JP2678778B2

JP2678778B2 - 電子写真感光体及びその製造方法

Info

Publication number: JP2678778B2
Application number: JP63298030A
Authority: JP
Inventors: 知裕木村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-11-28
Filing date: 1988-11-28
Publication date: 1997-11-17
Anticipated expiration: 2012-11-17
Also published as: JPH02144550A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は電子写真感光体及びその製造方法に関し、特
に機械的強度、表面潤滑性、耐湿性、画像性に優れた高
耐久電子写真感光体及びその製造方法に関する。

［従来の技術］電子写真感光体には、適用される電子写真プロセスに
応じた所定の感度、電気特性、光学特性を備えているこ
とが要求されるが、さらに、繰り返し使用される感光体
においては、その感光体の表面層、即ち支持体より最も
離隔する層にはコロナ帯電、トナー現像、紙への転写、
クリーニング処理などの電気的、機械的外力が直接に加
えられるため、それらに対する耐久性が要求される。

具体的には摺擦による表面の摩耗や傷の発生、また高
湿下においてコロナ帯電時に発生するオゾンによる表面
の劣化などに対する耐久性が要求されている。

一方、トナー現像、クリーニングの繰り返しによる表
面層へのトナーの付着の問題もあり、これに対しては表
面層のクリーニング性を向上することが求められてい
る。

上記のような表面層に要求される特性を満たすために
種々の方法が提案されている。

その一つとして、含フッ素樹脂粉体の固体潤滑剤を分
散させた樹脂層を表面に設けることが効果的である。

含フッ素樹脂粉体を分散させた樹脂層を設けることに
より、傷、表面クリーニング性、摩耗などにおける耐久
性を向上させ、また感光体表面の撥水性、離型性を向上
させるための高湿下での表面劣化の防止に対しても有効
である。

また、表面に保護層として設けた場合、オゾンにより
劣化を受けやすい電荷輸送材料や電荷発生材料が表面よ
り離隔され、さらに耐久性が向上する。

この含フッ素樹脂粉体を樹脂中に分散する際、粉体を
そのまま樹脂中に混合した場合、完全には均一に分散さ
れず、また含フッ素樹脂粉体そのものも凝集して粗大粒
子を多数含有しているため、形成された塗膜は不均一な
ものとなり、また粗大粒子のため、ピンホールなどの画
像欠陥やブレード破損などの機械への悪影響が発生す
る。

そのため含フッ素樹脂粉体を樹脂中に分散する際には
何らかの機械的粉砕手段を用いて粒径を細かくしながら
分散しなければならない。機械的粉砕手段としては種々
の方法があるが、この場合最も優れている方法はサンド
ミル、ボールミル、アトライター、レッドデビルなどの
ボールやビーズなどメディアの剪断応力による粉砕法で
ある。

他の方法、例えばロールミルではロールのギャップが
粗大粒子を十分に粉砕できるほど小さくできず、またホ
モジナイザーのような粉砕機では全ての粗大粒子に対し
て粉砕効果を与えることができず、粗大粒子を完全には
粉砕できないという欠点があるため不適当である。

さて、前記のサンドミルを始めとする含フッ素樹脂粉
体に適した分散方法で分散を行なった場合、含フッ素樹
脂粉体は粉砕され、問題を起さない程度に小さくなる
が、粉砕に用いたメディアの摩耗粉や破片が混入するよ
うになる。

この摩耗粉や破片が多量に混入した場合、電位特性や
画像特性に悪影響を与え、また摩耗粉の量の増加に従っ
て分散されている含フッ素樹脂粉体の分散安定性が阻害
されるため凝集した粗大粒子を生じ、また塗膜の不均一
を生じるために、さらに画像特性および耐久特性、さら
には高温高湿条件下での画像特性、耐久特性を悪化させ
る。

［発明が解決しようとする課題］本発明の目的は、摺擦による表面の摩耗や傷の発生に
対して耐久性を有し、前述した欠点を解消するような電
子写真感光体を提供すること、高湿下において安定で高
品位な画像の得られる電子写真感光体及びその製造方法
を提供すること、繰り返し電子写真プロセスにおいて残
留電位の蓄積がなく、また、ピンホールなどの画像欠陥
のない常に安定して高品位の画像の得られる電子写真感
光体及びその製造方法を提供することである。

［課題を解決する手段、作用］本発明は、導電性支持体上に感光層を有する電子写真
感光体において、該感光体の表面層がサンドミルにより
分散された固体潤滑剤としての含フッ素樹脂粉体を含有
しており、かつ、この層に含有される無機物灰分の量
が、層を形成する全固形分重量の0.1重量％以下である
ことを特徴とする電子写真感光体から構成される。

また、本発明は、導電性支持体上に感光層を有する電
子写真感光体の製造方法において、該感光体の表面層用
の分散液として、固体潤滑剤としての含フッ素樹脂粉体
をサンドミルにより分散した分散液であり、かつ、無機
物灰分が分散液の全固形分重量の0.1重量％以下である
分散液を用いることを特徴とする電子写真感光体の製造
方法から構成される。

即ち、本発明の電子写真感光体は、支持体より最も離
隔する層（表面層）に固体潤滑剤として含フッ素樹脂粉
体が均一に分散されており、かつ、この含フッ素樹脂粉
体を分散させる際に混入する粉砕用メディアの摩耗粉や
破片による灰分の量を重量比で含フッ素樹脂粉体が分散
されている層の前固形分重量の0.1重量％以下としたも
のである。

本発明において用いられる固体潤滑剤としての含フッ
素樹脂粉体としては、四フッ化エチレン、三フッ化塩化
エチレン、六フッ化エチレンプロピレン、フッ化ビニ
ル、フッ化ビニリデン、二フッ化塩化エチレンまたはト
リフルオロプロピルメチルシランなどの重合体あるいは
塩化ビニルとの共重合体または四フッ化エチレンと六フ
ッ化プロピレンの共重合体などの樹脂粉体が適宜用いら
れるが、特に四フッ化エチレン樹脂、フッ化ビニリデン
樹脂、四フッ化エチレンと六フッ化プロピレン共重合体
が好ましく、樹脂の分子量や粉体の粒径は適宜選択でき
る。

また、本発明においては、さらに分散効果を増すため
に分散助剤として各種界面活性剤、カップリング剤、レ
ベリング剤などの添加剤を少量添加することも有効であ
る。

分散される含フッ素樹脂粉体の含有量は、含まれる層
の全固形分の重量に基ずいて重量分率で１〜50重量％、
特に、５〜40重量％が適当である。

分散に用いるバインダー樹脂は成膜性のある高分子で
あればよいが、単独でもある程度の硬さを有すること、
キヤリア輸送を妨害しないことなどの点から、ポリメタ
クリル酸エステル、ポリカーボネート、ポリアリレー
ト、ポリエステル、ポリサルホン、ポリスチレン、スチ
レン−メタクリル酸エステルコポリマーなどが好まし
い。

本発明において分散時に混入する灰分の量を0.1％以
下におさえるためには、適宜な分散条件の設定が必要で
ある。

分散条件として挙げられるのは、分散方法に関して考
慮されることは、回転数、メディア量、メディアの大き
さ、メディアと分散液量の比または分散液のFeed量、分
散液の粘度などである。

また、分散条件によってこの条件を満足できない場合
は、摩耗粉などを除くために特定の条件下での分離作業
が必要となる。

これを除去する方法としては、一般的には遠心分離な
どの方法が用いられる。

しかし、遠心分離機の回転数が高ずぎる場合は、摩耗
粉や破片と共に含フッ素樹脂粉体の分散粒子も同時に除
去されてしまうことになり、また、低い場合には摩耗や
破片を除去できない。

また、分散溶液自体に関しては、溶液の粘度が高い場
合にはサンドミルの粉砕効率が低下し、また極端に低い
場合には、たとい分散機の条件を適当な範囲に設定した
としても大量に摩耗粉や破片が混入することになる。

即ち、分散を行なう場合に当っては、分散溶液の粘
度、分散条件および摩耗粉を除去する際の条件が、全
て、ある一定の範囲内にある場合に限って製造された電
子写真感光体が良好な特性を示すことになる。

本発明の電子写真感光体は、以下に示す条件下で含フ
ッ素樹脂粉体の分散を行なうことにより、前記灰分の量
を層を形成する全固形分重量の0.1重量％以下とし、本
発明の目的とする良好な特性を示す。

本発明において含フッ素樹脂粉体を分散する分散液の
粘度は、30〜1,000mPa.sec、特には100〜500mPa.secが
適当である。

また、ディスクの周速は3.7〜22m/sec、特には7.3〜1
5m/secが適当である。

さらに遠心分離機を用いて摩耗粉や破片を除去する場
合には、回転数が1,000〜7,000r.p.m、特には3,000〜6,
000r.p.mが適当である。

本発明の電子写真感光体は、導電性支持体上に感光層
を有する。感光層の形態は公知のいかなる形態を取って
いてもかまわないが、電荷発生層と電荷輸送層を積層し
た機能分離型の感光層が特に好ましい。

電荷発生層は、電荷発生物質を適当な溶剤中でバイン
ダー樹脂と共に分散した塗布液を、導電性支持体上に公
知の方法によって塗布することによって形成することが
できる。

その膜厚は、例えば５μｍ好ましくは0.1〜１μｍの
薄膜層とすることが望ましい。

電荷発生物質としては、ピリリウム、チアピリリウム
系染料、フタロシアニン系顔料、アントアントロン顔
料、ジベンズピレンキノン顔料、ピラントロン顔料、ア
ゾ系顔料、インジゴ顔料、キナクリドン系顔料、非対称
キノシアニン、キノシアニンなどが挙げられる。

この際用いられるバインダー樹脂は、広範な絶縁性樹
脂あるいは有機光導電性ポリマーから選択されるが、ポ
リビニルブチラール、ポリビニルベンザール、ポリアリ
レート、ポリカーボネート、ポリエステル、フェノキシ
樹脂、セルロース系樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン
などが好ましく、その使用量は電荷発生層中の含有率で
80重量％以下、好ましくは40重量％以下である。

また使用する溶剤は前記の樹脂を溶解し、後述の電荷
輸送層や下引層を溶解しないものから選択することが好
ましい。

具体的には、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン
などのエーテル類、シクロヘキサノン、メチルエチルケ
トンなどのケトン類、N,N−ジメチルホルムアミドなど
のアミド類、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル
類、トルエン、キシレン、クロロベンゼンなどの芳香族
類、メタノール、エタノール、２−プロパノールなどの
アルコール類、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロル
エチレン、四塩化炭素、トリクロルエチレンなどの脂肪
族ハロゲン化炭化水素類など挙げられる。

電荷輸送層は電荷発生層の上または下に積層され、電
界の存在下電荷発生層から電荷キャリアを受取り、これ
を輸送する機能を有している。

電荷輸送層は電荷輸送物質を必要に応じて適当なバイ
ンダー樹脂と共に溶剤中に溶解し塗布することによって
形成され、その膜厚は一般的には５〜40μｍであるが15
〜30μｍが好ましい。

電荷輸送物質は電子輸送性物質と正孔輸送性物質があ
り、電子輸送性物質としては、例えば2,4,7−トリニト
ロフルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロフルオレノ
ン、クロラニル、テトラシアノキノジメタンなどの電子
吸引性物質やこれら電子吸引性物質を高分子化したもの
などが挙げられる。

正孔輸送性物質としてはピレン、アントラセンなどの
多環芳香族化合物、カルバゾール系、インドール系、イ
ミダゾール系、オキサゾール系、チアゾール系、オキサ
ジアゾール系、ピラゾール系、ピラゾリン系、チアジア
ゾール系、トリアゾール系化合物などの複素環化合物、
ｐ−ジエチルアミノベンズアルデヒド−N,N−ジフェニ
ルヒドラゾン、N,N−ジフェニルヒドラジノ−３−メチ
リデン−９−エチルカルバゾールなどのヒドラゾン系化
合物、α−フェニル−４′−N,N−ジフェニルアミノス
チルベン、５−［４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）ベンジ
リデン］−5H−ジベンゾ［a,d］シクロヘプテンなどの
スチリル系化合物、ベンジジン系化合物、トリアリール
メタン系化合物、トリフェニルアミンあるいは、これら
の化合物から成る基を主鎖または側鎖に有するポリマー
（例えばポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルア
ントラセンなど）が挙げられる。

これらの有機電荷輸送物質の他にセレン、セレン−テ
ルル、アモルファスシリコン、硫化カドミウムなど無機
材料も用いることができる。

また、これらの電荷輸送物質は１種または２種以上組
合せて用いることができる。

電荷輸送物質が成膜性を有していないときには適当な
バインダーを用いることができる。具体的には、アクリ
ル樹脂、ポリアリレート、ポリエステル、ポリカーボネ
ート、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレンコポ
リマー、ポリアクリルアミド、ポリアミド、塩素化ゴム
などの絶縁性樹脂あるいはポリ−Ｎ−ビニルカルバゾー
ル、ポリビニルアントラセなどの有機光導電性ポリマー
などが挙げられる。

感光層が形成される導電性支持体としては、例えばア
ルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、チタン、
ニッケルなどが用いられる。

またこうして金属あるいは合金を、真空蒸着法によっ
て被膜形成したプラスチック（例えばポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタ
レート、アクリル樹脂など）や、導電性粒子（例えばカ
ーボンブラック、銀粒子など）を適当なバインダー樹脂
と共にプラスチックまたは前記導電性支持体上に被覆し
た支持体あるいは導電性粒子をプラスチックや紙に含浸
した支持体などを用いることができる。

導電性支持体と感光層の中間に、バリヤー機能と接着
機能をもつ下引層を設けることもできる。

下引層はカゼイン、ポリビニルアルコール、ニトロセ
ルロース、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン66、ナイ
ロン610、共重合ナイロン、アルコキシメチル化ナイロ
ンなど）、ポリウレタン、酸化アルミニウムなどによっ
て形成できる。

下引層の膜厚は５μｍ以下、好ましくは0.1〜３μｍ
が適当である。

本発明の別の具体例として、電荷発生物質と電荷輸送
物質を同一層に含有させた電子写真感光体を挙げること
ができる。この際、電荷輸送物質としてポリ−Ｎ−ビニ
ルカルバゾールとトリニトロフルオレノンからなる電荷
移動錯体を用いることもできる。

なお、感光層の上には保護層を設けることもできる。

この例の電子写真感光体は、電荷発生物質と電荷移動
錯体を適当な樹脂溶液中に分散させた液を塗布乾燥して
形成することができる。

本発明において、含フッ素樹脂粉体を分散させた層を
形成するためには、該層を形成する他の主要材料と共に
例えば、通常の塗工方法により形成することができる。

以下、実施例において本発明をさらに具体的に説明す
る。

［実施例］実施例１ 80φ×350mmのアルミニウムシリンダーを導電性支持
体とし、これにポリアミド（前出）の５％メタノール溶
液を浸漬塗布し、１μｍ厚の下引層を設けた。

次に、アルミニウムクロライドフタロシアニン１部、
ビスフェノールＺ型ポリカーボネート（三菱ガス化学
（株）製）10部、シクロヘキサノン45部、ジクロロメタ
ン15部を加えた混合液に、ポリ四フッ化エチレン粉体４
部を加え、この混合液を1mmφのガラスビーズをメディ
アとしたサンドミルに投入し、ディスク回転数を2,000
r.p.mで50時間分散し、回収した液に下記構造式のヒド
ラゾン化合物６部を溶解した。

このようにして調製した分散液を次に示す条件で遠心
分離機によりガラスビーズの摩耗粉の除去を行ない、そ
の後、各条件における固形分中の灰分の量を測定した。
結果を示す。

次に、試料液〜を前記下引層上に浸漬塗布し、19
μｍ厚の感光層を設けた。

こうして作成した電子写真感光体をそれぞれ試料液に
対応する順番に試料１〜７とする。

試料１〜７を、−5.5KVコロナ帯電、画像露光、乾式
トナー現像、普通紙への転写、ウレタンゴムブレードに
よるクリーニング工程を有する電子写真複写機に取り付
けて、23℃、55％RHにて50,000枚の耐久試験を行なっ
た。

結果を示す。

試料１〜４においては、ガラスビーズ摩耗粉、破片が
混入することによってピンホールおよび地カブリが生じ
たものと考えられ、遠心分離により、ガラスビーズ摩耗
粉、破片の混入量を0.1重量％以下におさえた試料５〜
７に関しては良好な結果が得られた。

比較のためにポリ四フッ化エチレンを用いず、他は全
く同様にして電子写真感光体を作成し、同様に試験を行
なったところ、摩耗量が６μｍ以上となり、明部電位お
よび中間調部分の電位上昇による地カブリを生じ、良好
な画像が得られなかった。

［発明の効果］本発明の電子写真感光体は、傷、摩耗などの機械的耐
久特性、環境変化による安定性などに優れ、電子写真特
性の劣化防止、安定性に顕著な効果を奏する。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性支持体上に感光層を有する電子写真
感光体において、該感光体の表面層がサンドミルにより
分散された固体潤滑剤としての含フッ素樹脂粉体を含有
しており、かつ、この層に含有される無機物灰分の量
が、層を形成する全固形分重量の0.1重量％以下である
ことを特徴とする電子写真感光体。
【請求項２】無機物灰分の量が遠心分離手段により0.1
重量％以下にされた請求項１記載の電子写真感光体。
【請求項３】導電性支持体上に感光層を有する電子写真
感光体の製造方法において、該感光体の表面層用の分散
液として、固体潤滑剤としての含フッ素樹脂粉体をサン
ドミルにより分散した分散液であり、かつ、無機物灰分
の量が分散液の全固形分重量の0.1重量％以下である分
散液を用いることを特徴とする電子写真感光体の製造方
法。
【請求項４】無機物灰分の量が遠心分離手段により0.1
重量％以下にされた請求項３記載の電子写真感光体の製
造方法。