JPS6343162A - 電子写真感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は導電性支持体上に光導電性層と表面保護層を順
次設けた電子写真感光体の特に保護層に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来用いられている電子写真用感光体は導電性基板上に
感光層としてＳｅ、　５ｅＴｅ合金、　５ｅＡｓ合金等
を真空蒸着して形成したもの、シラン誘導体のプラズマ
ＣＶＤや元（ＶＤｒｊどにより形成したａ　−Ｓｉ層、
あるいはＰＶＫ　（ポリビニルカルバゾール）−ＴＮＦ
　（２，４，７−ドリニトロフルオレノン）の様な有機
光導電体単層や電荷発生層に有機又は無機顔料を含み、
これとは別に有機電荷供与性化合物を含む電荷輸送層を
設けて機能分離した多層を１惑元体などが代表的なもの
である。しかしこれらはいずれも感光体を繰り返し使用
したとき、転写紙の剥離装置、残留トナーのクリーニン
グ等でその表面が損傷を受は易くあるいは１怒元層が摩
耗し易いなどのため感−／ｌ、層内部の特性劣化以前の
比較的早い時期に感光体を交換しなければならなかった
。

この点を改良するために感光体表面に透明な絶縁性保護
層を設ける事が提案されている。

この保ｄ層ζこ用いる樹脂の持つべき特性として、帯電
性、帯１！電位の湿度依存性の小さいことが要求されて
いるが、従来耐湿性については、特にその程度が規定さ
れておらず、どの程度の耐湿性があればよいか明確にさ
れていなかった。このため材料樹脂の選定を必要以上に
せばめてしまい、電気的、機械的など他の要求特性を多
少なりとも犠牲にする不都合を生ずることがあった。

また前記の保護層を持つ感光体を繰り返し使用するため
には、例えば第１久帯電→逆極性第２次帯電→像露元→
現像、あるいは第１次帯電→第２次帯電同時像露光→一
様露光→現像などといった特殊な潜像形成プロセスを必
要とし、又これらのプロセスは１回の複写の工程におい
て２回以上の帯電工程を必要とし、このため装置の複雑
化とそれに伴なう特性の不安定さやコスト高を生じる。

そこで、上記の様な特殊７Ｓ１′ｍ像形成プロセスを必
要とせず、帯電→丁象露元→現像だけのいわゆるカール
ソンプロセスを実施し得る保護層が提案されている。こ
の種の保護層はその絶縁性を低くする事により保護層表
面あるいは内部への電荷の蓄積を防ぐものである。これ
まで採用されて来た方法の多くは第四級アンモニウム塩
等の界面活性剤を保護層に添加するものであるが、これ
らの材料は一般に吸湿によって導電率が大幅に変動する
ために乾燥時には保護層の導電性が下がり、電荷が蓄積
するため画像の下地よごれを生じ、また高湿度の環境で
は必要以上に導電性が上り、横方向への電荷の移動が起
こり、画像にボケを生じる。更に従来の保護層はカール
ソンプロセスに用いるためには膜厚が１〜２μ以下とい
った比較的薄いものでなければならず、機械的強度の点
で満足し難いものであり、又絶縁性を低くするために加
える物質によって保護層が着色し、感光体の分光感度１
こ好ましからざる影響を与えるものであった。

この様な不都合を改良するため絶縁性樹脂中に金属酸化
物等の導電性粒子を分散させるという方法がある（特開
昭５７−３０８４７号）。

この方法はそれまでの種々の方法に較べて相対的に環境
に関して安定した画質が得られる点に大きな特徴がある
。しかし、数多（提案されている結着樹脂のうち、特定
の樹脂を保護層に用いた場合には、高温高湿下での繰返
し使用に際して画像のぼけが顕著になることがある。丁
なわち相対湿度８０％以上の環境に長時間放置すると画
像のぼけが生じる事があり、この様な画像ぼけは、冬の
寒冷地帯での感光体の結露現象や夏あるいは梅雨期の多
湿地帯でのストレスの発生に伴なって、実際の複写機使
用時に問題となることがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従って、本発明の目的は導電性支持体上ｉこ光導電性層
と表面保護層を順次設けた電子写真感光体の特性を維持
する上で最小限度必要な保護層の耐湿性を、容易に測定
可能なその結着樹脂の物理化学的特性値で把握し、その
ような所定の特性値を有する結着樹脂を主成分とする保
護層を設けた電子写真感光体を提供することにある。

更に、本発明の他の目的は、絶縁性樹脂中に金属酸化物
等の導電性粒子を分散させた保護層を有する電子写真感
光体における前記した耐湿性の問題点を解消し、繰り返
し使用時に′１荷蓄積がなく、変化する環境条件にも安
定であり、更には比較的厚い膜厚で好ましい光学的性質
を有する電子写真感光体を提供することにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、導電性支持体上に
光導電性層および保護層を設けた電子写真感光体におい
て最小限必要とされる耐湿性は、保護層に用いる結着樹
脂上の水の接触角で規定でき、３０℃、８５チ以上の高
湿下をこおけろ水の接触角が８０°以上である樹脂を保
護層の主成分とすることにより耐湿性の良好な感光体を
得ることができることを見出した。

さらに、金Ｆ４酸化物分散型保護７３を設けた感光体に
おいては、保護層が実質的に４電性であり、感光体の繰
返し使用によって保護ｊΔ上に蓄積されるＮＯｘ、タル
ク（紙に由来する）と水分との相互作用によって画像の
ぼけが生じることをつきとめ、同様に水の接触角が８０
″以上である樹脂を保護層の結着樹脂とすることによっ
て金属酸化物分散型感光体における問題点も解決できる
ことを見出し、これらの知見に基づいて本発明を完成し
た。

丁なわち、本発明は支持体上に光導電性層と保護層とを
順次積層してなる電子写真感光体において、保護層が、
水の接触角が８０°以上の結着樹脂−を主成分とする層
である電子写真感光体、および支持体上に光導電性層と
保護層とを順次積層してなる電子写真感光体において、
保護層が、水の接触角が８０°以上の結着樹脂を主成分
とし、さらにその樹脂中に平均粒径が０．３μｍ以下の
金属酸化物を分散してなる層である電子写真感光体を提
供したものである。

本発明の電子写真感光体の保護層の結着樹脂として用い
られる水の接触角が８０″以上の材料は、ビニール基、
アルキル基、パーフロロアルキル基等の疎水基を有して
いる樹脂あるいは雌親水性の樹脂、例えばポリエチレン
、ポリスチレン、ポリブチレン、ポリカーボネート、ポ
リアリレート等である。

本発明の導電性粉末分散型保護層型電子写真感光体は保
護層が水の接触角が８０°以上の前記樹脂中に平均粒径
０．３μｍ以下で体積抵抗１ｏ１０Ωω未満の導電性化
合物粒子を分散したものである。

本発明の保護層用の導電性化合物粒子としては、酸化亜
鉛、酸化チタン、醗化錫、酸化インジウム、酸化ビスマ
スなどの金属酸化物粒子やケイ素、炭化ケイ素の粉末な
どが上げられる。上記導電性粒子の体積抵抗は１０１０
Ω・百未満である必要がある。

１０１１Ω・副板上のものを用いると残留電位の上昇が
大きくなり、画像下地のよごれがひどくなる。

理想的には１０”Ω・ｄ以下である事が望ましい。

この領域では特別な現像方式や高現像バイアス印加なし
ｊこ使用可能である。この様な導電性粒子の体積抵抗の
コントロールのためには金属酸化物の酸化度の制御やＳ
ｂ、　Ｇｅ、　Ａｔ、Ｉｎ　その他の不純物添加などの
方式が使える。導電性粒子の平均粒径は０．３μｍ以下
でなければならない。これよりも粒径が大きいと保護層
の透明性が低下し、複写画像の解像力が低下し、下地よ
ごれがひどくなる。保護層用の樹脂としては上記限定さ
れた条件下では種々のものが使用可能であるが、例えば
ポリカーボネートおよび特にポリアリレートが好ましく
使用できる。

本発明に用いるポリアリレート樹脂としては、例えばユ
ニチカＵポリマーなどの市販のものがそのまま使用でき
るが、精製して不純物を除去すると一層効果が大きい。

導電性粒子をポリアリレート樹脂へ分散する場合にはペ
イント・シェーカー、ボールミル、アトライター、ダイ
ノミルその他の分散機に導電粉と溶媒に溶解したポリア
リレート樹脂を投入して数時間から数１０時間分散する
。導電性粒子とポリアリレート樹脂との組成比はポリア
リレート樹脂１００重量部に対して導電性粒子を５〜１
５０重量部、望ましくは２５〜１３０重量部の範囲で用
いる。保護層の膜厚は必要に応じて１〜３０μの間に設
定する事が出来る。

本発明において使用可能な光導電層としては、Ｓｅ％５
ａＴｅ合金、ＳｅＡｍ合金、５ｅＳｂ合金あるいは５ａ
ＴｅＡｓ合金等の真空蒸着膜やＳｉを主成分とする＆−
別膜、　ＺｎＯやＣｄＳ等の光導電粉末を結着樹脂中に
分散したもの、Ｐ　Ｖ　Ｋ／Ｔ　Ｎ　Ｆの単一層や電荷
発生層と電荷輸送層を積層した形の有機感光層などがあ
げられる。特に機械的強度が弱く通常の電子写真方式で
用いられないような光導電体も本発明の保護層を用いる
事により使用可能となる事は注目すべきことである。

本発明においては電荷担体の光生成は光導電性層で行な
うものであるから、保護層は光導電性層が感光性を有す
る光の波長領域に対し実質的に透明でなくてはならない
、また本発明では必要に応じて保護層と光導電性層との
間に中間層を設は接着性や電荷保持性等の改善をはかっ
ても良い。そのとき中間層の膜厚は１μｍ以下である事
が望ましい。

本発明に係る感光体は従来積層型感光体として知られて
いる導電性基板上ζこ電荷発生層及び電荷輸送層を積層
した元導電性層を設げただけの感光体とは基本的に異な
る。すなわち、本発明の感光体では電荷パターンは保護
層と元導電性層の界面と導電性基板との間に形成される
。これ）こ対して従来の積層型感光体では電荷パターン
は電荷発生層表面と導電性基板との間に形成される。又
保護層は帯電電荷が保護層表面から保護層と光導電性層
界面に注入されねばならないが、電荷輸送層のそれは電
荷が表面に滞まっていなければならず、更に明部、暗部
で十分な電位差が生じる様保護層は元導電性層に比較し
て薄く、電荷輸送層は電荷発生層より厚くなければなら
ない等の差異を有するものであり、各層の機能及び界面
の性質に異なった特性が要求されるのである。

〔実施例〕

以下に実施例および比較例を挙げて本発明の電子写真感
光体を説明する。

実施例１ 表１に挙げた各材料について、水の接触角を測定した。

測定は３０℃８５１以上の高湿条件下で、各材料の表面
粗さは丁べて同一の１０点平均粗さで０．５μｍのもの
を使用した。測定値を表１に示す。

表１ 表１に示したようにポリカーボネートやポリエチレン等
接触角が８０°以上の樹脂を保護層とした感光体を用い
た結果、５０ＫＣ以上の連続コピーにおいて良好な帯電
性を維持できｍ像形成、現像過程において白抜け、にじ
み等画像欠陥を生ずることのない感光体を得ることがで
きた。

アクリルポリウレタンは使用した材料中に親水性の物質
が混入していたためか、接触角が低い値となり、実際高
湿下における５０　ＫＣ以上の連続コピーテストにおい
て帯電性、潜像維持性が悪く、白抜は等が発生すること
が明確になった。

比較例１ ポリウレタン樹脂（レタン４０００　、関西ペイント製
）１００重監部、平均粒径０．２μ以下の５ｎＯ１、Ｉ
ｎ２Ｏ３からなる粉末５０ｉ１ｆｔ部及びシンナー４５
重量部ラステンレスポールミルで１５０時間分散混合し
た。分散終了後これにシンナーを２８０重量部加えて希
釈し、これに硬化剤を１４．５重量部加えて攪拌した。

これを６０μｍ膜厚のＳ＠蒸着膜上にス成したところ良
好な複写画像が得られたが、室温３０℃、相対湿度８０
％の高温、高湿下においては３千枚コピーで画像の抜け
が発生した。

実施例１ ポリカーボネート樹脂（ＰＣ−Ｚ　、三菱ガス化学社製
）１００重量部に塩化メゾレノ１７００重量部、モノク
ロルベンゼン１０００重量部、平均ｍ径０．２μｍ以下
の５ｎ０１　、　Ｉｎ２０１から・なる粉末３５重量部
ヲ加工、ステンレスボールミルで４０時間分散した後、
これを６０μｍ厚のＳｅ蒸着膜の上に３μｍの対湿度８
５％の環境下で画像を形成したところ５万枚コピーを取
っても画像のヌケ、ボケは発生しなかった。また保護層
にも、画１３！に影響のある大きな傷は見られなかった
。

実施例２ ポリアリレート樹脂としてユニチカＵポリマーを１００
重量部、平均粒径０．１３μｍ、体積抵抗率１．５Ｘ１
０”ΩφαのＳａｕｇ粉末５５重量部及び塩化メチレン
８００重量部、１，１．２−　）リクロルエタン５００
重量部をガラス製ボールミルに入れ、５０時間１２０尺
ＰＭにて分散混合した。分散終了後、これにさらに塩化
メチレン８３０重量部、１，１．２−　トリクロルエタ
ン５２０　ｉ置部を加えて希釈し、さらに攪拌してスプ
レー塗液とした。これを円筒形のアルミニクム基板上に
真空蒸着しである膜厚６０μｍのＡ　＠！　Ｓ　ｅ　１
層の上に６．１μｍの厚さｆこスプレーコ−トシ、表面
に保護層を有する感光体を得た。この保護層は実質的に
透明であり、この感光体を富士ゼロックス５８７０型複
写機にセットして複写画像を形成したところ良好な画像
が得られた。また１０万枚のコピーテストを実施したと
ころ摩耗劣化はなく、耐久性に優れている事がわかった
。

実施例３ ユニチカＵポリマー１００重置部、平均粒径０．０５μ
ｍ１体積抵抗率２Ｘ１０’Ω拳１のＳｎへ粉末１２０重
量部及びクロロホルム８２０重量部、１，１．２−　ト
！Ｊクロルエタン４５３重量部をステンレスボールミル
に入れ、４５時間１２０ＲＰＭにて分散混合して塗液と
した。Ｍプレート上にＳｓを１２０μｍの厚さに真空蒸
着した感光体の上にワイヤーバーコーターにて塗液を塗
布して３．２μｍの保護層を形成した。

この保護層は実施例２の保護層よりも平滑であった。こ
の様にして出来た感光体をゼロックス１３８５複写機に
セットし、複写画像を形成したところ極めて良好な画像
が得られた。

〔発明の効果〕

本発明は、光導電性上に表面保護層を有する電子写真感
光体の保護層に要求される耐湿性を水の接触角で規定し
、水の接触角が８０°以上の樹脂を主成分とする層を保
護層としたこ子写真感光体を提供したものであり、良好
な帯電性を維持でき、潜像形成、現像過程において白抜
け、にじみ等の画像欠陥を生ずることがないこと、導電
性粒子を分散した保護層を有する感光体においても環境
依存性がなく、繰返し使用時に電荷°蓄積がみられず、
更には比較的厚い膜厚で好ましい光学的性質を示すこと
などの特長がある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）支持体上に光導電性層と保護層とを順次積層してな
   る電子写真感光体において、保護層が、水の接触角が８
   ０°以上の結着樹脂を主成分とする層であることを特徴
   とする電子写真感光体。 ２）結着樹脂がポリエチレン、ポリブチレン、ポリスチ
   レンおよびフッ素樹脂から選択される特許請求の範囲第
   １項に記載の電子写真感光体。 ３）結着樹脂がポリカーボネートおよびポリアリレート
   から選択される特許請求の範囲第１項記載の電子写真感
   光体。 ４）支持体上に光導電性層と保護層とを順次積層してな
   る電子写真感光体において、保護層が、水の接触角が８
   ０°以上の結着樹脂を主成分とし、さらにその樹脂中に
   平均粒径が０．３μｍ以下の金属酸化物を分散してなる
   層であることを特徴とする電子写真感光体。