JPH1055076A - 電子写真用感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】中間層に改良を加えて、残留電位の上昇がない
上に環境変化に対して電気抵抗の変動が小さく、繰り返
し使用にも安定した電気特性，画像品質を示す電子写真
用感光体を得る。 【解決手段】導電性基体１の上に中間層２と感光層６を
備えた電子写真用感光体の中間層２に導電性ボロンポリ
マーを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真用感光体の
中間層に係り、特に安定した印字濃度や画質を有する電
子写真用感光体に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機，プリンター，ファックスなどの
カールソン法を用いた電子写真応用装置に用いられる電
子写真用感光体には、セレン，セレン合金，酸化亜鉛，
硫化カドミウムなどの無機系の光導電体が従来多く用い
られた。最近では、無公害性，成膜性，軽量性などの利
点を生かし、有機系の光導電体を使用した感光体の開発
が盛んに進められている。中でも電荷発生層及び電荷輸
送層を分離した、いわゆる機能分離型有機感光体は、各
層をそれぞれ最適な機能物質で形成して感度を大幅に向
上させ、また露光に用いる光の波長に応じた分光感度を
設定できるなど利点が多く感光体の主流になってきてい
る。

【０００３】現在実用化されている機能分離型有機電子
写真用感光体の多くは導電性基体の上に電荷発生層や電
荷輸送層をこの順に積層したものである。このような感
光体は電荷発生物質をバインダーと共に有機溶媒に分
散，溶解した塗液を塗布，乾燥して電荷発生層を形成
し、引続きその上に電荷輸送物質をバインダーと共に有
機溶媒に溶解した塗布液を塗布，乾燥して電荷輸送層を
形成して作製される。

【０００４】このように基体上に直接電荷発生層、電荷
輸送層を積層しても感光体としての基本的な性能は得ら
れる。しかしながら電荷発生層は光を吸収して発生する
電荷キャリアを速やかに基体および電荷輸送層中へ注入
させるために一般に０．５μｍ以下の厚さであり極めて
薄いために基体表面に傷や汚れ，付着物等があるとピン
ホールや膜ムラなどの膜欠陥を生じ、画像上の黒点や濃
度ムラ等の画像不良の原因となり易い。また基体と電荷
発生層の間の電荷注入防止性が十分でないため基板から
注入する正孔によって感光体の電荷保持率が低下し、白
紙上に地カブリが発生し易い。

【０００５】このような電荷発生層の成膜ムラおよび基
板からの正孔注入による画像欠陥を防止するために導電
性基体と感光層の間に樹脂から成る中間層を設けること
が行われている。中間層に使用される樹脂としては、溶
剤可溶性ポリアミド，ポリビニルアルコール，ポリビニ
ルブチラール，カゼインなどが知られている。これらの
樹脂を用いた中間層は、場合によっては極めて薄い膜，
例えば０．１μｍ以下の薄膜でも充分にその機能を果た
すことができる。しかし導電性基体の表面欠陥や表面の
汚れを被覆し、電荷発生層の成膜ムラをなくすためには
０．５μｍ以上の膜厚が必要であり、基体の表面粗さや
汚染の状態によっては１μｍ以上の膜厚が必要とされ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところがこのように樹
脂を１μｍ以上の厚膜として中間層を形成すると、電荷
発生層で発生したキャリアの注入性が悪くなり、繰り返
し使用した際に残留電位が上昇し、印字濃度の低下など
の画像欠陥が生じる。また使用される環境変化による影
響を受けてその電気特性が大幅に変動しその結果画像白
紙上に地カブリを生じる等の問題が生じる。その理由は
高温多湿の環境では中間層の吸湿のため解離した水素イ
オンやハイドロキシイオンによるイオン伝導が層中に発
生し樹脂層の電気抵抗が大きく低下し、また低温低湿中
では上記と逆の理由により電気抵抗が増大するためであ
る。

【０００７】このように従来よりも厚膜の層としても電
気抵抗が低いだけでなく、周囲の環境の変化に対しても
電気抵抗の変動が少ない中間層として従来からの種々の
樹脂が提案されている。例えば溶剤可溶性ポリアミド樹
脂は化学構造を特定するものとして特開平２−１９３１
５２号公報，特開平３−２８８１５７号公報，特開平４
−３１８７０号公報に記載されたポリアミド樹脂などが
知られており、またポリアミド樹脂に添加剤を加えて環
境に対する電気抵抗の変化を抑制するものが特開平２−
５９４５８号公報，特開平３−１５０５７２号公報，特
開平２−５３０７０号公報等に開示されている。またポ
リアミド樹脂と他の樹脂とを混合して電気抵抗を調整
し、環境の影響を抑制するものが特開平３−１４５６５
２号公報，特開平３−８１７７８号公報，特開平２−２
８１２６２号公報等に開示されている。しかしこれらの
方法も使用する主たる樹脂が、吸水性の高いポリアミド
系樹脂であるため、温湿度の影響を十分抑制することは
困難である。

【０００８】また上述の他にセルロース誘導体を用いる
例（特開平２−２３８４５９号公報）、ポリエーテルウ
レタンを用いる例（特開平２−１１５８５８号公報，特
開平２−２８０１７０号公報）、ポリビニルピロリドン
を用いる例（特開平２−１０５３４９号公報）、ポリグ
リコールエーテルを用いる例（特開平２−７９８５９号
公報）などが報告されているが、これらの方法も樹脂層
が極めて薄い場合には有効であるが、数μｍ以上の比較
的厚い膜になると中間層の抵抗が著しく高くなり、残留
電位上昇の原因となる。

【０００９】一方このような中間層をレーザービームプ
リンターに用いる場合に、感光層の屈折率と膜厚及び光
源波長によって生じ易い干渉模様の画像不良を防ぐ必要
がある。このような目的のために一般に無機顔料フィラ
ーを添加することが提案されており、例えば微粒子状酸
化アルミニウムを添加すること（特開平３−２４５５８
号公報）、アクリルメラミン中に多量のルチル型酸化チ
タンを配合すること（特開平２−６７５６５号公報）、
またはフィラーの分散性及び電気特性の向上から、純度
９９％以上のアナターゼ型酸化チタンを用いた厚さ２〜
１０μｍの中間層が提案され、分散性，低抵抗の点から
ルチル型酸化チタンよりアナターゼ型酸化チタンの方が
好ましいこと（特開平４−１７２３６１公報）などが提
案されている。

【００１０】この発明は上述の点に鑑みてなされその目
的は、中間層に改良を加えて、残留電位の上昇がない上
に環境変化に対して電気抵抗の変動が小さく、繰り返し
使用にも安定した電気特性，画像品質を示す電子写真用
感光体を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的はこの発明に
よれば導電性基体上に中間層と感光層を順次設けてなる
電子写真用感光体において、中間層に導電性ボロンポリ
マーを用いることにより達成される。上述の発明におい
て中間層が樹脂結着剤または無機顔料を含有することが
有効である。

【００１２】ボロンポリマーを用いる中間層は、電子伝
導型の半導体特性を示すため、電子写真プロセスにおい
て感光層で発生した電子を容易に基体側へ移動させるこ
とができるとともに吸湿によるイオン伝導型でないため
中間層の電気抵抗は環境の変化によっても変動しない。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の感光体は導電性基体上に
中間層，感光層を順次積層した構成からなるもので、感
光層は単一層あるいは電荷発生層と電荷輸送層に機能分
離した積層型が用いられる。図１はこの発明の実施例に
係る負帯電の機能分離型電子写真用感光体を示す断面図
である。

【００１４】図２はこの発明の実施例に係る正帯電の機
能分離型電子写真用感光体を示す断面図である。図３は
この発明の実施例に係る主として正帯電の単層型電子写
真用感光体を示す断面図である。１は導電性基体、２は
中間層、３は電荷発生層、４は電荷輸送層、５は表面保
護層、６は感光層である。

【００１５】本発明で使用される導電性ボロンポリマー
は、水，低級アルコール系有機溶剤，エーテル，ケトン
等の親水性溶媒に容易に溶解し、塩化メチレン，四塩化
炭素等の塩素系溶媒や、ベンゼン，トルエン，ケロシン
等の石油系溶媒にも溶解し、高分子物質との相溶性も良
好である。また本発明で使用される導電性ボロンポリマ
ーは有機ホウ素高分子化合物である。有機ホウ素高分子
化合物は特定の構造に限定されるものではないが、この
タイプの有機ホウ素高分子化合物として好ましい例とし
ては、ボロンインターナショナル（株）製ハイボロンＣ
ＴＮ−１３１、ＣＴＰ−２００、ＮＳＣ−３１、ＭＣＢ
−３００、ＭＣＢ−４００等を挙げることができる。

【００１６】また導電性基体との接着性を向上するため
に、また電荷発生層を中間層上に設ける場合に中間層の
溶剤への耐性を必要とするため、導電性ボロンポリマー
に樹脂結着剤を添加することができる。樹脂結着剤とし
て用いられる樹脂としては、ポリアミド樹脂，ポリエス
テル樹脂，ポリウレタン樹脂，ポリカーボネート樹脂，
エポキシ樹脂のような縮合系樹脂，塩化ビニル系樹脂，
アクリル系樹脂，ポリビニルケタール系樹脂，フェノー
ル樹脂，尿素樹脂，メラミン樹脂，グアナミン樹脂，フ
ラン樹脂のような硬化性樹脂が挙げられる。また本発明
で用いられる樹脂結着剤の添加量としては、導電性ボロ
ンポリマー成分１００重量部に対して０〜１００００重
量部を加える。

【００１７】中間層の膜厚としては、導電性ボロンポリ
マーを含有しているため、膜厚を厚くしても残留電位は
上昇しないが、成膜時の塗膜の均一性を考慮して、０．
１〜３０μｍが好ましい。このような中間層をレーザー
ビームプリンターに用いる場合は、感光層の屈折率と膜
厚及び光源波長によって生ずる干渉模様の画像不良を防
ぐ必要がある。このような目的のために一般に無機顔料
フィラーを添加することが好ましい。このような顔料と
しては、例えば酸化チタン，酸化亜鉛，アルミナ，シリ
カ等があげられる。特にレーザー光のような可干渉光で
画像の書込みを行うレーザープリンタを用いる場合に
は、モアレの発生を防止するために屈折率の大きい白色
顔料を用いることが好ましい。この場合、加える無機顔
料と樹脂成分の比率は、樹脂成分を１００重量部とする
と、１０〜５００重量部、好ましくは５０〜３００重量
部が好ましい。

【００１８】これらの無機顔料はペイントシェーカー，
３本ロール，ボールミル，アトライター，サンドグライ
ンダー等で分散媒中に分散される。またこれらの組み合
わせで得られた中間層は、電荷発生層中で発生した電子
が中間層を通って導電性基体に伝導し易くするために１
０¹⁰Ω・cm以下の体積抵抗率を持つことが好ましい。

【００１９】これらの組み合わせで得られた組成物は、
希薄溶液を塗布して導電性基体上に膜として形成され
る。塗布する方法は、浸漬法，ドクタープレード，バー
コーター，ロール転写法，スプレー法等の公知の方法が
用いられるが、円筒状の導電性基体への塗布は浸漬法が
特に好ましい。本発明において導電性基体は、ＪＩＳ３
００３系，ＪＩＳ５０００系、ＪＩＳ６０００系等の公
知のアルミニウム合金やその他の金属または導電性を賦
与した樹脂，フィルムもしくは紙等が適用できる。

【００２０】これらの導電性基体はアルミニウムの押し
出し加工，引き抜き加工あるいは、樹脂の射出形成によ
り所定の寸法精度に仕上げられる。この導電性基体の表
面は必要に応じて、ダイヤモンドバイト等による切削加
工等により適当な表面粗さに仕上げられる。またはコス
ト削減のためには切削加工を施さないことも可能であ
る。続いて引き抜き加工，あるいは切削加工に用いた切
削油等を除去し清浄な導電性基体表面を得るために洗浄
が施される。この際に従来のトリクレン，フロン等の塩
素系有機溶剤から弱アルカリ性洗剤等の水系洗浄剤が用
いられる。

【００２１】本発明による感光体においては、中間層の
上に電荷発生層が形成される。電荷発生物質は、光源の
波長に光感度を有するものであれば特に制限を受けるも
のではないが、例えばフタロシアニン顔料，アゾ顔料，
キナクリドン顔料，インジゴ顔料，ペリレン顔料，多環
キノン顔料，アントアントロン顔料，ベンゾイミダゾー
ル顔料等の有機顔料を使用することができる。これらの
有機顔料はポリエステル樹脂，ポリビニルアセテート，
ポリメタクリル酸エステル樹脂，ポリカーボネイト樹
脂，ポリビニルブチラール樹脂，フェノキシ樹脂等の各
種樹脂結着剤に分散あるいは溶解して使用される。混合
比率は樹脂結着剤１００重量部に対して３０〜５００重
量部の割合で使用され、膜厚は通常０．１５〜０．６μ
ｍの範囲が好ましい。

【００２２】電荷輸送層としては、例えばエナミン系化
合物，スチリル系化合物，アミン系化合物，ブタジエン
系化合物等をこれらと相溶性の良い樹脂、例えばポリエ
ステル樹脂，ポリカーボネイト樹脂，ポリメタクリル酸
エステル樹脂，ポリスチレン樹脂等とともに溶液とし、
乾燥膜厚１０〜４０μｍになるよう塗布する。また必要
に応じて酸化防止材，紫外線吸収材，レベリング材など
を添加することができる。

【００２３】

【実施例】

実施例１ 外径30mm、長さ255mm のアルミニウム導電性基体上に中
間層として、導電性ボロンポリマー（商品名：ハイボロ
ンＣＴＮ−１３１、ボロンインターナショナル（株）
製）１重量部とメラミン樹脂（商品名：ユーバン２０２
０、三井東圧化学（株）製）１０重量部を、メタノール
５０重量部と塩化メチレン５０重量部の混合液に溶解
し、これに酸化チタン（商品名：Ｐ−２５、日本エアロ
ジル（株）製）１０重量部を加え、作製した液を塗布
し、１２０℃で１５分間乾燥を行ない、１０μｍの中間
層を形成した。

【００２４】次に前述の中間層上に、Ｘ型フタロシアニ
ン２重量部とテトラヒドロフランＴＨＦに溶解したポリ
ビニルブチラール樹脂溶液９８重量部を混合し、ボール
ミル処理で３０時間分散した後、中間層上にディッピン
グ塗工で塗布し、１００℃で１０分間乾燥を行ない電荷
発生層を得た。次にヒドラゾン化合物（商品名：ＣＴＣ
１９１、亜南香料製）１０重量部とポリカーボネート
（商品名：Ｌ−１２２５、帝人化成製）１０重量部をジ
クロロメタン８０重量部に均一に溶解し、これを電荷発
生層上に同様の方法で塗布し、１００℃で３０分乾燥し
て膜厚２０μｍの電荷輸送層を設け、感光体を作製し
た。 実施例２ 実施例１で用いたボロンポリマーに替え、導電性ボロン
ポリマー（商品名：ハイボロンＣＴＮ−２００、ボロン
インターナショナル（株）製）を使用する以外は、実施
例１と同様にして感光体を作製した。 実施例３ 実施例１で用いたボロンポリマーに替え、導電性ボロン
ポリマー（商品名：ハイボロンＮＳＣ−３１、ボロンイ
ンターナショナル（株）製）を使用する以外は、実施例
１と同様にして感光体を作製した。 実施例４ 実施例１で用いたボロンポリマーに替え、導電性ボロン
ポリマー（商品名：ハイボロンＭＣＢ−３００、ボロン
インターナショナル（株）製）を使用する以外は、実施
例１と同様にして感光体を作製した。 実施例５ 実施例１で用いたボロンポリマーに替え、導電性ボロン
ポリマー（商品名：ハイボロンＭＣＢ−４００、ボロン
インターナショナル（株）製）を使用する以外は実施例
１と同様にして感光体を作製した。 実施例６ 実施例１で用いたメラミン樹脂に替え、エポキシ樹脂
（商品名：アラルダイトＡＥＲ２６６２、旭チバ（株）
製）を使用する以外は、実施例１と同様にして感光体を
作製した。 実施例７ 実施例２で用いたメラミン樹脂に替え、エポキシ樹脂
（商品名：アラルダイトＡＥＲ２６６２、旭チバ（株）
製）を使用する以外は、実施例２と同様にして感光体を
作製した。 実施例８ 実施例３で用いたメラミン樹脂に替え、エポキシ樹脂
（商品名：アラルダイトＡＥＲ２６６２、旭チバ（株）
製）を使用する以外は、実施例３と同様にして感光体を
作製した。 実施例９ 実施例４で用いたメラミン樹脂に替え、エポキシ樹脂
（商品名：アラルダイトＡＥＲ２６６２、旭チバ（株）
製）を使用する以外は、実施例４と同様にして感光体を
作製した。 実施例１０ 実施例５で用いたメラミン樹脂に替え、エポキシ樹脂
（商品名：アラルダイトＡＥＲ２６６２、旭チバ（株）
製）を使用する以外は、実施例５と同様にして感光体を
作製した。 比較例１ 実施例１において、ボロンポリマーを用いない以外は、
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６において、ボロンポリマーを用いない以外は、
実施例６と同様にして感光体を作製した。

【００２５】以上のように作製した感光体をレーザービ
ームプリンタに搭載して、２５℃で５０％相対湿度の環
境下，１０℃で２０％相対湿度の低湿低温環境下または
３０℃で９０％相対湿度の高温高湿環境下で印字テスト
を行った結果および各環境下で５万枚の連続印字を実施
した時の印字結果が表１ないし表３に示される。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】

【表３】 実施例１〜１０の感光体は、低温低湿、常温常湿、高温
高湿の環境下で黒点の発生や印字濃度の低下がなく良好
な画質であり、繰り返し使用した場合にも画像欠陥の発
生がないことがわかる。

【００２９】

【発明の効果】この発明によれば中間層に導電性ボロン
ポリマーを用いるので導電性ボロンポリマーの半導体的
性質により導電性基体への電荷の移動が容易になり、残
留電位の上昇がなくなって印字濃度の安定した電子写真
用感光体が得られる。また導電性ボロンポリマーは環境
安定性が良好であるために導電性ボロンポリマーを用い
る中間層の電気抵抗はイオン伝導型のように環境の変化
により変動せずカブリや黒点の発生がなく画質の安定し
た電子写真用感光体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に係る負帯電の機能分離型電
子写真用感光体を示す断面図

【図２】この発明の実施例に係る正帯電の機能分離型電
子写真用感光体を示す断面図

【図３】この発明の実施例に係る主として正帯電の単層
型電子写真用感光体を示す断面図

【符号の説明】

１ 導電性基体 ２ 中間層 ３ 電荷発生層 ４ 電荷輸送層 ５ 表面保護層 ６ 感光層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性基体上に中間層と感光層を順次設け
   てなる電子写真用感光体において、中間層に導電性ボロ
   ンポリマーを用いることを特徴とする電子写真用感光
   体。
2. 【請求項２】中間層が樹脂結着剤を含有する請求項１に
   記載の電子写真用感光体。
3. 【請求項３】中間層が無機顔料を含有する請求項１に記
   載の電子写真用感光体。