JPH0310268A - 電子写真方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真方法に関し、詳しくはレーザー光を
像露光光源として用いるプリンターや複写機に適用でき
る電子写真方法に関する。

〔従来の技術〕

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。

硫化カドミニウム樹脂分散系、ポリビニルカルバゾール
とトリニトロン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へリウムーカドミ
、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った。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（
、使用が困難であった。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。

積層型電子写真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・キャリアの飛程を短がくするために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・キャリアを生成
すること、さらには発生したホト・キャリアを再結合や
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、羊のために電荷発
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
属の導電性支持体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っている。この積層型感光体に
レーザー光４（発振波長は半導体レーザーで約７８０　
ｎ　ｍ　、ヘリウムネオンレーザ−で約６３０ｎｍ）が
入射した場合、電荷輸送層３に侵入した侵入光５と、こ
の侵入光５が金属の導電性支持体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６との干渉が生ず
る。

電荷発生層の膜厚は薄く、バインダーとして用いる有機
樹脂の屈折率は電荷輸送層とほぼ近い値を示すので、電
荷発生層によるレーザー光の屈折の割合はほとんど無視
てきる。そこで感光層の膜厚のほとんどを占める表面層
（電荷輸送層）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の内部へ入って
いく光の強度が極小（エネルギー保存則による）ｎｄが
λ／４の奇数倍のときは反射光が極小、すなわち内部へ
入っていく光が極大となる。ところてｄには製造上０．
２μｍ以上の厚みムラは避けられない。

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って現われると
考えられる。

〔発明が解決しようとしている問題点〕本発明の目的は
、前述の従来技術の欠点を解消した電子写真方法を提供
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
したレーザー光源電子写真装置に用いられる電子写真方
法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本発明は、電子写真感光体に対してレーザー
光を照射して像露光を行う電子写真方法において、十点
平均表面粗さ０．３μｍ以下の導電性支持体上に感光層
を有する電子写真感光体におけるレーザー露光−表面電
位曲線の傾きが、最大傾斜の接線と最小傾斜の接線との
交点における光量の１．５倍以上のレーザー露光量を用
い、且つ電子写真感光体に対するレーザー光の入射角ｉ
と電子写真感光体表面層の屈折率ｎが γ＝ｓｉｎｉ／ｎ で表わされた時、γが０．０５以上０，５以下であるこ
とを特徴とする電子写真方法である。

本発明では、電子写真感光体において導電性支持体の十
点平均表面粗さを０．３μｍ以下に抑えることにより、
画像欠陥（白ポチ、黒ポチ）の発生を防止することがで
きる。レーザー光による干渉縞を防止するため導電性支
持体の表面に凹凸を設ける方法が知られているが（特開
昭６０−１８６８５０号公報、特開昭６０−２５２３５
９号公報、特開昭６０＝２５６１５３号公報）、導電性
支持体の十点表面粗さを０．３μｍより太き（する場合
、感光体の局部的な電荷注入が発生しやすくなり、画像
欠陥として白ポチ、黒ポチが生ずる場合がある。

この画像欠陥をなくすため、従来は導電性支持体と感光
層の間にバリヤ層を設けることが必要となり、結局感光
体の抵抗が高くなり、電子写真感度の低下を招いていた
。

本発明では、導電性支持体の十点表面粗さを０．３μｍ
以下の状態で干渉縞の発生を防止することを可能として
いるため、バリヤ層を設けずとも、局部的な電荷注入が
妨げられ、白ポチや黒ポチなどの画像欠陥を発生しない
。

電子写真感光体は一般に第１図のようなレーザー露光−
表面電位曲線を描く。

干渉縞は前述のように感光層内での反射光による光量ム
ラによって電位変動を生じるために、画像上濃度差とし
て現われる。

本発明では電子写真感光体のレーザー露光曲線の傾きが
露光量を上げると小さくなる領域を見い出し、この領域
では画像上干渉縞が発生しに（くなることを鋭意検討の
上で確認した。

この領域とは、電子写真感光体のレーザー露光表面電位
曲線の傾きが、最大傾斜の接線と光量をさらに上げた時
の最小傾斜の接線との交点における光量の１．５倍以上
のレーザー露光量を用いた。

ここで、電子写真感光体のレーザー露光−表面電位曲線
とは片対数グラフにて片対数軸にレーザー露光量をプロ
ットし常数軸に表面電位をプロットしたものを示す。通
常、高電位から低電位へ最大傾斜を描き、電位が低下し
、低電位側で電位変動が小さくなり、最小傾斜を描く。

この最大傾斜の接線と最小傾斜の接線の交点のレーザー
露光量を求め、交点露光量の１．５倍以上のレーザー露
光■を照射すれば、干渉縞が発生しない。

また、通常の導電性支持体は製造加工」二第２図のよう
ななめらかな表面形状を示すため、レーザー光の入射角
が鉛直方向であると導電性支持体からの反射角が垂直方
向に向かい、レーザー光による干渉縞が発生しやすい。

レーザー光の入射角が斜め方向から入ると導電性支持体
の表面形状のうねりにより第３図のようにレーザー光が
散乱されるため干渉縞が発生しにくい状態となる。

電荷輸送層と電荷発生層は共に有機樹脂が主で屈折率は
ほぼ近似であるためレーザー光の入射角は感光体の表面
層（電荷輸送層）の屈折率ｎで屈折して導電性支持体面
に届く。このレーザー光が導電性支持体に当る角度の正
弦値γが０．０５以上０．５以下であるとレーザー光が
効率的に感光体に当り、しかも干渉縞が発生しないこと
が本発明で見出された。

このγの値はレーザーの入射角と電子写真感光体の表面
層の屈折率から次式で示される。

γ＝ｓｉｎｊ／ｎ さらに、γの値が０．５より大きくなるとレーザー光は
感光体表面で第４図のように反射を起し感光体に吸収さ
れる光量が減少して見かけ上値光体感度が悪くなる。

本発明における電子写真感光体の導電性支持体の十点表
面粗さはＪＩＳ規格の規格番号Ｊ　Ｉ　Ｓ　−Ｂ　−０
６０１に基づき、小板研究所の万能表面形状測定機５Ｅ
−３Ｃで行なった。

レーザー露光−表面電位曲線は、目的とする電子写真装
置を用い、電子写真感光体に対してレーザー露光し、そ
の時の表面電位を測定し、レーザー露光量の対数値と表
面電位をプロットして示す。

このレーザー露光−表面電位曲線の最大傾斜の接線と最
小傾斜の接線の交点のレーザー露光量を求める。

電子写真感光体表面層の屈折率は、表面層のみを波長７
９０ｎｍのレーザー光で屈折率を測定した。

レーザー光の入射角は電子写真感光体上の入射光位置の
鉛直方向と入射光の最小角度を示し、レーザー光が走査
されている感光体上の画像領域ではいずれの位置でも本
発明の条件を満たすことが必要である。

本発明に用いられる電子写真感光体における導電性支持
体としては、金属、導電物質分散プラスチック、導電物
質表面コート素材等が用いられる。

具体的には、例えば、アルミニウム、ステンレス。

銅等の金属、カーボン、酸化インジウム、酸化スズ、酸
化チタン等の導電性物質を樹脂中に分散した被膜を設け
たプラスチックや金属、アルミニウム、酸化インジウム
等の導電性物質を蒸着等の表面コートしたプラスチック
などがある。

本発明における感光層のうち電荷発生層２はスーダンレ
ッド、グイアンプル−ジエナスグリーンＢなどのアゾ顔
料、アルゴールイエロー、ピレンキノン、インダンスレ
ンブリリアントバイオレットＲＲＰなどのキノン顔料、
キノシアニン顔料、ペリレン顔料、インジゴ、チオイン
ジゴ等のインンゴ顔料、インドファーストオレンジトナ
ーなどのヒスベンゾイミダゾール顔料、銅フタロシアニ
ン、アルミクロル−フタロシアニンなどのフタロシアニ
ン顔料、キナクドリン顔料等の電荷発生性物質をポリエ
ステル、ポリスチレン、ポリビニルブチラール、ポリビ
ニルピロリドン、メチルセルロース、ポリアクリル酸エ
ステル類、セルロースエステルなどの結着剤樹脂に分散
して形成される。その厚さは０．０１〜１μｍ１好まし
くは０．０５〜０．５１ｔ、　ｍ程度である。

また、電荷輸送層３はヒドラゾン化合物、スチルベン化
合物、カルバゾール化合物、オキサゾール化合物、トリ
アリールアミン化合物などの有機光導電体を成膜性のあ
る樹脂に溶解させて形成される。これは電荷輸送物質が
一般的に低分子量で、それ自身では成膜性に乏しいため
である。そのような樹脂としては、ポリカーボネート、
ポリメタクリル酸エステル類、ボリアリレート、ポリス
チレン、ポリエステル、ポリサルホン、スチレン−アク
リロニトリルコポリマー、スチレン−メタクリル酸メチ
ルコポリマー等が挙げられる。電荷輸送層３の厚さは１
０〜３０μｍの範囲が好ましい。

導電性支持体と感光層の中間に、バリヤー機能と接着機
能をもつ下引層を設ける。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、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６
．６、ナイロン６、　１０゜共重合ナイロン、アルコキ
シメチル化ナイロンなど）、ポリウレタン、ゼラチン、
アルミニウムなどによって形成できる。

下引層の膜厚は０．１〜２μｍ１好ましくは０．５〜１
μｍが適当である。

また、感光層の」二には必要に応じて保護層を設けても
よい。

本発明の電子写真方法を適用することができる電子写真
装置の具体例を第８図に示す。

この装置は、電子写真感光体８の周面上に１次帯電器９
．レーザー光による像露光手段１０．現像器１１、給紙
ローラーと給紙ガイド１２．転写帯電器１３クリーナー
エ４が配置されている。画像形成の方法は、まず、電子
写真感光体８上に１次帯電器９より帯電し、像露光手段
１０によって原稿に対応した画像を感光体８に像露光し
、静電潜像を形成する。次に、現像器１１中のトナーを
感光体８に付着させることにより感光体８上の静電潜像
を現像（可視像化）する。さらに、感光体８上に形成さ
れたトナー像を給紙ローラーと給紙カイト１２を通して
供給された紙などの転写材上に転写帯電器１３によって
転写する。また、転写材上に転写されずに感光体８上に
残った残トナーはクリーナー１４によって回収される。

一方、トナー像が形成された転写材は定着器（不図示）
に送られてトナー像が定着される。なお、感光体内部に
残留電荷が残るような場合には、前露光手段１５によっ
て感光体８に光を当て除電したほうがよい。

像露光光源であるレーザー光としては、半導体レーザー
　ガスレーザー、固体レーザーなどが挙げられる。

実施例１ 十点平均表面粗さが０．２μｍである６０φＸ２６０ｍ
ｍのアルミニウムシリンダーを用意した。

次にε型銅フタロシアニン（東洋インキ製）１００重量
部（以下、部と称す）、ポリエステル樹脂（東洋紡製バ
イロン−２００）　５０部およびシクロヘキサン１３５
０部を１φガラスピーズを用いたサンドミル装置で２０
時間分散した。この分散液にメチルエチルケトン２７０
０部を加え、上記シリンダー上に浸漬塗布し５０°Ｃで
１０分加熱乾燥して、０．１５μｍ厚の電荷発生層を設
けた。

次いで、下記構造式のヒドラゾン化合物を１０部および
スチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂（商品名：Ｍ
Ｓ２００・製鉄化学（株））１５部をトルエン８０部に
溶解した。この液を上記電荷発生層上に塗布して１００
℃で１時間の熱風乾燥をして、１６μｍ厚の電荷輸送層
を形成した。

この電荷輸送層の屈折率を測定したところ、ｎｌ、４８
であった。

この積層型電子写真感光体をガリウムーアルミニウムー
ヒ素半導体レーザー（発光波長７９０ｎｍ出力５　ｍ　
Ｗ　）を像露光光源として用いる第８図と同様の構成の
電子写真式レーザープリンターにとりつけて電位測定及
び反転現像方式にてベタ画像の画像出しを行なった。な
お、レーザー光の電子写真感光体表面層への入射角は電
子写真感光体ドラム長さ方向（回転軸方向）に対して７
°で入射し、レーザー光量はレーザー光量−表面電位曲
線（第５図）の最大傾斜の接線と最小傾斜の接線の交点
の光量１．６倍の光量で画像出しを行なった。結果を表
１におよび表２に示した。

比較例−１ 十点表面粗さが０．５μｍである６０φＸ　２６０　ｍ
　ｍのアルミニウムシリンダーを用意した。

次に、このシリンダー上に実施例１と同様に電荷発生層
と電荷輸送層を設は電子写真感光体を製造し、電子写真
式レーザープリンターで電位測定及びベタ画像の画像出
しを行なった。結果を表１および表２に示した。

実施例−２ 十点平均表面粗さが０．３μｍである６０φＸ　２６０
ｍｍのアルミニウムシリンダーを用意した。

次に、このシリンダー上に実施例１と同様に電荷発生層
と電荷輸送層を設は電子写真感光体を製造し、電子写真
式レーザープリンターで電位測定及びベタ画像の画像出
しを行なった。

レーザー光の入射角は１０’　とし、レーザー光量表面
電位曲線（第５図）の最大傾斜の接線と最小傾斜の接線
との交点における光量の１．５倍のレーザー光量で画像
出しを行なった。結果を表１および表２に示した。

比較例２ 十点平均表面粗さが０．３μｍである６０φＸ　２６０
　ｍ　ｍのアルミニウムシリンダーを用意した。

次に、実施例１と同様に電荷発生層と電荷輸送層を設は
電子写真感光体を製造し、電子写真式レーザープリンタ
ーで電位測定及びベタ画像の画像出しを行なった。

レーザー光の入射角は１０°　とし、レーザー光量表面
電位曲線（第５図）の最大傾斜の接線と最小傾斜の接線
との交点における光量の１．０倍のレーザー光量で画像
出しを行なった。結果を表１および表２に示した。

実施例３ 十点平均表面粗さが０．３μｍである６０φＸ　２６０
　ｍ　ｍのアルミニウムシリンダーを用意した。

次に、共重合ナイロン樹脂（商品名・アミランＣＭ８０
００、東し製）１０部をメタノール６０部、ブタノール
４０部の混合液に溶解し、上記シリンダ上に浸漬塗布し
て、１μｍ厚の下引き層をもうけた。

次に、この下引き層上に実施例１と同様に電荷発生層お
よび電荷輸送層を設は電子写真感光体を製造し、電子写
真式レーザープリンターで電位測定及びベタ画像の画像
出しを行なった。

レーザー光の入射角は２０°　とし、レーザー光量表面
電位曲線（第６図）の最大傾斜の接線と最小傾斜の接線
との交点における光量の１．８倍のレーザー光量で画像
出しを行なった。結果を表１および表２に示した。

比較例３ 十点平均表面粗さが０．３μｍである６０φＸ２６０ｍ
ｍのアルミニウムシリンダーを用意した。

次に、このシリンダー上に実施例３と同様に下りき層、
電荷発生層および電荷輸送層を設は電子写真感光体を製
造し、電子写真式レーザープリンターで電位測定及びベ
タ画像の画像出しを行なった。

レーザー光の入射角は３°　とし、レーザー光量表面電
位曲線（第６図）の最大傾斜の接線と最小傾斜の接線と
の交点における光量の１．３倍のレーザー光量で画像出
しを行なった。結果を表１および表２に示した。

実施例４ 十点平均表面粗さが０．１μｍである６ｏφＸ２６０ｍ
ｍの鏡面研摩アルミニウムシリンダーを用意した。

次に、共重合ナイロン樹脂（商品名：アミランＣＭ８０
００．．東し製）１０部をメタ／−９６０部、フタノー
ル４０部の混合液に溶解し、上記シリンダー上に浸漬塗
布して、１μｍ厚の下引き層を設けた。

次にアルミクロルフタロシアニン（東洋インキ製）１０
０部、ブチラール樹脂（積木化学製）５０部およびシク
ロヘキサン１３５０部を１φガラスピーズを用いたサン
ドミル装置で２０時間分散した。この分散液にメチルエ
チルケトン２７００部を加え、上記下引き層上に浸漬塗
布し５００で１０分加熱乾燥して、０．１５μｍ厚の電
荷発生層を設けた。

次いで、下記構造式のヒドラゾン化合物を１０部および
ポリカーボネートＡ（商品名・パンライトＬ−１２５０
：帝人（製））１５部をジクロルメタン８０部に溶解し
た。この液を上記電荷発生層上に塗布して１００°Ｃで
１時間の熱風乾燥をして、１６μｍ厚の電荷輸送層を形
成した。

この電荷輸送層の屈折率を測定したところ、ｎｌ、５８
であった。

この積層型電子写真感光体をガリウムーアルミニウムー
ヒ素半導体レーザー（発光波長７９０ｎｍ出力５　ｍ　
Ｗ　）を有する電子写真式レーザープリンターにとりつ
けて電位測定及び反転現像方式にてベタ画像の画像出し
を行なった。

なお、レーザー光の感光層表面層への入射角は電子写真
感光体ドラム長さ方向（回転軸方向）に対して４０°で
入射し、レーザー光量はレーザー光量−表面電位曲線（
第７図）の最大傾斜の接線と最小傾斜の接線と交点にお
ける光量の２．０倍の光量で画像出しを行なった。結果
を表１および表２に示した。

比較例４ 十点平均表面粗さが０．１μｍである６０φＸ２６０ｍ
ｍの鏡面研摩アルミニウムシリンダーを用意した。

次に、実施例３と同様に下引き層、電荷発生層および電
荷輸送層を設は電子写真感光体を製造し、電子写真式レ
ーザープリンターで電位測定及びベタ画像の画像出しを
行なった。

レーザー光の入射角は４０°　とし、レーザー光量−表
面電位曲線（第７図）の最大傾斜の接線と最小傾斜の接
線との交点における光量の２．０倍のレーザー光量で画
像出しを行なフた。結果を表１および表２に示した。

表 〔発明の効果〕 以上の結果から明らかなように本発明の電子写真方法に
よれば、干渉縞を防止して画像欠陥の発生を防ぎ、明部
電位が安定した正常な画像濃度が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザー露光−表面電位曲線、第２図〜第４図
は電子写真感光体に対するレーザー光の入射状態を表わ
した模式図、第５図〜第７図はそれぞれ実施例１．３．
４におけるレーザー露光−表面電位曲線、第８図は電子
写真装置の模式的断面図を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子写真感光体に対してレーザー光を照射して像
   露光を行なう電子写真方法において、十点平均表面粗さ
   ０．３μｍ以下の導電性支持体上に感光層を有する電子
   写真感光体におけるレーザー露光−表面電位曲線の傾き
   が、最大傾斜の接線と最小傾斜の接線との交点における
   光量の１．５倍以上のレーザー露光量を用い、且つ電子
   写真感光体に対するレーザー光の入射角ｉと電子写真感
   光体表面層の屈折率ｎが γ＝ｓｉｎｉ／ｎ で表わされた時、γが０．０５以上０．５以下であるこ
   とを特徴とする電子写真方法。