性基体上に、電荷発生材料を含む溶液を塗布して形成する場合、電荷発生材料とともにベース樹脂が使用される。本発明において電荷発生層に用いるベース樹脂は、電荷輸送層において使用されるバインダー樹脂と同様の樹脂を用いることができる。しかしながら、積層型感光体は一般的に電荷発生層、電荷輸送層の順に塗工されるため、電荷輸送層の塗工において、電荷発生層がその塗工溶剤に溶解しないようなベース樹脂が選択される。

〔感光層の作成方法〕
積層型感光体における感光層は、導電性基体上、又は、導電性基体上に形成された下引き層の上に、電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層して形成される。

積層型感光体における電荷発生層の膜厚は０．１μｍ以上５μｍ以下が好ましく、０．１μｍ以上３μｍ以下がより好ましい。また、電荷輸送層の膜厚は２μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、５μｍ以上５０μｍ以下がより好ましい。

電荷発生層における電荷発生材料の含有量は本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。電荷発生層と塗布液の塗布により形成する場合、電荷発生材料の量は、ベース樹脂１００質量部に対して１０質量部以上５００質量部以下が好ましく、３０質量部以上３００質量部以下であるのがより好ましい。

電荷輸送層における電荷輸送材料の含有量は、バインダー樹脂１００質量部に対して５５質量部以下であり、５質量部以上５５質量部以下が好ましく、１０質量部以上５５質量部以下がより好ましい。なお、電荷輸送材料の量は電荷輸送層における、正孔輸送材料と電子輸送材料の量の合計量である。電荷輸送材料の量をかかる範囲とすることにより、耐摩耗性に優れた積層型感光体を得やすい。

電荷輸送層には、式（１）で表されるポリカーボネート樹脂がバインダー樹脂として含まれる。バインダー樹脂として、式（１）で表されるポリカーボネート樹脂を用いることで、電荷輸送材料の結晶化が起こりにくく電気特性に優れた耐久性の高い優れる積層型感光体を形成しやすい。

電荷発生層の形成方法としては、電荷発生材料の真空蒸着、又は少なくとも電荷発生材料、ベース樹脂、及び溶剤を含む塗布液の塗布が挙げられる。電荷発生層の形成方法としては、高価な蒸着装置が不要であり、製膜操作が容易であることから、少なくとも電荷発生材料、ベース樹脂、及び溶剤を含む塗布液の塗布が好ましい。また、電荷輸送層の形成方法としては、少なくとも、電荷輸送材料、バインダー樹脂、及び溶剤を含む塗布液の塗布が挙げられる。

感光層形成用の塗布液の調製に用いる溶媒としては、感光層形成用塗布液に従来用いられている種々の有機溶剤が使用可能である。具体的には、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系炭化水素；ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、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、ジオキサン、ジオキソラン、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エーテル類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアルデヒド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性有機溶媒が挙げられる。感光層形成用塗布液に用いられる溶剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

これらの感光層形成用塗布液に用いられる溶剤の中では、非ハロゲン系溶剤を用いるのが好ましく、非ハロゲン系溶剤としては、環状エーテル類を含む溶剤を用いるのがより好ましく、テトラヒドロフラン、及び１，３−ジオキソランから選択される１以上の溶剤を含む溶剤を用いるのが特に好ましい。感光層形成用塗布液として、非ハロゲン溶媒を用いることにより、大気汚染・土壌汚染等の環境負荷を低減することができる。

電荷発生層用又は電荷輸送層用の塗布液には、電子写真特性に悪影響を与えない範囲で、従来公知の種々の添加剤を配合することができる。塗布液に配合する好適な添加剤としては、例えば、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、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、ドナー等が挙げられる。また、電荷輸送材料や電荷発生材料の分散性、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よい。

電荷発生層用又は電荷輸送層用の塗布液の塗布方法は特に限定されないが、例えば、スピンコーター、アプリケーター、スプレーコーター、バーコーター、ディップコーター、ドクターブレード等を用いる方法が挙げられる。

上記の方法により、塗布液を塗布して形成された皮膜は、高温乾燥機や減圧乾燥機等を用いて乾燥することにより溶媒を除去され電荷発生層及び電荷輸送層とされる。乾燥温度としては４０℃以上１５０℃以下が好ましい。かかる温度範囲で、皮膜を乾燥することにより、溶媒の除去が速やかに進行し、均一な厚さの電荷発生層及び電荷輸送層を効率よく形成できるためである。乾燥温度が高すぎる場合、感光層に含まれる成分が熱分解する場合があり好ましくない。

なお、下引き層は、樹脂と、酸化亜鉛や酸化チタン等の無機微粒子と、溶媒とから塗布液を調製し、これを導電性基体上に塗布した後に乾燥して形成することができる。

以上、説明した、第１実施形態にかかる電子写真感光体は、耐摩耗性と、電気特性とに優れるため、種々の画像形成装置において好適に使用される。

［第２実施形態］
第２実施形態は、像担持体と、像担持体の表面を帯電するための帯電部と、帯電された像担持体の表面を露光して像担持体の表面に静電潜像を形成するための露光部と、静電潜像をトナー像として現像するための現像部と、トナー像を像担持体から被転写体へ転写するための転写部とを備え、像担持体として第１実施形態にかかる積層型電子写真感光体を用いる画像形成装置に関する。

第２実施形態にかかる画像形成装置において、帯電部、露光部、現像部、及び転写部等の像担持体の他の構成要素は、従来の画像形成装置において使用されるものから適宜選択することができる。

第２実施形態にかかる画像形成装置としては、モノクロ画像形成装置や、後述するような複数色のトナーを用いるタンデム方式のカラー画像形成装置が好ましい。より具体的には、例えば、後述するような、複数色のトナーを用いるタンデム方式のカラー画像形成装置が挙げられる。ここでは、タンデム方式のカラー画像形成装置について説明する。

なお、第１実施形態に係る積層型電子写真感光体を備えるタンデム型のカラー画像形成装置は、各表面上にそれぞれ異なった各色のトナーによるトナー像を形成させるために、所定方向に並設された、複数の像担持体と、各像担持体に対向して配置され、表面にトナーを担持して搬送し、搬送されたトナーを、各像担持体の表面にそれぞれ供給する、現像ローラーを備えた複数の現像部とを備え、各像担持体として、それぞれ第１実施形態にかかる積層型電子写真感光体を用いる。

図２は、積層型電子写真感光体を備える画像形成装置の構成を示す概略図である。ここでは、画像形成装置としては、カラープリンター１を例に挙げて説明する。

このカラープリンター１は、図２に示すように、箱型の機器本体１ａを有している。この機器本体１ａ内には、用紙Ｐを給紙する給紙部２と、この給紙部２から給紙された用紙Ｐを搬送しながら当該用紙Ｐに画像データ等に基づくトナー像を転写する画像形成部３と、この画像形成部３で用紙Ｐ上に転写された未定着トナー像を用紙Ｐに定着する定着処理を施す定着部４とが設けられている。さらに、機器本体１ａの上面には、定着部４で定着処理の施された用紙Ｐが排紙される排紙部５が設けられている。

給紙部２は、給紙カセット１２１、ピックアップローラー１２２、給紙ローラー１２３，１２４，１２５、及びレジストローラー１２６を備えている。給紙カセット１２１は、機器本体１ａから挿脱可能に設けられ、各サイズの用紙Ｐを貯留する。ピックアップローラー１２２は、給紙カセット１２１の図２に示す左上方位置に設けられ、給紙カセット１２１に貯留されている用紙Ｐを１枚ずつ取り出す。給紙ローラー１２３，１２４，１２５は、ピックアップローラー１２２によって取り出された用紙Ｐを用紙搬送路に送り出す。レジストローラー１２６は、給紙ローラー１２３，１２４，１２５によって用紙搬送路に送り出された用紙Ｐを一時待機させた後、所定のタイミングで画像形成部３に供給する。

また、給紙部２は、機器本体１ａの図２に示す左側面に取り付けられる不図示の手差しトレイとピックアップローラー１２７とをさらに備えている。このピックアップローラー１２７は、手差しトレイに載置された用紙Ｐを取り出す。ピックアップローラー１２７によって取り出された用紙Ｐは、給紙ローラー１２３，１２５によって用紙搬送路に送り出され、レジストローラー１２６によって、所定のタイミングで画像形成部３に供給される。

画像形成部３は、画像形成ユニット７と、この画像形成ユニット７によってその表面（接触面）にコンピューター等から電送された画像データに基づくトナー像が１次転写される中間転写ベルト３１と、この中間転写ベルト３１上のトナー像を給紙カセット１２１から送り込まれた用紙Ｐに２次転写させるための２次転写ローラー３２とを備えている。

画像形成ユニット７は、上流側（図３２では右側）から下流側に向けて順次配設されたブラック用ユニット７Ｋと、イエロー用ユニット７Ｙと、シアン用ユニット７Ｃと、マゼンタ用ユニット７Ｍとを備えている。各ユニット７Ｋ，７Ｙ，７Ｃ及び７Ｍは、それぞれの中央位置に像担持体としての積層型電子写真感光体３７（以下、感光体３７）が矢符（時計回り）方向に回転可能に配置されている。そして、各感光体３７の周囲には、帯電部３９、露光部３８、現像部７１、及び不図示のクリーニング部と、必要に応じて不図示の除電部とが、回転方向上流側から順に各々配置されている。なお、感光体３７としては、第２の実施形態にかかる電子写真感光体として積層型電子写真感光体を用いる。

帯電部３９は、矢符方向に回転されている感光体３７の周面を均一に帯電させる。帯電部３９は、電子写真感光体３７の周面を均一に帯電させることができれば特に制限されず、非接触方式であっても接触方式であってもよい。帯電部３９の具体例としては、コロナ帯電装置、帯電ローラー、帯電ブラシ等が挙げられる。帯電部３９としては、帯電ローラー、帯電ブラシ等の接触方式の帯電装置がより好ましく、帯電ローラーが特に好ましい。接触方式の帯電部３９を使用することにより、帯電部３９から発生するオゾンや窒素酸化物等の活性ガスの排出を抑え、活性ガスによる電子写真感光体の感光層の劣化を防止するとともに、オフィス環境等に配慮した設計をすることができる。

帯電部３９が接触方式の帯電ローラーを備える場合、帯電ローラーが感光体３７と接触したまま、感光体３７の周面（表面）を帯電させる。このような帯電ローラーとしては、例えば、感光体３７と接触したまま、感光体３７の回転に従属して回転するもの等が挙げられる。また、帯電ローラーとしては、例えば、少なくとも表面部が樹脂で構成されたローラー等が挙げられる。より具体的には、例えば、回転可能に軸支された芯金と、芯金上に形成された樹脂層と、芯金に電圧を印加する電圧印加部とを備えたもの等が挙げられる。このような帯電ローラーを備えた帯電部は、電圧印加部によって、芯金に電圧を印加することによって、樹脂層を介して接触する感光体３７の表面を帯電させることができる。

電圧印加部により帯電ローラーに印加される電圧は特に制限されないが、交流電圧や直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧を印加する場合より、直流電圧のみであることが好ましい。帯電ローラーに直流電圧のみを印加する場合のほうが、感光層の磨耗量が少なくなる傾向があり、好適な画像を形成することができる。積層型電子写真感光体に印加する直流電圧は、１００Ｖ以上２０００Ｖ以下が好ましく、１２００Ｖ以上１８００Ｖ以下がより好ましく、１４００Ｖ以上１６００Ｖ以下が特に好ましい。

また、帯電ローラーの樹脂層を構成する樹脂は、感光体３７の周面を良好に帯電させることができれば特に限定されない。樹脂層に用いる樹脂の具体例としては、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン変性樹脂等が挙げられる。また、樹脂層には、無機充填材を含有させていてもよい。

露光部３８は、いわゆるレーザー走査ユニットであり、帯電部３９によって均一に帯電された感光体３７の周面に、上位装置であるパーソナルコンピューター（ＰＣ）から入力された画像データに基づくレーザー光を照射し、感光体３７上に画像データに基づく静電潜像を形成する。現像部７１は、静電潜像が形成された感光体３７の周面にトナーを供給することで、画像データに基づくトナー像を形成させる。そして、このトナー像が中間転写ベルト３１に１次転写される。クリーニング部は、中間転写ベルト３１へのトナー像の１次転写が終了した後、感光体３７の周面に残留しているトナーを清掃する。除電部は、１次転写が終了した後、感光体３７の周面を除電する。クリーニング部及び除電部によって清浄化処理された感光体３７の周面は、新たな帯電処理のために帯電部へ向かい、新たな帯電処理が行われる。

中間転写ベルト３１は、無端状のベルト状回転体であって、表面（接触面）側が各感光体３７の周面にそれぞれ当接するように駆動ローラー３３、従動ローラー３４、バックアップローラー３５、及び１次転写ローラー３６等の複数のローラーに架け渡されている。また、中間転写ベルト３１は、各感光体３７と対向配置された１次転写ローラー３６によって感光体３７に押圧された状態で、複数のローラーによって回転するように構成されている。駆動ローラー３３は、ステッピングモーター等の駆動源によって回転駆動し、中間転写ベルト３１を回転させるための駆動力を与える。従動ローラー３４、バックアップローラー３５、及び１次転写ローラー３６は、回転自在に設けられ、駆動ローラー３３による中間転写ベルト３１の回転に伴って従動回転する。これらのローラー３４，３５，３６は、駆動ローラー３３の主動回転に応じて中間転写ベルト３１を介して従動回転するとともに、中間転写ベルト３１を支持する。

１次転写ローラー３６は、１次転写バイアス（トナーの帯電極性とは逆極性）を中間転写ベルト３１に印加する。そうすることによって、各感光体３７上に形成されたトナー像は、各感光体３７と１次転写ローラー３６との間で、駆動ローラー３３の駆動により矢符（反時計回り）方向に周回する中間転写ベルト３１に重ね塗り状態で順次転写（１次転写）される。この後、所望により、除電光により各感光体３７の表面を除電するための除電部（図示せず）による除電が行われた後に、各感光体３７はさらに回転され、次のプロセスに移行する。

２次転写ローラー３２は、トナー像と逆極性の２次転写バイアスを用紙Ｐに印加する。そうすることによって、中間転写ベルト３１上に１次転写されたトナー像は、２次転写ローラー３２とバックアップローラー３５との間で用紙Ｐに転写され、これによって、用紙Ｐにカラーの転写画像（未定着トナー像）が転写される。

定着部４は、画像形成部３で用紙Ｐに転写された転写画像に定着処理を施すものであり、通電発熱体により加熱される加熱ローラー４１と、この加熱ローラー４１に対向配置され、周面が加熱ローラー４１の周面に押圧当接される加圧ローラー４２とを備えている。

そして、画像形成部３で２次転写ローラー３２により用紙Ｐに転写された転写画像は、当該用紙Ｐが加熱ローラー４１と加圧ローラー４２との間を通過する際の加熱による定着処理で用紙Ｐに定着される。そして、定着処理の施された用紙Ｐは、排紙部５へ排紙されるようになっている。また、本実施形態のカラープリンター１では、定着部４と排紙部５との間の適所に搬送ローラー６が配設されている。

排紙部５は、カラープリンター１の機器本体１ａの頂部が凹没されることによって形成され、この凹没した凹部の底部に排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ５１が形成されている。

カラープリンター１は、以上のような画像形成動作によって、用紙Ｐ上に画像形成を行う。そして、上記のようなタンデム方式の画像形成装置は、像担持体として、耐摩耗性と電気特性に優れる第１実施形態にかかる電子写真感光体が備えているので、長期間にわたって高品質な画像を形成できる。

実施例、及び比較例において、正孔輸送材料（ＨＴＭ）として、以下のＨＴＭ−１〜ＨＴＭ−９を使用した。また、電子輸送材料（ＥＴＭ）として、以下のＥＴＭ−１を使用した。また、バインダー樹脂として、下式で表される繰り返し単位から構成されるＲｅｓｉｎ−１〜Ｒｅｓｉｎ−７、及びＲｅｓｉｎ−９〜Ｒｅｓｉｎ−１１を用いた。Ｒｅｓｉｎ−１の粘度平均分子量は５０，５００であり、Ｒｅｓｉｎ−８として、Ｒｅｓｉｎ−１と同様の繰り返し単位から構成され、粘度平均分子量が４６，５００であるバインダー樹脂を使用した。

＜正孔輸送材料＞

＜バインダー樹脂＞

［実施例１〜２０、及び比較例１〜３］
以下の方法により、導電性基体状に下引き層と感光層とをこの順で形成して、実施例１〜２０、及び比較例１〜３の感光体を作成した。

〔下引き層の形成〕
アルミナとシリカとで表面処理した後、湿式分散によりメチルハイドロジェンポリシロキサンにより表面処理された酸化チタン（テイカ株式会社製、ＳＭＴ−Ａ（試作品）、数平均一次粒子径１０ｎｍ）２質量部と、６，１２，６６，６１０四元共重合ポリアミド樹脂（東レ株式会社製、アミランＣＭ８０００）１質量部とを、メタノール１０質量部、ブタノール１質量部、及びトルエン１質量部からなる溶媒を用いて、ビーズミルにより５時間分散処理して下引き層用塗布液を調製した。

得られた下引き層用塗布液を開口５μｍのフィルタにてろ過した後、直径３０ｍｍ、全長２４６ｍｍのアルミニウム製ドラムからなる導電性基体上にディップコート法により下引き層用塗布液を塗布した。塗布液の塗布後、１３０℃で３０分間処理し、導電性基体上に膜厚２μｍの下引き層を形成した。

〔感光層の形成〕
（電荷発生層の形成）
Ｙ型チタニルフタロシアニン（Ｙ−ＴｉＯＰｃ、電荷発生材料）１．５質量部と、ポリビニルアセタール（ベース樹脂、積水化学工業株式会社製、エスレックＢＸ−５）１質量部と、プロピレングリコールモノメチルエーテル４０質量部、及びテトラヒドロフラン４０質量部からなる分散媒とを混合し、ビーズミルにより２時間分散処理して電荷発生層用塗布液を調製した。得られた電荷発生層用塗布液を開口３μｍのフィルタでろ過した後、下引き層上にディップコート法により電荷発生層用塗布液を塗布した。塗布液の塗布後、５０℃で５分間処理し、膜厚０．３μｍの電荷発生層を形成した。

（電荷輸送層の形成）
表１及び２に記載の種類の正孔輸送材料４５質量部と、表１及び２に記載の種類のバインダー樹脂１００質量部とを、表１及び２に記載の種類及び使用量の溶媒に溶解させて電荷輸送層用塗布液を調製した。得られた電荷輸送層用塗布液を電荷発生層と同様の方法によって電荷発生層上に塗布した後、１２０℃で４０分間処理し、膜厚２０μｍの電荷輸送層を形成した。

≪電気特性、外観、及び耐摩耗性の評価≫
実施例及び比較例の積層型電子写真感光体について、下記の方法に従い電気特性、外観、及び耐摩耗性を評価した。感光体の、電気特性、外観、及び耐摩耗性の評価結果を表３及び表４に記す。

＜電気特性評価方法＞
１０℃２０％ＲＨ環境下で、ドラム感度試験機（ＧＥＮＴＥＣ社製）を用いて、以下のようにして帯電能、及び感度を測定した。帯電能、及び感度の測定結果から、以下の基準に従って電気特性を判定した。
○：帯電能の判定結果、及び感度の判定結果が「○」。
×：帯電能の判定結果及び感度の判定結果の少なくとも一方が「×」。

（帯電能の測定）
回転数３１ｒｐｍ、ドラム流れ込み電流−１０μＡ時の表面電位（Ｖ_０）を測定した。帯電能は、以下の基準に従って判定した。
○：表面電位（Ｖ_０）が５５０Ｖ以上７５０Ｖ以下。
×：表面電位（Ｖ_０）が５５０Ｖ未満７５０Ｖ超。

（感度の測定）
感光体表面について、表面電位を６００Ｖに帯電させた後、単色光（露光波長：７８０ｎｍ）を露光量０．２６μＪ／ｃｍ^２で感光体表面に照射し、露光後５０ｍｓｅｃ後の感光体の表面電位（Ｖ_Ｌ）を測定した。以下の基準に従って感光体の感度を判定した。
○：表面電位（Ｖ_Ｌ）が１００Ｖ以下。
×：表面電位（Ｖ_Ｌ）が１００Ｖ超。

＜外観評価方法＞
感光体表面の状態を目視にて観察した。感光体表面の外観を、下記の基準で判定した。
○：感光体表面に白い曇りが確認されない場合。
×：感光体表面に白い曇りが観察される場合。

＜耐摩耗性評価方法＞
実施例１〜２０、及び比較例１〜３について、以下の方法により、磨耗量測定用電荷輸送層を作成し、電荷輸送層の摩耗量を測定した。耐摩耗性は、以下の基準に従って評価した。
○：摩耗量が５ｍｇ以下。
×：摩耗量が５ｍｇ超。

（磨耗量測定用電荷輸送層の形成）
実施例１〜２０及び比較例１〜３で用いた電荷輸送層用塗布液を、直径７８ｍｍのアルミニウム製パイプに巻きつけたＰＰシート（厚さ０．３ｍｍ）上に、ディップコート法により塗布した。塗布液の塗布後、塗布膜を１２０℃で４０分間処理し、ＰＰシート上に膜厚３０μｍの電荷輸送層を形成した。その後、ＰＰシートから電荷輸送層を剥離し、磨耗量測定用電荷輸送層を得た。

（電荷輸送層の磨耗量測定）
磨耗量測定用電荷輸送層を、試料取り付けカード（Ｓ−３６、テーバー社製）に取り付け、磨耗量測定用シートを作成した。テーバー摩耗試験機（ロータリーアブレージョンテスター、株式会社東洋精機製）、及び摩耗輪（Ｃ−１０、テーバー社製）を用いて、荷重５００ｇ、回転速度６０ｒｐｍ、１０００回転のテーバー摩耗試験を行い、磨耗試験前後の磨耗量測定用シートの質量の変化量を磨耗量として測定した。耐摩耗性を、以下の基準に従って判定した。
○：摩耗量が５ｍｇ以下。
×：摩耗量が５ｍｇ超。

実施例１〜２０によれば、式（１）で表されるポリカーボネート樹脂をバインダー樹脂として含む電荷輸送層を備える電子写真感光体は、Ｖ_０の値が適正な範囲内であり、且つＶ_Ｌの値が低く、電気特性に優れ、磨耗減量も少ないことが分かる。

比較例１によれば、式（１）表され、ｐが過大であるポリカーボネート樹脂をバインダー樹脂として用いる場合、電荷輸送層の白化が生じるとともに、感光体の電気特性が損なわれることが分かる。

比較例２及び３によれば、式（１）表され、ｎが過大であるポリカーボネート樹脂をバインダー樹脂として用いる場合、電化輸送層の耐摩耗性が著しく損なわれることが分かる。

１０ 積層型感光体
１０’ 下引き層を有する積層型感光体
１１ 導電性基体
１２ 電荷発生層
１３ 電荷輸送層
１４ 下引き層

Claims (9)

1. 導電性基体上に、電荷発生材料を含有する電荷発生層と、電荷輸送材料及びバインダー樹脂を含有する電荷輸送層とが、順次積層された積層型感光層が形成されており、
   前記バインダー樹脂が、下記式（１）で表されるポリカーボネート樹脂を含む、積層型電子写真感光体。
   

   

   （式（１）中、ｐ＋ｑ＝１であり、０．３≦ｐ≦０．８である。Ｗは単結合、又は−Ｏ−である。Ｒ^１、及びＲ^２はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基である。ｎは３である。）
2. 前記式（１）中、０．３≦ｐ≦０．７である、請求項１に記載の積層型電子写真感光体。
3. 前記バインダー樹脂の粘度平均分子量が、３５，０００から９０，０００である、請求項１又は２に記載の積層型電子写真感光体。
4. 前記電荷輸送材料が、下記ＨＴＭ−３又はＨＴＭ−７：
   

   

   を正孔輸送材料として含む、請求項１〜３の何れか１項に記載の積層型電子写真感光体。
5. 前記電荷輸送層が、前記電荷発生層上に、非ハロゲン系溶剤を含む溶剤に、少なくとも前記電荷輸送材料及び前記バインダー樹脂を溶解させた電荷輸送層用塗布液を塗布して形成される、請求項１〜４の何れか１項に記載の積層型電子写真感光体。
6. 前記非ハロゲン系溶剤が、テトラヒドロフラン及び１，３−ジオキソランから選択される１以上の溶剤を含む、請求項５に記載の積層型電子写真感光体。
7. 前記導電性基体上に、前記電荷発生材料を含有する前記電荷発生層を形成する工程と、
   前記電荷発生層上に、少なくとも前記電荷輸送材料及び前記バインダー樹脂を含む電荷輸送層用塗布液を塗布して前記電荷輸送層を形成する工程と、
   を含み、
   前記電荷輸送層用塗布液が、非ハロゲン系溶剤を含む溶剤を含むものである、請求項１〜４の何れか１項に記載の積層型電子写真感光体の製造方法。
8. 前記非ハロゲン系溶剤が、テトラヒドロフラン及び１，３−ジオキソランから選択される１以上の溶剤を含む、請求項７に記載の積層型電子写真感光体の製造方法。
9. 像担持体と、
   前記像担持体の表面を帯電するための帯電部と、
   帯電された前記像担持体の表面を露光して前記像担持体の表面に静電潜像を形成するための露光部と、
   前記静電潜像をトナー像として現像するための現像部と、
   前記トナー像を前記像担持体から被転写体へ転写するための転写部と、を備え、前記像担持体が請求項１〜６の何れか１項に記載の積層型電子写真感光体である画像形成装置。

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