JPH05100458A - 電子写真用感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】接触帯電方式の電子写真装置に使用しても、帯
電ムラが発生せず、長期間反復使用しても画像欠陥の発
生しない電子写真用感光体を提供する。 【構成】導電性基体上に電荷発生層と電荷移動層を含む
感光層を備えてなる感光体において、電荷発生層が電荷
発生剤としての有機顔料とバインダーを含み、その有機
顔料の粒子の形状を最大長径が１０００ｎｍ以下，最小
短径が１０ｎｍ以上であり、かつ、その比，最大長径／
最小短径の値が３以下であるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真用感光体に
関し、詳しくは接触帯電方式を採用している電子写真装
置に好適な電子写真用有機感光体に関する。

【０００２】

【従来の技術】カールソンの発明による電子写真方式の
画像形成は、暗所での電子写真用感光体（以下、単に感
光体とも称する）表面の帯電、帯電された感光体表面へ
の露光による静電潜像の形成、形成された静電潜像のト
ナーによる現像、現像されたトナー像の紙などの支持体
への転写，定着により行われる。そうして、感光体は残
存トナーの除去，残留電荷の除去などの清浄化工程を経
て反復使用される。近年、有機光導電性材料を用いた有
機感光体の開発が進められ、実用化されてきている。現
在、実用化されている有機感光体は、感光層が、電界の
存在下露光光を吸収して電荷を発生する電荷発生剤を含
んでなる電荷発生層と、発生した電荷を移動させる電荷
移動剤を主として含んでなる電荷移動層とに分かれた機
能分離型の感光体が主流である。電荷発生剤に要求され
る性能としては、露光光の吸収係数が大きいこと，露光
光を吸収したときの電荷発生効率が高いこと，発生した
電荷が速やかに移動することなどがあり、現在主として
有機顔料が用いられている。電荷発生層は導電性基体上
に、または、その上に必要に応じて設けられた下引き層
などの上に、電荷発生剤としての有機顔料を昇華させる
ことによって、あるいは、有機顔料を分散媒に，必要な
らばバインダーと共に分散，溶解させて調製した塗液を
塗布，乾燥することによって成膜される。現在、後者の
方法が生産性，作業性の点で有利なために多用されてい
るが、この方法においては、塗液中への有機顔料の分散
性が良好で、かつ、塗布中あるいは貯蔵中に有機顔料の
凝集が起きないように塗液の安定性が良好なことが要求
される。このために、電荷発生剤として用いられる有機
顔料を出来るかぎり微細な粒子とし、分散安定性を向上
させる必要がある。有機顔料の粒子の微細化は光の吸収
効率を高めるためにも有効である。さらに、一般に電荷
発生剤として用いられる有機顔料はＰ型半導体に属し、
顔料中に発生した電荷の内、ホールは良く移動するが、
電子は移動しにくい。このために、電荷発生層は出来る
だけ薄層として電子の移動の障害とならないようにする
必要があり、このためにも有機顔料の粒子の微細化は必
要不可欠のこととなり、現在、サブミクロンオーダーの
粒子が使用されている。

【０００３】一方、従来、感光体表面の帯電方式として
は、コロトロンあるいはスコロトロンを用いたコロナ放
電によるものが主流を占めている。しかし、この帯電方
式はオゾンやＮＯ_X などのコロナ放電生成物を生じ、感
光体の劣化を引き起こし、また、環境破壊をもたらす。
また、コロナ放電ワイヤーとその周囲を半周分取り囲む
ケーシング電極を感光体から離して非接触の状態で設置
するため装置の小型化が制約を受けるという問題があっ
た。このような問題点を解消するために、コロナ放電に
よる帯電方式に替えて導電性材料を直接感光体表面に接
触させて帯電させる方式が考案され、例えば特開昭５７
−１７８２６７号公報，特開昭５６−１０４３５１号公
報，特開昭５８−４０５６６号公報などにより、数多く
の提案がなされている。これらの方式は、導電性材料を
ブラシ状，ローラー状，プレート状，シート状など種々
の形状とし、感光体表面に直接接触させ高電圧を印加し
て帯電させる。この方式は装置の小型化が図れると同時
に、オゾン，ＮＯ_x が発生しないために、これらによる
感光体の劣化，環境破壊も生じなくなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、接触帯
電方式は種々の利点を有するが、反面、感光体の全表面
にわたり均一な表面電位を付与するような帯電状態を得
ることが困難であり、さらに感光体を接触帯電方式で長
期間反復使用していると得られる画像の画質が次第に悪
くなり、黒点，白抜け，ボケ，画像流れなどの欠陥が発
生するようになるという問題がある。この発明は、上述
の問題点を解消して、接触帯電方式を採用する電子写真
装置に使用しても、帯電ムラが発生せず、長期間反復使
用しても画像欠陥の発生しない感光体を提供することを
解決しようとする課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
によれば、導電性基体上に電荷発生層と電荷移動層を含
む感光層を備えてなる感光体において、前記電荷発生層
が電荷発生剤としての有機顔料とバインダーを含み、そ
の有機顔料の粒子の最大長径が１０００ｎｍ以下，最小
短径が２０ｎｍ以上であり、かつ、その比，最大長径／
最小短径の値が３以下である感光体とすることによって
解決される。

【０００６】

【作用】本発明者らは、電荷発生層中の有機顔料の粒子
の大きさ，形状に着目して詳細な検討を加えた結果、帯
電の不均一さ，画像欠陥の出来易さは有機顔料の粒子
径，粒子形状と密接な関係があり、それらを適切にコン
トロールすることにより接触帯電方式の電子写真装置に
用いても良好な帯電状態が確保でき、長期の反復使用に
際しても画像欠陥が発生しにくい感光体が得られること
を見出し、この発明をなすに至ったのである。有機顔料
は、その最大長径を１０００ｎｍ以下，最小短径を１０
ｎｍ以上とすることが好ましく、より好ましくは最大長
径５００ｎｍ以下，最小短径２０ｎｍ以上であり、その
比である最大長径／最小短径の値が３以下であることか
望ましい。

【０００７】この発明に係わる感光体は、導電性基体上
に、上述のような電荷発生剤とバインダーとを分散，溶
解させて調製した塗液を塗布，乾燥して形成した電荷発
生層とその上に形成された電荷移動層とを含んでなる感
光層を備えた構成を基本構成とする。導電性基体は感光
体の電極としての作用と共に各層の支持体としての機能
を有し、円筒状，板状，フィルム状いずれの形状でもよ
く、その材質はアルミニウム，アルミニウム合金，ステ
ンレス鋼，導電性プラスチックなどが使用できる。この
ような基体の表面には、必要に応じて、表面に平滑性を
与えるための導電性塗料を塗布してもよく、また、ブロ
ッキング性を与えるために、極低抵抗の樹脂，例えば溶
剤可溶性ポリアミド樹脂，ポリビニルアルコール，カゼ
イン，セルロース誘導体，塩化ビニル系樹脂，アクリル
系樹脂，ポリエーテル系樹脂などを塗布してもよく、基
体の材質がアルミニウムやアルミニウム合金の場合には
樹脂を塗布するかわりにアルマイト処理を施してもよ
い。この導電性基体上、またはその上に設けられた上述
のような下引き層の上に形成される電荷発生層に含ませ
る電荷発生剤としての有機顔料は、α型およびβ型の無
金属フタロシアニン、α型，β型およびε型の銅フタロ
シアニン、クロロアルミニウムフタロシアニン、バナジ
ルフタロシアニン、チトキシフタロシアニンなどのフタ
ロシアニン類、３，９−ジブロモアントアントロンなど
の多環キノン顔料、キナクリドン顔料、ペリレン系顔
料、ペリノン系顔料などが挙げられる。電荷発生層はこ
れらの有機顔料をその種類に応じて選択されたバインダ
ー，溶媒中に分散して調製した塗液を浸漬塗布法，スプ
レー塗布法，ブレード塗布法，スクリーン塗布法などに
より塗布，乾燥して形成される。有機顔料とバインダー
との割合はバインダー１重量部に対して有機顔料０．５
重量部ないし２０重量部が望ましい。また、電荷発生層
は、通常、０．１μｍから２０μｍの厚さに形成され
る。

【０００８】この発明によれば、この電荷発生層に含ま
れる有機顔料の粒子の大きさ，形状を適切に限定するこ
とにより、接触帯電方式の電子写真装置に好適な感光体
が得られる。ところが、上述の有機顔料は比較的針状結
晶になり易く、この発明に係わる大きさ，形状の粒子と
するためには、電荷発生層用塗液の調製に際して粉砕，
分散させることが必要となる。粉砕，分散には、特に新
たな粉砕，分散装置は必要とせず、従来のボールミル，
サンドミル，ジェットミルなどを用いることができる
が、充填する分散メディヤの材質，径，充填量、装置の
回転数、分散時間、塗液組成を適切に選定して、粒子の
大きさ，形状を精密に制御することが必要である。いず
れの装置，方法，条件を採るにせよ、この発明の効果は
先に述べたような大きさ，形状の有機顔料の粒子を分散
した塗液により電荷発生層を形成することによって達成
される。なお、この発明における電荷発生層中の有機顔
料の粒子の大きさ，形状とは、塗膜中の粒子を光学顕微
鏡または電子顕微鏡で直接観察し測定して得たものであ
る。

【０００９】このようにして形成された電荷発生層上
に、電荷移動層が設けられる。電荷移動層は、ポリ（Ｎ
−ビニルカルバゾール），ポリ（ビニルアントラセ
ン），ポリシランなどの高分子化合物を単独，または混
合して溶解した溶液を塗布，乾燥するか、あるいは、ヒ
ドラゾン系化合物，ピラゾリン系化合物，エナミン系化
合物，スチリル系化合物，アリールメタン系化合物，ア
リールアミン系化合物，ブタジエン系化合物などの低分
子化合物を単独，または混合して、適当なバインダーと
共に有機溶媒に溶解した塗液を塗布，乾燥することによ
って形成される。バインダーとしては、ポリカーボネー
ト，ポリエステル，ポリウレタン，エポキシ，シリコー
ン，スチレン系，アクリル系，ポリケトンなどの種々の
樹脂が、単独または混合して用いられる。低分子化合物
とバインダーとの混合割合はバインダー１００重量部に
対して低分子化合物２０重量部〜２００重量部が望まし
い。電荷移動層の膜厚は１０μｍ〜３０μｍが好まし
い。また、電荷移動層には必要に応じて酸化防止剤，紫
外線吸収剤などを添加してもよい。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例について説明する
が、この発明の範囲が以下の実施例により限定されない
ことは言うまでもない。なお、以下に部とあるのは重量
部を指す。

【００１１】［電荷発生層用塗液の調製例］ 調製例１ 昇華精製を行ったクロルアルミニウムフタロシアニンク
ロライド１．６部にクロロホルム５０部，蒸留水０．２
部を加え、直径１．０ｍｍのジルコニアビーズを分散メ
ディヤとし、サンドミルで、温度−１０℃の雰囲気下で
４８時間分散処理を行った。この分散液を、２７０部の
クロロホルムに０．８部のイソブチルメタクリレート／
ブチルメタクリレート／２−ヒドロキシメチルアクリレ
ート共重合体（共重合比０．４５／０．４５／０．１
ｂｙ ｍｏｌ；重量平均分子量Ｍ _w ２５万）を溶解した
溶液に攪拌しながら徐々に添加し、電荷発生層用塗液を
調製した。この塗液をガラス板上に塗布，乾燥して膜厚
０．２μｍの塗膜を形成し、電子顕微鏡（日本電子
（株）製；ＪＳＭ−Ｔ３００）でフタロシアニンの粒子
を観察したところ、粒子の最大長径は７０ｎｍ，最小短
径は４０ｎｍ，最大長径／最小短径の値は１．７５であ
った。 調製例２ 調製例１において、フタロシアニンの分散中の雰囲気温
度を３０℃に変えたこと以外は、調製例１と同様にして
塗液を調製した。この塗液のフタロシアニンの粒子を調
製例１と同様にして調べたところ、粒子の最大長径は１
１０ｎｍ，最小短径は１５ｎｍ，最大長径／最小短径の
値は７．３であった。 調製例３ ε型銅フタロシアニン１．０部にシクロヘキサノン１２
部を加え、調製例２と同様な条件下でサンドミルで２０
時間分散を行った。この分散液を、ポリビニルブチラー
ル樹脂（積水化学（株）製；エスレックＢＭ−２）０．
５部をメチルエチルケトン８０部に溶解した溶液に攪拌
しながら徐々に添加し、電荷発生層用塗液を調製した。
この塗液のフタロシアニンの粒子を調製例１と同様にし
て調べたところ、粒子の最大長径は１１００ｎｍ，最小
短径は４００ｎｍ，最大長径／最小短径の値は２．７５
であった。 調製例４ 調製例３において、サンドミルによるフタロシアニンの
分散時間を４８時間に変えたこと以外は、調製例３と同
様にして塗液を調製した。この塗液のフタロシアニンの
粒子を調製例１と同様にして調べたところ、粒子の最大
長径は６００ｎｍ，最小短径は３００ｎｍ，最大長径／
最小短径の値は２．０であった。 調製例５ Ｘ線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角（２θ±０．
２°）９．２°，１３．１°，２０．７°，２６．２
°，２７．１°に強い回折ピークのあるオキシチタニウ
ムフタロシアニン１０部にクロロホルム１０部を加え、
直径１ｍｍのジルコニアビーズを分散メディヤとし、サ
ンドミルで、温度３０℃の雰囲気下で、２０時間分散処
理を行った。この分散液を、ポリエステル樹脂（東洋紡
（株）製；バイロン２００）１．５部を２０部のシクロ
ペンタノンに溶解した溶液中に攪拌しながら徐々に添加
し、電荷発生層用塗液を調製した。この塗液のフタロシ
アニンの粒子を調製例１と同様にして調べたところ、粒
子の最大長径は８００ｎｍ，最小短径は２００ｎｍ，最
大長径／最小短径の値は４．０であった。 調製例６ 調製例５に用いたのと同様のオキシチタニウムフタロシ
アニン１．０部にイソプロピルアルコール１０部を加
え、直径１ｍｍのジルコニアビーズを分散メディヤと
し、サンドミルで、温度５℃の雰囲気下で、４０時間分
散処理を行った。この分散液を、ポリビニルブチラール
樹脂（積水化学（株）製；エスレックＫＳ−１）０．５
部をシクロヘキサノン２０部に溶解した溶液中に攪拌し
ながら徐々に加えて、電荷発生層用塗液を調製した。こ
の塗液のフタロシアニンの粒子を調製例１と同様にして
調べたところ、粒子の最大長径は５００ｎｍ，最小短径
は２００ｎｍ，最大長径／最小短径の値は２．５であっ
た。 調製例７ 昇華精製を行った４，１０−ジブロモアントアントロン
（ＩＣＩ社製；モノライトレッド２Ｙ）１．０部にシク
ロヘキサノン１０部を加え、直径１ｍｍのジルコニアビ
ーズを分散メディヤとし、サンドミルで、温度１０℃の
雰囲気下で、１０時間分散処理を行った。この分散液
を、ポリビニルブチラール樹脂（積水化学（株）製；エ
スレックＢＭ−１）０．２部をシクロヘキサノン４０部
に溶解した溶液中に攪拌しながら徐々に加えて、電荷発
生層用塗液を調製した。この塗液の粒子を調製例１と同
様にして調べたところ、粒子の最大長径は１０００ｎ
ｍ，最小短径は３００ｎｍ，最大長径／最小短径の値は
３．３であった。 調製例８ 調製例７において、サンドミルでの分散時間を２４時間
に変えたこと以外は、調製例７と同様にして塗液を調製
した。この塗液の粒子を調製例１と同様にして調べたと
ころ、粒子の最大長径は５００ｎｍ，最小短径は２５０
ｎｍ，最大長径／最小短径の値は２．０であった。

【００１２】［感光体の作製例］ 感光体１〜６ 上述の調製例１ないし６で調製した電荷発生層用塗液１
ないし６を、外径３０ｍｍ，長さ２５４．５ｍｍ，肉厚
１ｍｍで表面粗さが十点平均粗さＲ_Z で１．２μｍのア
ルミニウムドラムの表面に可溶性ポリアミドを０．１μ
ｍの厚さで塗布した基体の上にそれぞれ浸漬塗布し乾燥
して、膜厚０．４μｍの電荷発生層を形成し、さらに、
その上に、ｐ−ジエチルアミノベンズアルデヒド−（ジ
フェニルヒドラゾン）１０部，ポリカーボネート樹脂
（帝人化成（株）製；ＴＳ−２０５０）１０部をメチル
クロライド８０部に溶解した塗液を浸漬塗布し乾燥し
て、膜厚２０μｍの電荷移動層を形成して感光体１ない
し６を作製した。 感光体７，８ 上述の調製例７および８で調製した電荷発生層用塗液７
および８を、外径８０ｍｍ，長さ３４０ｍｍ，肉厚１ｍ
ｍで表面が鏡面仕上げ加工されたアルミニウムドラムか
らなる基体の上にそれぞれ浸漬塗布し乾燥して、膜厚
０．８μｍの電荷発生層を形成し、さらに、その上に、
ｐ−ジエチルアミノベンズアルデヒド−（ジフェニルヒ
ドラゾン）１０部，ポリカーボネート樹脂（帝人化成
（株）製；ＴＳ−２０５０）１０部をメチルクロライド
８０部に溶解した塗液を浸漬塗布し乾燥して、膜厚２５
μｍの電荷移動層を形成して感光体７および８を作製し
た。

【００１３】このようにして作製した感光体１ないし６
は、電荷発生剤としてフタロシアニン系の顔料を用いて
おり、長波長光に感度を有する。そこで、接触帯電方式
のレーザープリンタ（ヒューレットパッカード社製；レ
ーザージェットＩＩ−Ｐ）に取り付けて長期間の画像出
し試験を行い、画質の変化を調べた。その結果を表１に
示す。表１において、ｌは電荷発生剤の粒子の最大長径
を示し、ｍは電荷発生剤の粒子の最小短径を示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】表１に見られるように、最大長径ｌが１０
００ｎｍ以下，最小短径ｍが１０ｎｍ以上であり、か
つ、その比ｌ／ｍの値が３以下の粒子形状の電荷発生剤
を含む電荷発生層を設けた感光体は、長期間使用しても
良好な画質を維持することができ、この発明の効果は明
らかである。次に、感光体７および８をローラー帯電方
式の複写機に取り付けて、同様に長期間の画像出し試験
を行って画質の変化を調べた。その結果を表２に示す。

【００１６】

【表２】

【００１７】表２に見られるように、接触帯電方式の複
写機においても、最大長径ｌが１０００ｎｍ以下，最小
短径ｍが１０ｎｍ以上であり、かつ、その比ｌ／ｍの値
が３以下の粒子形状の電荷発生剤を含む電荷発生層を設
けた感光体は、長期間使用しても良好な画質を維持する
ことができることは明らかである。

【００１８】

【発明の効果】この発明によれば、導電性基体上に電荷
発生層と電荷移動層を含んでなる感光層を備えた電子写
真用感光体において、前記電荷発生層が電荷発生剤とし
ての有機顔料とバインダーを含み、その有機顔料の粒子
の形状を最大長径が１０００ｎｍ以下，最小短径が１０
ｎｍ以上であり、かつ、その比，最大長径／最小短径の
値が３以下であるものとすることにより、接触帯電方式
を採用する電子写真装置に使用しても、帯電ムラが発生
せず、長期間反復使用しても画像欠陥の発生しない感光
体を得ることが可能となる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性基体上に電荷発生層と電荷移動層を
   含んでなる感光層を備えた電子写真用感光体において、
   前記電荷発生層が電荷発生剤としての有機顔料とバイン
   ダーを含み、その有機顔料の粒子の最大長径が１０００
   ｎｍ以下，最小短径が１０ｎｍ以上であり、かつ、その
   比，最大長径／最小短径の値が３以下であることを特徴
   とする電子写真用感光体。
2. 【請求項２】電荷発生剤がフタロシアニン系顔料である
   ことを特徴とする請求項１記載の電子写真用感光体。
3. 【請求項３】電荷発生剤が４，１０−ジブロモアントア
   ントロンであることを特徴とする請求項１記載の電子写
   真用感光体。