JPH01217351A - 電子写真感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 本発明は電子写真感光体に関し、感光体の機械的強度、
耐摩耗性を同上し、耐刷性の良好な長寿命電子写真感光
体を提供することをａｉ！ｇとし、導電性支持体上に光
導電材料と結着剤からなる光導電層を有する電子写真感
光体において結着剤樹脂として下記一般式（Ａ）のメチ
ルトリアルコキシシランと下記一般式（Ｂ）のテトラア
ルコキシシランの混合物を加水分解して得られ重量平均
分子量が１０３〜１０６のシリコーン樹脂組成物を熱硬
化して用いて構成する。

ＣＨｓ　Ｓ　ｌ　（ＯＲ＋　）　ｍ・・　・・・・・・
・・・・・・・・（ん）Ｓ　ｉ　（ＯＲ４）４　　　・
・・　・・・・・・・・・・・・・・・・（Ｂ）ただし
、ＲＩ、　Ｒ１はＣＨ，またはＣ，Ｈ。

本発明は、光導電材料と結着剤からなる光導電層を有す
る電子写真感光体において結着剤樹脂としてメチルトリ
アルコキシシランとテトラアルコキンシランの混合物を
イオン交換水により加水分解して得られるシリコーン樹
脂組成物を熱硬化して用いることにより、感光体の機械
的強度、耐摩耗性を向上し、耐刷性の良好な長寿命電子
写真感光体を得るものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明の電子写真感光体は、複写機・プリンタなどに広
く適用できる。

電子写真のプロセスは、帯電、露光、現像、転写、およ
び定着の各工程から成υ、これらの繰り返しによって印
刷物を得る。帯電は、光導電性を有する感光体の表面に
正または負の均一静電荷を施す。続く露光プロセスでは
、レーザ光などを照射して特定部分の表面電荷を消去す
ることによって感光体上に画像情報に対応した静電潜像
を形成する。次に、この潜像をトナーという粉体インク
によって静電的に現像することにより、感光体上にトナ
ーによる可視儂を形成する。最後に、このトナー像を記
録紙上に静電的に転写し、熱、光、および圧力などによ
って融着させることによシ印刷物を得る。

〔従来の技術〕

電子写真用の感光体として、有機物を用いた有機感光体
の開発が盛んである。これは、簡便な塗布法によって製
造できるため、量産によるコスト低減が容易であること
、セレンなどの無機物を用いる無機感光体に比べて材料
選択範囲が広いため有害性の無い化合物を選ぶことがで
き、ユーザ廃棄によるメインテナンスフリーが可能であ
ることなどという特長を持つ。

一般に有機感光体はセレンなどの無機感光体に比べて低
感度であったが、１１荷発生１−と電荷輸送層とを積層
した機能分離積層型感光体を構成することにより、高い
感度を実現できるようになった。

ここで、電荷発生層は入射光を吸収して電子・正孔ペア
（キャリアベア）を発生させる機能を有し、電荷輸送層
は電荷発生層で発生したキャリアの片方を感光体表面ま
で輸送して静を潜像を形成させる機能を持つ。このよう
に感光体の機能を二つの膚に分離することによりそれぞ
れの機能に最適な化合物をほぼ独豆に選択することがで
き、感度、分光特性などの緒特性を飛躍的に向上させる
ことができる。

電荷発生層としては、光を吸収してキャリアベアを発生
させる電荷発生物質を結着樹脂中に溶解あるいは分散さ
せて形成する。電荷発生物質としては、フタロシアニン
顔料、アゾ顔料などが、結着樹脂としては、ポリエステ
ル、ポリビニルブチラールなどが一般的に用いられる。

また、結着樹脂を用いずに、フタロシアニンなどの蒸着
によって電荷発生層を形成することもできる。一方、電
荷輸送層は、電荷キャリアの輸送を行う電荷輸送物質を
結着樹脂中に溶解させて構成する。電荷輸送物質（ＣＴ
Ｍ）としては、電子親和力が大きく電子を輸送し易い電
子輸送性ＣＴＭ（クロラニル、ブロマニル、トリニトロ
フルオレノンナト）、およびイオン化ポテンシアルが小
さく正孔を輸送し易い正孔輸送性ＣＴＭ（ピラゾリン、
ヒドラゾン。

オキサゾールなど）などがある。電荷輸送層の結着樹脂
としてはポリエステル、ポリカーボネートなどが一般に
用いられる。

さらに、製造性の面から単層型感光体本用いられている
。これは結着樹脂中に電荷発生物質、あるいは電荷発生
物質と電荷輸送物質を含有するものでアシ、ボｌ）　（
Ｎ−ビニルカルバゾール）／２゜４．７−　トリニトロ
フルオレノン−１／１電荷移動錯体系感光体やポリエス
テル樹脂中にフタロシアニン粒子を分散したもの、ジア
ゾ顔料とヒドラゾン化合物を添加した単層型有機感光体
などがある。

一般に電荷輸送層、電荷発生層々どの光導電層の形成は
、各層の構成材料を有機溶媒中に溶解あるいは分散させ
た塗工液を塗布・乾燥させることによって行う。塗布方
法は支持体の形状等によシ、ドクターブレード法、スフ
レ−コート法などの中から適宜選択されるが、円筒状支
持体の場合には浸漬法が最も優れている。これは、塗工
溶液中に支持体を浸漬した後、所定の速度で引上げるこ
とによって支持体上に塗膜を得る方法でおり、比較的簡
便な装置で精密な膜厚匍］御が可能である。この方法を
用いて上述の二層構造感光体を製造するにはまず、１萌
発生層塗工液中に円筒状支持体を浸漬・引上げ・乾燥さ
せることによって電荷発生層を形成し、続いて、正孔輸
送性の電荷輸送層塗工液中に電荷発生層の形成された支
持体を所定の速度で引上げ、乾燥させることによって電
荷輸送層を形成し、目的の感光体を得ることができる。

従って、単層型感光体、二層構造感光体のいずれにして
も最上層は゛電荷輸送物質、要すれば電荷発生物質を含
有した熱可塑性樹脂を結着樹脂としだ光導゛醒層が用い
られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

電子写真感フを体は、適用される電子写真フロセスに応
じた所望の感度、′に気持性、光学特性を備えているこ
とが要求され、更に耐湿性や耐久性が良好であることが
望まれる。しかし、上述のように有機感光体は光４電ノ
ーが樹脂をバインダ（結着剤）とするため、魚機感光体
に比較して表面硬度が低く、゛誕子写真プロセスにおけ
るトナーのクリーニング工程において、ナイロンブラシ
やゴムブレードなどで操られる際、表面が摩耗して光導
電性が変化するという間眺がおる。また、二成分現像剤
に用いられる磁性キャリアとの摩擦接触により、同様に
表面の摩耗による光導電性の変化などが起こりやすい。

従って、有機感光体はその耐久性が最も欠点とされ、セ
レン系感光体の５〜３０万枚、アモルファスシリコン感
光体の５０〜１００万枚と比較して、１〜５万枚と耐刷
性が低く、中速、高速タイプの複写機や元プリンタへの
適用を考えるといっそうの耐刷性同上が必要とされてい
た。

〔課題を解決する手段〕

において結着剤樹脂として下記一般式（Ａ）のメチルト
ＩＪアルコキノシランと下記一般式（Ｂ）のテトラアル
コキシシランの混合物を加水分解して得られ重量平均分
子量が１０３〜１０６のシリコーン樹脂組成物を熱硬化
して用いることによυ解決できる。

ＣＨ，Ｓ　１＜ＯＲ＋　）３　　　　・　・　・　（Ａ
）８　ｉ　（０Ｒ２）、　　　　　　　　　・　・・　
（Ｂ）ただし、Ｌ　、ＲｔはＣＨ，またはＣ，■Ｉ。

〔作用〕

本発明における光導電層とは、結着樹脂中に電荷発生物
質、おるいは電荷発生物質および電荷輸送物質を含む単
層型有機感光体における光導電層を意味する。さらに、
導電性支持体上に電荷発生層、電荷輸送層とを順次設け
た二層構造有機感光体において、結着樹脂中に電荷輸送
物質を含む電荷輸送層を意味する。又、導電性支持体上
に電荷輸送層、電荷発生層とを順次設けた積層構造有機
感光体において結着樹脂中に電荷発生物質を含む電荷発
生層も意味する。

本発明のノリコーン樹脂組成物は重量平均分子量１．Ｏ
ＯＱ〜１．０００．０００を有する有機溶媒に可溶な有
機ノリコーン重合体であり、好ましい範囲は１．０００
〜１００，０００でおる。１Ｎ平均分子量が１．０００
以下であると熱硬化後の重合体の架橋密度が高くなり過
ぎ、膜にクラックが入りやすい。また、重量子均分子量
が１．０００，０００以上であると、逆に架橋密度が低
くなり、硬化物硬度として望ましい値が得られない。ま
た、ノエニル基、トリル基のようなアリール基、あるい
はイソアミル基、イソアミル基々どの比較的高級なアル
キル基を有するポリシルセスキオキサンも知られている
が、このよりなアリール基含有および高級アルギル基含
有シリコーン樹脂は、塗膜化する除結晶化しやすく均一
が成膜性が得られないという欠点がある。

本発明のシリコーン樹脂組成物はメチル）　ＩＪアルコ
キシ７ランとテトラアルコキシシランをブテルセルンル
プ等の溶媒に溶解し、イオン変換水を加えて加水分解し
た後、分散ロートを用い水層を除去し、さらにエバボレ
ートにより水分を除去することにより、メチルトリアル
コキンシランとテトラアルコキシシランの共縮合重合体
の高分子量のシリコーン樹脂組成物として得られる。メ
チルトリアルコキンノランとテトラアルコキシシランの
混合比は任意に設定できるが、好ましくは等モルである
。

本発明によれば、前記シリコーン樹脂組成物を光導電層
の結着剤樹脂として用いることにより、従来用いられて
きた熱可塑性樹脂と比較し２、格段に表面硬度を高くで
き、従って電子写真プロセスにおける厳しいクリーニン
グ条件やさらに磁性キャリアからなる磁気ブラシ現偉剤
との多数回接触によっても光導電層が削られて摩耗する
という・ことがなく、従来の有機感光体では実現不可能
とされていた１００，０００枚以上の寿命を有し、優れ
た耐久性を得ることができる。

光導電層は、トルエン、アセトン、メチルエチルケトン
あるいはメチルイソブチルケトンなどを有機溶媒とする
メチルトリアルコキシシランとテトラアルコキシシラン
の共縮合重合体の高分子量のシリコーン樹脂組成物の溶
液中に電荷発生物質、あるいは電荷発生物質および電荷
輸送物質、または電荷輸送物質単独を分散・溶解させた
土工液を導電性支持体または電荷発生層上、もしくは電
荷輸送層上に塗布、乾燥させて形成する。電荷発生物質
としては、公知のものを使用することができ、例えば、
ビスアゾ系化合物、トリスアゾ系化合物、ペリレン系化
合物、インジゴ系化合物、シアニン系化合物、スクアリ
リウム化合物、フタロシアニン系化合物などを用いるこ
とができる。また、電荷輸送物質も公知のものを使用す
ることができ、例えば、ヒドラゾン系化合物、ピラゾリ
ン化合物、オギサゾール化合物々どかある。また、導電
性支持体と光導電層の間には、密着性の改良、熱キャリ
ア注入の防止などのために下引層を設けることができる
。下引層としては、ポリビニルアルコール、ポリビニル
ブチラール、ポリアミド、エポキシなどの樹脂、あるい
はこれら樹脂中に酸化錫、酸化インジウム、酸化チタン
等の添加剤を加えたものが用いられる。

一般に電荷輸送層の膜厚は５〜３０μｍ、を荷発生層の
膜厚は０．０１〜３μｒｎ好ましくは１μｍ以下、下引
層の膜厚は０．０１〜３μｍである。

以下、本発明を実施例に従って説明する。

〔実施例〕

合成例：メチルトリエトキシシラン５０　ｍ　ｌ　％テ
トラエトキシ／ラン５０ｍ１をブチルセルソルブに溶解
し、イオン交換水を加えて加水分解した後、分液ロート
を用い水層を除去し、さらにエバボレートによシ水分を
除去することによシ、メチルトリエトキシシランとテト
ラエトキシシランの共縮合重合体のブチルセルソルブ溶
液を得た。得られた樹脂溶液を濃縮し、５０ｗｔ％のシ
リコーン樹脂溶液を得た。ＧＰＣ分析の結果、重量平均
分子量は３，０００、重量平均分子量と数平均分子量の
比は１．４であった。

実施例１：合成例で得られたシリコーン樹脂（固形分）
７０重量部、Ｃ型銅フタロシアニン３０重量部、ブチル
セルソルブ２０ｏｘＩｉ部を硬質ガラスポットに投入し
、硬質ガラスピーズと共に２４時間分散・混合して塗工
液とした。次に、６００Ｘ２５０ｎのアルミ素管上に浸
漬法で塗工液を塗布した後、１２０’Ｑで６０分熱処理
を行い、膜厚約２０μｍの単層型正帯電有機感光体を試
作した。

本感元体に対し、矢の測定を行った。まず６ｋＶでコロ
ナ帯電し、１秒後の表面電位をＶｏＣＶ）とする。続い
て１秒間暗減衰式せた時の表面電位を■１（Ｖ）とし、
その瞬間から７８０ｎｍ、１０μ苛億で露光を行い、表
面電位がＶＯの半分になるまでの時間ｔ１／、を求め、
半減無光量Ｅｌ、、　＜μＪ７メ）を計算する。さらに
、露光開始後１０　ｔ＋／　ｔの表面電位Ｖｒ（Ｖ）を
記録して１フロセスを終える。また１００ｘＶ＋／ｖｏ
を計算上、帯電保持率ＤＩ（％）とした。得られた結果
を表１に示す。

矢に繰り返し使用時の安定性、すなわち耐久性を評価す
るため、本実施例で作成した感光体を富士通Ｍｖ−サブ
リンクＭ３７２２Ｌを用いて１００，０００枚印刷を行
い、初期と１００，０００枚印刷後の感光体特性を比較
した。結果を初期と比較して表１に示す。

表１ この結果、実施例１の感光体はｉｏｏ、ｏｏｏ印刷後も
感光体特性にほとんど変化なく、きわめて耐刷性に優れ
−Ｃいるのは明らかである。

実施例２ ｓ型銅７ｐ口シ−Ｊ”二ン５０重量部、ポリエステル樹
脂５０重量部をテトラヒドロフランに溶解シたものを硬
質カラスビーズと共に硬質ガラスポットに投入し、２４
時間分散混合して電荷発生層塗工液とした。実施例１と
同様に５９ｐ、Ｘ２５０朋のアルミ素管上に浸漬法で塗
工液を塗布し友後、１２０’０で６０分熱処理を行い、
膜厚約０．５μｍの電荷発生層ケ形成した。

矢に、ヒドラゾン化合物５０重食部、合成例で得られた
シリコーン樹脂（固形分）５０重量部を一メチルエチル
ケトンに完全に溶解させた。この塗工液を甲いて前記電
荷発生層を塗工したアルミ支持体を浸漬・弓１き上げ法
により塗布し、加熱硬化して膜厚約２０μｍの電荷輸送
層を形成し、負帯電型二層構造有機感光体を試作した。

この感光体に対し５、実施例１と同様の方法で感光体特
性を評価し、さらに、繰り返し使用時の安定性、すガわ
ち耐久性を評価するため、富士通レーザプリンタＭ３７
２２Ｌの帯電極性、転写極性などを負帯汽性感光体用に
改造したレーザプリンタを甲いて１００．０００枚印刷
を行い、初期と１００，０００枚印刷後の感光体特性を
比較し、た。なお、コロナ帯電は一６ｋＶとした。

結果を表２に示す。この結り、実施例２の感光体は１０
０，０００印刷後も感光体特性にほとんど変化なく、き
わめて耐刷性に優れているのは明らかである。

なお積層構造感光体の場合、最上層を電荷発生層として
も良い。

〔発明の効果〕

このように、本発明の感光体は、従来の有機感光体では
実現不可能であった耐久性、耐刷性を実現することがで
きる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性支持体上に光導電材料と結着剤からなる光
   導電層を有する電子写真感光体において結着剤樹脂とし
   て下記一般式（Ａ）のメチルトリアルコキシシランと下
   記一般式（Ｂ）のテトラアルコキシシランの混合物を加
   水分解して得られ重量平均分子量が１０＾３〜１０＾６
   のシリコーン樹脂組成物を熱硬化して用いることを特徴
   とする電子写真感光体。 ＣＨ＿３Ｓｉ（ＯＲ＿１）＿３…（Ａ） Ｓｉ（ＯＲ＿２）＿４…（Ｂ） ただし、Ｒ＿１、Ｒ＿２はＣＨ＿３またはＣ＿２Ｈ＿５
2. （２）上記光導電層として、結着剤樹脂中に電荷発生物
   質、あるいは電荷発生物質および電荷輸送物質、もしく
   は電荷輸送物質を含むことを特徴とする請求項１記載の
   電子写真感光体。