JP2001060011A

JP2001060011A - 電子写真用感光体

Info

Publication number: JP2001060011A
Application number: JP11235449A
Authority: JP
Inventors: Haruo Kawakami; 春雄川上
Original assignee: Fuji Electric Imaging Device Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Imaging Device Co Ltd
Priority date: 1999-08-23
Filing date: 1999-08-23
Publication date: 2001-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】内面露光型の有機電子写真用感光体におい
て、画像欠陥が少なく、高感度で、かつ、感光体特性の
環境依存性が少ない電子写真用感光体を提供する。【解決手段】光透過性の導電性基体上に感光層を設け
てなる内面露光型の有機電子写真用感光体において、該
感光層が、電荷発生材と、正孔輸送材と、電子輸送材
と、樹脂バインダーとを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式のプ
リンターなどに用いられる電子写真用感光体（以下、単
に「感光体」とも称する）に関し、特には、内面露光型
の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基本構造とす
る。このうち、電荷の発生や輸送を担う機能成分として
有機化合物を含有する有機電子写真用感光体（ＯＰＣ）
では、下地層（ＵＣＬ）や、電荷発生層（ＣＧＬ）、電
荷輸送層（ＣＴＬ）などの機能層を積層してなる積層型
のものと、これらの機能を単一層で担う単層型のものと
が知られている。

【０００３】現在多く用いられている有機電子写真用感
光体のほとんどは、上記機能を各層に分離させて用いる
積層型のものである。これに対し、単層型の有機電子写
真用感光体は、生産性が高く、コスト的にも有利である
等の特徴を有するものの、一般に有機物がマイナス電荷
を輸送しにくいということから、正帯電方式で多く用い
られるが、一般的な負帯電方式で用いられる例はない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、内面露光方式
は、光透過性の円筒形基板を用い、ＬＥＤ等の露光光源
をドラム内に収納することにより、感光体内部の省スペ
ース化を図るものである。複数の露光光源を用いること
によりカラー化への対応も容易であることから、現在、
この内面露光方式についての検討が進められている。

【０００５】従来、一般に、かかる方式に用いられる感
光体は、ガラスまたは透明プラスチックからなる円筒形
基体の外表面にＩＴＯ等の透明導電膜を形成し、その上
に感光層を形成して作製されている。通常用いられる積
層型感光体は、前述のように、下地層と、電荷発生層
と、電荷輸送層とからなるものである。従ってこの場
合、露光光は基体、透明導電膜および下地層を介して電
荷発生層に至るため、基体、透明導電膜および下地層に
は、高い光透過性を有することが求められる。

【０００６】ところで、下地層に求められる機能には、
一般的に以下のものがある。基板欠陥をカバーして、均一な電荷発生層を形成す
る。基板欠陥により電荷発生層が不均一になると、電荷
発生に濃淡が生じ、顕著な場合には黒点、白点等の画像
欠陥として現れる。基板の粗さは、通常０．１μｍ以上
（Ｒｍａｘ）であるため、下地層の厚さは最低０．１μ
ｍ以上、好ましくは１．０μｍ以上であることが望まし
い。正孔のブロッキングとして作用する。これについて
は、主として下地層と、基板および電荷発生層との界面
の作用が重要なため、下地層の膜厚についての制限はな
い。露光光により生じた電荷のうち、電子を輸送する。基体と電荷発生層との密着性を確保する。

【０００７】上記の機能を満足するために下地層の膜
厚を大きくすると、の電子輸送能力が低下する。特
に、電子輸送能力の低下しやすい低温環境下では、明部
電位が十分に低下せず、明部電位の環境依存が大きくな
るという不具合が顕著となる。このため、一般的には下
地層中に導電助剤として電子輸送性物質を添加すること
があるが、これらの多くは下地層を着色したり、光散乱
を引き起こす等により下地層の光透過性を低下させるた
め、内面露光型の感光体として用いた場合には、感度低
下、解像度低下等の不具合を生ずる。

【０００８】そこで本発明の目的は、内面露光型の有機
電子写真用感光体において、画像欠陥が少なく、高感度
で、かつ、感光体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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の電子写真用感光体は、光透過性の導電性基
体上に感光層を設けてなる内面露光型の有機電子写真用
感光体において、該感光層が、電荷発生材と、正孔輸送
材と、電子輸送材と、樹脂バインダーとを含むことを特
徴とするものである。

【００１０】本発明においては、前記導電性基体と前記
感光層との間に、厚さ０．１μｍ以下の光透過性下地層
が形成されてなることが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】最初に、本発明の作用効果につい
て説明する。電荷発生材、正孔輸送材、電子輸送材、お
よび樹脂バインダーを含む単層型感光体は、従来、正帯
電型として用いられるのが一般的であった。かかる単層
型感光体の代表的な構成は、導電性基体１１と、感光層
１２とからなるものである（図２（ａ））。また、場合
によっては、導電性基体１１と感光層１２との間に下地
層１３を設ける場合もある（図２（ｂ））。

【００１２】以下においては、簡単のために、まず、下
地層１３を設けない場合について考察する。感光層内部
は、電荷輸送材と樹脂バインダー中に、電荷発生材が粒
子として分散した構造となっている。即ち、感光体はま
ず、コロナ放電等により高電圧に帯電される。次いで、
光照射により、感光層内部には、プラス電荷（正孔）お
よびマイナス電荷（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
層に付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となり、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、定着させること
により、印刷が完了する。

【００１３】露光による電荷の発生は、正帯電単層型有
機感光体の場合には、感光層表面で最も大きく、入射光
の吸収に伴い深さ方向に減衰する。正孔については、基
板の負電荷と再結合するため、移動距離は感光層の膜厚
Ａとなり、また一方、電子については、感光層表面の正
電荷と再結合するため、移動距離は入射光の透過深さＢ
となる。通常の単層型においては、光吸収性の電荷発生
材を含むために、透過深さＢは、感光層の膜厚Ａに比し
て十分小さい。現在までのところ、電子輸送材の機能
は、正孔輸送材に比して移動度等の性能的には低いもの
であるが、電子の移動距離（透過深さＢ）が小さいため
に、実用上の機能を満足している。

【００１４】前述の積層型の下地層に期待される〜
の機能のうち、光照射により生じた電子の輸送能力に
ついては、単層型感光体においては、含有する電子輸送
材により達成される。また、の基板欠陥についても、
電荷発生が感光層全体で可能なため、仮に、等の理
由で下地層が必要な場合でも、厚さは最大０．１μｍ以
下の極薄とすることが可能であり、感度や環境特性に悪
影響を及ぼさないようすることができる。

【００１５】以下、本発明の具体的構成について、図面
を参照しながら説明する。図１（ａ）は、本発明の感光
体の一例を示す模式的断面図であり、光透過性基体４上
に透明導電膜５を形成し、更に感光層２を積層した単層
型電子写真用感光体である。また、図１（ｂ）は、透明
導電膜５上に下地層３を設けてから感光層２を形成した
本発明の感光体の他の一例を示す。

【００１６】尚、上記したように、従来、単層型感光体
は、正帯電で用いるのが一般的であったが、本発明の単
層型感光体においては、内面露光型であるために基板側
から光が入射し、基板近傍で電荷が発生することから、
帯電としては負帯電型で行うのが好適である。

【００１７】光透過性基体４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、シート材等に、透明電極を付与したものを用いるこ
とができる。

【００１８】本発明においては、下地層３は必要に応じ
て適宜設けることができるが、光透過性を有しているこ
とが必要である。かかる下地層３には、高分子分散皮膜
の材料としては、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、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン等の
高分子を用いることができる。また、好適には、厚さ
０．１μｍ以下とする。

【００１９】本発明においては、感光層２が、少なくと
も電荷発生材と、電荷輸送材としての正孔輸送材および
電子輸送材と、樹脂バインダーとを含有することが必要
である。かかる電荷発生材としては、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
らの誘導体等を用いることができ、感光層に対して、好
適には０．５〜２．０重量％含有させる。

【００２０】また、電荷輸送材の具体例としては、正孔
輸送材としては各種ヒドラゾン、スチリル、ジアミン、
ブタジエン、インドール化合物、およびこれらの混合物
等を挙げることができ、電子輸送材としては、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
ベンキノン誘導体等が挙げられる。これら電荷輸送材の
好適含有量は、正孔輸送材については２０〜４０重量
％、また、電子輸送材については５〜３０重量％の範囲
内である。

【００２１】尚、感光層２には、酸化防止剤等の各種添
加剤を適宜含有させることができ、その含有量として
は、感光層に対して好ましくは１０重量％以下、より好
ましくは５重量％以下とする。

【００２２】感光層の樹脂バインダーとしては、膜強度
および耐刷性の面で、ポリカーボネートが現状最も優れ
た材料系として広く実用に供されている。かかるポリカ
ーボネートとしては、ビスフェノールＡ型やビスフェノ
ールＺ型等、および各種共重合体を挙げることができ、
また、そ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
等を用いることができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に
説明する。実施例１光透過性基体としてのアクリル樹脂の円筒基体を用い
て、この表面にＩＴＯの塗布膜を形成した。この塗布膜
上に、下地層としての厚さ０．０６μｍのポリビニルア
セタール樹脂（積水化学（株）製、エスレックＫＳ−
１）膜を塗布形成した。感光層は、電荷発生材としての
無金属フタロシアニン（結晶形χ型）を１．５重量％
と、正孔輸送材としての下記式（１）、に示す材料２５重量％と、電子輸送材としての下記式
（２）、に示す材料１５重量％と、酸化防止剤５重量％とし、残
りの組成を樹脂バインダーとしてのビスフェノールＺ型
ポリカーボネート（テイジン（株）製、ＴＳ２０５０）
として、膜厚は２７μｍで形成し、感光体を作製した。

【００２４】実施例２下地層を形成しない以外は、すべて実施例１と同一材
料、同一条件にて、感光体を作製した。

【００２５】実施例３無金属フタロシアニンを１．０重量％、正孔輸送材を３
０重量％、電子輸送材を２０重量％、膜厚を３０μｍと
した以外は、すべて実施例１と同一材料、同一条件にて
感光体を作製した。

【００２６】実施例４透明導電膜をスパッタ法で形成した以外は、すべて実施
例１と同一材料、同一条件にて感光体を作製した。

【００２７】比較例１感光層として積層型を用い、下地層としてのポリアミド
系樹脂（東レ（株）製、アミランＣＭ８０００）膜を厚
さ０．１μｍで塗布形成し、電荷発生層を電荷発生材と
しての無金属フタロシアニン（結晶形χ型）と樹脂バイ
ンダーとしてのポリビニルアセタール樹脂（積水化学
（株）製、エスレックＫＳ−１）とを１：１で混合して
膜厚０．２μｍで塗布形成し、次いで、電荷輸送層を、
正孔輸送材としての前記式（１）の材料と、樹脂バイン
ダーとしてのビスフェノールＺ型ポリカーボネート（テ
イジン（株）製、ＴＳ２０５０）とを１：１で混合して
膜厚２５μｍで塗布形成した以外は、すべて実施例１と
同一材料、同一条件にて感光体を作製した。

【００２８】比較例２下地層の厚さを１．０μｍとした以外は、すべて比較例
１と同一材料、同一条件にて感光体を作製した。

【００２９】比較例３下地層中に酸化スズで被覆した酸化チタン粒子を分散
し、厚さを３．０μｍとした以外は、比較例１と同一材
料、同一条件にて感光体を作製した。

【００３０】上記実施例および比較例で作製した感光体
について、以下に示すようにして電気特性評価を行っ
た。感光体特性の評価は、帯電機構と、露光機構と、除
電機構とを備えた内面露光方式のＬＥＤプリンターに各
感光体を搭載して、常温常湿（温度２０℃、湿度５０
％）の雰囲気下で実施した。露光光として、波長６８０
ｎｍで１μＪ／ｃｍ^２の単色光を用いた。初期帯電電位
を６００Ｖに設定した後、かかる単色光を露光し、画像
評価および露光部電位（明部電位）の測定を行った。画
像評価は、Ａ４サイズの用紙上に現れる、直径０．２ｍ
ｍ以上の黒点および白点の数を測定することによって行
った。また、明部電位の環境依存性は、温度５℃および
２０℃での明部電位の差を測定することによった。

【００３１】上記実施例および比較例の感光体について
の画像評価、および電気特性評価の結果を、下記表１に
示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】上記表１の結果から、光透過性を有する導
電性基体上に単層型の感光層を形成し、厚さが０．１μ
ｍ以下の光透過性下地層を形成した感光体（実施例１〜
４）では、画像欠陥がなく、明部電位は１５０Ｖ以下で
あり、環境依存性も３０Ｖ以下に抑制される等、感光体
として十分な機能を有するのに対し、積層型の感光層を
形成した比較例においては良好な特性が得られないこと
が明らかとなった。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、内面露光型の有機電子
写真用感光体において、画像欠陥が少なく、高感度で、
かつ、感光体特性の環境依存性が少ない有機電子写真用
感光体を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）下地層を設けていない場合の本発明の内
面露光型の単層型電子写真用感光体の模式的断面図であ
る。（ｂ）下地層を設けた場合の本発明の内面露光型の単層
型電子写真用感光体の模式的断面図である。

【図２】（ａ）下地層を設けていない場合の単層型電子
写真用感光体の模式的断面図である。（ｂ）下地層を設けた場合の単層型電子写真用感光体の
模式的断面図である。

【符号の説明】

１１導電性基体２、１２感光層３、１３下地層４光透過性基体５透明導電膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光透過性の導電性基体上に感光層を設け
てなる内面露光型の有機電子写真用感光体において、該
感光層が、電荷発生材と、正孔輸送材と、電子輸送材
と、樹脂バインダーとを含むことを特徴とする電子写真
用感光体。
【請求項２】前記導電性基体と前記感光層との間に、
厚さ０．１μｍ以下の光透過性下地層が形成されてなる
請求項１記載の電子写真用感光体。