JPH06337526A - 電子写真法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子輸送性に優れたフラーレンを用いて正帯
電で画像形成を可能にし、特に同一面からの帯電・露光
により、画像形成を可能にする電子写真法を提供し、更
に白色光を用いて電子写真複写が可能な電子写真法を提
供する。 【構成】 導電性基体上に電荷発生層及びフラーレン含
有電荷輸送層を設けて成る感光体を電荷輸送層側から正
帯電し、電荷輸送層側から画像露光する電子写真法。 【効果】 正帯電により画像形成が可能となるため、感
光体の劣化や環境汚染が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法に関するも
ので、より詳細には、フラーレン含有電荷輸送層を備え
た積層感光体を用いる電子写真法に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やレーザプリンター等に使用され
る有機感光体としては、電荷発生層（ＣＧＬ）と電荷輸
送層（ＣＴＬ）とを積層した所謂機能分離型の有機感光
体、即ち積層型の感光体が多いが、電荷輸送物質の媒質
中に電荷発生物質を分散させた単層分散型の有機感光体
も既に知られている。

【０００３】この種の感光体の電荷輸送物質としては、
キャリヤ移動度の高いものが要求されているが、キャリ
ヤ移動度の高い電荷輸送剤は殆どが正孔輸送性であるた
め、実用に供せられているものは負帯電型の有機感光体
に限られている。しかしながら、負帯電型の有機感光体
では、負極性コロナ放電を利用するためオゾンの発生量
が多く、環境を汚染する、感光体を劣化する等の問題が
あり、これを防止するため、オゾンを発生させない格別
の帯電システムや、生成オゾンを分解するシステム、装
置内のオゾンを排気するシステム等、格別のシステムを
必要とし、プロセスやシステムが複雑化するという欠点
がある。

【０００４】最近に至って炭素の同素体であるフラーレ
ン（FULLERENE） が光導電性を有することが知られてい
る。

【０００５】例えば、ネーチャー（NATURE）誌、第３５
６巻１９９２年４月号第５８５〜５８７頁には、ポリビ
ニルカルバゾール（ＰＶＫ）にフラーレンを配合したも
のは、光導電性を示すことが報告されている。

【０００６】また、Appl. Phys. Lett第６１巻１９９２
年１０月号第１８２９乃至１８３１頁には、フラーレン
の昇華膜が負帯電で光導電性を示すことが報告されてい
る。

【０００７】更に、横山正明らは、日本化学会春季大会
１９９２年３Ｃ２４２において、透明電極層（ＩＴＯ）
に、チタニルフタロシアニン（５０重量％）／ポリビニ
ルブチラール層、フラーレン（Ｃ60、50重量％）／ポリ
スチレン層、及び金蒸着層を設けたものについて、透明
電極層側から６１０ｎｍのレーザ光を照射し、エレクト
ロン移動度を測定した結果を報告している。

【０００８】

【発明が解決しようとする問題点】上記報告は、フラー
レンが光導電性を示すと共に、電子輸送能を有すること
を示すものであるが、透明電極層上に、電荷発生層及び
電荷輸送層を設け、電荷輸送層側から帯電、透明電極層
側から露光を行う方式では、帯電処理と露光処理とを別
の面で行わなければならないため、機構が複雑となり、
また画像形成もレーザ光を用いるデジタル画像処理に限
定され、一般の電子写真複写には適用困難であるという
問題がある。

【０００９】従って、本発明の目的は、電子輸送性に優
れたフラーレンを用いて正帯電で画像形成を可能にする
電子写真法を提供するものであり、特に同一面からの帯
電・露光により、画像形成を可能にする電子写真法を提
供するにある。本発明の他の目的は、白色光を用いて電
子写真複写が可能な電子写真法を提供するにある。

【００１０】

【問題点を解決するための手段】本発明によれば、導電
性基体上に電荷発生層及びフラーレン含有電荷輸送層を
設けて成る感光体を電荷輸送層側から正帯電し、電荷輸
送層側から画像露光することを特徴とする電子写真法が
提供される。本発明において、上記電荷輸送層は、高分
子媒質１００重量部当たり２０乃至１００重量部、特に
４０乃至８０重量部のフラーレンを含有することが好ま
しい。

【００１１】

【作用】本発明の原理を説明するための図１において、
本発明に用いる積層感光体は、導電性基体２、電荷発生
層３及び電荷輸送層４から成っており、この電荷輸送層
４は高分子媒質とこの高分子媒質中に分散されたフラー
レンとから成っている。本発明の帯電工程を示す図１の
Ａにおいて、積層感光体１の電荷輸送層４の側からコロ
ナーチャージャ５を用いて、その表面を一様に正帯電さ
せる。次いで行う画像露光工程を示す図１のＢにおい
て、電荷輸送層４の側から露光機構６により画像露光す
る。この画像露光により、暗部Ｄでは電荷輸送層４上の
正電荷はそのまま保持され、一方明部Ｌでは電荷輸送層
４上の正電荷が電荷輸送層４中を移動する電子（−）に
より中和されて、電荷の消失が生じ、静電潜像の形成が
行われる。

【００１２】本発明において、電荷輸送層４の側から画
像露光することの予想外の利点は、後述する実施例を参
照することにより直ちに明かとなる。即ち、機能分離型
積層感光体では、光の吸収による電荷発生は専ら電荷発
生層で生じ、電荷の輸送は電荷輸送層で行われる方が感
度がよいと予想される。ところが、実施例１及び２によ
ると、フラーレンの吸収波長範囲外の６００ｎｍ以上の
光線を用いた場合の感度は３８ｌｕｘ・ｓｅｃであるの
に対して、フラーレンの吸収波長を含む白色光を用いた
場合の感度は２３ｌｕｘ・ｓｅｃと上記場合よりも高い
感度を示すのである。

【００１３】これは極めて意外の事実であり、本発明の
電子写真法では、電荷輸送層中のフラーレンが、単に電
子輸送物質として作用するのみならず、電荷発生物質と
しても作用し、フラーレンによる電荷発生が感光体全体
の感度増大に寄与していることを示すものである。

【００１４】本発明においては、フラーレン含有電荷輸
送層を電荷発生層と組合わせて用いることも重要であ
り、電荷発生層を用いない場合には、後述する実施例３
に示す通り、感度は極めて低いものである。

【００１５】

【発明の好適態様】本発明に用いるフラーレンには、Ｃ
60、Ｃ70、Ｃ76、Ｃ78、Ｃ82、Ｃ84、Ｃ90、Ｃ96等があ
り、これらの内でもＣ60が好適に使用されるが、その他
のものも勿論使用可能である。これらのフラーレンは何
れもサッカーボール状の分子構造を有しており、炭素棒
を電極にしたアーク放電により生じたススの中から分離
される。

【００１６】一般に入手されるフラーレンは、Ｃ60とＣ
70とを７０：３０乃至９５：５、特に８０：２０乃至９
０：１０の重量比で含有する混合物であるが、本発明で
は、上記混合物をそのまま使用することもできる。フラ
ーレンは一般に焦げ茶色の固体であるが、分子内の炭素
数が大きくなると、次第に長波長側へと吸収波長が移行
する。また、このフラーレンは分子構造がサッカーボー
ル状であるため、感光体中に配合したとき、分子配向性
が全くなく、方向性を考慮する必要がないという利点が
ある。フラーレンの分子直径はほぼ７．１オングストロ
ームのオーダーであるが、勿論固体の状態では、分子相
互の凝集が生じている。このフラーレンはトルエン等に
可溶であるのでトルエン溶液の形で媒質中に微粒化分散
させることが可能である。

【００１７】電荷発生剤としては、例えば、、セレン、
セレン−テルル、アモルファスシリコン、ピリリウム
塩、アゾ系顔料、ジスアゾ系顔料、アンサンスロン系顔
料、フタロシアニン系顔料、インジコ系顔料、スレン系
顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料、ペリレン
系顔料、キナクリドン系顔料等が例示され、所望の領域
に吸収波長域を有するよう、一種または二種以上混合し
て用いられる。

【００１８】また、上記のフラーレンや電荷発生剤を分
散させる樹脂媒質としては、種々の樹脂が使用でき、例
えば、スチレン系重合体、アクリル系重合体、スチレン
−アクリル系重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
ポリプロピレン、アイオノマー等のオレフィン系重合
体、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合
体、ポリエステル、アルキッド樹脂、ポリアミド、ポリ
ウレタン、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリアリ
レート、ポリスルホン、ジアリルフタレート樹脂、シリ
コーン樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、
ポリエーテル樹脂、フェノール樹脂や、エポキシアクリ
レート等の光硬化型樹脂等、各種の重合体が例示でき
る。これらの結着樹脂は、一種または二種以上混合して
用いることもできる。好適な樹脂は、スチレン系重合
体、アクリル系重合体、スチレン−アクリル系重合体、
ポリエステル、アルキッド樹脂、ポリカーボネート、ポ
リアリレート等である。

【００１９】塗布液を形成するのに使用する溶剤として
は、種々の有機溶剤が使用でき、メタノール、エタノー
ル、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール類、
ｎ−ヘキサン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族系
炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭
化水素、ジクロロメタン、ジクロロエタン、四塩化炭
素、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素、ジメチル
エーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エ
チレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコ
ールジメチルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチ
ルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸
エチル、酢酸メチル等のエステル類、ジメチルホルムア
ミド、ジメチルスルホキシド等、種々の溶剤が例示さ
れ、一種または二種以上混合して用いられる。塗布液ノ
固形分濃度は一般に５乃至５０％とするのがよい。

【００２０】電荷発生層及び電子輸送層を設ける導電性
基板としては、導電性を有する種々の材料が使用でき、
例えば、アルミニウム、銅、錫、白金、金、銀、バナジ
ウム、モリブデン、クロム、カドミウム、チタン、ニッ
ケル、インジウム、ステンレス鋼、真鍮等の金属単体
や、上記金属が蒸着またはラミネートされたプラスチッ
ク材料、ヨウ化アルミニウム、酸化錫、酸化インジウム
等で被覆されたガラス等が例示される。一般には、アル
ミニウム素管、特に膜厚が１乃至５０μｍとなるように
アルマイト処理を施した素管を用いるのがよい。

【００２１】本発明の感光体において、上記導電性基板
上に電荷発生層を設ける。電荷発生層は、電荷発生剤−
結着剤樹脂分散型のものとして、或いは蒸着型のものと
して設けることができる。電荷発生層形成用の塗布組成
物は、前述した樹脂溶液に電荷発生剤を分散させたもの
であり、電荷発生剤を固形分当たり１０乃至１００重量
％、特に２０乃至８０重量％の量で層中に含有させるの
がよく、またその厚みは０．０５乃至５μｍ、特に０．
１乃至１μｍの範囲にあるのがよい。尚、塗布液を形成
するには、従来公知の方法、例えば、ロールミル、ボー
ルミル、アトライタ、ペイントシェイカーあるいは超音
波分散器等を用いて調製し、従来公知の塗布手段により
塗布、乾燥すればよい。

【００２２】蒸着型のものでは、前記電荷発生剤を、そ
れ自体公知の真空蒸着等の手段で導電性基板上に薄膜と
してもうければよく、その厚みは０．１乃至２μｍの範
囲にあればよい。

【００２３】次いで、電荷発生層上に、電子輸送層を設
ける。この電子輸送層は前述した樹脂液にフラーレンを
分散させたものであり、樹脂固形分当たり２０乃至１０
０重量％、特に４０乃至８０重量％の量でフラーレンを
含有するべきである。またその厚みは２乃至１００μ
ｍ、特に５乃至３０μｍの範囲にあるのがよい。フラー
レンの濃度が上記範囲よりも低いと感度が低下し、一方
上記範囲よりも高いと電子輸送層の機械的強度が低下す
るので何れも好ましくない。

【００２４】本発明の感光体形成用組成物には、電子写
真学的特性に悪影響を及ぼさない範囲で、それ自体公知
の種々の配合剤例えば、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、
一重項クエンチャー、ＵＶ吸収剤、軟化剤、表面改質
剤、消泡剤、増量剤、増粘剤、分散安定剤、ワックス、
アクセプター、ドナー等を配合させることができる。

【００２５】本発明の電子写真法を説明するための図２
において、感光体ドラム１は、アルミニウム素管等の導
電性基体上に電荷発生層及びフラーレン含有電荷輸送層
を設けたものから成っており、このドラムの周囲には、
主帯電用コロナチャージャ１１；ランプ１２、原稿支持
透明板１３及び光学系１４から成る画像露光機構；トナ
ー１５を有する現像機構１６；トナー転写用コロナチャ
ージャー１７；紙分離用コロナチャージャー１８；除電
ランプ１９；及びクリーニング機構２０がこの順序に設
けられている。

【００２６】先ず、感光体１をコロナチャージャ１１で
正電荷で帯電させる。次いで、ランプ１２で複写すべき
原稿２１を照明し、光学系１４を経て原稿の光線像で感
光体１を露光し、原稿画像に対応する正の静電潜像を形
成させる。この静電潜像を、現像機構１６によりトナー
１５で現像する。転写紙２２を、トナー転写用チャージ
ャ１７の位置でドラム表面と接触するように供給し、転
写紙２２の背面から静電像と同極性のコロナチャージを
行って、トナー像を転写紙２２に転写させる。トナー像
が転写された転写紙２２は、分離用コロナチャージャ１
８の除電によってドラムから静電的に剥離され、定着域
（図示せず）等の処理域に送られる。トナー転写後の感
光体１は除電ランプ１９による全面露光で残留電荷が消
去され、次いでクリーニング機構２０によって残留トナ
ーの除去が行われる。

【００２７】本発明において、感光体の帯電は正コロナ
チャージャを使用して、表面電位が３００乃至１０００
ボルト、特に５００乃至８００ボルトとなるように行う
のがよく、このために、コロナワイヤーに印加する電圧
は３乃至９ｋｖ程度が適当である。画像露光は、ハロゲ
ンランプ等の白色光を用いて行うのが適当であり、露光
時の光量は、露光後表面電位が２００ボルト以下、特に
１００ボルト以下となるように行うのがよい。静電像の
現像には、公知の一成分系磁性現像剤や磁性キャリアー
と顕電性トナーとから成る二成分系現像剤を使用して、
磁気ブラシ現像を行うが、勿論上記以外のそれ自体公知
の現像方式を用いることもできる。

【００２８】

【実施例】本発明を次の例で更に説明する。 ［実施例１］ Ｃｕフタロシアニン（β型） １部 バイロン ２００ ２部 （東洋紡社製 ポリエステル系樹脂） Ｔ Ｈ Ｆ １０部 をボールミルにて分散混合した後、厚さ１００μｍのア
ルミシート上に、ドクターブレードを用いて塗布乾燥
し、膜厚０．８μｍの電荷発生層を得た。次に、 フラーレン Ｃ60/70（８５：１５） １部 ポリスチレン ５部 トルエン １０部 を分散混合し、上記、電荷発生層上に、ドクターブレー
ドを用いて塗布乾燥して電荷輸送層とし、膜厚２５μｍ
の積層感光体を得た。

【００２９】本感光体を川口電機（株）製ＥＰＡを用い
て、正帯電の白色光感度を測定した結果を表１に示す。
また、電荷輸送層として、フラーレンの含有量を変化さ
せた以外は上記と同様に作成した積層感光体についての
白色光感度も表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１をグラフ化したものが図３である。図
３、表１から白色光感度Ｅ1/2＝６０Lux・sec、機械的強
度（鉛筆強度）２Ｈ以上を満足するフラーレンの含有量
は の間になる。

【００３２】［実施例２］実施例１Ｎｏ４について白色
光の代わりに６００ｎｍ以下の光をカットした白色光を
用いて光感度を測定してみた所Ｅ1/2＝３８Lux・secであ
った。このことから電荷輸送層中のフラーレンが白色光
をある程度吸収して電荷を発生し、光感度のｕｐに寄与
していることがわかる。

【００３３】［実施例３］ フラーレン １部 ポリスチレン ２部 トルエン １０部 をボールミルにて分散混合した後、厚さ１００μｍのア
ルミシート上に、ドクターブレードを用いて塗布乾燥
し、膜厚２１μｍの単層感光体を得た。この単層感光体
の正帯電白色光感度はＥ1/2＝１１５Lux・secであった。
このことから、電荷発生層を用いない場合には白色光感
度は低下することがわかる。

【００３４】［実施例４］実施例１Ｎｏ４で作成・評価
した積層感光体試験片（５×５ｃｍ）を三田工業（株）
社製アナログ正帯電型静電複写機ＤＣ−１６５６の感光
体ドラムと同じ形状のアルミ素管に貼り付け、クリーニ
ング部分をはずしてＤＣ−１６５６にセットし画像出し
を行ってみた所、コントラストの良好な画像を得ること
ができた。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、導電性基体上に電荷発
生層及びフラーレン含有電荷輸送層を設けて成る感光体
を電荷輸送層側から正帯電し、電荷輸送層側から画像露
光することにより、同一面からの帯電露光が可能とな
り、しかも高感度で複写画像の形成が可能となる。しか
も、本発明によれば、正帯電により画像形成が可能とな
るため、感光体の劣化や環境汚染が防止されるという利
点も達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明するための積層感光体１の
帯電工程（Ａ）と画像露光工程（Ｂ）とを示した説明図
である。

【図２】本発明の電子写真法を説明するための説明図。

【符号の説明】

１ 積層感光体 ２ 導電性基体 ３ 電荷発生層 ４ 電荷輸送層 ５ コロナチャージャ ６ 露光機構 １１ 主帯電用コロナチャージャ １２ ランプ １３ 原稿支持透明板 １４ 光学系 １５ 画像露光機構；トナー １６ 現像機構 １７ トナー転写用コロナチャージャ １８ 紙分離用コロナチャージャ １９ 除電ランプ ２０ クリーニング機構 ２１ 原稿 ２２ 転写紙

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性基体上に電荷発生層及びフラーレ
   ン含有電荷輸送層を設けて成る感光体を電荷輸送層側か
   ら正帯電し、電荷輸送層側から画像露光することを特徴
   とする電子写真法。
2. 【請求項２】 電荷輸送層が高分子媒質１００重量部当
   たり２０乃至１００重量部のフラーレンを含有する請求
   項１記載の電子写真法。