JPH1152601A - 電子写真用感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】環境の湿度変化の影響を受けない下引き層を形
成することにより、電気特性の安定した電子写真用感光
体を得る。 【解決手段】下引き層２が芳香族カルボン酸の金属錯体
または金属塩と、バインダー樹脂を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は改良された下引き層
を有する電子写真感光体に係り、特に環境の湿度の影響
を受けない下引き層を有する電子写真用感光体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真感光体は基本的に導電性基体体
上に感光層を設けた構成であるが、導電性基体と感光層
の密着性の向上，感光層の塗布均一性の向上，導電性基
体表面欠陥の被覆，導電性基体から感光層への電荷注入
防止等のために、導電性基体と感光層の間に、樹脂ある
いは樹脂中に無機フィラーを分散させた下引き層を設け
ることが行われている。

【０００３】下引き層は、前述の性能が要求されると同
時に、電子写真特性に悪影響を与えない様な低い電気抵
抗であることが必要であり、また繰り返し使用に際し、
あるいは使用される環境変化に対して、帯電電位，残留
電位および感度特性が安定していることが必要である。
またレーザー光の干渉を防止するために、あるいは下引
き層の電気抵抗を調整するために、無機フィラーを分散
させる場合には、無機フィラーの凝集による凸凹欠陥や
塗膜形成時のピンホール等のない平滑な表面が要求され
る。

【０００４】一方、電子写真プロセスにおいて、電圧が
印加された帯電部材を直接感光体表面に接触させ感光体
表面を均一に帯電させる所謂接触帯電方式を適用する場
合には、下引き層が帯電電圧に対する適度な耐圧を持
ち、感光層の電気的破壊による画像欠陥を発生させない
ことが必要である。下引き層に用いられる樹脂としては
例えばセルロース系樹脂，ポリアミド系樹脂，ポリビニ
ルアルコール系樹脂，ポリエステル系樹脂等の樹脂が知
られているが、これらを単独で用いると電気絶縁性が高
いために感度低下，残留電位の上昇を引き起こし、特に
低温低湿環境下で使用する場合には、下引き層の電気抵
抗が著しく高くなり、画像濃度の低下や地汚れの原因に
なる。また導電性基体表面の欠陥を十分に被覆するため
に、あるいは耐電圧を調整する目的で下引き層の膜厚を
厚くした場合にも同様の感度低下，残留電位の上昇が起
こり、樹脂を単独で使用することができない。

【０００５】これらを防止し下引き層の電気抵抗を調整
する方法として、下引き層に例えばＡｌ，Ｎｉ等の金属
粉末や酸化インジウム，酸化スズ，酸化亜鉛等の導電性
金属酸化物を含有させる方法、あるいはポリピロールや
ポリアニリン等の電子導電性ポリマーを含有させる方
法，あるいはポリアミドに代表されるイオン導電性ポリ
マーを含有させる方法などが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら金属粉末
や導電性金属酸化物を分散させる場合は、フィラーを均
一に分散させることが技術的に難しいため、フィラーの
凝集による塗膜欠陥が発生しやすく、また前述の電子導
電性ポリマーを用いる場合は、これらの溶解性，塗液の
ポットライフ等に問題が残されている。またイオン導電
性ポリマーとして溶剤可溶性ポリアミドを用いる場合
は、他の樹脂に比べ比較的電気抵抗が低いため初期の電
気特性は適度に調整できるが、ポリアミドの吸湿性が非
常に大きいために使用する環境変化、特に大気中の湿度
の影響を受けやすく、環境安定性が問題になる。 一
方、導電性基体上に下引き層を介して感光層を設ける層
構成においては、感光層を浸漬塗布法，スプレー塗布法
により形成する場合が多いため、感光層の塗液に用いて
いる溶剤の種類によっては、下引き層を溶解，変質させ
てしまうことがあり、塗膜ムラに起因する電位ムラや画
像ムラの原因となる。

【０００７】この発明は上述の点に鑑みてなされその目
的は、イオン伝導性が高い上にイオン伝導性が環境の湿
度変化の影響を受けない下引き層を形成することによ
り、下引き層を厚膜化して接触帯電方式の電子写真プロ
セスが適用可能であり、また電気特性の安定した電子写
真用感光体を提供することにある。

【０００８】

【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下引き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、下引き層が芳香族カルボ
ン酸の金属錯体または金属塩と、バインダー樹脂を含有
することにより達成される。上述の発明においてさらに
バインダー樹脂が熱硬化性樹脂であること、または下引
き層がシランカプリング剤で表面処理された酸化チタン
を含有することが有効である。

【０００９】芳香族カルボン酸の金属錯体または金属塩
はバインダー樹脂中に固溶し且つ解離してイオンを生成
し下引き層はイオン導電性となる。このイオン伝導性は
環境の湿度変化の影響を受けない。樹脂のみを用いた従
来の下引き層の導電機構が、樹脂の吸湿によるイオン導
電であり、低湿環境下で導電性が大きく低下し、感度が
低下するのとは異なる。また導電性フィラーで導電性を
調整する場合フィラーの凝集による塗膜欠陥が発生しや
すいが、本発明の下引き層は芳香族カルボン酸の金属錯
体または金属塩がバインダー樹脂中に固溶する溶解型で
あるためにこのような問題を生じない。

【００１０】下引き層のバインダー樹脂が熱硬化性樹脂
であると下引き層の上に感光層を塗布する際に下引き層
が溶解することがない。シランカプリング剤で表面処理
された酸化チタンは分散性が良好である。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施の形態に係
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。図２はこの発明の実施の形態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。

【００１２】図３はこの発明の実施の形態に係る主とし
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は下引き層、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。
導電性基体としてはアルミニウム，ニッケル，クロム，
ステンレス鋼等の金属類、およびアルミニウム，チタニ
ウム，ニッケル，クロム，ステンレス，金，バナジウ
ム，酸化スズ，酸化インジウム，ＩＴＯ等の薄膜を設け
たプラスチックフィルム等、あるいは導電性付与剤を塗
布、または含浸させた紙，プラスチック等が用いられ
る。これらの導電性基体は、ドラム状，シート状，プレ
ート状等の形状にして使用されるがこれらに限定される
ものではない。さらに必要に応じて、導電性基体の表面
を酸化処理，薬品処理，着色処理、あるいはサンドブラ
スト等の乱反射処理が施される。

【００１３】導電性基体上に設けられる下引き層は
（１）導電性基体からの電荷注入をブロッキングするこ
と、（２）環境変化による電気抵抗の変動を起こさない
こと、（３）繰り返し使用した場合にも電荷の蓄積を起
こさないこと、（４）帯電電圧に対して適度な耐圧を持
ち絶縁破壊を起こさないこと等の電気特性が要求される
と同時に、（５）光の反射光を散乱させること、（６）
導電性基体の表面欠陥を被覆することが必要である。

【００１４】この発明の下引き層に使用されるバインダ
ー樹脂としては、ポリビニルブチラール，ポリビニルア
ルコール，ポリ酢酸ビニル，ポリアクリル酸エステル，
ポリメタクリル酸エステル，ポリエステル，ポリアミ
ド，ポリスチレン，ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂
や、ポリウレタン系樹脂，フェノール系樹脂，エポキシ
系樹脂，メラミン系樹脂等の熱硬化性樹脂を単独又は混
合して用いることができる。中でも下引き層を形成した
後に、感光層を浸漬法で塗布する場合は、感光層に用い
る溶剤の種類によっては、下引き層を溶解，変質してし
まうことがあるため、熱硬化性樹脂を用い、溶剤に不溶
あるいは難溶化させることが好ましい。

【００１５】下引き層には芳香族カルボン酸の金属錯体
または金属塩が用いられる。芳香族カルボン酸として
は、アルキル基，アリール基，アリールオキシル基，ア
リールカルボキシル基，アリールオキシカルボキシル
基，カルボキシル基，アルキルカルボニル基，アルコキ
シカルボニル基，水酸基，ニトロ基，シアノ基，ハロゲ
ン原子等の置換基を有する若しくは無置換のベンゼン，
ナフタレン，アントラセン等の芳香族炭素環カルボン
酸、または前記した置換基を有する若しくは無置換のカ
ルバゾール等の芳香族複素環カルボン酸が挙げられる。
また前記芳香族カルボン酸の金属錯体あるいは金属塩を
形成する金属としては特に限定されないが、Ａｌ，Ｎ
ｉ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｆｅ等が挙げられる。芳
香族カルボン酸の金属塩の一例として、tert- ブチルサ
リチル酸ナトリウムと塩化亜鉛から合成されるビス（3,
5-ジ-tert-ブチルサリチル酸）亜鉛を化学式（１）に示
す。

【００１６】

【化１】

【００１７】また本発明の下引き層は、膜厚を例えば５
〜１０μｍにしても、感度の低下や残留電位の上昇が起
こらないため、従来より厚膜化が可能であり、支持体の
表面欠陥を充分に被覆することができると同時に、高耐
圧性になるため、接触帯電方式を適用した電子写真装置
においても、絶縁破壊を防止できる。前記した金属錯体
または金属塩のバインダー樹脂に対する添加量は０．１
〜３０重量％であり、好ましくは１〜１０重量％である
が、下引き層として要求される電気抵抗及びバインダー
樹脂との相溶性によって適宜決められる。

【００１８】この様な下引き層をレーザー光を光源とす
る電子写真装置に用いる場合は、光の入射光と反射光の
干渉によって生じる印字欠陥を防ぐ必要があり、例えば
金属酸化物，金属窒化物などの無機フィラーを含有させ
るのが望ましく、中でも酸化チタン顔料が隠蔽性，屈折
率の点で有効である。また用いるバインダー樹脂や溶剤
によっては、フィラーの凝集による微小な画像欠陥が発
生するため、フィラーの表面をシランカップリング剤で
処理し、分散性を改良するのが好ましい。シランカップ
リング剤としては、ビニルトリクロロシラン，ビニルト
リメトキシシラン，ビニルトリエトキシシラン，ビニル
トリアセトキシシラン，γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン，γ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシラン，γ−アミノプロピルトリエトキシシラン，
γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン，β−３，
４−エポキシシクロヘキシルトリメトキシシラン等を挙
げることができ、フィラーに対する処理量は、０．５〜
５重量％が適している。

【００１９】またフィラーの平均粒径としては０．４μ
ｍ以下が好ましく、０．４μｍを越える場合は、フィラ
ーが凝集を起こし微小な黒点等の画像欠陥を引き起こ
す。レーザー光の散乱を起こさせるためには、光の波長
（０．４〜０．８μｍ）の半分程度の粒径が好ましく、
０．２〜０．４μｍ程度の粒子を用いるのが望ましい。
フィラーの添加量はバインダー樹脂に対して、５０〜３
００重量％が良い。５０％未満では、光の散乱効果が不
十分であり、３００％を越すと帯電低下による画像不良
が発生するとともに塗液中のフィラーの凝集，沈降が起
こりやすくなり、ポットライフが短くなる。

【００２０】電荷発生層は、アゾ系顔料，フタロシアニ
ン系顔料，ジスアゾ系顔料，インジゴ系顔料，ペリレン
系顔料等の有機系顔料やセレン粉末，アモルファスシリ
コン粉末，酸化亜鉛粉末等の無機系顔料を使用すことが
でき、これらの顔料をポリエステル，ポリカーボネー
ト，ポリビニルブチラール等のバインダー樹脂溶液に分
散し、これを下引き層上に塗布，乾燥することによって
形成される。電荷発生層の膜厚は、０．１〜２μｍ程度
が適当である。

【００２１】電荷輸送層は、ヒドラゾン化合物，スチリ
ル化合物，アミン化合物等の電荷輸送性物質をこれら物
質と相溶性のある樹脂、例えばポリエステル，ポリカー
ボネート，ポリスチレン，スチレンアクリレート等と共
に適当な溶剤に溶解させ、これを電荷発生層上に厚さ５
〜４０μｍ程度に塗布，乾燥して得られる。

【００２２】

【実施例】次にこの発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 実施例１ ブロックイソシアネート（住友バイエル製，ディスモジ
ュールＣＴステーブル）６０重量部とアクリルポリオー
ル（住友バイエル製，ディスモジュールＡ１６５）４０
重量部をテトラヒドロフラン３００重量部に溶解した樹
脂溶液と、γ−アミノプロピルトリメトキシシランで処
理された酸化チタン（富士チタン工業製，ＴＡ−２０
０）１００重量部および化学式（１）で示される芳香族
カルボン酸の亜鉛塩３重量部をボールミルポットに入
れ、１０mmφのアルミナボールを用い４８時間ボールミ
リングして、下引き層塗布液を調製した。

【００２３】

【化２】

【００２４】この塗布液を外径３０ｍｍφのアルミニウ
ム円筒状の導電性基体表面にディッピング塗布し、１４
０°で３０分乾燥して膜厚５μｍの下引き層を形成し
た。次にポリビニルブチラール樹脂（積水化学社製 エ
スレックＢＬ−Ｓ）１重量部をテトラヒドロフラン９８
重量部に溶解し、この溶液にＸ型無金属フタロシアニン
１重量部を加え、ボールミルで４８時間分散処理を行っ
た。得られた塗布液を前述の下引き層上にディッピング
塗布し、１００℃で１０分間乾燥して、膜厚約０．２μ
ｍの電荷発生層を形成した。

【００２５】さらにヒドラゾン化合物（亜南香料製，Ｃ
ＴＣ１９１）１０重量部とポリカーボネート樹脂（帝人
化学製，Ｌ−１２２５）１０重量部を塩化メチレン８０
重量部に均一に溶解させ、これを前述と同様の方法で電
荷発生層上に塗布後、１００℃で３０分間乾燥して膜厚
２５μｍの電荷移動層を形成した。 実施例２ 実施例１で用いた金属塩に替えて化学式（２）に示す芳
香族カルボン酸のアルミニウム錯体を用いる他は実施例
１と同様にして感光体を作製した。

【００２６】

【化３】

【００２７】実施例３ 実施例１で用いた金属塩に替えて化学式（３）に示す芳
香族カルボン酸のクロム塩を用いる他は実施例１と同様
にして感光体を作製した。

【００２８】

【化４】

【００２９】比較例１ 金属錯体または金属塩を加えない以外は実施例１と同様
にして感光体を作製した。このようにして作製した各感
光体について、感光体特性を評価した。図４は感光体特
性の評価に用いた感光体プロセス試験機を示す模式図で
ある。感光体１１を試験機に取り付け、周速６０mm／ｓ
で回転させながら、コロトロン１４で約−６００Ｖに帯
電し、光の無照射時の電位をもって暗部電位（帯電位）
とする。続いて露光部１２とプローブ１３を用いて波長
７８０nm, 放射照度２μｗ／cm² の光を照射し、０．２
秒後の電位をもって明部電位（残留電位）とし、感光体
上の電荷はフィルタ１５と除光光源１６を用いて取り除
いた。帯電，露光のサイクルを１０万回繰り返し、暗部
電位と明部電位の変動量を測定した。測定結果を表１に
示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１の結果で明らかなように実施例１〜３
の感光体は、１０万サイクルの繰り返しにおいても、残
留電位の上昇がなく、非常に優れた性能であることがわ
かる。

【００３２】

【発明の効果】この発明によれば下引き層が芳香族カル
ボン酸の金属錯体または金属塩と、バインダー樹脂を含
有するので、帯電，残留電位，感度が使用する環境変化
の影響を受けないで安定して高い画質を得ることができ
る。またバインダー樹脂が熱硬化性樹脂であるために下
引き層上に塗布する感光層塗液の溶剤に対して、充分な
耐溶剤性を有すると共に、導電性基体と感光層の密着性
も強固にすることができる。

【００３３】さらに前述の下引き層がシランカプリング
剤で表面処理された分散性の良好な酸化チタンを含有す
るので、光源にレーザー光を用いる電子写真装置におい
ても光の干渉による画像不良を防止する効果がある。ま
た下引き層の膜厚を厚めに設定しても、残留電位が低
く、繰り返し使用しても電荷の蓄積がないため、下引き
層の厚みによって導電性基体の表面欠陥を充分に被覆す
る事ができ、導電性基体の表面加工，洗浄にかけるコス
トを大幅に削除する事ができる。加えて帯電電位に対し
て高い耐圧を有するため、特に接触帯電方式を用いる場
合に、絶縁破壊によって生じる画像欠陥を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態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】この発明の実施の形態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】この発明の実施の形態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

【図４】感光体特性の評価に用いた感光体プロセス試験
機を示す模式図

【符号の説明】

１ 導電性基体 ２ 下引き層 ３ 電荷発生層 ４ 電荷輸送層 ５ 表面保護層 ６ 感光層 １１ 感光体 １２ 露光部 １３ プローブ １４ コロトロン １５ フィルタ １６ 除光光源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性基体上に下引き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、下引き層が芳香族
   カルボン酸の金属錯体または金属塩と、バインダー樹脂
   を含有することを特徴とする電子写真用感光体。
2. 【請求項２】バインダー樹脂が熱硬化性樹脂である請求
   項１に記載の電子写真用感光体。
3. 【請求項３】下引き層がシランカプリング剤で表面処理
   された酸化チタンを含有する請求項１に記載の電子写真
   用感光体。