JPH04241359A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有機光導電性物質を含
有する電子写真感光体に関し、特には正帯電で使用され
る積層型の電子写真感光体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真感光体としてセレン、セ
レン−テルル合金、硫化カドミニウム、酸化亜鉛などの
無機光導電性物質からなる感光体が広く用いられてきた
が、近年、合成が容易であり、適当な波長域に光導電性
を示す化合物を選択できるなどの特徴をもつ有機光導電
性物質の研究が進められている。

【０００３】有機光導電性物質を感光層に用いた電子写
真感光体は、成膜が容易である、可とう性が高く設計の
自由度が大きい、安価で無公害であるなどの長所を有し
ているが、無機光導電性物質に比較して感度及び感光体
寿命が劣っていた。そこで、それらを改善するために電
荷発生層と電荷輸送層とに機能を分離させて感光層を形
成する積層型の電子写真感光体が提案され、実用化され
るに至った。この積層型の電子写真感光体において一般
に用いられる電荷輸送剤はピラゾリン、ヒドラゾン、オ
キサゾールなどの電子供与性物質であるため、電荷輸送
層は正孔移動型となり、従って電荷発生層上に電荷輸送
層を積層した場合は負帯電で使用されている。

【０００４】一方、これらの電子写真感光体は通常、帯
電・露光・現像・転写・クリーニング・除電というプロ
セスに繰り返し供されるが、この一連のプロセスにおい
て、負帯電に比べて正帯電の方がコロナ放電が安定して
おり、また発生するオゾン量が少なくオゾン酸化による
特性劣化が少ない。また従来から使用されてきたセレン
、セレンーテルル合金などの無機感光体が正帯電で使用
されるため、これらの電子写真プロセスが共有できるな
どの理由で正帯電で使用できる有機感光体の要望が強い
。

【０００５】ここで通常の電荷発生層上に電荷輸送層を
積層した構成で正帯電にするためには、電荷輸送剤とし
てトリニトロフルオレノンなどの電子受容性物質を用い
ればよいが、これらの電子受容性物質は移動度の大きい
ものが余り得らえておらず、また化学的に不安定であっ
たり、発ガン性などの有害性があるなどで一般に用いら
れていない。従って電子供与性物質を用いて正帯電を可
能とするために、導電性支持体上に電荷輸送層・電荷発
生層の順で積層する構成が提案されているが、この場合
、電荷発生層から電荷輸送層へのキャリア注入が大きく
帯電性が低下するとか、一般に電荷発生層が薄層のため
機械的強度が小さく耐久性の点で劣るなどの欠点を有し
ていた。

【０００６】そこで、電荷輸送層・電荷発生層の上にさ
らに樹脂薄膜の保護層を設けた３層構成の提案、あるい
は電荷輸送層・電荷発生層・電荷注入阻止層・表面保護
層の４層構成の提案、また電荷輸送層・電荷発生層の２
層構成において、電荷発生層の樹脂比率を上げて５μｍ
位まで厚膜化して機械的強度を向上させ、さらに電荷発
生層に電荷輸送剤を添加して感度を維持する提案などが
成されている。（例えば、ザ　　サード　　インターナ
ショナル　　コングレス　　オン　　アドバンス　　イ
ンノンインパクト　　プリンティング　　テクノロジー
：Ｔｈｅ　３ｒｄ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏ
ｎｇｒｅｓｓ　ｏｎ　Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　Ｎｏｎ
−Ｉｍｐａｃｔ　Ｐｒｉｎｔｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｉｅｓ予稿集　ｐ１１５　、電子写真学会第５９回研
究討論会予稿集　ｐ１８４　など）また一般に感光体の
保護層として、樹脂薄膜ではポリエステル樹脂、ポリビ
ニルブチラール樹脂、フェノール樹脂、酢酸セルロース
、スチレン無水マレイン酸共重合体、ポリアミド樹脂、
ポリイミド樹脂、メラミン樹脂等（例えば、特公昭３８
−１５４４６号公報、特公昭５１−１５７４８号公報、
特公昭５２−２４４１４号公報、特公昭５６−３４８６
０号公報、特公昭５６−５３７５６号公報、特公昭６０
−５５３５７号公報、特公昭６１−２２３４５号公報等
）が提案されているが、繰り返し使用による傷、耐摩耗
性などの耐久性、環境安定性などの点で十分とはいえず
、特に繰り返し使用後の紙粉等の表面付着物による、高
温高湿下での表面抵抗の低下による画像流れ、あるいは
画像ボケの問題がある。

【０００７】またこれらの樹脂薄膜の保護層では、薄膜
では耐久性が十分ではなく、一方、膜厚を厚くすると残
留電位が上昇したり、繰り返し特性が悪くなるなどの欠
点を有している。

【０００８】そこで、保護層としてバインダー樹脂中に
金属酸化物を分散させた保護層を用いる方法（例えば、
特公昭５７−３９８４６号公報、特公昭５８−１２１０
４４号公報、特公昭５９−２２３４４５号公報等）も提
案されているが、バインダー樹脂中における金属酸化物
はバインダー樹脂および溶剤に不溶で、かつ、その形状
が塊状のために、保護層中の含有量が一定であってもそ
の分散状態によって、抵抗値が変動し、特性が不安定に
なったり、また、配合比・粒径等を細かく制御しないと
、帯電性や残留電位の環境変動あるいは繰り返し変動を
ひきおこすという欠点がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従って、いずれにして
も、感度、耐久性などの点で満足のいく特性のものは余
り得られておらず、繰り返し使用時において傷・摩耗に
対する耐久性が高いだけでなく、紙粉等の表面付着物に
よる表面抵抗低下が少なく、温湿度等の使用環境に対し
て安定で、さらに正帯電で使用でき、かつ電子写真感光
体として要求される特性を満足するさらに高寿命な電子
写真感光体の開発が望まれている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点に
鑑み、導電性支持体上に電荷輸送層・電荷発生層・保護
層の順で積層して形成され且つ保護層が熱硬化性シリコ
ーン樹脂とウレタンエラストマーと疎水性シリカとさら
にシリコーン系グラフトポリマーとを含有すること、お
よび導電性支持体上に電荷輸送層、電荷発生層の順に積
層して形成される電子写真感光体を提供するものである
。

【００１１】

【作用】本発明の電子写真感光体は導電性支持体上に電
荷輸送層・電荷発生層・保護層の順で積層することによ
って正帯電で感度を有する。

【００１２】また、本発明の電子写真感光体は保護層と
して熱硬化性シリコーン樹脂を用いることによって、高
硬度で透光性・耐侯性に優れた塗膜が得られ、さらに熱
硬化性シリコーン樹脂と同時にウレタンエラストマーを
含有することによって、耐摩耗性を向上するとともに、
シリコーン樹脂本来の透湿性を防いで高温高湿下での保
護層の抵抗を安定化させ、画像流れを改善できるもので
ある。

【００１３】また、ウレタンエラストマーを含有するこ
とによって、成膜時のシリコーン樹脂の硬化収縮による
クラック防止と下層との接着性向上を図ることができる
。

【００１４】本発明の電子写真感光体は、保護層中に、
熱硬化性シリコーン樹脂・ウレタンエラストマーととも
に、さらに疎水性シリカを含むことによって感光体表面
の硬度を向上させるとともに表面の摩擦係数を低減させ
、感光体の耐久性および耐トナーフィルミング性を増し
、実使用寿命を格段に向上することができるものである
。

【００１５】この同時に含有されるシリカは疎水性であ
ることが必要で、疎水処理していることによって、水分
やオゾン生成物等のイオン吸着を防ぎ、高温高湿下での
画像流れを改善することができるものである。

【００１６】また、本発明の電子写真感光体は、保護層
中にさらにシリコーン系グラフトポリマーを含むことに
よって、感光体表面の発水性を向上させるとともに、表
面の摩擦係数を低減させ、表面付着物の保護層への接着
力を低下させ、繰り返し使用時の紙粉等の付着物による
表面抵抗の低下による画像流れを防ぎ、実使用寿命を格
段に向上することができるものである。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の電子写真感光体について詳細
に説明する。

【００１８】本発明の電子写真感光体の保護層に用いら
れる熱硬化性シリコーン樹脂としては、アルコキシシラ
ンの加水分解物を熱硬化させたものであり、その加水分
解物としては、３官能あるいは４官能のシラノール基を
有しているものであればよく、またアルキル基としては
メチル基などが挙げられる。

【００１９】これらの熱硬化性シリコーン樹脂は、アル
コキシシランの加水分解物としてアルコール系溶剤に可
溶のものが好ましく、下層を侵食することなく塗布でき
て、塗布形成後、加熱処理によって縮合して硬化し、高
硬度・高耐久性の膜が得られる。

【００２０】また、同様に、保護層に含有されるウレタ
ンエラストマーは下層を侵食しない理由から、アルコー
ル系溶剤に可溶のものが望ましい。

【００２１】アルコール可溶ウレタンエラストマーは、
イソシアネートと当量よりも過剰のポリオールを低沸点
のアセトン、ｎ−ヘキサン、酢酸エチルなどの溶剤中で
縮合させた後、これらの溶剤よりも沸点の高い１−プロ
パノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブ
タノール、２−メチルプロパノール、１−ペンタノール
、２−ペンタノール、ジアセトンアルコールなどから選
ばれた少なくとも１種を含むアルコール系溶剤と置換す
ることによって得ることができる。

【００２２】また、同時に保護層中に含まれる疎水性シ
リカは、一次粒子径で平均粒径が５〜５０ｎｍの高純度
のシリカをオルガノシラン、シリコーンオイル等の有機
珪素化合物で処理したもので、少なくとも相対湿度８０
％における吸水率が１％以下のものが好ましい。例えば
、シリカにジメチルジクロルシランを反応させて、シリ
カ表面のシラノール基をジメチルシリル基に置換させた
ものや、トリメチルシリル基に置換させたものなどが挙
げられる。

【００２３】また、同時に保護層中に含まれるシリコー
ン系グラフトポリマーは、平均分子量数十〜数百程度の
アクリル等のアンカーポリマーの側鎖にシリコーン官能
基を有し、少なくとも保護層の全固形分１００重量部に
対して１０重量部以下の添加で、保護層の純水に対する
接触角が９０゜以上となるような発水性を与えられるも
のが好ましい。

【００２４】本発明の電子写真感光体の保護層は、これ
らのアルコキシシランの加水分解物とウレタンエラスト
マーとを両者を溶解する溶剤に溶解し、疎水性シリカを
分散させ、さらにシリコーン系グラフトポリマーを溶解
させた塗液を、感光層上に通常の塗布法によって塗布、
乾燥しその後加熱処理によって硬化し形成する。加熱処
理温度としては８０℃〜２００℃であるが、感光層の耐
熱性を考慮すれば８０℃〜１２０℃位が好ましい。また
保護層の膜厚としては０．１〜５μｍであるが、電子写
真特性、接着性、耐摩耗性を考慮すれば特には０．２〜
２μｍが好ましい。

【００２５】また、保護層中の熱硬化性シリコーン樹脂
とウレタンエラストマーとの比率は、乾燥後の固形分重
量比で２：８〜８：２位が好ましく、シリコーン樹脂の
比率が小さくなると表面硬度の点で劣り、またシリコー
ン樹脂の比率が余り大きくなると成膜時のシリコーン樹
脂の硬化収縮によりクラックが発生したり、下層との接
着性が悪くなる。

【００２６】さらに、保護層中に分散させた疎水性シリ
カは、塗液の安定性、塗膜強度、成膜性などの点から、
添加量としては、保護層の全固形分１００重量部に対し
て１〜１００重量部、好ましくは５〜３０重量部の範囲
である。

【００２７】さらに、保護層中に溶解させたシリコーン
系グラフトポリマーの添加量としては、保護層の全固形
分１００重量部に対して０．１〜２０重量部、好ましく
は０．５〜５重量部の範囲である。

【００２８】本発明の電子写真感光体の電荷輸送層に用
いる電子供与性物質としては、アルキル基、アルコキシ
基、アミノ基、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、ピレン、フェナントレンなどの多
環芳香族化合物またはそれらを含む誘導体、インドール
、オキサゾール、オキサジアゾール、カルバゾール、チ
アゾール、ピラゾリン、イミダゾール、トリアゾールな
どの複素環化合物またはそれらを含む誘導体などが挙げ
られる。これらの電子供与性物質とバインダー樹脂を適
当な溶剤に溶解し、通常の塗布法によって塗布・乾燥し
電荷輸送層を形成せしめるが、電子供与性物質が高分子
化合物の場合はバインダー樹脂を混合せずに単独で電荷
輸送層を形成しても良い。電荷輸送層の膜厚としては数
μｍ〜数十μｍであるが、好ましくは５〜２５μｍの厚
さである。

【００２９】また、本発明の電子写真感光体の電荷発生
層に用いる電荷発生物質としては、フタロシアニン系、
アゾ系、スクエアリリウム系、シアニン系、キノン系、
ペリレン系などの各種顔料あるいは染料が挙げられる。 電荷発生層はこれらの顔料あるいは染料と適当なバイン
ダ−樹脂を加えて分散させて調液された塗布液を通常の
塗工法によって塗布、加熱乾燥し、数μｍの膜厚で形成
するが、好ましくは　０．２〜２μｍの膜厚に形成する
のがよい。

【００３０】電荷発生層、電荷輸送層に用いられるバイ
ンダー樹脂は、他層との接着性向上、塗布膜の均一性向
上、塗工時の流動性調整などの目的で、必要に応じて用
いられ、具体的には、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、
ポリビニルブチラ−ル、ポリ酢酸ビニル、ポリカ−ボネ
イト、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、シリコーン樹脂
、またはこれらの樹脂の共重合体などが挙げられる。 また、溶剤としては電荷発生剤、電荷輸送剤あるいはバ
インダー樹脂を溶解するものであればよく、具体的には
、ハロゲン化炭化水素類、ハロゲン化芳香族類、芳香族
類、ケトン類、エステル類、エーテル類などを用いるこ
とができる。

【００３１】本発明の電子写真感光体に用いられる導電
性支持体は、従来から知られている導電性を有するもの
であればよく、アルミニウム、アルミニウム合金などの
金属板及び金属ドラム、酸化スズ、酸化インジウムなど
の金属酸化物からなる板、またはそれらの金属及び金属
酸化物などを真空蒸着、スパッタリング、ラミネート、
塗布などによって付着させ導電性処理した各種プラスチ
ックフィルム、紙などである。

【００３２】さらに、本発明の電子写真感光体は、通常
の電子写真感光体と同様に、導電性支持体と電荷輸送層
との間にカゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニル
ブチラール、ポリアミドなどの接着層またはバリヤー層
を設けることができる。

【００３３】このようにして、電荷輸送層、電荷発生層
からなる感光層と保護層を導電性支持体上に積層して形
成される本発明の電子写真感光体は、導電性支持体上に
電荷輸送層・電荷発生層・保護層の順に積層され、正帯
電で感度を有する。

【００３４】以下、本発明の実施例を具体的に説明する
が、本発明は以下の実施例に示す組合せに限定されるも
のではない。

【００３５】以下本発明の一実施例の電子写真感光体に
ついて説明する。１，１−ビス（Ｐ−ジエチルアミノフ
ェニル）−４，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン　
　１重量部とポリカーボネイト（バイエル社製　　商品
名マクロホールＮ）１重量部を塩化メチレン９重量部に
溶解し、この塗液を外径２５ｍｍのアルミドラム上に浸
積塗布し、８０℃にて１時間乾燥して膜厚２０μｍの電
荷輸送層を形成した。

【００３６】次に、τ型無金属フタロシアニン（東洋イ
ンキ製造株式会社製）５重量部とアクリル樹脂（三菱レ
ーヨン株式会社製　　商品名ダイヤナールＨＲ６６４）
４重量部およびメラミン樹脂（大日本インキ株式会社製
　　商品名スーパーベッカミンＬ１４５−６０）１重量
部とをｓ−ブチルアルコール１１５重量部に分散した。 この塗液を前記電荷輸送層上に浸積塗布し、１３０℃に
て１時間乾燥して膜厚０．２μｍの電荷発生層を形成し
た。

【００３７】また、熱硬化性シリコーン樹脂（東芝シリ
コーン株式会社製）７０重量部とウレタンエラストマー
（三井東圧化学株式会社製　　商品名オレスターＮＬ２
２４９Ｅ）３０重量部とをｎ−ブチルアルコール１００
０重量部に溶解した塗液に、トリメチルシリル基で処理
した疎水性シリカを３０重量部添加し、超音波分散によ
って分散し、さらにシリコーン系グラフトポリマー（東
亜合成化学株式会社製ＧＳ−３０）５重量部添加して塗
液を作製した。この塗液を前記電荷発生層上に浸積塗布
し、１１０℃にて１時間加熱処理し、硬化させて膜厚１
μｍの保護層を形成した。

【００３８】このようにして得た電子写真感光体を、自
作の画像試験機に装着して、高温高湿（３５℃、８５Ｒ
Ｈ％）で１０００枚、２０００枚、３０００枚、４００
０枚、５０００枚プリントした時の画像流れの状態を評
価した。図１は本発明の実施例における電子写真感光体
の画像試験機の構成図である。

【００３９】図１において１は主帯電部、２は静電潜像
書き込み用レーザ露光部、３は非磁性一成分直流飛翔現
像部、４は紙および紙搬送部、５は転写部、６は定着部
、７はウレタンブレードによるトナークリーニング部で
ある。

【００４０】その評価結果を（表１）に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】以上のように本実施例によれば、電子写真
感光体が導電性支持体上に電荷輸送層・電荷発生層・保
護層の順で積層して形成され且つ保護層として熱硬化性
シリコーン樹脂とウレタンエラストマーと疎水性シリカ
とさらにシリコーン系グラフトポリマーとを含有するこ
とによって、正帯電で感度を有し、温湿度に対して安定
で、特に繰り返し使用後の紙粉等の表面付着物による、
高温高湿下での表面抵抗の低下による画像流れがなく、
さらに保護層が薄層でも硬度・膜強度が高く、耐摩耗性
・耐久性に優れた電子写真感光体を提供するものである
。

【００４３】以下本発明の第２の実施例について説明す
る。 第１の実施例の保護層において、シリコーン系グラフト
ポリマー（東亜合成化学株式会社製　　ＧＳ−３０）５
重量部の代わりに、２重量部を添加して塗液を作製した
以外は、第１の実施例と同様にして電荷輸送層、電荷発
生層、保護層を形成し、第１の実施例と同様にして画像
評価を行なった。

【００４４】その評価結果を（表１）に示す。 以下本発明の第３の実施例について説明する。

【００４５】第１の実施例の保護層において、シリコー
ン系グラフトポリマー（東亜合成化学株式会社製　　Ｇ
Ｓ−３０）５重量部の代わりに、１重量部を添加して塗
液を作製した以外は、第１の実施例と同様にして電荷輸
送層、電荷発生層、保護層を形成し、第１の実施例と同
様にして画像評価を行なった。

【００４６】その評価結果を（表１）に示す。 以下本発明の第４の実施例について説明する。

【００４７】第１の実施例の保護層において、熱硬化性
シリコーン樹脂（東芝シリコーン株式会社製）７０重量
部とウレタンエラストマー（三井東圧化学株式会社製　
　商品名オレスターＮＬ２２４９Ｅ）３０重量部との代
わりに、熱硬化性シリコーン樹脂５０重量部とウレタン
エラストマー５０重量部とした以外は、第１の実施例と
同様にして電荷輸送層、電荷発生層、保護層を形成し、
第１の実施例と同様にして画像評価を行なった。

【００４８】その評価結果を（表１）に示す。 また本発明の比較例として、保護層として熱硬化性シリ
コーン樹脂とウレタンエラストマーと疎水性シリカのみ
の構成でサンプルを作成した。

【００４９】第１の実施例において、保護層を熱硬化性
シリコーン樹脂とウレタンエラストマーと疎水性シリカ
のみとする以外は、第１の実施例と同様にして電荷輸送
層、電荷発生層、保護層を形成し、第１の実施例と同様
にして画像評価を行なった。

【００５０】その評価結果を（表１）に示す。

【００５１】

【発明の効果】以上のように本発明は、電子写真感光体
を導電性支持体上に電荷輸送層・電荷発生層・保護層の
順で積層して形成し、且つ保護層が熱硬化性シリコーン
樹脂とウレタンエラストマーと疎水性シリカとさらにシ
リコーン系グラフトポリマーとを含有することによって
、正帯電で感度を有し、温湿度に対して安定で、特に繰
り返し使用後の紙粉等の表面付着物による、高温高湿下
での表面抵抗の低下による画像流れがなく、さらに保護
層が薄層でも硬度・膜強度が高く、耐摩耗性・耐久性に
優れた電子写真感光体とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における電子写真感光体
の画像試験機の構成図である。

【符号の説明】

１　　主帯電部 ２　　静電潜像書き込み用レーザ露光部３　　非磁性一
成分直流飛翔現像部 ４　　紙および紙搬送部 ５　　転写部 ６　　定着部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性支持体上に感光層とその感光層の保
   護層を積層して形成される電子写真感光体において、前
   記保護層が熱硬化性シリコーン樹脂とウレタンエラスト
   マーと疎水性シリカとさらにシリコーン系グラフトポリ
   マーを含有することを特徴とする電子写真感光体。
2. 【請求項２】感光層が導電性支持体上に電荷輸送層、電
   荷発生層の順に積層して形成されることを特徴とする請
   求項１記載の電子写真感光体。