JPH024274A - 電子写真用感光体 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電子写真用感光体に関し、詳しくは有機材料
を含む電荷発生層、電荷輸送層１表面被覆層からなり、
電子写真方式の負帯電方式で用いられる複写機用および
プリンター用電子写真用感光体に関する。

〔従来の技術〕

近年、電子写真用感光体く以下感光体とも称する）の感
光材料として、有機光導電性物質の研究が広く進められ
ている。有機光導電性物質を用いた感光材料は、従来上
として用いられているセレンなどの無機光導電性物質を
用いた場合に比して、可とう性、熱安定性、膜形成性、
透明性１価格など利点が多いが、暗抵抗、光感度の点で
劣っている欠点があった。そこ・で膜形成の容易である
利点を生かして、感光体の感光層を主として電荷発生に
寄与する層と、主として暗所での表面電荷の保持および
光受容時の電荷輸送に寄与する層などに機能分離した層
の積層とし、それぞれ各層の機能に適した材料を選択使
用し、全体として電子写真特性の向上をはかることによ
り、実用化を進めている。この種の積層型感光体は、通
常、導電性基体上に有機電荷発生物質を含む電荷発生層
、有機電荷輸送物質を含む電荷輸送層が順次積層されて
なる。

これらの感光体を用いた電子写真法による画像形成には
１例えばカールソン方式が適用される。

この方式による画像形成は、暗所での感光体へのコロナ
放電による帯電、帯電された感光体表面への露光による
原稿の文字や絵などの静電潜像の形成、形成された静電
潜像のトナーによる現像、現像卒れたトナー像の紙など
の支持体への転写、定着により行われ、トナー像転写後
の感光体は除電。

残留トナーの除去、光除電などを行った後、再使用に供
される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の、導電性基体上に電荷発生層、電荷輸送層の順に
積層された構成の感光体は、上記の画像形成に際して負
帯電方式が採られる。この層構成の感光体では電荷輸送
層が電荷発生層上にあるため、耐久性の面では有利であ
る。しかし、この電荷輸送層に用いる樹脂結着剤によっ
て耐久性が左右される。通常、高耐久性とするためには
ポリカーボネート樹脂など耐磨耗性の良い材料が表面被
覆層として使用されるが、これらポリカーボ樹脂を用い
ると密着性が悪く、剥離などの問題を生ずる。密着性を
上げるため可塑剤などを添加する方法が取られるが、充
分な解決策とは言えず、耐刷性評価において表面被覆層
および電荷輸送層が削れて、表面電位の低下などの悪影
響を生じ、感光体としての機能を発揮できず寿命となっ
ていた。

この発明は、有機材料が電荷発生物質、電荷輸送物質と
して含まれる感光体において、前記の欠点を除去し、優
れた電子写真特性を有し、かつ耐久性が著しく増大した
負帯電方式で使用される複写機用およびプリンター用電
子写真用感光体を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明によれば、導電性
基体上に電荷発生物質を含む電荷発生層と有機電荷輸送
物質を含む電荷輸送層と表面被覆層とを順次積層してな
る電子写真用感光体において、表面被覆層が金属アルコ
キシ化合物の縮合物を含有する電子写真用感光体とする
。

〔作用〕

このような層構成の感光体とすると、外部からの２例え
ばクリーニング時のブレードによる摩擦などの機械的ス
トレス、雰囲気の湿気や帯電時の負コロナ放電により発
生するオゾンなどの化学的影響などを、機械的、化学的
に安定な被便層により防ぐことができるので、電荷輸送
層に用いる樹脂結着剤の選択の幅を広げることができ、
優れた電子写真特性を有し、かつ、耐久性が大幅に向上
した感光体が得られることになる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の感光体の一実施例を示す概念的断面図
で、■は導電性基体、２は電荷発生層。

３は電荷輸送層、４は表面被覆層である。

導電性基体ｌは、感光体の電極としての役目と同時に他
の各層の支持体となっており、円筒状。

板状、フィルム状のいずれでも良く、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、あるいは
ガラス、樹脂などの上に導電処理をほどこしたものでも
良い。

電荷発生層２は、有機電荷発生物質の真空蒸着、あるい
は有機電荷発生物質の粒子を樹脂バインダー（結着剤）
中に分散させた材料の塗布により形成され、光を受容し
て電荷を発生する。また、その電荷発生効率が高いこと
と同時に発生した電荷の電荷輸送層３および表面被覆層
４への注入性が重要で電場依存性が少なく低電場でも注
入の良いことが望ましい。電荷発生物質としては、無金
属フタロシアニン、チタニルフタロシアニン、アルミフ
タロシアニン塩化物などのフタロシアニン化合物、各種
アゾ化合物、スクアリリウム、アズレニウム、キノン、
インジゴ顔料などが用いられ、画像形成に使用される露
光光源の光波長領域に応じて好適な物質を選ぶことがで
きる。

電荷発生層は電荷発生機能を有すれば良いので、その膜
厚は電荷発生物質の光吸収係数より決まり一般的には５
μｍ以下であり、好適には１μｍ以下である。電荷発生
層は電荷発生物質を主体としてこれに電荷輸送物質など
を添加して使用することも可能である。樹脂バインダー
としては、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミ
ド、ポリウレタン、エポキン、ンリコン樹脂、メタクリ
ル酸エステルの重合体および共重合体などを適宜組み合
わせて使用することが可能である。

電荷輸送層３は樹脂バインダー中に有機電荷輸送物質を
分散させた材料からなる塗膜であり、暗所では絶縁体層
として感光体の電荷を保持し、光受容時には電荷発生層
から注入される電荷を輸送する機能を発揮する。有機電
荷輸送物質としては、ピラゾリン、ヒドラゾン、トリフ
ェニルメタン、スチリル、オキサジアゾールなどの誘導
体が用いられる。樹脂バインダーとしては、ポリカーボ
ネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタンエポ
キシ、シリコン樹脂、メタクリル酸エステルの重合体右
よび共重合体などが用いられるが、機械的、化学的およ
び電気的安定性、密着性などのほかに電荷輸送物質との
相溶性が重要である。

電荷輸送層の膜厚は実用的に有効な表面電位を維持する
ためには３μｍ〜３０μｍの範囲が好ましく、より好適
には５μｍ〜２０μｍである。

表面被覆層４は機械的ストレスに対する耐久性に優れ、
さらに化学的に安定な物質で構成され、暗所ではコロナ
放電の電荷を受容して保持する機能を有しており、かつ
電荷発生層が感応する光を透過する性能を有し、露光時
に光を透過し、電荷発生層に到達させ、発生した電荷の
注入を受けて表面電荷を中和消滅させることが必要であ
る。また、被覆材料は前述の通り電荷発生物質の光の吸
収極大の波長領域においてできるだけ透明であることが
望ましい。

被覆材料の金属アルコキシ化合物の縮合物としては、Ｓ
ｉｎ、、　Ｔｉ口２＋　　１ｎ２０３＋　ＺｒＯ２を主
成分とする被膜を形成できるものが好ましい。金属アル
コキシ化合物の縮合物単独ではソルベントクランクなど
が生じやすく、樹脂バインダーなどとの混合により被膜
形成性、密着性、耐磨耗性を向上する方法で使用する。

この場合、金属アルコキシ化合物の縮合物の割合は５Ｑ
ｗｔ％〜３Ｑｗｔ％が好適であり、これ以下では耐久性
が劣り、これ以上だと成膜性および密着性が悪くなる。

被覆層自体の膜厚は、その配合組成にも依存するが、繰
り返し連続使用したとき残留電位が増大するなどの悪影
響がでない範囲で任意に設定できる。

以下、この発明の具体的な実施例について説明する。

実施例１ 有機電荷発生物質としてのＸ型−フタロシアニン５０重
量部をポリエステル樹脂（商品名バイロン２００：東洋
紡製）５０重量部とＴＨＦ溶剤とともに３時間混合機に
より混練して塗布液を調製し、アルミ蒸着ポリエステル
フィルム基体上にワイヤーバー法で塗布し、乾燥後の膜
厚が０．３μｍになるように電荷発生層を形成した。こ
のようにして得られた電荷発生層上に、有機電荷輸送物
質１−フェニル−３−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）
−５−（パラジエチルアミノフェニル）−２−ピラゾリ
ン（ＡＳＰＰ）１００重量部をテトラヒドロフラン（Ｔ
ＨＦ）７００重量部に溶かした液と、ポリメタクリル酸
メチルポリマー（商品名ＰＭＭＡ　：東京化成製）　１
００重量部をトルエン７００重量部に溶かした液とを混
合してできた塗液を、乾燥後の膜厚が１５μｍになるよ
うに塗布して電荷輸送層を形成した。さらに、この上に
、シリコンのアルコキシ化合物の縮合物を含む組成物（
商品名アトロンＮ５ｉ−３１０：日本ソーダ製）　７０
ｗｔ％とエタノールで溶解したポリアミド樹脂〈商品名
アミランＣＭ８０００　：東し製’）　３Ｑｗｔ％とを
混合してできた塗布液をワイヤーバー法で乾燥後の膜厚
が１μｍになるように塗布して表面被覆層を形成し感光
体とした。

比較例１ 実施例１において表面被覆層を設けないことに変更する
以外は、実施例１と同じようにして感光体を作製した。

実施例２ 実施例１の電荷輸送層の塗布液の組成を有機電荷輸送物
Ｊｔｐ−ジエチルアミノベンズアルデヒドジフェニルヒ
ドラゾン（ＡＢＰＨ＞５０重量部、ポリカーボネート樹
脂（商品名パンライ）Ｌ１２２５　：音大製）５０重量
部、溶剤をジクロルメタン（ＤＣＭ）に変更、また表面
被覆層塗布液をインジウムのアルコキシ化合物の縮合物
を含む組成物（商品名アトロンＮｌｎ　：日本ソーダ製
）　６０ｗｔ％と、ポリメタクリル酸メチルポリマー（
商品名パラペラ）　Ｇ　−１０００：協和ガス化学製）
をトルエンで溶解した液１５−ｔ％と、エタノールで溶
解したポリアミド樹脂２５ｗｔ％とを混合した塗布液に
変更し、その他は実施例１と同様にして感光体を作製し
た。

比較例２ 実施例２０表面被覆層の塗布液の組成を、ポリビニルブ
チラール（試薬　重合度＝７００）をエタノールで溶解
した液５Ｑｗｔ％とエタノールで溶解したポリアミド樹
脂５Ｑｗｔ％とを混合した塗布液に変更した以外は、実
施例１と同じようにして感光体を作製した。

このようにして得られた感光体の電子写真特性を川口電
機製静電記録紙試験装置ｒ　Ｓ　Ｐ−４２８Ｊを用いて
測定した。

感光体の表面電位ＶＳ（ボルト）は暗所で−６，０にν
のコロナ放電を１０秒間行って感光体表面を負帯電せし
めたときの初期の表面電位であり、続いてコロナ放電を
中止した状態で２秒間暗所保持したときの表面電位Ｖ、
（ボルト）を測定し、さらに続いて感光体表面に１μＷ
の単色光（７８０ｎｍ）を照射してＶ、が半分になるま
での時間（秒）を求め半減衰露光量Ｅ１７２（μＪ／ｃ
ｌｌ１）とした。また、ｌμＨの単色光を１０秒間感光
体表面に照射したときの表面電位を残留電位Ｖ、（ボル
ト）　とした。

測定結果を第１表に示す。

第　　１　　表 第１表に見られるように、実施例１および２は比較例１
および２に比較して表面電位、残留電位。

半減衰露光量のいずれも互いに遜色なく、感光体として
充分な特性を有することは明らかである。

実施例３ 実施例１の電荷発生層の塗布液の組成を、Ｎ。

Ｎジフェニル−Ｎ、Ｎビス（２−メチルフェニル）−（
１，１’−ビフェニル）−４；４°　アミン（別名：ク
ロログイアンブル−）６０重量部、ＰＭＭＡ４０重量部
、トルエン３００重量部とに変更して、乾燥後の膜厚が
０．４μｍの電荷発生層を塗布形成し、表面被覆層塗布
液を、シリコンのアルコキシ化合物の縮合物を含む組成
物（商品名ＯＣＤ：東京応化工業製）　７Ｑｗｔ％とア
クリルポリオール型ウレタン（商品名レタンＰＧ−６０
主剤／硬化剤：関西ペイント製）　３０ｗｔ％とを混合
した塗布液に変更した以外は、実施例１と同じようにし
て感光体を作製した。

比較例３ 実施例３の表面被覆層の塗布液の組成を、アクリルポリ
オール型ウレタン５Ｑｗｔ％とエタノールで溶解したポ
リアミド樹脂５Ｑｗｔ％とを混合した塗布液に変更した
以外は、実施例１と同じようにして感光体を作製した。

実施例４ 実施例１の電荷発生層の塗布液の組成を、下記構造式を
持つビスアゾ化合物 を６０重量部、ＰＭＭＡ４０重景部、Ｔ電型３００重１
部とに変更して、乾燥後の膜厚が０．５μｍの電荷発生
層を瞳布形成し、表面被覆層塗布液を、チタンのアルコ
キシ化合物の縮合物を含む組成物（商品名アトロンＮＴ
ｉ　：日本ソーダ製）　６５ｗｔ％と、ポリ酢酸ビニル
樹脂（試薬　重合度＝１４００’）を酢酸エチルで溶解
した液１５ｗｔ％と、エタノールで溶解したポリアミド
樹脂２０ｗｔ％とを混合した塗布液に変更した以外は、
実施例１と同じようにして感光体を作製した。

比較例４ 実施例４の表面被覆層の塗布液の組成を、エタノールで
溶解したポリアミド樹脂９Ｑｗｔ％と、酸化亜鉛粒子（
商品名ＺｎＯ：高純度化学部）　１９ｗｔ％とを混合し
た塗布液に変更した以外は、実施例１と同じようにして
感光体を作製した。

このようにして得られた感光体の電子写真特性を川口電
機製静電記録紙試験装置ｒ　Ｓ　Ｐ　−４２８Ｊを用い
て測定した。

感光体の表面電位ｖｓ（ボルト）は暗所で−６，０ｋＶ
のコロナ放電を１０秒間行って感光体表面を負帯電せし
めたときの初期の表面電位であり、続いてコロナ放電を
中止した状態で２秒間暗所保持したときの表面電位ｖｄ
（ボルト）を測定し、さらに続いて感光体表面に照度２
Ｉｌｕｘの白色光を照射してｖｄが半分になるまでの時
間（秒）を求め半減衰露光’Ｉ　Ｅ　ｌ／２　（ｊｉ！
　ｕｘ・秒）とした。また、２７！ｕｘノ白色光を１０
秒間感光体表面に照射したときの表面電位を残留電位Ｖ
、（ボルト）　とした。

測定結果を第２表に示す。

第　　２ 表 第２表に見られるように、実施例３および４は比較例３
および４と比較して表面電位、残留電位。

半減衰露光量のいずれにおいても互いに遜色なく、感光
体として充分な特性を有することは明らかである。

実施例５．６ 実施例１および２で、導電性基体をアルミ蒸着ポリエス
テルフィルム（Ａｌ１−ＰＥＴ）から外径６０ｍｍ。

長さ３２０ｍｍのへｌドラムに替えた以外は、それぞれ
実施例１および２に準じて浸漬法で塗布して感光体を作
製した。いずれの感光体も外観的にも問題なくきれいな
表面をしていた。

この感光体を７８０ｎｍの単色光を露光光源とする複写
機に装着して１００枚連続して絵出し評価を行ったとこ
ろ、いずれの感光体も画像濃度の低下のない良好な絵出
しができた。さらに、５万枚の繰り返し複写を行ったと
ころきれいな複写画像が得られた。

複写後の感光体を取り外して外観を観察したところ、い
ずれの感光体も表面上の傷は観察されなかった。

比較例５．６ 比較例１および２で導電性基体をアルミ蒸着ポリエステ
ルフィルム（ＡＩｌ−ＰＥＴ）から外径６０ｍｍ。

長さ３２０ｍｍの＾ｌドラムに替えた以外は、それぞれ
実施例１および２に準じて浸漬法で塗布して感光体を作
製した。いずれの感光体も外観的にも問題なくきれいな
表面をしていた。

この感光体を実施例５および６と同じ複写機に装着して
１００枚連続して絵出し評価を行ったところ、いずれの
感光体も画像濃度の低下のない良好な絵出しができた。

しかしながら、さらに２万枚〜３万枚の繰り返し複写を
行ったところ画像濃度の低下が見られた。

複写後の感光体を取り外して外観を観察ルだところ、比
較例５の表面被覆層を設けていない感光体は電荷輸送層
が削れて、初期膜厚に比べ２μｍ薄くなっていた。

一方、比較例６の感光体は表面が磨耗して、初期膜厚に
比べ０．６μｍ薄くなっており、一部分電荷輸送層が表
面に露出していた。

実施例７，８ 実施例３および４で導電性基体をアルミ蒸着ポリエステ
ルフィルム（Ａｊｌ！−ＰＥＴ）から外径６０ｍｎ＋。

長さ３２０ＩＩＩＩ１１のへｌドラムに替えた以外は、
それぞれ実施例３および４に準じて浸漬法で塗布して感
光体を作製した。いずれの感光体も外観的にも問題なく
きれいな表面をしていた。

この感光体を白色光を露光光源とするカールソン方式の
複写機に装着して１００枚連続して絵出し評価を行った
ところ、いずれの感光体も画像濃度の低下のない良好な
絵出しができた。さらに、５万枚の繰り返し複写を行っ
たところきれいな複写画像が得られた。

複写後の感光体を取り外して外観を観察したところ、い
ずれの感光体も表面上の傷は観察されなかった。

比較例７．８ 比較例３右よび４で導電性基体を、アルミ蒸着ポリエス
テルフィルム（ＡＩＰＥＴ）から外径６０ｎ＋ｍ。

長さ３２０印のＡＩ！ドラムに替えた以外は、それぞれ
実施例３および４に準じて浸漬法で塗布して感光体を作
製した。比較例７は外観的にも問題なくきれいな表面を
していた。しかし、比較例８は粒子状の析出物が認めら
れた。

この感光体を実施例７．８と同じ複写機に装着ｑで１０
０枚連続して絵出し評価を行ったところ、いずれの感光
体も画像濃度の低下のない良好な絵出しができた。しか
しながら、さらに２万枚の繰り返し複写を行ったところ
画像濃度の低下が見られた。

複写後の感光体を取り外して外観を観察したところ、い
ずれの感光体も表面が磨耗して、初期膜厚に比べ０，７
μｍ〜０．８μｍ薄くなっており、一部分電荷輸送層が
表面に露出していた。

〔発明の効果〕

この発明によれば、導電性基体上に電荷発生層、電荷輸
送層、表面被覆層の順に接層した構成の感光体において
、金属アルコキシ化合物の縮合物を含有する表面被覆層
を設けたことにより、優れた電子写真特性を有し、かつ
、耐久性が著しく増大した負帯電方式で使用可能な積層
型感光体を得ることができる。

この発明による感光体は表面被覆層の下地に対する密着
性を向上したことにより、電荷輸送層に用いる樹脂バイ
ングーの選択の幅を広げることができるという利点を有
している。

この発明による感光体は、機能分離型であり各層を機能
面から個別に考えやすく、材料設計の自由度も大きい。

例えば、電荷発生物質は露光光源の種類に対応して好適
な物質を選ぶことができ、−例を挙げるとフタロシアニ
ン化合物を用いれば半導体レーザブリンク−に使用可能
な感光体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の感光体の一実施例を示す概念的断面図
である。 ｌ　導電性基体、２　電荷発生層、３　電荷輸送層、４
　表面被覆層。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）導電性基体上に有機電荷発生物質を含む電荷発生層
   と有機電荷輸送物質を含む電荷輸送層と表面被覆層とを
   順次積層してなる電子写真用感光体において、前記表面
   被覆層が金属アルコキシ化合物の縮合物を含有すること
   を特徴とする電子写真用感光体。