JP3294935B2 - 電子写真感光体及び電子写真装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真感光体及びそれ
を有する電子写真装置、特には表面保護層を持つ電子写
真感光体及びそれを有する電子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真感光体には運用される電子写真
プロセスに応じた所要の感度、電気特性及び光学特性を
備えていることが要求されるが、更に、繰り返し使用さ
れる感光体にあっては、感光体の表面層、すなわち支持
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あるいは、
機械的外力が直接に加えられるために、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
耗やキズの発生、また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
層へのトナー付着という問題もあり、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。

【０００３】上記のような表面層に要求される特性を満
たすために、樹脂を主成分とする表面保護層を設ける試
みがなされている。例えば特開昭５７−２０７２５８号
公報、特開昭５３−１０３７４１号公報などに提案され
ているように硬化型樹脂を主成分とする保護層を用い、
硬度及び耐摩耗性の向上がはかられている。しかしなが
ら、これら硬化型の樹脂を表面保護層として用いた場
合、特に下層となる感光層が、これも樹脂を主成分とす
る有機感光体の場合には、硬化性樹脂の硬化時の収縮に
よって保護層または感光層にキレツが入りやすいという
問題があった。また感光体の保護層に要求される特性は
高い硬度、耐摩耗性などの表面物性の他に、保護層自体
の抵抗コントロールが重要な課題となる。すなわち保護
層の抵抗が高過ぎる場合には帯電一露光を繰り返す電子
写真プロセスにおいて、保護層自体に電荷が蓄積してい
く、いわゆる残留電位の増加が起こり、そのため感光体
の繰り返し使用時に電位が安定しないため、画像も不安
定になる。また該抵抗が低過ぎる場合には静電潜像が保
護層中を面方向に流れて、画像がにじむ、ぼけるなどの
問題が発生し、いまだに有機感光体において、これらの
樹脂を用いた保護層の実用化を妨げていた。

【０００４】これらの問題を解決するために、例えば特
開昭５７−３０８４３号公報に提案されているように、
導電性微粒子として金属酸化物を添加して抵抗を制御し
た保護層や、導電性ポリマーを用いた保護層などが提案
されているが、従来用いられていた方法では金属酸化物
微粒子を均一に分散することは困難であり、所望の抵抗
に制御することが難しいことや、導電性ポリマーの溶解
性などの問題によりいまだ保護層として満足できる電子
写真特性を示すものが得られていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前述の要求に
答える電子写真感光体を提供しようとするものである。
すなわち、本発明の目的は、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、安定した電子写真特性
を示す電子写真感光体及びそれを有する電子写真装置を
提供することにある。本発明の別の目的は、摺擦による
表面の摩耗やキズの発生などに対して耐久性を有する電
子写真感光体及びそれを有する電子写真装置を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的に従って、本
発明者らが鋭意検討を重ねた結果、表面保護層に特定の
樹脂を含有する調合液を用いて表面保護層を形成するこ
とにより電子写真特性に優れ、高硬度で耐久性に優れた
電子写真感光体を発明し、前述の要求に答える電子写真
感光体を提供することができた。

【０００７】すなわち、本発明は、導電性支持体上に感
光層及び表面保護層を有する電子写真感光体において、
該表面保護層が下記構造式

【０００８】

【化２】 で示され、１×１０ ⁴ 〜１×１０ ⁷ の重量平均分子量を有
するポリアニリンを溶剤に溶解した溶液にシュウ酸を添
加した調合液を塗布し、乾燥することによって得られた
層であることを特徴とする電子写真感光体、及びそれを
有する電子写真装置である。

【０００９】以下に本発明の内容を詳細に記す。

【００１０】本発明の電子写真感光体は導電性支持体上
に感光層と表面保護層をこの順に有する電子写真感光体
であり、以下にまず表面保護層について説明する。

【００１１】本発明で用いるポリアニリンは、アニリン
の化学酸化重合により合成することが可能で、下記構造
式で示されるようにｐ−フェニレンジアミン構造の重合
体であるので、分子鎖間の水素結合を弱めるため可溶性
になると考えられる。

【００１２】

【化３】 またポリアニリンはドーピングにより高い導電性を持つ
ことが知られており、これは、ポリアニリン中のｐ−フ
ェニレンジアミン構造にシュウ酸を酸化ドーピングする
ことにより得られると考えられる。この場合のポリアニ
リンの構造は、ポリアニリンの合成条件や、ドーピング
による酸化・還元反応、酸・塩基反応により様々な構造
を示すが、本発明で用いるポリアニリンは前記構造式に
より示される。本発明に用いるポリアニリンの分子量
は、保護層としての強度や有機溶剤に対する溶解性を考
慮して、重量平均分子量が１×１０⁴〜１×１０⁷ であ
る。これらのポリアニリンは単独で使用してもよく、又
は他のポリイミド樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、
ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビニルアセ
タール樹脂などの市販の樹脂と混合して用いてもよい。
本発明において表面保護層の体積抵抗としては、１０⁸
〜１０¹⁵Ωｃｍ、好ましくは１０¹⁰〜１０¹³Ωｃｍであ
り、抵抗が低過ぎると高湿下において画像流れが発生
し、また、抵抗が高過ぎると繰り返し電子写真プロセス
において残留電位の上昇が発生する。表面保護層の抵抗
の制御は、ポリアニリンに添加するドーパントの種類、
添加量、あるいは混合させる他のポリマーとの比率など
により決定される。本発明において表面保護層の膜厚は
特に制限はないが、表面保護層の強度、光の透過性など
を考慮して０．５μｍ〜１０μｍ、好ましくは、１μｍ
〜７μｍである。表面保護層は、ポリアニリンをＴＨ
Ｆ、トルエン、ジオキサン、ＭＥＫ、アセトニトリル、
ピリジン、ＤＭＦ、ＤＭＡｃ、ＤＭＳＯ、ＮＭＰなどの
溶剤に溶解し、この溶液をディッピング、スプレーなど
により塗布、乾燥して形成される。

【００１３】本発明の電子写真感光体の感光層の構成
は、電荷発生物質と電荷移動物質双方を含有する単層
型、あるいは電荷輸送層と電荷発生層が導電性支持体上
に積層されてなる積層型のいずれも用いられる。

【００１４】以下に積層型の感光体について述べる。

【００１５】積層型の感光層の構成としては、導電性支
持体上に電荷発生層、電荷輸送層の順に積層したもの
と、導電性支持体、電荷輸送層、電荷発生層の順に積層
したものがある。

【００１６】本発明で用いる支持体は導電性を有するも
のであれば、いずれのものでもよく、例えばアルミニウ
ム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛、ステンレスなどの金
属をドラムまたはシート状に成型したもの、アルミニウ
ムや銅などの金属箔をプラスチックフィルムにラミネー
トしたもの、アルミニウム、酸化インジウム、酸化スズ
などをプラスチックフィルムに蒸着したもの、導電性物
質を単独またはバインダー樹脂とともに塗布して導電層
を設けた金属、プラスチックフィルム、紙などが挙げら
れる。

【００１７】積層型感光体の電荷輸送層は、主鎖または
側鎖にビフェニレン、アントラセン、ピレン、フェナン
トレンなどの構造を有する多環芳香族化合物、インドー
ル、カルパゾール、オキサジアゾール、ピラゾリンなど
の含窒素環化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物
などの電荷輸送物質をバインダー樹脂に溶解させた塗布
液を用いて形成される。このようなバインダー樹脂とし
てはポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、
ポリメタクリル酸エステルなどが挙げられる。電荷輸送
層の厚さは通常５〜４０μｍ、好ましくは１０〜３０μ
ｍである。

【００１８】積層型感光体の電荷発生層はスーダンレッ
ド、ダイアンプルーなどのアゾ顔料、ピレンキノン、ア
ントアントロンなどのキノン顔料、キノシアニン顔料、
ペリレン顔料、インジゴ、チオインジゴなどのインジゴ
顔料、フタロシアニン顔料などの電荷発生物質をポリビ
ニルブチラール、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アク
リル樹脂などのバインダー樹脂に分散させて、この分散
液を塗布するか、前記顔料を真空蒸着することによって
形成する。このような電荷発生層の膜厚は、通常５μｍ
以下、好ましくは０．０５〜３μｍである。

【００１９】本発明においては、導電層と感光層の間、
あるいは、感光層と表面保護層の間にバリアー機能と接
着機能をもつ中間層を設けることもできる。中間層はカ
ゼイン、ポリビニルアルコール、ニトロセルロース、エ
チレンーアクリル酸コポリマー、アルコール可溶性ポリ
アミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネー
ト、ゼラチンなどによって形成する。中間層の膜厚は
０．１〜３μｍが適当である。

【００２０】図１に本発明の電子写真感光体を用いた転
写式電子写真装置の概略構成例を示した。

【００２１】図において、１は像担持体としての本発明
のドラム型感光体であり軸１ａを中心に矢印方向に所定
の周速度で回転駆動される。該感光体１はその回転過程
で帯電手段２によりその周面に所定電位の均一帯電を受
け、次いで露光部３にて不図示の像露光手段により光像
露光Ｌ（スリット露光・レーザービーム走査露光など）
を受ける。これにより感光体周面に露光像に対応した静
電潜像が順次形成されていく。

【００２２】その静電潜像はついで現像手段４でトナー
現像されそのトナー現像像が転写手段５により不図示の
給紙部から感光体１と転写手段５との間に感光体１の回
転と同期取り出されて給紙された転写材Ｐの面に順次転
写されていく。

【００２３】像転写を受けた転写材Ｐは感光体面から分
離されて像定着手段８へ導入されて像定着を受けて複写
物（コピー）として機外ヘプリントアウトされる。

【００２４】像転写後の感光体１の表面はクリーニング
手段６にて転写残りトナーの除去を受けて清浄面化さ
れ、更に前露光手段７により除電処理されて繰り返して
像形成に使用される。

【００２５】感光体１の均一帯電手段２としてはコロナ
帯電装置や接触帯電装置が使用されている。また転写装
置５としてはコロナ転写手段や接触帯電手段が使用され
ている。電子写真装置として、上述の感光体や現像手
段、クリーニング手段などの構成要素のうち、複数のも
のを装置ユニットとして一体に結合して構成し、このユ
ニットを装置本体に対して着脱自在に構成してもよい。
例えば、感光体１とクリーニング手段６とを一体化して
一つの装置ユニットとし、装置本体のレールなどの案内
手段を用いて着脱自在の構成にしてもよい。このとき、
上記の装置ユニットの方に帯電手段および／または現像
手段を伴って構成してもよい。

【００２６】光像露光Ｌは、電子写真装置を複写機やプ
リンターとして使用する場合には、原稿からの反射光や
透過光、あるいは原稿を読取り信号化し、この信号に基
いてレーザビームを走査したり、ＬＥＤアレイを駆動し
たり、または液晶シャッターアレイを駆動することなど
により行われる。

【００２７】本発明の電子写真装置をファクシミリのプ
リンターとして使用する場合には、光像露光Ｌは受信デ
ータをプリントするための露光になる。図２はこの場合
の１例をブロック図で示したものである。

【００２８】コントローラｌｌは画像読取部１０とプリ
ンター１９を制御する。コントローラ１１の全体はＣＰ
Ｕ１７により制御されている。画像読取部１０からの読
取データは、送信回路１３を通して相手局に送信され
る。相手局から受けたデータは受信回路１２を通してプ
リンター１９に送られる。画像メモリ１６には所定の画
像データが記憶される。プリンタコントローラ１８はプ
リンター１９を制御している。１４は電話である。

【００２９】回線１５から受信された画像情報（回線を
介して接続されたリモート端末からの画像情報）は、受
信回路１２で復調された後、ＣＰＵ１７で復号処理が行
われ、順次画像メモリ１６に格納される。そして、少な
くとも１ページの画像情報がメモリ１６に格納される
と、そのページの画像記録を行なう。ＣＰＵ１７は、メ
モリ１６より１ページの画像情報を読み出し、プリンタ
コントローラ１８に復号化された１ページの画像情報を
送出する。プリンタコントローラ１８は、ＣＰＵ１７か
らの１ページの画像情報を受け取るとそのページの画像
情報記録を行なうべく、プリンター１９を制御する。

【００３０】尚、ＣＰＵ１７は、プリンター１９による
記録中に、次のページの受信を行なっている。

【００３１】以上の様にして、画像の受信と記録が行な
われる。

【００３２】本発明の電子写真感光体は電子写真複写機
に利用するのみならず、レーザビームプリンター、ＣＲ
Ｔプリンター、ＬＥＤプリンター、液晶プリンター、レ
ーザ製版など電子写真応用分野にも広く用いることがで
きる。

【００３３】

【実施例】以下に、具体的実施例を挙げて、本発明をさ
らに詳しく説明する。実施例中、部は重量部を示す。 実施例１ アルミシリンダー（φ３０ｍｍ×２６０ｍｍ）上に、ア
ルコール可溶性ポリアミド樹脂（アミランＣＭ−８００
０、東レ（株）製）１０部及びメトキシメチル化６ナイ
ロン樹脂（トレジンＥＦ−３０Ｔ、帝国科学（株）製）
３０部を、メタノール１５０部及びブタノール１５０部
の混合溶媒中に溶解した調合液を浸漬塗布し、９０℃で
１０分間乾燥させて、膜厚１μｍの下引層を形成した。

【００３４】次に、下記構造式で示されるジスアゾ顔料

【００３５】

【化４】 ４部、プチラール樹脂（エスレックＢＬ−Ｓ、積水化学
（株）製）２部及びシクロヘキサノン１００部をサンド
ミル装置にて４８時間分散した後、テトラヒドロフラン
（ＴＨＦ）１００部を加えて電荷発生層用の分散液を調
合した。この分散液を前記下引層上に浸漬塗布し、８０
℃で１５分間乾燥させて、膜厚０．１５μｍの電荷発生
層を形成した。

【００３６】次に、下記構造式

【００３７】

【化５】 で示されるスチリル化合物１０部及びポリカーボネート
樹脂（ユーピロンＺ−２００、三菱ガス化学（株）製）
１０部をジクロルメタン２０部及びモノクロルベンセン
６０部の混合溶媒中に溶解し、この溶液を前記の電荷発
生層上に浸漬塗布し、１２０℃で６０分間乾燥させて、
膜厚１８μｍの電荷輸送層を形成した。

【００３８】次に、下記構造式

【００３９】

【化６】 で示されるポリアニリン（重量平均分子量２０，００
０）５部をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）９５
部に溶解し、１ｍｏｌ／ｌシュウ酸（ＮＭＰ溶液）１部
を添加して表面保護層用の調合液を作成した。この調合
液を用いて前記電荷輸送層上にスプレー塗布し、１４０
℃で１時間乾燥させて、膜厚５μｍの表面保護層を形成
し、感光体を得た。

【００４０】このようにして作成した電子写真感光体を
帯電−露光−現像−転写−クリーニングのプロセスを
１．５秒サイクルで繰り返す複写機に取り付け、電子写
真特性の評価を行った後、１００００枚の繰り返し画像
評価を行った。その結果、比較例１に示す表面保護層な
しの感光体と比較して、感度及び残留電位はほぼ同等で
あり、ムラや黒ポチのない画像を得ることができた。し
かも１００００回の繰り返し画像出しにおいても安定し
た画像を保つことができた。その結果を表１に示す。暗
部電位はコロナ放電電圧−５ｋＶで放電したときの感光
体の表面電位であり、その値が大きいほど帯電能が良い
ことを示す。また、感度は表面電位が６５０Ｖから１５
０Ｖに減衰させるのに必要な露光量で示す。 実施例２ 実施例１と同様の方法で電荷輸送層までを形成した。

【００４１】次に、実施例１で用いたポリアニリン２部
及びポリエーテルイミド樹脂（ＵＬＴＥＭ１０００、エ
ンジニアリングプラスチックス（株）製）３部をＮＭＰ
９５部に溶解し、ｌｍｏｌ／１シュウ酸（ＮＭＰ溶液）
１部を添加して表面保護層用の調合液を作成した。この
調合液を前記電荷輸送層上にスプレー塗工し、１４０℃
で１時間乾燥させて、膜厚３μｍの保護層を形成し、感
光体を得た。 比較例１ 実施例１において表面保護層を無しとした以外は実施例
１と同様にして感光体を作成し、同様の評価を行った。
その結果、表１に示すように初期の電子写真特性は良好
であったが、耐久を行ったところ帯電能が低下し、５０
００枚付近から良好な画像が得られなくなった。 比較例２ 実施例１において表面保護層用のバインダー樹脂として
ポリエーテルイミド樹脂を用い、シュウ酸を用いず、表
面保護層の膜厚を１．５μｍにした以外は実施例１と同
様にして感光体を作成し、評価を行った。その結果、残
留電位が高く、画像において地汚れが発生した。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【発明の効果】本発明の電子写真感光体は、感光層上に
特定の樹脂を含有する調合液を用いて形成された表面保
護層を持つものであり、本発明により高硬度で耐久特性
に優れ、残留電位の低い安定した電子写真特性を示す感
光体及びそれを有する電子写真装置が得られた。その結
果、カブリ、黒ポチなどの画像欠陥がなく、耐久特性、
画像安定性において優れた電子写真感光体及びそれを有
する電子写真装置を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の転写式電子写真装置の概略構成図であ
る。

【図２】電子写真装置をプリンターとして使用したファ
クシミリのブロック図である。

【符号の説明】

１ 感光体 ２ 帯電手段 ３ 露光部 ４ 現像手段 ５ 転写手段 ６ クリーニング手段 ７ 前露光手段 ８ 像定着手段

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 5/147 502

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性支持体上に感光層及び表面保護層
   を有する電子写真感光体において、該表面保護層が下記
   構造式 【化１】 で示され、１×１０ ⁴ 〜１×１０ ⁷ の重量平均分子量を有
   するポリアニリンを溶剤に溶解した溶液にシュウ酸を添
   加した調合液を塗布し、乾燥することによって得られた
   層であることを特徴とする電子写真感光体。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電子写真感光体を有する
   ことを特徴とする電子写真装置。