JP2000267321A

JP2000267321A - 電子写真感光体とこれを用いた電子写真装置

Info

Publication number: JP2000267321A
Application number: JP11071168A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Yagi; 均八木; Masahiro Hosoya; 雅弘細矢
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 2000-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】感光体から被転写体へのトナー転写性向上と
画質向上及び感光体の耐久性向上を図り得る電子写真感
光体とこれを用いた電子写真装置の提供。【解決手段】感光体が「感光層／バリア層／弾性層」の
層構成を有すると共に、前記バリア層の厚みが１０ｎｍ
〜３０μｍであることを特徴とする電子写真感光体とこ
れを用いた電子写真装置。また、感光体が「表面離型層
／相溶層／感光層」の層構成を有すると共に、前記相溶
層の厚みが５ｎｍ〜１００ｎｍであることを特徴とする
電子写真感光体とこれを用いた電子写真装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真感光体とこ
れを用いた電子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真技術による画像形成において、
感光体上に形成されたトナー画像を被転写体に転写する
時のトナー転写効率が画質を決める１つの大きな要因と
なっている。１００％の転写効率が得られない場合に
は、感光体上のトナーが部分的に破断していることにな
り、結果的に画像濃度の低下や画像ぼけなど、画質の低
下となって現れる。また、感光体から被転写体へのトナ
ー転写効率が低いと、感光体上に残存したトナーを除去
するクリーニング手段を、より強力なものにする必要が
ある。この場合、クリーニング手段によって感光体は少
なからず損傷を受け、結果的に感光体の寿命を低下させ
ることになる。

【０００３】ここで、液体現像剤を用いた湿式電子写真
装置は、乾式電子写真では実現できない利点を有してお
り、近年、その価値が見直されつつある。乾式に対する
湿式電子写真の主な利点として、サブミクロンサイズの
極めて微細なトナーを用いることができるため、高画質
を実現できること、少量のトナーで十分な画像濃度が得
られるため、経済的である上に、印刷（例えば、オフセ
ット印刷）並みの質感を実現できること、比較的低温で
トナーを用紙に定着できるため、省エネルギー化を実現
できることなどが挙げられる。

【０００４】しかしながら、従来の液体トナーによる湿
式電子写真にはいくつかの本質的な問題点が含まれてい
る。１つには微細な液体トナーを用いるために、感光体
へのトナー付着力が強く、感光体から被転写体へのトナ
ー転写効率が必ずしも十分でないという問題がある。感
光体から被転写体へのトナー転写を、熱や圧力を用いて
行う、いわゆるオフセット転写方式の場合、トナー転写
効率自体は電界転写（＝感光体から被転写体へのトナー
転写を電界を用いて行う転写方式）よりも向上するが、
それでも１００％に近いトナー転写効率を実現すること
は困難であった。特に、感光体から用紙へ直接にトナー
像を転写させようとした場合、転写効率は著しく低下し
てしまうことが分かっている。

【０００５】このようなトナー転写性の問題を解決する
ために、感光体側に弾性を付与すると共に、感光体の最
表面に離型層を形成した「表面離型層／感光層／弾性層
／剛体層」の層構成を有する感光体が提案されている
（米国特許5,608,507 ）。この構成はトナー転写効率の
観点からすると、一見、有効な層構成に思われる。しか
しながら、感光層と弾性層が隣接しているため、弾性層
上に感光層を形成する際に、溶剤や熱などの影響によっ
て、弾性層が溶解したり、膨潤あるいは収縮したりし
て、最表面に不均一な凹凸が形成されてしまうという問
題が明らかになった。このため、トナー転写効率自体は
向上するが、画質が低下するという問題が発生した。

【０００６】また、トナー転写性を向上させるために、
感光体の表面にシリコーン樹脂やフッ素樹脂をコーティ
ングして、表面離型層を形成するという提案がなされて
いる。確かに、シリコーン樹脂やフッ素樹脂のコーティ
ングにより、トナー転写効率が高められることは事実で
ある。しかしながら、実際には、常に１００％の転写効
率が得られるとは限らず、少なからず、転写残りが生じ
るため、この転写残りをクリーニング手段を用いてクリ
ーニングする必要がある。この際、通常、シリコーン樹
脂やフッ素樹脂は必ずしも下地の感光層との密着性や表
面離型層自体の凝集力が十分でないため、クリーニング
時に摩耗劣化してしまうことが多かった。また、転写残
りが無い場合にも、転写時の熱や圧力の影響により、表
面離型層が劣化してしまうという問題が発生した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
電子写真装置においては、感光体から被転写体へのトナ
ー転写効率の向上と画質向上の両立を図ることが困難で
あるという問題があった。また、トナー転写性を向上さ
せるために形成した表面離型層の耐久性が不十分である
という問題もあった。

【０００８】本発明は、感光体から被転写体へのトナー
転写性が良好で、かつ、高画質な画像を得ることのでき
る電子写真感光体とこれを用いた電子写真装置を提供す
ることを第１の目的とする。また、被転写体へのトナー
転写効率が良好で、かつ、耐久性の高い電子写真感光体
とこれを用いた電子写真装置を提供することを第２の目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、弾性層と、こ
の弾性層表面に形成された１０ｎｍ以上３０μｍ以下の
バリア層と、このバリア層表面に形成された感光層とか
らなることを特徴とする電子写真感光体である。

【００１０】また、本発明は、感光体と、この感光体上
に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像に
液体現像剤を供給して可視像化する現像手段と、前記感
光体に圧接され、前記感光体上に形成された可視像を転
写する転写手段とからなる電子写真装置において、前記
感光体は、弾性層と、この弾性層表面に形成された１０
ｎｍ以上３０μｍ以下の膜厚のバリア層と、このバリア
層表面に形成された感光層とからなることを特徴とする
電子写真装置である。

【００１１】また、本発明は、感光層と、この感光層上
に形成され、離型成分及び相溶成分とを含有する離型層
とを具備することを特徴とする電子写真感光体である。
さらに、弾性層と、この弾性層表面に形成された１０ｎ
ｍ以上３０μｍ以下の膜厚のバリア層と、このバリア層
表面に前記感光層を形成した電子写真感光体である。あ
るいは、前記感光層と離型層との界面に、離型層成分と
感光層成分とを含有し、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜
厚の相溶層を有することを電子写真感光体である。ある
いは、前記離型成分は、シランカップリング剤である電
子写真感光体である。

【００１２】また、本発明は、感光体と、この感光体上
に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像に
液体現像剤を供給して可視像化する現像手段と、前記感
光体に圧接され、前記感光体上に形成された可視像を転
写する転写手段とからなる電子写真装置において、前記
感光体は、感光層と、この感光層上に形成され、離型成
分及び相溶成分とを含有する離型層とを具備することを
特徴とする電子写真装置である。

【００１３】

【発明の実施の形態】高画質な画像を得るためには、表
面均一性の良い感光体上に形成されたトナー画像を被転
写体へ効率良く転写させる必要がある。特に、トナー粒
子と非極性溶媒とからなる液体現像剤を用いた湿式電子
写真装置は、乾式装置よりもトナー粒子が微細なものを
用いるため、感光体へのトナー付着力が強くなるが、こ
の場合にも感光体から被転写体へトナーが良好に転写す
ることが重要である。

【００１４】本発明者らは、感光体から被転写体へのト
ナー転写効率を向上させると共に、高画質な画像を均一
に形成するための、感光体の構成について、その表面物
性やバルク物性に着目して、鋭意検討を行った。その結
果、感光層／バリア層／弾性層の層構成を有する感光体
とすることにより、弾性層の効果によって、トナー転写
効率が向上することが確認された。

【００１５】また、バリア層を介在させることよって、
弾性層上に感光層を形成する際に、溶剤や熱などの影響
によって、弾性層が溶解したり、膨潤あるいは収縮した
りすることがなくなり、感光体表面の凹凸が極めて小さ
くなった。その結果、高画質な画像を均一に得ることが
できるようになった。

【００１６】すなわち、本発明に係るバリア層は、有機
感光層を形成する際に用いる溶媒に対して溶解されず、
またこの溶媒を浸透させないものや、感光層の形成時の
熱により変質し膨潤あるいは収縮しない性質のもので、
例えば金属膜などを用いれば、さらに導電層としても機
能する。

【００１７】ここで、バリア層の膜厚について更に検討
を行ったところ、膜厚が所定の値（下限値）よりも小さ
くなると、バリア層の効果が低減するために、感光体の
表面に凹凸が発生してしまうことが明らかになった。ま
た、バリア層が所定の値（上限値）よりも大きくなる
と、下地の弾性層の効果が損なわれ、トナー転写効率が
低下してしまうことが分かった。このように、バリア層
の膜厚には最適範囲が存在することが確認された。

【００１８】一方、トナー転写効率の向上を図るための
１つの手法である感光体表面離型層の耐久性を向上させ
ることも重要である。本発明者らは、種々の感光体表面
離型層材料について、鋭意検討を行った。その結果、離
型層中にシランカップリング剤などの相溶成分を含有さ
せることで、下地相となる感光層の成分が離型層中に相
溶し、感光層と離型層との密着性が向上することが明ら
かになった。ここで、相溶層の膜厚について更に検討を
行ったところ、膜厚が所定の値( 下限値) よりも小さく
なると、相溶層の効果が低減するために、表面離型層の
密着性が低下してしまうことが明らかになった。また、
相溶層の膜厚が所定の値( 上限値) よりも大きくなるよ
うな場合には、下地の感光層が侵されることになり、結
果的に感光層の静電特性が低下してしまうことが分かっ
た。このように、相溶層の膜厚にも最適範囲が存在する
ことが確認された。

【００１９】さらに、離型層中に、相溶成分を含有させ
たことで、離型層自体の凝集力が増し強度が向上し、結
果的に耐久性が向上することが確認された。これらの事
実に基づいて、感光体の層構成や表面層を工夫すること
により、上記課題を解決できることを見い出し、本発明
を完成するに至った。

【００２０】以下、図面を参照して本発明の実施の形態
を説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる電子写
真装置の構成図である。感光体１は、導電性基体の上
に、有機系あるいはアモルファスＳｉなどの無機系の感
光層を設けた感光体ドラムである。この感光体１は周知
のコロナ帯電器（コロトロン帯電器あるいはスコロトロ
ン帯電器など）2-1 によって均一に帯電された後、画像
変調されたレーザーあるいはＬＥＤなどによる露光ビー
ム3-1 を受け、表面に静電潜像が形成される。

【００２１】しかる後に、液体現像剤を収納する現像装
置4-1 によって静電潜像の可視像化が行われる。静電潜
像に付着した液体現像剤あるいはトナー粒子は、そのま
ま転写工程に至り、転写装置によって用紙に転写されて
も良いが、ここでは引き続き第２帯電器2-2 と第２露光
ビーム3-2 により、第２の静電潜像を形成し、第１の現
像装置4-1 に収納されている液体現像剤とは異なる色の
第２の現像剤を収納する第２の現像装置4-2 によって、
これを現像する。従って、第２現像の後には感光体１上
には２色のトナー像が形成されている。同様にして、第
３、第４の現像が行われ、感光体１にはフルカラーのト
ナー像が形成される。

【００２２】このトナー像は転写装置５によって用紙に
転写されるが、その際には直接用紙に転写しても良い
し、あるいは図１に例示するように、中間転写体６を介
して用紙９に転写しても良い。感光体１から中間転写体
６への転写、および中間転写体６から用紙９への転写
は、熱（必要に応じ熱と圧力）による、いわゆるオフセ
ット転写方式を用いる。液体現像剤は一般に室温で用紙
に定着できるものも多いが、加圧ローラ７などを加熱し
て、熱による定着を行っても良い。

【００２３】一方、フルカラーのトナー像の転写を終え
た感光体１は、クリーナー８によって感光体１上の残存
トナーが除去される。本発明者らは、このような電子写
真装置において、感光体１から被転写体( 中間転写体
６、あるいは用紙９）へのトナー転写効率を向上させる
と共に、高画質な画像を均一に形成するための、感光体
の構成について、その表面物性やバルク物性に着目し
て、鋭意検討を行ってきた。

【００２４】その結果、感光層／バリア層／弾性層の３
層構成を有する感光体とすることにより、弾性層の効果
によって、トナー転写効率が向上することが確認され
た。また、バリア層を介在させることよって、ゴムなど
を用いた弾性層上に感光層を形成する際に、溶剤や熱な
どの影響によって、弾性層が溶解、膨潤あるいは収縮な
ど変質することががなくなり、感光体表面の凹凸が極め
て小さくなった。その結果、高画質な画像を均一に得る
ことができるようになった。

【００２５】ここで、バリア層の膜厚について更に検討
を行ったところ、膜厚が１０ｎｍよりも小さくなると、
バリア層の効果が低減するために、感光体の表面に凹凸
が発生してしまうことが明らかになった。また、バリア
層が３０μｍよりも大きくなると、下地の弾性層の効果
が損なわれ、トナー転写効率が低下してしまうことが分
かった。このように、バリア層の膜厚には最適範囲が存
在することが確認された。

【００２６】また、本発明者らはトナー転写効率を向上
させると共に、感光体１の耐久性を向上させる手法につ
いて、検討を行ってきた。特に、トナー転写性を高める
１つの手法である感光体の表面離型層に着目し、この表
面離型層の耐久性を向上させる手法について、鋭意検討
を行った。

【００２７】ここで、一般的に感光層自体は表面エネル
ギーが比較的大きく、感光層上に形成されたトナー画像
は被転写体に転写しにくい状態にある。そこで、感光層
よりも表面エネルギーが小さくなるように、感光層上に
表面離型層を設けることが行われる。つまり、表面離型
層とは、電子写真装置の構成要素として実際に必要な機
能を考えた場合、感光体上に形成されたトナーを、被転
写体へ転写しやすくすることが本来の目的であることか
ら、表面離型層の定義としては、「被転写体の表面エネ
ルギーよりも小さい表面エネルギーを有する感光体の表
面層」と定義する方が好ましいと言える。

【００２８】このような表面離型層について、その耐久
性向上のための手法を鋭意検討した。その結果、下地の
感光層と相溶層を形成するような相溶成分と、表面エネ
ルギーを小さくさせる離型成分とかならる表面離型層材
料を用いることで、表面離型層／相溶層／感光層の３層
構成を有する感光体を実現することが可能になり、表面
離型層の密着性が向上すると共に、離型層自体の凝集力
も向上し、結果的に耐久性が向上することが確認され
た。

【００２９】ここで、感光層成分、離型成分および相溶
成分とからなる相溶層の膜厚について更に検討を行った
ところ、膜厚が５ｎｍよりも小さくなると、相溶層の効
果が低減するために、表面離型層の密着性が低下してし
まうことが明らかになった。また、相溶層の膜厚が１０
０ｎｍよりも大きくなるような場合には、下地の感光層
が侵されることになり、感光体の静電特性が低下し、結
果的に高画質な画像が得られなくなってしまうことが分
かった。このように、相溶層の膜厚にも最適範囲（５ｎ
ｍ以上、１００ｎｍ以下）が存在することが確認され
た。

【００３０】また、上述したような相溶層を形成し得る
離型層は、離型成分としてのシリコーン樹脂、フロオル
シリコーン樹脂、フッ素樹脂の中から選ばれる少なくと
も１種類の樹脂に、相溶成分としてシランカップリング
剤を添加したり、あるいは、シランカップリング剤と金
属キレート剤を添加した塗工液を用いて形成することが
できる。これに対して、シランカップリング剤のみを予
め感光層上に形成し、その後、シランカップリング剤が
添加されていない塗工液を用いて表面離型層を形成する
ことでも可能であるが、この方法では密着性は向上する
が、表面離型層自体の凝集力が弱いため、耐久性が低下
するおそれがあるため、前者の方法で形成することが望
ましい。

【００３１】前記シランカップリング剤としては、ビニ
ルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ
−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロ
ピルメチルジクロロシラン、γ−クロロプロピルメチル
ジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピル
トリメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−アミ
ノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチル
ジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメ
トキシシランなどを用いることができ、好ましくは、γ
−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（β−アミ
ノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グ
リシドキシプロピルメチルジメトキシシランが良い。ま
た、金属キレート剤にはＳｎ系キレート剤、Ｔｉ系キレ
ート剤、Ａｌ系キレート剤、Ｚｒ系キレート剤などを用
いることができ、好ましくはＡｌ系キレート剤が良い。

【００３２】尚、表面離型層の膜厚は、感光層の静電特
性を著しく低下させず、かつ、表面層の耐摩耗性を確保
するという観点から、０．５μｍ以上、３μｍ以下であ
ることが望ましい。

【００３３】フッ素系樹脂やフルオロシリコーン系樹脂
などを単独で用いた場合には、膜厚が薄くなる傾向にあ
るため、シリコーン系樹脂と混合することが、膜厚を確
保するためにも好ましい。また、表面層の耐摩耗性を向
上させるために、シリカなどの微細な微粒子を混合させ
ても構わない。

【００３４】

【実施例】以下に、本発明の実施例について具体的に説
明する。実施例１図２に本発明の実施例１に係わる感光体の層構成を示
す。このように感光体10は、基板11、導電性弾性層12、
バリア層13、感光層14から成っている。

【００３５】感光体10は以下の手順で作製した。まず、
基板11には厚さ６ｍｍのアルミ製基板を用いた。この基
板11上に厚さ０．２ｍｍ、ＪＩＡ硬度４０度の導電性ウ
レタンゴムシートを、導電性接着剤を介して貼り付け
た。ここで、ウレタンゴムにカーボン微粒子を分散する
ことにより、体積抵抗率１０⁷ Ω・ｃｍの導電性ウレタ
ンゴムシートを作製した。バリア層13としては、電子ビ
ーム蒸着法により、厚さ２００ｎｍのＡｌ蒸着膜を形成
した。その後、フタロシアニン系顔料と芳香族アミンと
ポリカーボネート（バインダ樹脂）とを主成分とした有
機系の感光層を形成するために、これらの構成成分をＴ
ＨＦ（テトラヒドロフラン）に溶解した塗工液を調製
し、ディップコーティング法により成膜を行った。そし
て、１０分間風乾した後に、９０℃で１時間熱処理を施
すことにより、有機系の感光層14（約２０μｍ厚）を形
成して、感光体10を完成した。

【００３６】以上の手順で作製した感光体10上に液体現
像剤を用いて可視画像を形成し、ウレタンゴムから成る
中間転写体へ熱・圧力転写（オフセット転写）を行っ
た。加熱温度は中間転写体側と感光体側のいずれも７０
℃とした。圧力は中間転写体の自重も合わせてＡ４用紙
の横幅（約２１０ｍｍ）当たり５０ｋｇの加重とした。
その結果、表１に示すように１００％のトナー転写効率
が得られることが、転写前後での重量測定によって確か
められた。

【００３７】また、以下の手順で転写画像の画質の定量
評価を行った。まず、シアントナーを用いて、２０ｍｍ
×２０ｍｍのベタ画像を感光体上に現像し、これを中間
転写体に転写した。その後、この転写画像をスキャナを
用いて読み取り、２０ｍｍ×２０ｍｍの領域を、２ｍｍ
×２ｍｍの小領域に１００分割し、各々の小領域につい
て光学濃度を測定した。そして、１００％転写した小領
域の光学濃度を１００と規格化し、１００分割した小領
域における光学濃度の平均濃度（Ｃave.）と標準偏差
（σ）を算出することによって、画質の定量評価を行っ
た。この場合、平均濃度が１００に近いほど、かつ、標
準偏差が小さいほど、高画質であると判定されることに
なる。本実施例においては、表１に示すようにＣave.＝
１００、σ＝０であり、理想的な高画質な画像が得られ
ることが確認された。

【００３８】比較例１図５に本発明の比較例１に係わる感光体の層構成を示
す。本比較例１においては、バリア層を設けないこと以
外は、実施例１と同様の手順で感光体10を作製した。

【００３９】そこで、実施例１と同一の条件で、ウレタ
ンゴムから成る中間転写体へ熱・圧力転写（オフセット
転写）を行ったところ、表１に示すようにトナー転写効
率は９２％であり、実施例１の場合に比べてトナー転写
性が低下してしまうことが分かった。

【００４０】また、実施例１と同様の手法で転写画像の
定量評価を行ったところ、表１に示すようにＣave.＝８
８、σ＝５となり、実施例１に比べて画質も低下してし
まうことが分かった。

【００４１】このように本比較例１においては、実施例
１の場合よりもトナー転写性や画質が低下するのは、バ
リア層を設けないために、感光層を形成する際に、塗工
液の溶剤であるＴＨＦ（テトラヒドロフラン）によっ
て、下地の導電性ウレタンゴム層が侵され、感光体の表
面の平坦性が損なわれることが主因であると考えられ
る。

【００４２】比較例２本比較例２においては、バリア層の厚みを８ｎｍとする
こと以外は、実施例１と同様の手順で感光体19を作製し
た。

【００４３】そこで、実施例１と同一の条件で、ウレタ
ンゴムから成る中間転写体へ熱・圧力転写（オフセット
転写）を行ったところ、表１に示すようにトナー転写効
率は９８％であり、実施例１の場合に比べてトナー転写
性がやや低下してしまうことが分かった。

【００４４】また、実施例１と同様の手法で転写画像の
定量評価を行ったところ、表１に示すようにＣave.＝９
６、σ＝２となり、実施例１に比べて画質もやや低下し
てしまうことが分かった。

【００４５】このように本比較例２においては、実施例
１の場合よりもトナー転写性や画質がやや低下するの
は、バリア層の膜厚が８ｎｍと薄いために、局所的な欠
陥が発生し、感光層を形成する際に、塗工液の溶剤であ
るＴＨＦ（テトラヒドロフラン）によって、下地の導電
性ウレタンゴム層が部分的に侵され、その結果、感光体
の表面の平坦性が部分的に損なわれることが主因である
と考えられる。

【００４６】比較例３本比較例３においては、電界めっき法で形成した膜厚５
０μｍの銅から成るバリア層を形成すること以外は、実
施例１と同様の手順で感光体24を作製した。

【００４７】そこで、実施例１と同一の条件で、ウレタ
ンゴムから成る中間転写体へ熱・圧力転写（オフセット
転写）を行ったところ、表１に示すようにトナー転写効
率は８２％であり、実施例１の場合に比べてトナー転写
性が大きく低下してしまうことが分かった。

【００４８】また、実施例１と同様の手法で画像の定量
評価を行ったところ、表１に示すようにＣave.＝８０、
σ＝１０となり、実施例１に比べて画質も大きく低下し
てしまうことが分かった。

【００４９】このように本比較例３において、実施例１
の場合よりもトナー転写性や画質が大きく低下するの
は、バリア層の膜厚が５０μｍと厚いため、下地の弾性
層の効果が低下してしまうことが主因であると考えられ
る。

【００５０】

【表１】

【００５１】実施例２図３に本発明の実施例２に係わる感光体の層構成を示
す。このように感光体10は導電性基板11、感光層14、相
溶層16、表面離型層17から成っている。感光体10は以下
の手順で作製した。

【００５２】まず、導電性基板11には厚さ６ｍｍのアル
ミ製基板を用いた。この基板上にフタロシアニン系顔料
と芳香族アミンとポリカーボネート（バインダ樹脂）と
を主成分とした有機系の感光層14を形成した。その後、
感光層14上に表面離型層17を形成した。後述するよう
に、感光層14上に表面離型層17を形成する際に、相溶層
16が同時に形成される。

【００５３】表面離型層17の形成手順を以下に記す。ま
ず、感光層14の表面を２−プロパノールで洗浄し、高圧
窒素ガスを吹き付けることによって乾燥した。本実施例
においては、表面離型層材料として、(a) シリコーンハ
ードコート剤であるトスガード510(東芝シリコーン製)
、(b) フルオロアルキルシランであるＸＣ98-B2472(東
芝シリコーン製) 、(c) アミノ系シランカップリング剤
TSL8331(γ- アミノプロピルトリエトキシシラン, 東芝
シリコーン製) を主な材料とした混合材料を用いた。具
体的には、トスガード510 を１００重量部に対して、Ｘ
Ｃ98-B2472を２０重量部、２- プロパノールを５０重量
部、TSL8331 を１７重量部、水を１０重量部だけ加え
て、撹拌・混合した塗工液を調製した。そして、この塗
工液を用いてディップコーティング法により塗膜を形成
した。ディップコート時の引上速度は５ｃｍ／分とし、
コート後５分間、室温大気雰囲気中で風乾した後、９０
℃で１時間加熱効果を施した。硬化後の表面離型層17の
膜厚は約０．９μｍであった。また、この表面離型層17
について、表面エネルギーが既知である石油系絶縁性溶
媒（アイソパーＬ：エクソン化学製）と水に対する接触
角を、液滴法で測定することによって表面エネルギーを
算出した。その結果、本実施例２における表面離型層17
の表面エネルギーは約２２dyn/cmであった。

【００５４】以上の手順で作製した感光体29について、
ＴＥＭ（透過型トンネル顕微鏡）を用いて断面構造の観
察を行った。その結果、表面離型層17と感光層14との間
に、表面離型層材料と感光層との反応によって形成され
た相溶層16が約３０ｎｍの厚さだけ形成されていること
が確認された。

【００５５】また、本実施例２における感光体10につい
て、静電特性として半減露光量Ｅ_1/2 と感度Ｓの測定を
行った。その結果、本実施例においては、表２に示すよ
うにＥ_1/2 ＝０．４０（μＪ／cm² ）、感度Ｓ＝２．５
（cm² ／μＪ）であった。

【００５６】更に、本実施例２における感光体10上に液
体現像剤を用いて可視画像を形成し、表面エネルギー３
６dyn/cmのウレタンゴムから成る中間転写体へ熱・圧力
転写（オフセット転写）を行った。加熱温度は中間転写
体側と感光体側のいずれも７０℃とした。圧力は中間転
写体の自重も合わせてＡ４用紙の横幅（約２１０ｍｍ）
当たり５０ｋｇの加重とした。その結果、表２に示すよ
うに９９％のトナー転写効率が得られることが、転写前
後での重量測定によって確かめられた。

【００５７】加えて、本実施例で形成した表面離型層17
について耐久性の定量評価を行った。具体的には、シア
ントナーを用いて２０ｍｍ×２０ｍｍのべた画像を感光
体10上に現像した後、キムワイプ（十條キンバリー製）
を用いて拭き取る操作を繰り返した。この時、拭き取り
操作を繰り返す毎に、石油系絶縁性溶媒（アイソパー
Ｌ：エクソン化学製）に対する表面離型層17の接触角
を、液滴法を用いて測定した。そして、接触角の初期値
θint と、上記の操作を２０回繰り返した時点での接触
角θ₂₀を抽出し、初期値θint に対する接触角の変化の
割合θｖ=(θint −θ₂₀）／θint ×１００を算出する
ことにより、耐久性の定量評価を行った。この時、θv
の値が小さいほど、表面離型層の耐久性が良いと判定さ
れることになる。本実施例においては、表２に示すよう
にθｖは１２％であった。

【００５８】実施例３本実施例３においては、表面離型層材料の構成成分とし
て、(a) シリコーンハードコート剤であるトスガード51
0(東芝シリコーン製) 、(b) フルオロアルキルシランで
あるＸＣ98-B2472( 東芝シリコーン製) 、(c) アミノ系
シランカップリング剤TSL8331(γ- アミノプロピルトリ
エトキシシラン, 東芝シリコーン製) 、(d) エポキシ系
シランカップリング剤TSL8350(γ- グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン, 東芝シリコーン製) 、(e) Ａｌ
キレート剤Ｄ( 川研ファインケミカル製) を主な材料と
した混合材料を用い、具体的には、トスガード510 を１
００重量部に対して、ＸＣ98-B2472を２０重量部、２-
プロパノールを５０重量部、TSL8331 を８．５重量部、
TSL8350 を８．５重量部、アルミキレート剤を０．８５
重量部、水を１０重量部だけ加えた塗工液を用いること
以外は、実施例２と同様の手順で感光体10を作製した。
硬化後の表面離型層17の膜厚は約１．０μｍであった。
また、実施例２と同様の手法で表面エネルギーを算出し
たところ、本実施例３における表面離型層17の表面エネ
ルギーは約２０dyn/cmであった。

【００５９】本実施例３の感光体10についても、ＴＥＭ
（透過型トンネル顕微鏡）を用いて感光体の断面構造の
観察を行った。その結果、表面離型層17と感光層14との
間に、表面離型層材料と感光層との反応によって形成さ
れた相溶層16が約５０ｎｍの厚さだけ形成されているこ
とが確認された。

【００６０】また、本実施例３の感光体10についても、
静電特性として半減露光量Ｅ_1/2 と感度Ｓの測定を行っ
たところ、表２に示すようにＥ_1/2 ＝０．４２（μＪ／
ｃｍ^２）、感度Ｓ＝２．４（ｃｍ^２／μＪ）であっ
た。

【００６１】更に、実施例２と同一の条件で、表面エネ
ルギー３６dyn/cmのウレタンゴムから成る中間転写体へ
熱・圧力転写（オフセット転写）を行ったところ、表２
に示すように１００％のトナー転写効率が得られること
が確かめられた。

【００６２】加えて、実施例２の場合と同様の手法で、
表面離型層の耐久性評価を行った。その結果、本実施例
においては、表２に示すようにθｖは９％であった。比較例４本比較例４においては、表面離型層材料の構成成分とし
て、トスガード510 を１００重量部に対し、ＸＣ98-B24
72を２０重量部、２−プロパノールを５０重量部だけ加
えた塗工液を用いること以外は、実施例２と同様の手順
で感光体10を作製した。硬化後の表面離型層17の膜厚は
約１．１μｍであった。

【００６３】また、実施例２と同様の手法で表面エネル
ギーを算出したところ、本比較例４における表面離型層
17の表面エネルギーは約２１dyn/cmであった。本比較例
４においても、ＴＥＭ（透過型トンネル顕微鏡）を用い
て感光体10の断面構造の観察を行った。その結果、本比
較例４においても、表面離型層17と感光層14との間に、
表面離型層材料と感光層との反応によって形成された相
溶層16が存在するが、厚さは約３ｎｍと非常に薄い層で
あることが確認された。

【００６４】また、本比較例４の感光体についても、静
電特性として半減露光量Ｅ_1/2 と感度Ｓの測定を行っ
た。その結果、表２に示すようにＥ_1/2 ＝０．４８（μ
Ｊ／cm² ）、感度Ｓ＝２．１（cm² ／μＪ）であった。

【００６５】更に、実施例２と同一の条件で、表面エネ
ルギー３６dyn/cmのウレタンゴムから成る中間転写体へ
熱・圧力転写（オフセット転写）を行ったところ、表２
に示すように９９％のトナー転写効率が得られることが
確かめられた。

【００６６】加えて、実施例２の場合と同様の手法で、
表面離型層17の耐久性評価を行った。その結果、本比較
例４においては、表２に示すようにθｖは４８％であっ
た。このように、本比較例４を実施例２や実施例３と比
べた場合、感光体の静電特性やトナー転写性はほぼ同等
であるのに対して、表面離型層の耐久性が著しく劣るの
は、表面離型層材料にシランカップリング剤やＡｌキレ
ート剤が添加されていないために、相溶層が非常に薄
く、密着性が低下すると共に、離型層自体の凝集力も弱
いことに起因すると考えられる。

【００６７】比較例５本比較例５においては、表面離型層材料の構成成分とし
て、トスガード510 を１００重量部に対し、ＸＣ98-B24
72を20重量部、２−プロパノールを50重量部、キシレン
を１０重量部だけ加えた塗工液を用いること以外は、実
施例２と同様の手順で感光体10を作製した。硬化後の表
面離型層の膜厚は約０．８μｍであった。また、実施例
２と同様の手法で表面エネルギーを算出したところ、本
実施例３における表面離型層の表面エネルギーは約２０
dyn/cmであった。

【００６８】本比較例５においても、ＴＥＭ（透過型ト
ンネル顕微鏡）を用いて感光体10の断面構造の観察を行
った。その結果、本比較例５においても、表面離型層17
と感光層14との間に、表面離型層材料と感光層との反応
によって形成された相溶層16が存在し、厚さは約２００
ｎｍであることが確認された。

【００６９】また、本比較例５の感光体10についても、
静電特性として半減露光量Ｅ_1/2 と感度Ｓの測定を行っ
た。その結果、表２に示すようにＥ_1/2 ＝２．２０（μ
Ｊ／cm² ）、感度Ｓ＝０．４５（cm² ／μＪ）であり、
静電特性の著しい低下が見られた。

【００７０】更に、実施例２と同一の条件で、表面エネ
ルギー３６dyn/cmのウレタンゴムから成る中間転写体へ
熱・圧力転写（オフセット転写）を行ったところ、表２
に示すように９６％のトナー転写効率が得られることが
確かめられた。

【００７１】加えて、実施例２の場合と同様の手法で、
表面離型層17の耐久性評価を行った。その結果、本比較
例５においては、表２に示すようにθｖは４５％であっ
た。このように、本比較例５を実施例２や実施例３と比
べた場合、トナー転写性は若干低下するだけなのに対し
て、感光体の静電特性が著しく低下するのは、表面離型
層材料にキシレンが添加されているため、下地の感光層
が侵されるためと考えられる。また、表面離型層の耐久
性も著しく劣るのは、一見、相溶層自体が厚いため、密
着性が向上しているように思われるが、表面離型層材料
にシランカップリング剤やＡｌキレート剤が添加されて
いないため、離型層自体の凝集力が弱いことに起因する
と考えられる。

【００７２】

【表２】

【００７３】実施例４図４に本発明の実施例４に係わる感光体の層構成を示
す。このように感光体10は、基板11、導電性弾性層12、
バリア層13、感光層14、相溶層16、表面離型層17から成
っている。感光体10は以下の手順で作製した。まず、基
板11には厚さ６ｍｍのアルミ製基板を用いた。この基板
11上に厚さ０．２ｍｍ、ＪＩＡ硬度４０度の導電性ウレ
タンゴムシートを、導電性接着剤を介して貼り付けた。
ここで、ウレタンゴムにカーボン微粒子を分散すること
により、体積抵抗率10⁷ Ω・ｃｍの導電性ウレタンゴム
シートを作製した。バリア層52としては、電子ビーム蒸
着法により、厚さ２００ｎｍのＡｌ蒸着膜を形成した。
その後、フタロシアニン系顔料と芳香族アミンとポリカ
ーボネート（バインダ樹脂）とを主成分とした有機系の
感光層を形成するために、これらの構成成分をＴＨＦ
（テトラヒドロフラン）に溶解した塗工液を調製し、デ
ィップコーティング法により成膜を行った。そして、１
０分間風乾した後に、９０℃で１時間熱処理を施すこと
により、有機系の感光層14（約２０μｍ厚）を形成し
た。

【００７４】その後、感光層14上に表面離型層17を形成
した。後述するように、感光層14上に表面離型層17を形
成する際に、相溶層16が同時に形成される。表面離型層
17の形成手順を以下に記す。まず、感光層14の表面を２
- プロパノールで洗浄し、高圧窒素ガスを吹き付けるこ
とによって乾燥した。本実施例においては、表面離型層
材料として、(a) シリコーンハードコート剤であるトス
ガード510(東芝シリコーン製) 、(b) フルオロアルキル
シランであるＸＣ98-B2472( 東芝シリコーン製) 、(c)
アミノ系シランカップリング剤TSL8331(γ- アミノプロ
ピルトリエトキシシラン, 東芝シリコーン製) 、(d) エ
ポキシ系シランカップリング剤TSL8350(γ- グリシドキ
シプロピルトリメトキシシラン, 東芝シリコーン製) 、
(e) Ａｌキレート剤Ｄ( 川研ファインケミカル製) を主
な材料とした混合材料を用いた。具体的には、トスガー
ド510 を１００重量部に対して、ＸＣ98-B2472を20重量
部、２−プロパノールを５０重量部、TSL8331 を８．５
重量部、TSL8350 を８．５重量部、アルミキレート剤を
０．８５重量部、水を１０重量部だけ加えた塗工液を調
製した。そして、この塗工液を用いてディップコーティ
ング法により塗膜を形成した。ディップコート時の引上
速度は５ｃｍ／分とし、コート後５分間、室温大気雰囲
気中で風乾した後、９０℃で１時間加熱効果を施した。
硬化後の表面離型層17の膜厚は約１．０μｍであった。
また、この表面離型層17について、表面エネルギーが既
知である石油系絶縁性溶媒アイソパーＬ（エクソン化学
製）と水に対する接触角を、液滴法で測定することによ
って表面エネルギーを算出した。その結果、本実施例４
における表面離型層の表面エネルギーは約２０dyn/cmで
あった。

【００７５】以上の手順で作製した感光体10について、
ＴＥＭ（透過型トンネル顕微鏡）を用いて断面構造の観
察を行った。その結果、表面離型層17と感光層14との間
に、表面離型層材料と感光層との反応によって形成され
た相溶層16が約５０ｎｍの厚さだけ形成されていること
が確認された。

【００７６】また、本実施例４における感光体10上に液
体現像剤を用いて可視画像を形成し、表面エネルギー３
６dyn/cmであるウレタンゴムから成る中間転写体へ熱・
圧力転写（オフセット転写）を行った。加熱温度は中間
転写体側と感光体側のいずれも７０℃とした。圧力は中
間転写体の自重も合わせてＡ４用紙の横幅（約２１０ｍ
ｍ）当たり５０ｋｇの加重とした。その結果、表３に示
すように１００％のトナー転写効率が得られることが、
転写前後での重量測定によって確かめられた。

【００７７】また、本実施例４で形成した表面離型層17
について耐久性の定量評価を行った。具体的には、シア
ントナーを用いて２０ｍｍ×２０ｍｍのべた画像を感光
体上に現像した後、キムワイプ（十條キンバリー製）を
用いて拭き取る操作を繰り返した。この時、拭き取り操
作を繰り返す毎に、石油系絶縁性溶媒（アイソパーＬ：
エクソン化学製）に対する表面離型層17の接触角を、液
滴法を用いて測定した。そして、接触角の初期値θint
と、上記の操作を２０回繰り返した時点での接触角θ₂₀
を抽出し、初期値θint に対する接触角の変化の割合θ
ｖ=(θint −θ₂₀）／θint ×１００を算出することに
より、耐久性の定量評価を行った。この時、θv の値が
小さいほど、表面離型層の耐久性が良いと判定されるこ
とになる。本実施例４においては、表３に示すようにθ
ｖは１０％であった。

【００７８】比較例６本比較例６においては、表面離型層材料の構成成分とし
て、トスガード510 を１００重量部に対し、ＸＣ98-B24
72を２０重量部、２−プロパノールを５０重量部だけ加
えた塗工液を用いること以外は、実施例４と同様の手順
で感光体10を作製した。硬化後の表面離型層の膜厚は約
１．１μｍであった。また、実施例４と同様の手法で表
面エネルギーを算出したところ、本比較例６における表
面離型層の表面エネルギーは約２１dyn/cmであった。

【００７９】本比較例６においても、ＴＥＭ（透過型ト
ンネル顕微鏡）を用いて感光体10の断面構造の観察を行
った。その結果、本比較例６においても、表面離型層17
と感光層14との間に、表面離型層材料と感光層との反応
によって形成された相溶層16が存在するが、厚さは約３
ｎｍと非常に薄い層であることが確認された。

【００８０】更に、実施例４と同一の条件で、表面エネ
ルギー３６dyn/cmのウレタンゴムから成る中間転写体へ
熱・圧力転写（オフセット転写）を行ったところ、表３
に示すように９９％のトナー転写効率が得られることが
確かめられた。

【００８１】また、実施例４の場合と同様の手法で、表
面離型層17の耐久性評価を行った。その結果、本比較例
６においては、表３に示すようにθｖは６５％と耐久性
が著しく低下することが確認された。

【００８２】このように、本比較例６を実施例４と比べ
た場合、トナー転写性はほぼ同等であるのに対して、表
面離型層の耐久性が著しく劣るのは、表面離型層材料に
シランカップリング剤やＡｌキレート剤が添加されてい
ないために、相溶層が非常に薄く、密着性が低下すると
共に、離型層自体の凝集力も弱いことに起因すると考え
られる。さらに、下地に弾性層が存在するため、より密
着性が低下しやすく、また、離型層自体への破断応力が
強くなることも、表面離型層の耐久性が低下する主因と
考えられる。

【００８３】

【表３】

【００８４】尚、以上の実施例においては、湿式電子写
真の場合について述べたが、乾式電子写真においても同
様の効果が得られることは明らかである。特に、乾式ト
ナーを熱溶解して熱・圧力転写する場合などに、本発明
は非常に有効である。

【００８５】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明に依れば、
感光体の弾性層と感光層との間に適正な膜厚のバリア層
を介在させることにより、トナー転写性と画質の向上を
図れる。また、感光体の表面離型層と感光層との間に適
正な膜厚の相溶層を形成することにより、感光体の耐久
性を高めることができる。従って、信頼性が高く、高画
質な画像形成が可能な電子写真感光体とこれを用いた電
子写真装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係わる電子写真装置の構
成図。

【図２】本発明の実施例に係わる感光体の断面図。

【図３】本発明の別の実施例に係わる感光体の断面図。

【図４】本発明の他の実施例に係わる感光体の断面図。

【図５】比較例に係わる感光体の断面図。

【符号の説明】

１、１０・・・感光体２・・・帯電器３・・・露光ビーム４・・・現像器５・・・転写装置６・・・中間転写体７・・・加圧ローラ８・・・クリーナ９・・・用紙１１・・・基板１２・・・弾性層１３・・・バリア層１４・・・感光層１６・・・相溶層１７・・・表面離型層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H068 AA02 AA03 AA04 AA08 AA10 AA43 AA48 AA50 BA58 BB29 BB31 BB33 FB11 FC08 2H069 BA01 EA02 2H074 AA03 AA06 AA09 BB31 EE07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】弾性層と、この弾性層表面に形成された１
０ｎｍ以上３０μｍ以下のバリア層と、このバリア層表
面に形成された感光層とからなることを特徴とする電子
写真感光体。
【請求項２】感光体と、この感光体上に静電潜像を形成
する潜像形成手段と、前記静電潜像に液体現像剤を供給
して可視像化する現像手段と、前記感光体に圧接され、
前記感光体上に形成された可視像を転写する転写手段と
からなる電子写真装置において、前記感光体は、弾性層と、この弾性層表面に形成された
１０ｎｍ以上３０μｍ以下の膜厚のバリア層と、このバ
リア層表面に形成された感光層とからなることを特徴と
する電子写真装置。
【請求項３】感光層と、この感光層上に形成され、離型
成分及び相溶成分とを含有する離型層とを具備すること
を特徴とする電子写真感光体。
【請求項４】弾性層と、この弾性層表面に形成された１
０ｎｍ以上３０μｍ以下の膜厚のバリア層と、このバリ
ア層表面に前記感光層を形成したことを特徴とする請求
項３記載の電子写真感光体。
【請求項５】前記感光層と離型層との界面に、離型層成
分と感光層成分とを含有し、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下
の膜厚の相溶層を有することを特徴とする前記請求項３
記載の電子写真感光体。
【請求項６】前記離型成分は、シランカップリング剤で
あることを特徴とする請求項３記載の電子写真感光体。
【請求項７】感光体と、この感光体上に静電潜像を形成
する潜像形成手段と、前記静電潜像に液体現像剤を供給
して可視像化する現像手段と、前記感光体に圧接され、
前記感光体上に形成された可視像を転写する転写手段と
からなる電子写真装置において、前記感光体は、感光層と、この感光層上に形成され、離
型成分及び相溶成分とを含有する離型層とを具備するこ
とを特徴とする電子写真装置。