JPH10239884A - 電子写真用感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】膜厚を厚くしてもその抵抗が低い上に環境の変
化に対する耐性が高く、また長期の使用に際し特性の変
化が少ない下引き層を備える電子写真用感光体を得る。 【解決手段】導電性基体１の上に下引き層２と感光層６
を備えた電子写真用感光体の下引き層２が樹脂成分と、
メタロセン化合物と、電子吸引性化合物を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は下引き層を有する
電子写真用感光体に係り、特に下引き層の構成物質に関
する。

【０００２】

【従来の技術】導電性基体上に感光層を設けた従来の電
子写真用感光体においては、電荷発生層と電荷輸送層と
に分離した機能分離型が主流となっている。また最近は
電子写真技術の高度化に伴い、高感度，高耐刷，高い環
境安定性に加えて黒ポチ，白抜け，カブリなどの欠陥が
なく、さらに高解像度、高階調性等の多くの特性が要求
されるようになってきた。

【０００３】機能分離型電子写真用感光体は、例えば導
電性基体上に電荷発生層、電荷輸送層の順に積層して形
成される。電荷発生層は通常サブミクロンの極めて薄い
厚さで設けられる。このために導電性基体のごく僅かな
欠陥，傷，汚れ，付着物等により電荷発生層に膜質の不
均一が生じ、このために画像欠陥が生じる。また支持体
と感光層の接着性不良による感光層の剥離、帯電時に支
持体から感光層へ電荷注入による帯電の低下，感度低
下、またレーザー光の入射光と基体からの反射光が干渉
して生じる印字欠陥等が発生する。このような問題を防
止するために樹脂単独または樹脂中に無機フィラーを分
散させた下引き層を中間層として設けることが知られて
いる。

【０００４】下引き層は前述した導電性基体の欠陥，
傷，汚れを被覆し、導電性基体から感光体への逆極性の
電荷の注入を阻止するためのブロッキング性能を備える
とともに電子写真特性に悪影響を与えない程度のアース
機能を満たすために低い電気抵抗を有すること、導電性
基体と感光層の接着性を向上させ、また繰り返し使用し
た時や使用される環境変化に対して帯電電位，残留電
位，感度特性が安定していることが必要である。

【０００５】さらにレーザー光の干渉を防止し、あるい
は下引き層の電気抵抗を調整するために無機フィラーを
分散させる場合には無機フィラーの凝集による凹凸欠陥
や塗膜形成時のピンホール等のない平滑な表面性が要求
される。下引き層に用いられる樹脂としてはポリビニル
アルコール，ポリビニルメチルエーテル，ポリ―Ｎ―ビ
ニルイミダゾール，エチルセルロース，メチルセルロー
ス，エチレン―アクリル酸コポリマー，ポリアミド樹
脂，ポリエステル，エポキシ，フェノール樹脂等の高分
子が知られているが、これらを単独で用いると絶縁性が
高いために感度低下や残留電位の上昇を引き起こす。特
に低温低湿度の環境下で使用する場合には下引き層の電
気抵抗が著しく高くなり、画像濃度の低下や地汚れの原
因となる。また支持体の欠陥を十分に被覆するために下
引き層の膜厚を厚くする場合は前述の感度低下や残留電
位の上昇が著しくなるために、樹脂単独では使用できな
い。これらを防止して下引き層の電気抵抗を調整する方
法としては下引き層に例えばＡｌ，Ｎｉ等の金属粉末を
添加したり、酸化インジウム，酸化スズ，酸化亜鉛，等
の導電性の金属酸化物を含有させる方法、あるいはポリ
ピロール，ポリアニリン等の電子伝導性ポリマーを含有
させる方法，イオン伝導性ポリマーとして溶剤可溶性の
ポリアミドを用いる方法等が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら導電性の
フィラーを添加する場合にはフィラーを均一に分散させ
ることが困難であり、フィラーの凝集による塗膜欠陥を
引き起こす。導電性ポリマーを用いる場合は溶解性，塗
液のポットライフ等に問題を残す。またイオン伝導性ポ
リマーとして溶剤可溶性のポリアミドを用いる場合は他
の樹脂よりも比較的電気抵抗が低いために初期の電気抵
抗は良好であるがポリアミドの吸湿性が大きいために大
気中の湿度の影響を受けやすく、環境安定性に問題があ
る。

【０００７】一方、支持体と感光層の間に下引き層を設
ける層構成においては下引き層の上に感光層を浸漬塗布
するか、スプレー塗布法により塗布する場合が多い。こ
の際に感光層の塗布液に用いている溶剤の種類によって
は、下引き層を溶解し、変質させる場合があり、塗膜む
らに起因する帯電むらの原因となる。この発明は上記の
点に鑑みてなされその目的は、膜厚を厚くしてもその電
気抵抗が低い上に環境の変化に対する耐性が高い下引き
層を形成し、帯電電位や残留電位の変動に伴う画像欠陥
のない電子写真用感光体を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的はこの発明に
よれば、導電性基体上に下引き層と感光層を順次積層し
てなる電子写真用感光体において、下引き層がバインダ
樹脂と、金属塩をポリマーに固溶した高分子電解質錯体
を含有することにより達成される。上述の発明において
ポリマーがエチレンオキシ基またはプロピレンオキシ基
を有することが有効であり、さらに金属塩がアルカリ金
属の過塩素酸塩またはトリフルオロメタンスルホン酸塩
であることが有効である。

【０００９】エチレンオキシ基（-CH₂-CH₂-O- ）または
プロピレンオキシ基（-(CH₃)CH-CH₂-O- ）中にあるエー
テル結合の酸素はアルカリ金属イオンに配位して錯体を
形成し、カチオンとアニオンの両イオンが伝導に与かる
高分子電解質となる。このイオン伝導性高分子を用いる
下引き層は従来の導電性ポリマーにみられるような吸湿
によるイオン伝導と異なる。またイオン伝導性高分子は
バインダ樹脂に相溶性であるとともに相溶時に電気伝導
性を示し、また従来のフィラーのようにバインダ樹脂中
で凝集することがない。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施に係る負帯
電の機能分離型電子写真用感光体を示す断面図である。
図２はこの発明の実施に係る正帯電の機能分離型電子写
真用感光体を示す断面図である。

【００１１】図３はこの発明の実施に係る主として正帯
電の単層型電子写真用感光体を示す断面図である。１は
導電性基体、２は下引き層、３は電荷発生層、４は電荷
輸送層、５は表面保護層、６は感光層である。下引き層
はバインダ樹脂と、アルカリ金属の過塩素酸塩またはト
リフルオロメタンスルホン酸塩をエチレンオキサイドま
たはプロピレンオキサイド構造を有するポリマー中に固
溶したイオン伝導性高分子を混合溶解する。

【００１２】バインダ樹脂としてはポリビニルブチラー
ル，ポリビニルアルコール，ポリ酢酸ビニル，ポリアク
リル酸エステル，ポリメタクリル酸エステル，ポリエス
テル，ポリアミド，ポリスチレン，ポリカーボネート，
ポリビニルアルキルエーテル，ポリ―Ｎ―ビニルイミダ
ゾール，アルキルセルロース，ニトロセルロース，ポリ
エチレンオキサイド，ポリプロピレンオキサイド，ポリ
アミノ酸エステル，ポリビニルピロリドン，ポリペプチ
ド，ポリ無水マレイン酸，ポリアクリルアミド，ポリビ
ニルホルマール，ポリビニルピリジン，ポリエチレング
リコール，ポリプロピレングリコール，クロルスルホン
化ポリエチレン，熱可塑性ポリウレタン等の熱可塑性樹
脂やポリウレタン系樹脂，フェノール系樹脂，エポキシ
系樹脂，メラミン系樹脂等の熱硬化性樹脂を単独または
混合して用いることができる。なかでもディッピング法
で感光層を塗布する場合は電荷発生層に用いる溶剤によ
っては下引き層を溶解または変質してしまうために熱硬
化性樹脂を用いることが好ましい。

【００１３】アルカリ金属の過塩素酸塩としてはLiCl
O₄, NaClO₄, KClO₄ 等があげられる。アルカリ金属のト
リフルオロメタンスルホン酸塩としてはLiSO₃CF₃, NaSO
₃CF₃,KSO₃CF₃ があげられ、またLiSO₃CF₃・nH₂Oのよう
に結晶水を含有してもよい。金属塩を固溶するポリマー
にはエチレンオキシ基やプロピレンオキシ基を含む例え
ばポリエチレンオキサイド，ポリプロピレンオキサイド
が用いられる。ポリエチレンオキサイドやポリプロピレ
ンオキサイドはエチレンオキサイドやプロピレンオキサ
イドが開環重合した高分子であり、分子内にエチレンオ
キシ基やプロピレンオキシ基を含む。

【００１４】イオン伝導性高分子の添加量はバインダ樹
脂に対して０．５ないし５０重量％であり、好ましくは
１ないし３０重量％であるが下引き層の所要の電気抵抗
とバインダ樹脂との相溶性により適宜決定される。下引
き層をレーザーピームプリンタに用いる場合は感光層の
屈折率や膜厚によりレーザー光の入射光と反射光による
干渉を防ぐ必要があり、酸化チタン，酸化亜鉛，酸化ケ
イ素，アルミナ等の無機フィラーをさらに含有させるこ
とが好ましい。無機フィラーの平均粒径としては０．４
μｍ以下が好ましく０．２ないし０．４μｍ程度の粒子
を用いることがよい。無機フィラーの添加量はバインダ
樹脂に対して５０ないし３００重量％がよい。５０重量
％以下では光の散乱効果が不十分であり３００重量％以
上では帯電低下による画像不良が発生し、塗布液中のフ
ィラーの凝集や沈降が発生する。

【００１５】電荷発生層はスーダンレッド，ダイアンブ
ルー等のアゾ系顔料、金属または無金属フタロシアニン
等のフタロシアニン顔料，ジスアゾ顔料，インジゴ，チ
オインジゴ等のシンジゴ顔料，ペリレン系顔料，アルゴ
ールイエロー，アントアントロン，ピレンキノン等のキ
ノン顔料，キノシアニン系顔料，インドファーストオレ
ンジトナー等のビスベンダイミダゾール系顔料，キナク
リドン系顔料等の有機顔料やセレン粉末，アモルファス
シリコン粉末，酸化亜鉛粉末等の無機系顔料を使用する
ことができ、これらの顔料をポリエステル，ポリカーボ
ネート，ポリビニルブチラール，ポリ酢酸ビニル，アク
リル樹脂，ポリビニルピロリドン，メチルセルロース，
ヒドロキシプロピルメチルセルロース，セルロースエス
テル等のバインダ樹脂溶液に分散し、例えば下引き層の
上に塗布、乾燥することにより得られる。電荷発生層の
厚さは０．１ないし２μｍが適当である。

【００１６】電荷輸送層はヒドラゾン化合物，スチリル
化合物，アミン化合物等の電荷輸送物質をこれらと相溶
性のある樹脂、例えばポリエステル，ポリカーボネー
ト，ポリスチレン，スチレンアクリレート等とともに溶
剤に溶解し、例えば電荷発生層上に厚さ５いし４０μｍ
程度に塗布、乾燥して得られる。

【００１７】

【実施例】次にこの発明の実施例を説明する。 実施例１ ナイロン樹脂（東レ（株）製，アミランＣＭ８０００）
６０重量部、フェノール樹脂（丸善石油化学（株）製、
マルカリンカーＭＢ）４０重量部をテトラヒドロフラン
３００重量部に溶解した樹脂溶液と、酸化チタン（富士
チタン工業製、ＴＡ―２００）１００重量部、ポリエチ
レンオキサイドを主成分とするポリマーに過塩素酸塩リ
チウムを固溶したイオン伝導性高分子（日本カーリット
（株）製、ＰＥＬシリーズ）１０重量部をボールミルポ
ットに入れ、１０ｍｍφのアルミナボールを用いて４８
時間ミリングして下引き層用の塗布液を調製した。得ら
れた塗布液を外径３０ｍｍφの円筒状アルミニウム支持
体表面にディッピング塗布し、１４０℃で３０分乾燥し
て膜厚５μｍの下引き層を得た。

【００１８】次にポリビニルブチラール樹脂（積水化学
社製、エスレックＢＬ―Ｓ）１重量部をテトラヒドロフ
ラン９８重量部に溶解し、この溶液にＸ型無金属フタロ
シアニン１重量部を加え、ボールミルで４８時間分散処
理を行った。得られた塗布液を前述の下引き層上にディ
ッピング塗布し、１００℃で１０分間乾燥して膜厚約
０．２μｍの電荷発生層を得た。

【００１９】ヒドラゾン化合物（阿南香料製、ＣＴＣ１
９１）１０重量部とポリカーボネート樹脂（帝人化学
製、Ｌ―１２５０）１０重量部を塩化メチレン８０重量
部に均一に溶解し、前述と同様の方法で電荷発生層上に
塗布して１００℃で３０分間乾燥して膜厚２０μｍの電
荷輸送層を得て図１に示す電子写真用感光体を作製し
た。 実施例２ 実施例１のポリエチレンオキサイドを主成分とするポリ
マーに替えてポリプロピレンオキサイドを主成分とする
ポリマーを用いる他は実施例１と同様にして感光体を作
製した。 実施例３ 実施例１の過塩素酸リチウムに替えてトリフルオロメタ
ンスルホン酸リチウムを用いる他は実施例１と同様にし
て感光体を作製した。 実施例４ 実施例１のポリエチレンオキサイドを主成分とするポリ
マーと過塩素酸リチウムに替えてプロピレンオキサイド
を主成分とするポリマーとトリフルオロメタンスルホン
酸リチウムを用いる他は実施例１と同様にして感光体を
作製した。 比較例１ ポリエチレンオキサイドを主成分とするポリマーと過塩
素酸リチウムを用いないでその他は実施例１と同様にし
て感光体を作製した。

【００２０】得られた感光体の特性を評価した。図４は
感光体特性の評価に用いた試験機を示す模式図である。
周速度６０ｍｍ／ｓで感光体１１を回転させながらコロ
トロン１４で−６００Ｖに帯電し、光を照射しないとき
の電位を暗部電位とした。続いて露光部１２とプローブ
１３を用いて波長７８０ｎｍ，放射強度が２μＷ／ｃｍ
² の光を照射し、０．２ｓ後の電位を明部電位とした。
感光体上の電荷はフィルタ１５と徐光光源１６を用いて
取り除かれる。

【００２１】このような試験を温度２３℃、相対湿度５
０％および温度１０℃、相対湿度２０％の環境下で行っ
た。また感光体をレーザービームプリンタに搭載して印
字テストを行った。常温常湿の結果が表１に、また低温
低湿の結果が表２に示される。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】表からわかるように実施例１ないし実施例
４で示される感光体は常温常湿，または低温低湿の環境
下で帯電電位や残留電位が安定しており、また良好な印
字品質を示すことがわかる。また図２，図３の層構成に
ついても前述と同様に良好な画像特性が得られることが
わかった。

【００２５】

【発明の効果】この発明によれば導電性基体上に下引き
層と感光層を備えてなる電子写真用感光体において、下
引き層がバインダ樹脂と、金属塩をポリマーに固溶した
高分子電解質錯体を含有するので、下引き層の抵抗が低
くなるとともに環境の変化に対する耐性が高くなり、常
湿常湿，低温低湿の環境下で帯電電位や残留電位が安定
し、良好な画像特性を示す電子写真用感光体が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施に係る負帯電の機能分離型電子
写真用感光体を示す断面図

【図２】この発明の実施に係る正帯電の機能分離型電子
写真用感光体を示す断面図

【図３】この発明の実施に係る主として正帯電の単層型
電子写真用感光体を示す断面図

【図４】感光体特性の評価に用いた試験機を示す模式図

【符号の説明】

１ 導電性基体 ２ 下引き層 ３ 電荷発生層 ４ 電荷輸送層 ５ 表面保護層 ６ 感光層 １１ 感光体 １２ 露光部 １３ プローブ １４ コロトロン １５ フィルタ １６ 徐光光源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性基体上に下引き層と感光層を順次積
   層してなる電子写真用感光体において、下引き層がバイ
   ンダ樹脂と、金属塩をポリマーに固溶した高分子電解質
   錯体を含有することを特徴とする電子写真用感光体。
2. 【請求項２】ポリマーがエチレンオキシ基またはプロピ
   レンオキシ基を有する請求項１に記載の電子写真用感光
   体。
3. 【請求項３】金属塩がアルカリ金属の過塩素酸塩または
   トリフルオロメタンスルホン酸塩である請求項１または
   ２に記載の電子写真用感光体。