JPH09325507A

JPH09325507A - 電子写真感光体、電子写真ユニット及び電子写真装置

Info

Publication number: JPH09325507A
Application number: JP14009696A
Authority: JP
Inventors: Hisami Tanaka; 久巳田中
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-06-03
Filing date: 1996-06-03
Publication date: 1997-12-16

Abstract

(57)【要約】【課題】高感度で高耐久性の電子写真感光体、及び接
触帯電方式の高速で省電力の電子写真ユニット及び電子
写真装置を提供する。磁気ブラシの長手端部の磁性粉体
が、感光体に電気的な力で付着することによって生じる
帯電不良、更にそれによる画像不良の発生をを防止した
電子写真用ユニット及び電子写真装置を提供する。【解決手段】導電性支持体上に感光層、及び該感光層
上の表面層を有する電子写真感光体において、該感光層
がポリシランを含有し、該表面層が導電粒子を含有する
電子写真感光体、該電子写真感光体に対し接触帯電部材
で帯電を行なう電子写真ユニット及び電子写真装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真感光体に
関する。さらに、電子写真感光体を有する電子写真ユニ
ット及び電子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＯＰＣ電子写真感光体（有機電子写真感
光体）が複写機、レーザービームプリンター及びＬＥＤ
プリンターに用いられており、近年、高速化及び省電力
のためにより高感度で高耐久性の感光体が求められてい
る。

【０００３】モビリティーの速い電荷輸送物質として、
ポリシランが特開昭６１−１７０７４７号公報に開示さ
れている。しかし、従来のコロナ帯電で発生するオゾン
で感光体中のポリシランは分解され、初期の感度が維持
できず、残留電位の増加を起こす。また、ゴムブレード
によるクリーニングプロセスを行った場合、ゴムブレー
ドと感光体との摩擦が強いため、機械強度の弱いポリシ
ランを表面層とする感光体では、すぐに削れてしまうと
いう問題点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前述の要求に
答える電子写真感光体を提供しようとするものである。

【０００５】即ち、本発明の第１の目的は、高感度で高
耐久性の電子写真感光体を提供することにある。

【０００６】また、本発明の第２の目的は、接触帯電方
式の高速で省電力の電子写真ユニット及び電子写真装置
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、導電性
支持体上に感光層、及び該感光層上の表面層を有する電
子写真感光体において、該感光層がポリシランを含有
し、該表面層が導電粒子を含有することを特徴とする電
子写真感光体である。

【０００８】また、本発明は、上記電子写真感光体に対
し接触帯電部材で帯電を行なうことを特徴とする電子写
真ユニット及び電子写真装置である。

【０００９】本発明においては、表面層に導電粒子を分
散することにより、ポリシラン感光層のオゾン分解や機
械的脆さを保護している。更に、導電粒子を含有する表
面層に接触帯電して注入帯電が行なえるので、オゾンの
発生を抑えてポリシランの分解を抑制できるため、耐久
性が大幅に向上した。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明においては、導電粒子を樹
脂溶液中で凝集させずに分散しているので、導電粒子の
表面をシランカップリング剤やチタネートカップリング
剤や界面活性剤やシリコン系撥水剤などで処理したり、
これらの化合物を表面層に添加して用いることが好まし
い。その中でも導電粒子をシランカップリング剤で表面
処理した場合や表面層にシランカップリング剤を添加し
た場合は、特に、分散安定性はもとより電子写真の帯電
特性や残留電位の安定性も向上した。

【００１１】本発明に用いる導電粒子としては、金属、
金属酸化物及びカーボンブラック等が挙げられる。金属
としては、アルミニウム、亜鉛、銅、クロム、ニッケ
ル、ステンレス及び銀等、またはこれらの金属をプラス
チックの粒子の表面に蒸着したもの等が挙げられる。金
属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、
酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、スズ
をドープした酸化インジウム、アンチモンをドープした
酸化スズ及び酸化ジルコニウム等が挙げられる。これら
は単独で用いることも、２種類以上を組み合わせて用い
ることもできる。２種以上を組み合わせて用いる場合
は、単に混合しても、固溶体や融着の形にしても良い。

【００１２】本発明に用いられる導電粒子の平均粒径は
感度低下を起こさないために０．３μｍ以下であること
が好ましく、特に０．１μｍ以下であることが好まし
い。

【００１３】また、本発明においては上述したような導
電粒子の中でも透明性や帯電性の点で金属酸化物を用い
ることが特に好ましい。

【００１４】本発明において表面層中に添加あるいは導
電粒子を表面処理する際、特に効果があったシランカッ
プリング剤として、以下に代表的な化合物を例示する
が、それらの化合物に限定されるものではない。

【００１５】ビニルクロルシラン、ビニルトリエトキシ
シラン、ビニル−トリス（β−メトキシエトキシ）シラ
ン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルト
リメトキシシラン、γ−グリシドオキシプロピルトリエ
トキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノ
プロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ビス（β−
ヒドロキシエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシ
シラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン及びγ
−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等。

【００１６】導電粒子の表面処理方法は、以下の通りで
ある。まず、導電粒子と表面処理剤を適当な溶剤中で混
合、分散し、表面処理剤を導電粒子表面に付着させる。
分散の手段としてはボールミル及びサンドミル等の通常
の分散手段を用いることができる。次に、この分散溶液
から溶剤を除去し、導電粒子表面に表面処理剤を固着さ
せればよい。

【００１７】本発明の表面層に用いることのできるバイ
ンダー樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエス
テル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポ
リエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹
脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、セ
ルロース樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂及び塩化ビニル−酢
酸ビニル共重合体が挙げられる。これらの樹脂は単独で
用いることも、２種以上を組み合わせて用いることもで
きる。

【００１８】上記樹脂の中でも、表面層の表面硬度及び
耐摩耗性、更に粒子の分散性、分散後の安定性の点から
硬化性樹脂を用いることが望ましい。即ち、熱または光
によって硬化するモノマーまたはオリゴマーを含有する
溶液に導電粒子を分散させて表面層用の塗工液とし、こ
の溶液を感光層の上に塗工及び硬化させて形成した表面
層は硬度及び耐摩耗性等の点でより好ましい。

【００１９】熱または光によって硬化するモノマーまた
はオリゴマーとは、例えば、分子の末端に熱または光の
エネルギーによって重合反応を起こす官能基を有するも
ので、このうち分子の構造単位の繰返しが２〜２０程度
の比較的大きな分子がオリゴマー、それより小さいもの
がモノマーである。該重合反応を起こす官能基としては
アクリロイル基、メタクロイル基、シラノール基、更に
環状エーテル基等の開環重合を起こすもの、またはフェ
ノールとホルムアルデヒドのように二種類以上の分子が
反応して縮合を起こすもの等が挙げられる。

【００２０】前記導電粒子の割合は、直接的に表面層の
抵抗を決定する要因の一つであり、表面層の抵抗は１×
１０¹⁰〜１×１０¹⁵Ωｃｍの範囲であることが好まし
い。

【００２１】本発明においては、安定性を向上させるた
め表面層中にラジカル補足剤や酸化防止剤等の添加物を
加えてもよい。本発明の表面層の膜厚は０．２〜１０μ
ｍの範囲が好ましく、より好ましくは０．５〜６μｍの
範囲である。

【００２２】次に、本発明の感光層について説明する。
本発明の感光層は、電荷発生物質とポリシランの双方を
同一の層に含有する単層型、あるいは電荷発生層とポリ
シラン層を積層した積層型のいずれかである。積層型の
感光層の構成としては、導電性支持体上に電荷発生層及
びポリシラン層をこの順に積層したものと、逆にポリシ
ラン層、電荷発生層の順に積層したものがある。これら
の例を図１、図２及び図３に示す。図中、１は表面層、
２は導電粒子、３はポリシラン層、４は電荷発生層、５
は感光層、６は導電性支持体である。

【００２３】本発明で用いる導電性支持体は導電性を有
するものであれば、いずれのものでもよく、例えば、ア
ルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛及びステンレ
ス等の金属をドラムまたはシート上に成形したもの、ア
ルミニウムや銅等の金属箔をプラスチックフィルムにラ
ミネートしたもの、アルミニウム、酸化インジウム及び
酸化スズ等をプラスチックフィルムに蒸着したもの、及
び導電性物質を単独またはバインダー樹脂と共に塗布し
て導電層を設けた金属、プラスチックフィルムあるいは
紙等が挙げられる。

【００２４】本発明においては、ポリシランとして式
（Ｉ）で表わされる化合物が好ましく用いられる。

【００２５】

【化２】（式中、Ｒ₁は炭素数１または２のアルキル基、Ｒ₂は
炭素数３乃至８のアルキル基、シクロアルキル基、アリ
ール基またはアラルキル基、Ｒ₃は炭素数１乃至４のア
ルキル基、Ｒ₄は炭素数１乃至４のアルキル基を示す。
ｎ及びｍはポリマー中の総モノマーに対するそれぞれの
モノマー数の割合を示すモル比であり、ｎ＋ｍ＝１とな
り、０＜ｎ≦１、０≦ｍ＜１である。）本発明において用いるポリシランは、ザ・ジャーナル・
オブ・オルガノメタリック・ケミストリー１９８ｐｐ
Ｃ２７（１９８０）またはザ・ジャーナル・オブポリ
マー・サイエンス、ポリマー・ケミストリー・エディシ
ョンＶｏｌ．２２１５９−１７０ｐｐ（１９８４）
に記載された方法により合成できる。

【００２６】本発明において使用できるポリシランとし
ては以下のものを挙げることができる。［本発明において用いられポリシランの例］

【００２７】

【表１】注）：上記構造式中のＸとＹはいずれも単量体重合単位
を示す。そして、ｎはＸ／（Ｘ＋Ｙ）、またｍは、Ｙ／
（Ｘ＋Ｙ）の計算式によりそれぞれ求められる。

【００２８】好ましく用いられるポリシランとしては、
下記式（II）で表わされるポリシランである。

【００２９】

【化３】（式中、Ｒ₁は炭素数１または２のアルキル基、Ｒ₂は
炭素数３乃至８のアルキル基、シクロアルキル基、アリ
ール基またはアラルキル基、Ｒ₃は炭素数１乃至４のア
ルキル基、Ｒ₄は炭素数１乃至４のアルキル基、Ａ及び
Ａ′はそれぞれ炭素数４乃至１２のアルキル基、シクロ
アルキル基、アリール基またはアラルキル基を示す。ｎ
及びｍは、ポリマー中の総モノマーに対するそれぞれの
モノマー数の割合を示すモル比であり、ｎ＋ｍ＝１とな
り、０＜ｎ≦１、０≦ｍ＜１である。）上記式（Ｉ）及び式（II）で表わされるポリシランは、
具体的には次のようにして合成することができる。即
ち、酸素及び水分を無くした高純度不活性雰囲気下で、
ジクロロシランモノマーをアルカリ金属からなる縮合触
媒に接触させてハロゲン脱離と縮重合を行ない中間体ポ
リマーを合成し、得られた該中間体ポリマーを未反応の
モノマーと分離し、該中間体ポリマーに所定のハロゲン
化有機試薬をアルカリ金属からなる縮合触媒の存在下で
反応させて、該中間体ポリマーの末端に有機基を縮合さ
せることにより合成される。

【００３０】上記合成操作にあっては、出発物質たるジ
クロロシランモノマー、前記中間体ポリマー、ハロゲン
化有機試薬及びアルカリ金属縮合触媒は、いずれも酸素
や水分との反応性が高いので、これら酸素や水分が存在
する雰囲気の下では目的とする上述のポリシランは得ら
れない。

【００３１】従って、（Ｉ）及び式（II）のポリシラン
を得る上述の操作は、酸素及び水分のいずれもが存在し
ない雰囲気下で実施することが必要である。このため、
反応系に酸素及び水分のいずれもが存在しないように、
反応容器及び使用する試薬の全てについて留意が必要で
ある。例えば、反応容器については、ブローボックス中
で真空吸引とアルゴンガス置換を行なって水分や酸素の
系内への吸着がないようにする。使用するアルゴンガス
は、いずれの場合にあっても予めシリカゲルカラムに通
し脱水して、次いで銅粉末を１００℃に加熱したカラム
に通して脱酸素処理して使用する。

【００３２】出発原料たるジクロロシランモノマーにつ
いては、反応系内への導入直前で脱酸素処理した上述の
アルゴンガスを使用して減圧蒸留を行なった後に反応系
内に導入する。特定の有機基を導入するための上記ハロ
ゲン化有機試薬及び使用する上記溶剤についても、ジク
ロロシランモノマーと同様に脱酸素処理した後に反応系
内に導入する。なお、溶剤の脱酸素処理は、上述の脱酸
素処理したアルゴンガスを使用して減圧蒸留した後、金
属ナトリウムで更に脱水処理する。

【００３３】上記縮合触媒については、ワイヤー化或い
はチップ化して使用するところ、前記ワイヤー化または
チップ化は無酸素のパラフィン系溶剤中で行ない、酸化
が起こらないようにして使用する。

【００３４】上記の式（Ｉ）及び式（II）で表わされる
ポリシランを製造するに際して使用する出発原料のジク
ロロシランモノマーは、後述する式：Ｒ₁Ｒ₂ＳｉＣｌ
₂で表わされるシラン化合物かまたはこれと式：Ｒ₃Ｒ
₄ＳｉＣｌ₂で表わされるシラン化合物が選択的に使用
される。

【００３５】上述の縮合触媒は、ハロゲン脱離して縮合
反応をもたらしめるアルカリ金属が望ましく使用され、
該アルカリ金属の具体例としてリチウム、ナトリウム、
カリウムが挙げられ、中でもリチウム及びナトリウムが
好適である。

【００３６】上述のハロゲン化有機試薬は、Ａ及びＡ′
で表わされる置換基を導入するためのものであって、ハ
ロゲン化アルキル化合物、ハロゲン化シクロアルキル化
合物、ハロゲン化アリール化合物及びハロゲン化アラル
キル化合物からなる群から選択される適当な化合物、即
ち、式：Ａ−Ｘ及び／または式：Ａ′−Ｘ（但し、Ｘは
ＣｌまたはＢｒ）で表わされ、後述する具体例の中の適
当な化合物が選択的に使用される。

【００３７】上述の中間体ポリマーを合成するに際して
使用する式：Ｒ₁Ｒ₂ＳｉＣｌ₂またはこれと式：Ｒ₃
Ｒ₄ＳｉＣｌ₂で表わされるジクロロシランモノマー
は、所定の溶剤に溶解して反応系に導入されるところ、
該溶剤としては、パラフィン系の無極性炭化水素溶剤が
望ましく使用される。該溶剤の好ましい例としては、ｎ
−ヘキサン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−ドデカ
ン、シクロヘキサン及びシクロオクタンが挙げられる。

【００３８】そして、生成する中間体ポリマーはこれら
の溶剤に不溶であることから、該中間体ポリマーを未反
応のジクロロシランモノマーから分離するについて好都
合である。分離した中間体ポリマーは、次いで上述のハ
ロゲン化有機試薬と反応させるわけであるが、その際両
者は同じ溶剤に溶解せしめて反応に供される。この場合
の溶剤としてはベンゼン、トルエン及びキシレン等の芳
香族溶剤が好適に使用される。

【００３９】上述のジクロロシランモノマーを上述のア
ルカリ金属触媒を使用して縮合させて所望の中間体を得
るについては、反応温度と反応時間を調節することによ
り得られる中間体ポリマーの重合度を適宜制御できる。
しかしながら、その際の反応温度は６０〜１３０℃の間
に設定するのが望ましい。

【００４０】以上説明の式（II）で表わされる上述のポ
リシランの製造方法の望ましい一態様を以下に述べる。

【００４１】即ち、上述の式（II）のポリシランの製造
方法は、（ａ）中間体ポリマーを製造する工程と（ｂ）
該中間体ポリマーの末端に置換基Ａ及びＡ′を導入する
工程とからなる。

【００４２】上記（ａ）の工程は次のようにして行われ
る。

【００４３】即ち、反応容器の反応系内を酸素及び水分
を完全に除いてアルゴンで支配され所定の内圧に維持し
た状態にし、無酸素のパラフィン系溶剤と無酸素の縮合
触媒を入れ、次いで無酸素のジクロロシランモノマーを
入れ、全体を攪拌しながら所定温度に加熱して該モノマ
ーの縮合を行う。この際、前記ジクロロシランモノマー
の縮合度合は、反応温度と反応時間を調節し、所望の重
合度の中間体ポリマーが生成されるようにする。

【００４４】この際の反応は、下記の反応式（ｉ）で表
わされるようにジクロロシランモノマーのクロル基と触
媒が脱塩反応を起こしてＳｉ基同志が縮合を繰り返して
ポリマー化して中間体ポリマーを生成する。

【００４５】

【化４】なお、このところの具体的反応操作手順は、パラフィン
系溶剤中に縮合触媒（アルカリ金属）を仕込んでおき、
加熱下で攪拌しながらジクロロシランモノマーを滴下し
て添加する。ポリマー化の度合は、反応液をサンプリン
グして確認する。

【００４６】ポリマー化の簡単な確認はサンプリング液
を揮発させフィルム化が形成できるか否かで判断でき
る。縮合が進み、ポリマーが形成されると白色固体とな
って反応系から析出してくる。ここで冷却し、反応系か
らモノマーを含む溶媒をデカンテーションで分離し、中
間体ポリマーを得る。

【００４７】次いで、前記（ｂ）の工程を行う。即ち、
得られた中間体ポリマーの末端基のクロル基をハロゲン
化有機試薬と縮合触媒（アルカリ金属）を用いて脱塩縮
合を行ないポリマー末端基を所定の有機基で置換する。
この際の反応は下記の反応式（ii）で表わされる。

【００４８】

【化５】

【００４９】このところ具体的には、ジクロロシランモ
ノマーの縮合で得られた中間体ポリマーに芳香族系溶剤
を加え溶解する。次に、縮合触媒（アルカリ金属）を加
え、室温でハロゲン化有機試薬を滴下する。この時、ポ
リマー末端基同士の縮合反応と競合するためハロゲン化
有機試薬を出発モノマーに対して０．０１〜０．１倍の
過剰モル量を添加する。次いで、徐々に加熱し、８０〜
１００℃で１時間加熱攪拌し、目的の反応を行なう。

【００５０】反応終了後冷却し、触媒のアルカリ金属を
除去するため、メタノールを加える。次に、生成したポ
リシランをシルエンで抽出し、シリカゲルカラムで精製
する。かくして所望のポリシランが得られる。［Ｒ₁Ｒ₂ＳｉＣｌ₂及びＲ₃Ｒ₄ＳｉＣｌ₂の具体
例］注）：下記の化合物の中、ｂ−２〜１６，１８，２０，
２１，２３，２４がＲ ₁Ｒ₂ＳｉＣｌ₂に用いられ、ｂ
−１，２，１１，１７，１９，２２，２３，２５がＲ₃
Ｒ₄ＳｉＣｌ₂に用いられる。

【００５１】

【表２】

【００５２】

【表３】

【００５３】

【表４】

【００５４】［Ａ−Ｘ及びＡ′−Ｘの具体例］

【００５５】

【表５】

【００５６】触媒としてはアルカリ金属が好ましい。

【００５７】アルカリ金属としてはリチウム、ナトリウ
ム及びカリウムが使用される。形状はワイヤー状または
チップ状にして表面積を大きくすることが好ましい。［本発明において好ましく用いられるポリシランの例］

【００５８】

【表６】

【００５９】

【表７】

【００６０】

【表８】

【００６１】

【表９】

【００６２】

【表１０】

【００６３】

【表１１】

【００６４】

【表１２】

【００６５】

【表１３】注）：上記構造式中のＸとＹは、いずれも単量体重合単
位を示す。そしてｎは、Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）、またｍは、Ｙ
／（Ｘ＋Ｙ）の計算式によりそれぞれ求められる。

【００６６】積層型のポリシラン層はポリシランを溶剤
に溶解し、塗布して形成される。なお、ポリシラン層に
スチリル化合物やトリアリールアミン化合物等の低分子
電荷輸送物質を添加してもよい。

【００６７】ポリシランを溶解する溶剤として、ベンゼ
ン、トルエン及びキシレン等の芳香族溶剤、モノクロル
ベンゼン及びジクロルベンゼン等の塩素化芳香族溶剤を
使用することができる。

【００６８】また、ポリシラン層は単独でフィルム形成
能を持つが、補強効果のためバインダー樹脂を添加して
もよい。バインダー樹脂としてはポリエステル、ポリカ
ーボネート、ポリスチレン及びポリメタクリル酸エステ
ル等が挙げられる。ポリシラン層の膜厚は５〜４０μ
ｍ、好ましくは１０〜３０μｍである。

【００６９】電荷発生物質はスーダンレッド、ダイアン
ブルー等のアゾ顔料：ピレンキノン及びアントアントロ
ン等のキノン顔料、キノシアニン顔料、ペリレン顔料；
インジゴ及びチオインジゴ等のインジゴ顔料；及び銅フ
タロシアニン、チタニルフタロシアニン、スズフタロシ
アニン、ガリウムフタロシアニン等が用いられる。この
中で、フタロシアニン顔料、特にチタニルフタロシアニ
ンが好ましい。

【００７０】積層型の感光体の電荷発生層はこれらの電
荷発生物質をポリビニルブチラール、ポリスチレン、ポ
リ酢酸ビニル及びアクリル樹脂等のバインダー樹脂に分
散させて、この分散液を塗工するか、前記顔料を真空蒸
着することによって形成する。このような電荷発生層の
膜厚は５μｍ以下、好ましくは０．０５〜３μｍであ
る。

【００７１】単層型の感光層では、ポリシランを溶解
し、電荷発生物質を溶液に分散、塗工して感光層を形成
する。このような単層型感光層の膜厚は５〜４０μｍ、
好ましくは１０〜３０μｍである。

【００７２】また、本発明においては、導電性支持体と
感光層の間にバイアー機能をもつ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、ニ
トロセルロース、エチレン−アクリル酸コポリマー、ポ
リアミド共重合体、アルコキシメチル化ポリアミド、ポ
リウレタン及びゼラチン等によって形成できる。下引層
の膜厚は０．１〜３μｍが好ましい。

【００７３】以上に示した本発明の電子写真感光体は、
高い帯電性を示し、かつ耐久時に高感度を安定に維持で
きる。

【００７４】次に、本発明に用いる接触帯電部材を説明
する。本発明の接触帯電部材は、ローラー、ベルト及び
ブラシの形状のものが用いられる。ローラー及びベルト
の場合、導電性弾性層の上に抵抗層を設けたものが用い
られる。導電性弾性層としては、カーボン分散ゴム及び
カーボン分散スポンジ等が用いられる。弾性層の上に導
電層を設けた機能分離構造としてもよい。抵抗層には、
体積抵抗で１０⁶〜１０¹²Ωｃｍの範囲の抵抗体が用い
られる。抵抗体としては、ポリアミド、セルロース及び
ポリウレタンのような樹脂、カーボン、酸化スズ及び導
電処理酸化チタン等を分散した樹脂が用いられる。

【００７５】ブラシにおいては、磁気ブラシ、ファーブ
ラシが用いられる。磁気ブラシは、鉄粉、フェライト及
びマグネタイト等の酸化鉄等の磁性導電粒子からなり、
マグネットにより保持される。磁性導電粒子の粒径は５
〜２００μｍが好ましい。なお、磁性導電粒子は必要に
応じ、抵抗調整、疎水化及び帯電調整等の目的で表面コ
ート層を形成しても、表面処理を施してもよい。

【００７６】ファーブラシはカーボン分散レーヨン樹脂
等を繊維状とし、導電性の支持体上に植毛したもので、
板状またはローラー状が用いられる。

【００７７】これらの帯電部材の内で、感光体への摩擦
から磁気ブラシ、ファーブラシが好ましい。該接触帯電
部材は前記電子写真感光体と接触するように当接し、ロ
ーラ形状の場合、接触帯電部材の周速は電子写真感光体
の周速と等速にならないことが好ましい。つまり、図５
のように同方向移動の場合は、電子写真感光体より接触
帯電部材の周速が１１０％以上速いことが好ましい。図
６のように逆方向移動の場合は周速は限定されない。

【００７８】本発明の体積抵抗値の測定方法は、表面に
導電膜を蒸着したポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）フィルム上に本発明の感光体の表面層のみを形成
し、これを体積抵抗測定装置（ヒューレッドパッカード
社製４１４０ＢｐＡＭＥＴＥＲ）にて２３℃、６５％
の環境で１００Ｖの電圧を印加させて測定したときの値
である。

【００７９】［ポリシラン製造例１］真空吸引とアルゴ
ン置換を行なったブローボックスの中に三ッ口フラスコ
を用意し、これにリフラックスコンデンサーと温度計と
滴下ロートを取り付けて、滴下ロートのバイパス管から
アルゴンガスを通した。

【００８０】この三ッ口フラスコ中に脱水ドデカン１０
０グラムとワイヤー状金属ナトリウム０．３モルを仕込
み、攪拌しながら１００℃に加熱した。次に、ジクロロ
メチルフェニルシランモノマー（チッソ（株）製）０．
１モルを脱水ドデカン３０グラムに溶解させて、用意し
た溶液を反応系にゆっくり滴下した。

【００８１】滴下後、１００℃で１時間縮重合させるこ
とにより、白色固体を析出させた。この後冷却し、ドデ
カンをデカンテーションして、更に脱水トルエン１００
グラムを加えることにより、白色固体を溶解させ、金属
ナトリウム０．０１モルを加えた。

【００８２】次に、ｎ−ヘキシルクロライド（東京化成
（株）製）０．０１モルをトルエン１０ｍｌに溶解させ
て用意した溶液を反応系に攪拌しながらゆっくり滴下し
て添加し、１００℃で１時間加熱した。この後冷却し、
過剰の金属ナトリウムを処理するため、メタノール５０
ｍｌをゆっくり滴下した。これにより懸濁層とトルエン
層とが生成した。

【００８３】次に、トルエン層を分離し、減圧濃縮した
後シリカゲルカラム、クロマトグラフィーで展開して精
製し、ポリシランＮｏ．１（ｄ−１）を得た。収率は６
５％であった。

【００８４】このポリシランの重量平均分子量はＧＰＣ
法によりＴＨＦ展開し測定した結果７５，０００であっ
た（ポリスチレンを標準とした）。

【００８５】［ポリシラン製造例２］真空吸引とアルゴ
ン置換を行なったブローボックスの中に三ッ口フラスコ
を用意し、これにリフラックスコンデンサーと温度計と
滴下ロートを取り付けて、滴下ロートのバイパス管から
アルゴンガスを通した。

【００８６】この三ッ口フラスコ中に脱水ｎ−ヘキサン
１００グラムと１ｍｍ角の金属ナトリウム０．３モルを
仕込み、攪拌しながら８０℃に加熱した。次に、ジクロ
ロメチルシクロヘキシルシランモノマー（チッソ（株）
製）０．１モルを脱水ｎ−ヘキサンに溶解させて用意し
た溶液を反応系にゆっくりと滴下した。滴下後８０℃で
３時間縮合重合させることにより、白色固体を析出させ
た。この後冷却しｎ−ヘキサンをデカンテーションし
て、更に脱水トルエン１００グラムを加えることにより
白色固体を溶解させ、金属ナトリウム０．０１モルを加
えた。次に、ｎ−ヘキシルクロライド（東京化成製）
０．０１モルをトルエン１０ｍｌに溶解させて用意した
溶液を反応系に攪拌しながらゆっくり滴下して添加し、
８０℃で１時間加熱した。この後冷却し、過剰の金属ナ
トリウムを処理するため、メタノール５０ｍｌをゆっく
り滴下した。これにより懸濁層とトルエン層とが生成し
た。

【００８７】次に、トルエン層を分離し、減圧濃縮した
後、シリカゲルカラム、クロマトグラフィーで展開して
精製し、ポリシランＮｏ．２（ｄ−１０）を得た。収率
は５８％であり、重量平均分子量は１２０，０００であ
った。

【００８８】製造例２と同様にしてポリシランＮｏ．３
を製造した。製造例１と同様にしてポリシランＮｏ．４
を製造した。

【００８９】

【表１４】

【００９０】〔帯電部材製造例１〕帯電部材製造例とし
て、磁性粒子の表面を導電性保護膜でコートした被覆磁
性粒子からなる帯電部材の例を述べる。なお、これは本
発明を何ら限定するものではない。

【００９１】まず、被覆磁性粒子を作成した。ポリカー
ボネート１部及びエポキシ変性シリコーン樹脂１部（重
量部、以下同様）と導電材として導電化処理を施した酸
化チタン４部、粒径０．２５μｍの４フッ化エチレン樹
脂粒子０．２部をキシレン溶液１４部に混合し、これを
ガラスビーズを入れたペイントシェイカーで２時間分散
させ、コート層溶液を作成した。このコート層溶液から
作られるコート層の抵抗を前述の方法で測定したとこ
ろ、体積抵抗値が８×１０⁶Ωｃｍであった。次に、こ
の溶液を流動床型の塗布機（スピタコータ、岡田精工
（株）製）を用いて平均粒径３４μｍ、体積抵抗値が５
×１０⁶Ωｃｍである水素還元Ｚｎ−Ｃｕフェライト粒
子２００部に塗布した。フェライト粒子の体積抵抗値の
測定は、図４に示すセルを用いて測定した。すなわち、
セルＡに磁性粒子１７を充填し、該充填磁性粒子に接す
るように電極１１及び１２を配し、該電極間に電圧を印
加し、その時流れる電流を電流計１４で測定することに
より求めた。その測定条件は、充填磁性粒子のセルとの
接触面積Ｓ＝２ｃｍ²、厚みｄ＝１ｍｍ、上部電極の荷
重２ｋｇ、印加電圧１００Ｖである。１３は絶縁物、１
５は電圧計、１６は定電圧計、１８はガイドリングであ
る。乾燥工程を経て得られた被覆磁性粒子の体積抵抗値
は３×１０⁶Ωｃｍであり、その表面を日立製作所製走
査型電子顕微鏡Ｓ８００で観察とたところ、全体にわた
ってコート層の存在が確認された。なお、被覆磁性粒子
の体積抵抗値の測定も上記と同様に行なった。

【００９２】本発明の感光体と、接触帯電部材を用いて
帯電を行なう際の原理について述べる。本発明は、中抵
抗の接触帯電部材で、中抵抗の表面抵抗を持つ感光体表
面に電荷注入を行なうものであるが、本実施例は感光体
表面材質のもつトラップ電位に電荷を注入するものでは
なく、表面層の導電粒子に電荷を充電して帯電を行なう
原理である。

【００９３】具体的には、感光層を誘電体、アルミ基板
と表面層内の導電粒子を両電極板とする微小なコンデン
サーに、接触帯電部材で電荷を充電する理論に基づくも
のである。この際、導電粒子は互いに電気的には独立で
あり、一種の微小なフロート電極を形成している。この
ため、マクロ的には感光体表面は均一電位に充電、帯電
されているように見えるが、実際には微小な無数の充電
された導電粒子が感光体表面を覆っているような状況と
なっている。このため、レーザによって画像露光を行な
ってもそれぞれの導電粒子は電気的に独立なため、静電
潜像を保持することが可能になる。

【００９４】

【実施例】以下の実施例により、本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定され
るものではない。（実施例１）厚さ５０μｍのアルミシート支持体上に、
６−６．６−６．１０−１．２四元系ポリアミド共重合
体樹脂５部をメタノール７０部とブタノール２５部の混
合溶媒に溶解した溶液を塗布乾燥して、膜厚１μｍの下
引層を設けた。

【００９５】次に、ポリビニルブチラール５部をメチル
エチルケトン９０部に溶解し、これにアルミクロルフタ
ロシアニン１０部を加えボールミルで分散し、この分散
液を下引層上に塗布後乾燥し、膜厚０．３μｍの電荷発
生層を形成した。

【００９６】次に、ポリシラン製造例１で合成したポリ
シランＮｏ．１，１０部をトルエン８０部に溶解し、電
荷発生層上に塗布し、乾燥して、膜厚１０μｍのポリシ
ラン層（電荷輸送層）形成した。

【００９７】次に、アクリル系モノマー

【００９８】

【化６】６０部、分散前の平均粒径が４００Åの酸化スズ超微粒
子（ビニルクロルシランで表面処理したもの）３０部、
光開始剤として２−メチルチオキサントン２部、トルエ
ン１００部及びメチルセロソルブ２００部をサンドミル
にて４８時間分散を行なった。

【００９９】この調合液を用いて、先の感光層上にビー
ムコーティング法により、膜を成膜し、乾燥した後、高
圧水銀灯にて８ｍＷ／ｃｍ²の光強度で、２０秒間光硬
化を行ない表面層を得た。この時、表面層の膜厚は４μ
ｍであった。また、表面層調合液の分散性は良く、表面
層表面はムラのない均一な面であった。

【０１００】このようにして電子写真感光体Ｎｏ．１を
形成した。

【０１０１】次に、本実施例で試験に用いた電子写真方
式のプリンターについて図６を用いて説明する。プロセ
ススピードは１００ｍｍ／ｓｅｃであり、感光体Ｎｏ．
１を用い、２３℃、６５％の環境において耐久を行なっ
た。

【０１０２】接触帯電部材２２は帯電部材製造例１で作
成された被覆磁性導電粒子及びこれを支持させるための
非磁性の導電スリーブ、これに内包されるマグネットロ
ールによって構成され、上記被覆磁性導電粒子をスリー
ブ上に厚さ１ｍｍでコートして感光体との間に幅約５ｍ
ｍの帯電ニップを形成させるようにした。該磁性粒子保
持スリーブと感光体２１との間隙は約５００μｍとし
た。マグネットロールは固定、スリーブ表面が感光体表
面の周速に対して１倍の速さで逆方向に摺擦するように
回転させ、感光体と磁気ブラシが均一に接触するように
した。なお、磁気ブラシと感光体の間に周速差を設けな
い場合には、磁気ブラシ自体は物理的な復元力を持たな
いため、感光体のフレや偏心等で磁気ブラシが押し退け
られた場合、磁気ブラシのニップが確保できなくなって
帯電不良を起こす。このため、常に新しい磁気ブラシの
面を当てる必要から、本実施例では１倍の早さで逆方向
に回転させた。

【０１０３】まず、−７００Ｖの直流電圧を印加された
上記接触帯電部材を感光体に対して当接、回転させるこ
とによって帯電を行なう。次に、露光部で画像露光（イ
メージ露光）を受ける。次に、画像信号に従って強度変
調を受けたレーザダイオードからのレーザ光２３をポリ
ゴンミラーで走査して露光手段とし、感光体上に静電潜
像を形成する。

【０１０４】次に、磁性一成分絶縁トナーを用いて反転
現像を行なう。現像手段２４において、マグネットを内
包する直径１６ｍｍの非磁性スリーブに上記のネガトナ
ーをコートし、感光体表面との距離を３００μｍに固定
した状態で、感光ドラムと等速で回転させ、スリーブに
電圧を印加する。電圧は、−５００ＶのＤＣ電圧と、周
波数１８００Ｈｚ、ピーク間電圧１６００Ｖの矩形のＡ
Ｃ電圧を重畳したものを用い、スリーブと感光体の間で
ジャンピング現像を行なわせる。

【０１０５】このようにしてトナーで顕視化された像
は、次に転写材２６に転写される。転写部では中抵抗の
転写ローラ２５を用いる。本実施例ではローラ抵抗値は
５×１０⁸Ωのものを用い、＋２０００ＶのＤＣ電圧を
印加して転写を行なった。

【０１０６】転写材上にトナー像を転写されたプリント
画像は、その後熱定着ローラ２８によって定着を受け、
機外に排出される。また、転写残トナーはクリーニング
ブレード２７で感光ドラム上からかき落とされ、次の画
像形成に備えられる。

【０１０７】以上のような構成のプリンターで画像評価
を行なったところ、−７００ＶのＤＣ電圧をスリーブに
印加して、感光体が帯電ニップを１回通過しただけで、
始め０Ｖだった感光体表面電位が−６８０Ｖにまで帯電
され、良好な帯電性を得ることができた。また、このと
き感光体上にピンホールが生じていてもリークは発生せ
ず、また接触帯電部材を構成している導電粒子が感光体
上に現像されることもなく、良好なベタ黒、ベタ白画像
が得られた。また、これを６０００枚耐久しても初期と
同様な帯電特性、電位特性を示しており、良好なベタ
黒、ベタ白画像が得られた。

【０１０８】初期と耐久後の暗部電位Ｖｄと露光後の明
部電位Ｖｌを測定し、表２に結果を示した。

【０１０９】（比較例１）一方、比較テストとして実施
例１において表面層を設けない、ポリシラン層までの電
子写真感光体を作成した。

【０１１０】この比較例１に対して実施例１と同様の方
法で試験を行ったが、感光体の表面電位が−１５０Ｖに
までしか帯電されず、画像を得ることはできなかった。

【０１１１】（実施例２）実施例１で用いた導電粒子の
代わりに平均粒径が３００Åの酸化インジウムを用いた
他は、実施例１と同様にして、電子写真感光体Ｎｏ．２
を作製した。

【０１１２】この感光体について実施例１と同様に評価
した。良好な帯電性を示し、初期、耐久後ともに良好な
画像が得られた。

【０１１３】（実施例３）実施例１で用いたポリシラン
の代わりにポリシランＮｏ．２を用いた他は、実施例１
と同様にして、電子写真感光体Ｎｏ．３を作製した。

【０１１４】この感光体について実施例１と同様に評価
した。良好な帯電性を示し、初期、耐久後ともに良好な
画像が得られた。

【０１１５】（実施例４）厚さ５０μｍ厚のアルミシー
ト支持体上に、アルコキシメチル化ポリアミド５部をメ
タノール７０部及びブタノール２５部の混合溶剤に溶解
した溶液を塗布乾燥して膜厚１μｍの下引層を設けた。

【０１１６】次に、チタニルフタロシアニン５部をトル
エン５部に分散し、ポリシランＮｏ．３を３０部及びト
ルエン３００部のポリシラン溶液と混合し、塗布、乾燥
して、膜厚１０μｍの感光層を設けた。

【０１１７】次に、アクリルモノマー

【０１１８】

【化７】６０部、分散前の平均粒径が５００Åの酸化亜鉛３０
部、光開始剤として２−メチルチオキサントン２部、ト
ルエン１００部及びメチルセロソルブ２００部をサンド
ミルにて４８時間分散した。

【０１１９】この調合液を用いて、先の感光層の上にビ
ームコーティング法により、塗布、乾燥した後、高圧水
銀灯にて８ｍＷ／ｃｍ²の光強度で、２０秒間光硬化を
行ない、表面層を得た。このようにして、感光体Ｎｏ．
５を作製した。

【０１２０】この感光体について実施例１と同様に評価
した。良好な帯電性を示し、初期、耐久後共に良好な画
像が得られた。実施例５実施例４で用いたポリシランの代わりにポリシランＮ
ｏ．４を用いた他は、実施例４と同様にして、電子写真
感光体Ｎｏ．５を作製した。

【０１２１】この感光体について実施例１と同様に評価
した。良好な帯電性を示し、初期、耐久後ともに良好な
画像が得られた。

【０１２２】

【０１２３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ポ
リシラン感光層と導電粒子を含有する保護層を持つ電子
写真感光体において、高感度かつ帯電能も高く高耐久の
感光体が得られる。

【０１２４】更に、この感光体に対し、接触帯電部材で
帯電することにより、オゾンを発生することなく帯電で
き、高速及び省電力の電子写真ユニット及び電子写真装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における電子写真感光体の断面図。

【図２】本発明における電子写真感光体の断面図。

【図３】本発明における電子写真感光体の断面図。

【図４】電気抵抗測定装置を模式的に示した概略図。

【図５】本発明に基づく電子写真式プリンターの構成を
表す概略図。

【図６】本発明に基づく電子写真式プリンターの構成を
表す概略図。

【符号の説明】

１表面層２導電粒子３ポリシラン層４電荷発生層５感光層６導電性支持体１１主電極１２上部電極１３絶縁物１４電流計１５電圧計１６定電圧計１７磁性粒子１８ガイドリング２１感光体２２接触帯電部材２３露光手段２４現像手段２５転写ローラー２６転写材２７クリーニングブレード２８熱定着ローラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性支持体上に感光層、及び該感光層
上の表面層を有する電子写真感光体において、該感光層
がポリシランを含有し、該表面層が導電粒子を含有する
ことを特徴とする電子写真感光体。
【請求項２】ポリシランが式（Ｉ）で表わされる化合
物である請求項１記載の電子写真感光体。【化１】（式中、Ｒ₁は炭素数１または２のアルキル基、Ｒ₂は
炭素数３乃至８のアルキル基、シクロアルキル基、アリ
ール基またはアラルキル基、Ｒ₃は炭素数１乃至４のア
ルキル基、Ｒ₄は炭素数１乃至４のアルキル基を示す。
ｎ及びｍはポリマー中の総モノマーに対するそれぞれの
モノマー数の割合を示すモル比であり、ｎ＋ｍ＝１とな
り、０＜ｎ≦１、０≦ｍ＜１である。）
【請求項３】請求項１の電子写真感光体に対し接触帯
電部材で帯電を行なうことを特徴とする電子写真ユニッ
ト。
【請求項４】請求項１の電子写真感光体に対し接触帯
電部材で帯電を行なうことを特徴とする電子写真装置。