JPH08262774A - 電子写真感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電位保持率が良好で、画像品質の優れた有機感
光体を提供する。 【構成】アルミニウム合金基体１上に、酢酸ニッケル溶
液を用いた封孔処理の施されたアルミニウム陽極酸化皮
膜で，皮膜のｄが０．２以下、皮膜表面のニッケル残留
量が１％原子以下で、かつ、皮膜表面のニッケル残留層
の膜厚が０．１μｍ以下であるアルミニウム陽極酸化皮
膜２を介して有機電荷発生物質を含む電荷発生層４，有
機電荷輸送物質を含む電荷輸送層５をこの順に積層した
感光層３を設けて感光体とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真感光体に関
し、詳しくは、アルミニウムまたはアルミニウ合金から
なる導電性基体上にアルミニウム陽極酸化皮膜よりなる
下引き層を介して有機材料からなる感光層を備えてなる
電子写真感光体におけるアルミニウム陽極酸化皮膜に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の複写機やプリンターなど
の装置に用いられる電子写真感光体は、導電性基体上に
光導電性材料を含む感光層が設けられてなる。光導電性
材料としては、従来、セレン，セレン合金，酸化亜鉛，
硫化カドミウムなどの無機光導電性物質やポリ−Ｎ−ビ
ニルカルバゾール，ポリビニルアントラセン，フタロシ
アニン化合物，ビスアゾ化合物などの有機光導電性物質
が利用されている。

【０００３】近年、可とう性，熱安定性，膜形成性など
の利点により、有機材料を用いた感光層を備えた，いわ
ゆる有機感光体が多用されるようになってきた。有機感
光体の場合、感光層の層構成としては、通常、導電性基
体の上に有機電荷発生物質を含む電荷発生層，有機電荷
輸送物質を含む電荷輸送層をこの順に積層した機能分離
積層型の層構成が採られる。このような構成とすること
により、有機材料の多様性を活かして、各層をその層の
機能に適した材料で形成して組み合わせることにより、
感光体特性の向上を図ることができ、優れた感光体を得
ることが可能となる。

【０００４】感光体は、感度，電荷保持能，繰り返し使
用時の特性安定性，画像品質などの諸特性が優れている
ことが要求される。上記のような構成の有機感光体にお
いては、基体からの電荷の注入性によりこれらの感光体
特性，特に画像品質が大きく左右されることが知られて
おり、導電性基体の上に適当な電気抵抗を有する下引き
層を設け、その上に感光層を形成することが一般的に行
われている。導電性基体としてはアルミニウムまたはア
ルミニウム合金が多用されるが、その場合には、基体表
面に陽極酸化処理を施して形成されたアルミニウム陽極
酸化皮膜，いわゆるアルマイト層を下引き層とすること
が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、アルミ
ニウム陽極酸化皮膜はアルミニウムまたはアルミニウム
合金からなる基体から感光層への電荷注入性の制御を主
目的として感光層の下引き層として形成されるものであ
る。ところが、アルミニウム陽極酸化皮膜の品質は、封
孔度，多孔質膜厚，バリア層膜厚により変化し、基体か
らの電荷の注入性が大幅に変化するため、感光体特性お
よび画像品質が大きく影響される。どのような品質の皮
膜が下引き層として最適であるか種々検討がなされてい
るがまだ不明な点が多い。

【０００６】この発明は、上述の問題点に鑑みてなされ
たものであって、感光層の下引き層として好適な品質を
有するアルミニウム陽極酸化皮膜を見出して、感光体特
性，特に画像品質の優れた感光体を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
によれば、アルミニウムまたはアルミニウム合金からな
る導電性基体上に、アルミニウム陽極酸化皮膜よりなる
下引き層，有機電荷発生物質を含む電荷発生層，有機電
荷輸送物質を含む電荷輸送層が順次積層されてなる感光
層を備えてなる電子写真感光体において、前記アルミニ
ウム陽極酸化皮膜が酢酸ニッケル溶液を用いた封孔処理
が施されてなるアルミニウム陽極酸化皮膜であり、その
皮膜の抵抗Ｒと容量Ｃとの比ｄ＝Ｒ／Ｃの値が０．２以
下であり、皮膜表面のニッケル残留量が１原子％以下で
あり、かつ、皮膜表面のニッケル残留層の膜厚が０．１
μｍ以下である電子写真感光体とすることによって解決
される。

【０００８】この発明に係わる感光体は、例えば、図１
の模式的断面図に示したような構成を採る。アルミニウ
ムまたはアルミニウム合金からなる基体１の上に、下引
き層としてアルミニウム陽極酸化皮膜２が形成され、そ
の上に電荷発生層４，電荷輸送層５が積層された感光層
３が設けられている。アルミニウムまたはアルミニウム
合金からなる基体１は、導電性基体として感光体の一電
極として機能すると同時に他の各層の支持体の役目を有
する。形状は円筒状，板状，フィルム状のいずれでもよ
い。

【０００９】アルミニウム陽極酸化皮膜２は感光層３の
下引き層として機能する層であり、基体１の表面に陽極
酸化処理を施すことにより形成される。この発明におい
ては、前述のように、封孔処理は酢酸ニッケルを用いて
行われ、皮膜の抵抗Ｒと容量Ｃとの比ｄ＝Ｒ／Ｃの値が
０．２以下となるようにされ、皮膜表面のニッケルの残
留量は１原子％以下とされ、ニッケルの残留層の膜厚は
０．１μｍ以下となるようにされる。

【００１０】電荷発生層４は、有機電荷発生物質の粒子
と樹脂バインダーを有機溶媒に分散，溶解した塗布液を
塗布して形成され、光を受容して電荷キャリアを発生す
る機能を有する。また、その電荷キャリア発生効率が高
いことと同時に電荷輸送層５への注入性が重要で、電場
依存性が少なく低電場でも注入性の良いことが望まし
い。電荷発生物質としては、メタルフリーフタロシアニ
ン，チタニルフタロシアニンなどのフタロシアニン化合
物、各種アゾ，キノン，インジゴなどの顔料が用いら
れ、画像形成に使用される露光光の波長領域に応じて好
適な物質を選ぶことができる。樹脂バインダーとして
は、ポリカーボネート，ポリエステル，ポリアミド，ポ
リウレタン，エポキシ，シリコン樹脂，メタクリル酸エ
ステルの重合体および共重合体などが単独で、あるいは
適宜組み合わせて混合して用いられる。電荷発生層は電
荷キャリア発生機能を有すればよいので、その膜厚は電
荷発生物質の光吸収係数により決まり、一般的には５μ
ｍ以下であり、好適には１μｍ以下である。また、電荷
発生層は電荷発生物質を主要成分とするが、これに電荷
輸送物質などを添加して使用することも可能である。

【００１１】電荷輸送層５は、有機電荷輸送物質と樹脂
バインダーを有機溶媒に溶解，分散した塗布液を塗布し
て形成され、暗所では絶縁体層として感光体の電荷を保
持し、光受容時には電荷発生層より注入されてくる電荷
キャリアを輸送する機能を有する。有機電荷輸送物質と
しては、ピラゾリン，ヒドラゾン，トリフェニルメタ
ン，オキサジアゾールなどの誘導体が用いられる。樹脂
バインダーとしては、ポリカーボネート，ポリエステ
ル，エポキシ，シリコン樹脂，メタクリル酸エステルの
重合体および共重合体などが単独で、あるいは適宜組み
合わせて混合して用いられる。電荷輸送層の膜厚は、帯
電能，電荷キャリア輸送能や耐刷性を考慮して一般的に
は６０μｍ以下とされ、好適には３０μｍ以下とされ
る。

【００１２】

【作用】アルミニウムまたはアルミニウム合金を基体と
し、酢酸ニッケルを用いた封孔処理が施されたアルミニ
ウム陽極酸化皮膜で、皮膜の抵抗Ｒと容量Ｃとの比ｄ＝
Ｒ／Ｃの値が０．２以下であり、皮膜表面のニッケル残
留量が１％以下であり、かつ、皮膜表面のニッケル残留
層の膜厚が０．１μｍ以下である皮膜を下引き層とする
ことにより、基体から感光層への電荷キャリアの注入が
好適に制御され、暗所で感光体が帯電されたときには感
光層への電荷キャリアの注入が抑制されて帯電が良好に
保持されるように機能し、光受容時には電荷発生層に発
生した電荷キャリアを速やかに基体に到達させるように
機能し、その結果、良好な画像品質が得られる。

【００１３】アルミニウム陽極酸化皮膜のｄ値，皮膜表
面のニッケル残留量およびニッケル残留層膜厚は、封孔
処理における酢酸ニッケル溶液の浴温および処理時間に
よって変化する。浴温を高くすることにより、また、処
理時間を長くすることにより、これらの値は上昇し、浴
温を低くすることにより、また、処理時間を短くするこ
とにより、これらの値は減少する。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。 実施例１ アルミニウム合金（ＪＩＳ ６０６３材）からなる円筒
状の基体を、脱脂洗浄し、続いて硝酸溶液によるエッチ
ングによりさらに充分脱脂洗浄を行い、純水洗浄を行っ
て表面を清浄にした。この基体に、陽極酸化処理を行
う。電解液は濃度１５０ｇ／リットルの硫酸溶液を用
い、電解液中の溶存アルミニウムの量は３ｇ／リットル
〜７ｇ／リットルとした。液温を２０℃とし、約５Ａ／
ｄｍ² で１５分間陽極酸化を行い、純水で洗浄した。続
いて、濃度６ｇ／リットルの酢酸ニッケル溶液を用い、
液温７０℃で５分間封孔処理を行い、純水で洗浄して、
膜厚６μｍの陽極酸化皮膜を形成した。この皮膜の抵抗
Ｒと容量Ｃとの比ｄ＝Ｒ／ＣをＦｉｓｃｈｅｒ社製 Ａ
ＮＯＴＥＳＴ ＹＢ８Ｚ１を用いて室温でテスト液注入
後約６０分後に測定したところ、ｄ値は０．１５であっ
た。また、皮膜表面の残留ニッケル濃度を、電子プロー
ブマイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）で測定したとこ
ろ、ニッケル残留量は０．７原子％であった。さらに、
光電子分光分析装置（ＥＳＣＡ）を用い、Ａｒ⁺ イオン
によるエッチング時間によりニッケル残留層の膜厚を測
定したところ、０．０８μｍであった。

【００１５】このアルミニウム陽極酸化皮膜の上に、Ｘ
型無金属フタロシアニン９０重量部とポリエステル樹脂
（東洋紡績（株）製；商品名「バイロン２００」）１０
０重量部をＴＨＦ溶剤とともに３時間混合機で混練して
調製した塗布液を、ワイヤーバー法で塗布して、乾燥後
の膜厚が１μｍ以下の電荷発生層を形成した。続いて、
その上に、Ｐ−ジエチルアミノベンズアルデヒド−ジフ
ェニルヒドラゾン（ＡＢＰＨ：阿南香料（株）製）とＰ
ＭＭＡ１００重量部をＴＨＦ溶剤７００重量部に溶かし
た液とを混合して調製した塗布液をワイヤーバー法で塗
布して、乾燥後の膜厚が１５μｍの電荷輸送層を形成し
て感光体とした。

【００１６】比較例１ 実施例１において、封孔処理時の封孔処理液の温度およ
び封孔処理時間を制御して、アルミニウム陽極酸化皮膜
のニッケル残留量が１．４原子％となるようにしたこと
以外は、実施例１と同様にして感光体を作製した。 比較例２ 実施例１において、封孔処理時の封孔処理液の温度およ
び封孔処理時間を制御して、アルミニウム陽極酸化皮膜
のニッケル残留量が２．１原子％となるようにしたこと
以外は、実施例１と同様にして感光体を作製した。

【００１７】比較例３ 実施例１において、封孔処理時の封孔処理液および封孔
処理時間を制御して、アルミニウム陽極酸化皮膜のｄ値
が０．２５となるようにしたこと以外は、実施例１と同
様にして感光体を作製した。 比較例４ 実施例１において、封孔処理時の封孔処理液の温度およ
び封孔処理時間を制御して、アルミニウム陽極酸化皮膜
のニッケル残留層の膜厚が０．２μｍとなるようにした
こと以外は、実施例１と同様にして感光体を作製した。

【００１８】比較例５ 比較例１において、封孔処理時の封孔処理液の温度およ
び封孔処理時間を制御して、アルミニウム陽極酸化皮膜
のニッケル残留層の膜厚が０．２μｍとなるようにした
こと以外は、比較例１と同様にして感光体を作製した。 比較例６ 比較例２において、封孔処理時の封孔処理液の温度およ
び封孔処理時間を制御して、アルミニウム陽極酸化皮膜
のニッケル残留層の膜厚が０．２μｍとなるようにした
こと以外は、比較例２と同様にして感光体を作製した。

【００１９】このようにして得られた各感光体につい
て、感光体表面に暗所で−６．０ｋＶのコロナ放電を１
０秒間行って負に帯電した後、コロナ放電を中止した状
態で５秒間暗所放置したときの電位保持率を測定した。
また、市販の半導体レーザービームプリンターに実装し
て画像品質を評価した。その結果を表１に示す。なお、
表１には、下引き層としてのアルミニウム陽極酸化皮膜
のｄ値，皮膜表面ニッケル残留量および皮膜表面ニッケ
ル残留層膜厚も併せて示した。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１に見られるように、実施例１の感光体
は電位保持率，画像品質ともに良好であったが、比較例
の各感光体は電位保持率が悪く、画像品質にも問題があ
った。この発明のアルミニウム陽極酸化皮膜を下引き層
とすることによる効果は明らかである。 実施例２ 実施例１において、電荷発生物質として用いたＸ型無金
属フタロシアニンを４，１０−ジブロムアンスアンスロ
ンに替えたこと以外は、実施例１と同様にして感光体を
作製した。

【００２２】比較例７〜比較例１２ 比較例１〜比較例６において、電荷発生物質として用い
たＸ型無金属フタロシアニンを４，１０−ジブロムアン
スアンスロンに替えたこと以外は、それぞれ比較例１〜
比較例６と同様にして、比較例７〜比較例１２の各感光
体を作製した。このようにして得られた各感光体につい
て、実施例１の場合と同様にして電位保持率を評価し
た。また、市販の普通紙複写機に実装して画像品質を評
価した。その結果を、下引き層としてのアルミニウム陽
極酸化皮膜のｄ値，皮膜表面ニッケル残留量および皮膜
表面ニッケル残留層膜厚と併せて表２に示す。

【００２３】

【表２】

【００２４】表２に見られるように、実施例２の感光体
は電位保持率，画像品質ともに良好であったが、比較例
の各感光体は電位保持率が悪く、画像品質にも問題があ
った。この発明のアルミニウム陽極酸化皮膜を下引き層
とすることは、普通紙複写機用の感光体の場合にも非常
に効果があることが判る。以上の例においては、導電性
基体としてアルミニウム合金６０６３材を用いたが、こ
の発明はこの材料に限定されるものではなく、他のアル
ミニウム合金材あるいは純アルミニウム材においても同
様に有効である。

【００２５】

【発明の効果】この発明によれば、アルミニウムまたは
アルミニウム合金からなる導電性基体上に、アルミニウ
ム陽極酸化皮膜よりなる下引き層を介して、有機電荷発
生物質を含む電荷発生層，有機電荷輸送物質を含む電荷
輸送層をこの順に積層してなる感光層を備えた感光体に
おいて、アルミニウム陽極酸化皮膜が酢酸ニッケル溶液
を用いた封孔処理が施されてなるアルミニウム陽極酸化
皮膜であり、その皮膜の抵抗Ｒと容量Ｃとの比ｄ＝Ｒ／
Ｃの値が０．２以下であり、皮膜表面のニッケル残留量
が１原子％以下であり、かつ、皮膜表面のニッケル残留
層の膜厚が０．１μｍ以下である感光体とすることによ
り、電位保持率が良好で画像品質に優れた感光体を得る
ことが可能となる。

【００２６】この発明による感光体は、機能分離積層型
であり、各層を機能面から個別に考え易く、材料設計の
自由度が大きい。例えば、電荷発生層に用いる電荷発生
物質は露光光の種類に対応して好適な物質を選ぶことが
でき、一例を挙げるとフタロシアニン化合物を用いれば
半導体レーザービームプリンターに適した感光体が得ら
れ、４，１０−ジブロムアンスアンスロンを用いると普
通紙複写機に適した感光体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の感光体の一実施例を示す模式的断面
図

【符号の説明】

１ アルミニウム合金基体 ２ アルミニウム陽極酸化皮膜 ３ 感光層 ４ 電荷発生層 ５ 電荷輸送層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルミニウムまたはアルミニウム合金から
   なる導電性基体上に、アルミニウム陽極酸化皮膜よりな
   る下引き層，有機電荷発生物質を含む電荷発生層，有機
   電荷輸送物質を含む電荷輸送層が順次積層されてなる感
   光層を備えてなる電子写真感光体において、前記アルミ
   ニウム陽極酸化皮膜が酢酸ニッケル溶液を用いた封孔処
   理が施されてなる皮膜であり、その皮膜の抵抗Ｒと容量
   Ｃとの比ｄ＝Ｒ／Ｃの値が０．２以下であり、皮膜表面
   のニッケル残留量が１原子％以下であり、かつ、皮膜表
   面のニッケル残留層の膜厚が０．１μｍ以下であること
   を特徴とする電子写真感光体。