JPH11288121A - 電子写真感光体及び電子写真感光体を備えた電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】摺擦による感光体表面の磨耗や傷の発生等に対
し耐久性を有し、また繰り返し電子写真プロセスにおい
て発生するコロナ生成物の付着による表面抵抗の低下が
なく、高湿下においても高品位の画質を保つことの出来
る電子写真用感光体及び該電子写真感光体を有する電子
写真装置を提供する。 【解決手段】導電性支持体上に表面感光層及び保護層を
この順に積層させた電子写真感光体において、表面保護
層がラジカル重合性化合物とイオン重合性化合物を組み
合わせた硬化性樹脂で形成されることにより、環境安定
性に優れ、繰り返し使用後にも高品位な画像を提供する
ことが出来る電子写真感光体及び該電子写真感光体を有
する電子写真装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真感光体、特
に表面保護層を有する電子写真感光体及び電子写真装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真感光体には、使用される電子写
真プロセスに応じた所要の感度、電気特性、及び光学特
性を備えていることが要求されるが、更に何度も繰り返
し使用される感光体にあたっては、感光体の表面層すな
わち支持体より最も離れている層には、帯電、露光、現
像、転写、クリーニング等の電気的、機械的外力が直接
加えられるために、それらに対する耐久性が要求され
る。具体的には、摺擦による表面の磨耗や傷の発生、帯
電時に発生するオゾンによる表面の劣化等に対する耐久
性が要求されている。一方、トナーの現像及びクリーニ
ングの繰り返しによる表面層へのトナー付着という問題
もあり、これに対しては表面層のクリーニング性を向上
することが求められている。

【０００３】上記のような表面層に要求される特性を満
たすために、樹脂を主成分とする表面保護層を設ける試
みがなされている。例えば特開昭５７−３０８４６号公
報に提案されているように、導電性粉末として金属酸化
物を添加して抵抗を制御した保護層が提案されている。
電子写真感光体用の保護層に、金属酸化物を分散するの
は保護層自体の電気抵抗を制御し、電子写真プロセスの
繰り返しにおける感光体内での残留電位の増加を防止す
るのがその主な目的である。

【０００４】また、電子写真感光体用の保護層の適切な
抵抗値は１０¹⁰〜１０¹⁵Ω・ｃｍであることが示されて
いる。しかしながら、前記の範囲の抵抗値においては保
護層の電気抵抗はイオン電導によって影響を受け易く、
そのために環境の変化によって電気抵抗が大きく変化す
る傾向にある。

【０００５】更に、特に高湿下において繰り返し帯電に
より発生するオゾンや窒素酸化物等のコロナ生成物が、
表面に付着することにより感光体の表面抵抗の低下を引
き起こし、画像流れが発生する等の問題が生じている。
また、高寿命化に向けて結着樹脂そのものの離型性、摺
擦による磨耗や傷に対する耐久性も十分ではなく、未だ
保護層として満足できる電子写真特性を示すものが得ら
れていないのが現状であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の要求
に応える電子写真感光体を提供しようとするものであ
る。すなわち、本発明の目的は滑り性に優れ、摺擦によ
る表面の磨耗や傷の発生等に対して耐久性を有する電子
写真感光体を提供することである。

【０００７】本発明の別の目的は、繰り返し電子写真プ
ロセスにおいて発生したコロナ生成物の付着による表面
抵抗の低下がなく、高湿下においても高品位の画質を保
つことの出来る電子写真用感光体を提供することにあ
る。

【０００８】本発明の更に別の目的は、上記電子写真用
感光体を備えた電子写真装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、導電性
支持体上に感光層及び表面保護層をこの順に積層した電
子写真感光体において、表面保護層がラジカル重合性化
合物とイオン重合性化合物を組み合わせた硬化性樹脂で
形成される電子写真感光体が提供される。

【００１０】更に本発明に従って、電子写真感光体、帯
電手段、露光手段、現像手段及び転写手段から成る電子
写真装置において、該感光体が導電性支持体上に感光層
及び表面保護層をこの順に積層しており、かつ上記表面
保護層がラジカル重合性化合物とイオン重合性化合物を
組み合わせた硬化性樹脂で形成される電子写真感光体を
備えた電子写真装置が提供される。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の電子写真感光体は、導電
性基体上に光導電層と表面保護層を有する電子写真用感
光体である。上記保護層に用いられるラジカル重合性化
合物は、熱あるいは紫外線等によりラジカルを発生する
適当なラジカル開始剤により重合反応が始まるモノマー
及びオリゴマーである。一般的にはアクリル系が広く用
いられているが、その種類はモノマーにおいては単官能
性及び多官能性アクリレート系が多岐にわたって示され
る。

【００１２】その基本骨格は脂肪族型、脂環型、芳香族
型、更には水酸基、アリール基、グリシジル基、カルボ
キシル基、Ｃｌ，Ｂｒ基等の官能基含有型等がある。更
に、リンやその他の金属を含有した特殊なアクリレート
モノマー等も選択できる。オリゴマーにおいてもポリエ
ステル系、ウレタン系、ポリエーテル系、エポキシ系、
ポリブタジエン系、シリコーン系等その種類は多岐にわ
たる。一方、非アクリル系としては不飽和ポリエステル
系、ポリブタジエン系、ポリエン−ポリチオール系等が
用いられる。これらモノマー及びオリゴマーは各々単独
で用いてもよく、また２種類以上を混合することも可能
である。

【００１３】本発明のラジカル重合性化合物に用いられ
るラジカル重合開始剤は、熱あるいは光照射によってラ
ジカルを発生しうる化合物であればよく、アリールアル
キルケトン類、オキシムケチン類、アシルフェスフィン
オキシド類、ベンゾインエーテル類、チオ安息香酸Ｓ−
フェニル、チタノセン類、芳香族ケトン類、チオキサン
トン類、アゾ化合物類、有機酸化化合物類等が挙げられ
るが、これらに限定するものではない。また、これらを
単独で用いるだけではなく、２種類以上を混合させるこ
とも可能である。

【００１４】本発明において用いられるイオン重合性化
合物は、光照射によりカチオンあるいはアニオン触媒を
生成するイオン開始剤を使用し、イオン重合を開始する
モノマー及びオリゴマーである。本発明においては、こ
れらの中から特に好ましいカチオン重合性化合物として
用いられるビニルエーテル系モノマー及びオリゴマーの
例を表１に示すが、これらに限定するものではない。こ
れらは、各々単独あるいは２種類以上を混合してもよ
い。

【００１５】

【表１】

【００１６】本発明のイオン重合性化合物に用いられる
カチオン開始剤の例としては、表２に示したように、ジ
アゾニウム化合物、スルホニウム化合物、ヨードニウム
化合物、金属錯体化合物、アリールシラノールアルミニ
ウム錯体等が挙げられるが、これらに限定するものでは
ない。これらは各々単独あるいは２種類以上を混合して
用いることができる。

【００１７】

【表２】

【００１８】本発明において、ラジカル重合性化合物と
イオン重合性化合物の混合比については、

【００１９】

【数２】 の範囲で適宜選択できる。

【００２０】本発明の表面保護層は導電性金属酸化物の
超微粒子を硬化性樹脂に分散させた膜であることが好ま
しい。本発明に用いる導電性金属酸化物としては、酸化
亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化イ
ンジウム、酸化ビスマス、スズをドープした酸化インジ
ウム、アンチモンをドープした酸化スズ、酸化ジルコニ
ウム等の導電性微粒子の中から１種または２種以上を混
合して用いることができる。

【００２１】これら導電性微粒子と上記硬化性樹脂（結
着樹脂）は、表面保護層としての抵抗を決定する因子で
あるのでその量比は慎重に決められる。本発明におけ
る、保護層の導電性微粒子の割合は、直接的に保護層の
抵抗を決定する要因のひとつであり、保護層の抵抗は１
０¹⁰〜１０¹⁵Ω・ｃｍの範囲であることが好ましい。従
って、導電性微粒子と結着樹脂の量比はこの抵抗の範囲
で決められるものである。

【００２２】保護層において導電性微粒子の分散性の向
上、平滑性の向上を目的として種々の添加剤を加えるこ
とができる。特に分散性の向上に関しては、導電性微粒
子の表面処理を行うことが非常に有効である。表面処理
剤としては、特に含フッ素シランカップリング剤、フッ
素変性シリコーンオイル、フッ素系界面活性剤及びフッ
素系グラフトポリマーが好ましい。

【００２３】また保護層において、平滑性の向上を目的
としてフッ素原子含有樹脂を加えることができる。フッ
素原子含有樹脂としては４フッ化エチレン樹脂、３フッ
化エチレン樹脂、６フッ化塩化エチレンプロピレン樹
脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、２フッ
化２塩化エチレン樹脂及びこれらの共重合体の中から１
種あるいは２種以上を適宜選択するのが好ましいが、特
に４フッ化エチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂が好ま
しい。保護層中のフッ素原子含有樹脂粒子の割合は、５
〜７０重量％であり、好ましくは１０〜６０重量％の範
囲である。樹脂の分子量や粒子の粒径は適宜選択するこ
とができ、特に制限されるものではない。

【００２４】本発明においては、保護層に耐候性を向上
させる目的で酸化防止剤等の添加物を加えてもよい。こ
のようにして保護層は、結着樹脂と導電性金属酸化物を
分散した溶液を塗布、硬化して形成される。本発明の保
護層の膜厚は０．２〜７μｍの範囲が適当であり、より
好ましくは０．５〜５μｍの範囲である。

【００２５】感光層と保護層の間に、平滑性や耐候性を
向上させる目的で中間層を用いてもよいが、その結着樹
脂としてはポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、
ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メ
ラミン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルブチラール
樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、スチレン−ブタ
ジエン共重合体、スチレン−アクリル共重合体、ポリア
クリル酸及びそのエステル、ポリメタクリル酸及びその
エステル、セルロース、カゼイン、ゼラチン等が挙げら
れる。また、中間層の膜厚は０．０１〜１０μｍであ
り、好ましくは０．１〜３μｍである。また、中間層に
はこの他に酸化防止剤、導電性材料、紫外線吸収剤、界
面活性剤が含有されてもよい。

【００２６】電子写真用感光体の光導電層の構成は、電
荷発生物質と電荷輸送物質の双方を含有する単層型、あ
るいは電荷発生層と電荷輸送層を導電性基板上に積層し
た積層型のいずれかである。積層型の感光層の構成とし
ては、導電性基体上に電荷発生層、電荷輸送層をこの順
に積層したものと、逆に電荷輸送層、電荷発生層の順に
積層したものが有る。

【００２７】使用する導電性基体は、導電性を有するも
のの中から選択され、例えばアルミニウム、銅、クロ
ム、ニッケル、亜鉛、ステンレス等の金属をドラムまた
はシート状に成型したもの、アルミニウムや銅等の金属
箔をプラスチックフィルムにラミネートしたもの、アル
ミニウム、酸化インジウム、酸化スズ等をプラスチック
フィルムに蒸着したもの、導電性物質を単独または結着
樹脂とともに塗布して導電層を設けた金属、プラスチッ
クフィルム、紙等が挙げられる。

【００２８】積層型感光体の電荷輸送層は、主鎖または
側鎖にビフェニレン、アントラセン、ピレン、フェナン
トレン等の構造を有する多環芳香族化合物、インドー
ル、カルバゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン等の
含窒素環化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物等
の電荷輸送物質を成膜性の有る樹脂に溶解させた塗工液
を用いて形成される。成膜性を有する樹脂としてはポリ
エステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメタ
クリル酸エステル等が挙げられる。電荷輸送層の厚さは
５〜４０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍである。

【００２９】積層型感光体の電荷発生層はスターンレッ
ド、ダイアンブルー等のアゾ顔料、ペレンキノン、アン
トアントロン等のキノン顔料、キノシアニン顔料、ペリ
レン顔料、インジゴ、チオインジゴ等のインジゴ顔料、
フタロシアニン顔料等の電荷発生物質をポリビニルブチ
ラール、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂
等の結着樹脂中に分散させて、この分散液を塗工する
か、前記顔料を真空蒸着することによって形成する。こ
のような電荷発生層の膜厚は５μｍ以下、好ましくは
０．０５〜３μｍである。

【００３０】本発明においては、導電層と感光層の中間
にバリアー機能と接着機能を持つ下引き層を設けること
も出来る。下引き層は、カゼイン、ポリビニルアルコー
ル、ニトロセルロース、エチレン−アクリル酸コポリマ
ー、アルコール可溶アミド、ポリウレタン、ゼラチン等
によって形成出来る。下引き層の膜厚は０．１〜３μｍ
が適当である。

【００３１】以上に示したように、本発明の電子写真感
光体は、感光層上にラジカル重合性化合物とイオン重合
性化合物を組み合わせた硬化性樹脂からなる保護層を形
成した電子写真用感光体である。これにより、耐久性に
優れ、高湿下においても帯電時のコロナ生成物付着によ
る表面抵抗の低下が抑制された保護層の形成が可能とな
り、結果的に傷による画像欠陥や高湿下の画像流れの無
い高品質な電子写真感光体の提供が可能となった。

【００３２】本発明の電子写真用感光体は、複写機、レ
ーザービームプリンター、ＬＥＤプリンター、液晶シャ
ッタープリンター等の電子写真応用装置一般に適応でき
るものである。

【００３３】

【実施例】以下に、本発明を実施例によって詳しく説明
するが、これによって本発明が限定されるものではな
い。また、実施例中の「部」は重量部を示す。

【００３４】（実施例１）アルミシリンダー上に、アル
コール可溶性ポリアミド樹脂[商品名；アミランＣＭ−
８０００、東レ（株）社製]１０部、メトキシメチル化
６ナイロン樹脂[商品名：トレジンＥＦ−３０Ｔ、帝国
科学（株）社製]３０部をメタノール１５０部、ブタノ
ール１５０部の混合溶媒中に溶解した調合液を浸漬塗布
し、９０℃で１０分間乾燥させ、膜厚１μｍの下引き層
を形成した。

【００３５】次に、下記構造式に示されるジスアゾ顔料
４部、

【００３６】

【化１】 ブチラール樹脂[商品名；エスレックスＢＬ−Ｓ、積水
化学（株）社製]２部及びシクロヘキサノン１００部を
サンドミル装置にて４８時間分散した後、テトラヒドロ
フラン１００部を加えて電荷発生層用の分散液を調合し
た。この分散液を、前記下引き層上に浸漬塗布し、８０
℃で１５分間乾燥させて、膜厚０．１５μｍの電荷発生
層を形成した。

【００３７】次に、下記構造式のスチリル化合物１０部

【００３８】

【化２】 及びポリカーボネート樹脂[商品名；ユーピロンＺ−２
００、三菱ガス化学（株）社製]１０部をジクロロメタ
ン２０部、モノクロルベンゼン６０部の混合溶媒中に溶
解し、この溶液を前記電荷発生層上に浸漬塗布し、１２
０℃で６０分間乾燥させ、膜厚１８μｍの電荷輸送層を
形成した。

【００３９】次に、保護層用の調合液を次の手順により
調製した。平均粒径０．０２μｍのアンチモン含有酸化
スズ[商品名；Ｔ−１、三菱マテリアル（株）社製]１０
０部、（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリメト
キシシラン[信越化学（株）社製]３０部及び９５％エタ
ノール−５％水溶液３００部をミリング処理した後、溶
液を濾過させエタノール洗浄後に乾燥させて、１２０℃
で１時間の加熱処理により酸化スズ微粒子の表面処理を
行った。

【００４０】この表面処理済の酸化スズ微粒子に下記構
造式で示されるアクリルモノマー化合物８０部、

【００４１】

【化３】 下記構造式で示されるビニルエーテルモノマー２０部、

【００４２】

【化４】 下記構造式で示されるラジカル重合開始剤８部、

【００４３】

【化５】 下記構造式で示されるカチオン重合開始剤１部、

【００４４】

【化６】 及びエタノール３００部を混合してサンドミル装置で９
６時間分散し、この分散液に４フッ化エチレン樹脂粒子
[商品名；ルブロンＬ−２、ダイキン工業（株）社製]１
００部を混合して、更にサンドミル装置にて４時間分散
し保護層用の調合液を作製した。

【００４５】この調合液を用いて前記電荷輸送層上に浸
漬塗布を行い、メタルハライドランプにて５００ｍＷ／
ｃｍ²の光強度で３０秒間紫外線照射して、膜厚３μｍ
の保護層を形成させ感光体を得た。

【００４６】このようにして作製した電子写真感光体
を、帯電−露光−現像−転写−クリーニングのプロセス
を１．５秒サイクルで繰り返す複写機に取り付け、２０
℃、５０％の常温、常湿下で電子写真特性の評価を行
い、１０℃、１５％の低温、低湿下での画像評価、及び
３５℃、８５％の高温、高湿下での画像評価を行った。
更に常温、常湿下での繰り返し画出し耐久を７万回行っ
た。

【００４７】暗部電位はコロナ放電電圧−５ｋＶで放電
したときの感光体の表面電位であり、その値が大きいほ
ど帯電能が良いことを示し、また感度は表面電位が−７
００Ｖから−２００Ｖに減衰するのに必要な露光量を示
す。

【００４８】その結果、本発明の感光体は比較例１に示
す保護層無しの感光体、また比較例２及び３に示すよう
に保護層にイオン重合性化合物を混合させない感光体、
またイオン重合性化合物の混合比が多い感光体等と比較
すると感度や残留電位は同等であったが、耐久試験時の
画像欠陥や画像流れの発生は見られなかった。しかも７
万回の繰り返し画出し耐久試験においても安定した画像
を保つことが出来た。その結果を表３に示す。

【００４９】（実施例２）実施例１において、アクリル
モノマー化合物３０部、ビニルエーテルモノマー化合物
７０部、ラジカル重合開始剤３部及びカチオン重合開始
剤３．５部とした以外は、実施例１と全く同様にして電
子写真感光体を作製し評価を行った。その結果を表３に
示す。

【００５０】（実施例３）実施例１においてビニルエー
テルモノマー化合物を下記構造式のものに変えた以外
は、実施例１と全く同様にして電子写真感光体を作製し
評価を行った。その結果を表３に示す。

【００５１】

【化７】

【００５２】（実施例４）実施例１においてビニルエー
テルモノマー化合物を下記構造式のものに変えた以外
は、実施例１と全く同様にして電子写真感光体を作製し
評価を行った。その結果を表３に示す。

【００５３】

【化８】

【００５４】（実施例５）実施例１においてアクリルモ
ノマー化合物９９部、ビニルエーテルモノマー化合物１
部、ラジカル重合開始剤１０部及びカチオン重合開始剤
０．０５部とした以外は、実施例１と全く同様にして電
子写真感光体を作製し評価を行った。その結果を表３に
示す。

【００５５】（比較例１）実施例１において保護層を無
しとした以外は、実施例１と全く同様にして電子写真感
光体を作製し評価を行った。その結果、表３に示すよう
に初期の電子写真特性は良好であったが、耐久試験を行
ったところ、７５００枚ごろから良好な画像が得られな
くなった。

【００５６】（比較例２）実施例１においてイオン重合
性化合物を混合せずアクリルモノマー化合物を１００
部、ラジカル重合開始剤を１０部とした以外は、実施例
１と全く同様にして電子写真感光体を作製し評価を行っ
た。その結果、表３に示すように初期の電子写真特性は
良好であったが、耐久試験を行ったところ３万枚ごろか
ら良好な画像が得られなくなった。また、高温、高湿下
において画像流れが生じた。

【００５７】（比較例３）実施例１においてアクリルモ
ノマー化合物を２０部、ビニルエーテルモノマー化合物
を８０部、ラジカル重合開始剤を２部及びイオン重合開
始剤量を４部とした以外は、実施例１と全く同様にして
電子写真感光体を作製し評価を行った。その結果、表３
に示すように初期の電子写真特性は良好であったが、耐
久試験を行ったところ１万枚ごろから良好な画像が得ら
れなくなった。また高温、高湿下において画像流れが生
じた。

【００５８】

【表３】

【００５９】

【発明の効果】以上説明したようのに、ラジカル重合性
化合物とイオン重合性化合物を組み合わせた硬化性樹脂
で保護層を形成させることにより、耐久性が向上し、ま
た高温、高湿下においても画像流れの生じない電子写真
感光体の作製が可能となった。

【００６０】また、本発明の電子写真感光体を用いると
環境安定性に優れ、繰り返し使用後にも高品位な画像を
提供することが出来る。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性支持体上に感光層及び表面保護層
   をこの順に積層した電子写真感光体において、該表面保
   護層がラジカル重合性化合物とイオン重合性化合物を組
   み合わせた硬化性樹脂で形成されることを特徴とする電
   子写真感光体。
2. 【請求項２】 該ラジカル重合性化合物がアクリルモノ
   マー及びアクリルオリゴマーから選ばれる少なくとも一
   種の化合物である請求項１に記載の電子写真感光体。
3. 【請求項３】 該イオン重合性化合物が、カチオン重合
   性である請求項１に記載の電子写真感光体。
4. 【請求項４】 該イオン重合性化合物が、ビニルエーテ
   ルモノマー及びビニルエーテルオリゴマーから選ばれる
   少なくとも一種の化合物である請求項１または３に記載
   の電子写真感光体。
5. 【請求項５】 該ラジカル重合性化合物と該イオン重合
   性化合物の混合比については、下記式の関係が成立する
   請求項１に記載の電子写真感光体。 【数１】
6. 【請求項６】 該表面保護層が導電性金属酸化物の超微
   粒子を該硬化性樹脂に分散した膜である請求項１に記載
   の電子写真感光体。
7. 【請求項７】 該表面保護層がフッ素原子含有樹脂微粒
   子を該硬化性樹脂に分散した膜である請求項１に記載の
   電子写真感光体。
8. 【請求項８】 電子写真感光体、帯電手段、露光手段、
   現像手段及び転写手段から成る電子写真装置において、
   該感光体が導電性支持体上に感光層及び表面保護層をこ
   の順に積層しており、かつ表面保護層がラジカル重合性
   化合物とイオン重合性化合物を組み合わせた硬化性樹脂
   で形成される電子写真感光体を備えた電子写真装置。