JPH047566A - 電子写真感光体の帯電装置と電子写真感光体 - 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 本発明は複写風　プリンター、ファクシミリに係り、特
にレーザーを像様にライン走査する方式の電子写真プリ
ンタに適した電子写真感光体に関するものである。

従来の技術 静電複写方式を用いる複写風　或（主　プリンター等（
よ　当徂　無機物であるカルコゲナイド系の感光体を使
用していた力丈　近紙　有機物を用いた有機感光体が感
度、寿命の点でめざましい発展を遂ζず、今や主流を成
している。中でＬ　導電性基板上？へ　電荷発生層、　
電荷輸送層を順に積層する負帯電型の感光体が最も多く
使用され研究されている。　しかしなか収　オフィスで
使用されるこれらの機器からは多量のオゾンが排出され
　人体に対する悪影響が問題視され　よりオゾン生成量
の少ない電子写真方式　埋板　正帯電方式の感光体開発
が現在盛んに行われている。正帯電方式の感光体は樹脂
中に光導電性顔料を分散した単層構成のもヘ　又　表面
近傍に電荷発生層を設置上　表面保護層を最上に付けた
ものなどがある。単層構成のもの（よ　表層のオゾン劣
化が懸念され　後者のタイプが潜在的に研究されている
。又、帯電時に生成するオゾン生成物を分析Ｌｍ光体へ
影響の少ない帯電器材質の検討もなされている。　（特
開昭６３−３０５３６４号公報　特開平１−１８５６４
８号公報　特開昭６１−１４４６７０号公報　特開昭６
１−１４４６７１号公報等）発明が解決しようとする課
題 しかしながら、電荷発生層を表面近傍に有する感光体を
作製して正帯電型の感光を作製して耘オゾン発生は負帯
電型に比べ減少するが皆無ではな（＼　又　帯電器等を
工夫してオゾン発生やその他の生成物を除去しようとし
てＬ　通家　オゾン吸収材等には寿命があり完全なもの
ではない。従って、オゾン等の問題を解決するにはオゾ
ン発生のない記録システムの開発が望まれる。

課題を解決するための手段 上記問題を解決するために本発明は　導電性基板上か透
明支持体上に透明導電層を形成した基板上に　第１電荷
発生慰　電荷輸送凰　第２電荷発生層、　表面保護層の
順に形成した感光体と、前記感光体に近接して光透過性
を有し　電圧印加可能な導電性ローラと前記導電性ロー
ラ越しまた（よ透明支持体越しに前記感光体へ露光が可
能で（前記第１電荷発生層に吸収される光源を有する露
手段を有し　前記感光体に前記導電性ローラを押し当て
ながら、前記感光体に１０４Ｖ／ｃｍ以上の電界を印加
し　印加と同時に前記露光手段にて露光を行１．Ｘ。

前記第２電荷発生層に電荷を蓄積する電子写真感光体の
帯電装置を提供するものである。

作用 発明者ら（よ　コロナ帯電装置を用いずに感光体を帯電
する方法を検討した　コロナ帯電装置以外にも導電性ブ
ラシや導電性ローラ等を用いて帯電する方法は検討され
ている力丈　ブラシは　ブラシ先端でのコロナ放電を抑
えきれず、又　汚れ等による不安定性を抱えている。ロ
ーラでの帯電は近蝦　よく研究されているが帯電速度や
帯電の均一性に問題がある。発明者ら（よ　極めて安定
に感光体を帯電させ、又　良好な品質の画像を得る方法
として、光を用いて帯電する方法を考案した　即ち、感
光体に２つの電荷発生層をもたせ、第１電荷発生層は帯
電　及び潜像形成用に用（＼　第２電荷発生層は第１電
荷発生層で作られた電子の蓄積と繰り返し使用のための
電荷除去を目的とする。

従って、第１電荷発生層と第２電荷発生層は分光特性を
異にしなければならなり〜　また　第２電荷発生層は比
較的浅いトラップを有し電荷を保持しなければならない
。　トラップが深かったり、多過ぎると感光体の特性に
影響し　特に　繰り返し特性に影響する。この意味で、
表面近傍に第２電荷発生層を有する感光体は表面保護層
に電荷保持機能をもたせることもでき設計が容易となる
。第１電荷発生層は帯電させる目的のみに使用すると、
第１電荷発生層で電荷を発生させ、発生したキャリアを
電荷輸送層中を走らせ、第２電荷発生層にトラップさせ
る。その後、第２電荷発生層に吸収の有る光で露光して
潜像を形成する。第１電荷発生層に露光する時、画像信
号に対応して露光を行ってもよく、この場合、第２電荷
発生層は除電の目的のみ使用される。

実施例 以下に本発明の一実施例について詳細に説明する。感光
体の基材（よ　アルミニウム合金をはじへ仮臥　　鉄等
の金属類　ポリアミド樹脂　フェノール樹脂　ポリエチ
レン、塩化ビニル等の樹脂類紙類　ガラス類等が用いら
れる。金属類は導電性であり、そのまま使用できる。通
象　筒状で使用するため加工性を考慮し　アルミニウム
合金が多く使用される。中で耘　ＪＩＳ３００３ム　６
０６３系が多（−樹脂類　紙類　ガラス類等は導電性付
与のだ教導電性塗料を塗布したり、樹脂中心へ　　カー
ボン、酸化鉱　酸化亜舷　酸化インジウム等の導電性フ
ィラーを混入させ導電性を得る。本発明では　基材を得
た後の塗布性、埋板感光層を塗布する際に溶剤で溶は出
すことのないよう導電性塗料を開発するたへ　塗料のバ
インダー樹脂として水やアルコール溶剤に可溶なポリア
ミドやポリビニルアルコール等の樹脂　また（よ　硬化
性の樹脂（例えば　アクリルやブチラール樹脂をメラミ
ン樹脂等で硬化させる）を用し＼　これら樹脂中に導電
性フィラーを分散させ塗料化した　電子写真特性を満足
する感光体の基材として必要な抵抗値を得るたム　樹脂
中に分散させるフィラー量を変化させて体積固有抵抗１
０４〜１０１１ＩΩ・ｃｍの膜を基材上に形成させる。

基材が金属の場合（よ　体積固有抵抗値は高く設定でき
る。また　耐熱性の高い基材を用いる場合（戴　例えば
ガラスを基材に用いる場合（友透明の同電層としてＩＴ
Ｏ（酸化スズと酸化インジウム）を用いることも可能で
ある。発明者ら（よ　基材上に形成する導電層はポリア
ミド樹脂（株式会社東し製　商品名ＣＭ＝８０００）　
１５５重量部アンチモンドープ酸化錫（三菱金属株式会
社製　商品名Ｔ−１）５重量部をメチルアルコールに溶
解し　アルミニウム素管上に浸漬塗工ＬＡ８０度１時間
乾燥した後１μｍ膜厚の導電層を得た　この膜の体積固
有抵抗は１０３Ω・Ｃｍであっ九　上記基材上に形成す
る感光層（よ　第１電荷発生層、　電荷輸送層　第２電
荷発生胤　表面保護層の順に形成する。上述した導電性
基板上に形成する第１電荷発生層（よ　電荷発生物質、
電荷発生助材、バインダー樹脂等からなる。

電荷発生物質ｉｔ　　フタロシアニン系　アゾ叛　スク
ェアリリウム叛　ペリレン監　シアニン系等の有機顔料
や染料等が用いられる。レーザービームプリンター用材
料としてはフタロシアニン系の材料が中心的存在であり
、α、β、ε、τとＸ型等の異なる結晶形が存在する事
が知られており、またフタロシアニン分子の中心元素も
１ＸＣｕ、Ｔｉ、Ｖｏ等多数存在する事がわかっている
。高感度材料を得るため現在、他方面から研究されてい
る。電荷発生助材と（友　電荷介層内部でのキャリア発
生量子効率を高める目的と繰り返しによる低下を防止す
る目的で添加する。添加する材料として（よ　電子供与
性材料、電子受容性材料が主である。前述した電荷輸送
層を加えて特性を改善した例もある。バインダー樹脂ｃ
Ｌ　　ポリエステル樹脂　ブチラール樹脂　アクリル樹
脂　メラミン樹脂等の熱可塑性樹脂　熱硬化性樹脂を用
いる。バインダー樹脂は側鎖に付く官能基により局部的
なフィールドを形成したり、まｆ、　　電子、正孔のト
ラップとして感光体のキャリア発生効取　繰り返し特性
に影響する。

従って、電荷発生層のバインダー選択は重要である。電
荷発生物質とバインダーとの混合比率ｃｉ。

感光体感度、繰り返し特性等を踏まえて決定される。特
に　電荷発生層が表面近傍にある場合、感光体使用時に
於けるオゾンや紙成分の影響を受は易く、　これらのス
トレスによる劣化にも注意を払う必要がある。中でも帯
電時に於ける正または負のイオンは電荷発生物質に作用
しやすく、これらイオンから電荷発生物質を守るバイン
ダー選択が必要となる。通象　以上の留意点を踏まえ　
電荷発生物質はバインダー中に重量％で１０〜７０ｗｔ
χ混合させる。電荷発生物質とバインダー樹脂は超音波
分散、　ミリンダ分散等の方法で塗料化される。発明者
らζよ　基材からのキャリア注入を防止する目的で、ポ
リアミド層（株式会社東し製　商品名ＣＭ−８０００）
を約Ｏ１３μｍ設はブロッキング層とした　これ（よ　
電荷発生層と基材の間で作られるエネルギーバリアーが
基材の種類に依ってはできないためで、τ型無金属フタ
ロシアニンの持つ仕事関数５゜５ｅＶとほぼ等しい仕事
関数を持つ導電性基材の場合はブロッキング層が必要と
なる。このブロッキング層上に塗布する第１電荷発生層
としてτ型無金属フタロシアニンとブチラール樹脂（積
水化学工業株式会社製　商品名工スレツクＢＨ−３）と
を重量比で４対３の割合に混合し　テトラヒドロフラン
等の溶剤と共に分散した後、浸漬塗工を行い８０℃１時
間の乾燥の後０．３μｍの膜厚を得た　第１電荷発生層
上に形成する電荷輸送層は高分子量のバインダー中に低
分子量の電荷輸送材を含有させる。

通常用いるバインダー樹脂はポリカーボネート樹脂　ボ
リアリレート樹脂　ポリエステル樹脂　アクリル樹脂　
スチレン樹脂等の熱可塑性樹脂　熱硬化性樹脂を用いる
。電荷輸送材として（よ　アリキル基　アミノ展　イミ
ノ基　イミド基等の電子供与性を有する化合惧　アント
ラセン、フェナントレン、ピレン等の多環芳香族化合物
叉はそれを含む誘導体　インドールオキサシーツｋ　カ
ルバシー９＝ １〇− −ノｋ　ピラゾリン、イミダゾ−／ｌｚ、　　オキサジ
アゾ−／ｌｚ、　　チアシーツｋ　トリアゾール等の復
素環化合物叉はそれを含む誘導体等が用いられる。本発
明のように電荷輸送層上に電荷発生層を形成する場合、
電荷発生層を形成する際に電荷輸送層を侵すことなく形
成されるようバインダー樹脂とバインダー樹脂を溶かす
溶剤を選択しなければならない。

又　電荷輸送物質との相溶性が良好であり、浸漬塗工法
　スピンコード法　スプレー塗工法等の成膜方法により
５０μｍ以下の膜を安定に形成できることが要求される
。電荷輸送層の膜厚（よ　帯電器の形状、放電の極性、
グリッドの有胤　プロセス速度等の兼ね合いから総合的
に判断し決定される。

通焦　膜厚は２０〜３０μｍで使用される。電荷輸送材
とバインダー樹脂との配合比は感度に強く影響し最も感
度を良好にする配合比を選択せねばならなｔｔ　　前述
したように　電荷輸送材とバインダー樹脂の相溶性から
電荷輸送材の含有率は重量比で６０％以下が望ましい。

この他　電荷輸送層としてｃｉ。

ポリビニルカルバゾールやポリシランなどの高分子量樹
脂をそのまま使用してもよしも　発明者ら（よポリカー
ボネート樹脂（バイエル社狐　商品名マクロホール）を
１重量風　電荷輸送材として、　１．１−ビス（Ｐ−ジ
エチルアミノフェニル）−４゜４−ジフェニル−１，３
−ブタジェンを１重量部を塩化メチテン９重量部に溶解
した後、上述した導電性膜上に浸漬塗工法により膜を形
成１．、．８０度１時間の乾燥を行い２０μｍの膜を得
た　上述した電荷輸送層上に形成する第２電荷発生層（
よ　電荷発生物質、電荷発生助材、バインダー樹脂等か
らなる。

電荷発生物質（よ　フタロシアニン凰　アゾ双　スクェ
アリリウム凰　ペリレン双　シアニン系等の有機顔料や
塗料等が用いられる。レーザービームプリンター用材料
としてはフタロシアニン系の材料が中心的存在であり、
α、β、ε、τとＸ型等の異なる結晶形が存在する事が
知られており、またフタロシアニン分子の中心元素もＨ
，Ｃｕ、Ｔｉ、Ｖｏ等多数存在する事がわかっている。

高感度材料を得るため現在、他方面から研究されている
。電荷発生助材と（よ　電荷光層内部でのキャリア発生
量子効率を高める目的と繰り返しによる低下を防止する
目的で添加する。添加する材料として（よ　電子供与性
材料、電子受容性材料が主である。前述した電荷輸送層
を加えて特性を改善した例もある。バインダー樹脂ＣＬ
　　ポリエステル樹１］ｆ１．　　ブチラール樹脂　ア
クリル樹脂　メラミン樹脂等の熱可塑性樹脂　熱硬化性
樹脂を用いる。バインダー樹脂は側鎖に付く官能基によ
り局部的なフィールドを形成したり、また　電子、正孔
のトラップとして感光体のキャリア発生効取　繰り返し
特性に影響する。

従って、電荷発生層のバインダー選択は重要である。電
荷発生物質とバインダーとの混合比率（よ感光体感度、
繰り返し特性等を踏まえて決定される。特に　電荷発生
層が表面近傍にある場合、感光体使用時に於けるオゾン
や紙成分の影響を受は易く、これらのストレスによる劣
化にも注意を払う必要がある。中でも帯電時に於ける正
または負のイオンは電荷発生物質に作用しやすく、これ
らイオンから電荷発生物質を守バインダー選択が必要と
なる。通常、以上の留意点を踏まえ　電荷発生物質はバ
インダー中に重量％で１０〜７０ｗｔ％混合させる。電
荷発生物質とバインダー樹脂は超音波分散、　ミリンダ
分散等の方法で塗料化される。発明者らζよ　電荷発生
層が表層近傍に存在することを考慮して、特に　表面か
らの水分の吸収をおさえる観点からバインダー選択を行
った　バインダー樹脂として（よ　溶剤可溶なフッ素樹
脂を用い九溶剤可溶なフッ素樹脂は　フルオロオレフィ
ンとビニルエーテル類　アリルエーテル類　ビニルエス
テル類等のエチレン性不飽和単量体の共重合体が挙げら
れる。本実施例でＣヨ　　クロロトリフルオロエチレン
、ヒドロキシエチルビニルエーテノにシクロヘキシルビ
ニルエーテルとエチルビニルエーテルが重量％で、５６
対２２対６対１６の割合で共重合させ、テトラヒドロフ
ラン中３０℃で測定される固有粘度が０．０６ｄｌ／ｇ
である含フツ素共重合体をｔブタノール／ｎ−ブタノー
ル（３０／７０）の混合溶剤を用いてフッ素樹脂化し九
　上述したフッ素樹脂（固形分濃度５０％）とビニルブ
チラール樹脂（積水化学工業株式会社製　商品名工スレ
ツクＢＨ−３）と２−ブタノールとτ型無金属フタロシ
アニンを重量比で、４対１対４８対６の割合で混合した
後、ボールミルにて４時間分散しｔも　　分散液にメラ
ミン樹脂（犬日本インキ化学工業株式会社製　商品名Ｌ
−１４５−６０固形分濃度６０％）を加え、τ型無金属
フタロシアニン／溶剤可溶性フッ素樹脂／ビニルブチラ
ール樹脂／メラミン樹脂の固形分の割合が６対２対１対
１になるように加え　分散液の固形分濃度が５％になる
ようにし九　上述した電荷輸送層上に浸漬塗工法により
膜を形成Ｌ１２０度１時間の乾燥を行い０．２０μｍの
膜を得ｋ　最上層の表面保護層（よ　帯電時に生成する
オゾン、ＮＯｘあるい（よ　帯電時のプラズマによる生
成物　酸化タングステン、酸化シリコン等の物質に対し
て安定であること。クリーニング時のブレーＫ　ブラシ
、ローラー等の摺動に対して、摩耗や傷が入りにくいこ
と。転写時の紙成分、例えば　塩素イオン等が表面に付
着しにくいことが必要である。これら適性を持ち合わせ
たものとして、熱硬化性のアクリル相方１　シリコーン
樹脂１　ポリアミド樹脂ｋ　ウレタン樹脂が挙げられる
。発明者らζよ　上述した特性が最大限発揮されるよう
ζへ　ウレタン樹脂（ポリプロピレングリコールとイソ
ホロンジイソシアネート縮合体）とシリコーン樹脂（メ
チルシラノール部分縮合体）と疎水シリカ（日本アエロ
ジル株式会社製　商品名Ｒ−９７４）とを重量比で３対
７対３の割合で混合ＬＡ　１−ブタノールに混合分散し
た後、上述した電荷発生層上へ浸漬塗工り、　　１１０
℃３０分の乾燥を行い１．０μｍの膜を得九　以上のよ
うに作成した感光体の動作を第１図、第２図を用いて説
明する。第１図は本発明の電子写真感光体の構成断面図
を示す。図中１は導電性基板　３は第１電荷発生＃　５
は電荷輸送＃　７は第２電荷発生＃　９は表面保護層で
ある。第２図４＆　　ｇ光体の動作を示す概略図で、１
０は感光体ドラム１１は導電性ローラ、１３は露光用光
ｆＬ１５は像露光用光縁１７は現像装置１９は転写装置
　２０は複写用紙２１は除電装置２３はクリーニング装
置である。第２図を用いて動作を説明する。導電性ロー
ラ１１には電圧印加可能な電源が接続されており、感光
体の膜厚に応じて電圧わ印加する。通ｔ　　１０４Ｖ／
Ｃｍ位の電界になるように印加する。導電性ローラを感
光体ドラム１０表面に押し当て、電圧を印加しながら導
電性ローラ１１越しに露光用光源１３を用いて感光体ド
ラム１０を露光する。この時感光体ドラム１０の第１の
電荷発生層中で生成したキャリアが感光体ドラム１０中
を移動し　第２電荷発生層にトラップされる。この状態
下でミ　像露光用光源１５を用いて像露光を行い、　現
像装置１７を用いて顕像化した後、転写装置１９を用い
て複写用紙２０への転置　転写後の残留トナーをクリー
ニング装置２３を用いて感光体ドラム１０表面をクリー
ニングした後、除電装置２１にて感光体ドラム１０を全
面露光して、初期化する。次の複写時にはこれら動作を
繰り返すことにより行う。第３図に示すようく　露光用
光源１３を感光体ドラム１０の内側に配置してもよｌ、
５ｆｆｉＬ。

この場合、感光体の基材を透明化しておく必要がある。

発明の効果 以上要するに本発明（よ　導電性基板上に　第１電荷発
生層、　電荷輸送恩　第２電荷発生層、　表面保護層の
順に形成した感光体を用いて、この感光体に光透過性を
有し　電圧印加可能な導電性ローラを押し当て、この導
電性ローラ越しに感光体の第１電荷発生層に吸収される
光を照射すると、感光体に１０４Ｖ／Ｃｍ以上の電界を
印加した状態で第２電荷発生層に電荷を蓄積することが
でき、現在多用されているコロナ帯電器用いずに帯電す
る方法を提供した極めて有益な発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における電子写真感光体の構成
断面図　第２は　第３図は電子写真感光体の動作を示す
概略図である。 １・・・・導電性基板、　３・・・・第１電荷発生層、
　５・・・・電荷輸送＃　７・・・・第２電荷発生＃　
９・・・・表面保護＃１０・・・・感光体ドラ、ｌ！、
、　　１１・・・・導電性ローラ、１３・・・・露光用
光源１５・・・・像露光用光縁１７・・・・現像装置１
９・・・・転写装置２０・・・・複写用紙２１・・・・
除電装置　２３・・・・クリーニング装胤代理人の氏名
　弁理士　粟野重孝　はか１名側　光 １１　　電 露　光 １　露 １！　　憩 転写 除電 クリ 停ドラム 性ローラ 用光源 ＊、用光源 装置 装置 装置 ニンクＭ！ ＝５９０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）導電性基板上に、第１電荷発生層、電荷輸送層、
   第２電荷発生層、表面保護層の順に形成した感光体と、
   前記感光体に近接して光透過性を有し、電圧印加可能な
   導電性ローラと前記導電性ローラ越しに前記感光体へ露
   光が可能で、前記第１電荷発生層に吸収される光源を有
   する露光手段を有し、前記感光体に前記導電性ローラを
   押し当てながら、前記感光体に１０＾４Ｖ／ｃｍ以上の
   電界を印加し、印加と同時に前記露光手段にて露光を行
   い、前記第２電荷発生層に電荷を蓄積することを特徴と
   する電子写真感光体の帯電装置。（２）導電性基板が透
   明支持体と透明の導電層からなることを特徴とする請求
   項１記載の電子写真感光体。 （３）露光手段が透明支持体を通して前記感光体に露光
   可能な手段であることを特徴とする請求項２記載の電子
   写真感光体の帯電装置。