JPS583223B2 - 電子写真感光体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真感光体に関する。

電子写真感光体は、所定の特性を得るため、あるいは適
用される電子写真プロセスの種類に応じて種々の構成を
とるものである。

そして、電子写真感光体の代表的なものとして、表面に
絶縁層を備えた構成の感光体が広く用いられている。

この絶縁層は、光導電層の保護、感光体の機械的強度の
改善、暗減衰特性の改善、または、特定の電子写真プロ
セスに適用されるため（さらには無公害化の為）、等の
目的のために設けられるものである。

このような絶縁層を有する感光体または、絶縁層を有す
る感光体を用いる電子写真プロセスの代表的な例は、例
えば、米国特許第２８６００４８号公報、特公昭４１−
１６４２９号公報、特公昭３８−１５４４６号公報、特
公昭４６−３７１３号公報、特公昭４２−２３９１０号
公報、特公昭４３−２４７４８号公報、特公昭４２−１
９７４７号公報、特公昭３６−４１２１号公報、などに
記載されている。

電子写真感光体は、当然のことであるが、適用される電
子写真プロセスに応じた所定の感度、電気特性、さらに
は光学特性を備えていることが要求される。

しかし、そればかりでなく、感光体の耐久性およびクリ
ーニング性も重要な性質である。

耐久性は感光体を繰り返し使用する場合に要求される性
質であり、クリーニング性は感光体の表面に付着し、残
留するトナーの除去の容易性を決める性質であり、鮮明
な画像の形成、更には、クリーニング手段の損傷防止に
著しく影響を与えるものである。

本来、絶縁層を備えた感光体は、絶縁層によって、耐久
性に優れでいるものであるが、トナーの転写性、クリー
ニング性あるいは、表面平滑性といったことについてな
お改善される可き点が指摘される。

而して本発明は、表面潤滑性に優れ、その結果、耐久性
およびクリーニング性に優れた絶縁層を備えた感光体を
提供することを主たる目的とする。

本発明は、絶縁層中にシランカツプリング剤を加水分解
して生成されるシリケート化合物を含むことを特徴とす
る電子写真感光体である。

本発明に用いられるシランカツプリング剤は、無機物質
と結合するような反応基、例えば、アルコキシ基、シラ
ノール基など、と合成樹脂等の有機物質と結合するよう
な反応基、例えばビニル基、エポキシ基、メクアクリル
基、アミノ基などの両方を分子中に有するシラン化合物
である。

シランカソプリング剤としては、例えば、ビニルクロロ
シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキ
シシラン、ビニルートリス（β−メトキシエトキシ）シ
ラン、γ−メククリルルオキシプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−メククリルオキシプロピルトリス（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メトキシシラン、ビニルトリアセト
キシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラ，ン、Ｎ−β
−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシ
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などである。

シラカツプリング剤の加水分解生成物は、シランカツプ
リング剤の分子中のケイ素原子に結合しているアルコキ
シ基、ハロゲン基、アシル基等の１部又は全部が酸又は
アルコールに置き替わった，ものである。

シランカツプリング剤の加水分解は種々の方法によって
行うことができる。

例えば、シランカツプリング剤に無機酸を加えて、加水
分解生成物を生成させることができる。

加水分解生成物としては、例えばメチルシリケート、エ
チルシリケート、プロビルシリケート、プチルシリケー
ト、フエニルシリケートなどのシリケート化合物がある
。

また、シリケート化合物を用いる場合には、シランカツ
プリング剤と共に用いることも有効である。

，また、硬化剤、例えば酢酸酢酸ナトリウム、酢酸アン
モニウム、ギ酸ナトリウム、などを用いることも好適で
ある。

シランカツプリング剤としては、ビニル基、エポキシ基
および１またはアルコキシ基を有するものが好適である
。

特に、シランカツプリング剤としては、 （ＣＨ３Ｏ−）３Ｓｉ（ＣＨ２）３Ｃｌ，（ＣＨ３Ｏ）
３Ｓｉ−（ＣＨ２）３ＳＨ，（ＣＨ３）２ＳｉＣｌ２ などが好適である。

シランカツプリング剤の加水分解は、無機酸によるもの
の他に次のような方法によって行ってもよい。

例えば水せと加熱状態で反応させるとか、水分共存で紫
外線照射するとか、カルボン酸、スルホン酸等の有機物
と作用させてもよい。

シランカツプリング剤を加水分解して生成されるシリケ
ート化合物は、表面潤滑性、耐久性、クリーニング性お
よび表面硬度について優れた絶縁層を形成する。

絶縁層は、通常、層形成性の樹脂中にシランカツプリン
グ剤を加水分解して生成されるシリケート化合物を含有
させて形成される。

シランカツプリング剤を加水分解して生成されるシリケ
ート化合物は、１０〜７０重量くの範囲で含まれること
が好適である。

絶縁層の形成成分として、必要に応じて他の成分を添加
して用いてもよい。

この様な他の成分として代表的なものは、各種イソシア
ネート類、脂肪酸アミド、脂肪酸金属塩、ワックス等で
ある。

脂肪酸アミド又は脂肪酸金属塩は画像濃度の向上に寄与
する。

これらの化合物として、例えば、ステアリン酸アミド、
オレイン酸アミド、ステアリン酸金属塩、オレイン酸金
属塩等が挙げられる。

又、ワックスは層の耐湿性をより向上させる、ワックス
としては、エチレン系ワックス、パラフィン系ワックス
、等通常のワックスが適宜使用される。

絶縁層の形成に用いられる樹脂としては、通常の各種の
樹脂が適宜用いられるものである。

例えば、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン
、ポリスチレン、ポリ塩化ビニール、ポリ酢酸ビニール
、アクリル樹脂、ポリカーボネート、シリコン樹脂、弗
素樹脂、エポキシ樹脂等の有機絶縁物、及びそれらの共
重合体や混合物の溶剤型や熱重合体や光重合体型等の材
料を用い得る。

また、絶縁層をより容易に形成することについて、塗布
によって絶縁層を形成することは、絶縁フイルムを接着
させて絶縁層とする場合よりも優れている。

また、塗布による場合には、ドラム状の感光体について
継ぎ目なしの絶縁層を形成することができる。

このような点で、硬化性樹脂を用いることは、他の樹脂
に較べてより有効な態様である。

硬化性樹脂は熱、光、電子線等により硬化する樹脂であ
る。

熱硬化の場合には、樹脂の種類によっては室温で十分で
ある。

硬化性樹脂の特に好適なものとして、アクリル樹脂、ウ
レタン樹脂、ポリエステル樹脂およびエポキシ樹脂、メ
ラミン樹脂、シリコン樹脂等が挙げられ、これらの樹脂
はシランカツプリング剤を加水分解して生成されるシリ
ケート化合物との化学親和性に優れる。

なお、絶縁層は、所望の特性に応じた厚さに設定される
。

一般に、感光体の保護及び耐久性、暗減衰特性の改善等
を主目的として絶縁層を付設する場合には絶縁層は比較
的薄く設定され、感光体を特定の電子写真プロセスに用
いる場合に設けられる絶縁層は比較的厚く設定される。

通常、絶縁層の厚さは、０．１〜１００μ、特には、０
．１〜５０μに設定される。

本発明の感光体の最も代表的な構成は、光導電層が支持
体と絶縁層との間にある積層体である。

支持体は、ステンレス、銅、アルミニウム、錫などの金
属板、紙、シート、樹脂フイルムなど任意．の材料から
形成される。

支持体は必要に応じて省略される。

光導電層は、Ｓ，Ｓｅ，Ｐｂｏ，及びＳ，Ｓｅ，Ｔｅ，
Ａｓ，Ｓｂ，Ｐｂ等を有した合金や金属間化合物等の無
機光導電材料を真空蒸着して形成される。

またスパッタリング法による場合、ＺｎＯ，ＣｄＳ，Ｃ
ｄＳｅ，ＴｉＯ２等の高融点の光導電物質を支持体に付
着させて光導電層とすることもできる。

また塗布により光導電層を形成する場合、ポリビニルカ
ルバゾール、アントラセン、フタロシアニニン等の有機
光導電材料、及びこれらの色素増感やルイス酸増感をし
たもの、，さらにこれらの絶縁性バインダーとの混合物
を用い得る。

またＺｎＯ，ＣｄＳ，ＴｉＯ２，ＰｂＯ等の無機光導電
体の絶縁性バインダーとの混合物も適する。

なお絶縁性パインダーとしては、前述の絶縁層の形成用
樹脂のような、各種樹脂が用いられる。

光導電層の厚さは、使用する光導電物質の種類や特性に
もよるが一般には、５〜１００μ、特には１０〜５０μ
程度が好適である。

また、絶縁層と光導電層との間に、シリケート化合物を
含んでいない絶縁層が介在する構成であってもよい。

実施例１ ５ナインＳｅ２００ｇを蒸発皿に計りとり、蒸発源温度
３００℃、基体（Ａｌドラム）温度６８℃系内真空度１
×１０−５ｔｏｒｒで３５分間蒸着を実施し、６０μ膜
厚の光導電層を２つ形成させた。

得られた一方の光導電層の上に、光硬化型ウレタン樹脂
（商品名：ゾンネ、関西ペイント製）を粘度が９０ＣＰ
Ｓとなる様、メチルエチルケトン溶剤で希釈調製した液
に浸し、３０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引き上げた後、４Ｋ
ｗ水銀ランプで５分間照射して硬化させ、１０μの絶縁
層を形成させた。

この操作を３回同様に繰り返し、３０μの絶縁層を光導
電層上に設けた。

この試料を（Ａ）とする。他方の光導電層上には、（Ａ
）と同様の操作を２回繰り返し、２０μのウレタン絶縁
層を設けた。

更にこの層上に、光硬化型ウレタン樹脂、ビニルトリア
セトキシランおよびプチルシリケート（８６：１２：２
）で混合し、さらに硬化剤として混合物１００重量部に
対して１重量部の酢酸ナを加えて粘度が９０ＣＰＳとな
る様にエチルアルコール希釈調製した液に浸し、３０ｍ
ｍ／ｍｉｎの速度で引き上げた後、７５℃で１５分間加
熱後、４Ｋｗ水銀ランプで５分間照射して硬化させ、１
０μの絶縁層を層合した。

この試料を（Ｂ）とする。得られた試料（Ａ），（Ｂ）
に対し、一次−ＤＣ帯電、二次ＡＣ除電同時露光、全面
照射、■トナーによる乾式現像、ウレタンクリーニング
ブレード（硬度７０°、絶縁層面に対する角度３０°、
ブレード荷重２０ｋｇ）によるクリーニング処理のプロ
セスにより試料の潤滑性、画像性、耐久性の試験をした
結果、試料（Ａ）は摩擦係数が２７０で摺動音（ブレー
ドと絶縁層間の摩擦音）が激しく感光ドラムの５０回転
で、ブレードエッジ部の摩耗、絶縁層上のクリーニング
傷が顕著に観察されたが、一方試料（Ｂ）に関しては、
摩擦係数が１．０６で感光ドラムは円滑に回転し、画像
は良好で、感光ドラムの３６５００回転後でもブレード
エッジ部の摩耗破損、絶縁層上のクリーニング傷、又現
像剤の融着現像による成膜性は確認出来なかった。

実施例２ ５ナインＳｅ−Ｔｅ（１０ｗｔ％）合金２００ｇを蒸発
皿に計りとり、蒸発源温度３２０℃、基体（Ａｌドラム
）温度６９℃、系内真空度１×１０−５ｔｏｒｒで４０
分間蒸着を実施し、６５μの膜厚の光導電層を２つ形成
させた。

得られた二種類の光導電層の一方に対し、光硬化型不飽
和ポリエステル樹脂（商品名：ＵＶ一ＣＭ−１０３−カ
シューＫＫ製）の粘度が９０ＣＰＳとなる様、メチルエ
チルケトンで希釈した液に浸し、３０ｍｍ／ｍｉｎの速
度で引き上げた後、４Ｋｗ水銀ランプで５分間照射して
硬化させた。

この操作を３回繰り返して３０μの絶縁層を設けた。

この試料を（Ｃ）とする。他方の光導電層上には（Ｃ）
で用いた光硬化型不飽和ポリエステルとγ−メタクリル
オキシプロピルトリメトキシシランとプロビルシリケー
ト（７０：２５：５）を混合し、さらに硬化剤として酢
酸アンモニウムと酢酸を混合物１００重量部に対して各
々１重量部加えて、粘度が９０ＣＰＳとなる様にメチル
アルコールで希釈し、３０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引き上
げた後、８０℃で１５分間加熱した後、４Ｋｗ水銀ラン
プで５分間照射して硬化させ１０μの膜厚を得た。

この操作を３回同様に繰り返し、３０μの絶縁層を光導
電層上に形成させた。

この試料を（Ｄ）とする。

得られた試料（Ｃ），（Ｄ）に対し、実施例１と同様の
試験をした結果、試料（Ｃ）は感光ドラムの５０回転で
ブレードエッジ部が摩耗破損し、摺動音が激しくクリー
ニング不良が観察されたが、一方、試料（Ｄ）に関して
は、感光ドラムは円滑に回転し、画像及びクリーニング
性が良好で、ドラムの３９０００回転後でもブレードエ
ッジ部、絶縁層上に異常は認められなかった。

実施例３ ５ナインＳｅ−Ａｓ（１．０ｗｔ％）合金２００ｇを蒸
発皿に計りとり、蒸発源温度３１５℃、基体（Ａｌドラ
ム）温度６８℃、系内真空度、１×１０−５ｔｏｒｒで
４０分間蒸着を実施し、６８μの光導電層を２つ形成さ
せた。

得られた２つの光導電層上の一方を、熱硬化型アクリル
樹脂（商品名：パルスラックｎｏ２０００、中国塗料製
）を粘度が９０ＣＰＳとなる様にメチルエチルケトンで
希釈調製した液に浸し、３０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引き
上げた後、６０℃で３０分間加熱して硬化させた。

この操作を３回くり返して３０μの絶縁層を、形成させ
た。

この試料を（Ｅ）とする。他方の光導電層上には、（Ｅ
）で用いた熱硬化型アクリル樹脂とビニルクロルシラン
とフエニルシリケート（９１：６：３１）の混合物を粘
度が９０ＣＰＳとなる様エチルアルコールで調製した液
に１浸し、３０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引き上げた後、７
５℃で３０分間加熱して硬化させた。

この操作を３回同様にくり返し、３０μの絶縁層を形成
させた。

この試料を（Ｆ）とする。

得られた試料（Ｅ），（Ｆ）に対し、実施例１と同様の
試験をした結果、試料（Ｅ）は感光ドラムの４０回転時
で、ブレードエッジ部が摩耗、破損し摺動音が激しく、
クリーニング不良の現象が観察されたが、一方試料（Ｆ
）に関しては、感光ドラムは円滑に回転し、画像及びク
リーニング性が良好で感光ドラムの１７５００回転時で
もブレードエッジ部の摩耗、絶縁層上のクリーニング傷
は殆んど確認されなかった。

実施例４〜１４ 実施例１の試料（Ａ）の製造において、光硬化型ウレタ
ン樹脂の代りに、次の各実施例に示す成分の混合物を用
いて、必要な加熱および／または光照射の硬化処理を行
い試料を製造した。

その結果、４〜１４の各実施例の場合について製造され
た試料も試料（Ｂ）と同様に、表面潤滑性に優れたもの
であった。

実施例 混合物成分 ４ウレタン樹脂（商品名：トアウレタン５００東亜ウレ
タン製）（９０） ビニルクロルシラン（７） フエニルシリケート（３） ５ポリエステル樹脂（商品名：パルスラツク１０００、
中国塗料製）（４０） ビニルアセトキシシラン（１４） プチルシリケート（３） 酢酸ナトリウム（３） ウレタン樹脂（商品名：トアウレタン５００）（４０） ６ポリエステル樹脂（商品名：バーノツクＤ−１６０、
日本ライヒ製）（３０） エポキシ樹脂（商品名：エピコート８２８、シェル製）
（３４） γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン（３
０） メチルエチルシリケート（６） ７アクリルウレタン樹脂（商品名：ラストラゾールＡ−
８０３、日本ライヒ製）（４０）エポキシ樹脂（商品名
：エピコート１００１、シェル製）（４０） エチルシリケート（２） ビニル−トリス（β−メトキシエトキシ）シラン（１７
） 酢酸アンモニウム（０．５） 酢酸（０．５） ８ウレタン樹脂（商品名：ゾンネ、関西ペイント製）（
３０） ポリエステル樹脂（商品名：デスモヘン ８００、日本ポリウレタン製）（４０） ビニルクロルシラン（２５） プチルシリケート（５） ９ポリエステル樹脂（商品名：ＯＤＸ−１０５日本ライ
ヒ製）（９０） 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（８） エチルシリケート（２） １０ポリエステル樹脂（商品名：バーノツクＤ−２２０
、日本ライヒ製）（８０） ビニルトリエトキシシラン（１６） プチルシリケート（３） 酢酸ナトリウム（１） １１光硬化型エポキシ樹脂（商品名：エピコート８２８
）（９０） ビニルトリアセトキシシラン（８） エチルシリケート（２） １２光硬化型不砲和ポリエステル（商品名：Ｕ■−ＣＭ
−１０２、カシュー製）（８０） γ−グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン（１７
） プチルシリケート（３） １３メラミン樹脂（商品名：Ｄ−１００−２日本ペイン
ト製）（７０） ビニルトリメトキシシラン（２５） フエニルシリケート（５） １４シリコン樹脂（商品名：Ｘ−１２−９１７信越化学
製）（６０） ビニルクロルシラン（３２） メチルエチルシリケート（７） 酢酸ナトリウムと酢酸（各０．５） 尚、−上記４〜１４において、カツコ内の数値は重量組
成比を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光導電層の上に絶縁層を有する電子写真感光体にお
   いて、絶縁層がシランカツプリング剤を加水分解して生
   成されるシリケート化合物を含むことを特徴とする電子
   写真感光体。 ２ 絶縁層がシランカツプリング剤を加水分解して生成
   されるシリケート化合物および硬化性樹脂を含む特許請
   求の範囲第１項記載の電子写真感光体。