JPH04174858A - 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］ 電子写真方式を応用した複写機、プリンタなどに広く用
いられる電子写真感光体に関し、感度および耐刷性に優
れた電子写真感光体を提供することを目的とし、 導電性支持体上に感光層を有する電子写真感光体におい
て、 前記感光層が反応性有機基を有するポリシラン化合物を
含有するように構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真方式を応用した複写機、プリンタな
どに広く用いられる電子写真感光体に関する。

電子写真方式としては、帯電、露光、現像、転写および
定着の各工程の繰り返しによって印刷物を得る方法が一
般的である。

帯電プロセスでは、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
よる可視像を形成する。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り印刷物を得る。

［従来の技術］ 前記の光導電性を有する感光体として、セレン系に代表
される無機感光体が広く使用されていた。

この無機感光体は感度が高い上に機械的摩耗に強（、高
速・大型の複写機プリンタに適しているという特長を有
する反面、真空蒸着法で製造しなければならないこと、
人体に有害であるため回収する必要かあることなどの理
由によりコストか高く、メインテナンスフリーの小型・
低価格機への適用が困難であるという問題点を有してい
た。

無機感光体に代わるものとして開発されたのが有機感光
体である。これは塗布法によって製造できるため量産に
よるコスト低減か容易であること、セレンなどの無機物
を用いる無機感光体に比へ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化も可能であること、などという
特長を持つ。

特に、第１図に示すように、電荷発生層１と電荷輸送層
２を積層した機能分離積層型感光体が現在主流となって
いる。電荷発生層１は入射光を吸収して電子・正孔ペア
（キャリアペア）を発生させる機能を有し、電荷輸送層
２はその表面に帯電電荷を保持すると共に、電荷発生層
１で発生したキャリアの片方を感光体表面まで輸送して
静電潜像を形成させる機能を持つ。このような積層型感
光体の感度特性を支配する因子には、■電荷発生層１で
のキャリアの発生効率、■電荷発生層１から電荷輸送層
２へのキャリアの注入効率、■電荷輸送層２でのキャリ
アの移動度などが考えられる。

なお、図中３は感光層、４は導電性支持体である。

電荷発生層１は、光を吸収してキャリアペアを発生させ
る電荷発生物質を蒸着膜にするか、あるいはバインダ樹
脂中に分散させて薄膜とすることによって形成する。電
荷発生物質としてはアゾ系顔料やフタロシアニンなどが
知られており、バインダ樹脂としてはポリエステルやポ
リビニルブチラールなどが用いられている。

電荷輸送層２は、キャリア輸送能を有する電荷輸送物質
をバインダ樹脂中に相溶させて形成する。

電荷輸送物質としては電子を輸送する性質を持つトリニ
トロフルオレノンやクロラニルなどの電子輸送性電荷輸
送物質と、正孔を輸送する性質を有するヒドラゾンやピ
ラゾリンなどの正孔輸送性電荷輸送物質があり、バイン
ダ樹脂としてはポリカーボネートやスチレン−アクリル
などか使用される。

それでもなお、セレンなどの従来の無機系感光体に比べ
ると多くの問題があるため、高速・大型の複写機、プリ
ンタへの適用は困難である。たとえば、これまで用いら
れてきた電荷輸送物質はキャリアの移動度か小さく、潜
像形成に時間がかかるため、有機感光体の適用範囲は低
速・小型機に限られているのが現状である。

この問題を解決するために、開発されつつあるのが有機
ポリシラン化合物である。有機ポリシラン化合物は、無
機化合物と有機化合物の中間的な分子構造をもつため、
１０−４（ｃｉ／Ｖｓ）の極めて大きな移動度を有する
電荷輸送物質である。すなわち、有機ポリシラン化合物
を採用することによって無機系感光体と同程度の感度を
実現できる。

Ｕ発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の有機感光体にあっては
、セレンなど従来の無機系感光体に比べると耐摩耗性は
未だ低く、高い耐刷性が要求される高速・大型機への適
用は未だ困難であった。すなわち、トナーによる現像、
紙との摩擦などによって多数の傷が表面に発生し、その
結果、印字品位が著しく低下することになる。また、ク
リーニング時の摩擦などによって感光体表面が摩耗し、
通常、ブレードクリーニング方式のプロセスの場合は、
１万枚程度の印刷を行うと感光体表面が数μｍ摩耗し、
帯電能が低下するため、印刷にかぶりやかすれを生じる
ようになる。よって、それ以上の印刷を行う場合には感
光体の交換を余儀無くされる。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであって、感度および耐刷性に優れた電子写真感光体
を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明は、導電性支持体上
に感光層を有する電子写真感光体において、 前記感光層か反応性有機基を有するポリシラン化合物を
含有するものである。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。

ポリシラン化合物の硬化反応物は従来用いられている未
硬化の高分子化合物より表面硬度が高いため、耐摩耗性
に優れた電子写真感光体を得ることができる。これは、
該硬化反応物の架橋密度が高いことに起因すると考えら
れる。ここで反応性有機基とはビニル基、アリル基、ア
クリル基などの炭素−炭素二重結合を有する官能基がよ
り有効であるが、水酸基、アミノ基、カルボキシル基な
どでもよい。

導電性支持体としては感光体をアースし得るものなら何
でもよく、各種金属円筒、導電性を施した樹脂や紙など
の円筒、絶縁性円筒表面に金属を蒸着したもの、あるい
は絶縁性円筒上に金属膜や導電性を有する有機膜を施し
たもの、および上記と同様の構成を有するフィルムなど
を用いることができる。

電荷発生層を構成する、あるいは電荷発生層に含有され
る電荷発生物質としてはアゾ系、フタロシアニン系、イ
ンジゴ系、ペリレン系、スクアリリウム系、キノン系な
ど各種の染料、顔料を使用できるが、特にフタロシアニ
ン系顔料を用いると良好な感度を得ることができる。

フタロシアニンとしては無金属フタロシアニン、銅フタ
ロシアニン、塩化アルミニウムフタロシアニン、チタニ
ルフタロシアニン、バナジルフタロシアニン、インジウ
ムフタロシアニンなど各種の金属フタロシアニンを用い
ることができる。

電荷発生層は支持体上にこれらの電荷発生物質を蒸着す
るか、あるいはバインダ樹脂と共に溶媒中に分散させた
ものを塗布・乾燥させることにより形成する。バインダ
樹脂としてはポリエステル、ポリビニルアルコール、ポ
リビニルアセタール、ポリアミド、エポキシ、シリコー
ンなど各種の樹脂、あるいはカゼインなどの成膜性を有
する各種有機化合物を用いることができ、下地への密着
性や電荷発生物質の分散性などを考慮して選択する。

溶媒は用いる電荷発生物質とバインダ樹脂に合わせて選
択するか、テトラヒドロフラン、ジオキサン、メタノー
ル、エタノール、ヘキサン、エーテル、ジクロロメタン
、ジクロロエタン、ベンゼン、トルエン、クロロベンゼ
ン、キシレン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、
酢酸エチルなど各種有機溶媒を単独あるいは混合して用
いることができる。

支持体への塗布方法としては、浸漬コート、スプレーコ
ート、ワイヤーバーコード、ドクターブレードコートな
どがある。膜厚は０．０１〜３μｍ程度であるが、より
好ましくは１μｍ以下である。

電荷輸送層は、反応性有機基を有するポリシラン化合物
を主成分とする組成物を塗布した後、硬化反応させるこ
とによって形成する。該ポリシラン化合物は公知の方法
（ｊ、Ｐ、Ｗｅｓｓｓｏｎ、Ｔ、ＣＪｉｌｌｉａｍｓ、
　Ｊ、　Ｐｏ１７ｍ、　Ｓｃｉ、　Ｐｏ１７ｍ、　Ｃｈ
ｅｍ、　、　Ｅｄ、　１８．９５９　（１９８０）　）
によって容易に合成できるが、例え下記の合成経路に従
って行うことができる。

（式中、Ｒ１−Ｒ２はそれぞれ同一もしくは異なっても
よい、アルキル基、アリール基などの有機基を表し、そ
のうち少なくとも一つは反応性有機基を表す。また、Ｘ
はハロゲンを表す。）また、組成物の他の成分として、
該ポリシラン化合物の反応性有機基と反応し得る化合物
を加えてもよい。具体的な代表例としては、スチレン、
メチルメタクリレート、アクリロニトリル、酢酸ビニル
などを上げることができる。

さらに、機械的強度の改良などの目的でポリカーボネー
ト、ポリエステル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリ
ル、ポリアクリル−スチレン、ポリスルホン、ポリビニ
ルアセタール、ポリアミド１、　エポキシのような樹脂
やコロイダルシリカのようなフィラー成分および公知の
各種添加剤を加えてもよい。

また、溶媒は電荷発生層の塗布の場合と同様に適宜選択
する。塗布方法は電荷発生層の場合と同様の方法を用い
ることができる。膜厚は好ましくは５〜５０μｍである
か、より好ましくは１０〜３０μｍである。

また、感光層は、電荷発生層と電荷輸送層の積層順序が
反対でも良く、さらに感光層は電荷の発生と輸送が単層
中で行われる単層型であっても良い。

導電性支持体と感光層の間には、接着性の改良、支持体
表面の平坦化、支持体表面の欠陥被服、ホットキャリア
の注入制御、帯電受容性や帯電保持率の改良などの目的
で下引層を設けても良い。

下引層の構成材料としては、電荷発生層や電荷輸送層に
用いられる各種バインダ樹脂やカゼインなどのように成
膜性を有する材料単独、あるいはそれらの中に導電性物
質を含有させて抵抗値を１０１４Ω・ｃｍ以下に調整し
たものなどを用いるこきができる。

下引層の抵抗値を調整する場合の導電性物質としては、
各種金属粉、導電性金属酸化物粉、カーボンなど、導電
性を有するものなら何でもよ、い。

［作用コ 本発明においては、表面強度が改良されるので、感度に
優れ、なおかつ耐刷性に優れた電子写真感光体が得られ
る。

［実施例］ 以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが
、これにより限定されるものでない。

合成例１ ビニルフエニルジクロルシラン３重量部および金属ナト
リウム１重量部をトルエン１００重量部に加えた後、８
０℃で１０時間加熱攪拌した。反応生成物をエタノール
に投入し、沈殿物を濾別した後、洗浄、再沈澱を繰り返
し、目的のポリシラン化合物（１）を得た。構造式を第
１表に示す。

合成例２〜５ 合成例１において、ビニルフエニルジクロルシランの代
わりに、第１表に示した原料化合物を用いた以外は合成
例１と同様にして合成を行い、目的のポリシラン化合物
（２）〜（５）を得た。構造式を第１表に示す。

実施例１ 酸化チタンフタロシアニン１重量部、ポリエステル１重
量部、テトラヒドロフラン３８重量部を硬質ガラスポー
ルと硬質ガラスポットを用いて２４時間分散混合したも
のをアルミシリンダ上に浸漬塗布し、１００℃で１時間
乾燥させて膜厚的０゜３μｍの電荷発生層を形成した。

次に、第１表のポリシラン化合物（１）１重量部および
過酸化ベンゾイル０．０１重量部をトルエン９重量部に
溶解させ、前記電荷発生層上に浸漬塗布し、１２０℃で
２時間加熱硬化させて膜厚的２０μｍの電荷輸送層を形
成した。こうして実施例１の感光体を得た。

実施例２〜４ ポリシラン化合物として、第１表の化合物（１）の代わ
りに化合物（２）〜（４）を用い、かつ必要に応じて硬
化条件を調整した以外は実施例１と同様にして実施例２
〜４の感光体を得た。

比較例１ ポリシラン化合物として、第１表の化合物（１）の代わ
りに化合物（５）を用い、かつ熱硬化を行わなかった以
外は実施例１と同様にして比較例１の感光体を得た。

比較例２ 酸化チタンフロクシアニン１重量部、ポリエステル１重
量部、テトラヒドロフラン３８重量部を硬質ガラスポー
ルと硬質ガラスポットを用いて２４時間分散混合したも
のをアルミシリンダ上に浸漬塗布し、１００℃で１時間
乾燥させて膜厚的０゜３μｍの電荷発生層を形成した。

次に、下記構造式（Ｉ［）で表されるヒドラゾン誘導体
１重量部、ポリカーボネート１重量部をテトラヒドロフ
ラン９重量部に溶解させ、前記電荷発生層上に浸漬塗布
し、７０℃で２時間乾燥させて膜厚的２０μｍの電荷輸
送層を形成した。こうして比較例２の感光体を得た。

上記６種の感光体の耐刷性を調べるために、ブレードク
リーニング方式のプリンタにこれらの感光体を取りつけ
、５万枚の印刷試験を行うと共に電位特性の測定を行っ
た。

また、感光体の表面強度を調べるために、表面の鉛筆硬
度を測定した。これらの結果を第２表に示す。

比較例１および比較例２の感光体では、約１万枚の印刷
で感光体表面に多数の傷が発生し、表面層の摩耗も見ら
れた。また、印刷には感光体の傷によるすし状のパター
ンか発生し、白紙部の汚れも見え始めた。さらに、第２
表かられかるように、電位特性も初期に比べて大きく変
動していた。以上のことから、この感光体の耐刷性は１
万枚程度と判定された。

実施例１〜４の感光体では、５万枚の印刷を行った後も
感光体表面には傷がまったく見られず、印刷も良好な印
字品位を保持していた。さらに、第２表かられかるよう
に電位特性も比較的安定していた。以上のことから、こ
れらの感光体の耐刷性は５万枚以上と判定された。

また、鉛筆硬度も４Ｈと、比較例１および比較例２の鉛
筆硬度のＢに比べて著しく向上していた。

第１表 第２表 Ｖｏ　　鼻露元部の電位 ＶＬ　　Ｈ元部の電位 ［発明の効果］ このように、感光層中に反応性有機基を有するポリシラ
ン化合物を含有させることにより、表面強度が改良され
、感度および耐刷性の優れた電子写真感光体を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の積層型感光体の構成図である。 図中、 １・・・電荷発生層、 ２・・・電荷輸送層、 ３・・・感光層、 ４・・・導電性支持体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性支持体上に感光層を有する電子写真感光体
   において、 前記感光層が反応性有機基を有するポリシラン化合物を
   含有することを特徴とする電子写真感光体。
2. （２）前記ポリシラン化合物が、下記構造式（ I ）で
   表されるものであることを特徴とする請求項１記載の電
   子写真感光体。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中、Ｒ＿１〜Ｒ＿２はそれぞれ同一もしくは異なっ
   てもよい、アルキル基、アリール基などの有機基を表し
   、そのうち少なくとも一つはビニル基、アリル基、アク
   リル基、メタクリル基などの反応性二重結合を有する有
   機基を表す。）