JPH08179542A - 電子写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカ−トリッジ及び電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】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ち、滑り性に優れ、摺擦によ
る表面の摩耗やキズの発生に対して耐久性を有し、繰り
返し電子写真プロセスにおいて残留電位の蓄積や感度の
低下がない安定した電子写真特性を示す電子写真感光体
を提供すること。 【構成】導電性支持体上に感光層及び保護層を有する電
子写真感光体において、該保護層が下記構造式のフッ素
含有シロキサン系化合物で表面処理された金属酸化物微
粒子を分散・含有した層であることを特徴とする電子写
真感光体から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真感光体、特に保
護層を持つ電子写真感光体に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真感光体には運用される電子写真
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、繰り返し使用さ
れる感光体にあっては、感光体の表面層、即ち支持体よ
り最も離隔する層には、コロナ帯電、トナ−現像、紙へ
の転写及びクリ−ニング処理等の電気的及び機械的外力
が直接に加えられるために、それらに対する耐久性が要
求されれる。具体的には、摺擦による表面の摩耗やキズ
の発生、またコロナ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
−の現像及びクリ−ニングの繰り返しによる表面層への
トナ−付着という問題もあり、これに対しては表面層の
クリ−ニング性を向上させ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５７−３０８４３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。

【０００４】しかしながら、従来用いられていた方法で
は、金属酸化物微粒子の結着樹脂中での分散性、凝集
性、保護層に用いた際の導電性、透明度に問題があり、
保護層表面の不均一性、ムラ等による画像欠陥、繰り返
し帯電による残留電位の上昇、感度低下といった現象が
起こりやすかった。

【０００５】また、透明度、導電均一性を保護層に付与
するためには、超微粒子粉体（一次粒径０．１μｍ以
下）を分散することが更に有用であるが、このような超
微粒子粉体は通常の微粒子（一次粒径０．５μｍ以上）
以上に樹脂中への安定分散が困難であり、経時で二次凝
集が進み分散粒径が増大し、透明度、導電均一性が低下
していくという問題があり、このことは、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、ＮＯ_X 等
のコロナ生成物等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
問題により、未だ保護層として満足できる電子写真特性
を示すものは得られていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、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できる電子写真感光体を提供する
こと、更に別の目的は、滑り性に優れ、摺擦による表面
の摩耗やキズ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、更に別の目的は、繰り返し電子
写真プロセスにおいて、残留電位の蓄積や感度の低下が
ない安定した電子写真特性を示す電子写真感光体を提供
することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は導電性支持体上
に感光層及び保護層を有する電子写真感光体において、
該保護層が下記一般式（１）で示されるフッ素含有シロ
キサン系化合物で表面処理された金属酸化物微粒子を分
散・含有した層であることを特徴とする電子写真感光体
から構成される。一般式（１）

【化２】 式中、Ｒは１つ以上の水素原子がフッ素原子で置換され
たアルキル基、アリ−ル基、アルキル置換アリ−ル基、
ベンジル基、ポリオキシレン基またはアルコキシル基を
示す。

【０００８】本発明の電子写真感光体は導電性支持体上
に感光層と保護層を有する電子写真用感光体である。

【０００９】電子写真感光体の保護層においては、帯電
性、残留電位、感度等の関係から、抵抗をコントロ−ル
することが不可欠となっている。そのため、従来、保護
層中の結着樹脂中に金属酸化物を分散させてていこう制
御を行う方法が試みられているが、従来の電子写真感光
体においては、金属酸化物粒子の分散性が悪く問題とな
っていた。一般的に保護層に粒子を分散させた場合、分
散粒子による入射光の散乱を防ぐためには、入射光の波
長よりも粒子の粒径が小さいこと、即ち、０．３μｍ以
下であることが必要である。しかしながら、本発明者
は、分散後経時で樹脂中の金属酸化物微粒子の凝集によ
る二次粒子の形成を防ぐためには、金属酸化物微粒子の
平均粒径を更に小さくしなければならないことを発見し
た。しかし従来試みられた樹脂では、微粒子の分散性が
悪く、また保護層の電気抵抗率が環境によって著しく変
動するものとなり、そのため実用化できなかった。

【００１０】本発明者は、この微粒子の分散性と耐環境
性の両特性を満たすべく検討した結果、金属酸化物微粒
子を前記一般式（１）で示されるフッ素含有シロキサン
化合物を用いて表面処理し、結着樹脂中に分散させるこ
とにより二次粒子の形成もなく、経時的にも安定した分
散性の良い塗工液が得られ、更にこの塗工液より形成し
た保護層は透明度が高く、耐環境性に優れた膜が得られ
ることを見出し、本発明を完成した。

【００１１】前記一般式（１）で示されるフッ素含有シ
ロキサン化合物の具体例を表１及び表２に掲げる。

【表１】

【表２】

【００１２】本発明において用いる金属酸化物微粒子と
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−プし
た酸化インジウム、アンチモンをド−プした酸化スズ、
酸化ジルコニウム等の超微粒子を用いることができる。
これ等金属酸化物微粒子を１種類もしくは２種類以上混
合して用いる。２種類以上混合した場合には固溶体また
は融着の形をとってもよい。このような金属酸化物超微
粒子の平均粒径は０．３μｍ以下、好ましくは０．１μ
ｍ以下である。

【００１３】本発明において用いる保護層用結着樹脂と
しては、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリカ−ボネ−
ト、ポリスチレン、セルロ−ス樹脂、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコ−
ン樹脂、ポリ塩化ビニル、メラミン樹脂等が挙げられ
る。

【００１４】また、前記保護層中に、分散性、結着性、
耐侯性を向上させる目的でカップリング剤、酸化防止
剤、フッ素樹脂微粒子などの添加物を加えてもよい。

【００１５】本発明の電子写真感光体の感光層の構成
は、電荷発生物質と電荷輸送物質双方を含有する単層
型、電荷発生層と電荷輸送層を導電性支持体上に積層し
た積層型のいずれかである。以下、積層型の感光体につ
いて説明する。

【００１６】積層型の感光層の構成としては導電性支持
体上に電荷発生層、電荷輸送層をこの順に積層するか、
逆に電荷輸送層、電荷発生層の順に積層して構成する。

【００１７】本発明において用いる支持体は導電性を有
するものであればよく、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状ま
たはシ−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−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
着樹脂と共に塗布して導電層を設けた金属、プラスチク
フィルム、紙等が挙げられる。

【００１８】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−ル、カルバゾ−
ル、オキサジアゾ−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
質を成膜性を有する樹脂に溶解させた塗工液を用いて形
成される。このような成膜性を有する樹脂としてはポリ
エステル、ポリカ−ボネ−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。電荷輸送層の膜厚は
５〜４０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍである。

【００１９】電荷発生層は、ス−ダンレッド、ダイアン
ブル−等のアゾ顔料、ピレンキノン、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−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
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。電荷発生層の膜厚は
５μｍ以下、好ましくは０．０５〜３μｍである。

【００２０】本発明においては、導電層と感光層の間に
バリア−機能と接着機能を有する下引き層を設けること
ができる。下引き層はカゼイン、ポリビニルアルコ−
ル、ニトロセルロ−ス、エチレン−アクリル酸コポリマ
−、アルコ−ル可溶性アミド、ポリウレタン、ゼラチン
等によって形成される。膜厚は０．１−３μｍが適当で
ある。

【００２１】本発明の電子写真感光体は、複写機、レ−
ザ−ビ−ムプリンタ−、ＬＥＤプリンタ−、液晶シャッ
タ−式プリンタ−等の電子写真装置一般に適用でき、更
に電子写真技術を応用したディスプレイ、記録、軽印
刷、製版、ファクシミリ等の装置にも幅広く適用するこ
とができる。

【００２２】また、本発明は前記本発明の電子写真感光
体、及び帯電手段、現像手段及びクリ−ニング手段から
なる群より選ばれる少なくとも１つの手段を一体に支持
し、電子写真装置本体に着脱自在であることを特徴とす
るプロセスカ−トリッジから構成される。

【００２３】また、本発明は前記本発明の電子写真感光
体、帯電手段、像露光手段、現像手段及び転写手段を有
することをを特徴とする電子写真装置から構成される。

【００２４】図１に本発明の電子写真感光体を有するプ
ロセスカ−トリッジを有する電子写真装置の概略構成を
示す。図において、１はドラム状の本発明の電子写真感
光体であり、軸２を中心に矢印方向に所定の周速度で回
転駆動される。感光体１は回転過程において、一次帯電
手段３によりその周面に正または負の所定電位の均一帯
電を受け、次いで、スリット露光やレ−ザ−ビ−ム走査
露光等の像露光手段（不図示）からの画像露光光４を受
ける。こうして感光体１の周面に静電潜像が順次形成さ
れていく。

【００２５】形成された静電潜像は、次いで現像手段５
によりトナ−現像され、現像されたトナ−現像像は、不
図示の給紙部から感光体１と転写手段６との間に感光体
１の回転と同期取りされて給送された転写材７に、転写
手段６により順次転写されていく。像転写を受けた転写
材７は感光体面から分離されて像定着手段８へ導入され
て像定着を受けることにより複写物（コピ−）として装
置外へプリントアウトされる。像転写後の感光体１の表
面は、クリ−ニング手段９によって転写残りトナ−の除
去を受けて清浄面化され、更に前露光手段（不図示）か
らの前露光光１０により除電処理がされた後、繰り返し
画像形成に使用される。尚、一次帯電手段３が帯電ロ−
ラ−等を用いた接触帯電手段である場合は、前露光は必
ずしも必要ではない。

【００２６】本発明においては、上述の感光体１、一次
帯電手段３、現像手段５及びクリ−ニング手段９等の構
成要素のうち、複数のものをプロセスカ−トリッジとし
て一体に結合して構成し、このプロセスカ−トリッジを
複写機やレ−ザ−ビ−ムプリンタ−等の電子写真装置本
体に対して着脱可能に構成してもよい。例えば、一次帯
電手段３、現像手段５及びクリ−ニング手段９の少なく
とも１つを感光体１と共に一体に支持してカ−トリッジ
化し、装置本体のレ−ル１２等の案内手段を用いて装置
本体に着脱可能なプロセスカ−トリッジ１１とすること
ができる。また、画像露光光４は、電子写真装置が複写
機やプリンタ−である場合には、原稿からの反射光や透
過光を用いる、あるいは、センサ−で原稿を読み取り、
信号化し、この信号に従って行われるレ−ザ−ビ−ムの
走査、ＬＥＤアレイの駆動及び液晶シャッタ−アレイの
駆動等により照射される光である。

【００２７】一方、ファクシミリのプリンタ−として使
用する場合には、画像露光光４は受信デ−タをプリント
するための露光光になる。図２はこの場合の１例をブロ
ック図で示したものである。コントロ−ラ−１４は画像
読取部１３とプリンタ−２２を制御する。コントロ−ラ
−１４の全体はＣＰＵ２０により制御されている。画像
読取部１３からの読取デ−タは、送信回路１６を通して
相手局に送信される。相手局から受けたデ−タは受信回
路１５を通してプリンタ−２２に送られる。画像メモリ
には所定の画像デ−タが記憶される。プリンタ−コント
ロ−ラ−２１はプリンタ−２２を制御している。１７は
電話である。回線１８から受信された画像（回線を介し
て接続されたリモ−ト端末からの画像情報）は、受信回
路１５で復調された後、ＣＰＵ２０によって画像情報を
複号処理され順次画像メモリ１９に格納される。そし
て、少なくとも１ぺ−ジの画像が画像メモリ１９に格納
されると、そのペ−ジの画像記録を行う。ＣＰＵ２０
は、画像メモリ１９から１ペ−ジの画像情報を読み出
し、プリンタ−コントロ−ラ−２１に複号化された１ペ
−ジの画像情報を送出する。プリンタ−コントロ−ラ−
２１は、ＣＰＵ２０からの１ペ−ジの画像情報を受け取
ると、そのペ−ジの画像情報記録を行うべくプリンタ−
２２を制御する。ＣＰＵ２０は、プリンタ−２２による
記録中に、次のペ−ジの受信を行っている。このように
して、画像の受信と記録が行われる。

【００２８】

【実施例】

実施例１ アルミシリンダ−（φ３０ｍｍ×２６０ｍｍ）上に、ア
ルコ−ル可溶性ポリアミド（商品名アミランＣＭ−８０
００、東レ（株）製）１０部、メトキシメチル化６ナイ
ロン（商品名トレジンＥＦ−３０Ｔ、帝国科学（株）
製）３０部をメタノ−ル１５０部、ブタノ−ル１５０部
の混合溶媒中に溶解して調製した塗工液を浸漬塗布し、
９０℃で１０分間乾燥させ、膜厚１μｍの下引き層を形
成した。

【００２９】次に、下記構造式のジスアゾ顔料４部、

【化３】 ブチラ−ル樹脂（商品名エスレックＢＬ−Ｓ、積水化学
（株）製）２部及びシクロヘキサノン１００部をサンド
ミルで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塗布液を調製した。この塗布液
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。

【００３０】次に、下記構造式のスチリル化合物１０部

【化４】 及びポリカ−ボネ−ト（商品名ユ−ピロンＺ２００、三
菱ガス化学（株）製）１０部をジクロルメタン２０部、
クロロベンゼン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、１２０℃で６０分間
乾燥させて、膜厚１８μｍの電荷発生層を形成した。

【００３１】次に、平均粒径０．２μｍのアンチモン含
有酸化スズ微粒子（商品名Ｔ−１、三菱マテリアル
（株）製）１００部、前記表１の化合物例（１）の化合
物１０部、トルエン３００部を撹拌装置で１２時間撹拌
した後、溶液をろ過・洗浄後、１６０℃で２時間乾燥
し、微粒子の表面処理を行った。

【００３２】次に、光硬化性アクリルモノマ−（商品名
カヤラッドＤ−３３０、日本化薬（株）製）５０部、前
記表面処理を行った微粒子４０部、エタノ−ル１５０部
を混合してサンドミルで２４時間分散し、光重合開始剤
として２，４−ジエチルチオキサントン（商品名カヤキ
ュア−ＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）５部を加えて保護
層用の塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷輸送層
上に浸漬塗布し、乾燥後、高圧水銀灯にて８ｍＷ／ｃｍ
² の光強度で３０秒間紫外線照射して膜厚３μｍの保護
層を形成し、電子写真感光体を作成した。

【００３３】作成した電子写真感光体を帯電−露光−現
像−転写−クリ−ニングのプロセスを０．７５秒サイク
ルで繰り返す複写機に取り付け、２２℃、５０％の常温
常湿下で電子写真特性の評価を行い、１０℃、１５％の
低温低湿下及び３５℃、８５％の高温高湿下での画像評
価、更に常温常湿下で繰り返し画出し耐久を５００００
回行った。その結果、後記比較例１に示す保護層なしの
感光体と比較して、感度、残留電位は同等であり、ムラ
や黒ポチのない画像を得ることができた。しかも５００
００回の繰り返し画出しにおいても安定した画像を保つ
ことができた。結果を表３及び表４に示す。

【００３４】実施例２ 実施例１において、保護層用の塗布液を下記のように代
えた他は、実施例１と同様にして電子写真感光体を作成
し、評価を行った。結果を表３及び表４に示す。

【００３５】平均粒径０．０２μｍのアンチモン含有酸
化スズ微粒子（前出）１００部、前記表１の化合物例
（２）の化合物１０部、トルエン３００部を撹拌装置で
１２時間撹拌した後、溶液をろ過・洗浄後、１６０℃で
２時間乾燥し、微粒子の表面処理を行った。

【００３６】次に、光硬化性アクリルモノマ−（商品名
カヤラッドＲ−６０４、日本化薬（株）製）５０部、前
記表面処理を行った微粒子４０部、エタノ−ル１５０部
を混合してサンドミルで２４時間分散し、光重合開始剤
として２，４−ジエチルチオキサントン（前出）５部を
加えて保護層用の塗布液を調製した。

【００３７】実施例３ 実施例１において、保護層用の塗布液を下記のように代
えた他は、実施例１と同様にして電子写真感光体を作成
し、評価を行った。結果を表３及び表４に示す。

【００３８】平均粒径０．０２μｍのスズ含有酸化イン
ジウム微粒子（商品名ＩＴＯ、三菱マテリアル（株）
製）１００部、前記表１の化合物例（７）の化合物１０
部、トルエン３００部を撹拌装置で１２時間撹拌した
後、溶液をろ過・洗浄後、１６０℃で２時間乾燥し、微
粒子の表面処理を行った。

【００３９】次に、光硬化性アクリルモノマ−（商品名
カヤラッドＲ−６０４、日本化薬（株）製）５０部、前
記表面処理を行った微粒子４０部、エタノ−ル１５０部
を混合してサンドミルで２４時間分散し、光重合開始剤
として２，４−ジエチルチオキサントン（前出）５部を
加えて保護層用の塗布液を調製した。

【００４０】実施例４〜７ 実施例１において、フッ素含有シロキサン系化合物をそ
れぞれ化合物例（３）、（４）、（１０）及び（１１）
に代えた他は、実施例１と同様にして電子写真感光体を
作成し、評価を行った。結果を表３及び表４に示す。

【００４１】比較例１ 実施例１において、保護層を設けない他は、実施例１と
同様にして電子写真感光体を作成し、評価を行った。そ
の結果、表２及び３に示すように、初期の電子写真特性
は良好であったが、耐久を行ったところ帯電能が低下
し、３００００枚頃から良好な画像が得られなくなっ
た。

【００４２】比較例２ 実施例１において、保護層に用いたアンチモン含有酸化
スズ微粒子の表面処理を行わなかった他は、実施例１と
同様にして電子写真感光体を作成し、評価を行った。そ
の結果、高温高湿下においては画像流れ、耐久による画
像ボケが発生し、また、保護層の塗布液の分散性が悪く
微粒子の凝集が見られた。その他の評価は表３及び表４
に示す。

【００４３】

【表３】

【表４】

【００４４】

【発明の効果】本発明の電子写真感光体はムラ、カブ
リ、黒ポチなどの画像欠陥がなく、耐摩耗性、耐環境性
が非常に高く、しかも電子写真特性に優れるという顕著
な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真感光体を有するプロセスカ−
トリッジを有する電子写真装置の概略構成を示す図であ
る。

【図２】本発明の電子写真感光体を有するファクシミリ
のブロックの例を示す図である。

【符号の説明】

１ 本発明の電子写真感光体 ２ 軸 ３ 一次帯電手段 ４ 画像露光光 ５ 現像手段 ６ 転写手段 ７ 転写材 ８ 像定着手段 ９ クリ−ニング手段 １０ 前露光光 １１ プロセスカ−トリッジ １２ レ−ル １３ 画像読取部 １４ コントロ−ラ− １５ 受信回路 １６ 送信回路 １７ 電話 １８ 回線 １９ 画像メモリ ２０ ＣＰＵ ２１ プリンタ−コントロ−ラ− ２２ プリンタ−

Claims (3)

【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保護層を有
   する電子写真感光体において、該保護層が下記一般式
   （１）で示されるフッ素含有シロキサン系化合物で表面
   処理された金属酸化物微粒子を分散・含有した層である
   ことを特徴とする電子写真感光体。一般式（１） 【化１】 式中、Ｒは１つ以上の水素原子がフッ素原子で置換され
   たアルキル基、アリ−ル基、アルキル置換アリ−ル基、
   ベンジル基、ポリオキシレン基またはアルコキシル基を
   示す。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電子写真感光体、及び帯
   電手段、現像手段及びクリ−ニング手段からなる群より
   選ばれる少なくとも１つの手段を一体に支持し、電子写
   真装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセス
   カ−トリッジ。
3. 【請求項３】 請求項１記載の電子写真感光体、帯電手
   段、像露光手段、現像手段及びクリ−ニング手段を有す
   ることを特徴とする電子写真装置。 【０００１】