JPS6392958A

JPS6392958A - 電子写真感光体

Info

Publication number: JPS6392958A
Application number: JP23711086A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Shirai; 正治白井
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1986-10-07
Filing date: 1986-10-07
Publication date: 1988-04-23

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、複写機やプリンター等に用いられている表面
に保護層を有する電子写真感光体に関する。

従来の技術電子写真用感光体として、従来用いられている代表的な
ものには、導電性基板上に感光層としてセレン、セレン
−テルル合金、３ｅ−ＡＳ合金を蒸着により形成したも
のや、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）に２．４．７
−ドリニトロ′ノルオレノン（ＴＮＦ）を分散させた単
層型有量感光体、ざらには有機あるいは無機顔料を含む
電荷光牛層と電荷供与ｉ生の有機化合物を含む電荷輸送
層を組合せた殿能分離型多層も量感光体が代表的４【も
のである。また、プラズマＣＶＤ等で形成されたアモル
ファスシリコン層を有する電子写真感光体なども１日ら
れている。

これら電子写真感光体の多くは、１操ｊ３じ使用するう
ちに、転写紙の剥離手段や感光体表面のクリ−ニング手
段による摺擦で損傷を受け、特性上の劣化を来す。機械
的特性に優れているアモルファスシリコン感光体では、
ＩＨＸ損傷は受けにくいが、環境依存性が非常に大きく
、特性維持のための付加手段、例えばドラムヒーター等
がないと利用しにくいなどの欠点があった。

これらの欠点を改良するために、感光体表面に保護層を
設ける試みとして、特願昭５５−１０４３１９号に記載
されているような絶縁性樹脂中に金属酸化物等を分散さ
せたものが提案され、実用化されている。

発明か解決しようとする問題点上記提案されたものは、それまでの種々のものに較べて
、機械的強度も非常に良くなり、環境の変化に対し、安
定な画質を１９られる点に特徴がある。しかしながら、
金属酸化物粉末の結着樹脂中での分散が不充分なため、
樹脂中で直径２０〜１５０μｍの大きざの二次凝集体が
生じ、その結果、これら凝集体間には抵抗の高い樹脂が
１００〜３００μｍの距離にわたって存在することにな
り、保護層表面における残留電荷が発生し、いわゆる非
画像部のかぶりが発生するという問題があった。この問
題を解決するため、本発明者は先に結着樹脂中に金属酸
化物を分散させてなる保護層に、金属酸化物粉の凝集物
により層を貫く方向に形成される電流の流れやすい通路
（以下、導電路という）を、所定の状態で設けた構造の
電子写真感光体を提案し、特許出願したが、その発明に
おいては、保護層中に導電路を高密度に形成するために
は導電粉の含ｈωを増すとともに、分散を細かくする必
要がある。しかしながら、含ｅ足を増し、分散を細かく
することにより、導電路が接近し、かぶりが生じにくく
なる反面、保護層表面に含水した紙粉等が付着すると画
像の流れ、ぼけ等が生ずる恐れがあった。実際には、高
湿化で数１０．０００枚以上コピーをとっても、実用上
問題はないが、高湿下におけるコピ一枚数がそれ以上に
なると次第に画像ににじみが生ずることか分ってきた。

本発明は上記の事情を考慮してざらに研究の結果なされ
たもので、その目的は、高温、高湿下において、長期に
わたり、コピーを行っても画像のぼけや扱けがなく、低
湿時にかぶりのない良好な電子写真用感光体を提供する
ことにある。

問題点を解決するための手段本発明は、導電性支持体上に、少なくとも光導電ｉｉ層
と結着樹脂中に金属酸化物を分散してなる保護層とを有
する電子写真感光体において、該金属酸化物が疎水化処
理を施されたものであり、かつ、該疎水化処理を施され
た金属酸化物により形成された導電路の、保護１苦を貫
く方向の抵抗値が１０２〜１０８Ω・ｃｍで市り、該導
電路の太さが２．５〜２０μｍであり、また該導電路の
層面内の間隔が５〜５０μｍであることを特徴とする。

本発明の電子写真感光体において、光導電層としては、
セレン、セレン−テルル合金、５ｅ−ＡＳ合金等の蒸着
膜や、ＰＶＫ／ＴＮＦなとの単層構造の有数感光□の他
に、電荷発生材料として、ペリレン系、ペリノン系、フ
タロシアニン系、多環キノン系の縮合多環系顔料、アゾ
系顔料、シアニン色素、スクアリリウム色素等の染料を
用いた電葡光生層と、電荷輸送材料として、ピラゾリン
、ヒドラゾン、トリアリルアミン、スチルベン等の材料
を１種又は２種以上を組合せたものを用いた電荷輸送層
とを組合せた殿能分離型打殿感光層や、プラズマＣＶＤ
等によりシラン誘導体から形成されたアモルファスシリ
コン感光層があげられる。

以上にような光導電層の上に保護層が形成されるが、保
護層は２〜６μｍの厚さに積層される。

この保護層と前記感光層との間には必要に応じて、接着
性の向上や電荷保持性の向上のために、電荷保持層を設
けてしよい。

上記光導電層又は電荷保持層の上に保護層が積層される
が、その結着剤として、公知の種々の樹脂が使用され、
好ましくはポリウレタンやポリカーボネ−１・１樹脂が
用いられる。また、金属Ｍ化物としては特に限定されな
いか、例えば、３　ｒｌ　Ｑ　２とＳ　Ｉ）　２０３の
混合物（混合割合７０：３０〜９０　：　１０）が好ま
しく使用され、その他、酸化チタン、酸化亜釘１、酸化
インジューム等も使用できる。

これ等金ｆｆ、Ｍ化物はシリコーン１發水剤で結石樹脂
中への分散の前に事前に処理してあく必要がある。使用
する撥水剤としてはＫＣ−８９（信越シリコーン社製）
を用いることができる。このようにすると、前記金属酸
化物粉の表面は、撥水性の高抵抗（１０〜１０１５Ω）
の硬い模で被覆される。

保護層は、これ等金属酸化物を、結着樹脂と共に、例え
ばダイン・ミル（Ｗｉｌｌｙ、＾、　Ｂａｃｈｏｔｅｎ
社）等の分散手段を用いて１〜４時間分散させ、前記光
導電層もしくは電荷保持層の上にスプレー、あるいはデ
ィップ塗布し、適当な温度（１３５°Ｃ１６時間）で乾
燥させて形成する。この場合が、その際使用する前記保
護層は、１精看剤としてポリウレタンやポリカーボネー
ト樹脂を用い、これに５ｎ０２と５ｂ２０３を７０　：
　３０〜９０　：　１０の割合で含む金属酸化粉末を５
０〜８０重量％のダイン・ミル等の分散手段を用いて１
〜４時間分散させ、前記感光層もしくは電荷保持層の上
にスプレー、あるいはディップ塗布し、適当な温度（１
３５°Ｃ１（３１１，’１間〉で乾燥させて形成する。

この場合、疎水化処理した金属酸化物の分散にはダイン
・ミルのイ膿こ、サンドグラインドミル、アトライター
、ボールミル等が使用できるが、ダイン・ミル、サンド
グラインドミル等を使用すれば短時間で導電路構造をコ
ントロールできることが分かった。

以トのように疎水化処理された金属酸化物は保護層中に
分散されるか、分散条件をコントロールすることによっ
て所定の導電路か形成される。

本発明においては、上記金属酸化物の分散状態を、保書
層内に１０〜１０８Ｑ・ｃｍの範囲の抵抗を有する導電
路が、太さ２．５〜１５μｍで、間隔５〜３０μｍの状
態で形成されるようにコントロールすればよい。

本発明における電子写真感光体の保護層中に形成される
導電路の密度、太さ、間隔及び抵抗値は、次のようにし
て測定される。即ち、計測手段は、先端曲率半径ｒ＝２
．５μｍ〜５μｍの電（水針を所定の力（１〜５ｇ重）
で保護層表面に接触させると共に、保護層表面内の任意
の方向に一定速度又は一定ピツチで移動させることので
きる電極移動手段と、該電極針に所定のタイミング及び
所定の時間に電圧を印加する手段（プログラム式電圧源
）及び保護層中を通過する電流を所定のタイミングで測
定する手段よりなる電源／電流測定手段と、上記電極移
動手段及び電源／電流測定手段を所定の手順に従い制御
する手段、測定電流値を計鐸遮即するコンピュータ手段
、及び電（Φ針と保護層表面の接触状態を観察するため
の光学顕微鏡などの測定手段とを有する。

測定に際して、測定針には、所定の電圧か印加され、保
護層表面の上方１ｍの位置に設置される。

次いて、コンピュータプログラムに従って、測定針は、
下方向、即ち、保護層表面に向かって移動し、表面に接
触した後、接触圧が所定の値になったＤ？’ｊ点て停止
する。接触位置（第１の接触位置）・にあける電流が電
源／電流測定手段により計測され、その結果はコンピュ
ータに記憶される。次いで、測定針は再び保護層表面−
り方に移動した後、保護層表面に平行に所定のピッチで
移動し、再び保護層表面に電（Φ針が接触し、第２の保
護層表面での電流が測定される。このとき、第１の接触
位置と第２の接触位置及びその間隔は、コンピュータに
記憶される。

上記測定を保護層表面の、例えばＸ方向４μ７ｒＬ間隔
の２５０点の夫々の位置におい℃、ｙ方向４μ７ｎ間隔
の２５０点について繰返し実施し、１９られたデータよ
り、保護層表面の１　ｍｍ四方内における導電路の故太
さ、間隔、及び導電路の抵抗率か算出される。

要するに、金属酸化物の分散状態を調節して、導電路と
して抵抗が１０〜１０８Ω・ｃｍ、導電路の太さが２．
５〜２０ｕｍ、間隔か５〜５０μｍ９あれば、環境に左
右されず、良好な画像の得られる電子写真感光体が得ら
れる。

本発明において、保８層にあげる金属酸化物の含有相は
、５０〜８０重は％であるのが好ましい。

金属酸化物の含有量か５０？６より少なかったり、分散
時間が６時間以上になり過剰分散になると、導電路の数
が減少し、またその抵抗が上記の範囲より上昇すること
により、非画像部のかぶりが出てくる。即ち、金属酸化
物の含有量を減らし、とくに導電路の間隔を５０μｍと
した場合、高温、高湿下での上記画像の扱け、ぼけは生
じないが、１０’Ｃ１３０％ＲＨというような低温低湿
下において、かぶりが発生するようになる。導電路の間
隔か゛本発明で規定する５０μｍ以下の場合には、かぶ
りを発生することがない。また、金属酸化物の足を増加
させ、例えば８０重量％より多くなると導電路の間隔が
接近し前記の範囲外となるため、かつ導電路の抵抗が前
記の値より低くなるため、高湿下での像流れ、ぼけ、白
恢けか発生する。しかしながら、金属酸化物の含有量を
上記範囲に保持し、そして導電路の抵抗が１０２〜１０
８Ω・ｃｍ、太さが２．５〜２０ｕｍ、間隔が５〜５０
μｍである場合には、そのような問題は生じない。

゛本発明において、金属酸化物を撥水処理すると良好な
結果が得られるのは次の理由によるものと考えられる。

即ち、未旧水処理の金属酸化物を用いた場合、低温低湿
下でのかぶり（残留電位）をなくすためには、金属酸化
物の凝集体からなる導電路として、細かなものが高密度
に形成される必要があるが、密度を高くすると、高温高
湿下で金属酸化物が吸水し、電流の横方向流れを引き起
こす。ところが、本発明においては、金Ｊｉ？！化物か
撥水処理されているから、上記のような現象が防止でき
る。

実施例以下、実施例によって本発明を説明する。

ＫＣ−８９（信越シリコーン社製）をメタノールで１０
％に希釈し、その溶液に、平均粒径０゜３ｕｍ以下の５
ｎ０２／５ｂ２０３杓（＝ａ　：　２＞を、溶液６０ｇ
に対し、４０９の割合いで加え、レッドデビル（１２Ｏ
ｒｐｍ、５０時間）で分散させた後エタノールで洗浄し
、加熱乾燥（１８０°Ｃ１１時間）し、これを適当な手
段（乳鉢でもよい）数μ〜数１０μｍに粉砕した。レタ
ンクリヤー（関西ペイント社製）に、硬化剤：へキサメ
チレンジイソシアネート及びレタンシンナー（関西ペイ
ント社）を加えた溶液中に、上記疎水化処理を施した扮
末２０容け％を加え、ダイン・ミルで、１時間分散させ
て塗布液を調整した。この塗布液を、６０μｍの厚さの
３ｅ蒸着膜の上に塗布されたシミコニウム・ブトオキサ
イドを含む０．３μｍの厚さの電荷保持層上にスプレー
塗布し、１３５°Ｃ１６時間の硬化をさせた結果、膜厚
が５μｍ、導電路の抵抗か１０〜１０７Ω・ｃｍ太さか
〜７μｍ、間隔か１４〜１８μｍの構造をもつた保護層
が１昇られた。

この保護層を有する電子写真感光体を電子写真装置ＦＸ
４７００（富士ゼロックス橿）製）で使用したところ、
１０”Ｃ１３０％ＲＨの低温低湿環境でもかぶりを生ず
ることがなく、又３０’Ｃ１８５％Ｒ日以上の高温高湿
下でも、５０．０００枚以上のコピー操作を行なっても
、画質のぼけヤ仇けは発生しなかった。

・上記実施例においては、金属酸化物として、Ｓ　ｎ　
０２　／’Ｓ　ｂ２０３を用いたか、他の無殿物杓末を
用いることもできる。要するに、導電路の抵抗が１０〜
１０８Ω・ｃｍで必り、太さか２．５〜２０μｍ、間隔
か５〜５０μｍであれば、おおむね環境に左右されず、
良好な画像の形成される感光体保護層の得られることが
判明した。

本発明と金属酸化物の疎水化処理をしなかったものを用
いた場合とを比較してみると、未処理の金属酸化物を用
いて、前記実施例とほぼ同等の導電路構造、すなわち、
膜厚５μｍ、導電路抵抗１０６Ω・ｃｍ太さ７〜８μｍ
、間隔１５μｍの保護層を有するものを、２８°Ｃ１８
５％ＲＨの高）晶高湿下で使用すると、３０，０００枚
前後のコピー操作で画像ににじみ、白扱けが生じてしま
う。

又、本発明における疎水化処理したものを用いると、導
電路の抵抗か１０２０・ｃｍ、導電路の間隔が５μｍ、
導電路の太さか２．５μｍであっても、上記高温高湿下
で５０．．０００枚のコピー操作まで、画像ににじみ等
の問題を生ずることなく良好な画像か得られた。これに
対し、未逸埋の金属酸化物を用いて、（１（■同じ、）
画情の保護層を形成した場合には、数千枚のコピー操作
で画像にぼけを生ずることが判明した。

苑明の効果以上のように本発明の電子写真感光体は、上記の保温層
を有するから、特に高温高湿化における長期使用におい
て、画像のぼけ、扱けかなく、又、低温低湿下でも、か
７玉りのない良好な画像か形成される。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）導電性支持体上に、少なくとも光導電性層と結着
樹脂中に金属酸化物を分散してなる保護層とを有する電
子写真感光体において、該金属酸化物が疎水化処理を施
されたものであり、かつ該疎水化処理を施された金属酸
化物により形成された導電路の抵抗が１０＾２Ω・ｃｍ
〜１０＾８Ω・ｃｍであり、該導電路の太さが２．５〜
２０μｍであり、また該導電路の層面内の間隔が５−５
０μｍであることを特徴とする電子写真感光体。
（２）前記保護層中に分散される疎水化処理された金属
酸化物の疎水化処理剤がシリコーン撥水剤であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電子写真感光
体。