JPH0259457B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子写真感光体に関し、特にレーザ
ープリンター用電子写真感光体に関するものであ
る。

従来、レーザーを光源とする電子写真方式プリ
ンタの感光体としては、セレン、セレン系合金、
硫化カドミウム樹脂分散系、ポリビニルカルバゾ
ールとトリニトロフルオレノンとの電荷移動錯体
などが用いられてきた。またレーザーとしてはヘ
リウム−カドミ、アルゴン、ヘリウム−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かくするために
0.1〜5μｍ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
に帰因している。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〜
30μｍである。このような積層型感光体を用い、
レーザープリンタ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
濃度ムラが現われた。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を生じたも
のによると考えられる。積層型電子写真感光体
は、第２図のように金属の導電性基体１の上に、
電荷発生層２と電荷輸送層３とが積層された構成
になつている。この積層型感光体にレーザー光６
（発光波長は半導体レーザーで約780nｍ、ヘリウ
ム−ネオンレーザーで約630nｍ）が入射した場
合、反射の大きい電荷輸送層３の表面での反射光
７と、電荷輸送層３に浸入した浸入光８が金属の
導電性基体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、すなわち電荷輸送層３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る）ndが
λ／４の奇数培のときは反射光が極小、すなわち
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0.2μｍ以上の厚みムラは避けられな
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の厚みムラに対応して前記の干渉
条件が変化し、電荷発生層２でのレーザー光の吸
収量の場所ムラが生じ、それがベタ画像の濃度の
干渉縞状のムラ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ムラの幅が変わ
り、平均化されて見えなくなる。

本発明の目的は、前述の欠点を解消した電子写
真感光体を提供することにある。

本発明の別の目的は、干渉縞状の濃度ムラの発
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。

本発明の別の目的は、電荷発生層と導電性基体
との接着性を向上させた電子写真感光体、特にレ
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。

本発明の目的は、750nｍ以上の発光波長を有
する半導体レーザーに対して高感度の電子写真感
光体を提供することにある。

本発明のかかる目的は、レーザー光に対する反
射率を10％以下としたアルミニウム基体上に電荷
発生層と電荷輸送層からなる積層構造を有する感
光層を設けた電子写真感光体により達成される。

本発明で用いる導電性基体の好ましい具体例
は、レーザー光に対する反射率が10％以下である
着色アルマイト処理したアルミニウムである。

以下、本発明を図面に従つて説明する。

第１図は、本発明のレーザープリンター用電子
写真感光体の断面図である。

本発明の感光体は、第１図に示す様に、導電性
基体１の上に電荷発生層２と電荷輸送層３が積層
された構成のものである。導電性基体１はレーザ
ー光に対する反射率が10％以下の着色アルマイト
層４をアルミニウム５に有している。着色アルマ
イト処理をしていないアルミニウムの可視光およ
び近赤外光に対する反射率は80％程度である。そ
れに対して本発明のレーザー光に対する反射率が
10％以下の着色アルマイト処理アルミニウム基体
を用いると、電荷移動層３に侵入し、電荷発生層
２で吸収され、導電性基体１で反射され、再び電
荷発生層２で吸収されて、電荷輸送層３の表面に
もどつてくるレーザー光は、強度が小さくなり、
電荷輸送層３の表面での反射光との干渉効果は大
幅に小さくなる。反射率の10％以下という値は、
数多くの実験検討をおこなつた結果、実用上問題
のない程度、均一な濃度の得られたという意味
で、干渉効果がなくなるわけではない。

本発明の導電性基体１としては着色アルマイト
処理層４を有するアルミニウム５を用いる。導電
性基体１の形状としては、アルミ、シリンダ、ア
ルミはく、アルミはくをプラスチツクシートに接
着したものなどを用いることができる。着色アル
マイト処理法には、自然発色法、染料着色法、電
解着色法などの方法があり、これらの方法を用い
ることができる。自然着色法にはアルミニウムを
陽極酸化するときの電解浴の温度、電解時間、電
源波形、電解質として用いる酸の種類によつて異
なつた色に着色する方法とアルミニウム合金中の
予じめ添加されている元素により、陽極酸化した
時に発色させる合金発色法がある。塗料着色法
は、アルミニウムを陽極酸化して陽極酸化皮膜を
形成したのち、有機染料または無機染料の溶液中
に浸漬して着色する方法で、耐光性向上のためさ
らに封孔処理をおこなうのが通例である。電解着
色法は、電解液に金属塩を添加して陽極酸化をお
こなうか、あるいは陽極酸化皮膜を形成したの
ち、金属塩を添加した電解液で電解することによ
り着色する方法である。

本発明に用いる積層型感光体の電荷発生層２は
電荷発生物質を単独で、あるいはポリマーと混合
した系で形成する。電荷発生物質としてはモノア
ゾ顔料、ジスアゾ顔料、キノシアニン顔料、ペリ
レン顔料、フタロシアニン顔料、スクアリン酸誘
導体染料、ビリリウム系色素、ポリビニルカルバ
ゾルとトリニトロフルオレノンとの電荷移動錯体
などの有機物が用いられる。また非晶質セレン、
セレン系合金、硫化カドミウム、非晶質シリコン
などの無機物も用いられる。この電荷発生層２の
膜厚は、5μｍ以下、好ましくは0.01〜1μｍであ
る。本発明に用いる電荷輸送層３も電荷輸送物質
を単独で、あるいはポリマーと混合した系で形成
する。電荷輸送物質としては、ポリビニルカルバ
ゾール、ピラゾリン誘導体、ヒドラゾン誘導体、
オキサジアゾール誘導体、トリフエニルメタン誘
導体、トリフエニルアミン、トリニトロフルオレ
ノンなどが用いられる。この電荷輸送層３の膜厚
は２〜100μｍで、好ましくは５〜30μｍである。

本発明によれば、レーザー光に対して光導電性
を有する層、すなわち電荷発生層が5μｍ以下、
さらに具体的には0.01〜1μｍ程度の薄層で、しか
も電荷輸送層の表面が0.2μｍ以上の厚みムラをも
つていても、干渉縞状の画像ムラを防止できさら
に導電性基体と電荷発生層との接着性を向上でき
る利点を有している。

以下、本発明を実施例に従つて説明する。

尚、反射率はJIS Ｚ−8741に基づいて測定し
た。具体的には、光沢度計（日本電色工業 VG
−10）を用い、入射角及び受光角を60゜に設定し、
更に、光源に分光フイルターをかけて任意の光波
長に設定した。サンプルがシリンダーのため、サ
ンプルと同径のアルミニウムシリンダーにアルミ
ニウム蒸着ポリエチレンテレフタレートフイルム
を巻き付け、試料台にセツトしてスタンダードア
ジヤストを100に調整する。

次に、試料台に０−アジヤストカツプをセツト
して０に調整した後、サンプルを試料台にセツト
し、表示された値を読む。

この操作を３回繰り返し、得られた値の平均値
をもつてサンプルの反射率とした。

実施例 １ トリクロルエチレンで超音波洗浄した鏡面アル
ミシリンダ上に、15wt％硫酸水溶液（液晶20℃）
中で15V定電圧電解を20分間おこなつて陽極酸化
皮膜を形成した。陽極酸化皮膜の膜厚は9μｍで
あつた。この硫酸アルマイト処理アルミシリンダ
を30ｇ／NisO₄・6H₂Oと30ｇ／H₃BO₃との
混合水溶液中で、交流実効電圧12.5Vの定電圧電
解により、５分間電解着色した。この着色アルマ
イト処理アルミシリンダの分光反射率を測定した
ところ、750nｍで７％であつた。

次にε型銅フタロシアニン（東洋インク社製；
リオノールブルーES）１重量部とブチラール樹
脂（積水化学社製；エスレツクBM−２）１重量
部とイソプロピルアルコール30重量部とをボール
ミルに入れ、４時間分散して電荷発生物質塗液と
した。この塗液を前記着色アルマイト処理アルミ
シリンダ上に浸漬法で塗布し、乾燥して電荷発生
層とした。

膜厚は約0.3μｍであつた。

次に、下記構造式のピラゾリン誘導体１重量部
と、 ポリスルフオン樹脂（ユニオンカーバイト社製；
P1700）１重量部とモノクロルベンゼン６重量部
とを混合し撹拌機で撹拌溶解し、電荷輸送物質塗
液とした。この塗液を前記電荷発生層上に浸漬法
で塗布し、乾燥して電荷輸送層とした。膜厚は約
12μｍであつた。尚、この時膜厚は1μｍ程度の厚
みムラがあつた。この積層型感光ドラムを、ガリ
ウム−アルミ−ヒ素半導体レーザー（発光波長
780nｍ、出力5mw）を有するレーザープリンタ
実験機（帯電は負極性、ネガトナーで現像）につ
けて画像出しをおこなつた。その結果、ベタ画像
部の濃度が均一でライン画像もシヤープな画像が
得られた。

一方、陽極酸化処理のみで、電解着色をおこな
つていないアルミシリンダ（780nｍで反射率は
52％）上に前記と同様に電荷発生層、電荷輸送層
を浸漬法で形成し、比較用試料とした。この比較
用感光ドラムを前記と同一のレーザープリンタ実
験機につけて画像を出したところ、ライン画像は
問題ないが、ベタ画像部に干渉縞状の濃度ムラが
現われた。この時膜厚は1μｍ程度の厚みムラが
あつた。

実施例 ２ 実施例１と同一の処理をした着色アルマイト処
理アルミシリンダを導電性基体とした。

次に、β型銅フタロシアニン（東洋インク社
製；リオノールブルーGLA）１重量部とブチラ
ール樹脂（積水化学社製；エスレツクBM−２）
１重量部とイソプロピルアルコール20重量部とを
ボールミルに入れ、４時間分散して電荷発生物質
塗液とした。この塗液を前記着色アルマイト処理
シリンダ上に浸漬法で塗布し、乾燥して電荷発生
層とした。膜厚は約0.5μｍであつた。この電荷発
生層の上に実施例１と同様の約12μｍ膜厚の電荷
輸送層を形成した。尚、この時膜厚は1μｍ程度
であつた。この積層型感光ドラムを実施例１と同
一のレーザープリンタ実験機につけて画像を出し
たところ、ベタ画像の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 ３ トリクロルエチレンで超音波洗浄した鏡面アル
ミシリンダ上に、6wt％リン酸水溶液（液温20
℃）中で交流実効電圧20Vを30分間印加し、陽極
酸化皮膜を形成した。膜厚は約0.6μｍである。こ
のリン酸アルマイト処理アルミシリンダを、30
ｇ／NiSO₄・6H₂Oと30ｇ／H₃BO₃との混合
水溶液（液温25℃）中で、交流実効電圧15Vの定
電圧電解により３分間電解着色した。この着色ア
ルマイト処理アルミシリンダの分光反射率を測定
したところ633nｍで６％であつた。

この着色アルマイト処理したアルミシリンダ上
に容量結合方式高周波グロー放電法により非晶質
シリコンを1μｍ堆積させ電荷発生層とした。堆
積条件は、シランガス流量10cm³／分、ガス圧
6.5Pa、周波数13.56MHz、高周波電力100W、基
板温度250℃、堆積速度1μｍ／時間であつた。

次にトリニトロフルオレノン１重量部と、飽和
ポリエステル樹脂（東洋紡績社製；バイロン200）
１重量部と、モノクロルベンゼン６重量部とを混
合し、撹拌機で撹拌溶解し、電荷輸送物質塗液と
した。この塗液を用いて、前記電荷発生層上に浸
漬法で塗布し、乾燥して電荷輸送層とした。膜厚
は約12μｍであつた。この時の膜厚は1μｍ程度の
厚みムラがあつた。この積層型感光ドラムをHe
−Neレーザー（発光波長633nｍ、出力10ｍｗ）
を有するレーザープリンタ実験機（帯電は正極
性、ポジトナーで現像）につけて、画像出しをお
こなつた。その結果ベタ画像の濃度が均一でライ
ン画像もシヤープな画像が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のレーザープリンター用電子
写真感光体の断面図である。第２図は、電子写真
感光体に入射する光の光路を示す説明図である。 １……導電性基体、２……電荷発生層、３……
電荷輸送層、４……着色アルマイト処理層、５…
…アルミニウム、６……入射レーザー光、７……
電荷輸送層表面での反射光、８……電荷輸送層の
内部への浸入光、９……導電性基体の表面で反射
した反射光。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ レーザー光に対する反射率を10％以下とした
   アルミニウム基体上に感光層を有することを特徴
   とする電子写真感光体。