JPH03219260A - カラー画像形成用の複合感光体 - 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］ 本発明はカラー画像形成用の複合感光体に関する。

［従来の技術］ 導電性基体」−に互いに感度波長の異なる３層の光導電
層を積層した複合感光体を用い、各光導電層の有感波長
を持つ３種の光ビームによる画像書込みを行いカラー画
像を形成するカラー画像形成方式が意図されている。

このようなカラー画像形成方式に使用される複合感光体
として従来、「導電性基体上にＳｅ層を蒸着形成して下
部光導電層とし、その上に微結晶分散型ＯＰＣの層を中
間光導電層として形成し、その上に上部光導電層をキャ
リア発生層とキャリア輸送層とにより形成した」ものの
使用が意図されている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記複合感光体には以下の如き問題があった。

即ち第１に、各光導電層は暗中に於いても正孔の移動を
許すため感光体に所望の電荷分布を形成するのが容易で
ない。

第２に、複合感光体の表面が、極めて薄く機械的強度の
弱いキャリア発生層で形成されているため感光体として
の耐久性が悪い。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、
感光体内に所望の電荷分布を確実に形成でき、且つ耐久
性に勝れた新規な複合感光体の提供を目的としている。

［課題を解決するための手段］ 以下、本発明を説明する。

本発明の複合感光体は「λ１．λ２．λ３の順に波長が
大きくなる３種の光により画像情報を書込んで、カラー
画像形成を行うカラー画像形成方式に使用される感光体
」である。

この複合感光体は、導電性基体上に「下部光導電層と中
間光導電層と上部光導電層」を有する。

各光導電層間には「バリア・トラップ層」が介設される
。このバリア・トラップ層は、バリア層とトラップ層と
を別々の層として組合せても良いし、単一の層として構
成しバリア層とトラップ層を兼ねるようにしても良い。

「上部光導電層」は、キャリア発生層とキャリア輸送層
とにより構成されるが、キャリア輸送層が感光体表面を
なすように形成される。

そして、下部光導電層が実質的に波長λ１の光に選択的
に感度を持ち、中間光導電層が実質的に波長λ２の光に
選択的に感度を持ち、上部光導電層が実質的に波長λ３
の光に選択的に感度を持つように調製される。

従って、この複合感光体に波長λ１の光を照射すると実
質的に下部光導電層のみが導電体化される。また波長λ
２の光を照射すると実質的に中間光導電層のみが導電体
化され、波長λ３の光を照射すると実質的に上部光導電
層のみが導電体化される。

なお１本発明の複合感光体は形態としてはドラム状もし
くはベルト状に形成されるのが良い。

［作　　用］ 本発明の複合感光体は上記の如く各光導電層間にバリア
・トラップ層を有するから、各光導電層内に発生したキ
ャリアを確実にこれらバリア・トラップ層で捕獲できる
。

また複合感光体の表面は、上部光導電層の厚いキャリア
輸送層で形成される。

［実施例コ 以下、具体的な実施例に即して説明する。

第１図は、本発明の複合感光体の構成の１例を説明図的
に示している。

なおりラー画像形成に用いる光の波長λ□、λ２゜λ３
としては、λ１＝５８０±２０ｎｍ、λ、＝６８０±２
０ｎｍ、λ、＝７８０±２０ｎｏ＋を想定する。

これは、現在、発光波長６８０ｎ閣、　７８０ｎｍの半
導体レーザーが既に市販されており、近い将来に６００
ｎ鳳近傍の発光波長の半導体レーザーが実現されると予
測されているので、このような短発光波長の半導体レー
ザーが実現した場合に既に市販されている発光波長６８
０ｎｍ　、　７８０ｎ腸の半導体レーザーとともに、発
光波長５８０ｎｍの半導体レーザーを光源として使用す
ることを意図しているためである。

第１図に於いて符号１０は導電性基体を示す。

複合感光体をドラム状に形成する場合であれば、導電性
基体１０として例えばアルミニウムドラム等の導電性の
ドラムを用いることができる。また複合感光体をベルト
状に形成する場合であれば、例えば可撓性フィルムの表
面に蒸着金属層等により導電層を形成したものを導電性
基体として用いることができる。

この導電性基体１０の直上には下部光導電層りが形成さ
れている。この下部光導電層りは、導電性基体側１０側
に形成されたキャリア発生層Ｌ１とその上に形成された
キャリア輸送層Ｌ２とにより構成されている。

下部光導電層り上に形成されたバリア層Ｂ１とその上に
形成されたトラップ層Ｔ１とはバリア・トラップ層を構
成している。

このバリア・トラップ層の上には、中間光導電層Ｍが単
一の層として形成されている。

中間光導電層Ｍの上には、トラップ層Ｔ２が形成され、
その上に形成されたバリア層Ｂ２とともにバリア・トラ
ップ層を構成している。

そしてこのバリア・トラップ層の上に上部光導電層Ｕが
形成されている。上部光導電層Ｕはバリア層Ｂ２上に形
成された薄いキャリア発生層Ｕ１とその上に形成された
厚いキャリア輸送層Ｕ２により構成されている。

このような構造に於けるキャリア発生層は主として顔料
により、キャリア輸送層は主としてドナーとバインダー
とにより構成される。

以下、この複合感光体の具体的な製造過程を説明する。

導電性基体１０としてはアルミニウムドラムを用いた。

このアルミニウムドラムによる導電性基体１０の外周面
上に、以下のようにしてキャリア発生層Ｌ１を形成した
。

第２図（Ａ）に示す化学構造式を持つトリスアゾ顔料を
シクロヘキサノン中にＳ、Ｃ＝１．０ｗｔ％に分散して
導電性基体１０上にスプレー塗布し、１２０度Ｃの温度
下で１０分間乾燥させた。かくして形成されたキャリア
発生層Ｌ１の厚さは略０．１μｍである。

このキャリア発生層Ｌｌ上に、キャリア輸送層Ｌ２を以
下のように形成した。

第２図（Ｃ）に示す構造のα−フェニル・スチルベン化
合物（ドナー）と同図（Ｇ）の構造のポリカーボネート
樹脂（バインダー）とを９：１０の比で混合し、これを
シクロヘキサノンとテトラヒドロフランの５＝５の混合
溶媒にＳ、Ｃ＝８．０％１ｔ％に分散したものを上記キ
ャリア発生層Ｌｌ上にスプレーし、１２０度Ｃの温度下
で１５分間乾燥させた。形成されたキャリア輸送層Ｌ２
の厚さは１０μｍである。

第２図（Ｈ）に示す構造のレゾール型の熱硬化性フェノ
ール樹脂をＢｕＯＨ／　ＭｅＯＨ＝　５／　３の混合溶
媒にＳ、Ｃ＝１．０ｗｔ％に分散したものを上記キャリ
ア発生層Ｌ２の上にスプレー塗布し、１３０度Ｃの温度
下で３０分硬化させて厚さ０．４μｍのバリア層Ｂ１と
した。

第２図（Ｆ）に示す構造のポリ−Ｎ−ビニルカルバゾー
ルをモノクロルベンゼンにＳ、Ｃ＝１．Ｏｗｔ％Ｌこ分
散したものをバリア層Ｂ１上にスプレー塗布し、１２０
度Ｃの温度下で１５分間乾燥させて膜厚０．２μｍのト
ラップ層ＴＩとした。ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールは
イオン化ポテンシャルは７　、６ｅＶと大きい。このト
ラップ層Ｔ１は電子トラップ用である。

第２図（Ｄ）に示す構造のチアピリリウム塩＝０．１ｇ
と、同図（Ｇ）に示す構造のポリカーボネート樹脂ニア
、５１ｇと、同図（Ｃ）に示す構造のα−フェニル・ス
チルベン化合物：５．０７ｇを、１．１．２）−リクロ
ルエタン：６７．ＯｇとＭＤＣ：４７．５ｇの混合溶媒
に分散させたものをトラップ層Ｔｌ上にスプレー塗布し
、１２０度Ｃの温度下で１０分間乾燥させて厚さ１０μ
ｍの中間光導電層Ｍとした。中間光導電層Ｍは微結晶分
散型である。

第２図（Ｅ）に示す構造のスクアリリウム塩をシクロヘ
キサノンにＳ、Ｃ：１−０ｗｔ％に分散させたものを中
間光導電層Ｍの上にスプレー塗布し、１２０度Ｃの温度
下で１０分間乾燥させて、膜厚０．１−０．２μｍのト
ラップ層Ｔ２とした。

トラップ層Ｔ２は正孔トラップ用である。スクアリリウ
ム塩のイオン化ポテンシャルは５．ＯｅＶで。

中間光導電層Ｍのドナーであるα−フェニルスチルベン
化合物のイオン化ポテンシャル５　、５ｅＶよりも小さ
い。

このトラップ層Ｔ２の上に、前記バリア層Ｂ１と同じ材
料・同じ形成方法でバリア層Ｂ２を厚さ０．４μｍに形
成した。

第２図（Ｂ）に示す構造のフルオレノン系のジスアゾ顔
料をシクロヘキサノンにＳ、Ｃ＝１．ＯｗｔＺに分散さ
せたものをバリア層Ｂ２上にスプレー塗布し、１２０度
Ｃの温度下で１０分間乾燥させて、厚さ約０．１μｍの
キャリア発生層Ｕ１とした。

このキャリア発生層Ｕｌ上に、下部光導電層りのキャリ
ア輸送層Ｌ２と同一材料・同一形成方法で膜厚１０μｍ
のキャリア輸送層Ｕ２を形成した。

かくして複合感光体が得られた。

バリア層Ｂｌ、Ｂ２の材料であるフェノール樹脂は、−
旦熱により硬化した後は殆どの溶剤に不溶である。従っ
て、各光導電層り、Ｍ、Ｕはバリア層Ｂ１、Ｂ２により
完全に分離され、相互に混合して互いの性能を劣化させ
ることがない。即ちバリア層Ｂ１、Ｂ２は電化阻止層で
あるが同時に溶剤阻止層にもなっている。

第３［（Ａ）にキャリア輸送層Ｌ２．ＩＪ２の分光透過
率を示す。同図（Ｂ）にはバリア層Ｂｌ、Ｂ２の分光透
過率を、同図（Ｃ）にはトラップ層Ｔ１の分光透過率を
、同図（Ｄ）にはトラップ層Ｔ２の分光透過率を示す、
バリア層Ｂｌ、Ｂ２、トラップ層ＴＩ、Ｔ２．キャリア
輸送層し２．Ｕ２は、波長５００〜８００ｎｍの光を実
質的に１００％透過させるので、これらによる光損失は
問題とならない。

第３図（Ｅ）にはキャリア発生層Ｕ１の分光透過率を、
同図（Ｆ）には中間光導電層Ｍの分光透過率を示す。

キャリア発生層Ｕ２は５８０ｎｍの波長の光を９０％吸
収するが、波長８８０ｎｍ、７８０ｒ＋ａ＋の光はそれ
ぞれ７０％。

９８％透過させる。

また中間光導電層Ｍは波長６８０ｒｖ＋の光の殆どを吸
収するが、波長７８０ｎｍの光は殆ど透過させる。

従って、この複合感光体に波長λ１の光を照射するとき
は実質的に上部光導電層Ｕのみが導電体化され、波長λ
２の光を照射するときは実質的に中間光導電層Ｍのみが
導電体化され、波長λ３の光を照射するときは実質的に
上部光導電層Ｕのみが導電体化される。

以上、実施例に於ける各層の材料・作製方法を説明した
が、各層の材料としては上記実施例に記載したものの他
、これらの材料と同様の性質を持つ公知の適宜の材料を
使用できることは言うまでもない。

また、中間光導電層Ｍは上記実施例では単層として構成
されているが、これをキャリア発生層／キャリア輸送層
／キャリア発生層からなる３層構造とすることもできる
。また、トラップ層Ｔ２の材料のスクアリリウム塩はＭ
ＤＣに不溶であるので第２図（Ｈ）に構造式を示すフェ
ノール樹脂にスクアリリウム塩を１〜］Ｏｗｄに分散さ
せることによりトラップ層Ｔ２とバリア層Ｂ２とを一体
の層として形成しても良い。

最後に、実施例の複合感光体を用いたカラー画像形成を
簡単に説明する。

第５図に示すように、上述の如くして作製した複合感光
体ｌの回りに、チャージャー２．３．１０゜１１、現像
装置５，７，９、ランプ６．８、クリーナー１２、定着
装置１３を配備する。

波長λ１．λ２．λ３のレーザー光を放射する半導体レ
ーザーからの光ビームによるカラー画像情報の書き込み
はチャージャー３と現像装置５との間に於いて行う。

チャージャー２には、波長λ２の光を放射するＬＥＤの
アレイが設けられチャージャー２による帯電領域を波長
λ２の光で均一照射できるようになっている。

またランプ６．８はそれぞれ波長λ３．λ２の光を放射
するＬＥＤのアレイであり、これらの光で複合感光体１
を均一照射できるようになっている。

チャージャー１０は転写前チャージャーであり。

チャージャー１１は転写チャージャーである。

第４図を参照すると、先ず複合感光体１にチャージャー
２により均一な負帯電を行いつつ、その帯電領域に波長
λ２の光を均一に照射する。複合感光体１の導電性基体
１０は接地状態として置く。

するとチャージャー２からの負電荷は上部光導電層Ｕの
表面に均一に分布する。この負電荷にバランスする正電
荷は導電性基体ｌＯと下部光導電層りの境界面部分に誘
起する。これら正負電荷の分布により光導電層中に電界
が発生する。この帯電工程中、複合感光体１には波長λ
２の光が均一照射されているので、この光により中間光
導電層Ｍには正孔と電子がキャリアとして発生する。こ
れらキャリアは上述の電界の作用により移動し、正孔は
中間光導電層Ｍと上部光導電層Ｕとの間のトラップ層（
第１図に符号Ｔ２で示すトラップ層）にトラップされる
。一方、電子は中間光導電層Ｍと下部光導電層りとの間
のトラップ層（第１゛図に符号Ｔ１で示すトラップ層）
にトラップされる。かくして第４図（Ａ）に示す如き電
荷分布が実現する。

この状態を上部光導電層Ｕに就いて見ると、上部光導電
層Ｕを介して電気２重層が形成されている。この状態を
コンデンサーの充電に見たてて上部光導電層Ｕが［充電
」されたと言う、同様に下部光導電層りも充電された状
態にある。また、上部・下部光導電層とも充電電荷によ
る電界の方向が同方向的であるので、第４図（Ａ）の状
態を称して上部・下部光導電層Ｕ、Ｌが同じ向きに充電
されたと言う。

次に、暗中に於いてチャージャー３による正帯電を行い
、先の帯電により上部光導電層Ｕの表面に分布した負電
荷の一部を相殺する。このようにすると第４図（Ｂ）に
示すように下部・中間・上部光導電層り、Ｍ、Ｕが交互
に逆向きに充電された状態が実現する。

このとき複合感光体１の表面電位は各光導電層の充電電
位の和で与えられる。各光導電層の充電電位は上記負・
正帯電の帯電量により調整できる。

続いて、カラー画像情報の書き込みを行う。

この書き込みは例えば以下のように行われる。

波長λ１．λ２．λ３のレーザー光を放射する半導体レ
ーザーからの各光ビームを合流させて、単一のビーム４
（第５図参照）とし、これを複合感光体１の表面上に光
スポットとして結像させ、複合感光体１を局面の母線方
向へ光走査して書き込みを行う。

カラー画像情報は黒・シアン・マゼンタ・イエロー・赤
・緑・青・白とし、白は地肌部とする。

画像情報の内の黒情報は波長λ、の光ビームに対応させ
、黒に表現されるべき部分は波長λ１の光ビームのみを
照射して、下部光導電層りの充電状態を一部放電させる
。これによって「黒」の画像情報を書き込まれた部分の
表面電位は負極性となる。

「シアン」〜「白」の情報は３種の波長の光の混合で書
き込み、これらの光の強度の組み合わせにより色の違い
を表現する。即ち、「シアン」部では上部光導電層Ｕの
充電状態のみを残して他の光導電層の充電状態を解消す
る。

「マゼンタ」部では下部光導電層の充電状態を開放し、
「イエロー３部では上部光導電層Ｕの充電状態を開放す
る。

また「赤」部では、下部・上部光導電層り、Ｕの充電状
態を一部放電させる。

これら「マゼンタ、イエロー、赤」の各部では書き込み
後の表面電位が略Ｏとなるように各波長の光ビームの強
度を調整する。

「緑」部では、各光導電層の充電状態をそれぞれ一部開
放する。また「青」部では下部光導電層りの充電状態を
開放するとともに、中間光導電層Ｍの充電状態の一部を
開放する。

これら「緑、青」の各部では書き込み後の表面電位が負
極性となるように各波長の光ビームの強度を調整する。

さらに「白」部では金光導電屡の充電状態を開放するこ
とにより感光体表面電位を０とする。

このようにして「黒、シアン、緑、青」の各部では表面
電位が負極性となるので、正帯電したシアン色のトナー
Ｔｃにより、これら部分を現像する。

この現像は第５図の現像装置５により行う。

次にランプ６によりλ３の波長の光を複合感光体１の表
面に均一照射する。この照射により上部光導電層Ｕの充
電状態が開放され、「黒、マゼンタ、赤、青」の部分の
表面電位が正極性となって現れる。そこで第５図の現像
装置７により負帯電のマゼンタ色のトナーＴｌ１１によ
りこの正極性の表面電位部分を現像する。

次にランプ８によりλ２の波長の光を複合感光体１の表
面に均一照射する。この照射により中間光導電層Ｍの充
電状態が開放され、「黒、イエロー赤、緑」の部分の表
面電位が負極性となって現れる。そこで第５図の現像装
置９により正帯電のイエロー色のトナーＴｙによりこの
負極性の表面電位部分を現像する。

このようにして複合感光体１上にフルカラーのカラー画
像が形成される。そこで次にはチャージャー１０により
転写前帯電を行いカラー画像を構成する３種のトナーＴ
ｃ、Ｔｍ、Ｔｙの帯電極性を揃えたのちチャージャー１
１により転写紙Ｓ上に転写する。

このカラー画像を定着装置１３により転写紙Ｓ上に定着
することにより所望のカラー記録画像を得ることができ
る。

なお上記プロセスの完了後はクリーナー１２により複合
感光体１の局面がクリーニングされる。

［発明の効果コ 以上、本発明によればカラー画像記録用の新規な複合感
光体を提供できる。

この複合感光体は、上記の如く構成されているから光導
電層に所望の電荷分布を確実に形成できる。また複合感
光体表面は上部光導電層を構成する厚いキャリア輸送層
であるため、機械的な強度も強い。

さらに実施例に説明したように、導電性基体上の全ての
層をスプレー法で形成できるので安価に製造できる。

また各光導電層が光感度を持つ波長が下部光導電層から
上部光導電層に向かって次第に波長が長くなっているの
で、より下層にある光導電層への光がより上位の層によ
り吸収されることが少なく露光光の無駄が少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は、本発明の１実施例を説明するた
め図、第４図及び第５図は、本発明の複合感光体を用い
たカラー画像形成を説明するための図である。 １０、、、導電性基体、Ｌｏｏ、下部光導電層、阿９１
．中間光導電層、Ｕｏｌ、上部光導電層、Ｔｌ、Ｔ２．
、、　トラップ層、Ｂｌ、Ｂ２−、、バリア層、　Ｌｌ
、［１，、、キャリア発生層、気（図 第２図 第 ４ 図 駕 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 λ＿１、λ＿２、λ＿３の順に波長が大きくなる３種の
   光により画像情報を書込んで、カラー画像形成を行うカ
   ラー画像形成方式に使用される感光体であって、 導電性基体上に、下部光導電層、中間光導電層、上部光
   導電層を有し、 これら各光導電層間にバリア・トラップ層が介設され、 上記上部光導電層がキャリア発生層とキャリア輸送層と
   により、キャリア輸送層が感光体表面をなすように構成
   され、 下部光導電層が実質的に波長λ＿１の光に選択的に感度
   を持ち、中間光導電層が実質的に波長λ＿２の光に選択
   的に感度を持ち、上部光導電層が実質的に波長λ＿３の
   光に選択的に感度を持つように調製されたことを特徴と
   する、カラー画像形成用の複合感光体。