JP2791208B2 - 電子写真感光体、それを用いた電子写真装置、装置ユニット及び画像形成方法 - 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、それを用いた電子写真装
置及び画像形成方法に関し、詳しくは反転現像に用いら
れたときにカブリや黒斑点（黒ポチ）などの画像欠陥の
ない高品位な画像を得られる電子写真感光体、それを用
いた電子写真装置及び画像形成方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、コンピュータ、ワープロ、フアクシミリ等の出
力装置としてレーザービームプリンタ、LEDプリンタ、L
CDプリンタ等の電子写真プリンタの需要が急速に高まっ
ている。

現在、これらのプリンタに主に用いられている電子写
真感光体は、有機光導電体を使用しており、その感光層
の基本的構成は、材料選択の許容巾、耐久性、電位安定
性、感度及び応答性等の様々な理由から、電荷発生物質
を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸
送層を有する、所謂機能分離型が多い。

この様な電子写真プリンタ、特にデジタル方式のプリ
ンタにおいては、画像入力を反転で行なうことが多く、
この場合、静電潜像の現像手段も反転現像となる。反転
現像においては静電潜像の暗部が画像の白地部分になる
ため、感光体基体からの注入キヤリアによる微細なスポ
ツト的な電位降下が白地のカブリや黒ポチ等の欠陥とな
って画像に顕著に現われ易いという問題点を有してい
る。

従来、これらのカブリや黒ポチなどの画像欠陥を防止
する代表的手段として、以下の方法が試みられていた。

支持体と電荷発生層との間にキヤリヤ注入防止効果の
ある下引層を設ける。

電荷輸送物質にキヤリヤのモビリテイーの低い材料を
用いる。

感光体をヒーターにより加熱する（高湿環境において
は、水分により電荷発生層や下引層の抵抗が下がるので
キヤリヤ注入が起こりやすくなるため）。

しかしながらいずれの方法も十分な効果を示さなかっ
たり弊害を伴うものであった。

一方、電子写真プリンタやデイジタル複写機の光源と
しては半導体レーザーが用いられることが多く、その発
振波長である780〜800nm付近に高い感度を有する電荷発
生物質としてオキシチタニウムフタロシアニンが注目さ
れている。オキシチタニウムフタロシアニンは高感度で
あるばかりでなく、優れた電子写真特性を有しており、
電子写真プリンタやデイジタル複写機の感光体に用いる
材料として好適であるが、上述の様な白地におけるカブ
リ発生を避けることは非常に困難であった。これは画像
の品位を著しく損なうものであるから、その改善が望ま
れている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は上記欠点を解消し、反転現像プロセス
においてもカブリの生じない高品位の画像を提供し得る
電子写真感光体、それを装着した電子写真装置及び画像
形成方法を提供することにある。

〔問題を解決するための手段〕

帯電手段及び反転現像手段を有する電子写真装置に用
いられる電子写真感光体において、該電子写真感光体が
導電性支持体、電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に有
し、該電荷発生層がオキシチタニウムフタロシアニンを
含有し、該オキシチタニウムフタロシアニンのCuKαの
Ｘ線回折におけるブラッグ角２θ±0.2゜が9.0゜、14.2
゜、23.9゜及び27.1゜に強いピークを有し、該電荷輸送
層の膜厚が22μｍ以上であることを特徴とする電子写真
感光体である。

また、本発明は、上記電子写真感光体を用いた電子写
真装置、装置ユニット及び画像形成方法である。

本発明においては、電荷輸送層の膜厚を従来よりも厚
くすることが必要である。その理由は定かではないが、
電荷輸送層の膜厚が厚い方が感光体にある大きさの表面
電位を印加した際に、膜厚が薄い場合に比較して、電界
強度を小さくすることができるので、前述の様な基体か
らのキヤリヤ注入が起きにくくなるからであると考えら
れる。また、他の理由として電荷輸送層の膜厚が厚い、
即ち、キヤリヤの移動距離が長ければ、キヤリヤが感光
体表面に到達する前に現像工程を終了させることが可能
となることも考えられる。

本発明における電荷輸送層の膜厚は、22μｍ以上が好
ましく、特には25μｍ以上が好ましい。

それに加えて、本発明においては静電潜像形成時の感
光体の暗部電位（以後「Vd」とする）を従来より低く設
定する。即ち、暗部電位を絶対値で600V以下に設定する
ことが好ましく、特には550V以下に設定することが好ま
しい。

従来Vdは一般的に絶対値として700V前後に設定される
ことが多かった。その理由のひとつとして、Vdをなるべ
く高く明部電位（以後「Vl」とする）をなるべく低く設
定し、両者間の電位差を十分にとることによって感光体
の繰返し使用や環境変動における電位変動のマージンに
余裕を持たせ安定した高コントラストの画像を得ること
が挙げられる。

しかしながら、本発明者は電荷発生物質としてのオキ
シチタニウムフタロシアニンは、十分な高感度を有する
ので、Vdを低く設定しても十分なコントラストが得られ
ると同時に、繰返し使用や環境変動に対しても電位変動
を極めて僅かしか示さず安定して良好な画像を得ること
ができることを見出したのである。

以上の様に、本発明はオキシチタニウムフタロシアニ
ンを含有する電荷輸送層を有する電子写真感光体におい
て、電気輸送層を厚くすること更には暗部電位を低く保
つことによる相乗効果の結果、初めてカブリや黒ポチな
どの画像欠陥を実質的に解消することができたのであ
る。

次に具体的な電子写真感光体の態様を説明する。

導電性支持体としては、支持体自体が導電性を備えた
もの、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、亜
鉛、ステンレス、バナジウム、モリブデン、クロム、チ
タン、ニツケル、インジウム、金や白金等を用いること
ができ、その他にアルミニウム、アルミニウム合金、酸
化インジウム、酸化錫、酸化インジウム−酸化錫合金等
を真空蒸着法により被膜形成した層を有するプラスチツ
ク、導電性粒子をプラスチツクや紙に含浸した支持体や
導電性ポリマーを有するプラスチツク等を用いることが
できる。

本発明においては導電性支持体と電荷発生層の中間
に、バリヤー機能と接着機能とを兼備した下引層を設け
ることもできる。

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−アクリル酸コポリマー、ポリビニ
ルブチラール、フエノール樹脂、ポリアミド類（ナイロ
ン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等）、ポリウレタン、ゼラチ
ン、酸化アルミニウム等によって形成できる。

下引層の膜厚は、0.1〜10μｍが好ましく、特には0.1
〜３μｍが好ましい。

更に、支持体と下引層との間に支持体の表面欠陥を補
う為の被覆を施すことや、画像入力がレーザー光の場合
には散乱による干渉縞防止することを目的とした導電層
を設けることができる。

この導電層はカーボンブラツク、金属粒子または金属
酸化物等の導電性粉体を適当な結着樹脂中に分散して形
成させることができる。導電層の膜厚は５〜40μｍが好
ましく、特には10〜30μｍが好ましい。

また、本発明の電子写真感光体は、感光体の表面に表
面保護層して、樹脂層や導電性樹脂層などを設けること
もできる。表面保護層の膜厚は0.1μｍ〜５μｍが好ま
しく、特には0.2μｍ〜３μｍが好ましい。

次に本発明に用いられる電荷発生物質であるオキシチ
タニウムフタロシアニンについて説明する。オキシチタ
ニウムフタロシアニンは下記構造式で一般に示される化
合物である。

（式中、X¹、X²、X³及びX⁴は各々独立的にCl又はBrを表
わし、ｎ、ｍ、ｌ及びｋは各々独立的に０〜４の数字を
表わす。） オキシチタニウムフタロシアニンの合成法や電子写真
特性に関する文献としては、例えば特開昭57−148745号
公報、同59−36254号公報、同59−44054号公報、同59−
31965号公報、同61−239248号公報及び同62−67094号公
報等がある。本発明においては、これらの開示に従って
得られたオキシチタニウムフタロシアニンを電荷発生物
質として用いることができる。

中でも、本発明に用いられる、CuKαのＸ線回折にお
けるブラツグ角２θ±0.2゜が9.0゜、14.2゜、23.9゜及
び27.1゜に強いピークを有するオキシチタニウムフタロ
シアニンは、非常に高感度であり、また抵抗も比較的低
くキヤリヤが注入され易い。

オキシチタニウムフタロシアニンを電荷発生層として
成膜するには、支持体への蒸着によるか、フエノール樹
脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ケイ素
樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ブチラール樹
脂、キシレン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、ポリアクリレート樹脂、飽和ポリエ
ステル樹脂またはフエノキシ樹脂等の結着樹脂液状物、
例えば溶液中にオキシチタニウムフタロシアニンを分散
された塗工液を塗布することによって行なうことができ
る。膜厚は0.05μｍ〜10μｍが好ましく、特には0.1μ
ｍ〜３μｍが好ましい。

電荷輸送物質としては、ピラゾリン系化合物、ヒドラ
ゾン系化合物、スチルベン系化合物、トリフエニルアミ
ン系化合物、ベンジジン系化合物またはオキサゾール系
化合物等の一般的なものを使用することができる。

これらを電荷発生層に関する項で述べたような結着樹
脂と共に溶剤に溶解して塗布することにより、電荷輸送
層を形成させることができる。

電荷輸送層の膜厚は前述したように、22μｍ以上、特
に好ましくは25μｍ以上に設定する。22μｍ未満の場合
には感光体に印加される電界強度が大きくなり過ぎるの
で、本発明の効果が得られ難い。

電荷輸送物質と結着樹脂との重量比率は1:3〜3:1、好
ましくは1:2〜2:1に設定する。電荷輸送物質が1:3より
も少なくなると電荷輸送能力の低下により、感度低下及
び残留電位上昇等をひき起こす。特に、本発明の如く電
荷輸送層の膜厚を厚く設定する場合には、キヤリヤが移
動しなければならない距離を長くすることは、モビリテ
イーの低下を招くので好ましくない。一方、電荷輸送物
質が3:1よりも多くなると、電荷輸送層の機械的強度低
下を来し、感光体の繰返し使用に対する耐久性の低下を
招くので好ましくない。

これらの各層の形成を行なうには、浸漬コーテイング
法、スプレーコーテイング法、ビームコーテイング法、
ブレードコーテイングまたはスピンナーコーテイング法
等の公知の塗布法を用いることができる。

次に電子写真装置における静電潜像形成プロセスにつ
いて説明する。

感光体を一様に帯電させる工程は通常、コロナ放電あ
るいはローラー状やブレード状の帯電部材を感光体に接
触させて帯電させる直接帯電によって行なわれる。この
時、電荷発生層から電荷輸送層へ、あるいは支持体から
電荷発生層を通じて電荷輸送層へキヤリヤが注入され、
その部分の表面電位を低下させることにより、反転現像
工程を経て白地の黒ポチ画像となる。本発明において
は、帯電工程は感光体上の暗部電位が600V以下、特に好
ましくは550V以下になるように設定される。

次に本発明に用いられるオキシチタニウムフタロシア
ニンの合成例を示す。

合成例１ α−クロルナフタレン100g中、ｏ−フタロジニトリル
5.0g、四塩化チタン2.0gを200℃にて３時間加熱攪拌し
たのち、50℃まで冷却して析出した結晶を濾別、ジクロ
ロチタニウムフタロシアニンのペーストを得た。次にこ
れを100℃に加熱したＮ、Ｎ′−ジメチルホルムアミド1
00mlで攪拌下洗浄、次いで60℃のメタノール100mlで２
回洗浄を繰返し、濾別した。更に、この得られたペース
トを脱イオン水100ml中80℃で１時間攪拌、濾別して青
色のオキシチタニウムフタロシアニン結晶を得た。収量
4.3g。

次にこの結晶を濃硫酸150gに溶解させ、200℃の脱イ
オン水1500ml中に攪拌下で適下して再析出させて濾過し
十分に水洗した後、非晶質のオキシチタニウムフタロシ
アニンを得た。

このようにして得られた非晶質のオキシチタニウムフ
タロシアニン4.0gをメタノール100ml中室温（22℃）
下、８時間懸濁攪拌処理し、濾別、減圧乾燥して低結晶
性のオキシチタニウムフタロシアニンを得た。

次に、このオキシチタニウムフタロシアニン2.0gにｎ
−ブチルエーテル40mlを加え、1mmφのガラスビーズと
共にミリング処理を室温（22℃）下20時間行なった。

この分散液より固形分を取り出し、メタノール、次い
で水で十分に洗浄、乾燥して本発明の新規な結晶のオキ
シチタニウムフタロシアニンを得た。収量1.8g。このオ
キシチタニウムフタロシアニンのＸ線回折図を第１図に
示す。図からわかるようにこのオキシチタニウムフタロ
シアニンは、CuKαのＸ線回折におけるブラツグ角２θ
±0.2゜が9.0゜、14.2゜、23.9゜及び27.1゜に強いピー
クを有している。

第２図に本発明の電子写真感光体を用いた一般的な転
写式電子写真装置の概略構成例を示す。

図において、１は像担持体としてのドラム型感光体で
あり軸1aを中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動さ
れる。該感光体１はその回転過程で帯電手段２によりそ
の表面に正または負の所定電位が形成されるように均一
な帯電を受け、次いで露光部３にて不図示の像露光手段
により光像露光Ｌ（スリツト露光・レーザービーム走査
露光など）を受ける。これにより感光体周面に露光像に
対応した静電潜像が順次形成されていく。

その静電潜像はついで反転現像手段４でトナー現像さ
れそのトナー像が転写手段５により不図示と給紙部から
感光体１と転写手段５との間に感光体１の回転と同期取
りされて給送された転写材Ｐの面に順次転写されてい
く。

像転写を受けた転写材Ｐは感光体面から分離されて像
定着手段８へ導入されて像定着を受けて複写物（コピ
ー）として機外へプリントアウトされる。

像転写後の感光体１の表面はクリーニング手段６にて
転写残りトナーの除去を受けて清浄面化され、更に前露
光手段７により除電処理されて繰り返して像形成に使用
される。

感光体１の均一帯電手段２としてはコロナ帯電装置が
一般に広く使用されている。また転写装置５もコロナ転
写手段が一般に広く使用されている。電子写真装置とし
て、上述の感光体や現像手段、クリーニング手段などの
構成要素のうち、複数のものを装置ユニツトとして一体
に結合して構成し、このユニツトを装置本体に対して着
脱自在に構成しても良い。例えば、帯電手段、現像手段
及びクリーニング手段の少なくとも１つを感光体と共に
一体に支持してユニツトを形成し、装置本体に着脱自在
に単一ユニツトとし、装置本体のレールなどの案内手段
を用いて着脱自在の構成にしても良い。このとき、上記
の装置ユニツトのほうに帯電手段及び／または現像手段
を伴って構成しても良い。

光像露光Ｌは、電子写真装置や複写機やプリンタとし
て使用する場合には、原稿からの反射光や透過光、ある
いは、原稿を読取り信号化し、この信号によりレーザー
ビームの走査、LEDアレイの駆動、または液晶シヤツタ
ーアレイの駆動などにより行なわれる。

フアクシミリのプリンタとして使用する場合には、光
像露光Ｌは受信データをプリントするための露光にな
る。第３図はこの場合の一例をブロツク図で示したもの
である。

コントローラ11は画像読取部10とプリンタ19を制御す
る。コントローラ11の全体はCPU17により制御されてい
る。画像読取部からの読取データは、送信回路13を通し
て相手局に送信される。相手局から受けたデータは受信
回路12を通してプリンタ19に送られる。画像メモリには
所定の画像データが記憶される。プリンタコントローラ
18はプリンタ19を制御している。14は電話である。

回線15から受信された画像（回線を介して接続された
リモート端末からの画像情報）は、受信回路12で復調さ
れた後、CPU17は画像情報の復号処理を行ない順次画像
メモリ16に格納される。そして、少なくとも１ページの
画像がメモリ16に格納されると、そのページの画像記録
を行なう。CPU17は、メモリ16より１ページの画像情報
を読み出しプリンタコントローラ18に復号化された１ペ
ージの画像情報を送出する。プリンタコントローラ18
は、CPU17からの１ページの画像情報を受け取るとその
ページの画像情報記録を行なうべく、プリンタ19を制御
する。

尚、CPU17は、プリンタ19による記録中に、次のペー
ジの受信を行なっている。

以上の様に、画像の受信と記録が行なわれる。

実施例１ 外径30mm×長さ260mmのAlシリンダー上に以下の材料
から構成される導電層用塗工液を浸漬法で塗布した後に
140℃で30分熱硬化して膜厚18μｍの導電層を形成させ
た。

以下、得に指定しない限り「部」は「重量部」であ
る。

・導電性顔料 酸化スズコート処理 酸化チタン 10部 ［商品名：クロノスECT−62（チタン工業製）］ ・抵抗調節用顔料 酸化チタン 10部 ［商品名：タイトーンSR−1T（堺化学製）］ ・結着樹脂 フエノール樹脂 10部 ［商品名:J−325（大日本インキ製）］ ・表面粗さ付与剤 球状シリコン樹脂粉末 1.5部 ［商品名：トスパール120（東芝シリコン製）］ ・溶剤 メタノール／メチルセロソルブ＝1/1 20部 次に、ポリアミド樹脂［商品名：アミランCM−8000
（東レ社製）］５％メタノール溶液を浸漬コーテイング
法で前記導電層上に塗布して膜厚１μｍの下引層を作成
した。

更に、前記合成例１にて合成したチタニルフタロシア
ニン10部、ポリビニルブチラール樹脂［商品名：エスレ
ツクBX−１（積水化学製）］４部及びシクロヘキサノン
200部を直径1mmのガラスビーズを収容したサンドルミル
装置で10時間混合分散し、これにテトラヒドロフラン50
0部を加えて下引層上に浸漬コーテイング法で塗布して
膜厚0.15μｍの電荷発生層を形成させた。

最後に電荷輸送層として下記構造式のスチルベン化合
物10部とビスフエノールＺ型ポリカーボネート樹脂［商
品名:Z−200（三菱瓦斯化学社製）］10部をモノクロル
ベンゼン45部及びジクロルメタン15部に溶解して塗工液
を作成した。この塗工液を電荷発生層上に浸漬コーテイ
ング法で塗布して膜厚26μｍの電荷輸送層を形成させ
た。

こうして作成した感光体を半導体レーザー光源を有
し、反転現像方式のレーザービームプリンタ［商品名:L
BP−SX（キヤノン製）］に装着し、Vdが−540Vとなるよ
うに帯電条件を設定し、Vlは−80Vとなるように設定し
た。またトナー現像は１成分ネガトナーのジヤンピング
方式で現像バイアスは−400Vとした。

このような条件でプリント画像を評価した結果を第１
表に示す。

〔発明の効果〕 以上のように、本発明によれば黒ポチなどの画像欠陥
のない画像の得られる電子写真感光体、電子写真装置、
装置ユニット及び画像形成方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は合成例１で得られたオキシチタニウムフタロシ
アニンのＸ線回折図を示す。 第２図は本発明の電子写真感光体を用いた電子写真装置
の概略構成例を示す。 第３図は本発明の電子写真感光体を用いた電子写真装置
をプリンタとして使用したフアクシミリのブロツク図を
示す。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−17066（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−37669（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−33860（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−33859（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−33858（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−33857（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−33856（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−33855（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−217360（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 5/06 G03G 5/043 G03G 15/06 G03G 13/06

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】帯電手段及び反転現像手段を有する電子写
   真装置に用いられる電子写真感光体において、該電子写
   真感光体が導電性支持体、電荷発生層及び電荷輸送層を
   この順に有し、該電荷発生層がオキシチタニウムフタロ
   シアニンを含有し、該オキシチタニウムフタロシアニン
   のCuKαのＸ線回折におけるブラッグ角２θ±0.2゜が9.
   0゜、14.2゜、23.9゜及び27.1゜に強いピークを有し、
   該電荷輸送層の膜厚が22μｍ以上であることを特徴とす
   る電子写真感光体。
2. 【請求項２】電子写真感光体、帯電手段及び反転現像手
   段を有する電子写真装置において、該電子写真感光体が
   導電性支持体、電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に有
   し、該電荷発生層がオキシチタニウムフタロシアニンを
   含有し、該オキシチタニウムフタロシアニンのCuKαの
   Ｘ線回折におけるブラッグ角２θ±0.2゜が9.0゜、14.2
   ゜、23.9゜及び27.1゜に強いピークを有し、該電荷輸送
   層の膜厚が22μｍ以上であり、該帯電手段が該電子写真
   感光体の表面に絶対値で600V以下の暗部電位を形成し得
   る帯電手段であることを特徴とする電子写真装置。
3. 【請求項３】電子写真感光体、帯電手段及び反転現像手
   段を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在である
   装置ユニットにおいて、該電子写真感光体が導電性支持
   体、電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に有し、該電荷
   発生層がオキシチタニウムフタロシアニンを含有し、該
   オキシチタニウムフタロシアニンのCuKαのＸ線回折に
   おけるブラッグ角２θ±0.2゜が9.0゜、14.2゜、23.9゜
   及び27.1゜に強いピークを有し、該電荷輸送層の膜厚が
   22μｍ以上であり、該帯電手段が該電子写真感光体の表
   面に絶対値で600V以下の暗部電位を形成し得る帯電手段
   であることを特徴とする装置ユニット。
4. 【請求項４】電子写真感光体の暗部電位が絶対値で600V
   以下になるように帯電し、該電子写真感光体の表面に静
   電潜像を形成し、形成された静電潜像を反転現像する画
   像形成方法において、該電子写真感光体が導電性支持
   体、電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に有し、該電荷
   発生層がオキシチタニウムフタロシアニンを含有し、該
   オキシチタニウムフタロシアニンのCuKαのＸ線回折に
   おけるブラッグ角２θ±0.2゜が9.0゜、14.2゜、23.9゜
   及び27.1゜に強いピークを有し、該電荷輸送層の膜厚が
   22μｍ以上であることを特徴とする画像形成方法。