JPH0549219B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真感光体に関する。

また本発明は画像形成時の像露光光源としてレ
ーザー光を使用する電子写真法に適用できる電子
写真感光体に関する。

［従来の技術］ これまでセレン、硫化カドミウム、酸化亜鉛な
どの無機光導電体を感光成分として利用した電子
写真感光体は公知である。

一方、特定の有機化合物が光導電性を示すこと
が発見されてから、数多くの有機光導電体が開発
されてきた。例えば、ポリーＮービニルカルバゾ
ール、ポリビニルアントラセン等の有機光導電性
ポリマー、カルバゾール、アントラセン、ピラゾ
リン類、オキサジアゾール類、ヒドラゾン類、ポ
リアリールアルカン類等の低分子の有機光導電体
やフタロシアニン顔料、アゾ顔料、シアニン顔
料、多環キノン顔料、ペリレン系顔料、インジゴ
染料、チオインジゴ染料あるいはスクエアリツク
酸メチン染料等の有機顔料や染料が知られてい
る。

特に、光導電性を有する有機顔料や染料は、無
機材料に比べて合成が容易で、しかも適当な波長
域に光導電性を示す化合物を選択できるバリエー
シヨンが拡大されたことなどから、数多くの光導
電性有機顔料や染料が提案されている。

例えば米国特許第4123270号明細書、同第
4247614号明細書、同第4251613号明細書、同第
4251614号明細書、同第4256821号明細書、同第
4260672号明細書、同第4268596号明細書、同第
4278747号明細書、同第4293628号明細書等に開示
されたように電荷発生層と電荷輸送層に機能分離
した感光層における電荷発生物質として光導電性
を示すジスアゾ顔料を用いた電子写真感光体等が
知られている。

従来、レーザーに代表される可干渉光を光源と
する電子写真方式プリンターの感光体に用いられ
るレーザーとしては、ヘリウムーカドミ、アルゴ
ン、ヘリウムーネオンなどのガスレーザーが用い
られてきたが、最近、小型、低コストで直接変調
が可能な半導体レーザーが用いられるようになつ
た。しかし、半導体レーザーは発光波長が750nm
以上のものが多く、以上のような感光体はその波
長領域で光感度が低く使用が困難であつた。

そのため感光波長領域を比較的自由に選らべる
電荷発生層と電荷輸送層との積層型感光体が、半
導体レーザープリンター用感光体として注目され
てきている。

積層型感光体の電荷発生層は、光を吸収して自
由電荷を発生させる役割をもちその厚さは発生し
たホト・キヤリアの飛程を短くするために0.1〜
5μと薄いのが通例である。このことは、入射光
量の大部分が電荷発生層で吸収されて多くのホ
ト・キヤリアを生成すること、さらには発生した
ホト・キヤリアを再結合や捕獲により失活するこ
となく電荷輸送層に注入する必要があることに起
因している。

電荷輸送層は、静電荷の受容と自由電荷の輸送
の役割をもち、像形成光をほとんど吸収しないも
のを用い、その厚さは通例５〜30μである。

このような感光体を用い、レーザープリンター
でレーザー光をライン走査して画像を出してみる
と、文字などのライン画像では問題にならない
が、ベタ画像の場合、干渉縞状の濃度むらが現わ
れた。この原因は、電荷発生層が前述の如く薄層
で形成されているためにこの層で吸収される光量
が制限され、そのために電荷発生層を通過した光
が基板表面で反射し、この反射光と光導電層表面
での反射光との干渉が生じたものによると考えら
れる。

積層型電子写真感光体は、従来例の電子写真感
光体およびこれにレーザーを入射したときの感光
体内部でのレーザー光の経路を示す第２図のよう
に導電性支持体１の上に、電荷発生層２′と電荷
輸送層３が積層された構成になつている。

この積層型感光体にレーザー光７（発振波長は
半導体レーザーで約780nm、ヘリウムーネオンレ
ーザーで約630nm）が入射した場合、感光体内部
への入射レーザー光８が導電性支持体１の表面で
反射され、電荷輸送層３の表面から出てくる反射
光９との干渉が生ずる。

電荷発生層２′と電荷輸送層３との積層の屈折
率をｎ、厚さをｄ、レーザー光の波長をλとする
と、ndがλ／２の整数倍のときは、反射光の強
度が極大、即ち電荷輸送層の内部へ入つていく光
の強度が極小（エネルギー保存則による）、ndが
λ／４の奇数倍のときは反射光が極小、即ち内部
へ入つていく光が極大となる。

ところでｄには製造上0.2μ以上の厚みむらは避
けられない。

一方、レーザー光は単色性がよく、コヒーレン
トなため、ｄの厚みむらに対応して前記の干渉条
件が変化し、電荷発生層でのレーザー光の吸収量
の場所むらが生じ、それがベタ画像の濃度の干渉
縞状のむらとなつて現われると考えられる。

なお通常の複写機では、光源が単色光でないた
め、波長によつて干渉縞状の濃度むらの幅が変わ
り、平均化されて見えなくなる。

従来、レーザー光を用いる電子写真法において
は、例えば基体の反射面、下地層や感光層の積層
界面における表面状態を粗にし、凹凸を設けて反
射光に位相差を生ぜしめることにより干渉縞状の
濃度むらの発生を防止していた。

しかしながら、このような粗面化方法は積層型
感光体の場合凹凸面上に形成される感光層が均一
にならず、従つて画像欠陥や写真特性を著しく低
下させる。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は前述の従来技術の欠点を解消し
た電子写真感光体、特に基体および積層界面を粗
面化することなくレーザー光を拡散させることに
より干渉縞状の濃度むらの発生を防止したレーザ
ープリンター用電子写真感光体を提供することに
ある。

［問題点を解決するための手段、作用］ 本発明は導電性支持体上に電荷発生層及び電荷
輸送層を積層してなる電子写真感光体において、
電荷発生層中にシリコーン樹脂微粉末を含有する
ことを特徴とする電子写真感光体から構成され、
特に像露光用光源としてレーザ光を使用した電子
写真法に適用するに適した電子写真感光体をその
実施態様として包含するものである。

本発明を図面に沿つて具体的に説明する。

第１図は、本発明の電子写真感光体の構成例お
よびレーザー光を入射したときの感光体内部での
レーザー光の経路を示す。第２図は、従来例の電
子写真感光体およびレーザー光を入射したときの
感光体内部でのレーザー光の経路を示す。

符号１は導電性支持体、２はシリコーン樹脂微
粉末入電荷発生層、２′は電荷発生層、３は電荷
輸送層、４は支持体、５は導電層、６はシリコー
ン樹脂微粉末、７は入射レーザー光、８は感光体
内部への入射レーザー光、９は導電性支持体表面
での反射光、１０はシリコーン樹脂微粉末入電荷
発生層で拡散されたレーザー光を示す。

本発明の電子写真感光体は、第１図に示すよう
に導電性支持体１の上にシリコーン樹脂微粉末入
に電荷発生層２と電荷輸送層３とからなる感光層
が積層されている。

導電性支持体１は、支持体４上に導電層５を有
する積層構造から成るものである。

支持体４の導電性、非導電性は問わない。

例えば導電性の支持体としてはアルミニウムシ
リンダー、アルミシートまたは非導電性の支持体
としてはポリマーフイルムあるいはポリマーシリ
ンダーもしくは紙、プラスチツク、金属などのコ
ンポジツト素材などからなるものである。

導電層５については、導電性顔料粉末および必
要に応じて表面凹凸形成用粒子を分散する樹脂
は、基体に対する密着性が強固であること、粉体
の分散性が良好であること、耐溶剤性が充分であ
ることなどの条件を満たすものであれば使用でき
るが、特に硬化性ゴム、ポリウレタン、エポキシ
樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル、シリコーン
樹脂、アクリルーメラミン樹脂などの熱硬化性樹
脂が好適である。

導電性粉末を分散した樹脂の体積抵抗率は、
10¹³Ωcm以下、好ましくは10¹²Ωcm以下が適して
いる。

そのため塗膜において、導電性粉末は塗膜中10
〜60重量％の割合で含有されていることが好まし
い。

分散は、ロールミル、振動ボールミル、アトラ
イター、サンドミル、コロイドミルなどの常法に
よる。

塗布は、基体がシート状である場合にはワイヤ
ーバーコート、ブレードコート、ナイフコート、
ロールコート、スクリーンコートなどが適してお
り、基体が円筒状である場合には浸漬塗布法が適
している。

シリコーン樹脂微粉末入電荷発生層２は、その
主体である電荷発生層として、スーダンレツド、
ダイアンブルー、ジエナスグリーンＢなどのアゾ
顔料、アルゴールイエロー、ピレンキノン、イン
ダンスレンブリリアントバイオレツトRRPなど
のキノン顔料、キノシアニン顔料、ペリレン顔
料、インジゴ、チオインジゴなどのインジゴ顔
料、インドフアーストオレンジトナーなどのビス
ベンゾイミダゾール顔料、銅フタロシアニン、ア
ルミニウムクロライドフタロシアニンなどのフタ
ロシアニン顔料、キナクリドン顔料などの電荷発
生物質をポリエステル、ポリスチレン、ポリビニ
ルブチラール、ポリビニルピロリドン、メチルセ
ルロース、ポリアクリル酸エステル類、セルロー
スエステルなどの結着性樹脂に分散して形成され
る。

本発明は上記電荷発生層中にシリコーン樹脂微
粉末６を含有することを特徴としている。

シリコーン樹脂微粉末の特徴として、（）無
機系微粉末よりも比重が小さい、（）有機系微
粉末よりも耐熱性が優れている、（）有機系の
溶剤に不溶である、（）撥水性が優れている、
（）潤滑性が優れているなどが挙げられる。

本発明においては、シリコーン樹脂微粉末の粒
径（平均粒径）は4μ以下、特に0.2〜2.0μが適当
である。

2μを超えると電荷発生層のあれが大きくなり、
干渉縞状の濃度むらはなくなるが、解像力は落ち
てしまうなど画像欠陥の原因となる。

2μ以下では特に問題はない。

0.2〜4μの粒子径は光散乱性に優れ、可干渉光
の干渉防止効果が特に著しくレーザープリンター
用電子写真感光体にとつて望ましいものである。

また、混入量として電荷発生層に用いられる結
着性樹脂に対して２〜20重量％混入させる。

２重量％未満では、電荷発生層中またはその導
電層、電荷輸送層との界面でのレーザーの拡散効
果が落ちるため、干渉縞が防ぎきれず、20重量％
を超えると粒径が2μを超えた場合と同様な症状
になつてしまう。

混入方法としてはプロペラ攪拌機あるいはサン
ドミルなどにおいて充分に混入分散させる。

電荷発生層２は、シリコーン樹脂微粉末を分散
含有させたことにより、感光層中へ入射したレー
ザー光８および入射して導電性支持体の表面で反
射したレーザー光９は、電荷発生層と電荷輸送層
の界面および電荷発生層中で拡散されるため（シ
リコーン樹脂微粉末入電荷発生層で拡散されたレ
ーザー光１０）、干渉されず、画像上で干渉縞に
よる濃度むらがみられなくなる。

電荷輸送層３は、主鎖または側鎖にアントラセ
ン、ピレン、フエナントレン、コロネンなどの多
環芳香族化合物またはインドール、カルバゾー
ル、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾー
ル、イミダゾール、ピラゾール、オキサジアゾー
ル、ピラゾリン、チアジアゾール、トリアゾール
などの含窒素環式化合物を有する化合物、ヒドラ
ゾン化合物などの電荷輸送性物質を成膜性のある
樹脂溶解または分散させた塗工液を塗布、乾燥さ
せることにより形成される。

電荷輸送層の厚さは５〜20μが好ましい。

本発明において必要に応じて導電層と感光層の
中間に、バリヤー機能と密着機能をもつ下引層を
設ける。

下引層はカゼイン、ポリビニルアルコール、ニ
トロセルロース、エチレンーアクリル酸コポリマ
ー、ポリアミド（ナイロンロ６、ナイロン66、ナ
イロン610、共重合ナイロン、アルコキシメチル
化ナイロンなど）、ポリウレタン、ゼラチン、酸
化アルミニウムなどによつて形成できる。下引層
の厚さは0.1〜5μ、好ましくは0.5〜3μが適当であ
る。

［実施例］ 実施例 １ 導電性酸化チタン粉末（チタン(株)製）100部
（重量部、以下同様）、酸化チタン粉末（堺工業(株)
製）100部、フエノール樹脂（商品名プライオー
フエン、大日本インキ(株)製）125部をメタノール
50部、メチルセロソルブ50部の溶剤に混合し、次
いでボールミルにより６時間にわたり分散した。

この分散液を、60φ×260mmのアルミニウムシ
リンダー上に浸漬法で塗布し、150℃で30分間に
亘つて熱硬化し、膜厚20μの導電層を設けた。こ
の導電層上の表面粗さは1.5μであつた。

次に共重合ナイロン（商品名アミラン
CM8000、東レ(株)製）10部をメタノール60部、ブ
タノール40部の混合液に溶解し、上記導電層上に
浸漬塗布して1μ厚のポリアミド層（下引層）を
設けた。

次にε型銅フタロシアニン（東洋インキ(株)製）
100部、ブチラール樹脂（積水化学(株)製）50部、
シクロヘキサン1350部およびシリコーン樹脂微粉
末（商品名XC99−501、東芝シリコーン(株)製）平
均粒径2μをブチラール樹脂に対して10部加えて、
1.0mmφガラスビーズを用いたサンドミルで20時
間分散した。この分散液にメチルエチルケトン
2700部を加え、上記ポリアミド層上に浸漬塗布
し、80℃で30分間加熱乾燥して、5μ厚の電荷発
生層を設けた。

次いで下記構造のヒドラゾン化合物を10部、 およびスチレンーメタクリル酸メチル共重合体
（商品名MS200、製鉄化学(株)製）15部をトルエン
80部に溶解した。この液を上記電荷発生層上に塗
布して100℃で１時間の熱風乾燥をして16μ厚の
電荷輸送層を設けた。

作成した積層型感光ドラムを、ガリウムーアル
ミーヒ素半導体レーザー（発光波長780nm、出力
5mW）を有し、コロナ帯電器（帯電は負極性）、
現像器、転写帯電器、クリーナーを備えたレーザ
ープリンター実験機に付けて、画像出しを行なつ
た。その結果、ベタ画像部の画像濃度が均一で、
ライン画像もシヤープな画像が得られた。

実施例 ２ 実施例１と同様な方法で、導電層、下引層を塗
布し、その上に、実施例１と同じ電荷発生層組成
物中にシリコーン樹脂微粉末（商品名XC99−
301、東芝シリコーン(株)製）平均粒径4μのものを
ボールミルなどで粉砕し、平均粒径0.5μとしたも
の５部を加え、実施例１と同様な方法で分散した
液を塗布して、80℃で30分間乾燥して、4μ厚の
電荷発生層を設け、更にこの上に、実施例１と同
じ電荷輸送層を設けて電子写真感光体を作成し
た。

この感光体を、実施例１と同様な方法で、画像
出しを行なつた結果、ベタ画像部の画像濃度が均
一であり、またライン画像は、実施例１に比べや
や優れていた。

比較例 １ 電荷発生層においては、シリコーン樹脂を除い
た他は、実施例１と同様にして導電層、下引層、
電荷発生層、電荷輸送層の順に積層して、比較用
感光ドラムを作成した。

この比較用感光体を前記と同一のレーザープリ
ンター実験機に付けて画像を出したところ、ライ
ン画像は問題ないが、ベタ画像部に干渉による濃
淡むらを発生した。

比較例 ２ 電荷発生層中に、平均粒径0.8μの酸化亜鉛粉末
を加え、塗布後の膜厚を4μとした他は、実施例
１と同様に導電層、下引層、電荷発生層、電荷輸
送層の順で積層して、比較用感光ドラムを作成し
た。

この感光体を実施例１と同様な方法で、画像出
しを行なつた結果、ベタ画像部において、干渉に
よる濃度むらは見られないが、電荷発生層中に酸
化亜鉛を混入したことにより電荷が電荷発生層よ
り電荷輸送層へ注入し難くなるためか、感度低下
が生じ、画像が薄くなつてしまつた。

［発明の効果］ 本発明の電子写真感光体によれば、像露光・現
像後の干渉縞状の濃度むらが生ぜず、鮮明な電子
写真が得られる。

かかる効果は、特に、可干渉光、とりわけレー
ザー光を像露光用光源として用いる場合に顕著で
あり、レーザープリンター用電子写真感光体とし
て極めて有利に応用することができる。

しかも、感光体の基体や感光層の積層界面を粗
面化するなどの方法によらず表面状態は平滑であ
るので、欠陥が極めて少ない。

従つて画質が向上し、繰り返し耐久後の画像濃
度低下、感光ドラムへのトナー融着、ピンホール
の発生が起こらない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電子写真感光体の構成例お
よびレーザー光を入射したときの感光体内部での
レーザー光の経路を示す。第２図は、従来例の電
子写真感光体およびレーザー光を入射したときの
感光体内部でのレーザー光の経路を示す。 符号１は導電性支持体、２はシリコーン樹脂微
粉末入電荷発生層、２′は電荷発生層、３は電荷
輸送層、４は支持体、５は導電層、６はシリコー
ン樹脂微粉末、７は入射レーザー光、８は感光体
内部への入射レーザー光、９は導電性支持体表面
での反射光、１０はシリコーン樹脂微粉末入電荷
発生層で拡散されたレーザー光を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導電性支持体上に電荷発生層及び電荷輸送層
   を積層してなる電子写真感光体において、電荷発
   生層中にシリコーン樹脂微粉末を含有することを
   特徴とする電子写真感光体。 ２ 電子写真感光体が像露光用光源としてレーザ
   ー光を使用した電子写真法に適用される特許請求
   の範囲第１項記載の電子写真感光体。