JPH09114121A

JPH09114121A - 電子写真用感光体

Info

Publication number: JPH09114121A
Application number: JP26976295A
Authority: JP
Inventors: Kozo Oka; 孝造岡; Shoichiro Fujiwara; 将一郎藤原
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-10-18
Filing date: 1995-10-18
Publication date: 1997-05-02

Abstract

(57)【要約】【課題】他の品質に悪影響を与えることなく、感光体
の表面強度を上げ、特にロール帯電方式に適用しても、
長時間使用時の信頼性を確保できる電子写真用感光体を
提供しようとするものである。【解決手段】光導電層と表面保護層とを有する電子写
真用感光体において、表面保護層がアスペクト比３以上
の針状導電粉を含む樹脂層からなり、該針状導電粉の直
径の平均が０．３μｍ以下で、該針状導電粉により電路
を形成したことを特徴とする電子写真用感光体である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真用感光体に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の複写機やプリンターに用
いる感光体は、可視光に対する汎色性の感度、あるいは
半導体レーザ光に対する近赤外感度を有することが要請
されると共に、近年ますます高い信頼性と安価なコスト
を同時に実現することを求められている。これらの要請
に応えるものとしては、現在有機感光体が最も有力な技
術である。

【０００３】有機感光体は、一般的には導電性基体上に
フタロシアニン等の光導電性顔料をバインダー樹脂中に
分散した電荷発生層を設け、その上に電荷輸送層を積層
した構造を有する。電荷輸送層は、ポリカーボネート樹
脂のようなバインダー樹脂中にベンジジン誘導体のよう
な低分子の電荷輸送材料を分子分散させたものを用いる
のが一般的である。しかし、低分子の電荷輸送材料を分
散した樹脂層は、クリーニングブレードによる機械的ス
トレスで磨耗しやすく、長時間使用時の信頼性が十分で
ないという問題点があった。

【０００４】また、近年、オフィス環境において電子写
真方式のプリンターから発生するオゾンの健康に対する
影響に関心が高まり、従来のコロトロン帯電方式と比較
して飛躍的にオゾン発生量の少ないロール帯電方式が注
目されている。このロール帯電方式は、確かにオゾン発
生の絶対量がコロトロン帯電方式と比べて格段に少ない
ものの、放電領域が感光体表面に近接しているため、感
光体に与える放電ストレスがコロトロン帯電方式より強
く、このためロール帯電方式を用いた場合の感光体磨耗
量は、コロトロン帯電方式を用いた場合の、数倍となる
ことが多い。このような事情から、感光体表面強度を上
げ、磨耗を少なくして長時間使用時の信頼性を向上させ
ることが有機感光体の重要な課題となっている。

【０００５】感光体表面を強化する方法としては、平均
粒径が使用する光の波長より小さい導電性の粉末を分散
した樹脂層で感光体表面を保護する方法が有力である
（特公昭６３−４０３１１号公報参照）。この方法で
は、感光体表面に帯電器から与えられた電荷が表面保護
層を流れて保護層と電荷輸送層の界面に達する。また、
静電潜像形成のために感光体に与えられる光は、表面保
護層中で実質的に散乱吸収されることなく、電荷発生層
に達する。したがって、表面保護層が静電潜像形成に与
える影響は無視できる程度に小さく、感光体表面の強度
を向上させることが可能である。しかし、表面保護層の
導電率が十分でなく、電荷が保護層表面に蓄積する場合
は静電潜像に悪影響が生ずる。

【０００６】一方、保護層の導電率を上げるには、保護
層内部に導電粉の電路を形成する必要がある。導電粉の
電路の形成には、導電粉の量、導電粉の大きさ、導電粉
の形状、導電粉の分散状態が大きく影響する。導電粉の
量を多くしてゆくと、保護層の機械的強度が低下してゆ
く。導電粉の大きさを大きくしてゆくと、保護層が不透
明になり、感光体への入射光が保護層で散乱されて不鮮
明な静電潜像が形成される。導電粉の分散状態で導電度
を制御しようとすると、導電度の製造安定性が悪くな
り、感光体の品質のバラツキが大きくなるので好ましく
ない。このような事情から、感光体表面に用いる保護層
に関しても改良の余地が大きいのが現状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の技
術により感光体表面の強度を上げ、磨耗を少なくして長
時間使用時の信頼性を向上させることには問題があり、
上記の要請を満すものはなかった。本発明は、上記の問
題点を解消し、他の品質に悪影響を与えることなく、感
光体の表面強度を上げ、特にロール帯電方式に適用して
も、長時間使用時の信頼性を確保できる電子写真用感光
体を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、光導電層と表
面保護層とを有する電子写真用感光体において、表面保
護層がアスペクト比３以上の針状導電粉を含む樹脂層か
らなり、該針状導電粉の直径の平均を０．３μｍ以下と
し、該針状導電粉により電路を形成したことを特徴とす
る電子写真用感光体である。

【０００９】

【発明の実施の態様】本発明の電子写真用感光体の基本
構成は、導電性支持体の上に感光層と表面保護層を積層
したものである。本発明の導電性支持体としては、支持
体自体が導電性を持つもの、例えば、アルミニウム、ア
ルミニウム合金、ステンレス、クロム、チタン等、ま
た、プラスチック等の表面に、アルミニウム、アルミニ
ウム合金、酸化インジウム・酸化錫合金等の導電材料を
真空蒸着によって被膜形成したものなどを用いることが
できる。

【００１０】本発明においては、導電性支持体と感光層
の間に、電荷注入を阻止するためのバリヤー機能と接着
機能を備えた下引層を設けることもできる。下引層は、
カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ニトロ
セルロース、ポリビニルブチラール、ポリウレタン、エ
チレン・アクリル酸共重合体等によって形成できる。下
引層の膜厚は５μｍ以下、望ましくは０．１〜３μｍの
範囲が適当である。

【００１１】感光層は、有機光導電体、アモルファスシ
リコン光導電体、セレン光導電体などを塗布、プラズマ
ＣＶＤ、真空蒸着などの手段によって形成することがで
きる。また、有機光導電体には、露光により電荷担体を
発生する電荷発生層と、発生した電荷担体を輸送する電
荷輸送層との組合せからなる感光層が有効に用いること
ができる。

【００１２】本発明の有機感光層を構成する電荷発生層
は、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キノン顔料、ペリ
レン顔料、キナクリドン顔料、インジゴ顔料、ビスベン
ゾイミダゾール顔料、スクウエアリウム顔料などの電荷
発生材料の１種類又は２種類以上を適当なバインダーと
共に、あるいはバインダーなしで、分散し塗布して形成
するか、又は、真空蒸着によって形成することができ
る。

【００１３】ここで使用するバインダーは、広範囲の絶
縁性樹脂、半導電性樹脂又は光導電性樹脂から選択する
ことができる。絶縁性樹脂としては、ポリビニルブチラ
ール、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリエステ
ル、フェノキシ樹脂、ポリビニルアルコール、アクリル
樹脂、ポリアクリルアミド、ポリアミド、セルロース、
ポリウレタン、エポキシ樹脂、カゼインなどを挙げるこ
とができる。

【００１４】また、半導電性樹脂又は光導電性樹脂とし
ては、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセ
ン、ポリビニルピレンなどを挙げることができる。電荷
発生層の膜厚は０．０１〜１５μｍ、好ましくは０．０
５〜５μｍであり、電荷発生材料とバインダー樹脂との
重量比は１０：１〜１：２０の範囲が望ましい。

【００１５】電荷発生層の塗料に用いる溶剤は、使用す
る樹脂、電荷発生材料の溶解性及び分散安定性を考慮し
て選択されるが、有機溶剤としては、アルコール類、ス
ルホキシド類、エーテル類、エステル類、脂肪族ハロゲ
ン化炭化水素類又は芳香族化合物などを用いることがで
きる。

【００１６】電荷発生層の塗布には、浸漬コーティング
法、スプレーコーティング法、ブレードコーティング
法、ワイヤバーコーティング法などのコーティング法を
用いることができる。

【００１７】また、上記有機感光層を構成する電荷輸送
層は、成膜性を有する樹脂に低分子の電荷輸送材料を溶
解して形成するか、電荷輸送性を有する高分子材料を用
いて形成することができる。本発明に用いられる有機の
電荷輸送材料としては、ヒドラゾン系化合物、スチルベ
ン系化合物、ベンジジン系化合物、ピラゾリン系化合
物、オキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、トリ
アリールメタン系化合物、カルバゾール化合物などを挙
げることができる。これらの電荷輸送材料は、単独で用
いてもよいし、２種以上組合せてもよい。

【００１８】電荷輸送層に用いるバインダー樹脂として
は、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリアクリル
アミド、ポリビニルブチラール、ポリスチレン、ポリア
リレート、ポリスルホン、ポリアミド、アクリル樹脂、
ポリアリレート、アクリロニトリル、メタクリル樹脂、
塩化ビニル、酢酸ビニル、フェノール樹脂、エポキシ樹
脂、ポリエステル、アルキド樹脂、ポリウレタン、ある
いは、これらの樹脂の繰り返し単位のうち２つ以上含む
共重合体、例えば、スチレン・ブタジエン共重合体、ス
チレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・マレイ
ン酸共重合体などを挙げることができる。また、ポリ−
Ｎ−ビニルカルバゾールなどのように、上記低分子電荷
輸送材料を側鎖あるいは主鎖に含む高分子電荷輸送材料
をそのまま電荷輸送層として用いることも可能である。

【００１９】電荷輸送層の膜厚は５〜５０μｍ、好まし
くは８〜３０μｍであり、電荷輸送材料とバインダー樹
脂との重量比は５：１〜１：５、好ましくは２：１〜
１：３の範囲が適当である。電荷輸送層の塗布は、電荷
発生層の塗布と同様のコーティング法を用いることがで
きる。

【００２０】本発明の表面保護層は、針状導電粉を含む
樹脂層からなる。本発明に用いる針状導電粉は、アスペ
クト比が３以上であり、かつ直径の平均が０．３μｍ以
下、好ましくはアスペクト比が５〜５００の範囲で直径
の平均が０．０１〜０．２μｍの範囲のものが適してい
る。このような表面保護層は、特に半導体レーザ露光を
行うプリンターにおいては、感光体への入射光が保護層
中で散乱されることが少なく、良好な解像力を与えるこ
とができる。ここで用いる針状導電粉の体積固有抵抗値
は、１０¹⁰Ω以下、特に１０⁶Ω以下であることが望ま
しい。

【００２１】本発明で使用される針状導電粉としては、
針状の酸化錫、アンチモンをドープした針状の酸化錫、
針状の酸化亜鉛、針状の酸化チタンなどを挙げることが
できる。また、針状のホウ酸アルミニウム、針状の炭化
珪素、針状の窒化珪素、針状の酸化チタン、針状のチタ
ン酸カリウムなどの表面を、酸化錫やアンチモンをドー
プした酸化錫で処理して導電性を高めたもの、又は、前
記針状粉末の表面を銀でコーティングしたものなどを挙
げることができる。これらの中で、特に着色の少ないも
のが望ましい。

【００２２】針状導電粉を分散するバインダー樹脂とし
ては、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル
樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リビニルアセタール樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリ酢酸ビニル樹
脂、ポリビニルピリジン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素
樹脂、ポリプロピレン樹脂などを挙げることができる。

【００２３】表面保護層の膜厚は０．５〜５０μｍ、特
に２〜２０μｍであることが望ましい。表面保護層の体
積固有抵抗値は１０¹⁵Ωｃｍ〜１０⁸Ωｃｍ、特に１０
¹³Ωｃｍ〜１０¹⁰Ωｃｍであることが望ましい。針状導
電粉とバインダー樹脂との混合の割合は重量比で１：２
０〜２：１、好ましくは１：１０〜１：１の範囲が適当
である。

【００２４】針状導電粉とバインダー樹脂との分散は、
ダイノミル、サンドグラインドミル、又はボールミルを
用いて行うことができる。表面保護層の塗布には、電荷
発生層の塗布と同様のコーティング法を採用することが
できる。

【００２５】このような表面保護層を有する感光体は、
表面保護層の表面に帯電された電荷が、保護層中の導電
粉で形成された電路を通って保護層と感光層の界面に到
達する。したがって、保護層の電気的な特性は専ら導電
粉の接触の仕方によって決定される。

【００２６】本発明者等は、針状導電粉のアスペクト比
（長軸／短軸）を変え、バインダー中の分散性と電気導
電率の関係を調べた結果、アスペクト比が３以上、好ま
しくは５〜５００の範囲の針状導電粉がバインダー中で
十分に良い分散状態でも、安定した所定の電気導電率を
与えることを見いだした。上記アスペクト比を採用する
ことにより、バンイダー樹脂の選択の範囲が広がり、特
に機械的磨耗に強く、コロナ帯電やロール帯電による放
電ストレスの影響を受けることの少ない材料を選択する
ことができるようになった。例えば、前記のバインダー
として用いられる種々の樹脂の中で、架橋タイプのもの
は上記観点から特に有利である。また、針状導電粉は、
従来の球形又は不定形の導電粉と比較して、より少量で
所定の導電率を与えることができる。このことは耐久性
を向上させるためにも有利であり、保護層中での光の拡
散を抑える上でも有利である。

【００２７】なお、通常の球形又は不定形の導電粉を使
用する場合は、電路を形成させるために、不完全な分散
状態を意識的に実現する必要があった。このような不完
全な分散状態は分散条件に強く依存し、材料のロットの
違いによる僅かな特性のバラツキや環境条件の違いによ
って、その状態が変動するため、保護層の電気抵抗を一
定に制御して製造することは困難であった。一方、本発
明の針状の導電粉は、バインダー中で十分良い分散状態
でも、安定して所定の電気抵抗を与えることができ、そ
の結果、製造安定性に優れ、製造コストを低く抑えるこ
とができる。

【００２８】

【実施例】

（実施例１）共重合ナイロン（東レ（株）製、商品名Ｃ
Ｍ８０００）８重量部をメタノール５０重量部とブタノ
ール５０重量部で溶解し、粘度調整後デイップ液として
デイップ用の槽に収容した。そして、シャフト径が３０
ｍｍφのアルミニウムシリンダーを前記の槽に浸漬して
樹脂液をコーティングし、１５０℃で１０分間乾燥して
溶剤を除去して０．６μｍ厚の下引層を形成した。

【００２９】次に、Ｘ型の無金属フタロシアニン１０重
量部とポリビニルブチラール樹脂（積水化学（株）製、
商品名エスレックＢＭ２）１０重量部を、シクロヘキサ
ノン１２０重量部と共にサンドミル装置で１０時間分散
した。分散液にメチルエチルケトン３０重量部を加え、
前記下引層上に前記と同様の方法で浸漬塗布し、０．２
μｍ厚の電荷発生層を形成した。

【００３０】また、重量平均分子量１２万のポリカーボ
ネート樹脂（三菱瓦斯化学（株）製、Ｐｃ−Ｚ）１０重
量部と、下記構造式のベンジジン誘導体１０重量部とと
もにモノクロルベンゼン８０重量部に溶解した。そし
て、この溶液を前記の電荷発生層上に浸漬塗布して、１
５μｍの電荷輸送層を形成した。

【００３１】

【化１】

【００３２】さらに、ポリウレタン樹脂（関西ペイント
（株）製、商品名レタン４０００）１００重量部、針状
酸化チタン表面を酸化錫で処理した導電粉末（石原産業
（株）製、商品名ＦＴ−１０００、直径０．０５〜０．
１μｍ、長軸の長さ３〜６μｍ、粉体抵抗１０〜１５Ω
ｃｍ）３０重量部、セルソルブアセテート１００重量部
をガラス製ボールミルに入れて分散混合させた。これを
前記の電荷輸送層上に５μｍの厚さにスプレー塗布して
目的の感光体を得た。

【００３３】（実施例２）実施例１に置いて、表面保護
層のバインダー樹脂としてポリウレタン樹脂の代わりに
ポリエステル樹脂（東洋紡（株）製、ＶＹＬＯＮ２０
０）を用いた以外は実施例１と同様の方法で感光体を得
た。

【００３４】（比較例１）実施例１において、表面保護
層に配合した針状導電粉の代わりに、通常の球形の酸化
錫系導電粉（三菱金属（株）製、商品名Ｓ１）を用いた
以外は、実施例１と同様の方法で感光体を得た。

【００３５】（比較例２）実施例１において、表面保護
層に加える針状導電粉末（石原産業（株）製、商品名Ｆ
Ｔ−１０００）の代わりに、直径が０．４〜０．７μｍ
の針状導電粉（大塚化学（株）製、商品名デントールＷ
Ｋ２００）を用いた以外は、実施例１と同様の方法で感
光体を得た。

【００３６】（比較例３）実施例１において、表面保護
層を省略した以外は、実施例１と同様の方法で感光体を
得た。

【００３７】（評価）実施例１、２及び比較例１〜３の
感光体をレーザ露光電子写真方式のプリンターに搭載
し、感光体ドラムと帯電ロールを接触回転しつつ、ロー
ルにＤＣ電圧成分を重畳したＡＣ電圧を印加して感光体
を帯電させることにより画像を繰り返し作成した。感光
体と帯電ロールの帯電のプロセススピードは２００ｍｍ
／ｓｅｃであった。この試験は高温高湿環境と低温低湿
環境で断続的に行った。

【００３８】実施例１及び２の感光体は、１０万枚のプ
リントにおいて良好な画像が得られた。これに対し、比
較例１の感光体は、連続して画像を作成するにつれ、画
像濃度が低下した。この理由は表面保護層に電荷が蓄積
してきたためと考えられる。また、比較例２の感光体
は、初期から解像力の悪い不鮮明な画像しか得られなか
った。この理由は表面保護層でレーザ光が散乱されたた
めと考えられる。また、比較例３の感光体は、連続して
画像を作成するにつれ、バックグラウンドにカブリが発
生してきた。この理由は感光体の輸送層が不均一に磨耗
し、帯電電位にムラが生じたためと考えられる。

【００３９】

【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、耐久性に優れ、良好な画像を安定して与える感光
体を提供できるようになった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光導電層と表面保護層とを有する電子写
真用感光体において、表面保護層がアスペクト比３以上
の針状導電粉を含む樹脂層からなり、該針状導電粉の直
径の平均を０．３μｍ以下とし、該針状導電粉により電
路を形成したことを特徴とする電子写真用感光体。