JPH027058B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子写真用感光体、特に表面層として
結着樹脂中に金属酸化物微粉末を分散した保護層
を有する電子写真用感光体に関する。

従来技術 電子写真用感光体は、一般にSeあるいはSe合
金の蒸着膜、ZnOあるいはCdS等の無機粒子やア
ゾ顔料、シアニン顔料等の有機顔料を結着樹脂中
に分散した塗布膜等の感光層を支持体上に設けて
なるものであり、帯電及び露光により静電潜像を
形成し、現像後トナー像を転写紙に転写し、次い
で定着して複写物を得る電子写真複写方法に用い
られるものである。

このような感光層が表面に露出した感光体は取
扱い中に表面に傷を生じたり、あるいはトナーの
目づまりを生じたりして、感光体の寿命をそこな
うものであつた。そこで従来この欠点を解消する
ため、感光体表面に感光層とは異なる表面層を設
ける試みがなされた。表面層としては、１つには
絶縁層が用いられ、他のものとして保護層が用い
られている。前者の絶縁層は電気絶縁層の樹脂等
の膜を感光体表面に設けたものであり、一次帯電
→逆極性二次帯電→像露光あるいは一次帯電→逆
極性二次帯電同時像露光→一様露光の工程により
静電潜像が形成される。この絶縁層を有する感光
体は絶縁層を厚くでき、又機械的強度を高くでき
るという利点を有するものの、潜像形成工程が特
殊なものとなり、また潜像の除電が困難であると
いう欠点を有する。

一方保護層は、このような特殊な潜像形成工程
を必要とせず、帯電→像露光のいわゆるカールソ
ン方式を用い得る表面層である。このため、保護
層は低絶縁化して保護層表面あるいは内部への電
荷の蓄積を防ぐ必要がある。しかしながら導電性
が高過ぎると横方向への電荷の移動が起こつて画
像にボケを生じる。逆に導電性が低過ぎると電荷
が蓄積するため画像にカブリを生じる。したがつ
て保護層の導電性は適当な値に制御されなければ
ならず、かつその導電性は温度、湿度等の外的影
響に対して安定なものでなければならない。さら
にカールソン方式で用いるためには、保護層の膜
厚は数μｍ以下といつた比較的薄いものであつて
かつ機械的強度の点で満足できるものでなければ
ならない。また低絶縁化のために加えられる物質
により保護層が着色し、感光体の分光感度に好ま
しからざる影響を与えるものであつてはならな
い。

このような観点から、従来の保護層としては、
結着樹脂中に金属酸化物微粉末を分散したものが
用いられている。この保護層を用いれば、繰り返
し使用に伴なう電荷蓄積がなく、変化する環境条
件にも安定であり、更には比較的厚い膜厚で好ま
しい光学的特性を有する感光体を得ることができ
る。

しかしながら、結着樹脂中における金属酸化物
微粉末は、その量が一定であつてもその分散状態
の相違によつて保護層の光学的特性が変わるた
め、たとえば保護層中に比較的大きな粒子又はそ
の凝集体が存在する場合には保護層の透明性が低
下する。したがつて感光体の光感度が低下するた
め、解像度が低下するとともにトナー濃度許容度
（多成分現像剤においてその現像剤中に占めるト
ナー量の許容幅）が小さくなり、またコピーにカ
ブリを生じたりして画質低下を招く場合がある。
さらに保護層の表面平滑性も低下するため、クリ
ーニング不良が生じる場合がある。

発明の目的 本発明の目的は、感光体の保護層に高い透明性
と表面平滑性を確実に与えることである。

本発明の目的は、高い透明性と表面平滑性を備
えた保護層を設けることにより、解像力及びクリ
ーニング性に優れ、トナー濃度許容度が大きく、
しかもカブリのないコピーを作成することができ
る感光体を提供することである。

発明の構成 本発明は、表面層として結着樹脂中に金属酸化
物微粉末を分散した保護層を有する電子写真用感
光体において、金属酸化物微粉末の平均粒径が
0.3μｍ以下であり、かつ前記結着樹脂と前記金属
酸化物微粉末の分散時間を十分に長くして前記結
着樹脂中での前記金属酸化物の分散状態において
大きさ2μｍ以上の粒子凝集体が実質的に存在し
ないようにしたことを特徴とするものである。

分散時間は、分散機、分散条件により一概には
規定しにくいが、要は前記結着樹脂中での前記金
属酸化物の分散状態において大きさ2μｍ以上の
粒子凝集体が実質的に存在しない程度に十分分散
時間を長くとれば良い。具体的にはボールミルに
よる分散で通常100時間以上、好ましくは150時間
以上に設定することにより、所望の分散状態とす
ることができる。この様に分散時間を十分に長く
することにより原料である金属酸化物の凝集体が
粉砕される機会が増加してより細かい金属酸化物
の分散状態が得られるものである。

ここにおいて、粒子凝集体とは第１図及び第２
図の粒子分散状態を示す図において観察される各
分散単位のことであつて、その大きさは大略円で
近似した場合の直径であらわすことができる。と
りわけ第１図においては大きさ約3μｍの凝集体
の存在を観察することができる。

金属酸化物微粉末としては、酸化亜鉛、酸化チ
タン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウ
ム、酸化ビスマス、スズをドーブした酸化インジ
ウム、アンチモンをドーブした酸化スズ、酸化ジ
ルコニウム等の微粉末を用いることができる。こ
れらの金属酸化物微粉末は１種もしくは２種以上
混合して用いられ、２種以上混合して用いられる
場合には、固溶体あるいは融着体の形をとる。

金属酸化物微粉末はその平均粒径が0.3μｍ以下
のものがよい。平均粒径がこれ以上になると保護
層表面に微細な凹凸を生じクリーニング性が低下
し、また保護層の透明度が低下する。

金属酸化物微粉末の結着樹脂中における分散状
態はとりわけ重要であつて、第１図でみられるよ
うな大きさ2μｍ以上の粒子凝集体が観察される
状態の感光体を複写機内で使用した場合は、クリ
ーニング性の低下、感光体の低下を生ずるのみな
らずトナー濃度許容度が小さくなり、コピーにカ
ブリが生じやすくなる。従つて、大きさ2μｍ以
上の粒子凝集体が実質的に存在しないような分散
状態として用いるのがよい。大きさ2μｍ以上の
粒子凝集体を実質的に存在しないようにするに
は、金属酸化物の粉砕時間を長くすればよい。

保護層に用いる結着樹脂としては、ポリエステ
ル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹
脂、ポリ塩化ビニル、セルロース、フツ素樹脂、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン樹
脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹
脂、アルキツド樹脂、塩ビ−酢ビ共重合体樹脂等
の市販の樹脂を用いることができる。

保護層中に分散性、接着性あるいは平滑性を向
上させる為、種々の添加剤を加えても良い。

保護層は、結着樹脂中に金属酸化物微粉末を分
散した溶液を塗布するか、あるいはその溶液をフ
イルム状にした後接着するかして感光層上に形成
する。

本発明に用いることのできる感光層としては、
SeあるいはSeとTe、As等との合金；珪素を主体
とする非晶質物質；ZnO、CdS、CdS Se等の無
機光導電体を結着樹脂中に分散したもの；ポリビ
ニルカルバゾール／２，４，７−トリニトロ−９
−フルオレノン等の有機感光材料の層である。

この感光層は単層でも電荷発生層と電荷輸送層
との積層あるいは吸収波長域の異なる感光層の積
層等の２層以上の積層であつても良い。

保護層と感光層の間には中間層を設けても良
い。この中間層としては、保護層と感光層との密
着性を高める接着層や帯電電荷を保護層と感光層
との界面に止める為のバリヤー層がある。このバ
リヤー層としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリ
エステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹
脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ酢酸ビニル、
ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、シリコーン樹
脂、フツ素樹脂等の各種有機高分子化合物；ある
いは、トリメタルモノメトキシシラン、γ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタ
アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のシ
ランカツプリング剤；チタンテトラブトキシド、
アルミニウムトリプロポキシド、ジルコニウムテ
トラブトキシ等の金属アルコキシド；チタンアセ
チルアセトネート、ジルコニウムアセチルアセト
ネート等の金属アセチルアセトン錯体を材料とし
て用いることができる。この中間層の厚さは0.01
−10μｍが好ましい。

感光層の支持体としては、アルミニウム、ニツ
ケル、ステンレス等の金属、導電膜を有するプラ
スチツクシートあるいはガラス、導電化処理した
紙等を用いることができる。

発明の効果 本発明の保護層では、結着樹脂中に平均粒径
0.3μｍ以下の金属酸化物粒子が分散され、その分
散状態において大きさ2μｍ以上の粒子凝集体が
実質的に存在しないため、高い透明性を有してお
り、また表面平滑性の点においてもすぐれてい
る。ゆえに、このような保護層を有する感光体で
は、解像力、クリーニング性にすぐれ、トナー濃
度許容度も大きい。また保護層を有しない感光体
に比べ光感度の低下も少ないため、カブリ等の画
質劣化生じない。保護層の高い透明性を有するこ
とから、その膜厚を比較的大きくでき、したがつ
て機械的強度が高く、温度、湿度等の外的影響を
受けない感光体が得られる。

実施例 以下、比較例と実施例により本発明を具体的に
説明する。

(i) 比較例 １ アルミパイプ上にAs₂Se₃を約60μｍの膜厚で真
空蒸着し、さらにその上にジルコニウムテトラ−
ｎ−ブチレート２重量部、ジチメル（ジメトキ
シ）シラン１重量部、イソプロピルアルコール50
重量部から成る溶液をスプレー塗布し40℃で３時
間乾燥して0.4μｍ厚の中間層を設けた。次いでポ
リウレタン65重量部に平均粒径0.1μｍで酸化スズ
と酸化アンチモンを同一粒子中に含有して成る粉
末35重量部をセロソルブアセテートと酢酸ブチル
とともにボールミルで約25時間分散させ、これに
硬化剤を適量加えたものを塗布し乾燥させた。こ
のようにして約10μｍ厚の保護層を設けた感光体
は表面に光沢がなく微細な凹凸をもつていた。そ
の保護層の断面を透過型電子顕微鏡で観察する
と、第１図のような大きさ2μｍ以上の粒子凝集
体A₁，A₂が散見された。この感光体の電気特性
は初期電位980V、残留電位60Vで安定していた。
しかし、複写試験によると、解像力4.5lp／mm程
度であり、またトナー濃度許容度は0.7％と小さ
かつた。さらに、ブレードクリーニング装置をも
つ複写機では保護層表面付近の粗大粒子によりブ
レード端部が傷つけられ、また、表面の凹凸のた
めクリーニングがうまくできなかつた。

ところで、トナー濃度許容度とは、前述したよ
うに「多成分現像剤においてその現像剤中に占め
るトナー量の許容幅」を意味するが、具体的には
「原稿における入力画像濃度0.7及び0.2が、コピ
ーにおける出力画像濃度1.3以上及び0.6以上とし
て再現されかつコピーの背景部濃度が0.01以下で
あるような条件を満たすトナー濃度の許容範囲」
と定義される。

(ii) 実施例 １ 平均粒径0.1μｍで酸化スズと酸化アンチモンと
を同一粒子中に含有して成る粉末35重量部をセロ
ソルブアセテートと酢酸ブチルとともに分散させ
る際ボールミルの時間を150時間としたことを除
いては比較例１と実質的に同一の材料と同一の方
法により表面保護層を有する感光体を得た。この
感光体は観察による表面平滑性にすぐれ、またそ
の保護層の断面の透過型電子顕微鏡での観察によ
れば大きさ2μｍ以上の粒子凝集体は見い出され
なかつた。この感光体の初期電位は990V、残留
電位は70Vで安定しており、また複写試験におけ
る解像力は7lp／mmであつた。トナー濃度許容度
は4.5％を示した。100000枚の複写後もクリーニ
ング不良のその他の欠陥はみられなかつた。さら
に、温度30℃、相対湿度85％の環境下でも初期電
位1010V、残留電位60Vで安定しており、画質に
実質的な変化はみられなかつた。

(iii) 実施例 ２ アルミパイプ上に設けたSe（55μｍ）蒸着膜お
よびSe−Te合金蒸着膜（1μｍ）より成る二層型
の光導電体を用いたほかは実施例１と実質的に同
じ材料、同じ方法により表面保護層をもつ感光体
を得た。この感光体は初期電位880V、残留電位
90Vで安定しており、表面平滑性もよく、解像力
は7lp／mm、またトナー濃度許容度は3.3％であつ
た。100000枚の複写後でもクリーニング不良その
他の画質欠陥はみられなかつた。また、温度30
℃、相対湿度85％の環境下でも初期電位900V、
残留電位85Vで安定しており、画質に実質的な変
化はみられなかつた。

このように、本発明の実施例では比較例に比べ
金属酸化物微粉末の粉砕時間が長いので、得られ
た感光体は、解像力、トナー濃度許容度、クリー
ニング性の点で優れており、多温多湿の条件下で
も良好な画質のコピーが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の保護層における金属酸化物微
粉末の分散状態を示す断面図、第２図は本発明の
保護層における金属酸化物微粉末の分散状態を示
す断面図である。 A₁，A₂……金属酸化物粒子凝集体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 表面層として結着樹脂中に金属酸化物微粉末
   を分散した保護層を有する電子写真用感光体にお
   いて、金属酸化物微粉末の平均粒径が0.3μｍ以下
   であり、かつ前記結着樹脂と前記金属酸化物微粉
   末の分散時間を十分に長くして前記結着樹脂中で
   の前記金属酸化物の分散状態において大きさ2μ
   ｍ以上の粒子凝集体が実質的に存在しないように
   したことを特徴とする電子写真用感光体。