JPH05333569A - 電子写真感光体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 高硬度の表面層を有し、摩耗、キズに対して
極めて高い耐久性を示す電子写真感光体を提供する。 【構成】 導電性支持体上に少なくとも感光層と表面層
を有する電子写真感光体の製造方法において、表面層
を、下記構造Ａの重合性モノマーを下記構造Ｂの重合開
始剤の存在下で紫外線照射により重合させて形成する、
電子写真感光体の製造方法。 （式中、Ｒは を表わし；Ｒ’はＨ、−ＣＲ”＝ＣＨ_２；Ｒ”はＨ、メ
チル基またはフェニル基を表わす） （式中、Ｘはアルキル基、アルキル（チオ）エーテル
基、アラルキル基、アリール基、アリール（チオ）エー
テル基、Ｈ、ハロゲン原子、ＳＨ基またはＯＨ基を表わ
す）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真感光体の製造方
法に関するものであり、特に表面硬度が高く耐摩耗性に
優れた高耐久性の電子写真感光体の製造方法に関するも
のであり、感光体の品質と信頼性を高め、ランニングコ
ストの低減を可能にするものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真感光体は、複写機、レーザービ
ームプリンター等の電子写真プロセスにおいて、像形成
を担う主要媒体である。その像形成プロセスは、帯電、
露光、現像、転写、クリーニング、除電の繰り返し過程
から成る。さらに詳しく説明すると、コロナ電極やゴム
電極により均一に帯電させた電子写真感光体にハロゲン
光やレーザー光を用いた光像を露光すると、露光部の帯
電電位が減衰し静電潜像が形成される。次に帯電微粒子
から成るトナーと言われる現像剤を用い静電潜像を現像
し、電子写真感光体上に可視像が形成される。可視像は
転写帯電によりクーロン力と加圧により転写材へ転写さ
れる。この際すべてのトナーが転写されることはなく、
電子写真感光体にトナーが残留することになるので、繰
り返し使用するためには残留トナーのクリーニングを行
なう必要がある。クリーニングした後、強露光、バイア
ス引加などにより帯電履歴を除電した後、次の繰り返し
プロセスに移行する。

【０００３】クリーニングについてさらに詳しく説明す
ると、トナーの様な微粒子を除去する手段として、ファ
ーブラシ、磁気ブラシ、ブレードクリーニングなどが知
られている。特にブレードクリーニングはクリーニング
精度が高いことや、装置の構成が簡単なことから最も良
く用いられるクリーニング方法である。ブレードクリー
ニングは、図１に示す様に板金２に支持された板状のポ
リウレタンなどから成る弾性体ブレード１を、感光体の
母線方向に加圧・当接させる構成となっている。ブレー
ド１の当接する方向性には、感光体３との関係が図２に
示すような順方向のものと、図３に示すようなカウンタ
ー方向のものとがある。クリーニングの精度から見る
と、後者のカウンター方式のクリーニングがより好まし
い。さらに、クリーニング精度を向上させるためにはブ
レードの感光体への当接圧を高くすると良い。

【０００４】上述したクリーニング精度の向上は、繰り
返し使用時の画像品質を維持するために非常に重要であ
る一方、感光体とブレードとの間に生ずる摩擦力を大き
くしてしまう欠点を有する。両者の摩擦力の増加は感光
体の削れ量増加、傷の発生などにより感光体の寿命を著
しく低減させるものである。

【０００５】特に近年、その量産性、低コストや無公害
性などの利点から使用量が急増している有機感光体にお
いては、表面の機械的強度が充分なものがなく、耐久性
は極めて乏しいものであった。その最大の理由は、有機
感光体において感光層を形成する有機系バインダーが充
分な機械的強度を有さないためである。つまり感光体特
性を有する有機光導電性化合物が、それ自身充分な成膜
性を有することがほとんど無いため、感光体として成膜
するには有機系バインダーに相溶又は分散させて使用す
る必要があった。特に感光体特性の損失が少ないのは、
溶剤可溶性の熱塑性バインダーであるが、これまでこの
ようなバインダーで機械的に強度に優れたものはなかっ
た。

【０００６】一方、重合性のモノマー、オリゴマーを用
い重合プロセスを経た後高硬度の感光層を得る試みがな
されてきた。具体的には特開昭５５−８５０５８号公
報、６１−４１１５２号公報、６１−２０１４６１号公
報、６２−２０１４６０号公報、特開平１−１１６５５
３号公報、１−１３４３６４号公報、１−１３４３６５
号公報に開示されるものである。しかしながら、モノマ
ーやオリゴマー、さらに重合生成物と光導電性化合物と
の相溶性や分散性は良いものではなかった。それに加
え、重合反応時に光導電性化合物が反応劣化を受けるケ
ースが多く、感光体特性が満足されなかった。

【０００７】また、重合性モノマーやオリゴマーの重合
時に光導電性化合物が反応劣化するのを防止するため
に、感光層とは分離した保護層として感光層上に重合生
成物を設ける試みもなされている。しかし、この方法で
は重合生成物が厚ければ残留電位の著しい上昇で感光体
特性が満足せず、薄ければ機械的強度や重合反応が不充
分であった。

【０００８】従って、本発明は、有機光導電性化合物を
用いた有機感光体において、特定の重合性モノマーを特
定の開始剤を用いて重合させることにより、高硬度かつ
薄層の表面保護層を形成し、耐傷性、耐摩耗性及び電子
写真特性に優れた高耐久性の電子写真感光体を与えるこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、導
電性支持体上に少なくとも感光層と表面層を有する電子
写真感光体の製造方法において、前記表面層を、下記構
造Ａの重合性モノマーを下記構造Ｂの重合開始剤の存在
下で紫外線照射により重合させて形成することを特徴と
する電子写真感光体の製造方法である。

【００１０】

【化３】

【００１１】

【化４】 （式中、Ｘはアルキル基、アルキルエーテル基、アルキ
ルチオエーテル基、アラルキル基、アリール基、アリー
ルエーテル基、アリールチオエーテル基、水素原子、ハ
ロゲン原子、ＳＨ基またはヒドロキシ基を表わす）。

【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１３】以下に構造ＢのＸの具体例を示す。

【００１４】

【化５】 本発明のモノマーは官能基密度が高く反応性及び架橋密
度が高いため、高硬度の重合生成物を与える。しかしな
がら前記重合生成物は電気抵抗が高いため電子写真感光
体の保護層として用いると、残留電位の大幅な上昇や感
度ダウンを引き起こす。それを防止するには保護層を極
力薄膜化する必要がある。実用的な残留電位に押えるに
は、保護層の膜厚は１．５μｍ以下にする必要があり、
さらに好ましくは１．０μｍ以下である。一方本発明の
モノマーがその高硬度な物性を発現するには通常の開始
剤を用いた場合で１．０μｍ以上、さらに好ましくは
３．０μｍ以上の膜厚が必要である。

【００１５】本発明のモノマー及び開始剤を併用すると
０．１μｍの膜厚でもかなり良好な高硬度保護層が得ら
れる。特に０．５μｍ〜１．０μｍの範囲で充分な硬度
と電子写真特性を両立することが判明した。

【００１６】以上の様な良好な薄膜硬化性が実現される
理由として開始剤がラジカル発生の酸素障害を受けにく
いことが挙げられる。通常の開始剤を用いて薄膜硬化を
行う際、発生したラジカルが空気中酸素により失活する
確率が高く、重合の反応速度が低下するため硬化が不充
分となる。本発明の開始剤はラジカルの発生量が多く酸
素障害を受けにくく、薄膜でも重合反応速度が低下する
ことはない。

【００１７】本発明の開始剤は他の開始剤と併用しても
良い。他の開始剤としては、アセトフェノン、ベンゾイ
ン、ベンゾフェノン、チオキサンソン、アントラキノ
ン、ベンジル、カンファーキノン、ミヒラーケトンなど
が挙げられる。これらは紫外域の光によりラジカルを発
生するが、アミン、スルホン、ホスフィンなどの光開始
助剤と併用することにより、より効果的にラジカルを発
生し得る。また、開始剤は、それぞれ吸収波長が異なる
ために、２種以上を併用することにより、ラジカルの発
生効率を向上させることができる。また、可視域に吸収
を有する光鋭感剤と併用することにより、可視光でラジ
カルを発生することもできる。

【００１８】以下に併用可能な代表的開始剤、光開始助
剤、光鋭感剤の例を示す。

【００１９】

【化６】

【００２０】

【化７】

【００２１】

【化８】

【００２２】

【化９】

【００２３】

【化１０】

【００２４】

【化１１】

【００２５】

【化１２】 光ラジカルを発生させる光源としては、光開始剤や光鋭
感剤の種類により最適なものが選択されるが、高圧水銀
ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、無
電極ランプ、キセノンランプ、エキシマレーザー、Ｈｅ
−Ｃｄレーザーなどが使用される。

【００２６】本発明のモノマーは、他の重合性モノマー
やオリゴマー、さらには他の高分子バインダーを混合し
た後重合させることも可能である。混合可能な高分子バ
インダー（熱可塑性樹脂及び前記重合性モノマー、オリ
ゴマーを重合させたものも含む）は、ポリエステル、ポ
リウレタン、ポリアクリレート、ポリエチレン、ポリス
チレン、ポリブタジエン、ポリカーボネート、ポリアミ
ド、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリアミドイミド、
フェノール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポ
キシ樹脂、ユリア樹脂、アリル樹脂、アルキド樹脂、メ
ラミン樹脂、ナイロン、ポリサルホン、ポリアリルエー
テル、ポリアセタール、ブチラール樹脂、フッ素系樹脂
などである。特にアクリレート、メタクリレートやエポ
キシ系の重合性モノマー、オリゴマーは相溶性にも優れ
混合系を形成するのに都合が良い。

【００２７】次に本発明の電子写真感光体の層構成につ
いて説明する。

【００２８】本発明の感光層は、単層、積層どちらの構
成もとり得る。単層の感光層では光キャリアの生成と移
動が同一層内で行なわれる。一方積層の感光層では、光
キャリアを生成する電荷発生層と生成したキャリアが移
動する電荷移動層とが積層された構成をとる。積層感光
層において導電性支持体側の層となるのは、電荷発生層
または電荷輸送層どちらでも良い。また単層、積層どち
らの場合においても、感光層の上層に保護層を設ける。

【００２９】本発明においてはいずれの場合でも、保護
層が本発明のモノマーの重合生成物を含有し、高硬度で
耐摩耗性に優れた表面層を形成する。

【００３０】本発明の単層感光層は８〜４０μｍの厚さ
で使用可能であり、より好ましくは１２〜３０μｍであ
る。電荷発生材料や電荷輸送材料等の光導電性材料を２
０〜８０重量％含有するが、より好ましくは３０〜７０
重量％である。

【００３１】本発明の積層感光層において、電荷発生層
の膜圧は、０．００１μｍ〜６μｍが可能であり、より
好ましくは０．０１μｍ〜２μｍである。電荷発生層に
含有される電荷発生材料の量は、重量比で１０〜１００
％が可能であり、より好ましくは５０〜１００％であ
る。電荷輸送層の厚さは、５〜７０μｍ、より好ましく
は１０〜３０μｍである。電荷輸送層中に含まれる電荷
輸送材料の量は、重量比で２０〜８０％であるが、より
好ましくは３０〜７０％である。

【００３２】本発明に用いられる電荷発生材料として
は、フタロシアニン顔料、多環キノン顔料、トリスアゾ
顔料、ジスアゾ顔料、アゾ顔料、ペリレン顔料、インジ
ゴ顔料、キナクリドン顔料、アズレニウム塩染料、スク
ワリウム染料、シアニン染料、ピリリウム染料、チオピ
リリウム染料、キサンテン色素、キノンイミン色素、ト
リフェニルメタン色素、スチリル色素、セレン、セレン
−テルル合金、アモルファスシリコン、硫化カドミウム
等が挙げられる。

【００３３】電荷輸送材料の例としては、ピレン化合
物、Ｎ−アルキルカルバゾール化合物、ヒドラゾン化合
物、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアニリン化合物、ジフェニルア
ミン化合物、トリフェニルアミン化合物、トリフェニル
メタン化合物、ピラリゾン化合物、スチリル化合物、ス
チルベン化合物などが挙げられる。

【００３４】本発明において、前記電荷発生材料や電荷
輸送材料を成膜するために各種高分子バインダーが使用
される。その様な高分子バインダーはポリエステル、ポ
リウレタン、ポリアリレート、ポリエチレン、ポリスチ
レン、ポリブタジエン、ポリカーボネート、ポリアミ
ド、ポリプロピレン、ポリイミド、フェノール樹脂、ア
クリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹
脂、アリル樹脂、アルキッド樹脂、ポリアミド−イミ
ド、ナイロン、ポリサルフォン、ポリアリルエーテル、
ポリアセタール、ブチラール樹脂などである。

【００３５】本発明の電子写真感光体の導電性支持体と
しては、鉄、銅、金、銀、アルミニウム、亜鉛、チタ
ン、鉛、ニッケル、スズ、アンチモン、インジウムなど
の金属や合金、あるいは前記金属の酸化物、カーボン、
導電性ポリマーなどが使用可能である。形状は円筒状、
円柱状などのドラム形状と、ベルト状、シート状のもの
とがある。前記導電性材料は、そのまま成形加工される
場合、塗料として用いられる場合、蒸着される場合やエ
ッチング、プラズマ処理により加工される場合もある。
塗料の場合、支持体は前記金属、合金はもちろん、紙、
プラスチックなども用いられる。

【００３６】また導電性支持体と感光層の間に下引き層
を設けても良い。下引き層は、界面での電荷注入制御や
接着層として機能する。下引き層は、主に結着樹脂から
成るが、前記金属や合金、またはそれらの酸化物、塩
類、界面活性剤などを含んでも良い。下引き層を形成す
る結着樹脂の具体例としては、ポリエステル、ポリウレ
タン、ポリアリレート、ポリエチレン、ポリスチレン、
ポリブタジエン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリ
プロピレン、ポリイミド、フェノール樹脂、アクリル樹
脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、アリ
ル樹脂、アルキッド樹脂、ポリアミド−イミド、ナイロ
ン、ポリサルフォン、ポリアリルエーテル、ポリアセタ
ール、ブチラール樹脂などが挙げられる。下引き層の膜
厚は０．０５μｍ〜７μｍであるが、より好ましくは
０．１μｍ〜２μｍである。

【００３７】本発明の電子写真感光体の製造方法には、
蒸着、塗布などの方法が用いられる。塗布による方法
は、薄膜から厚膜まで広い範囲で、しかもさまざまな組
成の膜が形成可能である。具体的には、バーコーター、
ナイフコーター、浸漬塗布、スプレー塗布、ビーム塗
布、静電塗布、ロールコーター、アトライター、粉体塗
布などで塗布される。

【００３８】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。

【００３９】［実施例−１］ナイロン（ＣＭ−４００
０，東レ製）１０重量部、メタノール１００重量部、及
びイソプロパノール９０重量部を混合溶解した後、外径
８０ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、長さ３６３ｍｍのアルミニ
ウム製シリンダー上に浸漬塗布し、９０℃、２０分の乾
燥後２．０μｍの下引き層を設けた。

【００４０】次に下記トリスアゾ顔料１０重量部、

【００４１】

【化１３】 ポリカーボネート樹脂（ビスフェノールＡ型、Ｍｎ２
０，０００）５重量部、及びシクロヘキサノン６００重
量部をサンドミルにて分散し、電荷発生層塗料を得た。
この塗料を前記下引き層上に浸漬塗布し、１２０℃、２
０分の乾燥後、０．１５μｍの電荷発生層を得た。

【００４２】下記構造のビフェニル化合物２０重量部、
ポリカーボネート樹脂（ビスフェノールＡ型：Ｍｗ５
０，０００）２０重量部とモノクロロベンゼン３００重
量部を混合した。この溶液を前記電荷発生層上に浸漬塗
布し、１２０℃、６０分の乾燥により２３μｍの電荷発
生層を有する感光体を得た。

【００４３】

【化１４】 下記構造のモノマーＡ及び開始剤Ｂを１０重量部及び
０．４重量部とメチルエチルケトン９０重量部を混合
し、前記電荷輸送層上にスプレー塗布し、９０℃、５分
の乾燥後、高圧水銀燈により１，２００μＪ／ｃｍ² の
紫外線照射を行い、１２０℃、６０分の乾燥により０．
８μｍの保護層を有する感光体を得た。

【００４４】

【化１５】

【００４５】

【化１６】 ［比較例−１］実施例−１において保護層を設けないサ
ンプルである。

【００４６】［比較例−２］実施例−１において下記開
始剤を用いた以外実施例−１と同様のサンプルである。

【００４７】

【化１７】 ［比較例−３］実施例−１において下記モノマーを用い
た以外実施例−１と同様にして保護層を有する感光体を
得た。

【００４８】

【化１８】 ［比較例−４］実施例−１において保護層の膜厚を２μ
ｍとしたサンプルである。

【００４９】［物性評価］ i ）摩耗性試験 前記感光体の製造時に、アルミニウム製シリンダーの替
りに５０μｍ厚のアルミニウムシートを用いたサンプル
も同時に作成した。このシートサンプルをテーバー式摩
耗試験機により、加重５００ｇ×２、５，０００回転の
摩耗試験を行ないサンプルの重量減少を測定した。その
結果、比較例−１においては９．６５ｍｇであったのに
対し、実施例−１においては０．０５ｍｇと良好な耐摩
耗性を示した。またアクリレートモノマー及び開始剤の
種類の違いにより、比較例−２、３においては０．１８
ｍｇ，０．４３ｍｇであった。以上本発明のモノマーと
開始剤の組合せは極めて良好な耐摩耗性を示した。

【００５０】ii）キズ試験 ヘイドン製キズ試験機を用い、０．５ｍｍ径ダイヤモン
ド針での５０ｇ荷重による感光体表面にキズをつけ、そ
の深さを測定した。比較例−１においては５．１μｍの
キズであったのに対し、実施例−１においては０．５μ
ｍ、また比較例−２及び３においては１．５μｍ及び
１．２μｍのキズであった。以上本発明の感光体は表面
硬度が著しく高いことが示された。

【００５１】［実機評価］キャノン製カラーレーザーコ
ピア２００（ＣＬＣ−２００）を用いた。Ａ４サイズ紙
にてフルカラー２０，０００枚の複写を行ない、感光性
の削れ量、暗電位の低下及びベタ白画像の地汚れ（カブ
リ）を試験した。

【００５２】表１に結果をまとめたが、本発明の感光体
は削れ量が少なく、それに伴う暗電位の低下及びカブリ
の発生がないため、極めて耐久性に優れることが示され
た。

【００５３】また保護層の膜厚が充分薄いため、残留電
位も問題のないレベルである。比較例−４で示した厚膜
サンプルのみ残留電位が高く画像コントラストが得られ
なかった。

【００５４】［実施例−２］実施例−１において下記モ
ノマーＡ及び開始剤Ｂを用いた以外実施例−１と同様の
サンプル作成と評価を行った。

【００５５】

【化１９】

【００５６】

【化２０】 ［実施例−３］実施例−１において、下記モノマーＡ及
び開始剤Ｂを用いた以外実施例−１と同様のサンプルを
作成し良好な結果を得た。

【００５７】

【化２１】

【００５８】

【化２２】 ［実施例−４］実施例−１の電荷輸送層を実施例−１の
下引き層上に設けた後、実施例−１の電荷発生層を設け
逆層感光体とした。この上に実施例−３の保護層を設け
感光体を得た。

【００５９】ＣＬＣ−２００の評価においては、一次帯
電と転写帯電並びに現像バイアスの極性を逆にするため
高圧トランスを変更して評価した。他の実施例同様良好
な結果を得た。

【００６０】［比較例−５］実施例−４において保護層
を設けない感光体を比較例−５とした。この感光体は表
面が薄層の電荷発生層であるため、ＣＬＣ−２００での
評価を行ったところ、１００枚の耐久で電荷発生層が削
り取られ、画像が出なくなった。

【００６１】［実施例−５］実施例−１のモノマー１０
重量部、実施例−１の光開始剤０．５重量部、メチルエ
チルケトン２５０重量部及びイソプロパノール２５０重
量部を混合した溶液と、熱可塑性変性ポリエチレンテレ
フタレート（分子量２０，０００）４０重量部及びヘキ
サフルオロイソプロパノール５００重量部を混合した溶
液とを用意し、さらに前記２種の溶液を混合した後、実
施例−１の電荷輸送層上にスプレー塗布した。６０℃、
５分の乾燥、１，５００μＪ／ｃｍ² の紫外線照射、１
２０℃、６０分の乾燥の後、０．７μｍの保護層を有す
る感光体を得た。

【００６２】以上の結果の詳細は表１にまとめた。

【００６３】

【表１】

【００６４】

【発明の効果】本発明のモノマーを表面層に含有し硬化
させた感光体は、高硬度の表面層を与え、摩耗、キズに
対して極めて優れた、従って長期間に渡って暗電位の低
下、画像かぶりの発生、残留電位の上昇といった欠陥の
生じない高耐久感光体を得ることを可能とした。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子写真感光体に使用するクリーニングブレー
ドの正面図および断面図である。

【図２】クリーニングブレードの順方向での使用方法を
示した説明図である。

【図３】クリーニングブレードのカウンター方向での使
用方法を示した説明図である。

【符号の説明】

１ ブレード ２ 板金 ３ 感光体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性支持体上に少なくとも感光層と表
   面層を有する電子写真感光体の製造方法において、前記
   表面層を、下記構造Ａの重合性モノマーを下記構造Ｂの
   重合開始剤の存在下で紫外線照射により重合させて形成
   することを特徴とする電子写真感光体の製造方法、 【化１】 【化２】 （式中、Ｘはアルキル基、アルキルエーテル基、アルキ
   ルチオエーテル基、アラルキル基、アリール基、アリー
   ルエーテル基、アリールチオエーテル基、水素原子、ハ
   ロゲン原子、ＳＨ基またはヒドロキシ基を表わす）。