JPH0440465A - 電子写真感光体の製造方法及び電子写真感光体 - 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係り、特に光導電性微結晶を
自硬化性バインダーで結着薄層化した感光層を有する電
子写真感光体に関する。

（従来の技術） 本発明者は、先に特開平１−１６９４５４号公報（特願
昭６２−３２８４６５号）において、特に６以上の急峻
なγを有するディジタル特性感光体の作り方を開示した
。

（発明が解決しようとする課題） その理論現象を支えるものは、強電界中においてアバラ
ンシェ現象を起こし得る程度に不純物が少なく、且つ結
晶不整も少ない所謂イントリンシックと呼ばれる結晶、
或はアモルファス粒子と少なくとも１０１３Ω・０ｍ以
上の体積固有抵抗を有する。従来の概念では、完全な絶
縁体と゛考えられていたバインダーの組み合わせで起る
特定の物理現象である。この両者の存在は、不可欠であ
る。従来感光性を基本的に決定する感光性結晶の理論に
比しバインダーの側は理論的な解明が不足勝ちであり、
特に結晶粒子とバインダーの間の状態については多くの
場合に実態が把握しにくくバインダーを種々変えて好結
果を得ようとする実験的な努力は、時として非物理的な
思考方式に落ち込み、偶然の結果としてしか良い結果が
得られないことがままあった。

本発明は、特に、バインダーの持つ問題点を解き明かし
、これを改良することを目的としている。

高γ電子写真感光体は、高解像力と高コントラストを特
徴とするので、所謂プリンターの系統に好んで使用され
る性質を持つ。

プリンターにおいては、光入力を与えた部分を黒化させ
る様に現像する所謂反転硯像法を採用することが多い。

この点に大きな問題が発生する。

従来プリンター用の感光体としては、 Ｓｅ系、Ｓ　ｉ　Ｈ３系、機能分離型ｏｐｃ系などが使
用され、バインダー系の感光体が使用される事は殆ど無
かった。

唯一の例外は転写にベルト或はローラーを使用し、感光
体表面が転写コロナに曝されるのを防止した場合にバイ
ンダー系が実用性を示す。

これはプリンターに於のる反転現像方式では、感光体表
面を励起する電荷の極性とトナの帯電極性が一致し、従
って転写時に印加されるコロナ帯電の極性が励起時のコ
ロナ極性に対して反転する事に由来するものである。良
く知られている様に、マイナスコロナ放電においてはプ
ラスコロナ放電の場合に比して１乃至は２桁多いオゾン
を発生するので、マイナスコロナ放電を使用すると、帯
電障害や暗電位保持障害を発生する事が多い。反転現像
方式では、帯電工程と転写工程の双方にコロナ放電法を
採用すれば、何れかでマイナスコロナの曝射を受ける事
はまぬかれ難い。それ酸オゾン雰囲気内で耐久性を有す
る電子写真感光体が必要となって来る。　所謂バインダ
ータイプの感光体に於ては、微少感光粉体をバインダー
で固めて成ると言う単純構造である為に感光体表面の凹
凸や感光層内部にボイドが発生し易（、これが前記した
様にプリンター用の感光体として使用されにくい要因と
なっている。

殊に特開平１−１６９４５４号公報（特願昭６２−３２
８４６５号）のα型銅フタロシアニンを使用した例の様
に、Ｐ型感光体として作動する場合には転写コロナの直
接曝射を受けるか否かで、大巾に潜像保持特性が変化し
てしまう。

若し、転写コロナの直接曝射を防護する手段を全く考え
ないと潜像保持能力が低下し、バックグラウンドにカブ
リを生ずる様な結果が発生する。

本発明は前記せる問題を解決し、特に複雑な機構や方式
にたよらず、最も一般的なコロナ曝射による転写システ
ム構成を採用した場合でも、超高速動作を行う複雑な転
写システム構成を採用した場合でも同様に安定的に高解
像度で高コントラストの画像を提供する電子写真感光体
を得る事を目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の電子写真感光体は
、光導電性微結晶を自硬化性バインダーで結着薄層化し
た感光層を有する感光体に液状の高分子材料を含浸硬化
せしめたものである。

又、本発明の電子写真感光体の代表例は、α型銅フタロ
シアニンを自硬化性バインダーで結着薄層化した感光層
を有する感光体にシアノアクリレートな含浸硬化せしめ
たものである。

更に、上記感光層表面に帯電特性調節を目的とする高分
子薄層を塗工してなるものである。

（実施例） 以下、本発明の電子写真感光体を実施例を挙げて説明す
る。

実施例　１゜ α型銅フタロシアニン　　　　　５．３ｇｒ（東洋イン
キ製造ＫＫ製） アルマテックス　Ｐ−６４５１８、５ｇ　ｒ（三井東圧
ＫＫ製、ポリエステル樹脂 固形分６０％　溶剤分４０％） ニーパン　２０Ｈ３６，７ｇｒ （三井東圧ＫＫ製、メラミン樹脂 固形分７０％　溶剤分３０％） シクロへキサノン　　　　　　９５．７ｇｒエタノール
　　　　　　　　　　７．０ｇｒ上記の比率の混合物を
混合器（レッドデビル社製、ＰＡＩＮＴ　　ＭＩＸＥＲ
Ｓ　　ＭＯＤＥＬＮＯ，５４００−０２）内で３時間部
合練和した後に取り出し、塗工原液とした。別に用意さ
れた２本の直径８０ｍｍ、長さ２８８ｍｒｒｌで表面粗
度０５μｍのアルミ円筒の表面に１μｍの厚さで重量比
ｌＯ％の１２を含有する可溶性ナイロン（東しＫＫ製　
商品名ＣＭ　−８０００）の被膜を塗工し乾燥した。

塗工方法はディッピングの変形である。此の層は、電極
表面と感光層の接触界面を整合し、軟接触を果たす事が
目的である。

次に既に用意された塗工原液を上記の２本の可溶性ナイ
ロンＣＭ　−８０００層塗工ずみのアルミ円筒表面に前
記と同じ塗工法で、乾燥後の感光層の厚さが約１５μｍ
になる様に塗工し、約１時間風乾後２００℃の電気炉内
で３時間加熱し後冷却して２本の未処理感光体Ａを得た
。

この未処理感光体Ａは、光導電性微結晶を自硬化性バイ
ンダーで結着薄層化した感光層を有するものであり、よ
り詳しくは、例えば、平均粒径０５μｍ以下０．０１μ
ｍ以上の光導電性微結晶を１０１３Ω・ｃｍ以上の体積
固有抵抗を有するバインダー中に分散し薄層（薄層の厚
さとしては、５μｍ以上３０ｒＬｍ以下が望ましい。）
としたものである。

そして、この２木の未処理感光体Ａの１本に液状の高分
子材料、特に、エチルシアノアクリレートモノマーを主
成分とする所謂瞬間接着剤（東亜合成化学ＫＫ製製品品
名アロンアルファ。

１）を５０％量のキシレンで希釈した液を塗った。

この液は急速に感光層内に浸み込み塗った直後は感光体
表面は光沢を呈するが、後急速に光沢を失う。これを８
０℃程度の温風に５分間曝し更に５分間室温で冷却する
。

この工程を４回繰り返すと、感光層表面は光沢面として
固定された。仕上げとして１００　℃の炉で１０分間加
熱し、後冷却して処理感光体Ｂの製作を終った。

市販のＳｅ系感光体を使用するプリンターを使用し、唯
イレーザ−の光量を７０倍に増加するだけの変更をほど
こして試験機とした。

この試験機を使用して感光特性及び繰り返し特性なテス
トシた。

第１図は、初期の感光特性と約１０．０００回の連続的
な（＋チャージ帯電）→（露光）→（−チャージ帯電）
の繰り返しを行なった後の感光特性を未処理感光体Ａと
処理感光体Ｂとについて示している。

第２図は、上記の帯電工程の繰り返し回数と励起帯電電
位の関係を示す図である。

実施例１の結果は、物理的に次のように推測される。

実施例１で使用されたアロンアルファ１０１は、東亜合
成化学ＫＫの商品名であり、エチルシアノアクリレート
モノマーを主成分とする所謂瞬間接着剤として使用され
る材料であり、その作用は、接着面に存在する微量な水
分により、急速に架橋硬化することにより発揮されてい
る。

この種の瞬間接着剤として知られ使用されているものと
して、メチルシアノアクリレート、エチルシアノアクリ
レート、インブチルシアノアクリレート、イソブロビル
シアノアクリレト、α−シアノアクリル酸エトキシエチ
ル等のモノマーが挙げられる。

即ち前記した様な材料は、アクリルモノマーを基本とす
るものであるので非常に低分子量である。

それ故、基本的に浸透力及び被覆力に優れているので、
本発明の目標としているボイドを含む感光層内部の被覆
不完全を補修するためには有効であると予測される。

実際、予備的な実験を行なうと有効であることが知られ
た。

しかし、エチルシアノアクリレートモノマーを主成分と
する所謂瞬間接着剤（例えば、東亜合成化学ＫＫ製製品
品名アロンアルファ０１）の原液を例えば、温度２５℃
湿度６０％の如き極く通常の雰囲気内で塗工してみると
、その効果は明瞭にありながら未だ不十分である。

そこで、エチルシアノアクリレートモノマを主成分とす
る所謂瞬間接着剤の原液の塗工状態を観察すると、感光
層表面に塗布されたエチルシアノアクリレートの原液は
、極めて急速に硬化し、感光層表面に光沢面を形成しそ
れ以後は原液塗工を重ねても電荷保持特性は実用的に向
上せず、むしろ感度阻害の発生することが知られた。

本発明者は、この知見から、瞬間接着剤の持つ過激な硬
化及び吸着を適宜に抑制し、且つ瞬間接着剤の感光体深
層までの含浸を果たす目的として５０％量キシレンによ
り希釈することにしたのである。

つまり、エチルシアノアクリレートモノマーを主成分と
する所謂瞬間接着剤の原液を塗布した場合には、感光層
表面近傍で材料硬化が完結してしまい、塗布材斜部瞬間
接着剤の続く含浸を阻止するため、感光層内部におＧづ
る目的の改変か行なわれなくなるものと考えられるので
、瞬間接着剤分子の過剰に急速な吸着や硬化を抑制する
材料としてここでは、キシレンが添加された。

勿論エチルシアノアクリレートモノマーを主成分とする
所謂瞬間接着剤は、キシレンに対して完全に溶解するこ
とは確かめられている。

特に、前記瞬間接着剤は、極低分子量であるので、キシ
レンに依る希釈を受けても粘度は、殆ど変わらず、内部
への浸透に関しては障害なく行なわれる。

キシレンで希釈されていても吸着性の高いアクリルモノ
マーは、感光層を構成する固体表面に吸着されるが、勿
論キシレンの揮発にともない吸着は完全に近付く。

最終的に完全にキシレンが揮発してしまえば空中水分を
吸収してエチルシアノアクリレートモノマーを主成分と
する所謂瞬間接着剤は、完全なアクリル樹脂となる。

アクリル樹脂化するとキシレンには溶解しなくなるので
、更に重ねてキシレンを添加したエチルシアノアクリレ
ートモノマーを主成分とする所謂瞬間接着剤を重ねて塗
工し得る。

勿論重ねて塗工することは被覆効果を増大させることに
寄与する。

この方法を可能ならしめた第１の要素は未処理感光体Ａ
のバインダーが自硬化性材料であることにある。

架橋反応で作られた高分子構造は、−船釣に極めて大き
な耐溶剤特性を持つので、強溶媒を使用しようしても未
処理の感光層の構造を損なうことはない。

希釈剤としてキシレンを選んだのはあまり大きな意味は
ない。唯若し、ジクロロエタンのように低沸点の溶媒を
使用すると、浸透力は高（なるがジクロロエタンの急速
な揮発により、感光層の温度が低下し空中水分が析出す
るために水を介するアクリルモノマーの架橋が急速に進
み、甚だしい時には発願することすらありアクリル層が
不完全になり易い。

勿論未処理の感光体を常温より２０〜３０℃上げておけ
ば問題は解消する。

所謂瞬間接着剤を使用する場合には非親水性の溶媒から
使用条件に応じて選択すれば良いものである。

以上は、特に、エチルシアノアクリレートモノマーにつ
いてだけでは無く、他のアクリレートモノマーについて
も同様に言える事である。

エチルシアノアクリレートモノマーを主成分とする所謂
瞬間接着剤は、浸透性の高い事や、重ね塗りが出来る点
などから極めて使い易い材料であるといえるが、他の高
分子材料（例えば、後述する実施例２に記載のウレタン
変性シリコン）を使用した場合でもその効果は認められ
ている。

問題点は重ね塗りができないことと、高分子材料を溶媒
に溶解した場合の粘度が高いため浸透力に欠ける点にあ
る。

この欠点を補う方法としては例えば、減圧塗工法を採用
し、或はその他の強制浸透法を使用するか、或は初め粘
度の低い高分子溶液を塗工し次に粘度の高い高分子溶液
を塗工し必要とあれば更に粘度の高い高分子溶液を塗工
するというやり方で疑似的に内部構造にまで高分子材料
を含浸せしめ得る。

第１図及び第２図に示した結果は、現像部を全くをり外
した実験機における結果であり、実際の現像部を設置し
た機械内ではこの数倍の回数を繰り返さなければ、同様
な劣化は見出せない。それはトナー及びキャリアーが感
光体表面に（−１着する酸化異物を清掃し、コピーとし
て機外に搬出してしまったり、キャリアー表面の緩やか
な劣化として作用したりして、感光体表面の劣化を防止
してしまうためである。

実施例２ 実施例１に示したと同じ方法で未処理感光体Ａを作った
。下記３種の溶媒液を用意した。

１、ウレタン変性シリコン３％十酢酸エチル２　ウレタ
ン変性シリコン９％十酢酸エチル３、ウレタン変性シリ
コン１５％十酢酸エチル１→２→３の順序で未処理感光
体Ａに塗工しては乾燥し最終的に鏡面光沢を有する感光
層を持つ感光体Ｃを得た。この感光体Ｃの帯電特性を調
べた結果を、第１図及び第２図に併記した。これに示す
様に未処理感光体Ａに比し明白な改善を示し、実施例２
の方法は、非常に幅広い高分子材料に採用され得る。

例えば、アクリルウレタン、シリコン、ニトロセルロー
スなどである。

次に本発明の技術をトナーと感光体のマツチングを図る
ために応用した。周知のごとく感光体とトナー及びキャ
リアの間には所謂合い性と呼ばれるものがある。

感光体表面の仕事関数が固定してしまっている場合には
、勿論トナーとキャリアの側にしが自由は残されていな
い。

従来のコピー技術の中で培われてきたトナー、キャリア
に関する知見は、トナーと感光体の帯電極性が逆である
という前提で作り上げられて来たものであり、−力木発
明の感光体はプリンター用でしかも反転現象を行なうも
のであるのでトナーと感光体の帯電極性が同じである。

　そのため、従来コピー系で良いとされていたトナー、
キャリアの組み合わせがそのままプリンター系でも良い
という訳には行かない。

そこで、感光体表面の仕事関数を幅広（変える可能性を
獲得する事が非常に重要である。従来公知のバインダー
型感光体で、感光特性を安定させて感光体表面の仕事関
数を自由にコントロールすることは至難の業であった。

これに対し、本発明の感光体では感光特性を殆ど変える
ことなしに感光体表面を形成する高分子材料を変え得る
事は、実施例２において説明した通りで、従って仕事関
数の変え得る巾も極めて大きい。

更に、完全を求めるならば実施例１と実施例２を組み合
わせた形式が考えられる。その実施例は次の通りである
。

実施例３ Ｇ 実施例のエチルシアノアクリレートモノマーを主成分と
する所謂瞬間接着剤（東亜合成化学ＫＫ製製品品名アロ
ンアルファ０１）の塗工回数を３回として最後の塗工に
ウレタン変性シリコン８％十酢酸エチルの混合液を使用
し、乾燥し感光体の製作を終った。

この感光体は、殆ど実施例１の感光体と同等の耐繰り返
し特性を示した。

又、最後の塗工層にアクリルウレタンシリコン等の別種
樹脂を使用した場合にもこの方法は成立し、唯充分に注
意深く塗工樹脂層の高抵抗を保持すれば感光体の耐久特
性は保有され表面の仕事関数特性を変え得る事が知られ
た。

上記の如く自硬化性の高分子材料をバインダーとして使
用した場合には追加的に高分子材料を塗工すると言う方
法が可能になりそれに依って、バインダー系固有の問題
点を解決し得た。

（発明の効果） 本発明は、以上説明したように構成されているので以下
に記載されるような効果を奏する。

感光層内部のボイドその他の欠陥を充填して、潜像保持
特性を向上させることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、横軸のみ対数目盛りとし横軸に光入力、縦軸
に表面電位を示した電子写真感光体の感光特性を示すグ
ラフであり、第２図は、横軸のみ対数目盛りとし横軸に
回数、縦軸に表面電位を示した電子写真感光体の感光特
性を示すグラフである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光導電性微結晶を自硬化性バインダーで結着薄層
   化した感光層を有する感光体に液状の高分子材料を含浸
   硬化せしめたことを特徴とする電子写真感光体。
2. （２）α型銅フタロシアニンを自硬化性バインダーで結
   着薄層化した感光層を有する感光体にシアノアクリレー
   トを含浸硬化せしめたことを特徴とする電子写真感光体
   。
3. （３）感光層表面に帯電特性調節を目的とする高分子薄
   層を塗工してなる請求項１又は２記載の電子写真感光体
   。