JPH02103555A - 高耐湿電子写真感光体、その製造方法及びそれを使用してなる電子写真装置 - 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、特に繰返し印刷後高湿下で
印刷しても良好な画像を形成することのできる長寿命、
高信頬性アモルファスシリコン電子写真感光体、その製
造方法及びそれを使用してなる電子写真装置に関する。

〔従来の技術〕

電子写真用感光体としては、従来からＳｅ、　ＣｄＳ、
ＡｓｚＳｅ３などの無機光導電材若しくはフタロシアニ
ン系顔料に代表されるような有機光導電材が用いられて
いる。これらの材料は電子写真特性にはイ糞れた特性を
有するものの、機械的特性においては硬度が小さ（、耐
摩耗性に劣るなどの欠点を有している。これに対しアモ
ルファスシリコン感光体は硬度が高く耐摩耗性が優れて
いることから長寿命の電子写真感光体として期待されて
いる。

しかしながらアモルファスシリコン感光体には耐湿性に
劣るという欠点がある。このため、ａ−５ｉＣ：Ｈなど
を表面保護層として設けることが一般的となっているが
、十分とはいえない。

電子写真の印字プロセスにおいては、コロナ放電による
帯電プロセスが存在するため、印字プロセスの繰返しに
より表面保護層が酸化し、耐湿性が劣化する。このよう
な耐湿性の劣化を防止するため、表面保護層として、例
えば特願昭６１−２２３６１号明細書に記載されている
ようにａ−Ｃ：Ｈ：Ｆ膜あるいは特開昭５５−１４２３
５２号、同５５−７０８４８明細公報に記載されている
ように熱可塑性樹脂膜を設ける方法が開示されている。

しかし、上記方法では耐湿性と電子写真感光体の表面保
護層として要求される他の特性、すなわち耐摩耗性、ク
リーニング性とが必らずしも満足しないという問題があ
り、特にフッ素系材料を表面保護層に用いる場合には、
耐湿性が大きく向上するものの、耐摩耗性及びクリーニ
ング性が著しく劣化するという欠点があった。

〔発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は、電子写真用感光体の表面保護層として
要求される耐湿性、耐摩耗性及びりＩＪ−ニング性の各
々の特性を十分に満足するには至らず、印字プロセス繰
返し後に特に高湿下で画像流れが発生する、アモルファ
スシリコン感光体（ａＳ　ｉ　：　ＩＩ感光体）の欠点
を十分に克服できないという問題があった。

本発明の目的は、コロナ帯電繰返し後の耐湿性に優れ、
且つ耐摩耗性、クリーニング性にも優れる表面保護層を
設けたアモルファスシリコン感光体を提供することにあ
る。

本発明の他の目的は上記感光体の製造方法及び上記感光
体を使用してなる電子写真装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、アモルファスシリコン感光体表面に有機高
分子バインダー層とパーフルオロオキシアルキルグルー
プ又はパーフルオロオキシアルキレングループを骨格と
する表面保護潤′ｆ＃層からなる有機表面保護層を設け
ることにより達成される。

この有機表面像Ｓｉ層は、パーフルオロポリオキシアル
キルグループ又は、パーフルオロポリオキシアルキレン
グループがバインダー層表面に選択的に析出して表面保
護潤滑層を形成し、潤滑剤の非フッ素含有グループがバ
インダー層中に埋込み固定された構造となるのが好まし
い。

さらに、この表面をフッ化処理することにより、露出し
たバインダー層表面がフッ素化され、フッ素化された表
面よりパーフルオロポリオキシアルキルグループ又はパ
ーフルオロポリオキシアルキレングループが析出した構
造の表面保護層が形成される。

即ち、本発明はアモルファスシリコンよりなる光導電層
と該光導電層の支持体とを具備する電子写真感光体にお
いて、当該感光体の最表面部に、有機高分子バインダー
層、パーフルオロポリオキシアルキルグループ又はパー
フルオロポリオキシアルキレングループを骨格とする有
機表面保護潤滑層からなる有機表面保護層を形成したこ
とを特徴とする電子写真感光体、及びアモルファスシリ
コンよりなる光導電層と該光導電層の支持体とを具備す
る電子写真感光体において、当該感光体の最表面部に、
パーフルオロポリオキシアルキルグループ又はパーフル
オロポリオキシアルキレングループが表面に析出し、パ
ーフルオロポリオキシアルキルグループ又はパーフルオ
ロポリオキシアルキレングループと結合した非フッ素含
有グループが有機高分子バインダーに埋込まれた構造の
膜からなる有機表面保護層を設けたことを特徴とする電
子写真感光体である。さらに、本発明はこれらの電子写
真感光体において表面保護層がプラズマフッ化処理され
た電子写真感光体である。

上記電子写真感光体は、アモルファスシリコンよりなる
光導電層と該光導電層の支持体とを具備してなる電子写
真感光体を形成し、次いで該感光体最表面にパーフルオ
ロポリオキシアルキルグループ又はパーフルオロポリオ
キシアルキレングループと非フッ素含有グループが結合
した構造の潤滑剤と有機高分子バインダーからなる混合
物を塗布、熱処理して有機表面保護層を形成するか、又
は該有機表面保護層をプラズマフッ化処理することによ
り製造できる。

本発明の表面保護層によりコロナ照射後の耐湿性に優れ
、耐摩耗性、クリーニング性にも優れる電子写真感光体
及び該電子写真感光体を使用した電子写真装置を実現で
きる。

本発明に用いる潤滑剤は、例えば下記−形成で表される
化合物である。

Ｒｅ　−（Ｒ＋　−（１？ｚ）ｍ−（Ｌ８）、−＋ｌ　
：ｌ　ｇ式中、Ｒｒはパーフルオロポリオキシアルキル
グループ又はパーフルオロポリオキシアルキレングルー
プ、Ｒ＋は直接結合、−Ｃ１１□−１−ＣＯ−又は−Ｃ
ＯＮＨ基、Ｒ２は炭素数２又は３のオキシアルキレン基
、Ｒ３は直接結合、−０−１−ＣＯＯ−１−ＣＯＮｌｌ
−１−ＮＨＣＯ−１ｏＣ，ｌｌ□２−（ｐは１又は２の
数を示す）又は−Ｃ（ＣＩｌ：ｌ）Ｚ基で、繰返しごと
に異なっていてもよい、ｍは０以上の整数、ｎは１以上
の整数、ｉはｌ又は２の数を示す。

本発明でいうパーフルオロポリオキシアルキルグループ
（Ｒ２）の例には、下記一般弐：Ｆ（Ｃ：ｌＦ＆−０−
）Ｘ−Ｃ２Ｆ４−　又はＦ　（Ｃ２Ｆ４−０−）　、−
（ＣＦ２０）　ｙ−（ＣＦ２）、−又は−（Ｃ２Ｆ４−
０−）　？−（ＣＦ２０）　、−ＣＦ２（式中、ｘ、ｙ
、ｚは１以上の整数、望ましくは、Ｘは５以上、ｙは１
０〜２５．２は１０〜５６）で示されるものを挙げるこ
とができる。これらのフッ素化合物の例は、デュポン社
から市販されているタライトツクス１４３あるいは、モ
ンテフルオス社のホンプリンＹ、ホンプリンＺなどがあ
る。

上記のパーフルオロポリオキシアルキルグループ又はパ
ーフルオロポリオキシアルキレングループと非フッ素含
有グループを結合した構造の潤滑剤は具体的な例として
は、以下の化合物がある。

Ｒ，−Ｃ１１□−０■慢［有］ Ｒｆ−ＣＨＩ−（−０８）　２−ｏ［相］Ｒｆ−Ｃ００
Ｃ山※う Ｒｒ　Ｃｏ（ＯＣ２１１４）４−ＯＣＩ（２−◎■０■
ＮｌＩＣ０−Ｒｒ　Ｃ０Ｎ）１８０−〇ａ　ｒ−ｃｏＮ
ｏ−＠ｏ−＠−ｏ−＠　−ＮＨＣＯ−◎Ｒｒ−ｃｏｏ−
＠）−ｃｏＮＨ−＠）−ｏ−＠７ｃ　＜山）２■０式中
、Ｒ２はパーフルオロポリオキシアルキルグループ又は
パーフルオロポリオキシアルキレングループを示す。

本発明に用いる有機高分子バインダーは特に限定されな
いが、硬化後生なくとも一部架橋していることが必要で
ある。ａ　−Ｓ　ｉ　：　Ｉｔ感光体の場合、硬化温度
が高すぎる上窓光層中の水素が脱離し、光導電性などの
電子写真特性が低下する可能性があるため、バインダー
としては３００″Ｃ以下望ましくは２５０“Ｃ以下で硬
化するものが好適である。

バインダー層の有機高分子材料の具体例とじては、例え
ばエポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、メラニン樹脂、
ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、
ポリエステル樹脂、ポリエーテルアミド樹脂、塩化ビニ
リデン樹脂などの熱硬化型樹脂が挙げられる。

次にａ−５ｉ：Ｈ感光体表面にバインダー層、表面保護
潤滑層を形成する方法の代表例を示す。まず、パーフル
オロポリオキシアルキルグループ又はパーフルオロポリ
オキシアルキレングループと非フッ素含有グループが結
合した構造の潤滑剤と適当な公知の三次元硬化型バイン
ダー剤あるいは熱可塑性のバインダー剤とをこれらが良
く溶解する有機溶剤、例えばメチルエチルケトンと酢酸
ブチルセロソルブ、フロンツルベン（・の混合したもの
に？８解する。その後この溶液の膜を感光体表面に形成
する。形成の方法は浸漬法、回転塗布法など適宜選んで
よい。その後、８０〜１２０°Ｃで０．５ｈ〜２ｈ程度
の熱処理を施し、溶剤を蒸発させる。この段階でパーフ
ルオロポリオキシアルキルグループはバインダーとの親
和性が小さいためバインダー層表面に選択的に析出し表
面保護潤滑層を形成し、非フッ素含有グループは埋込み
固定された構造となるのが好ましい。次いで１８０〜３
００　’Ｃで１ｈ〜３ｈの熱処理を行うことにより、バ
インダー層の架橋が促進されて、バインー層中へ非フッ
素グループの固定がより強固なものになると共に表面保
護潤滑層の形成も完成する。

この状態で感光体表面は、部分的にフッ素で被覆され、
バインダー表面も一部露出する。印刷を繰返してコロナ
照射が繰返された場合、一部露出しているバインダー層
表面が選択的に損傷を受ける可能性がある。そこで露出
したバインー層表面をプラズマフッ化処理してフッ素被
覆率を増大させる。

プラズマフッ化処理は、上記の塗布、熱処理を施した感
光ドラムを基体ホルダーとその周囲に電極が配置されて
いる真空槽内に設置し、１０−５Ｔｏｒｒ以下に真空排
気した後、パーフルオロエチレン、パーフルオロエタン
などの炭化フッ素系ガスを適宜選んで、真空槽内に導入
する。この時同時に計。

１１ｅなどの不活性ガスを導入してもよい。ガス導入後
の圧力は１０−３〜１０Ｔｏｒｒの間で適宜選定する。

次いで電極に電力を投入してプラズマを発生させてガス
を分解し、ハ・ｆンダー表面をフッ素化する。

電源としては直流電源、高周波電源など適宜選んでよく
、電力も１〜１００ＯＷの間で適宜選んでよい。

フッ素処理時間は長いほどフン化が進行するが、長ずぎ
るとハンイダー層がエツチングされて消）成するため、
１０分以内が望ましい。

上述のようにして形成された表面保護層の厚さは厚ずぎ
ると電子写真感光体の残留電位が増加するなどの特性悪
化を生ずるため、１０００ｒ＋ｍ以下が望ましく　、３
００ｎｍ以下がより望ましい。膜厚３００ｎｍ以下では
、上述の表面保護層を形成しても光導電性、帯電性に何
らの影響を及ぼさない。

本発明の電子写真感光体の製造方法においては、感光体
をプラズマＣＶＤ法又はフパンタリング法により形成し
、その後表面保護層を形成するのが望ましい。

〔作　用］ 本発明の電子写真感光体はパーフルオロポリオキシアル
キルグループ又はパーフルオロポリオキシアルキレング
ループを非フッ素含有グループと結合した構造の潤滑剤
を混合した塗料を作製して塗布、熱処理する。熱処理後
、塗膜表面にパーフルオロポリオキシアルキルグループ
又はパーフルオロポリオキシアルキレングループが選択
的に析出して表面保護潤滑層となり、非フッ素グループ
はバインダー層中に埋込み固定された構造となるのが好
ましい。表面保護潤滑層は、感光体表面の摩擦係数を低
下させ、潤滑性を向上させ、感光体の耐摩耗性、クリー
ニング特性を向上させる働きをする。

さらに、熱処理後プラズマフッ化処理した場合は、表面
保護潤滑層下部のバインダー層表面で、部分的に感光体
最表面に露出している部分をフッ素化し、印刷中のコロ
ナ照射の繰返しによって受けるバインダー層の損傷を防
止するＩＩＪきをする。

そのため、耐摩耗性、クリーニング特性、耐コロナ性に
イＸれた長寿命高信頼の感光体が得られる。

〔実施例］ 以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されない。

実施例１及び２ 以下、本発明の実施例を第１図及び第２図により説明す
る。第１図及び第２図は本発明によるａ−５ｉ：ＩＩ感
光体の膜構造を示した概要図である。第１図及び第２図
において、符号１０１はＡＩ素管、１０２はブロッキン
グ層、１０３は電荷搬送層、１０４は電荷発生層、１０
５は表面保護層、１０６は潤滑剤、１０７は有機表面保
護層、１０８は有機バインダー層、１０９は有機表面保
護潤滑層、１１０はフッ化処理層を意味する。φ１２０
　Ｘ　ｌ　４００ｍｍのへｌ素管１０１上に、モノシラ
ン、エチレン、ジボラン、水素の混合ガスを用いてａ−
３ｉＣ：＋Ｉ：Ｂのブロッキング層１０２を、モノシラ
ン、ジボラン、水素の混合ガスを用いてａ−５ｉ：Ｉｔ
：Ｂの電荷膠送層１０３を、モノシラン、ゲルマン、水
素の混合ガスを用いてａ−３ｉＧｅＨ１ｌの電荷発生層
１０４を、次いでモノシラン、エチレン、水素を用いて
ａ−５ｉＣ：Ｉｔの表面保護層１０５を、１３．５６Ｍ
ＩＩｚの高周波を印加するプラズマ気相反応装置内で順
次形成した。

膜厚はプロンキング層２μｍ、電荷搬送層３０μｍ、電
荷発生層１μｍ、表面保護層０．５μｍである。

次にこの感光体をプラズマ気相反応装置より取出し、本
発明になる有機表面保護層１０７を塗布した。塗布液と
して、メチルエチルケトン１３００ｇ、酢酸エチレング
リコールモノ−ｎ−ブチルエーテル１３０ｇ、フロンツ
ルヘンｈ６５ｇを混ぜ合わせた溶剤に、エポキシ樹脂４
４ｇ、フェノール樹脂３０ｇ、トリエチルアンモニウム
カリボール塩０．４ｇを混合し、化学構造式が １？、−ＣＯＮＨ−◎十◎−０（い４シＮＨＣＯ％０運
［式中Ｒ１はＦ　（ＣＦ（ＣＦＩ）−ＣＦ２０）　、−
ＣＦ（ＣＦ３）−Ｔ：　ｎ−平均１４］で示される潤滑
剤１０６の０．７５ｇを更に混合したものを作製した。

このン容液に上述のａ−５ｉ：１（感光体を浸漬して、
表面に有機バインダー■りを成膜した後１００’Ｃ１ｈ
の予備加熱、２００’Ｃ，２ｈの加熱硬化を施して有機
表面保護層１０７を完成した。

成膜後の加熱により、有機バインダー層１０８の表面に
潤滑剤のパーフルオロポリオキシアルキルグループが配
向析出し、有機表面保護潤滑層１０９が形成され有機バ
インダー層１０８中に潤滑剤の非フッ素含有グループが
埋込み固定された構造の有機表面保護層が形成された感
光体を第１図に示す、（実施例１） このようにして得られた感光体をもとのプラズマ気相反
応装置に戻し、５　Ｘ　１Ｏ−６Ｔｏｒｒまで真空排気
した後、パーフロロエタンＣＣＺＦ６）ガスを４０ｓｅ
ｃｍ、）１ｅガスを６０ｓｅｃｍ流して圧力を０．５　
Ｔｏｒｒに調整した。

その後１３．５６ＭＮｚの高周波を３００Ｗ電極に印加
してプラズマを発生させ、フッ化処理をし、フッ化処理
層１１０を形成した（実施例２、第２図）。処理時間は
、２分である。

上述のようにして得た感光体を自家製の感光体特性評価
機に装着し、感光体を静止したままでコロナ照射試験を
実施した。コロナ照射試験後の耐湿性を水との接触角に
より評価した。結果を第３図に示す。第３図はコロナ照
射時間０１）と接触角（度）との関係を示したグラフで
ある。第３図中には比較例Ｉとして有機表面保護層１０
７を設けていない感光体の結果も合わせて示した。本発
明になる感光体はコロナ照射１５ｈ後でも接触角の値が
高く、良好な耐湿性を示した。コロナ照射後の感光体を
用いて印刷試験を行った結果、湿度８０％ＲＨの条件下
で画像流れは観察されず良好な画像が得られた。

また、本発明のａ−５ｉ　：Ｈ感光体を用いて連続印刷
試験を実施した。プリンターは２０°Ｃ１８０％Ｒ１＋
に調整した恒温恒湿室内に設置して印刷試験を行った。

１５０万頁印刷後でもフィルミングなどが生ぜず、初期
画像と変わらず良好な画像が得られた。

実施例３及び４ ３．５インチｉ合金ディスク上乙こａ−Ｓｉ：ｉｔ膜を
２　、ｌ／ｍ　、、ａ−５ｉＣ：Ｈ１１！を０．５μｍ
プラズマＣＶＤ法にて積層した後、実施例１と同様の方
法で有機高分子表面保護層を形成しく実施例３）、さら
に、実施例２と同様の方法でプラズマフッ化処理を施し
た（実施例４）。こうして得られたディスクの摺動耐久
性を球面摺動試験機で評価した。すなわちサファイア球
面摺動子（Ｒ３０）に荷重２ｇを加え、周速４ｍ／ｓ、
雰囲気温度２５°Ｃ１湿度５０％以下の条件でディスク
を回転させ膜が破損するまでの総回転数を評価した。比
較例２として表面に有機表面保護層を形成していないａ
−５ｉ：ＩＩ／ａ−５ｉＣ：Ｈの積層膜を成膜したディ
スクを作製した。

摺動試験の結果を第１表に示す。

第１表から明らかなように本発明の有機表面保護潤滑ｊ
漠は、比較例２と比べ膜が破（ｎするまでの総回転数が
大きく、摺動耐久性に優れ、感光体表面保護層としての
耐摩耗性を十分に満足することが判明した。

〔発明の効果］ 本発明によれば、長期繰返し使用しても耐湿性、クリー
ニング性、耐コロナ性、耐摩耗性に優れた長寿命で信頼
性の高い電子写真用感光体を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例のａ−５ｉ：Ｉｔ
感光体の槽造の概略断面図、第３図は本発明の感光体表
面における水の接触角のコロナ照射時間による変化を示
したグラフである。 １０１・・−ｉ素管、１０２・・・ブロッキング層、１
０３・・・電荷搬送層、１０４・・・電荷発生層、１０
５・・・表面保護層、１０６・・・潤滑剤、１０７・・
・有機表面保護層、１０８・・・有機バインダー層、１
０９有機表面保３Ｗ潤滑層、１１０・・・フッ化処理層
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アモルファスシリコンよりなる光導電層と該光導電
   層の支持体とを具備する電子写真感光体において、当該
   感光体の最表面部に、有機高分子バインダー層、パーフ
   ルオロポリオキシアルキルグループ又はパーフルオロポ
   リオキシアルキレングループを骨格とする有機表面保護
   潤滑層からなる有機表面保護層を形成したことを特徴と
   する電子写真感光体。２、アモルファスシリコンよりな
   る光導電層と該光導電層の支持体とを具備する電子写真
   感光体において、当該感光体の最表面部に、パーフルオ
   ロポリオキシアルキルグループ又はパーフルオロポリオ
   キシアルキレングループが表面に析出し、パーフルオロ
   ポリオキシアルキルグループ又はパーフルオロポリオキ
   シアルキレングループと結合した非フッ素含有グループ
   が有機高分子バインダーに埋込まれた構造の膜からなる
   有機表面保護層を設けたことを特徴とする電子写真感光
   体。 ３、有機表面保護層がプラズマフッ化処理されたもので
   あることを特徴とする請求項１又は２記載の電子写真感
   光体。 ４、有機表面保護層の膜厚が１０〜１０００ｎｍである
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項記載の電
   子写真感光体。 ５、アモルファスシリコンよりなる光導電層と該光導電
   層の支持体とを具備してなる電子写真感光体を形成し、
   次いで該感光体最表面にパーフルオロポリオキシアルキ
   ルグループ又はパーフルオロポリオキシアルキレングル
   ープと非フッ素含有グループが結合した構造の潤滑剤と
   有機高分子バインダーからなる混合物を塗布、熱処理し
   て有機表面保護層を形成することを特徴とする電子写真
   感光体の製造方法。 ６、アモルファスシリコンよりなる光導電層と該光導電
   層の支持体とを具備してなる電子写真感光体を形成し、
   次いで該感光体の最表面にパーフルオロポリオキシアル
   キルグループ又はパーフルオロポリオキシアルキレング
   ループと非フッ素含有グループが結合した構造の潤滑剤
   と有機高分子バインダーからなる混合物を塗布、熱処理
   し、パーフルオロポリオキシアルキルグループ又はパー
   フルオロポリオキシアルキレングループが表面に析出し
   、該グループと結合した非フッ素含有グループが有機高
   分子バインダーに埋込まれた構造の膜からなる有機表面
   保護層を形成することを特徴とする電子写真感光体の表
   面処理方法。 ７、有機表面保護層をプラズマフッ化処理することを特
   徴とする請求項５又は６記載の電子写真感光体の製造方
   法。 ８、光導電層をプラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法
   にて形成することを特徴とする請求項５〜７のいずれか
   の項記載の電子写真感光体の製造方法。 ９、請求項１〜３のいずれかの項記載の電子写真感光体
   を具備してなることを特徴とする電子写真装置。