JPH1152602A - 電子写真用感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】環境の湿度変化の影響を受けない下引き層を形
成することにより、電気特性の安定した電子写真用感光
体を得る。 【解決手段】下引き層２がトリフルオロメタンスルホン
酸のアルカリ金属塩とバインダー樹脂を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は改良された下引き層
を有する電子写真感光体に係り、特に環境の湿度の影響
を受けない下引き層を有する電子写真用感光体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真感光体は基本的に導電性基体上
に感光層を設けた構成であるが、導電性基体と感光層の
密着性の向上，感光層の塗布均一性の向上，導電性基体
表面欠陥の被覆，導電性基体から感光層への電荷注入防
止等のために、導電性基体と感光層の間に、樹脂あるい
は樹脂中に無機フィラーを分散させた下引き層を設ける
ことが有効である。

【０００３】下引き層は、前述の性能が要求されると同
時に、電子写真特性に悪影響を与えない低い電気抵抗で
あることが必要であり、また繰り返し使用に際し、ある
いは使用される環境変化に対して、帯電電位，残留電位
および感度特性が安定していることが必要である。また
レーザー光の干渉を防止するために、あるいは下引き層
の電気抵抗を調整するために、無機フィラーを分散させ
る場合には、無機フィラーの凝集による凸凹欠陥や塗膜
形成時のピンホール等のない平滑な表面が要求される。

【０００４】一方、電子写真プロセスにおいて、電圧が
印加された帯電部材を直接感光体表面に接触させ感光体
表面を均一に帯電させる、いわゆる接触帯電方式を適用
する場合には、下引き層が帯電電圧に対する適度な耐圧
を持ち、感光層の電気的破壊による画像欠陥を発生させ
ないことが必要である。この様な目的のために従来多く
の樹脂層が下引き層として提案され、例えば特開昭48-4
7344号公報には6-ナイロン層を設ける方法、特開昭52-2
5638号公報には溶剤可溶性ナイロンを含有する層を設け
る方法、特開昭58-30757号公報にはポリアミド樹脂層を
設ける方法等が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしこれらの樹脂層
は比較的吸湿性が大きく、大気中の湿度変化によりその
抵抗が大きく変化するために感光体の電気特性が変化す
る。この変化の影響を少なくするためには樹脂層の厚み
が薄く制限されるので、導電性基体表面の非平滑性に基
づく下引き層そのものの塗膜欠陥、例えばピンホール，
クレーター等が生じる。このような欠陥を防止する方法
として非吸湿性樹脂に導電性微粉末を分散して厚膜にし
ても電気抵抗の低い樹脂層で被覆する方法（特公昭62-4
2498号公報）が提案されている。しかしこの様な導電性
微粒子を分散させた樹脂層は、その表面に突き出した微
粒子のため電荷発生層用の塗液を上塗りする際に塗膜欠
陥となりやすいという不具合が生じる。このため、その
樹脂層上にさらに低抵抗の透明な樹脂層を設けて二層と
する方法が特公平1-51183 号公報、特公平1-51185 号公
報に提案されている。しかしこの方法は工程が増え、コ
スト的にも不利な面がある。また導電性微粉末を均一に
分散させる事が技術的に難しく、導電性微粉末の凝集に
よる塗膜欠陥を引き起こし易いす。またこの方法は前述
の二層とする方法でも避けることができない。

【０００６】一方、下引き層上に感光層を設ける層構成
においては、感光層を浸漬塗布法，スプレー塗布法によ
り塗布する場合が多い。この際に感光層の塗液に用いて
いる溶剤の種類によっては、下引き層を溶解してしまっ
たり、変質させてしまう事があり、塗膜ムラに起因する
帯電ムラや画像濃度ムラの原因となる。この発明は上述
の点に鑑みてなされその目的は、環境の湿度変化の影響
を受けない下引き層を形成することにより、電気特性の
安定した電子写真用感光体を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的はこの発明に
よれば導電性基体上に下引き層と感光層を順次設けてな
る電子写真用感光体において、下引き層がトリフルオロ
メタンスルホン酸のアルカリ金属塩とバインダー樹脂を
含有することにより達成される。上述の発明においてバ
インダー樹脂がｐ−ビニルフェノールのホモポリマー，
ｐ−ビニルフェノールとメタクリル酸メチルの共重合
体，ｐ−ビニルフェノールとメタクリル酸２−ヒドロキ
シエチルの共重合体，ｐ−ビニルフェノールとスチレン
の共重合体，ｐ−ビニルフェノールとアクリル酸ブチル
の共重合体またはポリｐ−ビニルフェノールの臭素化物
の群から選ばれた少なくとも一つであることが有効であ
る。

【０００８】トリフルオロメタンスルホン酸のアルカリ
金属塩はバインダー樹脂中に固溶し且つ解離してイオン
を生成し下引き層はイオン導電性となる。樹脂のみを用
いた従来の下引き層の導電機構が、樹脂の吸湿によるイ
オン導電であり、低湿環境下で導電性が大きく低下し、
感度が低下するのとは異なる。また導電性フィラーで導
電性を調整する場合フィラーの凝集による塗膜欠陥が発
生しやすいが、本発明の下引き層はトリフルオロメタン
スルホン酸のアルカリ金属塩がバインダー樹脂に固溶す
る溶解型であるためにこのような問題を生じない。

【０００９】本発明の樹脂は低吸湿性であり、下引き層
の環境安定性が増す。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施の形態に係
る負帯電の機能分離型電子写真用感光体を示す断面図で
ある。図２はこの発明の実施の形態に係る正帯電の機能
分離型電子写真用感光体を示す断面図である。

【００１１】図３はこの発明の実施の形態に係る主とし
て正帯電の単層型電子写真用感光体を示す断面図であ
る。１は導電性基体、２は下引き層、３は電荷発生層、
４は電荷輸送層、５は表面保護層、６は感光層である。
導電性基体としてはアルミニウム，ニッケル，クロム，
ステンレス鋼等の金属類、およびアルミニウム，チタニ
ウム，ニッケル，クロム，ステンレス，金，バナジウ
ム，酸化スズ，酸化インジウム，ＩＴＯ等の薄膜を設け
たプラスチックフィルム等、あるいは導電性付与剤を塗
布、または含浸させた紙，プラスチック等が用いられ
る。これらの導電性基体は、ドラム状，シート状，プレ
ート状等の形状にして使用されるがこれらに限定される
ものではない。さらに必要に応じて、導電性基体の表面
を酸化処理，薬品処理，着色処理、あるいはサンドブラ
スト等の乱反射処理が施される。

【００１２】導電性基体上に設けられる下引き層は
（１）導電性基体からの電荷注入をブロッキングするこ
と、（２）環境変化による電気抵抗の変動を起こさない
こと、（３）繰り返し使用した場合にも電荷の蓄積を起
こさないこと、（４）帯電電圧に対して適度な耐圧を持
ち絶縁破壊を起こさないこと等の電気特性が要求される
と同時に、（５）光の反射光を散乱させること、（６）
導電性基体の表面欠陥を被覆することが必要である。

【００１３】本発明の下引き層に使用されるバインダー
樹脂としては、ｐ−ビニルフェノールのホモポリマー
（化学式１），ポリｐ−ビニルフェノールの臭素化物
（化学式２）あるいはｐ−ビニルフェノールと他の樹脂
の共重合体が望ましい。例えば共重合体としてはメタク
リル酸メチルとの共重合体（化学式３），メタクリル酸
２−ヒドロキシエチルとの共重合体（化学式４），スチ
レンとの共重合体（化学式５），アクリル酸ブチルとの
共重合体（化学式６），あるいはアクリル酸2-ヒドロキ
シルエチル，フェニルマレイミド，マレイン酸，フマル
酸等との共重合体があげられる。メタクリル酸メチルお
よびメタクリル酸２−ヒドロキシエチルとの共重合体
は、その共重合比がモル比でほぼ４０〜６０：６０〜４
０が好ましい。ポリｐ−ビニルフェノールの臭素化物
は、臭素の平均導入率が芳香環当たり１．５が好まし
い。スチレンとの共重合体は、その共重合比がモル比で
１５〜７０：８５〜３０，分子量は２５００〜１０００
０が好ましい。アクリル酸ブチルとの共重合体は、その
共重合比がモル比で３０〜６０：７０〜４０，分子量は
１００００〜３００００が好ましい。これらの共重合比
および分子量は、下引き層として要求される電気抵抗に
よって適宜決められる。感光層に用いる溶剤の種類によ
っては、下引き層を溶解，変質させてしまうことがある
が、本発明の下引き層に使用されるバインダー樹脂は熱
硬化性であるため、そのような不具合は生じない。加え
て吸湿性が小さいため環境変化にともなう影響を受けな
い。

【００１４】

【化１】

【００１５】

【化２】

【００１６】前記バインダー樹脂に含有させるトリフル
オロメタンスルホン酸のアルカリ金属塩としては、トリ
フルオロメタンスルホン酸リチウムCF₃SO₃Li，トリフル
オロメタンスルホン酸ナトリウムCF₃SO₃Na，トリフルオ
ロメタンスルホン酸カリウムCF₃SO₃K が挙げられる。ま
たCF₃SO₃Li・nH₂Oのように結晶水を内在していても良
い。

【００１７】前述のアルカリ金属塩のバインダー樹脂に
対する添加量は０．５〜４０重量％であり、好ましくは
１〜２０重量％であるが、下引き層として要求される電
気抵抗およびバインダー樹脂との相溶性によって適宜決
められる。また本発明の下引き層は優れた電気特性を有
し、下引き層の膜厚を例えば５〜１０μｍにしても感度
の低下や残留電位の上昇が起こらないため、厚膜化が可
能であり、導電性基体の表面欠陥を充分に被覆すること
ができる。また膜厚を調整することで高耐圧性になるた
め、接触帯電方式を適用した電子写真装置においても、
絶縁破壊を防止できる。

【００１８】このような下引き層をレーザー光を光源と
する電子写真装置に用いる場合は、感光層の屈折率や膜
厚によっては、光の入射光と反射光の干渉によって生じ
る干渉縞に係る印字欠陥を防ぐ必要があり、例えば、金
属酸化物，金属窒化物などの無機フィラーを含有させる
のが望ましく、中でも酸化チタン顔料が隠蔽性，屈折率
の点で有効である。

【００１９】またフィラーの平均粒径としては０．４μ
ｍ以下が好ましく、０．４μｍを越える場合は、フィラ
ーが凝集を起こし微小な黒点等の画像欠陥を引き起こ
す。レーザー光の散乱を起こさせるためには、光の波長
（０．４〜０．８μｍ）の半分程度の粒径が好ましく、
０．２〜０．４μｍ程度の粒子を用いるのが望ましい。
フィラーの添加量はバインダー樹脂に対して、５０〜３
００重量％が良い。５０％未満では、光の散乱効果が不
十分であり、３００％を越すと帯電低下による画像不良
が発生するとともに塗液中のフィラーの凝集，沈降が起
こりやすくなり、ポットライフが短くなる。

【００２０】電荷発生層は、アゾ系顔料，フタロシアニ
ン系顔料，ジスアゾ系顔料，インジゴ系顔料，ペリレン
系顔料等の有機系顔料やセレン粉末，アモルファスシリ
コン粉末，酸化亜鉛粉末等の無機系顔料を使用すことが
でき、これらの顔料をポリエステル，ポリカーボネー
ト，ポリビニルブチラール等のバインダー樹脂溶液に分
散し、これを下引き層上に塗布，乾燥することによって
形成される。電荷発生層の膜厚は、０．１〜２μｍ程度
が適当である。

【００２１】電荷輸送層は、ヒドラゾン化合物，スチリ
ル化合物，アミン化合物等の電荷輸送性物質をこれら物
質と相溶性のある樹脂、例えばポリエステル，ポリカー
ボネート，ポリスチレン，スチレンアクリレート等と共
に適当な溶剤に溶解させ、これを電荷発生層上に厚さ５
〜４０μｍ程度に塗布，乾燥して得られる。

【００２２】

【実施例】次にこの発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 実施例１ ｐ−ビニルフェノールのホモポリマー（化学式１）５重
量部とエポキシ樹脂（商品名：アラルダイトＡＥＲ２８
０Ｔ７０，チバガイギ（株）製）５重量部をテトラヒド
ロフラン２００重量部に溶解した樹脂溶液と酸化チタン
（商品名：Ｐ−２５，日本アエロジル（株）製）２０重
量部およびトリフルオロメタンスルホン酸リチウム１重
量部をボールミルポットに入れ、１０ｍｍφのアルミナ
ボールを用い４８時間ボールミリングして、下引き層塗
布液を調製した。

【００２３】この塗布液を外径３０ｍｍφの円筒状アル
ミニウム導電性基体１表面にディッピング塗布し、１４
０℃で３０分乾燥して膜厚５μｍの下引き層２を形成し
た。次にＸ型無金属フタロシアニン１０重量部、ポリビ
ニルブチラール樹脂（商品名：エスレックＢＭ−２，積
水化学工業（株）製）１０重量部、およびシクロヘキサ
ノン１００重量部を球状微粉砕媒体に０．２５ｍｍジル
コニアボールを用いたサンドグラインダーで、７時間分
散処理して電荷発生層用分散液を得た。この分散液にテ
トラヒドロフラン５００重量部を加えて希釈し、上記下
引き層上に浸漬塗布した後、１００℃で３０分間乾燥を
行い、膜厚０．３μｍの電荷発生層３を設けた。

【００２４】さらにヒドラゾン化合物（商品名：ＣＴＣ
１９１，亜南香料（株）製）１０重量部およびジブチル
ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）０．１重量部を塩化メチ
レン９０重量部に溶解し、上記電荷発生層上に浸漬塗布
後、１００℃で３０分間乾燥を行い、膜厚２０μｍの電
荷輸送層４を設けた。このようにして、３層からなる積
層型電子写真用感光体ドラムを作製した。 実施例２ 下引き層中におけるｐ−ビニルフェノールのホモポリマ
ーに替えてｐ−ビニルフェノールとメタクリル酸メチル
の共重合体（化学式３）を用いる以外は、実施例１同様
にして積層型電子写真用感光体ドラムを作製した。 実施例３ 下引き層中におけるトリフルオロメタンスルホン酸リチ
ウムに替えて、トリフルオロメタンスルホン酸ナトリウ
ムを用いる以外は、実施例１と同様にして積層型電子写
真用感光体ドラムを作製した。 比較例１ 下引き層におけるｐ−ビニルフェノールのホモポリマー
５重量部とエポキシ樹脂（商品名：アラルダイトＡＥＲ
２８０Ｔ７０，チバガイギ（株）製）５重量部に替えて
共重合ナイロン樹脂（商品名：アミランＣＭ８０００，
東レ（株）製）１０重量部を用いる以外は、実施例１と
同様にして積層型電子写真用感光体ドラムを作製した。

【００２５】このようにして作製した各感光体につい
て、感光体特性を評価した。下引き層の液組成と低温低
湿環境下，高温高湿環境下，長期使用後（１０，０００
回後）におけるメモリーの発生、微小黒点の発生等の画
像特性と明部電位（Ｖi ）の関係を表１に示す。明部電
位（Ｖi ）については、感光体プロセス試験機で評価し
た。

【００２６】図４は感光体特性の評価に用いた感光体プ
ロセス試験機を示す模式図である。感光体１１を試験機
に取り付け、周速７８．５mm／ｓで回転させながら、コ
ロトロン１４で約−６００Ｖに帯電し、その後５秒後暗
所に放置し、続いて露光部１２とプローブ１３を用いて
波長７８０ｎｍ、放射照度２μＷ／cm² の光を照射し、
０．２秒後の電位を明部電位（Ｖi （ｖ））とした。感
光体上の電荷はフィルタ１５と除光光源１６を用いて取
り除いた。

【００２７】

【表１】

【００２８】実施例１ないし３では各環境下，長期使用
後の両者でメモリー発生や微小黒点の発生がなく良好で
ある。比較例１では低温低湿の環境下と長期使用後にメ
モリー発生があり、高温高湿の環境と長期使用後に微小
黒点の発生がある。明部電位もそれぞれ対応した値にな
っている。

【００２９】

【発明の効果】この発明に係る電子写真用感光体の下引
き層はトリフルオロメタンスルホン酸のアルカリ金属塩
とバインダー樹脂を含有するので、トリフルオロメタン
スルホン酸のアルカリ金属塩がバインダー樹脂中に固溶
して解離しイオン伝導を生じ、イオン伝導が環境の湿度
の影響を受けないので、帯電位，残留電位，感度等の電
気特性が安定した高い画質の電子写真用感光体が得られ
る。バインダー樹脂としてｐ−ビニルフェノールのホモ
ポリマー，ｐ−ビニルフェノールと他の化合物との共重
合体，あるいはポリｐ−ビニルフェノールの臭素化物等
の低吸湿性樹脂が用いられる。

【００３０】またこの発明の下引き層を用いるときは下
引き層の膜厚を厚めに設定しても、残留電位が低く繰り
返し使用しても電荷の蓄積がほとんどないため、厚膜化
して導電性基体の表面欠陥を充分に被覆することがで
き、導電性基体の表面加工，洗浄にかけるコストを大幅
に削除する事ができる。加えて帯電電位に対して高い耐
圧を有するために特に接触帯電方式を用いる場合に絶縁
破壊によって生じる画像欠陥を防止することができる。

【００３１】また用いるバインダー樹脂が熱硬化性樹脂
であるために下引き層上に塗布する感光層塗液の溶剤に
対して、充分な耐溶剤性を有すると共に導電性基体との
密着性も強固にすることができる。さらに前述の下引き
層に無機フィラーを含有させて光を散乱させることがで
きるので、光源にレーザー光を用いる電子写真装置にお
いても光の干渉による画像不良を防止する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係る負帯電の機能分離
型電子写真用感光体を示す断面図

【図２】この発明の実施の形態に係る正帯電の機能分離
型電子写真用感光体を示す断面図

【図３】この発明の実施の形態に係る主として正帯電の
単層型電子写真用感光体を示す断面図

【図４】感光体特性の評価に用いた感光体プロセス試験
機を示す模式図

【符号の説明】

１ 導電性基体 ２ 下引き層 ３ 電荷発生層 ４ 電荷輸送層 ５ 表面保護層 ６ 感光層 １１ 感光体 １２ 露光部 １３ プローブ １４ コロトロン １５ フィルタ １６ 除光光源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性基体上に下引き層と感光層を順次設
   けてなる電子写真用感光体において、下引き層がトリフ
   ルオロメタンスルホン酸のアルカリ金属塩とバインダー
   樹脂を含有することを特徴とする電子写真用感光体。
2. 【請求項２】バインダー樹脂はｐ−ビニルフェノールの
   ホモポリマー，ｐ−ビニルフェノールとメタクリル酸メ
   チルの共重合体，ｐ−ビニルフェノールとメタクリル酸
   ２−ヒドロキシエチルの共重合体，ｐ−ビニルフェノー
   ルとスチレンの共重合体，ｐ−ビニルフェノールとアク
   リル酸ブチルの共重合体またはポリｐ−ビニルフェノー
   ルの臭素化物の群から選ばれた少なくとも一つである請
   求項１に記載の電子写真用感光体。