JPH01150150A - 電子写真感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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もので、さらに詳し
くは有機光感光体を用いた電子写真感光体のアンダーコ
ート層に関するものである。

従来の技術 電子写真感光体の基本的な構成は、支持体上に感光層を
有するもので、支持体としては、従来よりアルミニウム
、銅、亜鉛、錫、ステンレス、真ちゅう、クロムなどの
金属、導電性を存する紙。

プラスチック等が用いられており、支持体の形状として
シート状より円筒状が多いのは、継ぎ目がないために、
電子写真プロセスの帯電、露光、現像、定着、除電の連
続的な繰り返し適用に有利であるからである。

また、ポリビニールカルバゾール、オキサジアゾール、
フタロシアニン等の有機光感光体は、セレン、硫化カド
ミニウムなどの無機光感光体に比べて、無公害で量産性
に優れているが、感度が低いために実用化が困難であっ
た。そこで、いくつかの増感方法が提案されているが、
最も効果的な方法として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にすることが知られている。

電荷発生層は、露光量の大部分が電荷発生層で吸収され
て多くのキャリアが生成すること、発生したキャリアを
再結合や捕獲されることなく、電荷輸送層に注入させる
必要があるために薄膜が望ましい。

ところで、電荷発生層を支持体上に直接形成するよりも
、支持体上に樹脂層を設けた後、電荷発生層を形成する
のが一般的である。この樹脂層は、アンダーコート層ま
たは中間層と呼ばれ、電子写真特性、繰り返し安定性の
向上、すなわち、支持体と感光層の接着性向上、支持体
の保護、支持体上の傷、欠陥の被覆、支持体から感光層
への電荷注入防止などのために設けられている。このア
ンダーコート層としては、この上に形成する塗液の溶剤
に侵されない必要があり、ポリビニルアルコール、エチ
ルセルロース、カゼイン、ゼラチン。

でんぷん、ポリアミド等の親水性樹脂が知られている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、アンダーコート層に要求される特性とし
ては、電子写真特性に悪影響を及ぼさないことが重要で
、電気抵抗が低いことが必要である。電気抵抗が高いと
、帯電電位が残留電位として残り画像にかぶりを生じる
。また、電気抵抗が使用環境の変化、特に湿度変化によ
って影響を受けないことも大切である。たとえば、ポリ
アミドをアンダーコート層に用いた場合、冬場のｌθ℃
／２０％の低湿度下で、電気抵抗が上昇すると、かぶり
を生じることになる。一方、逆に、ポリビニルアルコー
ルをアンダーコート層に用いた場合、梅雨基の３０℃７
８０％の高湿度下で電気抵抗が低下すると、支持体から
の電荷注入が生じやす（なり、通常の現像方式の場合に
は、画像上ベタ黒で白ポチとなって現われ、反転現像方
式の場合には、画像上ベタ白で黒ポチとなって現れるた
めに大きな問題である。

そこで、湿度依存性の少ないアンダーコート層として、
ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノ
ール樹脂等の熱硬化性樹脂を用いる方法も提案されてい
るが、膜厚が１いと支持体上の傷、欠陥の被覆、支持体
から感光層への電荷注入防止性に欠け、前記問題点を十
分満足する膜厚にすると、電気抵抗が高くなり、帯電電
位が残留電位として残る欠点が生じることになる。

したがって、湿度依存性がなく、膜厚を厚くしても電気
抵抗が高くならない導電性材料を含有するアンダーコー
ト層が望ましい。

ところで、導電性材料として用いられているのは、水溶
性カオチン樹脂、水溶性アニオン樹脂などの高分子電解
質を導電性材料として用いる方法（たとえば特公昭５８
−１７７２号公報）、金属蒸着膜、金属メツキ、金属箔
を巻きつける方法（たとえば特開昭５５−１２４１５２
号公報）、ニッケル、銅、銀、アルミニウム等の金属粉
体（たとえば特開昭５６−１５８３３９号公報）、ＡＪ
、ＡｎをドープしたＺｎＯ，ＴａをドープしたＴ　ｉ　
０２　、Ｓ　ｂ、　Ｎ　ｂをドープしたＳ　ｎ　Ｏ２等
、ＺｎＯ、ＴｉＯ，ＴｉＯ２，５ｎ０２　、ＡＪ２０ａ
　。

ｌ　ｎ２　ｏ、　、Ｓ　ｉ０２１Ｍ　ｇ　Ｏ等、あるい
はこれらの複合金属酸化物（たとえば特開昭５５−１４
６４５３号公報、特開昭５９−８４２５７号公報）等が
提案されている。

水溶性カチオン樹脂、水溶性アニオン樹脂などの高分子
電解質を導電性材料として用いる方法の場合、導電性が
イオン伝導であるために、外部湿度の影響を受けやすく
、導電性が湿度変化によって大きく変化し、結果として
安定した特性が得られないという欠点を有している。

金属蒸着膜をつける場合、バッチ方式になる上、支持体
からのガスの発生、ピンホールのない膜厚を得るには長
時間を要するなどの欠点を有している。

また、金属メツキによる方法の場合は、プライマー処理
を必要とし、メツキ液の維持、管理が困難であるという
欠点を有している。

金属箔を巻きつける場合は、接合面ができないようにエ
ンドレスの金属箔を用いて、精度よ（巻きつけるのが困
難であるという欠点を有している。

ニッケル、１１．銀、アルミニウム等の金属粉体をバイ
ンダーに分散させたものは０、電磁波シールド用として
多く用いられているが、金属粉体の粒径が２〜５μｍと
粗いために、アンダーコート層の表面性が低下する欠点
を有している。

Ａｊ！、ＡｎをドープしたＺｎＯ１ＴａをドープしたＴ
　ｉ　０２　、Ｓ　ｂ、　Ｎ　ｂをドープしたＳ　ｎ　
Ｏ２等、ＺｎＯ，Ｔｉｅ、ＴｉＯ２，ＳｎＯ２゜Ａｌ１
０８．Ｉｎ、０３，５ｉ０２．ＭｇＯ等、あるいはこれ
らの複合金属酸化物等の場合は、表面性には優れている
が、比重が３〜８と大きいので、金属酸化物を塗液中に
分散させたときに金属酸化物が沈降し、信幀性の高い導
電性アンダーコート層が得られない。

そこで、金属酸化物の沈降を防止するとともに、支持体
のキズ、欠陥をカバーできる膜厚を得るために、横変剤
を加える方法がある。

横変剤には、大きく分けて有機系と無機系のものがあり
、前者としてＤ−ソルビトールとベンゾアルデヒドの縮
合物、後者として微粉末シリカ。

変性ベントナイト粘土、脂肪酸で表面処理したカルサイ
ト型沈降炭酸カルシウムなどがある６通常のアンダーコ
ート層の形成温度である１００℃〜１５０℃におけるだ
れ防止効果、支持体との接着性、アンダーコート塗液中
の金属酸化物の沈降防止性などについて検討した結果、
有機系のＤ−ソルビトールとベンゾアルデヒドの縮合物
は、有機溶剤に可溶のために金属酸化物の沈降防止性に
欠ける。

無機系の微粉末シリカには、沈降防止効果があまりなく
、多量に添加すれば希望の沈降防止効果が得られるが、
塗液の粘度が高くなりすぎて、作業性が著しく低下する
上、導電性が損なわれてしまう。

変性ベントナイト粘土は、金属酸化物の沈降防止性、ア
ンダーコート層形成温度まで加熱してもだれ防止効果は
低下しないが、表面の光沢がなく支持体との接着性に欠
ける。

ところで、本発明において使用する脂肪酸で表面処理し
たカルサイト型沈降炭酸カルシウムは、金属酸化物の沈
降防止性、アンダーコート層形成温度まで加熱してもだ
れ防止効果は低下しない上、支持体との接着性にも優れ
ている。

本発明は、前記問題点に鑑み、環境特性、特に湿度特性
に優れた電子写真感光体のアンダーコート層を提供する
ものである。

問題点を解決するための手段 前記問題点を解決するための電子写真感光体は、アンダ
ーコート層に金属酸化物系導電性材料とカルサイト型炭
酸カルシウムの横変剤からなる層を用いることを特徴と
するものである。

作用 この技術的手段による作用は、次のようになる。

すなわち、カルサイト型炭酸カルシウムの横変剤を用い
ることによって、金属酸化物の沈降防止性に優れ、アン
ダーコート層形成温度まで加熱してもだれ防止効果があ
り、上部と下部の膜厚差がなく、支持体との接着性にも
優れており、得られた金属酸化物系の導電性アンダーコ
ート層は、湿度依存性がなく、支持体のキズ、欠陥をカ
バーできるものが得られる。

実施例 以下、本発明の電子写真感光体の一実施例について、図
面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例における電荷発生層と電荷輸
送層の積層構造からなる電子写真感光体の構成を示す構
成図である。第１図において感光層は、１の電荷発生層
と２の電荷輸送層とからなる機能分離型で、電荷発生層
１は、露光によってキャリアを発生する顔料や染料とバ
インダー樹脂で形成され、電荷輸送層２は、電荷を輸送
する物質とバインダー樹脂で形成される。

電荷発生物質は、フタロシアニン系、アゾ系。

スクェアリリウム系、シアニン系、キノン系、キノシア
ニン系、インジゴ系、ビスベンゾイミダゾール系、ペリ
レン系などの各種顔料や染料で、電荷輸送物質は、主鎖
または側鎖にアルキル基、アルコキシ基、アミノ基、イ
ミノ基、イミド基などの電子供与性基を有する化合物、
アントラセン。

フェナントレン、ピレンなどの多環芳香族化合物、また
はそれを含む誘導体、インドール、オキサゾール、イソ
オキサゾール、カルバゾール、ピラゾリン、イミダゾー
ル、オキサジアゾール、チアゾール、トリアゾールなど
の複素環化合物、またはそれを含む誘導体である。前記
電荷発生物質、電荷輸送物質は一般的に低分子量で成膜
性に乏しいので、成膜性のあるバインダー樹脂に溶解ま
たは分散させる必要がある。バインダー樹脂としては、
ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル
樹脂、ブチラール樹脂などの熱可塑性樹脂やメラミン樹
脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂。

シリコーン樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂が
用いられている。電荷発生層の膜厚は１μｍ以下、電荷
輸送層の膜厚は１０〜２５μｍの範囲が最適である。

第１図において、３はアンダーコート層で金属酸化物系
導電性材料、揺変剤、バインダー樹脂からなる層である
。金属酸化物系導電性材料としては、Ａｊ！、　　ｊ！
ｎをドープしたＺｎＯ１ＴａをドープしたＴ　ｉ　０２
　、　Ｓ　ｂ　、　Ｎ　ｂをドープしたＳ　ｎ　０２等
、ＺｎＯ，Ｔｉｅ、ＴｉＯ２，５ｎ０２゜Ａｎ２０．、
ｊｌｎ２　ｏ、、５ｔｏ２，５ｂ２ｏ３゜ＭｇＯ等、あ
るいはこれらの複合金属酸化物が用いられ、アンダーコ
ート層中のバインダー樹脂と横変剤の合計１重量部に対
して、０．２〜１０重量部であり、好ましくは０．５〜
５重量部である。

横変剤はカルサイト型炭酸カルシウムの横変剤で、添加
量としてはアンダーコート層中のバインダー樹脂と金属
酸化物系導電性材料の合成１重量部に対して、０．０１
〜５重量部であり、好ましくは０．１〜２重量部である
。バインダー樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ア
クリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ブチラール樹脂など
の熱可塑性樹脂やメラミン樹脂、ウレタン樹脂、エポキ
シ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化
性樹脂のいずれでも良いが、支持体との密着性。

金属酸化物との分散性、アンダーコート塗液の安定性、
塗膜の耐溶剤性などの点から、熱硬化性樹脂がより望ま
しい。

またアンダーコート層を形成するときには、樹脂の種類
によっても異なるが、メタノール、エタノール、２−プ
ロパツールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチ
ルケトンなどのケトン類、ジオキサン、エチレングリコ
・−ルモノエチルエーテルなどのエーテル類、ベンゼン
、トルエン、キシレンなどの各種の有機溶剤を含有させ
ることができる。

支持体は、導電性を有するものであれば良く、たとえば
、アルミニウム、黄銅、ステンレス、ｗ４゜ニッケル等
の金属、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレ
ン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ボリアリレート
樹脂などのプラスチック、硬質紙等の導電性材料を充填
した後、ドラム状に成形するのが望ましい。

本発明の電子写真感光体は、前記の電荷発生層１、電荷
輸送層２．アンダーコート層３を支持体４上に量産性に
優れた浸漬塗工で形成するのが最適である。

以下、本発明の一実施例を詳細に説明するが、本発明は
以下の一実施例に示す組合わせに限定されるものではな
い。

（実施例１） 実施例として、５ｂ２０．ｌをドープした（Ｔｉ０２　
＋ＳｎＯ□）からなる金属酸化物系導電性材料（三菱金
属鉱山株式会社製商品名；Ｗ−１０）１０重量部、アク
リル樹脂（三菱レイヨン株式会社製商−品名；ダイヤナ
ールＨＲ−１２４）／メラミン樹脂（大日本インキ株式
会社製商品名；スーパーベッカミンＬｌ　２１）＝３／
２の混合バインダー樹脂３重量部、カルサイト型炭酸カ
ルシウムの横変剤（白石カルシウム株式会社製商品名；
ゲルトン５０）１．５重量部をキシレン／シクロヘキサ
ノン／ブタノール＝１／１／２の混合溶媒１０重量部を
ボールミルの中に入れ、２０時間まわし、均一な分散状
態の塗液を作成し、塗液中のゴミ、異物を取り除くため
に、５μｍのフィルターを用いて加圧ろ過を行なった。

この塗液を、トリクレンを用いて超音波洗浄を行なって
表面のゴミ、汚れを取り除いたφ６０Ｘ３３８ｎのアル
ミニウム製ドラム上に、５０８■／ｍｉｎの塗工速度で
浸漬塗工を行ない、１５０℃で６０分の硬化条件で硬化
させ、２０μｍの導電性アンダーコート層を形成した。

次に、電荷発生物質として、τ型の無金属フタロシアニ
ン４重量部とブチラール樹脂（積木化学工業製商品名；
エスレックＢＨ−３）３重量部とテトラヒドロフラン９
２重量部をボールミルの中にいれ、１２時間回し、均一
な分散状態の塗液を作成し、塗液中のゴミ、異物、凝集
物を取り除くために、５μｍのフィルターを用いて加圧
ろ過を行なった。この塗液を、アンダーコート層を形成
したドラム上に、４０ｗ／ｍｉｎの塗工速度で浸漬塗工
を行ない、１００℃で６０分熱風乾燥させ、０．２５μ
ｍの電荷発生層を形成した。

さらに、電荷輸送物質として、１−フェニル−１，２，
３，４−テトラヒドロキノリン−６−カルポキシアルデ
ヒドー１′、１°　−ジフェニルヒドラゾン１重量部と
バインダー樹脂としてポリカーボネート樹脂（三菱化成
工業株式会社製商品名；ツバレックス７０３０Ａ）１重
量部を塩化メチレン９重量部に溶解させた塗液を作成し
、塗液中のゴミ、異物を取り除くために、１μｍのフィ
ルターを用いて加圧ろ過を行なった。この塗液を電荷発
生層まで形成したドラム上に７０ｍ／ｌ１ｉｎの塗工速
度で浸漬塗工を行ない、８０℃で６０分熱風乾燥させ、
２０μｍの電荷輸送層を形成した。

このようにして作成した電子写真感光体を第２図に示す
反転現像方式の電子写真複写機を用いて、特性を測定し
た。すなわち、第２図において１１は電子写真感光体で
ドラム形状である。この電子写真感光体の周囲には、負
極性帯電器１２．タングステンランプ、半導体レーザー
などの露光光源１３、負極性トナーを有する現像器１４
．転写ガイド１５．正極性帯電器１６．転写ベルト１７
゜クリーニングブレード１８．除電光源１９が配置され
、転写されたトナー像を定着する定着器２０が設けられ
ている。電子写真感光体１１を矢印の方向に回転させ、
まず負極性帯電器１２により、電子写真感光体１１を負
極性に帯電させ、露光光源１３により情報信号に応じた
静電潜像を形成する。この負極性の静電潜像は負極性ト
ナーを有する現像器１４で現像され可視像となり、転写
ガイド１５を通って送られてきた複写用紙上に正極性帯
電器１６により転写される。転写された複写用紙は、転
写ベルト１７により、電子写真感光体１１より順次分離
され、定着器２０により画像として定着される。転写後
の電子写真感光体上に残ったトナーはクリーニングブレ
ード１８により回収され、除電光源１９により残留電位
が除去される電子写真複写機を用いて特性を測定した。

また測定は温湿度がコントロールできる恒温室の中で、
２５℃１５５％ＲＨの通常の条件、１０℃７２０％ＲＨ
の低湿度条件、３０℃／８０％ＲＨＯ高湿度条件におけ
る電子写真感光体の電位特性をトレソク社製のＭｏｄｅ
１３４４の表面電位計を用いて、ベタ自画像上における
黒ポチ、かぶりの有無によって画像特性の評価を行なっ
た。その結果を第１表に示す。

（以　　下　　余　　白） 第１表　　特性測定結果 （以　下　余　白） （実施例２） 実施例として、チタンブラック（Ｔ　ｉ　Ｏ）からなる
金属酸化物系導電性材料（三菱金属鉱山株式会社製商品
名；２０Ｍ）１０重量部、アルキド樹脂（大日本インキ
株式会社製商品名；ベッコゾール５６−５５５）／メラ
ミン樹脂（大日本インキ株式会社製商品名；スーパーベ
ッカミンＧ−８２１−６０）−７／３の混合バインダー
樹脂２重量部、カルサイト型炭酸カルシウムの揺変剤（
白石カルシウム株式会社製商品名；ゲルトン５０）　１
重量部をキシレン／ブタノール−１／２の混合溶媒１０
重量部をボールミルの中に入れ、２０時間まわし、均一
な分散状態の塗液を作成し、塗液中のゴミ、異物を取り
除くために、５μｍのフィルターを用いて加圧ろ過を行
なった。この塗液を、トリクレンを用いて超音波洗浄を
行なって表面のゴミ、汚れを取り除いたφ６０Ｘ３３８
簡のアルミニウム製ドラム上に、４０寵／ｍ、ｉｎの塗
工速度で浸漬塗工を行ない、１２０℃で３０分の硬化条
件で硬化させ、１５μｍの導電性アンダーコート層を形
成した。この上に、実施例１と同様の電荷発生層、電荷
輸送層を形成した電子写真感光体について、実施例１と
同様に特性を測定した。その結果を第１表に示す。

（比較例１） 比較例としてポリアミド樹脂（東し株式会社製商品名；
アラジンＣＭ８０００）１重量部をメタノール９重量部
に溶解させた塗液を作成し、塗液中のゴミ、異物を取り
除（ために、１μｍのフィルターを用いて加圧ろ過を行
なった。この塗液を、トリクレンを用いて超音波洗浄を
行なって表面のゴミ、汚れを取り除いたφ６０Ｘ３３８
ｍのアルミニウム製ドラム上に、３　Ｑ　ｍ／ｍ　ｉ　
ｎの塗工速度で浸漬塗工を行ない、１００℃で６０分の
熱風乾燥させ、０．５μｍ厚のポリアミド樹脂からなる
アンダーコート層を形成した。この上に実施例１と同様
の電荷発生層、電荷輸送層を形成した電子写真感光体に
ついて、実施例１と同様に特性を測定した。その結果を
第１表に示す。

（比較例２） 比較例として、ポリビニールアルコール（日本合成化学
工業株式会社製商品名；ゴーセノールＡＨ−１７）３重
量部を蒸留水９７重量部に溶解させた塗液を作成し、塗
液中のゴミ、異物を取り除くために、１μｍのフィルタ
ーを用いて加圧ろ過を行なった。この塗液を、トリクレ
ンを用いて超音波洗浄を行なって表面のゴミ、汚れを取
り除いたφ６０Ｘ３３８ｆｉのアルミニウム製ドラム上
に、６０ｗ／ｍｉｎの塗工速度で浸漬塗工を行ない、１
００℃で６０分の熱風乾燥させ、０．５μｍ厚のポリア
ミド樹脂からなるアンダーコート層を形成した。この上
に実施例１と同様の電荷発生層。

電荷輸送層を形成した電子写真感光体について、実施例
１と同様に特性を測定した。その結果を第１表に示す。

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明による電子写真感
光体は、支持体上に、金属酸化物系導電性材料とカルサ
イト型炭酸カルシウムの揺変剤からなるアンダーコート
層、電荷発生層と電荷輸送層の積層構造からなる感光層
を順次積層することにより、低湿度下における電気抵抗
の上昇によるかぶりや高湿度下における帯電電位の低下
、ベタ自画像における黒ポチのない画像特性が得られ、
環境特性、特に湿度特性に優れた電子写真感光体を得る
ことができた。

【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図、第２図は電
子写真感光体の特性を測定するための反転現像方式の複
写機の概略図である。 １・・・・・・電荷発生層、２・・・・・・電荷輸送層
、３・・・・・・アンダーコート層、４・・・・・・支
持体、１１・・・・・・電子写真感光体、１２・・・・
・・負極性帯電器、１３・・・・・・露光光源、１４・
・・・・・現像器、１５・・・・・・転写ガイド、１６
・・・・・・正極性帯電器、１７・・・・・・転写ベル
ト、１８・・・・・・クリーニングブレード、１９・・
・・・・除電光源、２０・・・・・・定着器。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名区　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　区−Ｃｑ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 支持体上に、金属酸化物系導電性材料とカルサイト型炭
   酸カルシウムの揺変剤からなるアンダーコート層、電荷
   発生層と電荷輸送層の積層構造からなる感光層を順次積
   層することを特徴とする電子写真感光体。