JPH0980769A

JPH0980769A - 電子写真用感光体

Info

Publication number: JPH0980769A
Application number: JP23393295A
Authority: JP
Inventors: Saburo Yokota; 三郎横田; Fumio Ueda; 文男上田
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 1995-09-12
Filing date: 1995-09-12
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【解決手段】導電性基体上に、少なくとも赤外可視変
換蛍光物質を含有する感光層を有する電子写真用感光
体。【効果】１０００ｎｍ以上の長波長に優れた感度を有
する電子写真用感光体が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真用感光体に
関し、更に詳しくは、１０００ｎｍ以上に感度を有する
電子写真用感光体に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子写真用感光体は、導電性の基
体上に光導電性の材料からなる感光層を形成することに
より構成されるが、感光層としては、電荷発生層と電荷
輸送層からなる機能分離型の積層構造を用いることが一
般的である。このような電子写真用感光体においては、
感度波長域は必然的に光を吸収して電荷を発生する電荷
発生物質の光吸収特性に依存することになる。

【０００３】長波長に感度を有する公知の電荷発生物質
としては、例えば、米国特許３，８１６，１１８号明細
書に開示されたＸ型無金属フタロシアニン、米国特許
３，８２４，０９９号明細書に開示されたスクウェアリ
ウム塩、特開昭５９−４４０５４号公報に開示されたク
ロロインジウムフタロシアニン、特開昭５９−５３８５
０号公報に開示されたアズレニウム塩、特開昭６１−２
０３４６１号公報に開示されたマグネシウムフタロシア
ニン、特開昭６１−２３９２４８号公報に開示されたα
型チタニルフタロシアニン等の有機材料やアモルファス
シリコン等の無機材料が挙げられるが、これらの材料に
おいても、最大感度波長はせいぜい９００ｎｍ程度であ
り、１０００ｎｍ以上に感度を有する電子写真用感光体
は実現不可能と考えられてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、電子写真方式の
プリンターに用いられる露光用光源としては、半導体レ
ーザーを用いるものが一般的である。電子写真装置用と
して実用化されている半導体レーザーは、ＡｌＧａＡｓ
／ＧａＡｓ系の７８０ｎｍ近傍に発振波長を有するもの
が主流である。他方、通信用の半導体レーザーとして
は、１０００ｎｍ以上に発振波長を持つＩｎＧａＡｓＰ
／ＩｎＰ系が圧倒的な実績を持っている。後者の場合、
前者に有りがちな半導体結晶の欠陥による不良が殆どな
いため、信頼性が高く、また量産効果によるコストメリ
ットが大きい利点がある。従って、装置の低コスト化や
高信頼性を達成するため、これら比較的長波長に発振す
る半導体レーザーを用いた電子写真装置の開発が検討さ
れてきたが、この波長域に感度を持つ電子写真用感光体
が存在しないため、その実現が阻まれてきた。

【０００５】本発明が解決しようとする課題は、従来実
現不可能と考えられてきた１０００ｎｍ以上の長波長に
感度を有する電子写真用感光体を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは１０００ｎ
ｍ以上の長波長、特にＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系半導体
レーザーの代表的な発振波長である１５００ｎｍ近傍に
感度を有する電子写真用感光体を実現すべく、数多くの
材料と層構成の検討を行った結果、本発明を完成するに
至った。

【０００７】即ち、本発明は上記課題を解決するため
に、導電性支持体上に感光層を有する電子写真用感光体
において、感光層中に赤外可視変換蛍光物質を含有する
ことを特徴とする電子写真用感光体を提供する。

【０００８】本発明の電子写真用感光体が優れた長波長
感度を実現できる理由は以下のように理解される。

【０００９】赤外可視変換蛍光物質は、単独で赤外光を
吸収すると、より短波長の可視光を蛍光として放出する
特性を有する。この特性は、反ストークス的なエネルギ
ー変換、即ち、低いフォトンエネルギーを高いレベルに
変換するもので、極めて特異であり、その性質を利用し
て、赤外可視変換蛍光物質は、従来、赤外線センサーと
して利用されてきた。従来の電子写真用感光体では、電
荷発生物質が吸収した光を直接の励起エネルギーとして
電荷発生を行うため、感度は必然的にその吸収波長域に
限定される。一方、本発明の電子写真用感光体において
は、赤外可視変換蛍光物質を感光層構成に組み入れ電荷
発生物質と併用して用いるので、電荷発生物質が吸収を
示さない１０００ｎｍ以上の長波長光であっても、赤外
可視変換蛍光物質がそのエネルギーを吸収し、可視光レ
ベルの蛍光エネルギーに変換するため、感度を発現する
ことができるものである。この場合、その優れた感度特
性から判断して、赤外可視変換蛍光物質単独の場合のよ
うに、蛍光エネルギーを放射失活する過程を辿らず、直
接フォノンレベルで電荷発生物質に伝達し、電荷発生に
寄与しているものと考えられる。

【００１０】本発明の電子写真用感光体の層構成の例を
図１〜図３に示した。

【００１１】図１に示した電子写真用感光体は、導電性
支持体の上に、赤外可視変換蛍光物質及び電荷発生物質
を樹脂に分散した膜からなる感光層を形成したものであ
る。なお、この感光層中には適宜、電荷輸送物質を分散
させて電荷輸送能を向上させることもできる。図２の電
子写真用感光体は、導電性支持体の上に、赤外可視変換
蛍光物質及び電荷発生物質を樹脂に分散した電荷発生層
を形成し、その上に独立した電荷輸送層を設けたもので
ある。図３の電子写真用感光体は、導電性支持体の上
に、赤外可視変換蛍光物質を樹脂分散した赤外可視変換
蛍光層を形成し、その上に独立した電荷発生層及び電荷
輸送層を設けたものである。感光層の構成はここに示し
たものに限定されるものではなく、例えば、これらの積
層する順序を目的に合わせて適宜入れ換えたり、中間層
や表面保護層等の他の機能層を追加することも可能であ
る。

【００１２】電荷発生層、或いは独立した赤外可視変換
蛍光層の膜厚は０．１〜１０μｍの範囲が好ましく、ま
た電荷輸送層の膜厚は５μｍから５０μｍの範囲が好ま
しい。

【００１３】本発明の電子写真用感光体に用いられる導
電性支持体としては、例えば、アルミニウム、銅、亜
鉛、ステンレス、クロム、ニッケル、モリブデン、バナ
ジウム、インジウム、金、白金等の金属または合金を用
いた金属板、金属ドラム、金属ベルト、あるいは導電性
ポリマー、酸化インジウム等の導電性化合物やアルミニ
ウム、パラジウム、金等の金属または合金を塗布、蒸
着、あるいはラミネートした紙、プラスチックフィル
ム、ベルト等が挙げられる。

【００１４】赤外可視変換蛍光物質としては、例えば、
「蛍光体ハンドブック」（オーム社、１９８７年発行）
等に開示されているように、ＢａＥｒ₂Ｆ₈、ＥｒやＹｂ
で付活化したフッ化イットリウム（ＹＦ₃）、或いは
（ＰｂＦ₂−ＧｅＯ₂）：Ｙｂ、Ｅｒ系セラミックス等が
上げられ、これらの赤外可視変換蛍光物質は、１５００
ｎｍ近傍に吸収波長帯を有し、前述のＩｎＧａＡｓＰ／
ＩｎＰ系半導体レーザーの発振波長に良く適合してい
る。

【００１５】これらの赤外可視変換蛍光物質は、感光層
に光導電性物質と共に分散させて用いることもでき、樹
脂分散層或いは単一の膜から成る独立した赤外可視変換
蛍光層を形成することもできる。

【００１６】電荷発生物質としては、例えば、アゾ系顔
料、キノン系顔料、ペリレン系顔料、インジゴ系顔料、
チオインジゴ系顔料、ビスベンゾイミダゾール系顔料、
フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、キノリン
系顔料、レーキ顔料、アゾレーキ顔料、アントラキノン
系顔料、オキサジン系顔料、ジオキサジン系顔料、トリ
フェニルメタン系顔料、アズレニウム染料、スクウェア
リウム染料、ピリリウム系染料、トリアリルメタン染
料、キサンテン染料、チアジン染料、シアニン系染料等
の種々の有機顔料、染料や、更にアモルファスシリコ
ン、アモルファスセレン、テルル、セレン−テルル合
金、硫化カドミウム、硫化アンチモン、酸化亜鉛、硫化
亜鉛等の無機材料を挙げることができる。

【００１７】電荷発生物質はここに挙げたものに限定さ
れるものではなく、その使用に際しては単独、あるいは
２種類以上を混合して用いることができる。

【００１８】これらの材料は結着樹脂に分散され塗布さ
れるか、真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ法等の手段
により成膜されて、感光層として成膜されて用いられ
る。また結着樹脂と共に分散安定剤、レベリング剤等の
添加剤を使用することもできる。

【００１９】また、電荷輸送物質としては一般に電子を
輸送する物質と正孔を輸送する物質の２種類に分類され
るが、本発明の電子写真用感光体には両者とも使用する
ことができる。

【００２０】電子輸送物質としては、例えば、ベンゾキ
ノン系、テトラシアノエチレン系、テトラシアノキノジ
メタン系、フルオレノン系、キサントン系、フェナント
ラキノン系、無水フタール酸系、ジフェノキノン系等の
有機化合物や、アモルファスシリコン、アモルファスセ
レン、テルル、セレン−テルル合金、硫化カドミウム、
硫化アンチモン、酸化亜鉛、硫化亜鉛等の無機材料が挙
げられる。

【００２１】また、正孔輸送物質としては、低分子化合
物では、例えば、ピレン系、カルバゾール系、ヒドラゾ
ン系、オキサゾール系、オキサジアゾール系、ピラゾリ
ン系、アリールアミン系、アリールメタン系、ベンジジ
ン系、チアゾール系、スチルベン系、ブタジエン系等の
化合物が挙げられる。また、高分子化合物としては、例
えば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ハロゲン化ポリ
−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリビ
ニルアンスラセン、ポリビニルアクリジン、ピレン−ホ
ルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾール−ホルムアル
デヒド樹脂、エチルカルバゾール−ホルムアルデヒド樹
脂、トリフェニルメタンポリマー、ポリシラン等が挙げ
られる。

【００２２】電荷輸送物質はここに挙げたものに限定さ
れるものではなく、その使用に際しては単独、あるいは
２種類以上混合して用いることができる。

【００２３】これらの材料は結着樹脂に分散され塗布さ
れるか、真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ法等の手段
により成膜されて、感光層に使用することができる。

【００２４】また、感光層には上述の材料とともに可塑
剤、表面改質剤、酸化防止剤、光劣化防止剤等の添加剤
を使用することもできる。

【００２５】可塑剤としては、例えば、ビフェニル、塩
化ビフェニル、ターフェニル、ジブチルフタレート、ジ
エチレングリコールフタレート、ジオクチルフタレー
ト、トリフェニル燐酸、メチルナフタレン、ベンゾフェ
ノン、塩素化パラフィン、ポリプロピレン、ポリスチレ
ン、各種フルオロ炭化水素等が挙げられる。

【００２６】表面改質剤としては、例えば、シリコンオ
イル、フッ素樹脂等が挙げられる。

【００２７】酸化防止剤としては、例えば、フェノール
系、硫黄系、リン系、アミン系等の酸化防止剤が挙げら
れる。

【００２８】光劣化防止剤としては、例えば、ベンゾト
リアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ヒンダ
ードアミン系化合物等が挙げられる。

【００２９】これらの材料は結着樹脂に分散され塗布成
膜されて、感光層に使用することができる。

【００３０】感光層の結着樹脂としては、電気絶縁性の
フィルム形成可能な高分子重合体が好ましい。このよう
な高分子重合体としては、例えば、ポリカーボネート、
ポリエステル、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩
化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリビ
ニルアセテート、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化
ビニリデン−アクリロニトリル重合体、塩化ビニル−酢
酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレ
イン酸共重合体、シリコン樹脂、シリコン−アルキッド
樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−
アルキッド樹脂、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリ
ビニルブチラール、ポリビニルフォルマール、ポリスル
ホン、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、エ
チルセルロース、フェノール樹脂、ポリアミド、カルボ
キシ−メチルセルロース、塩化ビニリデン系ポリマーラ
テックス、ポリウレタン等が挙げられるが、これらに限
定されるものではない。これらの結着樹脂は、単独また
は２種類以上混合して用いられる。

【００３１】更に本発明においては、導電性支持体と感
光層との接着性を向上させたり、支持体から感光層への
自由電荷の注入を阻止するため、導電性支持体と感光層
の間に、必要に応じて中間層を設けることもできる。こ
れらの層に用いられる材料としては、前記感光層の結着
樹脂に用いられる高分子化合物の他、酸化アルミニウ
ム、酸化珪素、酸化錫、酸化チタン等が挙げられる。こ
の接着剤層あるいはバリヤー層は上記材料を導電性支持
体上に塗工、真空蒸着、化成処理、陽極酸化、スパッタ
リング、ＣＶＤ法等の手段により形成することができ
る。

【００３２】積層型電子写真用感光体を浸漬塗工によっ
て形成する場合、上記の電荷発生剤や電荷輸送物質を結
着樹脂等に混合したものを溶剤に溶解した塗料を用いる
が、結着樹脂を溶解する溶剤は、結着樹脂の種類によっ
て異なるが、下層を溶解しないものの中から選択するこ
とが好ましい。具体的な有機溶剤の例としては、例え
ば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール等のア
ルコール類；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；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミ
ド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド類；テト
ラヒドロフラン、ジオキサン、メチルセロソルブ等のエ
ーテル類；酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類；ジ
メチルスルホキシド、スルホラン等のスルホキシド及び
スルホン類；塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭
素、トリクロロエタン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素；
ベンゼン、トルエン、キシレン、モノクロルベンゼン、
ジクロルベンゼン等の芳香族類などが挙げられる。

【００３３】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、これにより本発明が実施例に限定されるものでは
ない。尚、実施例中「部」とあるのは「重量部」を示
す。

【００３４】（実施例１）Ｅｒ付活化フッ化イットリウ
ム（Ｙ_0.8Ｅｒ_0.2Ｆ₃）粉末１部及びポリアミド樹脂
（商品名「ＣＭ−８０００」東レ社製）１部を、メタノ
ール７部及びｎ−ブタノール７部から成る混合溶媒に混
合し、サンドミルを用いて１時間分散させて塗料を作成
した。この塗料をアルミニウム板の上に乾燥後の膜厚が
０．２μｍとなるように成膜した後、乾燥させて、赤外
可視変換蛍光層を形成した。

【００３５】次に、α型チタニルフタロシアニン５部
に、ブチラール樹脂（商品名「エスレックＢＬ−１」積
水化学社製）５部及び塩化メチレン１９０部を混合し、
振動ミルを用いて分散させて、電荷発生層用の分散液を
得た。これを赤外可視変換蛍光層の上に、乾燥後の膜厚
が４μｍと成るように塗布した後、乾燥させて電荷発生
層を形成した。

【００３６】次に、式

【化１】

【００３７】で表わされる正孔輸送物質１０部及びポリ
カーボネート樹脂（商品名「パンライトＬ−１２５０」
帝人化成社製）１０部をクロロホルム８０部に溶かし、
電荷輸送層用の塗料を作成した。この塗料を上記電荷発
生層の上に、乾燥後の膜厚が１５μｍと成るように塗布
した後、乾燥させて電荷輸送層を形成することにより、
電子写真用感光体を得た。

【００３８】（実施例２）実施例１で使用したＥｒ付活
化フッ化イットリウム（Ｙ_0.8Ｅｒ_0.2Ｆ₃）粉末２部及
びα型チタニルフタロシアニン５部に、ブチラール樹脂
（商品名「エスレックＢＬ−１」積水化学社製）５部及
び塩化メチレン１９０部を混合し、振動ミルを用いて分
散させて、電荷発生層用の分散液を得た。この塗料をア
ルミニウム板の上に、乾燥後の膜厚が０．５μｍと成る
ように塗布した後、乾燥させて、電荷発生層を形成し
た。

【００３９】この電荷発生層上に、実施例１と同一の条
件で電荷輸送層を形成して電子写真用感光体を得た。

【００４０】（実施例３）実施例１において、Ｅｒ付活
化フッ化イットリウムの代わりに、ＢａＥｒ₂Ｆ₈粉末を
用いた以外は、実施例１と同様にして電子写真用感光体
を得た。

【００４１】（実施例４）実施例１において、Ｅｒ付活
化フッ化イットリウムの代わりに、Ｙｂ付活化フッ化イ
ットリウム（Ｙ_0.8Ｙｂ_0.2Ｆ₃）粉末を用いた以外は、
実施例１と同様にして電子写真用感光体を得た。

【００４２】（比較例１）実施例１において、赤外可視
変換蛍光層を設けなかった以外は、実施例１と同様にし
て、アルミニウム板上に電荷発生層及び電荷輸送層を形
成して、電子写真用感光体を得た。

【００４３】（特性評価）特性評価は、静電複写試験装
置「ＥＰＡ−８１００」（川口電機製作所社製）を用い
て、電子写真特性を測定した。測定方法は、まず、電子
写真用感光体を暗所で印加電圧−６ｋＶのコロナ放電に
より帯電させ、この直後の表面電位を初期電位Ｖ₀ とし
て、帯電能の評価に用いた。次に暗所に１０秒間放置し
た後の電位を測定し、Ｖ₁₀とした。ここでＶ₀／Ｖ₁₀に
よって電位保持能を評価した。次いで、１５００ｎｍの
単色光で、その表面における露光強度が１μＷ／cm² に
なるように設定し、感光層に光照射を１５秒間行い、表
面電位の減衰曲線を記録した。ここで１５秒後の表面電
位を測定し、それを残留電位Ｖ_R とした。また、光照射
により表面電位がＶ₁₀の１／２に減少するまでの露光量
を求め、半減露光量Ｅ _1/2として感度を評価した。その
結果を表１に示した。

【００４４】

【表１】

【００４５】表１に示した結果から明らかなように、実
施例１〜４の電子写真用感光体を用いた評価では、いず
れも、１５００ｎｍという長波長において優れた感度が
得られた。一方、従来の一般的な層構成による比較例の
電子写真用感光体を用いた評価では、全く感度を示さな
かった。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、導電性基体上にとする
ことによって、１０００ｎｍ以上の赤外光に対して優れ
た感度を有する電子写真用感光体が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の電子写真用感光体の層構成の一
例を示した模式断面図の例である。

【図２】図２は本発明の電子写真用感光体の走行性の一
例を示した模式断面図の例である。

【図３】図３は本発明の電子写真用感光体の層構成の一
例を示した模式断面図の例である。

【符号の説明】

１導電性基体２感光層３赤外可視変換蛍光物質４電荷発生物質５結着樹脂６赤外可視変換蛍光層７電荷発生層８電荷輸送層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性支持体上に感光層を有する電子写
真用感光体において、感光層中に赤外可視変換蛍光物質
を含有することを特徴とする電子写真用感光体。
【請求項２】感光層が少なくとも電荷発生層と電荷輸
送層の積層構造から成り、電荷発生層が電荷発生物質及
び赤外可視変換蛍光物質を含有することを特徴とする請
求項１記載の電子写真用感光体。
【請求項３】電荷発生層が、少なくとも電荷発生物質
及び赤外可視変換蛍光物質の樹脂分散膜であることを特
徴とする請求項２記載の電子写真用感光体。
【請求項４】感光層が、少なくとも赤外可視変換蛍光
層、電荷発生層及び電荷輸送層から成る積層構造を有す
る請求項１記載の電子写真用感光体。
【請求項５】赤外可視変換蛍光体層が、少なくとも赤
外可視変換蛍光物質の樹脂分散膜であることを特徴とす
る請求項４記載の電子写真用感光体。
【請求項６】赤外可視変換蛍光物質がＥｒ又はＹｂで
付活化したＹＦ₃、或いはＢａＥｒ₂Ｆ₈であることを特
徴とする請求項３又は５記載の電子写真用感光体。