JPH047558A - 電子写真感光体と残留電荷除去方法 - 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 本発明は複写風　プリンター、ファクシミリに係り、特
にレーザーを像様にライン走査する方式の電子写真プリ
ンタに適した電子写真感光体に関するものである。

従来の技術 静電複写方式を用いる複写風　或（よ　プリンター等（
よ　当姐　無機物であるカルコゲナイド系の感光体を使
用していたバ　近低　有機物を用いた有機感光体が感度
、寿命の点でめざましい発展を遂（ず、今や主流を成し
ている。中で耘　導電性基板上に　電荷発生胤　電荷輸
送層を順に積層する負帯電型の感光体が最も多く使用さ
れ研究されている。　しかしなか収　オフィスで使用さ
れるこれらの機器からは多量のオゾンが排出され　人体
に対する悪影響が問題視され　よりオゾン生成量の少な
い電子写真万人　埋板　正帯電方式の感光体開発が現在
盛んに行われている。正帯電方式の感光体は樹脂中に光
導電性顔料を分散した単層構成のもの、又　表面近傍に
電荷発生層を設（す、表面保護層を最上に付けたものな
どがある。単層構成のものζよ　表層のオゾン劣化が懸
念され　後者のタイプが潜在的に研究されている。　（
特開昭６３−３０５３６４号公報　特開平１−１８５６
４８号公報等）発明が解決しようとする課題 しかしながぺ　電荷発生層を表面近傍に有する感光体（
よ　正極性電荷を表面に付与した場合、光で発生したキ
ャリアの八　正孔は下層である電荷輸送層に移る力丈　
これに対応する電子は表面保護層を通して表面の正電荷
と相殺しなければならなＩＩ〜　このた敢　表面保護層
として電子輸送能力を付与する力＼　抵抗値を制御して
電子を表面まで逃がす必要が生じる。電子輸送能力を高
めるたへ表面保護層には電子輸送能力のある添加剤東　
導電性のフィラーを分散させる。しかしながら、表面保
護層は表面抵抗値がある一定値よりも低下すると、表面
の面内方向に電荷が漏洩して潜像を崩す、いわゆゑ　画
像流れ　画像ボケを生じる。このた碌　表面抵抗は１０
１３〜１０１′Ω／口位の高抵抗とならざるおえない。

叉、表面保護層（よ　クリーニングブレード等の摺動に
耐えなくてはならずミ　ある程度の硬度を必要とする力
丈　前述した添加剤は電子輸送能力を持った電子受容性
物質が多く、表面保護層の硬化を妨（ず、強度を低下さ
せる。したがって、表面保護層には導電性制御剤を添加
するのは困難である。この様随　極めて抵抗の高い表面
保護層を設けると、電子は表面まで到達でき衣感光体内
部に残留して感度劣化を招き、また　暗減衰も大きくな
るという問題点を有していた課題を解決するための手段 上記問題を解決するために本発明は　導電性基板上に電
荷輸送層　電荷発生層　表面保護層を順次形成する感光
体であって、前記導電性基板のイオン化電位が前記電荷
輸送層のイオン化電位とほぼ等しい力＼　叉（よ　大き
いことを特徴とする電子写真感光体を提供するものであ
る。

また本発明（よ　この電子写真感光体を正極性電荷にて
帯電し　露光にて像様に潜像を形成し　帯電粒子にて顕
像化し　複写用紙へ帯電粒子を転写した後、次回の正極
性電荷による帯電まで顛　前記電子写真感光体を負極性
電荷にて表面電位を反転せし八　前記電子写真感光体内
部に残留する電荷を除電する残留電荷除去方法を提供す
るものである。

作用 発明者ら（友　研究の成果から、感光体内部の電子を相
殺する手段として、基板側から正孔を注入させてこれを
行うことを考えだした　基板からの正孔注入を行う為に
（よ　基板の持つイオン化電位と電荷輸送層の持つイオ
ン化電位を同等程度に近づける必要がある。発明者ら（
よ　基板材料としてイオン化電位の異なるＡｕとＡ１を
用（＼　これら金属上に電荷輸送層を設（す、表面に負
電荷を与え表面電位の減衰を調べたとこｉｆ）、　　Ａ
ｕ上に電荷輸送層を設けた場合はその減衰が大きく、基
板材料から正孔が注入されていることを確認した　イオ
ン化電位を紫外線照射低エネルギー分光装置にて測定し
た結Ｊ％　　Ａｕは４．８５ｅＶ、ＡＩは４．２’５ｅ
Ｖ、電荷輸送層は５、０５ｅＶの値を得九　節板　基板
と電荷輸送層のイオン化電位を同等にすることにより、
基板から正孔が注入されて、内部残留電子を相殺できも
　しかしながら、基板からの正孔注入（よ　表面が負帯
電した時であるので、感光体内部残留電荷除去方法とし
て（よ　正電荷帯電した後、像露光を行う。この後、　
トナーによる顕像（［Ａ　　複写用紙への転鳳残留トナ
ーのクリーニングを行し＼　次回複写のための正電荷帯
電を行う前へ　負電荷にて表面を帯電゛する操作をいれ
る。通魚　反転現像方式を用いる場合（上　転写にてこ
れを行う。

実施例 以下に本発明の一実施例について詳細に説明する。感光
体の基材（友　アルミニウム合金をはじ取合　蝦　鉄等
の金属類　ポリアミド樹脂　フェノール相方１　　ポリ
エチレン、塩化ビニル等の樹脂類紙類　ガラス類等が用
いられる。金属類は導電性であり、そのまま使用できる
。通象　筒状で使用するため加工性を考慮し　アルミニ
ウム合金が多く使用される。中でＬ　　ＪＩＳ３００３
＆　　６０６３系が多い。

樹脂類　紙類　ガラス類等は導電性付与のたぬ導電性塗
料を塗布したり、樹脂中に　カーボン、酸化鉱　酸化亜
舷　酸化インジウム等の導電性フィラーを混入させ導電
性を得る。本発明では　基材を得た後の塗布性、即ｈｇ
光層を塗布する際に溶剤で溶は出すことのないよう導電
性塗料を開発するた八　塗料のバインダー樹脂として水
やアルコール溶剤に可溶なポリアミドやポリビニルアル
コール等の樹脂　またζ主　硬化性の樹脂（例えは　ア
クリルやブチラール樹脂をメラミン樹脂等で硬化させる
）を用ｔ、Ｘ、これら樹脂中に導電性フィラーを分散さ
せ塗料化し九　電子写真特性を満足する感光体の基材と
して必要な抵抗値を得るた八　樹脂中に分散させるフィ
ラー量を変化させて体積抵抗１０１〜ｌＱＩ　ＩｔΩ・
ｃｍの膜を基材上に形成させる。基材が金属の場合（よ
　体積抵抗値を高く設定できる。発明者らｃ！　　基材
上に形成する導電層はアルコール可溶ポリアミド樹脂（
株式会社東し装面品名ＣＭ−８０００）　１５５重量部
アンチモンドープ酸化錫（三菱金属株式会社製　商品名
Ｔ−１）　５重量部をメーｆ−Ａｔアルコールに溶解し
　アルミニウム素管上に浸漬塗工り、　　８０度１時間
乾燥した後１μｍ膜厚導電層を得た　この膜の体積抵抗
は１０３Ω・Ｃｍであった　上記基材上に形成する感光
層（よ　電荷輸送層　電荷発生層　表面保護層の順に形
成する。電荷輸送層は高分子量のバインダー中に低分子
量の電荷輸送材を含有させる。通常用いるバインダー樹
脂はポリカーボネート樹脂１　ボリアリレート樹脂　ポ
リエステル樹脂　アクリル樹脂　スチレン樹脂等の熱可
塑性樹脂　熱硬化性樹脂を用いる。

電荷輸送材として（表　アリキル基　アミノ基　イミノ
展　イミド基等の電子供与性を有する化合惧アントラセ
ン、フェナントレン、ピレン等の多環芳香族化合物又は
それを含む誘導体　インドールオキサシーツｋ　カルバ
シーツｋ　ピラゾリン、イミダシーツｋ　オキサシアシ
ーツｋ　チアゾ−／ｌｚ、　　）リアゾール等の複素環
化合物又はそれを含む誘導体等が用いられる。本発明の
ように電荷輸送層上に電荷発生層を形成する場合、電荷
発生層を形成する際に電荷輸送層を侵すことなく形成さ
れるようバインダー樹脂とバインダー樹脂を溶かす溶剤
を選択しなければならな（ｔ　又　電荷輸送物質との相
溶性が良好であり、浸漬塗工法　スピンコード汰　スプ
レー塗工法等の成膜方法により５０μｍ以下の膜を安定
に形成できることが要求される。電荷輸送層の膜厚ＬＬ
、　　帯電器の形状、放電の極性、グリッドの有胤　プ
ロセス速度等の兼ね合いから総合的に判断し決定される
。通常、膜厚は２０〜３０μｍで使用される。電荷輸送
材とバインダー樹脂との配合比は感度に強く影響し　最
も感度を良好にする配合比を選択せねばならな（ｔ　前
述したよう４Ｑ電荷輸送材とバインダー樹脂の相溶性か
ら電荷輸送材の含有率は重量比で６０％以下が望まり、
Ｌｙ　　この他　電荷輸送層として（よ　ポリビニルカ
ルバゾールやポリシランなどの高分子量樹脂をそのまま
使用してもより〜　発明者らζ友　ポリカーボネート樹
脂（バイエル壮観　商品名マクロホール）を１重量胤　
電荷輸送材として、　１，１−ビス（Ｐ−ジエチルアミ
ノフェニル）−４，４−ジフェニル−１，３−ブタジェ
ンを１重量部を塩化メチレン９重量部に溶解した後、上
述した導電性膜上に浸漬塗工法により膜を形成Ｌ　　８
０度１時間の乾燥を行い２０μｍの膜を得た　上述した
電荷輸送層上に形成する電荷発生層（よ　電荷発生物質
、電荷発生助材、バインダー樹脂等からなる。電荷発生
物資は　フタロシアニン凰　アゾ双　スクェアリリウム
双　ペリレン凰　シアニン系等の有機顔料や塗料等が用
いられる。レーザービームプリンター用材料としてはフ
タロシアニン系の材料が中心的存在であり、α、β、ε
、τとＸ型等の異なる結晶形が存在する事が知られてお
り、また　フタロシアニン分子の中心元素５　　ＨｌＣ
ｕ、Ｔｉ、Ｖｏ等多数存在する事がわかっている。高感
度材料を得るため現在、他方面から研究されている。電
荷発生助材と（よ　電荷介層内部でのキャリア発生量子
効率を高める目的と繰り返しによる低下を防止する目的
で添加する。添加する材料として（よ　電子供与性材料
、・電子受容性材料が主である。前述した電荷輸送層を
加えて特性を改善した例もある。バインダー樹脂ζよ　
ポリ−〇− エステル樹脂　ブチラール樹脂　アクリル樹脂メラミン
樹脂等の熱可塑性樹脂　熱硬化性樹脂を用いる。バイン
ダー樹脂は側鎖に付く官能基による局部的なフィールド
を形成したり、また　電子、正孔のトラップとして感光
体のキャリア発生効取繰り返し特性に影響する。従って
、電荷発生層のバインダー選択は重要である。電荷発生
物質とバインダーとの混合比率（ヨ感光体感度、繰り返
し特性等を踏まえて決定される。特Ｃ，−電荷発生層が
表面近傍にある場合、感光体使用時に於けるオゾンや紙
成分の影響を受は易く、これらのストレスによる劣化に
も注意を払う必要がある。中でも帯電時に於ける正また
は負のイオンは電荷発生物質に作用しやすく、これらイ
オンから電荷発生物質を守るバインダー選択が必要とな
る。通象　以上の留意点を踏まえ　電荷発生物質はバイ
ンダー中に重量％でｌＯ〜７０ｗｔ％混合させる。電荷
発生物質とバインダー樹脂は超音波分散、ミリング分散
等の方法で塗料化される。発明者ら（よ　電荷発生層が
表層近傍に存在することを考慮して、特＋Ｑ　　表面か
らの水分の吸収をおさえる観点からバインダー選択を行
った　バインダー樹脂として（よ　溶剤可溶なフッ素樹
脂を用い九　溶剤可溶なフッ素樹脂（よ　フルオロオレ
フィンとビニルエーテル類アリルエーテル類　ビニルエ
ステル類等のエチレン性不飽和単量体の共重合体が挙げ
られる。本実施例で（よ　クロロトリフルオロエチレン
、ヒドロキシエチルビニルエーテ／ｌｚ、　　シクロヘ
キシルビニルエーテルとエチルビニルエーテルが重量％
てミ５６対２２対６対１６の割合で共重合させ、テトラ
ヒドロフラン中３０℃で測定される固有粘度が０．０６
ｄｌ／ｇである含フツ素共重合体をｔ−ブタノール／ｎ
ブタノール（３０／７０）の混合溶剤を用いてフッ素樹
脂化し九　上述したフッ素樹脂（固形分濃度５０％）と
ビニルブチラール樹脂（積水化学工業株式会社製　商品
名工スレツクＢＩ（−３）と２−ブタノールとτ型無金
属フタロシアニンを重量比で、４対１対４８対６の割合
で混合した後、ボールミルにて４時間分散し九　分散液
にメラミン樹脂（犬日本インキ化学工業株式会社製　商
品名Ｌ−１４５−６０固形分濃度６０％）を加え　τ型
無金属フタロシアニン／溶剤可溶性フッ素樹脂／ビニル
ブチラール樹脂／メラミン樹脂の固形分の割合が６対２
対１対１になるように加え　分散液の固形分濃度が５％
になるようにした　上述した電荷輸送層上に浸漬塗工法
により膜を形成り、、　　１２０度１時間の乾燥を行い
０．２０μｍの膜を得た　最上層の表面保護層ζよ　帯
電時に生成するオゾン、ＮＯｘあるい（よ　帯電時のプ
ラズマによる生成轍　酸化タングステン、酸化シリコン
等の物質に対して安定であること、クリーニング時のブ
レードミ　ブラシ、ローラー等の摺動に対して、摩耗や
傷が入りにくいこと、転写時の紙成分、例えば　塩素イ
オン等が表面に付着しにくいことが必要である。これら
適性を持ち合わせたものとして、熱硬化性のアクリル樹
脂　シリコーン樹脂　ポリアミド樹脂　ウレタン樹脂が
挙げられる。発明者らζ友　上述した特性が最大限発揮
されるようく゛ウレタン樹脂（ポリプロピレングリコー
ルとイソホロンジイソシアネートの縮合体）とシリコー
ン樹脂（メチルシラノール部分縮合体）と疎水シリカ（
日本アエロジル株式会社製　商品名Ｒ−９７４）とを重
量比で３対７対３の割合で混ぜ合わせ、　１−ブタノー
ルを用いて混合分散した後、上述した電荷発生層上へ浸
漬塗工Ｌ　　１１０℃３０分の乾燥を行い１．０μｍの
膜を得九　以上のように作製した感光体をドラム評価装
置を用いて評価する。

簡単にドラム評価装置の説明をする。第１図はドラム評
価装置の構成断面を示すもので、　１はスコロトロン型
帯電器　３はタングステンランプを光源として、フィル
ターを介して露光するための露光装置　５はスコロトロ
ン型転写帯電器　７は３と同様な構成である力丈　フィ
ルターは５５０ｒ＋ｍ以下の光をカットするバンドパス
フィルターを装着した除電装置である。　９は円筒形状
をした感光体ドラムであり、アルミニウム合金上に上述
した感光層が形成しである。　ドラムの回転方向は第１
図の時計方向に回転させ、回転速度は任意設定すること
ができる。スコロトロン型帯電器１とスコロトロン型転
写帯電器５のグリッドとドラムの距離は１ｍｍに設定し
である。感光体ドラム９の外径は６０ｍｍで、　１周１
秒で回転させて特性を評価しり感光体ドラムの表面電位
はスコロトロン型帯電器１、露光装置３、スコロトロン
型転写帯電器５、除電装置７の通過後に振動容量型の表
面電位センサー（トレック社製モデル３４４）を取り付
けてモニターし池　結果を表１に示す。比較のために基
材にアルミニウム合金を使用したものとアルミニウム合
金上に導電層を塗布したものを試験し九　表中の露光後
電位とは露光装置３にて２．８６μＪ／Ｃｍ２の光エネ
ルギーを与えた後の表面電位を意味する。感光体ドラム
の初期表面電位は５ｏｏｖである。但し　スコロトロン
転写帯電器５は動作させていな（℃　測定環境は２０℃
３０％ＲＨであった 表１ 表２にスコロトロン型転写帯電器５を動作させ、感光体
ドラム９表面の電位を一３００ｖまで反転させた場合の
結果を示す。これも同様に導電層の有無で比較している
。

表２ 以上のように　導電層を新に付与Ｌ　感光体ドラム９の
表面電位を一度負へ反転させることにより露光後の電位
は低くなり良好な感度特性を示し通　特へ　本構成の様
な感光体（友　絶縁性の表面保護層を有するたム　低温
・低湿下での体積抵抗増加が見込まれるた敦　本発明の
様に積極的に内部残留キャリアを相殺することは有効と
考えられる。

発明の効果 以上のように本発明（戴　導電性基板のイオン化電位力
丈　基板上に形成する電荷輸送層のイオン化電位とほぼ
等しいように構成し　この電子写真感光体を正極性電荷
にて帯電し　露光にて像様に潜像を形成し　帯電粒子に
て顕像化し　複写用紙へ帯電粒子を転写した後、次回の
正極性電荷による帯電までに　この電子写真感光体を負
極性電荷にて表面電位を反転せし八　基板から電荷を注
入させて電子写真感光体内部に残留する電荷を除電する
残留電荷除去方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるドラム評価装置の構成
断面概略図である。 １・・・・スコロトロン型帯電銖　３・・・・露光装置
５・・・・スコロトロン型転写帯電銖　７・・・・除電
装置　９・・・・感光体ドラム 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１名第１図 ！ スつ０ト０］１％１１岱 露光装置 スフＯト０ン型転写昂彎器 除電　装置 幣光悴ドラム

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性基板上に電荷輸送層、電荷発生層、表面保
   護層を順次形成する感光体であって、前記導電性基板の
   イオン化電位が前記電荷輸送層のイオン化電位とほぼ等
   しいか、叉は、大きいことを特徴とする電子写真感光体
   。
2. （２）導電性基板が樹脂中に導電性粉末を分散した基板
   であることを特徴とする請求項１記載の電子写真感光体
   。
3. （３）表面保護層が絶対湿度３５ｇ／ｍ＾３の環境下で
   、面内方向に電荷漏洩のない表面抵抗を有することを特
   徴とする請求項１記載の電子写真感光体。
4. （４）請求項１記載の電子写真感光体を正極性電荷にて
   帯電し、露光にて像様に潜像を形成し、帯電粒子にて顕
   像化し、複写用紙へ帯電粒子を転写した後、次回の正極
   性電荷による帯電までに前記電子写真感光体を負極性電
   荷にて表面電位を反転せしめ、前記電子写真感光体内部
   に残留する電荷を除電する残留電荷除去方法。