JP2001235883A - 電子写真感光体 - Google Patents

電子写真感光体

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JP2001235883A JP2000045692A JP2000045692A JP2001235883A JP 2001235883 A JP2001235883 A JP 2001235883A JP 2000045692 A JP2000045692 A JP 2000045692A JP 2000045692 A JP2000045692 A JP 2000045692A JP 2001235883 A JP2001235883 A JP 2001235883A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 白抜け発生の原因となる残留電位の少な
い、さらにモレアなど光干渉を受けにくい総合的に特性
の良い感光体を提供する。 【解決手段】 少なくとも導電性支持体、電荷発生層、
電荷輸送層を有する積層感光体において電荷発生層中に
純度が99重量%以上の高純度酸化チタンと電荷発生材
とを含有したものである。酸化チタンの平均粒径は0.
1μm以下がよい。又、電荷輸送層の塗工溶媒がTHF
であるとよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真感光体に
関し、得に反転現像方法にては白抜け発生の要因となる
残留電位の少ない、また繰返使用による感度変動の受け
にくい感光体を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電子写真方式を用いた情報処理シ
ステム機の発展は目覚ましいものがある。特に情報をデ
ジタル信号に変換して光によって情報記録を行う光プリ
ンターは、そのプリント品質、信頼性において向上が著
しい。
【0003】一方、カールソンプロセスおよび類似プロ
セスにおいてくり返し使用される電子写真感光体の条件
としては、感度、受容電位、電位保持性、電位安定性、
残留電位、分光特性に代表される静電特性が優れている
ことが要求される。その他、レーザー光干渉による異常
画像であるモアレ発生の少ない感光体が待望されてい
る。
【0004】特開昭63−298249にはモアレ防止
目的で酸化チタンと電荷発生物質を含有する層を有する
感光体が提示されている。しかしながら、該特許には電
気特性値の記載がなく、使用した酸化チタンがアルミ表
面処理したものであるため、我々の検討の結果、該特許
の酸化チタンでは感度変動防止効果がなかった。また特
開昭61−117558は電荷発生層に無機化合物粉体
を添加したものであるが目的が逆層感光体で耐摩耗性の
向上のためであり本特許とは異なる。
【0005】特開平05−249708は電荷発生層に
酸化チタン含有したものであるがいずれも表面処理した
酸化チタンを使用しているかアモルファス、アナタース
等別結晶型である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の感光体の場合、
電荷発生層は電荷発生材と樹脂が主成分として含有され
ることが多い。その場合、光照射後に電荷発生層に残留
する電荷、すなわち負帯電感光体で電荷輸送層がホール
輸送性の場合は電子が電荷発生層に残留し基盤電極側に
移動しにくい。そのためその箇所で残留電位が発生する
などの問題があった。また光干渉によるモアレ発生も問
題となっている。
【0007】本発明の目的は、特に反転現像方法にては
白抜け発生の要因となる残留電位の少ない、さらにモア
レなど光干渉の影響を受けにくい総合的に特性の良い感
光体を提供することにある。
【0008】
【課題を解決しようとする手段】本発明は下記の構成よ
りなる。 (1)少なくとも導電性支持体、電荷発生層、電荷輸送
層を有する積層感光体において電荷発生層中に純度が9
9重量%以上の高純度酸化チタンと電荷発生材とを含有
してなることを特徴とする電子写真感光体。 (2)平均粒径0.1μm以下の酸化チタンであること
を特徴とする前記(1)記載の電子写真感光体。 (3)電荷輸送層の塗工溶媒がテトラヒドロフランであ
ることを特徴とする前記(1)又は(2)記載の電子写
真感光体。 かかる構成により上記問題点が改良された。
【0009】以下、本発明の電子写真感光体を図面に沿
って説明する。図1は、本発明の電子写真感光体の構成
例を示す断面図であり、電荷発生材料を主成分とする電
荷発生層35と、電荷輸送材料を主成分とする電荷輸送
層37とが、積層されたものであり、図2はそれを逆層
としたものである。
【0010】導電性支持体31としては、体積抵抗10
10 Ω・cm以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニ
ウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金
などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化
物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状も
しくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、ある
いは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ス
テンレスなどの板およびそれらを、押し出し、引き抜き
などの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表
面処理した管などを使用することができる。また、特開
昭52−36016号公報に開示されたエンドレスニッ
ケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持
体31として用いることができる。
【0011】この他、上記支持体上に導電性粉体を適当
な結着樹脂に分散して塗工したものも、本発明の導電性
支持体31として用いることができる。この導電性粉体
としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、ま
たアルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、
銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズ、ITOなど
の金属酸化物粉体などがあげられる。また、同時に用い
られる結着樹脂には、ポリスチレン、スチレン−アクリ
ロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、
スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポ
リ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ
酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹
脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロー
ス樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラー
ル、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ
−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン
樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フ
ェノール樹脂、アルキッド樹脂などの熱可塑性、熱硬化
性樹脂または光硬化性樹脂があげられる。このような導
電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶
剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メ
チルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布するこ
とにより設けることができる。
【0012】さらに、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニ
ル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポ
リ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン
などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チュー
ブによって導電性層を設けてなるものも、本発明の導電
性支持体31として良好に用いることができる。
【0013】次に感光層について説明する。感光層は単
層でも積層でもよいが、説明の都合上、先ず電荷発生層
35と電荷輸送層37で構成される場合から述べる。
【0014】電荷発生層35は、電荷発生材料として電
荷発生材料及びバインダー樹脂を主成分とする層であ
る。本発明ではこの層に純度99%以上の酸化チタン粒
子を含有せしめるものである。これを添加すると残留電
位が減少するという利点を有することがわかった。
【0015】必要に応じて電荷発生層35に用いられる
結着樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキ
シ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコン樹
脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニル
ホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリス
ルホン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリアクリル
アミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノ
キシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸
ビニル、ポリフェニレンオキシド、ポリアミド、ポリビ
ニルピリジン、セルロース系樹脂、カゼイン、ポリビニ
ルアルコール、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。
中でも、ポリビニルブチラールに代表されるポリビニル
アセタールは良好に使用される。結着樹脂の量は、電荷
発生物質100重量部に対し0〜500重量部、好まし
くは10〜300重量部が適当である。
【0016】なお、電荷発生層における金属酸化物の量
は電荷発生材に対し1〜80%、好ましくは10〜70
%である。少なすぎると本特許の効果はなく多すぎると
感度低下が生ずる。
【0017】電荷発生材としては各種フタロシアニン顔
料、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペ
リレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、
キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、、ナ
フタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料等が挙げ
られ用いられる。
【0018】ここで用いられる溶剤としては、各種アル
コール、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケ
トン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキ
サン、エチルセルソルブ、酢酸エチル、酢酸メチル、ジ
クロロメタン、ジクロロエタン、モノクロロベンゼン、
シクロヘキサン、トルエン、キシレン、リグロイン等が
挙げられるが、特にケトン系溶媒、エステル系溶媒、エ
ーテル系溶媒が良好に使用される。塗布液の塗工法とし
ては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノ
ズルコート、スピナーコート、リングコート等の方法を
用いることができる。
【0019】電荷発生層35の膜厚は、0.01〜5μ
m程度が適当であり、好ましくは0.1〜2μmであ
る。
【0020】電荷輸送層37は、電荷輸送物質および結
着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発
生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。また、
必要により可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加
することもできる。
【0021】電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸
送物質とがある。電荷輸送物質としては、例えばクロル
アニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラ
シアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フ
ルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フル
オレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、
2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−
トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン
−4−オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェ
ン−5,5−ジオキサイド、ベンゾキノン誘導体等の電
子受容性物質が挙げられる。
【0022】正孔輸送物質としては、ポリ−N−ビニル
カルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリ
ルエチルグルタメートおよびその誘導体、ピレン−ホル
ムアルデヒド縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレ
ン、ポリビニルフェナントレン、ポリシラン、オキサゾ
ール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘
導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘
導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、
α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジ
アリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、9
−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジ
ビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘
導体、ブタジェン誘導体、ピレン誘導体等、ビススチル
ベン誘導体、エナミン誘導体等その他公知の材料が挙げ
られる。これらの電荷輸送物質は単独、または2種以上
混合して用いられる。
【0023】結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレ
ン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン
共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエ
ステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重
合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアレ
ート、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロ
ース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラー
ル、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ
−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン
樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フ
ェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性または熱硬
化性樹脂が挙げられる。
【0024】電荷輸送物質の量は結着樹脂100重量部
に対し、20〜300重量部、好ましくは40〜150
重量部が適当である。また、電荷輸送層の膜厚は5〜1
00μm程度とすることが好ましい。ここで用いられる
溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トル
エン、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロ
エタン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセ
トンなどが用いられる。特に残留電位の発生し易いテト
ラヒドロフラン使用塗工の場合に残留電位の低下に有効
であった。また、電荷輸送層には電荷輸送物質としての
機能とバインダー樹脂の機能を持った高分子電荷輸送物
質も良好に使用される。
【0025】本発明の感光体において電荷輸送層37中
に可塑剤やレベリング剤を添加してもよい。可塑剤とし
ては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレートなど
一般の樹脂の可塑剤として使用されているものがそのま
ま使用でき、その使用量は、結着樹脂に対して0〜30
重量%程度が適当である。レベリング剤としては、ジメ
チルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイ
ルなどのシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロア
ルキル基を有するポリマーあるいは、オリゴマーが使用
され、その使用量は結着樹脂に対して、0〜1重量%が
適当である。
【0026】本発明の感光体においては、導電性支持体
31と感光層との間に下引き層を設けることができる。
下引き層は一般には樹脂を主成分とするが、これらの樹
脂はその上に感光層を溶剤で塗布することを考えると、
一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であること
が望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアル
コール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶
性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等
のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹
脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポ
キシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が
挙げられる。また、下引き層にはモアレ防止、残留電位
の低減等のために酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化
ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示でき
る金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。
【0027】これらの下引き層は前述の感光層の如く適
当な溶媒、塗工法を用いて形成することができる。更に
本発明の下引き層として、シランカップリング剤、チタ
ンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用する
こともできる。この他、本発明の下引き層には、Al2
3を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン
(パリレン)等の有機物やSiO2、SnO2、Ti
2、ITO、CeO2等の無機物を真空薄膜作成法にて
設けたものも良好に使用できる。このほかにも公知のも
のを用いることができる。下引き層の膜厚は0〜5μm
が適当である。
【0028】本発明の感光体においては、感光層保護の
目的で、保護層が感光層の上に設けられることもある。
保護層に使用される材料としてはABS樹脂、ACS樹
脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリ
エーテル、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセター
ル、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレー
ト、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレン
テレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスル
ホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リイミド、アクリル樹脂、ポリメチルベンテン、ポリプ
ロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポ
リスチレン、AS樹脂、ブタジエン−スチレン共重合
体、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデ
ン、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。保護層にはそ
の他、耐摩耗性を向上する目的でポリテトラフルオロエ
チレンのような弗素樹脂、シリコーン樹脂、及びこれら
の樹脂に酸化チタン、酸化錫、チタン酸カリウム等の無
機材料を分散したもの等を添加することができる。保護
層の形成法としては通常の塗布法が採用される。なお保
護層の厚さは0.1〜10μm程度が適当である。ま
た、以上のほかに真空薄膜作成法にて形成したa−C、
a−SiCなど公知の材料を保護層として用いることが
できる。
【0029】本発明の感光体においては感光層と保護層
との間に中間層を設けることも可能である中間層には、
一般にバインダー樹脂を主成分として用いる。これら樹
脂としては、ポリアミド、アルコール可溶性ナイロン、
水溶性ポリビニルブチラール、ポリビニルブチラール、
ポリビニルアルコールなどが挙げられる。中間層の形成
法としては、前述のごとく通常の塗布法が採用される。
なお、中間層の厚さは0.05〜2μm程度が適当であ
る。
【0030】次に図面を用いて本発明の電子写真方法な
らびに電子写真装置を詳しく説明する。図3は、本発明
の電子写真プロセスおよび電子写真装置を説明するため
の概略図であり、以下に示すような変形例も本発明の範
疇に属するものである。
【0031】感光体1はドラム状の形状を示している
が、シート状、エンドレスベルト状のものであっても良
い。帯電チャージャー3、転写前チャージャー7、転写
チャージャー10、分離チャージャー11、クリーニン
グ前チャージャー13には、コロトロン、スコロトロ
ン、固体帯電器(ソリッド・ステート・チャージャ
ー)、帯電ローラを始めとする公知の手段が用いられ
る。
【0032】転写手段には、一般に上記の帯電器が使用
できるが、図に示されるように転写チャージャーと分離
チャージャーを併用したものが効果的である。
【0033】また、画像露光部5、除電ランプ2等の光
源には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンラン
プ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LE
D)、半導体レーザー(LD)、エレクトロルミネッセ
ンス(EL)などの発光物全般を用いることができる。
そして、所望の波長域の光のみを照射するために、シャ
ープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外
カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フ
ィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルター
を用いることもできる。
【0034】かかる光源等は、図3に示される工程の他
に光照射を併用した転写工程、除電工程、クリーニング
工程、あるいは前露光などの工程を設けることにより、
感光体に光が照射される。
【0035】さて、現像ユニット6により感光体1上に
現像されたトナーは、転写紙9に転写されるが、全部が
転写されるわけではなく、感光体1上に残存するトナー
も生ずる。このようなトナーは、ファーブラシ14およ
びブレード15により、感光体より除去される。クリー
ニングは、クリーニングブラシだけで行なわれることも
あり、クリーニングブラシにはファーブラシ、マグファ
ーブラシを始めとする公知のものが用いられる。
【0036】電子写真感光体に正(負)帯電を施し、画像
露光を行なうと、感光体表面上には正(負)の静電潜像が
形成される。これを負(正)極性のトナー(検電微粒子)
で現像すれば、ポジ画像が得られるし、また正(負)極性
のトナーで現像すれば、ネガ画像が得られる。かかる現
像手段には、公知の方法が適用されるし、また、除電手
段にも公知の方法が用いられる。
【0037】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例を挙げて説
明するが、本発明が実施例により制約を受けるものでは
ない。なお、部はすべて重量部である。
【0038】実施例1 アルミニウム板上に下記組成の下引き層塗工液を塗布乾
燥し約5ミクロンの下引き層を作製した。 ◎下引き層塗工液 酸化チタン(商品名CR-EL,石原産業(株)製)粉末 40部 アルキド樹脂 6部 メラミン樹脂 4部 2−ブタノン 50部
【0039】この上に下記電荷発生層塗工液で電荷発生
層を塗布した。 ◎電荷発生層塗工液 チタニルフタロシアニン粉末 1部 (X線回折図で2θ=27.2°にピークを有するもの) 無表面処理高純度酸化チタン(高純度品) (商品名CR-EL,石原産業(株)製) 1部 2%ポリビニルブチラール樹脂メチルエチルケトン溶液 50部 メチルエチルケトン 60部 の組成で60分の振動ミリング機による分散後に メチエチルケトン 100部 を追加しさらに30分追加分散した。
【0040】この上に下記組成の電荷輸送層塗工液にて
約15μm厚さの電荷輸送層を作製した。 ◎電荷輸送層塗工液 ポリカーボネート 25部 下記構造式の電荷輸送物質 25部
【0041】
【化1】 テトラヒドロフラン 250部 シリコーンオイル 0.03部
【0042】実施例2 実施例1における電荷発生層塗工液に加える酸化チタン
を表1−1の種類に変更した。
【0043】比較例1 実施例1において電荷発生層塗布液に酸化チタンを添加
しないでチタニルフタロシアニン添加量を2部とし、電
荷発生層の膜厚を約1/2とした。
【0044】
【表1】
【0045】次にこうして得られた積層型電子写真感光
体の可視域での感度を調べるためこの感光体に静電複写
紙試験装置((株)川口電気製作所製)を用いて暗所で
−6kvのコロナ放電を20秒間行って帯電させた後の
電位Vm(V)を測定し,さらに20秒間暗所にて放置
したのち表面電位V0(V)を測定した。ついで780
nmの単色光を感光体表面で5μW/cm2となる光量
で照射し−800ボルトからの電位が1/5になるまで
の露光量E1/5(μJ/cm2)を算出した。また露光後
30秒後の残留電位V30(V)を調べた。また5.6μ
Aの電流で−800Vとなるような光量で15分間疲労
後の結果も示した。その結果を表1−2に示す。
【0046】
【表2】
【0047】表1−2の結果から酸化チタンを電荷発生
層に添加することにより酸化チタンの種類によらず残留
電位(V30)が低下している。これは電荷発生後に生じ
たマイナス電荷が速やかに電極側に抜けるようになった
ためと考えられるが定かでない。
【0048】一方、酸化チタンの種類でいえば無表面処
理(高純度品)の方が比較例の表面処理品に比べて残留
電位が少ない。一方、小粒径酸化チタンは膜が透明なた
めか感度が高いという利点がある。しかし粒径が小さい
ためモアレ防止効果は劣る。それぞれ利点、欠点がある
が残留電位防止効果は有する。
【0049】このようにしてなる電子写真感光体をアル
ミドラム上に作製し図3に示す電子写真プロセスに装着
し画像出しを行った。その結果、良質の画像が得られ
た。
【0050】
【発明の効果】本発明によれば、特に反転現像方法にて
は白抜き発生の要因となる残留電位の少ない、さらにモ
アレなど光干渉の影響を受けにくい総合的に特性の良い
感光体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子写真感光体の構成例を示す断面図
である。
【図2】図1を逆層とした構成例を示す断面図である。
【図3】本発明の電子写真プロセスおよび電子写真装置
を説明するための概略図である。
【符号の説明】
1 感光体 2 除電ランプ 3 帯電チャージャー 5 画像露光部 6 現像ユニット 9 転写紙

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも導電性支持体、電荷発生層、
    電荷輸送層を有する積層感光体において電荷発生層中に
    純度が99重量%以上の高純度酸化チタンと電荷発生材
    とを含有してなることを特徴とする電子写真感光体。
  2. 【請求項2】 平均粒径0.1μm以下の酸化チタンで
    あることを特徴とする請求項1の電子写真感光体。
  3. 【請求項3】 電荷輸送層の塗工溶媒がテトラヒドロフ
    ランであることを特徴とする請求項1又は2の電子写真
    感光体。
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