JP2000241997A - 電子写真用感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 繰り返し使用時や使用環境条件の変化時にお
いても安定した電気特性を有し、かつ、感光体の一回転
目と二回転目以降の電位差を低減した有機電子写真用感
光体を提供する。 【解決手段】 導電性基体上に、電荷発生層及び電荷輸
送層を順次積層してなる感光層を備えた機能分離積層型
電子写真用感光体において、前記電荷発生層に、樹脂バ
インダーとして、エチレン−酢酸ビニル共重合体に塩化
ビニルをグラフト重合させた三元重合体を用いた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真用感光体
（以下、単に「感光体」とも称する）に関し、詳しくは
導電性基体上に有機材料を含有する感光層を設けた、電
子写真方式のプリンタ、デジタル複写機などに用いられ
る電子写真用感光体に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真用感光体は、導電性基体上に光
導電機能を有する感光層を積層した構造を基本構造とす
る。近年、電荷の発生や輸送を担う機能成分として有機
化合物を用いる有機電子写真用感光体について、材料の
多様性、高生産性、安全性などの利点により、研究開発
が活発に進められ、複写機やプリンタなどへの適用が進
められている。

【０００３】感光体には、暗所で表面電荷を保持する機
能、光を受容して電荷を発生する機能、さらには発生し
た電荷を輸送する機能が必要であり、これらの機能を併
せ持った単層の感光層を備えた、いわゆる単層型感光体
と、主として光受容時の電荷発生の機能を担う電荷発生
層と、暗所で表面電荷を保持する機能および光受容時に
電荷発生層にて発生した電荷を輸送する機能を担う電荷
発生層とに機能分離した層を積層した感光層を備えた、
いわゆる機能分離積層型感光体とがある。

【０００４】最近では、有機顔料を電荷発生材料とし
て、これを樹脂バインダーとともに有機溶媒中に溶解、
分散させた塗布液を塗布成膜した層を電荷発生層とし、
有機低分子化合物を電荷輸送材料として、これを樹脂バ
インダーとともに有機溶媒中に溶解、分散させた塗布液
を塗布成膜した層を電荷輸送層とし、これらを積層して
感光層とする機能分離積層型電子写真用感光体が主流と
なってきている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在有
機感光体は、感光体に求められる要求特性を必ずしも十
分に満足しているとは言えず、特に繰り返し使用時にお
ける電気特性の安定性は、その向上が強く望まれている
要求特性の一つである。具体的には、感光体が実機で連
続して繰り返し使用されたときに、電位（特に残留電
位）の変動が生じ、印字品質やコピー画像品質の低下を
招く。このような電位変動の要因としては、実機内での
連続使用に伴う光、熱、オゾンの発生や、使用環境の温
湿度条件の変化等の影響による、有機材料の疲労、劣化
といったことが挙げられる。

【０００６】また、近年の高度な情報化の流れの中で、
従来のアナログ式複写機の技術と、画像のデジタル化を
行うことができるレーザープリンタやＬＥＤプリンタの
技術とを複合させた、デジタル複写機に対する市場ニー
ズが高まっている。このデジタル複写機の分野では、フ
ァーストコピー速度を速める、または消費電力セーブモ
ードからの復帰時間を短縮するといった要求により、従
来のレーザープリンタやＬＥＤプリンタのプロセスでは
使用しなかった、感光体の一回転目から画像形成に使用
するプロセス設計が多くなされている。この場合、従来
の感光体では、一回転目のプロセスを経た画像に地かぶ
りの不良が見られ、二回転目以降に対応する画像では問
題ないレベルに回復するといった新たな問題が発生して
おり、さらに、この一回転目の地かぶり不良は、約１０
万枚の連続使用により電気的な疲労がかかった後、３０
分から１時間ほどの一定時間放置後、再度コピー動作を
行った場合に初期の不良よりも悪化した結果が得られ
た。この一回転目の地かぶり不良は感光体の帯電不良に
よるところが大きいことがその後の検討で明らかとな
り、現在感光体の一回転目と二回転目以降の電位差を極
力少なくすることが求められている。

【０００７】上述のような現象発生の要因としては、感
光体の露光、除電などのプロセスにおいて発生する電荷
の有機膜中への蓄積や、有機材料の疲労、劣化などが挙
げられるが、特に電荷の蓄積については、電荷発生層お
よび電荷輸送層中、またはその界面の電荷のトラップに
起因するものと考えられており、電荷発生材料、電荷輸
送材料を中心に改良が進められている。しかし、まだ十
分に解決し得る手段、材料は見出されていないのが実情
である。

【０００８】そこで本発明は、上述のような問題に鑑み
て、繰り返し使用時や使用環境条件の変化時においても
安定した電気特性を有し、かつ、感光体の一回転目と二
回転目以降の電位差を低減した有機電子写真用感光体を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の電子写真用感光体は、導電性基体上に、電
荷発生層及び電荷輸送層を順次積層してなる感光層を備
えた機能分離積層型電子写真用感光体において、前記電
荷発生層に、樹脂バインダーとして、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体に塩化ビニルをグラフト重合させた三元重
合体を用いたことを特徴とするものである。

【００１０】また、本発明の他の電子写真用感光体は、
前記三元重合体のうち、エチレン−酢酸ビニル共重合体
の含量が３０重量％以下であるものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の感光体の好適例の
具体的構成について、図面を参照しながら説明する。図
１は、本発明の感光体の一構成例を示す模式的断面図で
あり、導電性基体１の上に、下引き層２を介して、電荷
発生層４と電荷輸送層５とが順次積層されてなる感光層
３が設けられた構成の負帯電型の機能分離積層型感光体
である。

【００１２】導電性基体１は、感光体の一電極としての
役目と同時に感光体を構成する各層の支持体となってお
り、円筒状、板状、フィルム状などいずれの形状でもよ
く、材質的には、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケ
ルなどの金属類、あるいはガラス、樹脂などの表面に導
電処理を施したものでもよい。

【００１３】下引き層２は、樹脂を主成分とする層やア
ルマイトなどの金属酸化皮膜からなり、導電性基体から
感光層への電荷の注入性を制御するため、または基体表
面の欠陥の被覆や感光層と下地との接着性の向上などの
目的で必要に応じて設けられる。下引き層に用いられる
樹脂材料としては、カゼイン、ポリビニルアルコール、
ポリアミド、メラミン、セルロースなどの絶縁性高分
子、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなど
の導電性高分子が挙げられ、これらの樹脂は単独で、あ
るいは適宜組み合わせて混合して用いることができる。
また、これらの樹脂に、二酸化チタン、酸化亜鉛などの
金属酸化物を含有させてもよい。

【００１４】電荷発生層４は、有機電荷発生材料と樹脂
バインダーにより構成される。電荷発生材料としては、
チタニルフタロシアニン、無金属フタロシアニン、スズ
フタロシアニン、銅フタロシアニンなどを用いることが
できる。特に、チタニルフタロシアニンとしては、α型
チタニルフタロシアニン、β型チタニルフタロシアニ
ン、Ｙ型チタニルフタロシアニン等が好適であり、中で
も特開平８−２０９０２３号公報に記載のＣｕＫα：Ｘ
線回折スペクトルにおいてブラッグ角２θが２７．３°
または９．６°に最大ピークを有するものが好ましい。
また無金属フタロシアニンに関しては、Ｘ型無金属フタ
ロシアニン、τ型無金属フタロシアニン、アモルファス
無金属フタロシアニン等を用いることができる。さら
に、フタロシアニン化合物以外の他の顔料系を用いても
よく、上記範囲に限定されるものではない。かかる電荷
発生材料の使用量は、樹脂バインダー１０重量部に対し
５〜５００重量部、好ましくは１０〜１００重量部であ
る。

【００１５】本発明においては、電荷発生層用樹脂バイ
ンダーとして、エチレン−酢酸ビニル共重合体に塩化ビ
ニルをグラフト重合させた三元重合体を用いる。かかる
三元重合体としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体の
含量が３０重量％以下であるものが好ましく、より好適
には５重量％〜３０重量％のものを用いる。この含量が
５重量％よりも少ないと電気特性の改良が不十分とな
り、また３０重量％を超えると却って電気特性が劣る場
合があるためである。また、上記三元重合体は、樹脂バ
インダー中、必ずしも１００％で用いる必要はなく、他
の樹脂バインダー、例えば塩化ビニルを３０％まで混合
して使用することもできる。電荷発生層４は、その上部
に電荷輸送層５が積層されるため、その膜厚は電荷発生
物質の光吸収係数によって決まり、一般的には５μｍ以
下であり、好適には１μｍ以下である。

【００１６】電荷輸送層５は、電荷輸送材料と樹脂バイ
ンダーにより構成される。電荷輸送材料としては、ヒド
ラゾン化合物、ブタジエン化合物、ジアミン化合物、イ
ンドール化合物、インドリン化合物、スチルベン化合
物、ジスチルベン化合物などが夫々単独で、あるいは適
宜組み合わせて混合して用いられる。樹脂バインダーと
しては、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＺ型、ビ
スフェノールＡ型−ビフェニル共重合体などのポリカー
ボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリフェニレン樹脂
などが夫々単独で、あるいは適宜組み合わせて混合して
用いられる。かかる電荷輸送材料の使用量は、樹脂バイ
ンダー１００重量部に対し、２〜５０重量部、好適には
３〜３０重量部である。また、電荷輸送層の膜厚として
は、実用上有効な表面電位を維持するためには３〜５０
μｍの範囲が好ましく、より好適には１５〜４０μｍで
ある。

【００１７】さらに、下引き層や電荷輸送層には、感度
の向上、残留電位の減少、あるいは耐環境性や有害な光
に対する安定性の向上などを目的として、必要に応じて
電子受容性物質、酸化防止剤、光安定剤などを添加する
ことができる。このような目的に用いられる化合物とし
ては、トコフェロールなどのクロマール誘導体およびエ
ーテル化化合物、エステル化化合物、ポリアリールアル
カン化化合物、ハイドロキノン誘導体、ジエーテル化化
合物、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾトリアゾール誘導
体、チオエーテル化合物、フェニレンジアミン誘導体、
ホスホン酸エステル、亜リン酸エステル、フェノール化
合物、ヒンダードフェノール化合物、直鎖アミン化合
物、環状アミン化合物、ヒンダードアミン化合物などが
挙げられるが、これらに限定されるものではない。

【００１８】さらに、感光層中には、形成した膜のレベ
リング性の向上や、さらなる潤滑性の付与を目的とし
て、シリコーンオイルやフッ素系オイルなどのレベリン
グ剤を含有させることもできる。

【００１９】また、感光層表面に、耐環境性や機械的強
度をより向上させる目的で、必要に応じてさらに表面保
護層を設けてもよい。表面保護層は、機械的ストレスに
対する耐久性および耐環境性に優れた材料で構成され、
電荷発生層が感応する光をできるだけ低損失で透過させ
る性能を有していることが望ましい。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。実施例１ 導電性基体としてのアルミニウム円筒の外周に、下引き
層として、アルコール可溶性ナイロン（東レ（株）製
「ＣＭ８０００」）５重量部とアミノシラン処理された
酸化チタン微粒子５重量部とをメタノール９０重量部に
溶解、分散させて調製した塗布液を浸漬塗工し、温度１
００℃で３０分間乾燥して、膜厚約２μｍの下引き層を
形成した。

【００２１】この下引き層上に、電荷発生材料としての
τ型無金属フタロシアニン１重量部と、樹脂バインダー
としての、エチレン−酢酸ビニル共重合体の含量が８重
量％である（エチレン−酢酸ビニル共重合）−塩化ビニ
ルグラフト三元重合体樹脂（新第一塩ビ（株）製「ＺＥ
ＳＴＧＲＥ」）１．５重量部とをテトラヒドロフラン６
０重量部に溶解、分散させて調製した塗布液を浸漬塗工
し、温度１２０℃で３０分間乾燥して、膜厚約０．３μ
ｍの電荷発生層を形成した。

【００２２】この電荷発生層上に、電荷輸送材料として
の下記構造式（Ｉ）、 で示されるヒドラゾン化合物（（株）アナン製「ＣＴＣ
１９１」）１００重量部と、樹脂バインダーとしてのポ
リカーボネート樹脂（出光興産（株）製「タフゼットＢ
−５００」）１００重量部とをジクロロメタン９００重
量部に溶解した塗布液を塗布成膜し、温度９０℃で６０
分間乾燥して、膜厚約２５μｍの電荷輸送層を形成し、
有機電子写真用感光体を作製した。

【００２３】実施例２ 実施例１で使用した電荷輸送材料を、下記構造式(II)、 で示される化合物に代えた以外は、実施例１と同様の方
法で有機電子写真用感光体を作製した。

【００２４】実施例３ 実施例１で使用した電荷輸送材料を、下記構造式(III)、 で示される化合物に代えた以外は、実施例１と同様の方
法で有機電子写真用感光体を作製した。

【００２５】実施例４ 実施例１で使用した電荷輸送材料を、下記構造式(IV)、 で示される化合物に代えた以外は、実施例１と同様の方
法で有機電子写真用感光体を作製した。

【００２６】実施例５ 実施例１で使用した電荷発生層における樹脂バインダー
を、エチレン−酢酸ビニル共重合体の含量が４５重量％
である（エチレン−酢酸ビニル共重合）−塩化ビニルグ
ラフト三元重合体樹脂（新第一塩ビ（株）製「ＺＥＳＴ
ＧＲ５Ｌ」）に代えた以外は、実施例１と同様の方法で
有機電子写真用感光体を作製した。

【００２７】比較例１ 実施例１で使用した電荷発生層における樹脂バインダー
を、特殊塩化ビニル系共重合体（日本ゼオン（株）製
「ＭＲ−１１０」）に代えた以外は、実施例１と同様の
方法で有機電子写真用感光体を作製した。

【００２８】比較例２ 実施例１で使用した電荷発生層における樹脂バインダー
を、ビニルホルマール系共重合体（積水化学（株）製
「エスレック ＫＳ−１」）に代えた以外は、実施例１
と同様の方法で有機電子写真用感光体を作製した。

【００２９】上記実施例および比較例で作製した感光体
を、感光体の表面電位を測定すべく改造を施したデジタ
ル複写機に搭載し、初期および１０万枚コピー後の電位
の安定性と、一回転目と二回転目以降の帯電位の差を評
価した。さらに複写機の使用環境を変えた際の電位の安
定性についても評価した。これらの結果を、以下の表１
〜３に夫々示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】

【表３】 ＊１：温度５℃、湿度１０％、＊２：温度２５℃、湿度
６０％、＊３：温度３５℃、湿度９０％

【００３３】上記結果から明らかなように、電荷発生層
の樹脂バインダーとして（エチレン−酢酸ビニル共重
合）−塩化ビニルグラフト三元重合体樹脂を用いた、実
施例１〜５の感光体は、他の樹脂バインダーを用いた比
較例の場合と比べて、連続使用後の残留電位安定性、一
回転目と二回転目の帯電位差、さらには感光体の使用環
境における電位安定性などの諸特性で大きな改善効果が
あることが判明した。

【００３４】また、実施例１〜４と５とを比較した場
合、実施例５の感光体は初期および連続使用後の残留電
位の絶対値が高いことから、エチレン−酢酸ビニル共重
合体の含量が３０重量％以下である（エチレン−酢酸ビ
ニル共重合）−塩化ビニルグラフト三元重合体を用いた
実施例１〜４の感光体の方が、より優れた特性を有して
いると考えられる。

【００３５】

【発明の効果】本発明により、初期あるいは実際の印字
疲労の後も残留電位の差が小さく、良好な画像の得られ
る有機電子写真用感光体を提供することができるととも
に、ファーストコピー速度を早める、または消費電力セ
ーブモードからの復帰時間を短縮するといった市場要求
に対応することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例の負帯電機能分離積層型電子写真
用感光体の模式的断面図である。

【符号の説明】

１ 導電性基体 ２ 下引き層 ３ 感光層 ４ 電荷発生層 ５ 電荷輸送層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性基体上に、電荷発生層及び電荷輸
   送層を順次積層してなる感光層を備えた機能分離積層型
   電子写真用感光体において、 前記電荷発生層に、樹脂バインダーとして、エチレン−
   酢酸ビニル共重合体に塩化ビニルをグラフト重合させた
   三元重合体を用いたことを特徴とする電子写真用感光
   体。
2. 【請求項２】 前記三元重合体のうち、エチレン−酢酸
   ビニル共重合体の含量が３０重量％以下である請求項１
   記載の電子写真用感光体。