JP2000221719A - 電子写真感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電気特性に優れ、繰り返し使用おいても特性変
動が少なく、反転現像方式を採る電子写真技術応用装置
に使用した場合でも初期とともに繰り返し使用後でも良
好な画像が得られる電子写真感光体を提供する。 【解決手段】導電性基体１上に下引き層２，電荷発生層
３，電荷輸送層４を順次積層してなる電子写真感光体に
おいて、前記下引き層が可溶性ナイロン樹脂とポリビニ
ルアセタール樹脂とアナターゼ型酸化チタンからなる層
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、下引き層を有す
る機能分離積層型有機感光体に関し、電気特性に優れ、
特に繰り返し使用によっても特性変動が少なく画像欠陥
の発生しない感光体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、特公昭５５−４２３８０号公報や
特公昭６０−３４０９９号公報に記載されているよう
に、導電性基体上に電荷発生層，電荷輸送層を積層して
なる感光層を設けた機能分離積層型有機感光体が開発さ
れている。

【０００３】これらの機能分離積層型有機感光体は、例
えば、導電性基体上に、樹脂バインダーを有機溶剤に溶
解した液に電荷発生物質を分散，含有させた分散液を塗
布，乾燥して電荷発生層を形成し、さらに、この電荷発
生層上に電荷輸送物質を樹脂バインダー，添加剤ととも
に有機溶剤に溶解した液を塗布，乾燥して電荷輸送層を
積層形成して作製される。

【０００４】電子写真感光体は、電子写真技術を応用し
た複写機やプリンタなどに搭載されて、帯電，露光，除
電などの画像形成プロセスを繰り返して使用されるが、
繰り返し使用による帯電初期電位の変動や除電後の残留
電位の変動は得られる画像に影響を及ぼす。特に、画像
形成プロセスに反転現像を採用している電子写真技術応
用装置，例えばプリンタにおいては、画像に黒点などの
印字欠陥の発生や印字濃度の低下などの不具合が生じて
問題となる。従って、このような電位変動はできるだけ
抑えなければならない。そのために、導電性基体と電荷
発生層との間に下引き層あるいは中間層と呼ばれる樹脂
層を設けることが有効であることが知られている。

【０００５】一般に、下引き層を設ける目的としては、
電気特性の改善，繰り返し使用における特性変動の抑制
の他に、導電性基体の表面欠陥の隠蔽，基体と電荷発生
層との接着性の向上，電荷発生層の塗工性の向上などが
挙げられる。。

【０００６】下引き層に用いられる樹脂としては、アル
コール可溶性ポリアミド樹脂が知られている（特公昭５
８−４５７０７号公報，特開昭６０−１６８１５７号公
報などに開示）。さらに、電荷発生層との接着性を向上
させ、また、感光体の電気特性を向上させるために、ア
ルコール可溶性ポリアミド樹脂を特定する研究もされ、
例えば、ナイロン１２をＮ−アルコキシメチル化したナ
イロン樹脂（特開平５−７２７８７号公報）、Ｎ−アル
コキシメチル化ナイロン１２を必須成分とする二種以上
の溶剤可溶性ナイロン樹脂（特開平６−１８６７６７号
公報）が有効であることが開示されている。

【０００７】また、これらの樹脂からなる下引き層は電
気抵抗が大きいために、このような下引き層を設けた感
光体は繰り返し使用により残留電位が上昇する欠点を有
する。その対策として、適度の電導度を有する無機化合
物粒子を下引き層用樹脂中に分散含有させ、下引き層の
電気抵抗を好適に制御することも知られている。このよ
うな無機化合物粒子としては、酸化チタン粒子が知られ
ている（特開昭５９−９３４５３号公報，特開昭６３−
２９８２５１号公報など）。このような無機化合物粒子
を下引き層に含有させることは、露光光として単色光を
用いる電子写真技術応用装置，例えば，レーザービーム
プリンタなどに使用される感光体において、感光体への
入射光と基体表面からの反射光との干渉に起因する画像
の干渉縞模様の発生を防止するためにも有効である。

【０００８】また、特開平８−１６６６７７号公報に
は、酸化チタン粒子とアルコール可溶性ナイロン樹脂を
主成分とし、さらにポリビニルアセタール樹脂を含有し
てなる下引き層を設けることにより、低温，低湿下にお
いても繰り返し使用による特性が安定した感光体が得ら
れることが開示されている。

【０００９】また、酸化チタン粒子を含有した下引き層
を形成するためには、下引き層を形成する樹脂を溶解し
た有機溶剤中に酸化チタンを安定に均一に分散させた下
引き層塗布液を製造することが重要であり、例えば、特
開平８−１６６６７８号公報には、下引き層塗布液が最
終濃度よりも高い固形分濃度で、かつ分散すべき酸化チ
タン全量を全樹脂量の３０重量％以下の樹脂を溶解した
有機溶剤中に分散する一次分散工程と、この一次分散塗
布液に残りの樹脂を溶解した有機溶剤を加えて最終固形
分とした後、さらに分散する二次分散工程により下引き
層塗布液を製造する方法が開示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法で形成された下引き層を有する感光体は、反転現
像方式を採る電子写真技術応用装置に使用した場合、初
期には良好な電気特性，印字品質が得られるものの、繰
り返し使用（例えば、Ａ４サイズ用紙で１０，０００枚
の印字）により電荷の蓄積が生じ、印字濃度の低下や黒
点の発生などの不具合が認められて実用上問題となって
いた。さらには、電荷発生層の密着不良が生じ、膜剥離
による印字不良，装置の故障などの問題を起こしてい
た。

【００１１】この発明は、上述の点に鑑みてなされたも
のであって、電気特性に優れ、繰り返し使用においても
特性変動が少なく、反転現像方式を採る電子写真技術応
用装置に使用した場合でも、初期とともに繰り返し使用
後でも良好な印字が得られる感光体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、導電性基体上に下引き層，電荷発生層，電荷
輸送層を順次設けてなる電子写真感光体において、前記
下引き層が可溶性ナイロン樹脂とポリビニルアセタール
樹脂とアナターゼ型酸化チタン微粒子とからなる電子写
真感光体とすることによって解決される。

【００１３】本発明者の研究によれば、下引き層に含有
させる酸化チタンの結晶型が感光体特性を大きく左右す
ることが明らかとなり、アナターゼ型酸化チタンを用い
ると低温低湿下の繰り返し使用においても電気特性の変
動を他の結晶型酸化チタンを用いた場合よりも大幅に低
減でき好適であることが判った。その理由については現
在のところ明確ではないが、結晶型の違いによる誘電率
の差によるものと推測される。すなわち、例えば、ルチ
ル型酸化チタンの誘電率が９０から１８０であるのに対
して、アナターゼ型酸化チタンの誘電率が約１０である
ため、アナターゼ型酸化チタンを用いた場合下引き層に
誘起される電界が小さくなる。このことにより、低温で
の感光体全層の電界の変化が低減されるためと考えられ
る。

【００１４】また、この発明の下引き層は、有機溶剤に
可溶性ナイロン樹脂とポリビニルアセタール樹脂を溶解
した溶液にアナターゼ型酸化チタン微粒子を分散させた
塗液を塗布することにより形成されるが、ポリビニルア
セタール樹脂の作用により酸化チタン微粒子の分散性が
安定した塗液が得られ、下引き層の量産性に優れ、ま
た、塗布ムラがなく均質な下引き層を形成することがで
きる。ポリビニルアセタール樹脂としては、ポリビニル
ブチラール樹脂が好適に用いられる。

【００１５】さらに、アナターゼ型酸化チタン微粒子の
表面をアミノシラン処理して用いることにより、繰り返
し使用における特性変動をより低減することができ好適
である。この発明においては、可溶性ナイロン樹脂を特
定することは必要でない。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、この発明に係わる感光体
の模式的断面図で、導電性基体１の上に下引き層２，電
荷発生層３，電荷輸送層４が順次形成された構成であ
る。

【００１７】導電性基体としては、公知のアルミニウム
系合金のＪＩＳ３０００系，ＪＩＳ５０００系，ＪＩＳ
６０００系などや、その他の金属，導電性樹脂などが用
いられる。これらの基体は、アルミニウム系合金の押し
出し加工や引き抜き加工、あるいは樹脂の射出成形によ
り所定の寸法に仕上げられる。これらの材料からなる基
体は、さらに、必要に応じてダイヤモンドバイトなどに
よる切削加工により適切な表面粗さに仕上げられる。そ
の後、表面を洗浄して加工に用いられた切削油などを除
去し清浄な基体表面とする。洗浄には、オゾン層保護な
どのために弱アルカリ性洗剤などの水系洗浄剤を用いる
ことが望ましい。

【００１８】このようにして作製された導電性基体上
に、有機溶剤に可溶性ナイロン樹脂，ポリビニルアセタ
ール樹脂を溶解した溶液にアナターゼ型酸化チタン微粒
子を分散させた塗液を浸漬法，スプレー法などで塗布し
て下引き層を塗布形成する。塗布後、膜の乾燥，硬化を
行う。この工程は、用いている樹脂のガラス転移温度，
硬化剤を用いた場合にはその硬化温度，有機溶剤の種類
などにより適切な温度，時間が決められる。場合により
二段階の工程が必要となる。下引き層の膜厚は０．１μ
ｍ以上１５μｍ以下が好ましく、より好ましくは０．５
μｍ以上１０μｍ以下である。その後、必要に応じて、
電荷発生層の密着性の向上のために、下引き層表面の改
質を図って、下引き層表面に対してプラズマ照射，紫外
線照射，オゾン暴露などが行われる。例えば、波長１８
４．９ｎｍおよび２５３．７ｎｍの紫外線照射により下
引き層表面の樹脂の分子結合が切断され表面が活性化さ
れて密着性が向上する。

【００１９】次に、このようにして得られた下引き層上
に、有機溶剤に適当な樹脂バインダーを溶解した溶液に
電荷発生物質を分散含有する塗液を塗布して電荷発生層
を形成する。電荷発生物質は画像形成に用いられる露光
光の波長に感度を有する物質であれば特に制約を受ける
ものではなく適宜選択される。例えば、露光光がレーザ
ービームの場合には無金属フタロシアニン，各種の金属
フタロシアニなどが用いられる。

【００２０】この電荷発生層上に、有機溶剤に適当な樹
脂バインダー，電荷輸送物質を溶解した塗液を塗布して
電荷輸送層を形成して感光体を作製する。電荷輸送物質
としては、例えば、ポリビニルカルバゾール，オキサジ
アゾール，ピラゾリン，ヒドラゾン，スチルベンなどが
挙げられ、これらが単独で、あるいは二種類以上適宜混
合して用いられる。また、塗液には、必要に応じて酸化
防止剤，紫外線吸収剤などが添加されてもよい。

【００２１】

【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 下記表１記載の組成のアルミニウム系合金からなる直径
３０ｍｍ，長さ２５０ｍｍの円筒の外表面をダイヤモン
ドバイトにより表面粗さを最大高さＲ_max ０．５μｍに
仕上げて導電性基体とする。

【００２２】

【表１】 この基体を水系洗剤（ライオン（株）製；ＭＦ−１０）
の５％水溶液（液温５０℃）に３分間浸漬し超音波洗浄
を行った後、同一洗剤を用いてのブラシ洗浄─市水すす
ぎ（超音波付加３分間）─純水すすぎ（超音波付加３分
間）─超純水すすぎ─温純水乾燥（水温７０℃）の工程
で表面を清浄化した。

【００２３】この基体上に、下記組成の塗液を浸漬塗工
して膜厚２μｍの層を成膜し、温度１００℃で２０分間
乾燥して下引き層を形成した。 このようにして形成された下引き層は、この状態でテト
ラヒドロフランに２４時間浸漬しても膨潤や溶解するこ
とはなかった。

【００２４】続いて、紫外線照射装置（サンエンジニア
リング（株）製；ＳＵＶ２００ＮＳ）を用い、ランプと
下引き層表面との距離を２０ｍｍ，ランプ電圧２００Ｖ
で２０分間紫外線を照射して下引き層表面を改質した。
この下引き層上に、下記組成の電荷発生層用塗液を浸漬
塗工して、膜厚０．１μｍの電荷発生層を形成した。

【００２５】 次に、この電荷発生層上に、下記組成の電荷輸送層用塗
液を浸漬塗工して、膜厚２０μｍの電荷輸送層を形成し
て感光体を作製した。

【００２６】 このようにして作製した感光体をレーザービームプリン
タに搭載して印字試験を行ったところ、初期で印字濃度
１．４０（マクベス濃度計による），白紙濃度０．０
７，直径０．１ｍｍ以上の黒点数は感光体一周あたり０
個と良好であった。また、ゴバンメ試験（ＪＩＳ Ｋ５
４００による）の結果、剥離は０／１００と良好であっ
た。

【００２７】また、この感光体でＡ４用紙５万枚のラン
ニング試験を実施したのちの印字試験において、印字濃
度１．４０，白紙濃度０．０８，黒点数０個と初期との
差は認められず、また、試験中の膜剥離なども発生しな
かった。

【００２８】実施例２ 実施例１において、導電性基体を、架橋性ポリフェニレ
ンサルファイド５０重量部に高導電性カーボンブラック
２０重量部を分散含有させた導電性樹脂を用いて射出成
形法で作製した円筒に代えたこと以外は、実施例１と同
様にして感光体を作製した。

【００２９】このようにして得られた感光体を実施例１
に準じて評価したところ、初期で、印字濃度１．４１，
白紙濃度０．０６，感光体一周あたりの黒点数２個，ゴ
バンメ試験の結果も０／１００と良好であった。

【００３０】また、Ａ４用紙５万枚のランニング試験後
の印字試験でも、印字濃度１．４０，白紙濃度０．０
６，黒点数３個と初期との差は認められず、試験中の膜
剥離なども発生しなかった。

【００３１】さらに、温度３５℃，相対湿度８５％の環
境下での印字においてもカブリあるいは微小黒点の発生
は認められず、解像度，印字濃度ともに良好であった。
また、温度５℃，相対湿度３０％の環境下での印字にお
いても、印字濃度の低下，メモリーの発生は認められな
かった。

【００３２】比較例１ 実施例１において、下引き層に含有させるアナターゼ型
酸化チタンをルチル型酸化チタンに代えたこと以外は、
実施例１と同様にして感光体を作製した。

【００３３】このようにして得た感光体を実施例１に準
じて評価したところ、初期で印字濃度１．４１，白紙濃
度０．０６，黒点数は感光体一周あたり２個と良好であ
った。しかし、温度１０℃，相対湿度３０％の低温低湿
下において明部電位上昇によるメモリー現象が生じた。
このことから、下引き層に含有させる酸化チタンの結晶
型が感光体特性を大きく左右することが明らかであり、
アナターゼ型酸化チタンが好適であることが判る。

【００３４】実施例３実施例１において、下引き層の作
製条件を下記のとおり代えたこと以外は、実施例１と同
様にして感光体を作製した。 成膜方法 浸漬塗工 乾燥条件 ９０℃，１５分間 硬化条件 １５０℃，２０分間 このようにして得られた感光体を、実施例１に準じて評
価したところ、初期で、印字濃度１．４１，白紙濃度
０．０７，感光体一周あたりの黒点数１個，ゴバンメ試
験の結果も０／１００と良好であった。

【００３５】また、Ａ４用紙５万枚のランニング試験後
の印字試験でも、印字濃度１．４０，白紙濃度０．０
８，黒点数１個と初期との差は認められず、試験中の膜
剥離なども発生しなかった。さらに、温度３５℃，相対
湿度８５％の環境下および温度５℃，相対湿度２０％の
環境下においても印字の不具合は認められず良好な印字
品質を呈した。

【００３６】

【発明の効果】この発明によれば、導電性基体上に、下
引き層，電荷発生層，電荷輸送層を順次設けてなる電子
写真感光体において、前記下引き層が可溶性ナイロン樹
脂とポリビニルアセタール樹脂とアナターゼ型酸化チタ
ン微粒子とからなる層とすることにより、電気特性に優
れ、繰り返し使用においても特性変動がすくなく、反転
現像方式を採る電子写真技術応用装置に使用した場合で
も、初期とともに繰り返し使用後でも良好な印字が得ら
れる電子写真感光体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わる感光体の模式的断面図

【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

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，電荷発生層，
   電荷輸送層を順次設けてなる電子写真感光体において、
   前記下引き層が可溶性ナイロン樹脂とポリビニルアセタ
   ール樹脂とアナターゼ型酸化チタン微粒子とからなる層
   であることを特徴とする電子写真感光体。
2. 【請求項２】下引き層に含有されるポリビニルアセター
   ル樹脂がポリビニルブチラール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】下引き層に含有されるアナターゼ型酸化チ
   タン微粒子が表面をアミノシラン処理されたアナターゼ
   型酸化チタン微粒子であることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の電子写真感光体。