JP2000231207A - 電子写真用感光体 - Google Patents

電子写真用感光体

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JP2000231207A
JP2000231207A JP11033828A JP3382899A JP2000231207A JP 2000231207 A JP2000231207 A JP 2000231207A JP 11033828 A JP11033828 A JP 11033828A JP 3382899 A JP3382899 A JP 3382899A JP 2000231207 A JP2000231207 A JP 2000231207A
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electric charge
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Haruo Kawakami
春雄 川上
Seizo Kitagawa
清三 北川
Hiroshi Yamaguchi
啓 山口
Ikuo Takagi
郁夫 高木
Shinichi Omokawa
真一 面川
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】導電性基体や電荷発生層の欠陥が印字画像に現
れることを防止し、安価で高画質である上に電気特性の
環境依存性が少ない電子写真用感光体を得る。 【解決手段】導電性基体上に電荷発生物質、電荷輸送物
質および樹脂バインダーを含む電荷発生層を設け、さら
に電荷輸送物質および樹脂バインダーを含む電荷輸送層
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は電子写真方式のプ
リンタなどに用いられる積層型の有機電子写真用感光体
に係り、特に電荷発生層の膜厚を大きくすることが可能
な電子写真用感光体に関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真用感光体は導電性基体上に光導
電機能を有する感光層を設けた構造を有する。電子写真
用感光体のうち、電荷の発生や輸送を担う機能成分とし
て有機化合物を用いる有機電子写真用感光体(OPC)
は、下地層(UCL)、電荷発生層(CGL)、電荷輸
送層(CTL)などの機能層を積層した積層型と、これ
らの機能を単一層で行う単層型が知られている。
【0003】現在多く用いられているOPCのほとんど
は、表面を負帯電して用いる積層型のものである。積層
型有機電子写真用感光体は、有機物質の選択性の幅が広
く機能設計が容易であり、生産性が高く、安全性に優れ
ているなどの利点から複写機をはじめとして各種プリン
タへの応用が近年活発に進められている。積層型におけ
る各層の厚さは、下地層が 4μm 以下、電荷発生層が
0.1〜0.3 μm 、電荷輸送層が 15 〜 40 μm の範囲に
あることが多い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の積
層型有機電子写真用感光体は、感光体として求められる
すべての要求性能を必ずしも充分に満足しているわけで
はない。即ち近年のプリンターに対する高画質化の要求
に伴い、感光体の欠陥に起因した黒点、白点等の点状欠
陥は極力抑制しなくてはならない。これらの不具合は、
材料や製造技術の改良にともない改善される傾向にはあ
るが完璧とは言えず生産面でも課題となっていた。なか
でも導電性基体に傷,ストリンガー等の欠陥がある場合
はこれが画像上の印字欠陥として現れる。これを軽減す
るには下地層(UCL)を厚くするか、基板の表面粗さ
を小さくするという手法がとられるが、前者は電気特性
の応答性,環境依存性に悪影響を及ぼすおそれがあり、
後者はコストアップの要因となるなどそれぞれに限界が
あった。
【0005】また従来の電荷発生層は 0.1〜0.3 μm 厚
さの極薄膜であるために電荷発生物質の凝集や異物混入
等による欠陥が生じやすく、これも画質への悪影響の一
因となっていた。この発明は上述の点に鑑みてなされそ
の目的は、導電性基体や電荷発生層の欠陥が印字画像に
現れることを防止し、安価で高画質である上に電気特性
の環境依存性が少ない電子写真用感光体を提供すること
にある。
【0006】
【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、導電性基体上に電荷発生物質、電荷輸送物質お
よび樹脂バインダーを含む電荷発生層を設け、さらに電
荷輸送物質および樹脂バインダーを含む電荷輸送層を設
けることにより達成される。
【0007】上述の発明において電荷発生層に含まれる
電荷輸送物質は正孔輸送物質と電子輸送物質の両者であ
ること、または電荷発生層の厚さが 1μm以上で10μ
m以下であることが有効である。
【0008】図1はこの発明の電子写真用感光体を示す
模式的断面図である。電子写真用感光体は導電性基体3
1、電荷発生層32、電荷輸送層34より構成される。図2
はこの発明の異なる電子写真用感光体を示す模式的断面
図である。
【0009】導電性基体31と電荷発生層32の間に下地層
33を設ける構成である。以下の議論では簡単のために下
地層33を設けない場合について考察するが、下地層33を
設けた場合も同様な議論が成立する。電荷発生層は、電
荷発生物質(または電荷発生材)と電荷輸送物質(また
は電荷輸送材)とバインダー等より構成されるが、一般
に電荷輸送物質とバインダーは溶剤に可溶であり層中に
均一に分布するのに対し、電荷発生物質は溶剤に不溶で
あるため、層中に粒子として分散した構造となってい
る。以下これを例として具体的に説明する。
【0010】先ず初めに感光体はコロナ放電等により高
電圧に帯電される。ついで光照射により電荷発生層内部
には、プラス電荷(正孔)とマイナス電荷(電子)が発
生する。発生した電荷の一部は再結合により消滅する
が、大部分の電荷は感光層に印加された電界により光電
流として基板および感光体表面へ移動して表面電荷を打
ち消す。このプロセスにより感光体表面の光照射を受け
た部分の電位が下がり、光照射を受けない部分は高電位
のまま残り、電気的潜像が形成される。この状態で中間
電位に帯電されたトナーを感光体表面に付着させると、
トナーは電位が下がった光照射を受けた部分に選択的に
付着する。このように形成されたトナー像を紙等に転
写、定着することにより、印刷が完了する。
【0011】例えば帯電電位がマイナスの負帯電型電子
写真用感光体について説明する。従来の積層型感光体の
電荷発生層は、電荷発生物質とバインダー樹脂より構成
されていたため、光照射により電荷発生物質で生じたプ
ラス電荷(正孔)とマイナス電荷(電子)のうち層界面
近傍の電荷のみが電荷輸送層や下地層へ輸送される。こ
のため電荷発生層は前述のように極薄膜である必要があ
った。これに対し本発明における電荷発生層では、光照
射により生じた正孔は電荷発生層内の正孔輸送物質と電
荷輸送層の正孔輸送物質を介して感光体表面に達して表
面電荷と結合する。また電子は電荷発生層内の電子輸送
物質を介して基板に達する。このようにして電荷発生層
の厚さを従来のものよりも厚くしても電荷発生層内の電
荷の移動が可能となる。具体的には必要とされる電気特
性にもよるが、0.5 μm 以上で10μm 以下の膜厚が使用
可能である。
【0012】また電荷発生層の厚さを厚くすると、前述
の電荷発生物質の凝集や異物混入等による欠陥が画像欠
陥として現れにくくなり、画質が著しく向上する。また
特に平均粗さが0.5 μm 以上の比較的粗い導電性基体で
も、電荷発生層が基板欠陥を被覆することで、画像欠陥
として現れなくなる。さらに下地層33を用いる場合も基
板欠陥を被覆する機能を考慮する必要がなく、厚さを薄
くすることができるため電気特性の環境依存性を改善で
きる。
【0013】
【発明の実施の形態】導電性基体としては、各種金属
(アルミニウム等)製円筒や導電性プラスチック製フィ
ルム等を用いることができる。また透明基板としては、
ガラスやアクリル,ポリアミド,ポリエチレンテレフタ
レート等の成形体,シート等に透明電極を付着したもの
を用いることができる。
【0014】下地層は高分子分散皮膜としてはカゼイ
ン,ポリビニルアルコール,ポリビニルアセタール,ナ
イロン,メラミン,セルロースなどの絶縁性高分子ある
いはポリチオフェン,ポリピロール,ポリアニリンなど
の導電性高分子あるいはこれら高分子に二酸化チタン,
酸化亜鉛等の金属酸化物粉末を含有させたものを用いる
ことができる。あるいは前記した導電性基体の表面をア
ルマイト化したもの,あるいは樹脂皮膜などによる下地
層にて表面修飾を施したものを用いることもデキる。
【0015】電荷発生層は主として電荷発生物質と電荷
輸送物質と樹脂バインダーからなり、電荷輸送層は主と
して電荷輸送物質と樹脂バインダーより構成される。電
荷発生物質としては、各種フタロシアニン化合物,アゾ
化合物,多環キノン化合物,およびこれらの誘導体を用
いることができる。
【0016】電荷輸送物質の具体例としては、正孔輸送
物質として各種ヒドラゾン,スチリル,スチルベン,ジ
アミン,ブタジエン,インド−ル化合物,及びこれらの
混合物がある。また電子輸送物質としては、各種ベンゾ
キノン誘導体,フェナントレンキノン誘導体,スチルベ
ンキノン誘導体,シアン誘導体等がある。
【0017】電荷発生層および電荷輸送層のバインダー
としては、膜強度ならびに耐刷性の面でポリカーボネー
トが現状では最も優れたものとして広く実用に供されて
いる。ポリカーボネートとしてはビスフェノ−ルA型,
ビスフェノ−ルZ型等および各種共重合体が挙げられ
る。このようなポリカーボネート樹脂の最適平均分子量
範囲は1万〜10万である。この他にはポリエチレン,
ポリフェニレンエーテルアクリル,ポリエステル,ポリ
アミド,ポリウレタン,エポキシポリビニルブチラー
ル,ポリビニルアセタール,フェノキシ樹脂,シリコー
ン樹脂,アクリル樹脂,塩化ビニル樹脂,塩化ビニリデ
ン樹脂,酢酸ビニル樹脂,ホルマール樹脂,セルロース
樹脂,またはこれらの共重合体およびこれらのハロゲン
化物,シアノエチル化合物を用いることができる。
【0018】
【実施例】実施例1 導電性基体は、アルミニウム合金(JIS3003) の円筒基体
を用い、導電性基体表面は引き抜きしたままで、平均表
面粗さは 0.5μm のものを用いた。電荷発生層に用いる
電荷発生物質は無金属フタロシアニン(結晶形χ型)を
濃度2.5%、正孔輸送物質は化学式1に示すスチルベン化
合物を濃度25% 、電子輸送物質は化学式2に示すスチル
ベンキノン誘導体を濃度15% 、酸化防止材は濃度 5% 、
樹脂バインダ−はビスフェノ−ルZ型ポリカ−ボネ−ト
(テイジン(株)製 TS2050)を残部として感光体を作製し
た。電荷発生層は、各部材を塩化メチレン溶剤に入れ、
分散機により混合、分散処理を行って塗液を作製し、デ
ィップ法により基体に塗布することにより形成した。電
荷発生層の膜厚は 5μm とした。電荷輸送層は、電荷発
生層の組成から電荷発生物質を除き同じ組成とし、同様
の塗布法により形成した。電荷輸送層の膜厚は20μm と
した。下地層は設けなかった。
【0019】感光体特性の評価は、帯電機構(スコロト
ロン方式),露光機構,転写機構(接触ローラー方式)
を備えたレ−ザ−ビ−ムプリンタ−に当該感光体を搭載
し、常温常湿(20℃,50RH)の雰囲気下で実施し
た。露光光源として、波長780nmで1μJ/cm2 の単
色レーザー光を用いた。初期帯電電位を600Vに設定
した後、上述の単色光を露光し、電気特性測定と画像評
価を行った。
【0020】画像評価は、A4サイズの紙上に現れた直径
0.2mmφ以上の点状欠陥の数をカウントした。また電気
特性の環境依存性の指標として、35℃,85%と10℃,40%の
環境下で露光し、次いで電位の差をとって評価を行っ
た。
【0021】
【化1】
【0022】
【化2】 実施例 2 電荷発生層の膜厚を 1μm 、電荷発生物質の濃度を12.5
% とした他はすべて実施例1と同様にして感光体を作製
した。
【0023】実施例 3 電荷発生層の膜厚を 1μm 、電荷発生物質の濃度を12.5
% 、正孔輸送物質としては化学式3に示すスチルベン化
合物、電子輸送物質としては化学式4に示すベンゾキノ
ン誘導体を用いる他はすべて実施例1と同様にして感光
体を作製した。
【0024】
【化3】
【0025】
【化4】 実施例 4 正孔輸送物質としては前述した化学式3に示すスチルベ
ン化合物、電子輸送物質としては前述した化学式4に示
すベンゾキノン誘導体を用いる他はすべて実施例1と同
様にして感光体を作製した。
【0026】実施例 5 電荷発生層の膜厚を10μm 、電荷発生物質の濃度を1.25
% 、正孔輸送物質としては前述した化学式3に示すスチ
ルベン化合物、電子輸送物質としては前述した化学式4
に示すベンゾキノン誘導体を用いる他はすべて実施例1
と同様にして感光体を作製した。
【0027】実施例 6 正孔輸送物質としては前述した化学式3に示すスチルベ
ン化合物、電子輸送物質としては前述した化学式4に示
すベンゾキノン誘導体、下地層として厚さ0.1μm のポ
リビニールアセタール樹脂( セキスイ化学 KS-1)膜を形
成した他はすべて実施例1と同様にして感光体を作製し
た。
【0028】比較例 1 電荷発生層の膜厚を0.8 μm 、電荷発生物質の濃度を1
5.6% とした他はすべて実施例1と同様にして感光体を
作製した。
【0029】比較例 2 電荷発生層の膜厚を0.5 μm 、電荷発生物質の濃度を25
% とし、下地層として、厚さ 1 μm のポリアミド樹脂
( ナイロン CM8000)膜を形成した他はすべて実施例1と
同様にして感光体を作製した。
【0030】比較例 3 電荷発生層の膜厚を0.2 μm 、電荷発生物質の濃度を63
% とし、下地層として、厚さ 1 μm のポリアミド樹脂
( ナイロン CM8000)膜を形成した他はすべて実施例1と
同様にして感光体を作製した。
【0031】比較例 4 電荷発生層の膜厚を0.2 μm 、電荷発生物質の濃度を63
% とし、下地層として、厚さ 0.5μm のポリアミド樹脂
( ナイロン CM8000)膜を形成した他はすべて実施例1と
同様にして感光体を作製した。 上記の実施例および比較例における画像評価等の結果を
表1に示す。
【0032】
【表1】 電荷発生層の厚さが 1μm 以上では画像欠陥は発生せ
ず、環境による明部電位の差も20V 以下である。これに
対して電荷発生層の厚さが 1μm 以下では画像欠陥が観
測された。また電荷発生層の厚さが 1μm 以下でも厚さ
1 μm 以上の下地層を付与すれば画像欠陥は減少する
が、環境による明部電位の差は30V 以上となる不具合が
見られた。
【0033】
【発明の効果】この発明によれば導電性基体上に電荷発
生物質、電荷輸送物質および樹脂バインダーを含む電荷
発生層を設け、さらに電荷輸送物質および樹脂バインダ
ーを含む電荷輸送層を設けるので、電荷発生層は膜厚を
大きくすることができ、導電性基体表面の欠陥や電荷発
生層中の電荷発生物質の凝集等の影響がなくなり、画質
の良好な電子写真用感光体が得られる。また電荷発生層
の膜厚が大きいと下引き層の膜厚を考慮する必要がなく
なり、環境依存性の少ない電子写真用感光体が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の電子写真用感光体を示す模式的断面
【図2】この発明の異なる電子写真用感光体を示す模式
的断面図
【符号の説明】
31 導電性基体 32 電荷発生層 33 下地層 34 電荷輸送層
フロントページの続き (72)発明者 山口 啓 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 高木 郁夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 面川 真一 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 Fターム(参考) 2H068 AA14 AA19 AA20 AA21 AA34 AA35 AA38 BA12 BA13 BA63 BA64

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性基体上に電荷発生物質、電荷輸送物
    質および樹脂バインダーを含む電荷発生層を設け、さら
    に電荷輸送物質および樹脂バインダーを含む電荷輸送層
    を設けてなることを特徴とする電子写真用感光体。
  2. 【請求項2】電荷発生層に含まれる電荷輸送物質が正孔
    輸送物質と電子輸送物質の両者である請求項1に記載の
    電子写真用感光体。
  3. 【請求項3】電荷発生層の厚さが 1μm以上10μm以
    下である請求項1に記載の電子写真用感光体。
JP11033828A 1999-02-12 1999-02-12 電子写真用感光体 Withdrawn JP2000231207A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006018267A (ja) * 2004-06-29 2006-01-19 Xerox Corp 光導電性部材
JP2007316097A (ja) * 2006-05-23 2007-12-06 Kyocera Mita Corp 積層型電子写真感光体及び画像形成装置

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