JPS6010306B2 - 複写機用感光部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、静電複写技術、特に新規な感光部材に関する
。

一般の静電複写技術では、光導電性絶縁層を含む感光部
材を用いて、まず光導電性絶縁層を一様に帯電して感光
性を与え、次いで、この表面を光線、Ｘ線等の活性化電
磁放射線像に露光して、光導電性絶縁層中の露光領域の
電荷を消散することにより非露光領域に静露潜像を形成
して、次いで、この静函潜像に対し細粉状検電粒子の付
着することにより現像するようになっている。

この種技術は、カールソンの米国特許２２９７６９１号
以来、種々改良発展して多くの特許を生んで来た。静電
複写において使用する光導軍属の１例は、例えば米国特
許３１２１００６号に記載されているが、それによると
、該光導電層は、絶縁性有機接着剤中に分散した微細な
光導電性無機化合物から成る多数のバインダー層から成
っている。今日市販のものを見ると、上記バイーンダ一
層は、紙の上に被着した絶縁樹脂バインダー中に分散し
た光導電性酸化亜鉛粒子を含むものである。上記米国特
許３１２１００６号においては、放電を迅速に行い得る
に十分な光導電体粒子間接触を達成するために、通常、
光導電体の容量割合を５舷容量％以上の比較的高い割合
としておくことが必要である。このように光導電体の容
量割合が高いと、樹脂の物理的連続性が破壊されること
になり、結局、バインダー層の機械的特性がそこなわれ
る。更に、光導電体の含有割合が高くなると必然的にバ
インダーの割合が低くなり、凝集力、粘着力、可操性、
鞠性等の機械的特性が劣悪となり、また、そのフィルム
が多孔性となるため、湿度が不適当となり、感光性が悪
くなり、疲労が大きくなる恐れがある。この表面が多孔
性となることは同時に、残留トナ−の除去特性が悪くな
り、反復使用能力が低下する。そこで米国特許３７８７
２０８号では、光導電体の高濃度による上述の欠陥を克
服するために、光導電性物質の容量割合が低くても使用
できる新規な光導電性バインダー層を作る方法を提案し
ている。

このバインダー層は、その機械的特性が優れている外に
、その感光体を反復再使用することのできる優れた電気
的特性を示している。本発明に係る感光体は、米国特許
３７８７２０８号に記載のものの電気的特性を更に改良
したものであり、特に、長期間の反復使用による安定性
を改良し、スペクトル応答性を高め、更に米国特許３７
８７２０８号の感光体以上の正帯電能力を有するもので
ある。従って本発明の１つの目的は、三方晶系セレニウ
ムを含んでおり、かつ感光体全体に対してバインダーの
容量割合の大きい感光体を提供することである。

本発明の別の目的は、長時間にわたっての反復使用によ
る安定性の高い感光体を提供することである。

本発明の別の目的は、スペクトル応答性の高い感光体を
提供することである。

本発明のまた別の目的は、正帯電能力の強い感光体を提
供することである。

本発明のまた別の目的は、可榛性のあるェラストマ感光
体を提供することである。

本発明の以上の目的及びその他の目的は、本発明によれ
ば、光導電性粒子（好ましくは、三方晶系セレニウム）
を含む絶縁性ェラストマ樹脂の重合体マトリックスから
成る光導電性部材において、上記光導電性粒子を光導電
層の厚み方向に連続的チェーン状となるように相互に網
状に結合させることにより達成される。

この場合に、その光導電体の量は、バインダー層の容量
を基準として、約１〜２接客量％、好ましくは３〜１既
容量％の範囲となる。本発明によれば、バインダー又は
マトリックスとして粒状のものを用いかっこの粒状バイ
ンダー物質と粒径を極めて精密に制御して得られる三方
晶系セレニウム粒子とを物理的に混合することにより、
層の両物質の幾何学的関係を必要に応じ制御することが
できる。

そして次いで、マトリックス物質と粒状三方晶系セレニ
ウムとを、永久的バインダー層に形成する。この成形は
、大気条件中でバインダー粒子を溶融して、バインダー
層とすることにより行なう。このようにすると該バイン
ダー層中に分散している三方晶系セレニウム粒子は、相
互に溶触してバインダー樹脂マトリックス中において連
続したセレニウム路を形成する特徴を有している。また
本発明では、バインダー層の幾何学的状態を制御するこ
とによって、その機械的可榛‘性を静電複写用光導電体
手段に用いるに適するものとすることができる。また本
発明では、光導電性材料、即ち、三方晶系セレニウム含
有量が極めて少ないので、バインダー層のフィルムにお
けるバインダーの含有割合が大きく、従って該フィルム
の機械的特性は、実質的にそのバインダー樹脂マトリッ
クス自体の特性を示すことになる。更に、このフィルム
、即ちバインダー層は自己保持性があり、加工が容易で
、しかも、バインダーを適宜選択することによって、支
持基体とかパッキングを用いずとも所望の可孫性と強度
とをもたすようにできる。本発明によればまた、バイン
ダーとして所望の物理的特性を得るように広〈の種類の
ものから適宜選択して用いることができる。本発明に係
るものは、上述のようにその機械的特性が改良される外
に、一般のバインダー系で回避し得なかった長時間再使
用にともなう老化疲労現象を改善することができ、従っ
て、静電複写機のバインダー層における機械的特性と電
気的特性（これら両浄性の管理上のパラメータは全く相
互に独立である）の両者を補償さす必要がない。本発明
は特に、多数回式高速複写機における光導電体接着剤構
造体を作るのに通したものである。三方晶系セレニウム
の含有量を極めて低くしかつその粒度及び粒状バインダ
ーの粒度を厳密に管理することにより、三方晶系セレニ
ウム粒子のバインダー層中での配向状態を該バインダー
層の厚み方向に沿って三方晶系セレニウムの連続路を形
成するように予め設定することができる。更にこの発明
のバインダー物質は、三方晶系セレニウム粒子に対して
一定の平均的粒径と粒蚤分布状態とをもつ粒状のものを
使用する。そしてそれら両粒子を適宜の割合に混合した
ものをそれらの不溶性の適当な流状キャリャ煤質中に分
散させる。次いで、この分散系を基体上に被着し、流状
キャリャを飛ばし、加熱及び／又は加圧、適当な溶媒蒸
気その他の手段でバインダー粒子を固着する。こうして
出来たバインダー層は、三方晶系セレニウムの大部分が
バインダーの実質的なマトリックス全域にわたって連続
路を構成するよう配列されていることを特徴としている
。本発明での重要な工程は、粒状バインダーの粒怪分布
状態を正しく保持することにより三方晶系セレニゥムの
幾何学的状態の制御を含むことである。

本発明での上述の工程は、下記の実施例で示す。光導電
性バインダー層は、粒径が約０．００１〜２．０ミクロ
ンの範囲にある三方晶系セレニウムと粒蓬分布が約１〜
７０ミクロンの範囲にある熱可塑性バインダー樹脂とを
、三方晶系セレニウムの含有割合が約１〜２弦容量％、
好ましくは３〜１既容量％、の範囲内となるように混合
し、この混合物を、雨粒子の不瀞性の流体キャリャに分
散し、この分散系を金属基体上に塗布して流体キヤリャ
だけを飛ばし、得られた乾燥層を加熱してバインダー粒
子をマトリックスとして形成する。この結果、上記バイ
ンダーマトリックス中には、三方晶系セレニウム粒子が
相互に粒子接触してバインダー層の厚み方向に沿って伸
びた三方晶系セレニウム路が形成されていることになる
。一般にバインダー粒子の粒径は、三方晶系セレニゥム
粒子のそれの少なくとも５倍とすべきである。もし、三
方晶系セレニウム粒子の粒径がバインダーの粒径と等し
いと、三方晶系セレニゥムの所望の幾何学的状態が得ら
れず、三方晶系セレニウム粒子がバインダーマトリック
スによって完全に包まれてしまう。こうなると後述のよ
うに所期の目的が達成されない。バインダー層中の分散
タイプを上述のように制御すると、その電気的並びに物
理的特性は、米国特許３１２１００６号の実施例で示す
バインダーの均質な分散系よりも優れている。

更に、本発明の光導電体は、米国特許３７８７２０８号
のものよりも電気的特性が優れ、特に、長時間の再使用
安定性が改良され、スペクトル応答性が増し、正の帯電
能力が良い。本発明の別の実施例によると、絶縁性有機
樹脂マトリックスと三方晶系セレニウムとから成る光導
電性絶縁層を含み、上記三方晶系セレニウムのほとんど
全てが、該光導電性絶縁層の厚さ方向に百つて多数の相
互結合した三方晶系セレニウム連続路を形成しており、
上記三方晶系セレニゥム路が、上記絶縁層の容量当り、
約１〜２接客量％、好ましくは３〜１接客量％、の範囲
にあり、更に上記光導電絶縁層の外側表面が有機樹脂物
質から成る静電複写用像形成部材が得られる。

この部材の一側表面に静亀潜像を作り、これを現像する
。この潜像は、上記１側面を一様に静電的に帯電してお
いてこれを活性化放射線に露光して得る。本発明の更に
別の実施例によると、三方晶系セレニウム粒子を含む絶
縁性有機樹脂マトリックスから成り、上記三方晶系セレ
ニウムのほとんど全てが、該光導電性絶縁層の厚さ方向
に亘って多数の相互結合した三方晶セレニウム連続路を
形成するように粒子相互間で接触した状態にあり、上記
三方晶系セレニウム路が、上記層の容量当り、約１〜２
甥容量％の範囲内にあり、更に上記光導電絶縁層の外側
表面が、有機樹脂物質から成る静電複写用像形成部材が
得られる。

第１図に示す実施例において、この像形成部材１０‘ま
、光導電性接着剤層１４を被看した導電性基体１１から
成る。

この基体１１は、好ましくは、真ちゆう、アルミニウム
、鉄のような導電材或は導電村を被看した絶縁材から成
り、適宜の厚さ、剛性又は可榛性をもつシート・ゥヱブ
・プレート又はシリンダ状等のものである。

これは勿論、金属化紙、アルミニウム又はョゥ化鋼のよ
うな金属の薄いシートを被着したプラスチックシート、
クロム又は酸化スズを被着したガラス等でも良い。場合
によっては、この基体を絶縁材として、この基体の両側
表面を反対樋性の電荷で同時にコロナ帯電する等の公知
の技術で帯電させるようにしても良い。また別の方法と
しては、先にバインダー層を形成してからその全体に基
体を均一に塗着しても良い。この基体１１は、これをゴ
ムその他のェラストマを成型して、導電状態で第２相を
含む可榛性の無端状ベルトとしても良い。この像形成部
材の大部分を構成するゴム又は可孫性ェラストマ材１２
は、この像形成部村に可榛性を与えるものである。この
ような特性をもつものであれば任意の合成又は天然ゴム
を用いることができる。このために使用するェラストマ
の代表的なものとしては、スチレン、ブタジエン、ポリ
プタジエン、ネオプレン、プチル類、ボリイソプレン、
ニトリル類、エチレンプロピレンゴムがある。導電層１
３は、ゴム又はヱラストマ・マトリックス中に分散した
導電村層であるが、これは、導電金属、カーボン或はグ
ラフアィトのような物質でも良い。可操材１２は、所望
の可榛性を得るように基体の大部分を構成するものでな
ければならない。層１４は、絶縁性の有機マトリックス
材１６中に含まれた光導性粒子１５（好ましくは、三方
晶セレニウム粒子）の相互に連続した絹状構造である。

この場合、上記有機樹脂マトリックス材１６は、樹脂マ
トリックス材の分散系を特定の形状に作り、フィルム状
に注型したものを処理し平滑な連続バインダー層とした
ものである。この樹脂材は、ポリスルフオン類、アクリ
レート類、ポリエチレン、スチレン、ジアリルフタレー
ト、ポリエチレン・サルフアイド、メラミン・ホルムア
ルデ４ヒド、ェポキシ類、ポリエステル類、ポリ塩化ビ
ニル、ナイロン、ポリフッ化ビニル及びそれらの混合物
である。粒状層を単に加熱することにより最終的接着剤
となし得る熱可塑性及び熱硬化性樹脂を使うことが好ま
しい。樹脂マトリックス１６は「ェラストマ・ゴムその
他の絶縁樹脂でも良い。即ち、光導電層は、非常に可榛
性の小さい状態でも弾性を有している重合体マトリック
スで「基体材料に接着し得る物質から選択する。光導電
性相、即ち、三方晶系セレニウム粒子は「接着剤層の厚
み方向に沿ってチェーン状に相互接触した絹状組織を構
成している。そして、三方晶系セレニウム粒子の含有割
合は、約１〜２接客量％の範囲であり、この粒子は米国
特許３７８７２０８号に記載の技術によって製造される
。樹脂粒子と三方晶系セレニウム粒子との混合物は通常
、それら両者が不溶性の液体等の流体キャリャ中に分散
させる。

勿論、このキャリャは、空気のような気体でも良い。バ
インダー層の厚さは一般にＬ約１０〜８０ミクロンの範
囲であるが、これ以外の厚さのものでも良い。

本発明のバインダー層には、有機光導電材、無機光導材
或はそれらの混合物のいずれでも良い。

無機光導電材の代表的なものは、硫化カドミウム、カド
ミウム・サルフオセレナイド、カドミウムセレナイド、
三方晶系セレニウム、硫化亜鉛、酸化鉛、酸化亜鉛、三
硫化アンチモニ、及びこれらの混合物である。この種の
無機光導電材については、米国特許３１２１００６号を
参照されたい。更に光導電体としては、光導電性無機ガ
ラスを使用できる。その典型的物質としては、ヒ素、テ
ルリウム、タリウム、ビスマス、イオウ、アンチモニ及
びそれらの混合物のような物質を含むガラス質又は無定
形セレニウム、セレン合金がある。また有機光導蚤材と
して代表的なものは、米国特許３３５７９８ｙ戦こ記載
のような金属を含有しない×型フタロシアニン、アント
ラセン、アントラキノン、及び金属含有又は非含有フタ
ロシアニンがある。更に、上述の光導電材の光感度を高
めるために種々の添加剤、活性剤、ドープ剤及び／又は
増感剤を用いても良い。

例えば、光導電性を高めるのには「ヒ化セレン合金にハ
ロゲンを添加する方法がある。同様に、酸化亜鉛は、適
当な染料で増感するとそのスペクトル応答性が強められ
る。また、硫化カドミウムのような光導電体は、これを
銅のような少量の活性剤と反応させると感光性が強めら
れる。三方晶系結晶形セレニゥムの構造は、セレン原子
が結晶軸Ｃ−軸に沿って相互に平行な螺旋チェーンから
成っている。

三方晶系セレニウムは、階所での電導性が比較的高いた
めに、通常は均質光導電層を用いるような静電複写にお
いては使用されていない。米国特許２７３９０７９及び
３６９２５２１には、ガラス質セレニ亡７ム・マトリッ
クス中に含まれる少量の六方晶系（三方晶系）セレニゥ
ム結晶を用いる感光体が記載されている。

更に、米国特許出願６６９９１５号（１９６７、９月２
２日出願）には、バインダー樹脂マトリックス中に微細
な粒子の形で六方晶系赤色セレニゥムを分散させて成る
バインダー構造体において使用するための特殊な六方晶
系赤色セレニウムについて記載してある。一般に三方晶
系セレニウムは、ガラス質セレニウムに比して上述のよ
うにその感応スベクト範囲が広いものであるけれども、
通常はその晴所における電導性が高いために静電複写に
おいては使用しない。

しかし、六方晶系（三方晶系）セレニウムの均質層を用
い得る像形成方式は、そのスペクトル感応性及び感光性
の改良と云う点でガラス質セレニウムを用いる場合より
有利である。また更に、特殊な静電複写用像形成部材に
おいて三方晶系セレニウム層を用いるとその特性全般に
ついてガラス質セレニゥムよりも優れたものとなる。本
発明における三方晶系セレニウムには、米国特許１９１
５７０３に記載のような結晶セレニウムを含んでいる。
また本発明における三方晶系結晶セレニウムは、米国特
許出願４７３８５９号（１９７４、５、８出願）に記載
の方法で得ることができる。なお、米国特許２７３９０
７計戦こ記載の三方晶系セレニウムを用いても良い。第
２図は、本発明の好ましい一実施例を示すもので、ここ
に示す静電複写用像形成部材２０Ｇま、第１図にて示し
た可操性のゴム質基体から成る可孫性ベルト２１上に第
１図について説明したと同じ光導電層２２を被着したも
のであり、一般にプーリ又はローラ２３，２４上に掛け
渡して用いられる。

以下に本発明に係る光導電部村の製造及び試験について
具体的実施例をもって説明する。

実施例 １ 粒蓬約３００Ａ（０．００３ミクロン）で粒径分布が約
０．００１〜０．４ミクロンの粒状の三方晶系セレニウ
ム（六方晶系セレニウムとしても知られている）１０容
量部を、粒径５ミクロンで粒蚤分布が約１〜１０ミクロ
ンの範囲となるように粉砕選別処理したポリエステル樹
脂（グッドイヤー社から商標フレックスクラド（Ｆｌｅ
ｘｃｌａｄ）で市販）９畔容量部と共にシクロヘキサン
液体キャリャ中に分散させ、この分散系のフィルムをア
ルミニウム基体に被着し、６０ｏｏに加熱してキャリャ
を飛ばす、更に上記フィルム層を１６５００で４分間加
熱して２０ミクロンの厚さの層とする。

この結果得られたバインダー層は、帯電、露光及び静露
潜像の現象の工程を行う通常の静電複写方法に利用する
に通したものであり、長期にわたっての再使用に対する
安定性に優れ、スペクトル応答性が強く、正帯電能力が
強い。

実施例 ０ 粒径分布が約０．５〜２ミクロンの範囲の三方晶系セレ
ニウム（六方晶系セレニウムとしても知られている）１
蟹容量部を、平均粒径４ミクロンで粒径分布が約１〜１
０ミクロンの範囲にあるように粉砕選別したポリエステ
ル樹脂（グッドイヤー社から商標フレックスクラド（Ｆ
ｌｅｘｃｌａｄ）で市販）８６容量部とを液体キャリャ
（シクロヘキサン）中に分散し、この分散系のフィルム
をアルミニウム基体上に彼着し、６０ｑｏで加熱してキ
ャリャを飛ばす。

次いで２３０で１分間加熱して、２０ミクロンの厚さの
被着層とする。この結果得られた接着剤層は、帯電、露
光及び静霞潜像の現像を行う通常の静電複写方法に用い
るに適しており、更に長時間にわたっての再使用に対す
る安定性に優れ、スペクトル応答性、正帯電能力が改善
されている。

実施例 山 粒径分布が０．０３〜０．５ミクロンの範囲であるカド
ミウム・サルフオセレナィドにｄｓｓｅ）から成る光導
電性顔料１畔容量部を、粒径分布約１〜１０ミクロンの
粒状ポリエステル樹脂９舷容量部と共にシクｏヘキサン
から成る液体キャリャ中に分散し、この分散系のフィル
ムをネオプレン製導電ベルト（グッドイヤー社から市販
）上に彼着し、２１４．４００（４０００Ｆ）で加熱し
て２５ミクロンの厚さの光導電層を形成する。

この光導電性部村は、ほぼ第１図に示すような形状とな
る。この結果得られたものは極めて可操性に富み、約１
０％引き伸ばしてもその光導重層を損うことはない。ま
たこの光導電性像形成部材は、帯電、露光及び現像を行
う通常の静電複写方法で使用できるし、その得られる可
視像も良質である。以上特定の実施例について説明した
けれども、例えば本明細書で上述したその他の物質を用
いてまた別の方法によっても勿論同様の結果が得られる
ものであり、物質の組合せ、量の変更等、当業者が容易
に行い得る設計変更は全て包含するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る嫁形成部村の説明図、第２図は
、本発明に係る静電複写用像形成部村の概略図である。 １０，２０・…・・像形成部材、１１・・・・・・基体
、１２・・・・・・可犠牲ェラストマ材、１４・・・・
・・光導電性接着剤層、１５・・・・・・光導電性粒子
、１６・・・・・・マトリックス、２１・・・…可嬢性
ベルト、２２・・・・・・光導電層、２３，２４……ロ
ールｏ（ン６ ′ 斤ンＧ２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 絶縁性有機樹脂マトリツクスと三方晶系セレニウム
   から成る光導電性絶縁層を含み、上記三方晶系セレニウ
   ムのほとんど全てが、該光導電性絶縁層の厚さ方向に亘
   つて多数の相互結合した三方晶系セレニウム連結路を形
   成しており、上記三方晶系セレニウム路が、上記絶縁層
   の容量に対して約１〜２５容量％の範囲にあり、更に上
   記光導電絶縁層の外側表面が有機樹脂物質から成ること
   を特徴とする静電複写用像形成部材。