JPS60186850A - 電子写真感光体及びその製造法 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、電子写真感光体に関し、特にレーザープリン
ター用電子写真感光体に関するものである。

〔従来技術〕

これまで、レーデ−ビームｔライン走介する方式の電子
写真プリンタは、レーデ−ビームとしてヘリウム−カド
ミウムレーザー、アルゴンレーザーヤヘリウムーネオン
レーデーなどの比較的短波長のガスレーデ−が使用され
、しかもそれに用いろ電子写真感光体としては肉厚の感
光層？形成するＣｄ５−バインダ系感光層、電荷移動錯
体（ＩＢＭＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｒｅ５ｅａ
ｃｈ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐ　−ｍｅｎｔ　。

１９７１年１月、Ｐ、７５〜Ｐ、８９）が用いられてい
たので、感光層内でレーザービームが多重反射を生じる
ことがなく、従って実際上画像形成時に干渉縞模様の画
像が現われることがなかった。

ところが、前述のガスレーザーに代って、装置を小型化
、低コスト化に設計するために近年になりて半導体レー
ザーが使用される様になって来た。

この半導体レーザーは一般的に７５０　ｎｍ以上の長波
長領域で発振波長を有しているもので、このため長波長
領域で高感度特性音もつ電子写真感光体が必要となり、
このための電子写真感光体が開発されて来た。

これまで知られている長波長光（例えば６００ｎｍ以上
）に感光性をもつ感光体としては、例えば銅フタロシア
ニン、アルミニウムクロライドフタロシアニンなどのフ
タロシアニン顔料全含有させた電荷発生層と電荷輸送層
の積層構造を有する積層型電子写真感光体あるいけセレ
ン−テルルフィルムを用いた電子写真感光体が知られて
いる。

この様な長波長光に対して感光性をもつ感光体をレーザ
ービーム走査方式電子写真プリンタに取り付けて、レー
ザービーム露光を行なうと、形成されたトナー画像には
干渉縞模様が現出し、良好な再生画像が形成できない欠
点を有していた。この理由の１つとしては、例えば長波
長レーザーが感光層内で完全に吸収されず、その透過光
が基体表面で正反射し、このため感光層内でレーザービ
ームの多重反射光を生じ、それが感光層表面の反射光と
の間で干渉を生じることが原因とされている。

この欠点を解消する方法としては、これまで電子写真感
光体で用いている導電性基体の表面を陽極酸化法やサン
ドブラスト法などにより粗面化する方法、感光層と基体
の間に光吸収層あるいは反射防止層を用いる方法などに
より感光層内で生じる多重反射を解消することが提案さ
れて来ているが、実際問題として画像形成時に現出する
干渉縞模様を完全に解消することができるものではなか
った。特に、導電性基体の表面全サンドブラスト法によ
り粗面化する方法では画像形成時に現出する干渉縞模様
を完全に解消するに十分でなおかつ均一な粗さをもつ粗
面が形成され難く、ある割合で比較的大きな粗さ部を形
成することがある。このためこの大きな粗さ部が感光層
内へのキャリア注入部として作用し、画像形成時の白ポ
チ（あるいは反転現像方式を用いた場合では黒ポチとな
りて現われる）の原因となシ、好ましい方法ではなかっ
た。しかも、製造上回−ロ、ト内で均一な粗面をもつ導
電性基体の製造が困難で、改善すべき点が数多く存在し
ている。又、光吸収層あるいは反射防止層を用いる方法
につ−ても十分に干渉縞模様を解消することができず、
しかも製造上コストが上昇するなどの欠点を有している
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前述の従来技術の欠点を解消した電子
写真感光体及びその製造法を提供することＫある。

本発明の別の目的は、干渉縞状の濃度ムラの発生を防止
したレーザープリンター用電子写真感光体及びその製造
法を提供することにある。

上記目的は、導電性支持体と感光層との間に平均表面粗
さが像露光用光源の半波要分（以下、像露光用光源の波
長をλということがある）以上とした光拡散反射面を有
する下引Ｎを備えた電子写真感光体によって、達成され
る◎ すなわち、前記下引層の平均表面粗さをλ／２以上とす
ることにより、侵入光に位相差を持たせることが有効で
あシ、これにより、像露光・現像後の電子写真における
干渉縞状の濃度ムラの発生が防止され、前述した従来技
術の欠点が全て解消される。

本明細書に記載の１平均表面粗さ」は小板研究所製の万
能表面形状測定器［５ｇ−３ＣＪにより測定した値を相
称する。

〔実施態様〕

第１図と第２図は、電子写真感光体に可干渉光としてレ
ーザービームを照射した際の態様を模式的に表わしてい
る。第１図は、従来の電子写真感光体を用いた際の例で
、第２図は本発明の電子写真感光体を用いた例である。

第１図では、電子写真感光体の感光層３にレーザービー
ムＩｘ’ｒ照射すると、感光層３の表面で反射光Ｒｓ　
ｋ生じ、さらにレーザービーム１１は感光層３の内部を
透過したレーザービームＩ２が導電性支持体１の表面ま
で到達し、ここで反射光Ｒ２ｅ生じる。この時、ＲＩ　
とＲ２の間で干渉を起こし、しかも、反射光Ｒ２が感光
Ｎ３の内部で多重反射を起こすため画像形成時には干渉
縞模様となって現出していた。

これに対し、第２図に示す本発明の実施態様においては
、導電性支持体１と感光層３の間に下引層２が形成され
ているが、下引層２の表面は粗面化加工されて粗面４が
形成されている。すなわち、像露光時に入射される光線
１．は、感光層３の表面で反射光Ｒ＋　’ｃ生じる一方
、感光層３の内部に透過光■２となって粗面４の表面で
拡散反射光Ｒ３を生じる。この拡散及散光Ｒ３は、透過
光重２がさらに下引層２の内部を透過し、導電性支持体
１０表面で反射され、その反射光が再び粗面４で生じた
拡散光が含まれている。この拡散反射光Ｒ３は、入射光
ＩＩの強度に対して５０９！１以上、好ましくは６０チ
以上の割合の強度をもつことによって、画像形成時に現
出する干渉縞模様を解消することができる程度に、反射
光Ｒ２と拡散反射光Ｒ３との間の干渉を抑制することが
できる。

入射光重、の強度に対して５０チ以上、好ましくは６０
％以上の割合の強度をもつ拡散反射光Ｒ３λ は、下引層２の粗面４を７（入射光Ｉｌの波長）以上、
具体的には平均表面粗さで０．５ｎｍ以上、好ましくは
０．６　ｎｍ〜３０　ｎｍの範囲の表面粗さに設定して
おくことが必要である。

拡散反射光Ｒ３の入射光１１に対する強度の割合が５０
チ以下である場合には、画像形成時に現出する干渉縞模
様を十分に解消することができないＯ 又粗面４の平均表面粗さを３０μｍ以上とすると例えば
画像形成時に日ポチ（白斑点）又は黒ポチ（黒斑点）が
現出するために、良質のコピー画像が得られない問題が
ある。

本発明の好ましい実施態様においては、下引層２に形成
した粗面４は、いわゆるミクロ相分離現象を利用するも
のが好ましく、具体的には相溶性のない、あるいは非常
に小さい相溶性の２つの樹脂液を混合し、導電性支持体
上に塗布し、乾燥後、一方の樹脂を選択的に溶解する溶
剤でもって溶解処理することにより、導電性支持体上に
任意の大きさ及び密度の表面凹凸を有する下引層１２を
設層することができる。本方法によれば、粗面１６を構
成する凹凸の大きさは塗膜の厚さ、密度は２種の樹脂液
の混合比でコントロールすることが可能であシ、壕だコ
スト的にも有利である。

粗面４をもつ下引層２を構成する樹脂の組合せとしては
、（１）相溶性が小さいこと。（２）残存樹脂の導電性
支持体への密着性が良いこと。（３）感光層１５等上の
塗布層の溶剤に対して残存樹脂の耐溶剤性が良いこと。

（４）残存樹脂の電気抵抗が体積抵抗で１０１３０・α
程度以下であること、などの点が挙げられる。

以上の条件全満足する具体的な樹脂の組合せとしては、
フェノール樹脂とポリアミド系樹脂との組合せ、エポキ
シ樹脂とセルロース系樹脂との組合せなどがあシ、混合
比率としては必要とする凹凸の大きさ、密度によって異
なるが残存樹脂に対して、溶解除去する樹脂の割合は５
チル３０係程度が好ましく、膜厚としては０．３μ〜１
０μ程度が適当である。

この光拡散反射性の粗面４をもつ下引層２は基体との導
電性を保つため体積抵抗１０１３Ω・ｄ以下のフェノー
ル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、セルロース系
樹脂などよりなり、例えば前述の形成方法によって設層
される。すなわち、例えばフェノール樹脂とポリアミド
樹脂と金アルコール系溶媒に溶解し混合するとフェノー
ル樹脂溶液中にポリアミド樹脂液が直径１〜３μ程度の
液滴として分散した樹脂液が得られ、この樹脂液を導電
性支持体１上に塗布し、乾燥・硬化後、熱アルコール系
溶媒に浸漬すると、ポリアミド樹脂のみが溶解・除去さ
れ導電性支持体１上には約１μ程度の凹凸を有するフェ
ノール樹脂硬化物の塗膜が得られる。この様にして下引
層２の表面４がレーザーのλ／２以上の表面粗さとされ
る。

又、本発明では、下引層２と感光層３０間に別の下引層
（図示せず）を設けることもでき、例えばカゼイン、ポ
リビニルアルコール、ニトロセルロース、エチレン−ア
クリル酸コポリマー、ポリアミド（ナイロン６、ナイロ
ン６６、ナイロン６１０、共重合ナイロン、アルコキシ
メチル化ナイロンなど）、ポリウレタン、ゼラチンなど
によって形成できる。この層の膜厚は、０．１μｍ〜５
μｍ１好ましくは０．５＃１〜３μｍが適当である。

本発明の好ましい具体例では、感光層３は電荷発生層と
電荷輸送層からなる積層構造の感光層とすることができ
る。

本発明における電荷発生層は、スーダンレッド、グイア
ンプル−、ジェナスグリーンＢなどのアゾ顔料、アルゴ
ールイエロー、ピレンキノン、インゲンスレンブリリア
ントバイオレットＲＲＰなどのキノン顔料、キノシアニ
ン顔料、ペリレンＭ料、インジゴ、チオインジが等のイ
ンジゴ顔料、インドファーストオレンジトナーなどのビ
スペンシイミグゾール顔料、銅フタロシアニン、アルミ
クロル−フタロシアニンなどの７タロシアニン顔料、キ
ナクリドン顔料や特願昭５７−１６５２６３号に記載の
アズレン化合物から選ばれた電荷発生性物質を、ポリエ
ステル、ポリスチレン、ポリビニルブチラール、ポリビ
ニルピロリドン、メチルセルロース、ホリアクリル酸ニ
ス′チル類、セルロースエステルなどの結着剤樹脂に分
散して形成される。その厚さは０．０１〜１μ、好まし
くは０．０５〜０．５μ程度である。

まだ、電荷輸送層は主鎖又は側鎖にアントラセン、ピレ
ン、フェナントレン、コロネンなどの多環芳香族化合物
又はインドール、カルバゾール、オキサゾール、インオ
キサゾール、チアゾール、イミダゾール、ぎラゾール、
オキサジアゾール、ピラゾリン、チアジアゾール、トリ
アゾールなどの含窒素環式化合物を有する化合物、ヒド
ラゾン化合物等の正孔輸送性物質全成膜性のある樹脂に
溶解させて形成される。これは電荷輸送性物質が一般的
に低分子量で、それ自身では成膜性に乏しいためである
。そのような樹脂としては、ポリカーゴネート、？ジメ
タクリル酸エステル類、ボリアリレート、’＋”リスチ
レン、ポリエステル、ポリサルホン、スチレン−アクリ
ロニトリルコポリマー、スチレン−メタクリル酸メチル
コＩリマー等が挙げられる。

電荷輸送層の厚さは５〜２０μである。又、前述の電荷
発生層を電荷輸送層の上に積層した構造の感光層３とす
ることができる。

又、前述の感光層３としては前述の形式のものに限らず
、例えば前掲のＩＢＭ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐ−ｍｅｎｔ
　、１９７１年１月、Ｐ、７５〜Ｐ、８９に開示された
ポリビニルカルパゾールトトリニトロフルオレノンから
なる電荷移動錯体、米国特許第４３１５９８３号公報、
米国特許第４３２７１６９号公報などに記載されたピリ
リウム系化合物を用いた感光層あるいはよく知られてい
る酸化亜鉛や硫化カドミニウムなどの無機光導電性物質
を樹脂中に分散含有させた感光層やセレン、セレン−テ
ルルなどの蒸着フィルムラ使用することも可能である。

導電性支持体１１としては、アルミニウム、銅、ステン
レス鋼などの金属、あるいは金属を蒸着したグラスチッ
クなどが適当である。

本発明の電子写真感光体は、比較的長波長（例えば７５
０　ｎｍ以上）の半導体レーザーを使用した電子写真方
式プリンタに使用することができるが、その他のレーザ
ービーム例えばヘリウム−ネオンレーザ−、ヘリウム−
カドミウムレーザーやアルゴンレーザーなどを用いた電
子写真方式プリンタにも適している。本発明は、この様
なレーザービームなどの可干渉光を光源として使用した
際に従来の方法で現出していた画像形成時の干渉縞模様
を完全に解消することができる他に、黒ポチ（黒斑点）
をも有効に解消することができる利点を有している。

すなわち、一般にレーザービームを使用した電子写真方
式プリンタは、電子写真感光体を帯電した後にレーザー
ビームを画像信号に応じたポジ像様スキャン露光（イメ
ージスキャン露光）を与えてパックイメージに静電潜像
を形成し、次いでこの静電潜像がもっている極性と同一
極性のトナーを有する現像剤を静電潜像面に与えるどと
によりイメージスキャンされたポジ像様露光部にトナー
を付着させる反転現像方式が採用されているが、この反
転現像方式の場合では形成画像中に黒斑点状の不要トナ
ー付着が生じていた。これは、前述した様にサンドゲラ
スト法により形成した粗面では小さい篩さの突起体から
大きい高さの突起体の間の分布状態が大きく、均一な粗
面が形成されず、このため不必要に大きい突起部から電
荷発生層中にキャリアが注入され、帯電時には突起部か
ら注入されたキャリアが帯電電荷と静電気的に中和され
、電気的には既に像露光された状態となシ、トナー現像
時にはトナーの付着金部き起し、これが黒斑点を形成す
る原因となっている。

これに対して、本発明の電子写真感光体では前述した様
に前述した粗面をもつ下引層は、キャリア注入部がなく
前述の如き反転現像方式を採用しても全く黒斑点が現わ
れない。この点については下達の実施例で詳述する。勿
論、本発明では前述の反転現像方式に限らず、各種の現
像法、例えばカスケード現像法、磁気ブラシ現像法、・
セラダークラウド現像法、ジャンピング現像法や液体現
像法などを採用することもできる。

以下、本発明を実施例に従って説明する。

実施例１ フェノール樹脂メタノール溶液（固型分６０チ二大日本
インキ社製グライオーフェン５０１０）１００重量部に
共重合ポリアミド樹脂メタノール溶液（固型分１０チ：
東しく株）製アミランＣＭ−８０００）　１００　重量
部、”ラドルエンスルホン酸メタノール溶液（固型分５
０％）１２重量部を添加し、充分に混合・攪拌した。そ
の後、この混合液を６０φＸ２５８ｍＡのアルミニウム
シリンダー上に浸漬法で塗布し、１００℃で２０分間乾
燥・硬化し５μの膜厚の塗膜全形成した。このシリンダ
ーを５０℃に加温したメタノール中に５分間浸漬すると
、塗膜中のポリアミド成分が溶解・除去され、平均表面
粗さが１μ程度の凹凸ｔｉするフェノール樹脂塗布面の
みがシリンダー上に残った。このシリンダーの反射特性
を測定したところ、全党拡散反射率は６６チでおった。

この際、平均表面粗さは、小板研究所製の万能表面形状
測定器［５Ｅ−３ＣＪによシ、又入射光の強度に対する
全拡散反射光の強度の割合（全光拡散反射率）は、日本
分光（株）製の「Ｕｖｉｄｅｃ−５ｏ５Ｊによシ測定し
た。

次に、低脂肪カゼインにュージーランド産）水溶液全回
じく浸漬塗布し、１μ厚のカゼイン樹脂層を設けた。

次にε型銅フタロシアニン（東洋インキ社製）１００重
量部、ブチラール樹脂（積木化学（株）製）５０重量部
およびシクロヘキサフッ１３５０重量部ｋｌφガラスピ
ーズを用いたサンドミル装置で２０時間分散した。この
分散液にメチルエチルケトン２７００重量部を加え、上
記ポリアミド樹脂層上に浸漬塗布し５０℃で１０分加熱
乾燥して０、１５１／ｍ”の塗布量の電荷発生層を設け
た。

次いで、下記構造式のヒドラゾン化合物ヲ１０部および
スチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂（商品名：Ｍ
Ｓ２００；製鉄化学（株）製）１５部をトルエン８０部
に溶解した。この液を上記電荷発生層上に塗布して１０
０℃で１時間の熱風乾燥金して、１６μ厚の電荷輸送層
を形成した０この様にして作成した電子写真感光体を発
振波長７７８　ｎｍの半導体レーザー金偏えた反転現像
方式の電子写真方式プリンタであるキャノンレーザービ
ームブリンクＬＢＰ−ＣＸ（キャノン（株）製）に装填
した後に、全面にラインスキャンを行ない全面が黒色ト
ナー像となる画像を形成したところ、この全黒色画像中
には干渉縞模様が全く現われていなかった。

次に、レーザービームを文字信号に従ってラインスキャ
ンし、画像として文字を形成させる操作を温度１５℃で
相対湿度１０チの条件下で２０００回繰り返して、２０
００枚目のコピー文字画像を取９出した。このコピー文
字画像中の直径０．２謔以上の大きさをもつ黒斑点（黒
ポチ）の数音測定したところ、全く黒斑点は見い出せな
かった。

比較例１ 比較実験として、実施例１の電子写真感光体全作成した
際に使用したフェノール樹脂層の使用を省略したはカ）
は、前述の実施例１と全く同様の方法で電子写真感光体
を作成した。

この比較用電子写真感光体を実施例１で用いたレーザー
ビームプリンタに取り付けて、同様の測定を行なったと
ころ、全面黒色画像中には明瞭な干渉縞が形成されてい
た。

比較例２ 実施例１で用いたアルミシリンダーと同様のものをサン
ドブラスト法にょシその表面を粗面化した。次に、この
粗面化されたアルミニウムシリンダーの表面に実施例１
で用いたフェノール樹脂層を省略して、直接１μｍのカ
ゼイン層を設けた。この表面を小板研究所の万能表面形
状測定器（ｓｇ−３Ｃ）で測定したが、この時の平均表
面粗さ２μｍ程度であった。次に日本分光（株）製の「
Ｕｖｌｄｅｃ　−５０５」により入射光の強度に対する
全光拡散反射率を測定したところ、４６チであった。

このカゼイン層の上に実施例１と同様の感光層を設けた
比較用電子写真感光体を実施例１で用いたレーザービー
ムプリンタに取り付けて、同様の測定を行なったととる
、全面黒色画像中には明瞭な干渉縞が形成されていた。

比較例３ 実施例１で用いたアルミニウムシリンダーと同様のもの
を用意し、この表面を平均表面粗さが３２μｍとなる様
にサンドラスト加工し、その上に実施例１で用いたフェ
ノール樹脂層を省略して、直接１μｍのカゼイン層を設
けた。この表面の入射光に対する全光拡散反射率を実施
例１と同様の方法で測定したところ、６８チであった。

このカゼイン層の上に実施例１と同様の感光層を設けた
比較用電子写真感光体を実施例１で用いたレーザービー
ムプリンターに取シ付けて、同様の測定を行なったとこ
ろ、全面黒色画像中には干渉縞は観察されなかったが、
２ｏｏｏ枚目のコピー文字画像中には１０　ｃｍ２当り
に直径０２叫以上の黒斑点が約３０個形成されており、
極めて見にくい画像であった。

実施例２ 微粒子酸化亜鉛（堺化学（株）製５ａｚｅｘ　２０００
　）１０１１アクリル系樹脂（三菱レーヨン（株）製ダ
イヤナールＬＲＯＯ９）４　、！９、トルエン１０９と
下記構造式のアズレニウム化合物１０ｍｇ１＆−ルミル
中で十分に混合して感光層用塗布液を調製した。

号に記載のもの） この感光層用塗布液を乾燥後の膜厚が２１μｍとなる様
に、実施例１で用いた電荷発生層と電荷輸送層からなる
積層構造の感光層に代えて設けたほか、実施例１と同様
の方法で電子写真感光体を調製した。

この電子写真感光体を実施例１で使用したレーザービー
ムプリンター（但し、帯電が正極性となる様に帯電器と
トナーを変更した）に取シ付けて、同様の測定を行なっ
たところ、全面黒色画像中には干渉縞模様がなく、しか
も２０００枚目の文字コピー中には直径０．２膿以上の
黒斑点が全く見い出せず、極めて良好な画像であること
が判明した。

実施例３ 実施例１で用いたフェノール樹脂メタノール溶液と共重
合？リアミド樹脂メタノール溶液の混合液のうちフェノ
ール樹脂メタノール溶液を５０重量部とし、共重合ポリ
アミド樹脂メタノール溶液を１５０重量部とした他は、
実施例１と同様の方法でフェノール樹脂層を形成した。

この表面の平均表面粗さを実施例１と同様の方法で測定
したところ、８μｍであった。さらに、入射光に対する
全党拡散反射率を実施例１と同様の方法で測定したとこ
ろ、７８係であった。

さらに、前述のフェノール樹脂層の上に実施例１と同様
のカゼイン層と感光層を設けて電子写真感光体を作成し
、実施例１と同様の方法で測定したところ全面黒色画像
を形成した際には画像中に干渉縞模様は全く現出してい
なかった。又、２０００枚目の文字画像を取り出して黒
斑点の有無を観察しだところ、文字画像中には黒斑点が
全く存在していなかった。

〔発明の効果〕

本発明の電子写真感光体によれば、像露光・現像後の干
渉縞状の濃度ムラが生ぜず、鮮明な電子写真が得られる
。この様な効果は、特に、可干渉光とシわけレーザーを
像露光用光源として用いる場合に顕著であシ、レーザー
プリンター用電子写真感光体として極めて有利に応用さ
れることとなる０

【図面の簡単な説明】 第１図は、従来の電子写真感光体の断面図である。第２
図は本発明の電子写真感光体に入射する光の光路を示す
説明図である。 １・・・導電性支持体、２・・・下引層、３・・・感光
層、４・・・粗面。 第１図 第２図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　導電性支持体と感光層との間に平均表面粗さを
   像露光用光源の半波要分以上とした光拡散反射面を有す
   る下引層χ備えていることを特徴とする電子写真感光体
   。
2. （２）　下引層を有する導１性支持体が像露光用光源か
   らの光線の強度に対し５０チ以上の割合の強度で光拡散
   反射音生じさせる光学特性をもつ特許請求の範囲第（」
   ）項記載の電子写真感光体。
3. （３）下引＋＊Ｖ有する導電性支持体が像露光用光源か
   らの光線の強度に対し６５チ以上の割合の強度で光拡散
   反射を生じさせる光学特性をもつ特許請求の範囲第ｍ項
   記載の電子写真感光体。
4. （４）光拡散反射面の平均表面粗さが０．５μｍ以上で
   ある特許請求の範囲第＋１を項記載の電子写真感光体。
5. （５）導電性支持体上に、乱いに非相溶性の２種の樹脂
   液乞混合し上に感光層を形成することを特徴とする電子
   写真感光体の製造法。