JP2687532B2 - 電子写真感光体 - Google Patents

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に関する。

従来の技術 電子写真法に用いられる感光体は、基本構成として導
電性基板上に感光層を積層してなるが、近年、半導体レ
ーザなどの可干渉性光で感光層を露光し、記録するレー
ザープリンタなどの記録装置に適用できる電子写真感光
体についての要求が高まっている。

ところで、レーザー光は可干渉性単色光であるので、
感光層が複数構成よりなる積層構造の場合も含め、各層
の界面及び表面で、光が反射して干渉を起こし、光の縞
模様を形成するため、レーザー光によって形成された静
電潜像にも縞模様が生じ、したがって、現像されたトナ
ー像に、縞模様が形成されるという問題があった。この
問題を解決するために、基板表面に、例えば、黒色アル
マイト処理による光吸収層を設けたり（特開昭57−1658
45号公報）、１μｍ以下の電解着色陽極酸化アルミニウ
ム皮膜を設けたり（特開昭59−158号公報）、或いは、
染料や顔料を吸着させた陽極酸化アルミニウム皮膜を設
けたり（特開昭59−104651号公報）することが行われて
いる。

また、基板上に陽極酸化アルミニウム皮膜を形成する
場合には、例えば硫酸法による場合には、電解液を15〜
25℃の範囲に設定し、陽極酸化した後、流水洗浄によっ
て残存する電解液を除去する方法が一般的に採用されて
いる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来公知の電子写真感光体は、干
渉縞発生の問題も含めて、未だ十分なものではなかっ
た。すなわち、帯電電位が低くなったり、或いは帯電電
位の面内むらが生じ、コピー画像に黒化の不均一やホワ
イトスポットまたはブラックスポットなどの欠陥が発生
すると言う問題があった。

本発明は、従来の技術における上記の欠点を解消した
電子写真感光体を提供することを目的とするものであ
る。

すなわち、本発明の目的は、帯電電位が高く、すなわ
ち基板からのキャリア注入が少なく、レーザー光等の可
干渉性光によって、静電潜像に縞模様が生じることがな
く、均一性が良好で、ホワイトスポットまたはブラック
スポットなどの欠陥のない画像を得ることができる電子
写真感光体を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明者等は、感光体に使用されるアルミニウム基板
の陽極酸化処理について検討した結果、ある特定の電解
処理操作を行うことにより形成された陽極酸化アルミニ
ウム皮膜を有する基板を用いることによって、上記の目
的が達成されることを見出だし、本発明を完成するに至
った。

すなわち、本発明は、アルミニウム基板上に感光層を
形成してなる電子写真感光体において、アルミニウム基
板がその表面に陽極酸化アルミニウム皮膜を有し、その
陽極酸化アルミニウム皮膜が、硫酸水溶液からなる電解
液を用いて30℃以上の温度で陽極酸化した後、超音波洗
浄により水洗して形成されたものであることを特徴とす
る。

以下、本発明について詳記する。

本発明の電子写真感光体の構成を第１図に示す。図
中、１はアルミニウム基板であり、２は陽極酸化アルミ
ニウム皮膜であり、３は感光層である。

本発明の電子写真感光体を製造する場合、まず、アル
ミニウム基板を陽極酸化処理することによって、陽極酸
化アルミニウム皮膜を形成するが、陽極酸化は、30℃以
上の電解液温度によって行うことが必要であり、また、
形成された陽極酸化アルミニウム皮膜は、超音波洗浄に
より水洗することが必要である。

陽極酸化処理を、従来の技術におけるように15〜25℃
の電解液温度で実施すると、基板上に平滑で透明な陽極
酸化アルミニウム皮膜が形成されるが、本発明における
ように電解液の液温を30℃以上に保って陽極酸化を行う
と、陽極酸化アルミニウム皮膜の電解液による浸蝕速度
が増加するため、形成される陽極酸化アルミニウム皮膜
表面における荒れが増加する。この表面の荒れは、従来
技術において行われる陽極酸化処理後の流水洗浄によっ
ては見かけ上認められないが、超音波洗浄処理を施すこ
とにより明確化されてくる。すなわち、電解液により浸
蝕された部分が超音波によってさらに攻撃を受け、表面
の荒れが明確に現われ、アルミニウム基板上に表面凹凸
を有する白化した陽極酸化アルミニウム皮膜が形成され
る。なお、超音波処理は、陽極酸化処理と同時に実施し
てもよい。

次に陽極酸化アルミニウムの形成方法について具体的
に説明する。

まず、アルミニウム基板上に陽極酸化アルミニウム皮
膜を形成するに際しては、表面を切削仕上げし、所望の
形状に加工されたアルミニウム基板を、トリクロルエチ
レン、２−ブタノンなどの有機溶剤或いはフロン溶剤中
で超音波洗浄することにより洗浄、脱脂を行なう。

引き続いて、陽極酸化処理を施すが、陽極酸化処理
は、ステンレス鋼或いは硬質ガラス、プラスチックなど
で作成された電解槽中に、電解液を所定液面まで満た
し、上記前処理したアルミニウム基板を陽極として浸漬
することによって行う。電解液としては、アルマイトの
浸蝕性の強い硫酸水溶液を用いる。陰極としては、ステ
ンレス鋼板、銅板、カーボン板、鉛板、アルミニウム板
等が好ましく、陰極を上記アルミニウム基板とある一定
の電極間距離を隔てて対向させる。その際の電極間距離
は0.1〜100cmの範囲で適宜設定される。電源装置を用意
し、電解質溶液中の陽極、陰極両電極間に通電すること
により、陽極アルミニウム基板上に陽極酸化アルミニウ
ム皮膜が形成される。

陽極酸化実施時の電流密度は、用いる電解液により異
なるが、通常0.0001〜10A/cm²であり、陽極酸化電圧は
通常１〜1000Vの範囲である。また、電解液の液温は、3
0〜100℃の範囲に設定される。陽酸化時間は、陽極酸化
アルミニウム皮膜の膜厚が３〜20μｍになるように適宜
決定される。

より具体的には、電解液として、硫酸水溶液を用いる
硫酸アルマイト法により、10〜20重量％の硫酸水溶液を
用い、電流密度を直流0.1〜3A/dm²、電圧５〜30V、電解
液液温30〜50℃の範囲に設定することが特に好ましい。
陽極酸化処理時間は、所望の膜厚により決定されるが、
通常１分〜２時間の間である。

本発明において、陽極酸化アルミニウム皮膜の膜厚
は、0.05〜20μｍであることが必要である。陽極酸化ア
ルミニウム皮膜の膜厚が0.05μｍよりも薄くなると、ア
ルミニウム基板全面に均一な陽極酸化アルミニウム皮膜
が形成されず、帯電性、即ちキャリアブロッキング性の
場所によるむらが発生してしまう。一方、膜厚が20μｍ
よりも厚くなると、アルミニウム基板の抵抗が高くなり
過ぎるため、感光体の残留電位が高くなり、画質にかぶ
りを生じると言う問題が発生する。

陽極酸化アルミニウム皮膜は、続いて洗浄処理により
表面に残存する電解液を除去する。本発明において、洗
浄処理は、アルミニウム基板を水槽中に浸漬し、超音波
洗浄機によって超音波処理を加えることによって行われ
る。なお、電解液除去効率を高めるために、超音波処理
の前後に流水により表面洗浄を行ってもよい。

超音波処理の時間は、形成される表面状態にも依存す
るが、10秒ないし１時間の範囲で設定される。また、表
面粗さは0.05〜２μｍの範囲になるように処理するのが
好ましい。

上記のようにして形成された陽極酸化アルミニウム皮
膜上に感光層が形成される。本発明において、感光層は
単層構造であっても、電荷発生層と電荷輸送層とに機能
分離された積層構造であってもよい。また、積層構造の
場合、電荷発生層が電荷輸送層の上に形成されていても
よく、またその逆であってもよい。

電荷発生層は、電荷発生材料と結着樹脂とより構成さ
れる。電荷発生材料としては、例えば、ペリレン顔料、
ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、多環縮合環系顔料、フ
タロシアニン顔料、チアピリリウム顔料、スクエアリウ
ム顔料、ピリリウム塩顔料、三方晶系セレンなどがあげ
られる。

また、結着樹脂としては、疎水性で電気絶縁性のフィ
ルム形成性高分子重合体を用いるのが好ましい。このよ
うな高分子重合体としては、例えば次のものをあげるこ
とができる。ポリカーボネート、ポリエステル、メタク
リル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレ
ン、ポリビニルアセテート、スチレン−ブタジエン共重
合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩
化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニ
ル−無水マレイン酸共重合体、シリコン樹脂、シリコン
−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹
脂、スチレン−アルキッド樹脂、ポリ−Ｎ−ビニルカル
バゾール。

これらの結着樹脂は、単独或いは２種以上混合して用
いることができる。

電荷発生材料と結着樹脂との配合比（重量比）は、1
0:1〜1:10の範囲が好ましい。また、電荷発生層の厚み
は、一般には0.01〜５μｍ、好ましくは0.05〜2.0μｍ
の範囲に設定される。

電荷輸送層は、電荷輸送材料を適当な結着樹脂中に含
有させて形成される。電荷輸送材料としては、例えば、
2,5−ビス（ｐ−ジエチルアミノフェニル）−1,3,4−オ
キサジアゾール等のオキサジアゾール誘導体、1,3,5−
トリフェニルピラゾリン、１−［ピリジル−（２）］−
３−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）−５−（ｐ−ジエ
チルアミノフェニル）ピラゾリン等のピラゾリン誘導
体、トリフェニルアミン、ジベンジルアニリン等の芳香
族第３級アミノ化合物、N,N′−ビス−（３−メチルフ
ェニル）−［1,1′−ビフェニル］−4,4′−ジアミン等
の芳香族第３級ジアミノ化合物、３−（４′−ジメチル
アミノフェニル）−5,6−ジ−（４′−メトキシフェニ
ル）−1,2,4−トリアジン等の1,2,4−トリアジン誘導
体、４−ジエチルアミノベンズアルデヒド−1,1′−ジ
フェニルヒドラゾン等のヒドラゾン誘導体、２−フェニ
ル−４−スチリルキナゾリン等のキナゾリン誘導体、６
−ヒドロキシ−2,3−ジ（ｐ−メトキシフェニル）ベン
ゾフラン等のベンゾフラン誘導体、ｐ−（2,2−ジフェ
ニルビニル）−N,N−ジフェニルアニリン等のα−スチ
ルベン誘導体、エナミン誘導体、Ｎ−エチルカルバゾー
ル等のカルバゾール誘導体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾ
ール及びその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグ
ルタメート及びその誘導体、更にはピレン、ポリビニル
ピレン、ポリビニルアントラセン、ポリビニルアクリジ
ン、ポリ−９−ビフェニルアントラセン、ピレン−ホル
ムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾール−ホルムアルデ
ヒド樹脂などの公知の電荷輸送材料を用いることができ
る。又、これらの電荷輸送材料は単独或いは２種類以上
混合して用いることができる。

更に結着樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリ
エステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、塩化ビ
ニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポ
リビニルアセタール樹脂、スチレン−ブタジエン共重合
体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化
ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル
−無水マレイン酸共重合体、シリコン樹脂、シリコン−
アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、
スチレンアルキッド樹脂、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾー
ル等の公知の樹脂を用いることができる。又、これらの
結着樹脂は単独或いは２種類以上混合して用いることが
できる。

電荷輸送材料と結着樹脂との配合比は、10:1〜1:5
（重量比）が好ましい。また、電荷輸送層の膜厚は、一
般には５〜50μｍ、好ましくは10〜30μｍの範囲に設定
される。

また、必要に応じて、接着性向上等の目的で、アルミ
ニウム基材と感光層との間に下引き層を設けることも可
能である。下引き層の形成には、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド
樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイ
ミド樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアセタール
樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルア
ルコール、水溶性ポリエステル樹脂、ニトロセルロー
ス、カゼイン、ゼラチンなどの公知の樹脂を用いること
ができる。また、下引き層の膜厚は0.01〜10μｍ、好ま
しくは0.05〜２μｍが適当である。

また、場合によっては、感光体の耐久性向上の目的
で、最上層に保護層を設けてもよい。保護層は、導電性
材料を適当な結着樹脂中に含有させて形成される。導電
性材料としてはN,N′−ジメチルフェロセン等のメタロ
セン化合物、N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス（３−メ
チルフェニル−［1,1′−フェニル］−4,4′−ジアミン
等の芳香族アミノ化合物、酸化アンチモン、酸化錫、酸
化チタン、酸化インジウム、酸化錫−酸化アンチモン等
の金属酸化物等の材料を用いることができる。又、この
保護層に用いる結着樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポ
リウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルケト
ン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリルアミド樹脂な
どの公知の樹脂を用いることができる。

保護層はその電気抵抗が10⁹〜10¹⁴Ω・cm以上になる
ように構成するのが好ましい。電気抵抗が10¹⁴Ω・cmよ
り高くなると、残留電位が上昇し、カブリの多い被写物
になってしまい、10⁹より低くなると、画像のぼけ、解
像力の低下が生じてしまう。また保護層は像露光に用い
られる光の透過を実質上妨げないように構成されなけれ
ばならない。保護層の膜厚は0.5〜20μｍ、好ましくは
１〜10μｍの範囲に設定される。

実施例 以下、実施例によって本発明を説明する。

実施例１ トリクロルエチレンで超音波洗浄した84mmφの表面仕
上げアルミニウムパイプ（JIS1080）を陽極とし、液温3
5℃で濃度15重量％の硫酸水溶液中に浸漬し、0.7A/dm²
の直流（10V）を加え、20分間通電することにより、膜
厚4.5μｍの陽極酸化アルミニウム皮膜を形成した。処
理されたアルミニウムパイプを取り出し、純水で洗浄し
た後、水槽中で10分間超音波洗浄を行い、80℃で20分間
乾燥を行った。得られたアルミニウムパイプの表面は、
白色で、表面粗さ（ＲZ）は約0.4μｍであった。

次に、ポリビニルブチラール樹脂（エレックスBM−
１、積水化学（株）製）３重量部をｎ−ブチルアルコー
ル300重量部に溶解した溶液に、ヒドロキシスクエアリ
ウム７重量部を加え、ペイントシェーカーによって60分
間分散処理を行い、電荷発生層用塗布液を得た。この塗
布液を上記の陽極酸化アルミニウム皮膜を有するアルミ
ニウムパイプ上に浸漬塗布法によって塗布し、120℃で1
0分間乾燥を行い、膜厚0.1μｍの電荷発生層を形成し
た。

更に、N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス（３−メチル
フェニル）−［1,1′−ビスフェニル）−4,4′−ジアミ
ン４重量部、ビスフェノールＺポリカーボネート６重量
部をモノクロロベンゼン33重量部に溶解して、電荷輸送
層形成用塗布液を得た。この塗布液を用い、上記のよう
にして形成された電荷発生層の上に浸漬塗布法によって
塗布し、110℃で60分間乾燥して、膜厚20μｍの電荷輸
送層を形成した。

このようにして作製された電子写真感光体を、780nm
の波長の半導体レーザーを取り付けた電子写真複写機
（FX2700改造機、富士ゼロックス（株）製）に装着し、
その帯電電位と画質を調べた。結果を下記第１表に示
す。

比較例１〜４ 実施例１において、電解液の液温を20℃とし、0.7A/d
m²の直流（10V）を加えて陽極酸化を行い、膜厚５μｍ
の酸化アルミニウム皮膜（表面粗さＲZ:0.05μｍ）を形
成し、また、洗浄処理を流水洗浄のみとした以外は、実
施例１と同様に処理して電子写真感光体を作製した。
（比較例１） 実施例１において、電解液の液温を35℃に保持して陽
極酸化を行い、膜厚4.6μｍの酸化アルミニウム皮膜
（表面粗さＲZ:0.08μｍ）を形成し、また、洗浄処理を
流水洗浄のみとした以外は、実施例１と同様に処理して
電子写真感光体を作製した。（比較例２） 実施例１において、電解液の液温を20℃に変更して、
膜厚５μｍの酸化アルミニウム皮膜を形成した以外は、
同様に陽極酸化処理及び超音波洗浄処理を行い（表面粗
さＲZ:0.12μｍ）、電子写真感光体を作製した。（比較
例３） 陽極酸化処理を施していないアルミニウムパイプ（表
面粗さＲZ:0.03μｍ）を用いて、実施例１におけると同
様に感光層を形成し、電子写真感光体を作製した。（比
較例４） これらの電子写真感光体について、実施例１における
と同様にして帯電電位と画質を調べた。結果を下記第１
表に示す。

発明の効果 本発明の電子写真感光体は、上記のように30℃以上の
硫酸水溶液からなる電解液を用いて陽極酸化した後、超
音波洗浄により水洗して形成された陽極酸化アルミニウ
ム皮膜を有するアルミニウム基体を用いたから、可干渉
光によって干渉縞を生じることがない。また、帯電性が
高く、帯電電位のむらが少ない。したがって、本発明の
電子写真感光体によれば、干渉縞の発生に基づく像の不
均一性、ホワイトスポット或いはブラックスポットなど
の欠陥の発生がなく、良好な画質の画像が形成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電子写真感光体の構成を説明するた
めの模式的断面図である。 １……アルミニウム基板、２……陽極酸化アルミニウム
皮膜、３……感光層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹本 誠 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼ ロックス株式会社竹松事業所内 (72)発明者 坂口 泰生 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼ ロックス株式会社竹松事業所内 (56)参考文献 特開 昭63−286858（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルミニウム基板上に感光層を形成してな
   る電子写真感光体において、該アルミニウム基板がその
   表面に陽極酸化アルミニウム皮膜を有し、該陽極酸化ア
   ルミニウム皮膜が、硫酸水溶液からなる電解液を用いて
   30℃以上の温度で陽極酸化した後、超音波洗浄により水
   洗して形成されたものであることを特徴とする電子写真
   感光体。
2. 【請求項２】陽極酸化アルミニウム皮膜の膜厚が0.05〜
   20μｍである特許請求の範囲第１項に記載の電子写真感
   光体。