JPH04260051A - 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】本発明は電子写真感光体に関する
ものであり、特に表面硬度が高く耐摩耗性に優れた高耐
久性の電子写真感光体に関するものであり、感光体の品
質と信頼性を高め、ランニングコストの低減を可能にす
るものである。

【０００２】

【従来技術】電子写真感光体は、複写機、レーザービー
ムプリンター等の電子写真プロセスにおいて、像形成を
担う主要媒体である。その像形成プロセスは、帯電、露
光、現像、転写、クリーニング、除電の繰り返し過程か
ら成る。さらに詳しく説明すると、コロナ電極やゴム電
極により均一に帯電させた電子写真感光体にハロゲン光
やレーザー光を用いた光像を露光すると、露光部の帯電
電位が減衰し静電潜像が形成される。次に帯電微粒子か
ら成るトナーと言われる現像剤を用い静電潜像を現像し
、電子写真感光体上に可視像が形成される。可視像は転
写帯電によりクーロン力と加圧により転写材へ転写され
る。この際すべてのトナーが転写されることはなく、電
子写真感光体にトナーが残留することになるので、繰り
返し使用するためには残留トナーのクリーニングを行な
う必要がある。クリーニングした後、強露光、バイアス
引加などにより帯電履歴を除電した後、次の繰り返しプ
ロセスに移行する。

【０００３】クリーニングについてさらに詳しく説明す
ると、トナーの様な微粒子を除去する手段として、ファ
ーブラシ、磁気ブラシ、ブレードクリーニングなどが知
られている。特にブレードクリーニングはクリーニング
精度が高いことや、装置の構成が簡単なことから最も良
く用いられるクリーニング方法である。ブレードクリー
ニングは、板金に支持された板状のポリウレタンなどか
ら成る弾性体ブレードを、感光体の母線方向に加圧・当
接させる構成となっている。ブレードの当接する方向性
には感光体との関係が順方向のものと、カウンター方向
のものとがある。クリーニングの精度から見ると、後者
のカウンター方式のクリーニングがより好ましい。さら
に、クリーニング精度を向上させるためには、ブレード
の感光体への当接圧を高くすると良い。

【０００４】上述したクリーニング精度の向上は、繰り
返し使用時の画像品質を維持するために非常に重要であ
る一方、感光体とブレードとの間に生ずる摩擦力を大き
くしてしまう欠点を有する。両者の摩擦力増加は感光体
の削れ量増加、傷の発生などにより感光体の寿命を著し
く低減させるものである。

【０００５】特に近年、その量産性、低コストや無公害
性などの利点から使用量が急増している有機感光体にお
いては、表面の機械的強度が充分なものがなく、耐久性
は極めて乏しいものであった。その最大の理由は、有機
感光体において感光層を形成する有機系、バインダーが
充分な機械的強度を有さないためである。つまり感光体
特性を有する有機光導電性化合物が、それ自身充分な成
膜性を有することがほとんど無いため、感光体として成
膜するには有機系バインダーに相溶又は分散させて使用
する必要があった。特に感光体特性の損失が少ないのは
、溶剤可溶性の熱可塑性バインダーであるが、これまで
このようなバインダーで機械的強度に優れたものはなか
った。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一方、重合性のモノマ
ー、オリゴマーを用い重合プロセスを経た後高硬度の感
光層を得る試みがなされてきた。具体的には特開昭５５
−８５０５８号公報、６１−４１１５２号公報、６１−
２０１４６１号公報、６２−２０１４６０号公報、特開
平１−１１６５５３号公報、１−１３４３６４号公報、
１−１３４３６５号公報に開示されるものである。しか
しながら、モノマーやオリゴマー、さらに重合生成物と
光導電性化合物との相溶性や分散性は良いものではなか
った。それに加え、重合反応時に光導電性化合物が反応
劣化を受けるケースが多く、感光体特性が満足されなか
った。

【０００７】また、重合性モノマーやオリゴマーの重合
時に光導電性化合物が反応劣化するのを防止するために
、感光層とは分離した保護層として感光層上に重合生成
物を設ける試みもなされている。しかし、この方法では
重合生成物が厚ければ残留電位の著しい上昇で感光体特
性が満足せず、薄ければ機械的強度や重合反応が不充分
であった。

【０００８】従って、本発明は、有機光導電性化合物を
用いた有機感光体において、特定の重合性モノマーを特
定の開始剤を用いて重合させることにより、高硬度かつ
薄層の表面保護層を形成し、耐傷性、耐摩耗性及び電子
写真特性に優れた高耐久性の電子写真感光体を与えるこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、導
電性支持体上に少なくとも感光層と表面層を有する電子
写真感光体の製造方法において、前記表面層を、下記構
造Ａの重合性モノマーを下記構造Ｂの重合開始剤の存在
下で紫外線照射により重合させて形成することを特徴と
する電子写真感光体の製造方法である。

【００１０】

【化３】 （式中、Ｒは同一でも異なっていてもよい−Ｒ′−ＣＲ
″＝ＣＨ２　を表わし、Ｒ′は２価の連結基、Ｒ″は水
素原子、メチル基またはフェニル基を表わす）

【００１
１】

【化４】 （式中、Ｘはアルキル基、アルキルエーテル基、アルキ
ルチオエーテル基、アラルキル基、アリール基、アリー
ルエーテル基、アリールチオエーテル基、水素原子、ハ
ロゲン原子、ＳＨ基またはヒドロキシ基を表わす）。

【００１２】以下、本発明を更に詳細に説明する。

【００１３】構造Ａにおいて、Ｒ′で表わされる２価の
連結基としては、例えば−Ｏ−，−ＣＯ−，−ＮＨ−，
−Ｓ−、およびこれらの基とアルキル鎖を組み合わせた
２価の基が挙げられる。

【００１４】以下に構造ＡのＲおよび構造ＢのＸの具体
例を挙げる。

【００１５】

【化５】

【００１６】

【化６】 本発明のモノマーは官能基密度が高く反応性及び架橋密
度が高いため、高硬度の重合生成物を与える。しかしな
がら前記重合生成物は電気抵抗が高いため電子写真感光
体の保護層として用いると、残留電位の大幅な上昇や感
度ダウンを引き起こす。それを防止するには保護層を極
力薄膜化する必要がある。実用的な残留電位に押えるに
は、保護層の膜厚は１．５μｍ以下にする必要があり、
さらに好ましくは１．０μｍ以下である。一方本発明の
モノマーがその高硬度な物性を発現するには通常の開始
剤を用いた場合で１．０μｍ以上、さらに好ましくは３
．０μｍ以上の膜厚が必要である。

【００１７】本発明のモノマー及び開始剤を併用すると
０．１μｍの膜厚でもかなり良好な高硬度保護層が得ら
れる。特に０．５μｍ〜１．０μｍの範囲で充分な硬度
と電子写真特性を両立することが判明した。

【００１８】以上の様な良好な薄膜硬化性が実現される
理由として開始剤がラジカル発生の酸素障害を受けにく
いことが挙げられる。通常の開始剤を用いて薄膜硬化を
行う際、発生したラジカルが空気中酸素により失活する
確率が高く、重合の反応速度が低下するため硬化が不充
分となる。本発明の開始剤はラジカルの発生量が多く、
酸素障害を受けにくく、薄膜でも重合反応速度が低下す
ることはない。

【００１９】本発明の開始剤は他の開始剤と併用しても
良い。他の開始剤としては、アセトフェノン、ベンゾイ
ン、ベンゾフェノン、チオキサンソン、アントラキノン
、ベンジル、カンファーキノン、ミヒラーケトンなどが
挙げられる。これらは紫外域の光によりラジカルを発生
するが、アミン、スルホン、ホスフィンなどの光開始助
剤と併用することにより、より効果的にラジカルを発生
し得る。また、開始剤は、それぞれ吸収波長が異なるた
めに、２種以上を併用することにより、ラジカルの発生
効率を向上させることができる。また、可視域に吸収を
有する光鋭感剤と併用することにより、可視光でラジカ
ルを発生することもできる。

【００２０】以下に併用可能な代表的開始剤、光開始助
剤、光鋭感剤の例を示す。

【００２１】

【化７】

【００２２】

【化８】

【００２３】

【化９】

【００２４】

【化１０】

【００２５】

【化１１】

【００２６】

【化１２】

【００２７】

【化１３】 光ラジカルを発生させる光源としては、光開始剤や光鋭
感剤の種類により最適なものが選択されるが、高圧水銀
ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、無
電極ランプ、キセノンランプ、エキシマレーザー、Ｈｅ
−Ｃｄレーザーなどが使用される。

【００２８】本発明のモノマーは、他の重合性モノマー
やオリゴマー、さらには他の高分子バインダーを混合し
た後重合させることも可能である。混合可能な高分子バ
インダー（熱可塑性樹脂及び前記重合性モノマー、オリ
ゴマーを重合させたものも含む）は、ポリエステル、ポ
リウレタン、ポリアリレート、ポリエチレン、ポリスチ
レン、ポリブタジエン、ポリカーボネート、ポリアミド
、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリアミドイミド、フ
ェノール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキ
シ樹脂、ユリア樹脂、アリル樹脂、アルキド樹脂、メラ
ミン樹脂、ナイロン、ポリサルホン、ポリアリルエーテ
ル、ポリアセタール、ブチラール樹脂、フッ素系樹脂な
どである。特にアクリレート、メタクリレートやエポキ
シ系の重合性モノマー、オリゴマーは相溶性にも優れ混
合系を形成するのに都合が良い。以下にアクリレート、
メタクリレート、エポキシ系の重合性モノマー、オリゴ
マーの具体例を示す。

【００２９】次に本発明の電子写真感光体の層構成につ
いて説明する。

【００３０】本発明の感光層は、単層、積層どちらの構
成もとり得る。単層の感光層では光キャリアの生成と移
動が同一層内で行なわれる。一方積層の感光層では、光
キャリアを生成する電荷発生層と生成したキャリアが移
動する電荷移動層とが積層された構成をとる。積層感光
層において導電性基体側の層となるのは、電荷発生層ま
たは電荷輸送層どちらでも良い。また、単層、積層どち
らの場合においても、感光層の上層に保護層を設ける。 本発明においてはいずれの場合も、保護層が本発明のモ
ノマーの重合生成物を含有し、高硬度で耐摩耗性に優れ
た表面層を形成する。

【００３１】本発明の単層感光層は８〜４０μｍの厚さ
で使用可能であり、より好ましくは１２〜３０μｍであ
る。電荷発生材料や電荷輸送材料等の光導電性材料を２
０〜８０重量％含有するが、より好ましくは３０〜７０
％重量である。

【００３２】本発明の積層感光層において、電荷発生層
の膜厚は、０．００１μｍ〜６μｍが可能であり、より
好ましくは、０．０１μｍ〜２μｍである。電荷発生層
に含有される電荷発生材料の量は、重量比で１０〜１０
０％が可能であり、より好ましくは、５０〜１００％で
ある。電荷輸送層の厚さは５〜７０μｍ、より好ましく
は１０〜３０μｍである。電荷輸送層中に含まれる電荷
輸送材料の量は、重量比で２０〜８０％であるが、より
好ましくは３０〜７０％である。

【００３３】本発明に用いられる電荷発生材料としては
、フタロシアニン顔料、多環キノン顔料、トリスアゾ顔
料、ジスアゾ顔料、アゾ顔料、ペリレン顔料、インジゴ
顔料、キナクリドン顔料、アズレニウム塩染料、スクワ
リウム染料、シアニン染料、ピリリウム染料、チオピリ
リウム染料、キサンテン色素、キノンイミン色素、トリ
フェニルメタン色素、スチリル色素、セレン、セレン−
テルル合金、アモルファスシリコン、硫化カドミウム等
が挙げられる。

【００３４】電荷輸送材料の例としては、ピレン化合物
、Ｎ−アルキルカルバゾール化合物、ヒドラゾン化合物
、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアニリン化合物、ジフェニルアミ
ン化合物、トリフェニルアミン化合物、トリフェニルメ
タン化合物、ピラゾリン化合物、スチリル化合物、スチ
ルベン化合物などが挙げられる。

【００３５】本発明において、前記電荷発生材料や電荷
輸送材料を成膜するために各種高分子バインダーが使用
される。その様な高分子バインダーはポリエステル、ポ
リウレタン、ポリアリレート、ポリエチレン、ポリスチ
レン、ポリブタジエン、ポリカーボネート、ポリアミド
、ポリプロピレン、ポリイミド、フェノール樹脂、アク
リル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂
、アリル樹脂、アルキッド樹脂、ポリアミド−イミド、
ナイロン、ポリサルフォン、ポリアリルエーテル、ポリ
アセタール、ブチラール樹脂などである。

【００３６】本発明の電子写真感光体の導電性支持体と
しては、鉄、銅、金、銀、アルミニウム、亜鉛、チタン
、鉛、ニッケル、スズ、アンチモン、インジウムなどの
金属や合金、あるいは、前記金属の酸化物、カーボン、
導電性ポリマーなどが使用可能である。形状は、円筒状
、円柱状などのドラム形状と、ベルト状、シート状のも
のとがある。前記導電性材料は、そのまま成形加工され
る場合、塗料として用いられる場合、蒸着される場合や
、エッチング、プラズマ処理により加工される場合もあ
る。塗料の場合、支持体は前記金属、合金はもちろん、
紙、プラスチックなども用いられる。

【００３７】また、導電性支持体と感光層との間に下引
き層を設けても良い。下引き層は、界面での電荷注入制
御や接着層として機能する。下引き層は、主に結着樹脂
から成るが、前記金属や合金、またはそれらの酸化物、
塩類、界面活性剤などを含んでも良い。下引き層を形成
する結着樹脂の具体例としては、ポリエステル、ポリウ
レタン、ポリアリレート、ポリエチレン、ポリスチレン
、ポリブタジエン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポ
リプロピレン、ポリイミド、フェノール樹脂、アクリル
樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、ア
リル樹脂、アルキッド樹脂、ポリアミド−イミド、ナイ
ロン、ポリサルフォン、ポリアリルエーテル、ポリアセ
タール、ブチラール樹脂などが挙げられる。下引き層の
膜厚は、０．０５μｍ〜７μｍであるが、より好ましく
は０．１μｍ〜２μｍである。

【００３８】本発明の電子写真感光体の製造方法には、
蒸着、塗布などの方法が用いられる。塗布による方法は
、薄膜から厚膜まで広い範囲で、しかもさまざまな組成
の膜が形成可能である。具体的には、バーコーター、ナ
イフコーター、浸漬塗布、スプレー塗布、ビーム塗布、
静電塗布、ロールコーター、アトライター、粉体塗布な
どで塗布される。

【００３９】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。 〔実施例−１〕ナイロン（ＣＭ−４０００，東レ製）１
０重量部、メタノール１００重量部、及びイソプロパノ
ール９０重量部を混合溶解した後、外径８０ｍｍ、肉厚
１．５ｍｍ、長さ３６３ｍｍのアルミニウム製シリンダ
ー上に浸漬塗布し、９０℃，２０分の乾燥後、２．０μ
ｍの下引き層を設けた。

【００４０】次に下記トリスアゾ顔料１０重量部、

【０
０４１】

【化１４】 ポリカーボネート樹脂（ビスフェノールＡ型、Ｍｎ２０
，０００）５重量部、及びシクロヘキサノン６００重量
部をサンドミルにて分散し電荷発生層塗料を得た。この
塗料を前記下引き層上に浸漬塗布し、１２０℃，２０分
の乾燥後０．１５μｍの電荷発生層を得た。

【００４２】下記構造のビフェニル化合物２０重量部、
ポリカーボネート樹脂（ビスフェノールＡ型：Ｍｗ５０
，０００）２０重量部とモノクロロベンゼン３００重量
部を混合した。この溶液を前記電荷発生層上に浸漬塗布
し、１２０℃，６０分の乾燥により２３μｍの電荷輸送
層を有する感光体を得た。

【００４３】

【化１５】 下記構造のモノマーＡ及び開始剤Ｂを１０重量部及び０
．４重量部とメチルエチルケトン９０重量部を混合し、
前記電荷輸送層上にスプレー塗布し、９０℃，５分の乾
燥後高圧水銀燈により１，２００μＪ／ｃｍ２　の紫外
線照射を行い、１２０℃，６０分の乾燥により０．８μ
ｍの保護層を有する感光体を得た。

【００４４】

【化１６】 〔比較例−１〕実施例−１において、保護層を設けない
サンプルである。 〔比較例−２〕実施例−１において、下記開始剤を用い
た以外実施例−１と同様のサンプルである。

【００４５】

【化１７】 〔比較例−３〕実施例−１において下記モノマーを用い
た以外、実施例−１と同様にして保護層を有する感光体
を得た。

【００４６】

【化１８】 〔比較例−４〕実施例−１において保護層の膜厚を２μ
ｍとしたサンプルである。 〔物性評価〕ｉ）摩耗性試験 前記感光体の製造時に、アルミニウム製シリンダーの替
りに５０μｍ厚のアルミニウムシートを用いたサンプル
も同時に作成した。このシートサンプルをテーバー式摩
耗試験機により、加重５００ｇ×２、５，０００回転の
摩耗試験を行ないサンプルの重量減少を測定した。その
結果、比較例−１においては、９．６５ｍｇであったの
に対し、実施例−１においては０．０１ｍｇと良好な耐
摩耗性を示した。またアクリレートモノマー及び開始剤
の種類の違いにより、比較例−２，３においては０．１
８ｍｇ、０．４３ｍｇであった。以上本発明のモノマー
と開始剤の組合せは極めて良好な耐摩耗性を示した。 ｉｉ）キズ試験 ヘイドン製キズ試験機を用い、０．５ｍｍ径ダイヤモン
ド針での５０ｇ荷重による感光体表面キズをつけ、その
深さを測定した。比較例−１においては５．１μｍのキ
ズであったのに対し、実施例−１においては０．２μｍ
、また比較例−２及び３においては、１．５μｍ及び１
．２μｍのキズであった。以上本発明の感光体は表面硬
度が著しく高いことが示された。 〔実機評価〕キャノン製カラーレーザーコピア２００　
（ＣＬＣ−２００）を用いた。Ａ４サイズ紙にてフルカ
ラー２０，０００枚の複写を行ない、感光体の削れ量、
暗電位の低下及びベタ白画像の地汚れ（カブリ）を試験
した。

【００４７】表１に結果をまとめたが、本発明の感光体
は削れ量が少なく、それに伴なう暗電位の低下及びカブ
リの発生がないため、極めて耐久性に優れることが示さ
れた。

【００４８】また保護層の膜厚が充分薄いため、残留電
位も問題のないレベルである。比較例−４で示した厚膜
サンプルのみ残留電位が高く画像コントラストが得られ
なかった。 〔実施例−２〕実施例−１において下記モノマーＡ及び
開始剤Ｂを用いた以外実施例−１と同様のサンプル作成
と評価を行った。

【００４９】

【化１９】 〔実施例−３〕実施例−１において、下記モノマーＡ及
び開始剤Ｂを用いた以外実施例−１と同様のサンプルを
作成し良好な結果を得た。

【００５０】

【化２０】 〔実施例−４〕実施例−１の電荷輸送層を実施例−１の
下引き層上に設けた後、実施例−１の電荷発生層を設け
逆層感光体とした。この上に実施例−３の保護層を設け
感光体を得た。

【００５１】ＣＬＣ−２００の評価においては、一次帯
電と転写帯電並びに現像バイアスの極性を逆にするため
高圧トランスを変更して評価した。他の実施例同様良好
な結果を得た。 〔比較例−５〕実施例−４において保護層を設けない感
光体を比較例−５とした。この感光体は表面が薄層の電
荷発生層であるため、ＣＬＣ−２００での評価を行った
ところ、１００枚の耐久で電荷発生層が削り取られ、画
像が出なくなった。 〔実施例−５〕実施例−１のモノマー１０重量部、実施
例−１の光開始剤０．５重量部、メチルエチルケトン２
５０重量部及びイソプロパノール２５０重量部を混合し
た溶液と、熱可塑性変性ポリエチレンテレフタレート（
分子量２０，０００）４０重量部及びヘキサフルオロイ
ソプロパノール５００重量部を混合した溶液とを用意し
、さらに前記２種の溶液を混合した後、実施例−１の電
荷輸送層上にスプレー塗布した。６０℃，５分の乾燥、
１，５００μＪ／ｃｍ２　の紫外線照射、１２０℃，６
０分の乾燥の後、０．７μｍの保護層を有する感光体を
得た。

【００５２】以上結果の詳細は表１にまとめた。

【００５３】

【表１】

【００５４】

【発明の効果】本発明のモノマーを表面層に含有し硬化
させた感光体は、高硬度の表面層を与え、摩耗、キズに
対し極めて優れた。従って長期間に渡って暗電位の低下
、画像かぶりの発生、残留電位の上昇といった欠陥の生
じない高耐久感光体を得ることを可能とした。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　導電性支持体上に少なくとも感光層と
   表面層を有する電子写真感光体の製造方法において、前
   記表面層を、下記構造Ａの重合性モノマーを下記構造Ｂ
   の重合開始剤の存在下で紫外線照射により重合させて形
   成することを特徴とする電子写真感光体の製造方法，【
   化１】 （式中、Ｒは同一でも異なっていてもよい−Ｒ′−ＣＲ
   ″＝ＣＨ２　を表わし、Ｒ′は２価の連結基、Ｒ″は水
   素原子、メチル基またはフェニル基を表わす）【化２】 （式中、Ｘはアルキル基、アルキルエーテル基、アルキ
   ルチオエーテル基、アラルキル基、アリール基、アリー
   ルエーテル基、アリールチオエーテル基、水素原子、ハ
   ロゲン原子、ＳＨ基またはヒドロキシ基を表わす）。