JPH04345166A - 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
る積層型電子写真感光体を含む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−ド　インタ−ナショ
ナル　コングレス　オン　アドバンシ−ズ　イン　ノン
インパクト　プリンティング　テクノロジ−ズ（Ｔｈｅ
　３ｒｄ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｇｒｅ
ｓｓ　ｏｎ　Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　Ｎｏｎ−Ｉｍｐ
ａｃｔ　Ｐｒｉｎｔｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ
）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３８−１５
４４６号公報、特公昭５１−１５７４８号公報、特公昭
５２−２４４１４号公報、特公昭５６−３４８６０号公
報、特公昭５６−５３７５６号公報、特公昭６０−５５
３５７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】上記課題を解決するため
に、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、保護層の順で積層して形成され、
且つ、保護層にアクリル−シリコ−ン系櫛形グラフトポ
リマ−と、表面のヒドロキシル基をトリメチルシロキシ
ル基で置換し疎水性シリカまたは表面のヒドロキシル基
をポリジメチルシロキサンで置き換えた疎水性シリカと
を含有する電子写真感光体によって、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、更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。

【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に
アクリルポリマ−を主鎖に持ち、オルガノシリコ−ンを
側鎖に持つアクリル−シリコ−ン系櫛形グラフトポリマ
−を含有することによって、透光性、疎水性、耐候性に
優れた塗膜が得られ、高温高湿下での保護層の抵抗を安
定化させ、また優れた潤滑性、撥水性、離型性、耐汚染
性により、表面付着物の保護層への接着力を低下させ、
ブレ−ド等のクリ−ニング装置の働きを向上させ、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、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とと
もに、感光体の耐久性、耐トナ−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
。

【００１３】また、本発明の電子写真感光体は、保護層
に上記のアクリル−シリコ−ン系櫛形グラフトポリマ−
とともに，更に表面のヒドロキシル基をトリメチルシロ
キシル基で置換した疎水性シリカまたは表面のヒドロキ
シル基をポリジメチルシロキサンで置き換えた疎水性シ
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、表面の撥水性
、耐汚染性、クリ−ニング性を向上させ、感光体の耐久
性、耐トナ−フィルミング性を増し、実使用寿命を格段
に向上させるものである。

【００１４】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ぐとともに、感光体
表面の撥水性を向上させるとともに、表面の摩擦係数を
低減させ、表面付着物のブレ−ド等のクリ−ニング装置
の働きを向上させ、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。

【００１５】

【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。

【００１６】本発明の電子写真感光体の保護層に用いら
れるアクリル−シリコーン系櫛形グラフトポリマーは、
シリコーンマクロモノマーとアクリル系モノマーとの共
重合により合成された、幹部分がアクリル系ポリマーで
枝部分がシリコーンで構成された櫛形グラフトポリマー
であり、シリコーンの持つ疎水性、撥水性、潤滑性、離
型性、耐侯性、耐汚染性等の性質と、アクリルの硬度、
塗膜強度等の性質を同時に持つことを特徴とする。

【００１７】また、同時に保護層中に含まれる表面のヒ
ドロキシル基をトリメチルシロキシル基で置換した疎水
性シリカは、一次粒子径で平均粒径が５〜５０ｎｍの高
純度のシリカをヘキサメチレンジシラザン等で疎水化処
理したものなどが挙げられる。また、同時に保護層中に
含まれる表面のヒドロキシル基をポリジメチルシロキサ
ンで置き換えて疎水化した疎水性シリカは、一次粒子径
で平均粒径が５〜５０ｎｍの高純度のシリカを有機シリ
コーン化合物で疎水化処理したものなどが挙げられる。

【００１８】本発明の電子写真感光体の保護層は、アク
リル−シリコ−ン系櫛形グラフトポリマ−を溶解させた
溶剤に疎水性シリカを分散させた塗液を、感光層上に浸
積塗工法、スピン塗工法、スプレ−塗工法、静電塗工法
等の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８
０℃〜１２０℃位が望ましい。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が望ましい。

【００１９】また、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
１〜２００重量部、望ましくは５〜１００重量部の範囲
である。

【００２０】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
合物またはそれらの骨格を有する誘導体、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の骨格を有する誘導体など
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、浸積塗工法、スピン塗工法、
スプレ−塗工法、静電塗工法等の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。

【００２１】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浸積塗
工法、スピン塗工法、スプレ−塗工法、静電塗工法等の
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。

【００２２】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、フッ素樹脂、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、芳香族炭化水素類、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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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
漬塗布し、８０℃にて１時間乾燥して膜厚２０μｍの電
荷輸送層を形成した。

【００２８】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漬塗布し、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。

【００２９】また、アクリル−シリコ−ン系グラフトポ
リマ−（東亜合成化学株式会社製商品名サイマックＵＳ
−４５１）１００重量部をｎ−ブチルアルコ−ル１００
０重量部に溶解した塗液に、表面のヒドロキシル基をト
リメチルシロキシル基で置換した疎水性シリカ（キャボ
ット社製　　商品名キャボシルＴＳ−５３０）を３０重
量部添加し、超音波分散によって分散して塗液を作製し
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１μｍの保護
層を形成した。

【００３０】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、６０００枚、７０００枚、８０００
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。

【００３１】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。

【００３２】その評価結果を（表１）に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】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アクリル
−シリコ−ン系グラフトポリマ−と表面のヒドロキシル
基をトリメチルシロキシル基で置換した疎水性シリカと
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。

【００３５】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、表面のヒドロキシ
ル基をトリメチルシロキシル基で置換した疎水性シリカ
（キャボット社製　　商品名キャボシルＴＳ−５３０）
の代わりに、表面のヒドロキシル基をトリメチルシロキ
シル基で置換した疎水性シリカ（グンゼ株式会社製　　
商品名タラノックスＴＭ−５００）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
て画像評価を行った。

【００３６】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。

【００３７】第１の実施例の保護層において、表面のヒ
ドロキシル基をトリメチルシロキシル基で置換した疎水
性シリカ（キャボット社製　　商品名キャボシルＴＳ−
５３０）の代わりに、表面のヒドロキシル基をポリジメ
チルシロキサンで置き換えて疎水化した疎水性シリカ（
キャボット社製　　商品名キャボシルＴＳ−７２０）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った。

【００３８】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−ン樹
脂（東芝シリコ−ン株式会社製）とウレタンエラストマ
−（三井東圧株式会社製　　商品名オレスタ−ＮＬ２２
４９Ｅ）と疎水性シリカ（日本アエロジル株式会社製　
　商品名アエロジルＲ９７４）を用いてサンプルを作製
した。

【００３９】第１の実施例の保護層において、アクリル
−シリコ−ン系グラフトポリマ−（東亜合成化学株式会
社製　　商品名サイマックＵＳ−４５１）１００重量部
の代わりに、ウレタンエラストマ−（三井東圧株式会社
製　　商品名オレスタ−ＮＬ２２４９Ｅ）３０重量部と
熱硬化性シリコ−ン樹脂（東芝シリコ−ン株式会社製）
７０重量部を溶解し、疎水性シリカ（キャボット社製　
　商品名キャボシルＴＳ−５３０）３０重量部の代わり
に、疎水性シリカ（日本アエロジル株式会社製　　商品
名アエロジルＲ９７４）３０重量部とする以外は、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。

【００４０】その評価結果を（表１）に示す。

【００４１】

【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、かつ保護層がアクリル−シリコ−
ン系櫛形グラフトポリマ−と、表面のヒドロキシル基を
トリメチルシロキシル基で置換した疎水性シリカまたは
表面のヒドロキシル基をポリジメチルシロキサンで置き
換えて疎水化した疎水性シリカ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 (6)

【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
   、前記保護層がアクリル−シリコ−ン系櫛形グラフトポ
   リマ−と、表面のヒドロキシル基をトリメチルシロキシ
   ル基で置換した疎水性シリカ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。
3. 【請求項３】　　アクリル−シリコ−ン系櫛形グラフト
   ポリマ−がアクリルポリマ−を主鎖に持ち、オルガノシ
   リコ−ンを側鎖に持つことを特徴とする請求項１記載の
   電子写真感光体。
4. 【請求項４】　　導電性支持体上に感光層と該感光層の
   保護層を積層して形成される電子写真感光体において、
   前記保護層がアクリル−シリコ−ン系櫛形グラフトポリ
   マ−と、表面のヒドロキシル基をポリジメチルシロキサ
   ンで置き換えて疎水化した疎水性シリカを含有すること
   を特徴とする電子写真感光体。
5. 【請求項５】　　前記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４記載の電子写真感光体。
6. 【請求項６】　　前記アクリル−シリコ−ン系櫛形グラ
   フトポリマ−がアクリルポリマ−を主鎖に持ち、オルガ
   ノシリコ−ンを側鎖に持つことを特徴とする請求項４記
   載の電子写真感光体。