JP2000171997A - 電子写真感光体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】可干渉光を露光光とする電子写真応用装置に搭
載しても干渉縞模様を発生せず欠陥のない良好な画像の
得られる電子写真感光体およびその製造方法を提供す
る。 【解決手段】導電性基体上に、樹脂バインダー溶液にア
ミノシラン化合物により表面処理を施された酸化チタン
をジルコニアを分散メディアとして分散含有させた塗布
液を塗布して中間層を形成し、その上にＣＧＬ，ＣＴＬ
を順次形成して感光体とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、可干渉光を露光
光源とする電子写真応用装置に使用される機能分離積層
型有機感光体に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機，プリンタ，ファクシミリなどの
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
子写真感光体は、従来、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性材料を利用
した無機感光体が多かったが、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性材料を
利用した有機感光体の開発が盛んに進められいる。中で
も、感光層を、主として光受容時の電荷キャリア発生機
能を有する電荷発生層（ＣＧＬ）と、主として暗所での
帯電位保持機能と光受容時の電荷キャリア輸送の機能を
有する電荷輸送層（ＣＴＬ）とに機能分離した層の積層
とする、いわゆる機能分離積層型有機感光体は、各層を
それぞれの機能に適した材料で形成することにより、感
度を大幅に向上させることができ、また、露光光の波長
に応じた分光感度を設定できるなど利点が多く、有機感
光体の主流となっている。

【０００３】現在実用化されている機能分離積層型有機
感光体の多くは導電性基体の上にＣＧＬ，ＣＴＬをこの
順に積層した構成である。このような感光体は、導電性
基体上に電荷発生剤を樹脂バインダーとともに溶媒に分
散，溶解した塗布液を塗布，乾燥してＣＧＬを形成し、
引き続きその上に電荷輸送剤を樹脂バインダーとともに
溶媒に溶解した塗布液を塗布，乾燥してＣＴＬを形成す
ることにより作製される。

【０００４】このように、導電性基体上に直接ＣＧＬ，
ＣＴＬを積層してなる感光層を形成することにより、感
光体としての基本的な性能は得ることがてきる。しかし
ながら、ＣＧＬ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ＣＴＬ中へ注入させるために、一般
に０．５μｍ以下と極めて薄くされ、そのために、基体
表面に傷や汚れ，付着物などがあると、均一な成膜が難
しくピンホールや膜ムラなどの膜欠陥が生じ、黒点や濃
度ムラなどの画像不良の発生する原因となる。また、基
体と電荷発生層との間に電荷キャリア注入防止性が十分
でないために、基体から注入される電荷キャリアによっ
て感光体の帯電位保持率が低下し、画像上白紙部に地カ
ブリが発生する問題が生じる。

【０００５】このような電荷発生層の膜欠陥および電荷
キャリア注入による画像欠陥を解消するために、導電性
基体と感光層の間に樹脂からなる中間層を塗布形成する
ことが知られている。

【０００６】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、電荷キャリア注入防止性の点では極
めて薄い膜，例えば０．１μｍ以下の薄膜でも有効であ
るが、基体表面の欠陥や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、場合によっては１μｍ以上の膜厚が要求される。

【０００７】ところが、このような厚膜の中間層が介在
すると、受光時ＣＧＬで発生した電荷キャリアの基体へ
の注入性が悪くなり、繰り返し使用時の残留電位の上昇
が生じ、濃度低下などの画像欠陥が発生する。このよう
な厚膜の層としても電気抵抗が低く、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の材料とし
て、従来から種々の材料が提案されている。例えば、溶
剤可溶性ポリアミド樹脂については、化学構造を特定す
るものとして特開平２−１９３１５２号公報，特開平３
−２８８１５７号公報，特開平４−３１８７０号公報な
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動を抑制するものとし
て、特開平２−５９４５８号公報，特開平３−１５０５
７２号公報，特開平２−５３０７０号公報などが知られ
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として、特
開平３−１４５６５２号公報，特開平３−８１７７８号
公報，特開平２−２８１２６２号公報などが知られてい
る。

【０００８】また、その他の材料として、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２−１１５８５
８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）などが知られている。

【０００９】ところで、このような中間層を適用した感
光体を可干渉光を露光光とする電子写真応用装置，例え
ばレーザービームプリンタなどに用いる場合には、感光
体への露光入射光とこの入射光が基体表面にまで到達し
て反射してくる基体表面からの反射光との干渉（基体の
表面粗さ，感光層の屈折率や膜厚，露光光波長などに関
連する）によって生じる干渉縞模様の画像不良の発生を
防ぐことが必要となる。このような目的のため、一般に
無機顔料フィラーを中間層に添加することが有効とさ
れ、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）が提案され、また、フィラーの分
散性および電気抵抗の向上の見地から純度９９％以上の
アナターゼ型酸化チタンを用いた厚さ２μｍ〜１０μｍ
の中間層が提案され、さらに、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分散性，低抵抗の点から
より好ましいこと（特開平４−１７２３６１号公報）な
どが提案されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、干渉縞模様防
止に効果が得られるのに必要なほどの量のフィラーを中
間層に添加することは、中間層表面の均一性を損ない、
電荷発生層からの電荷キャリアの注入性が不均一にな
り、画像濃度の低下や白紙上の黒点不具合を発生させ
る。さらに、フィラーを分散させた中間層の形成に用い
られる塗布液は、塗布液中のフィラーの沈降や凝集によ
り塗布液のポットライフが短いという問題がある。ま
た、基体表面の隠蔽性が低い中間層は、基体の表面を切
削することにより反射光を散乱させることが有効となる
が、切削加工により基体のコストアップとなる。また、
中間層は基体との接着性が強く、かつ、その上に感光層
を形成するに際して使用される溶剤に対して耐性が高い
ことが望ましい。

【００１１】この発明は、上述の点に鑑みてなされたも
のであって、導電性基体上に中間層を介して感光層を備
えてなる電子写真感光体であって、可干渉光を露光光と
して用いる電子写真応用装置に搭載しても干渉縞模様を
発生しない、画像欠陥のない良好な電子写真感光体およ
びその製造方法を提供することを目的とする。また、基
体との接着性が強く、かつ、その上に感光層を形成する
に際して使用される溶剤に対して耐性が強い中間層を有
する電子写真感光体およびその製造方法を提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
によれば、導電性基体上に中間層を介して感光層を備え
てなる電子写真感光体の製造に際して、前記中間層をア
ミノシラン化合物により表面処理を施された酸化チタン
をジルコニアを分散メディアとしてバインダー樹脂溶液
に分散させて調製した塗布液を塗布形成し、この中間層
上にＣＧＬ，ＣＴＬを順次形成して電子写真感光体とす
ることによって解決される。

【００１３】中間層をバインダー樹脂で形成することに
より、基体との接着性が向上する。また、その上に感光
層を形成するに際して使用される溶剤に対して耐性が改
善される。バインダー樹脂として熱硬化性樹脂を用いる
と、耐溶剤性がより向上するので好適である。

【００１４】また、中間層に無機顔料フィラーとして、
例えば、酸化チタン，酸化亜鉛，アルミナ，シリカなど
含有させることにより干渉縞模様の発生を防ぐことがで
きるが、基体表面の隠蔽性の点で酸化チタンが好適に用
いられる。しかも、アミノシラン化合物により表面処理
された酸化チタンを用いことによってバインダー樹脂や
溶剤との相溶性が良くなり分散性が向上し、さらに分散
に際してジルコニアを分散メディアとして用いることに
より分散性がより向上し、塗布液のポットライフが改善
され、中間層の均一性が向上する。

【００１５】

【発明の実施の形態】この発明において、導電性基体と
しては、ＪＩＳ３００３系，ＪＩＳ５０００系，ＪＩＳ
６０００系などの公知のアルミニウム合金、その他の金
属、導電性を賦与した樹脂，フィルム，紙などが用いら
れる。形状は板状，円筒状，フィルム状などいずれでも
よいが、一般に円筒状とされる。

【００１６】アルミニウム合金の場合には押し出し加
工，引き抜き加工、樹脂の場合には射出成形により所定
の寸法精度の基体に仕上げられる。この基体の表面は、
必要に応じて、ダイヤモンドバイトによる切削加工など
により適当な表面粗さに加工される。その後、弱アルカ
リ性洗剤などの水系洗剤を用いて脱脂，洗浄を行って表
面を清浄化する。

【００１７】このようにして清浄化した基体の表面に中
間層を設ける。中間層形成に用いられる塗布液は、バイ
ンダー樹脂の溶液に無機顔料フィラーとしてアミノシラ
ン化合物により表面処理を施された酸化チタンを分散含
有させることにより調製される。バインダー樹脂として
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，塩化ビニ
ル系樹脂，アクリル系樹脂，ポリビニルケタール樹脂，
フェノール樹脂，尿素樹脂，メラミン樹脂，グアナミン
樹脂，フラン樹脂などが挙げられる。

【００１８】酸化チタンの添加量はバインダー樹脂１０
０重量部に対して１０重量部〜２００重量部とされる。
分散処理は、振動ミル，ペイントシェーカー，サンドグ
ラインダーなどの装置が使用されるが、そのとき、分散
メディアとしてはジルコニアを用いると均一に分散させ
ることができる。

【００１９】このようにして調製された塗布液を導電性
基体表面に塗布，乾燥して中間層を形成する。塗布方法
としては、浸漬法，トグターブレード法，バーコータ
ー，ロール転写法，スプレー法など公知の方法が用いら
れるが、円筒状の基体への塗布は浸漬法が好ましい。中
間層の膜厚は０．３μｍ〜３０μｍとされる。

【００２０】この中間層の上に電荷発生層が設けられ
る。電荷発生材料としては、露光光源の波長に光感度を
有する材料であれば特に制限を受けるものではなく、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などの有
機顔料導電材が使用できる。これらの材料を、例えば、
ポリエステル樹脂，ポリビニルアセテート樹脂，ポリメ
タクリル酸エステル樹脂，ポリカーボネート樹脂，ボリ
ビニルブチラール樹脂，フェノキシ樹脂などのバインダ
ー樹脂に分散あるいは溶解して調製した塗布液を中間層
上に塗布して電荷発生層を形成する。電荷発生層の膜厚
は通常０．１μｍ〜０．６μｍとされる。

【００２１】この電荷発生層上に電荷輸送層を設けて感
光体とする。電荷輸送材料としては、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
エン系化合物などが用いられ、これら材料を相溶性の良
い樹脂、例えば、ポリエステル樹脂，ポリカーボネート
樹脂，ポリメタクリル酸エステル樹脂，ポリスチレン樹
脂などとともに適当な溶剤に溶解し、必要に応じてさら
に酸化防止剤，紫外線吸収剤，レベリング剤などを添加
して調製した塗布液を塗布，乾燥して電荷輸送層を形成
する。電荷輸送層の膜厚は１０μｍ〜４０μｍとされ
る。

【００２２】

【実施例】以下、この発明の具体的な実施例について説
明するが、この発明は以下の実施例により何ら制限され
るものではない。 実施例１ 外径３０ｍｍ，長さ２５５ｍｍのアルミニウム合金基体
の外周面上に、中間層として、メラミン樹脂（三井東圧
化学（株）製；商品名「ユーバン２０２０」）１０重量
部をメタノール５０重量部と塩化メチレン５０重量部と
の混合液に溶解し、γ−アミノプロピルトリエトキシシ
ランにより表面処理された酸化チタン１０重量部を加
え、ジルコニアメディアを使用してサンドグラインダー
により５時間分散させ作製した液を浸漬塗布し、温度１
４０℃で１５分間乾燥を行い、膜厚５μｍの中間層を形
成した。

【００２３】この中間層上に、Ｘ型フタロシアニン２重
量部とＴＨＦに溶解したポリビニルブチラール樹脂溶液
９８重量部とを混合しボールミルで３０時間分散して得
た液を浸漬塗布し温度１００℃で１０分間乾燥して、膜
厚０．５μｍの電荷発生層を形成した。

【００２４】次に、ヒドラゾン化合物（阿南香料（株）
製；商品名「ＣＴＣ１９１」）１０重量部とポリカーボ
ネート（帝人化成（株）製；商品名「Ｌ−１２２５」）
１０重量部とをジクロメタン８０重量部に均一に溶解さ
せ、この液を前記電荷発生層上に浸漬塗布し温度１００
℃で３０分間乾燥して、膜厚２０μｍの電荷輸送層を設
けて、感光体を作製した。

【００２５】比較例１ 実施例１において、γ−アミノプロピルトリエトキシシ
ランによる表面処理を行わない酸化チタンを用いたこと
以外は、実施例１と同様にして感光体を作製した。

【００２６】比較例２ 実施例１において、酸化チタンの分散に使用する分散メ
ディアとしてジルコニアメディアに代えてアルミナメデ
ィアを使用したこと以外は、実施例１と同様にして感光
体を作製した。

【００２７】比較例３ 実施例１において、中間層に含有させる無機顔料フィラ
ーとして酸化チタンに代えて二酸化珪素を用いたこと以
外は、実施例１と同様にして感光体を作製した。

【００２８】このようにして作製した各感光体を市販の
半導体レーザービームプリンタに搭載して、温度２５
℃，相対湿度５０％の環境下で、印字テストを行った。
Ａ４サイズの用紙に印字して、初期印字画像および５万
枚連続印字後の画像についての評価結果を表１に示す。

【００２９】

【表１】 表１に見られるように、比較例１および２の感光体にお
いては、初期および５万枚印字後の画像ともに干渉縞模
様は発生しなかったが、白紙上には初期画像から微小黒
点が発生していた。また、比較例３の感光体において
は、初期画像から干渉縞模様が発生し、また、白紙上に
も微小黒点が認められた。これに対して、実施例１の感
光体においては、初期および５万枚印字後ともに画像に
干渉縞模様，白紙上の黒点いずれも認められなかった。

【００３０】さらに、実施例１の感光体については、低
温低湿，高温高湿の各環境下で印字テストを行ったが、
初期および５万枚印字後ともに画像上干渉縞模様，黒点
の発生は無く、良好な画像が得られた。

【００３１】

【発明の効果】この発明によれば、導電性基体上にアミ
ノシラン化合物により表面処理を施された酸化チタンを
ジルコニアを分散メディアとしてバインダー樹脂溶液に
分散させて調製した塗布液を塗布，乾燥して中間層を形
成し、この中間層上にＣＧＬ，ＣＴＬを順次形成して電
子写真感光体を作製することにより、可干渉光を露光光
として用いる電子写真応用装置に搭載しても干渉縞模様
を発生しない、画像欠陥のない良好な電子写真感光体が
得られる。また、基体との接着性が強く、かつ、その上
に感光層を形成するに際して使用される溶剤に対して耐
性が強い中間層を有する電子写真感光体が得られる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性基体上に中間層を介して感光層を備
   えてなる電子写真感光体において、前記中間層がアミノ
   シラン化合物により表面処理された酸化チタンをジルコ
   ニアを分散メディアとして分散含有するバインダー樹脂
   層であることを特徴とする電子写真感光体。
2. 【請求項２】中間層のバインダー樹脂が熱硬化性樹脂で
   あることを特徴とする請求項１記載の電子写真感光体。
3. 【請求項３】導電性基体上に中間層を介して感光層を備
   えてなる電子写真感光体の製造方法において、前記中間
   層が熱硬化性のバインダー樹脂溶液中にアミノシラン化
   合物により表面処理を施された酸化チタンをジルコニア
   を分散メディアとして分散させて調製された塗布液を塗
   布して形成されることを特徴とする電子写真感光体の製
   造方法。