JPS60250356A - 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、導電性支持体上に、キャリア発生層とキャリ
ア輸送層とを組合せてなる感光層を設けてなる電子写真
感光体に関するものである。

〔従来技術〕

現在までに、可視光を吸収して荷電キャリア（以下単に
「キャリア」という。）を発生ずるキャリア発生物質（
以下ｒｃＧＭＪどもいう。）を含有して成るキャリア発
生層（以下ｒ　ＣＧＬ　ｊともいう。）と、このＣＧＬ
において発生した正又は負のキャリアの何れか一方又は
両方を輸送するキャリア軸道物質（以下ｒ’ＣＴＭＪと
もいう。）を含有して成るキャリア輸送層（以下ｒＣＴ
ＬＪともいう。）とを組合せることにより、電子写真感
光体の感光層を構成せしめることが提案されている。こ
のように、キャリアの発生と、その輸送という感光層に
おいて必要な２つの基礎的機能を、別個の層に分担せし
めることにより、感光層の構成に用い得る物質の選択範
囲が広範となる上、各機能を最適に果す物質又は物質系
を独立に選択することが可能となり、又そうすることに
より、電子写真プロセスにおいて要求される緒特性、例
えば帯電セしめたときの表面電位が高く、電荷保持性が
大きく、光感度が高く、又反復使用における安定性が大
きい等の優れた特性を有する電子写真感光体を構成せし
めることが可能となる。

従来このような感光層としては、セレンまたはセレンを
主成分とするセレン合金よりなる、いわゆるセレン系Ｃ
ＧＬとセレン系ＣＴＬとを積層せしめたものが広く実用
化されている。特に可視領域における分光感度を高くす
るためには、ヒ素に比べて毒性の小さいテルルをセレン
に添加することが有効であり、このテルルの含有割合が
１２〜３５重量％の場合には光導電性が高い特長を有し
ておりこの点からＣＧＬとして有用であり、一方テルル
の含有割合が１２重量％未満の場合には暗減衰が小さく
て電荷保持性が大きい特長を有しておりこの点からＣＴ
Ｌとして有用である。

然るに斯かるセレン系の感光層を有する電子写真感光体
においては、当該感光層の高温耐久性が小さく、このた
めに高温雰囲気下においては劣化が速くて早期にその優
れた特性が失われるようになる欠点がある。

セレン系感光層を有する電子写真感光体は、通常、所要
組成のセレン物質を蒸発源として用い、例えばアルミニ
ウム等の金属ドラムよりなる導電性支持体の表面にセレ
ン物質を蒸着せしめることによって製作される。そして
蒸発源とされるセレン物質は、通常その原料を一旦溶融
する工程を含む方法によって製造されるが、このセレン
物質の製造における条件は、最終的に形成される電子写
真感光体の感光層の特性に相当の影響を及ぼすものであ
る。

〔発明の目的〕

本発明は以上の如き事情に着目し、種々の研究を重ねた
結果完成されたものであって、その目的は、セレン系の
キャリア発生層とセレン系のキャリア輸送層とを組合せ
てなる感光層を具え、高温下においても結晶化が確実に
抑制され、優れた感光特性を長期に亘って安定して得る
ことができる電子写真感光体を提供することにある。

〔発明の構成〕

以上の目的は、キャリア発生層とキャリア輸送層とを組
合せてなる感光層を導電性支持体上に設けてなる電子写
真感光体において、前記キャリア発生層が、セレン原料
を３８０〜４５０℃の範囲内の温度で加熱溶融し、次い
で加熱温度よりも低い温度に一定時間以上保持し、その
後冷却固化せしめて得られた、テルルの含有割合が１２
〜３５重量％の感光体用材料より形成され、前記キャリ
ア輸送層が、セレン原料を３７０〜４３０℃の範囲内の
温度で加熱溶融し、次いで加熱温度よりも低い温度に一
定時間以上保持し、その後冷却固化せしめて得られた、
テルルの含有割合が１２重景％未満の感光体用材料より
形成されることを特徴とする電子写真感光体によって達
成される。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明においては、その詳細は後述する方法により製造
された１２〜３５重量％のテルルを含有する感光体用材
料をＣＧＬ用材料として用いてＣＧＬを形成し、その詳
細は後述する方法により製造されたテルルの含有割合が
１２重量％未満の感光体用材料をＣＴＬ用材料として用
いてＣＴＬを形成し、ごれらのＣＧＬとＣＴＬとを組合
せることにより、キャリアの発生と輸送とをそれぞれ別
個の物質で行なういわゆる機能分離型感光体の感光層を
構成する。

本発明においてＣＧＬ用材料として用いるテルルの含有
割合が１２〜３５重量％の感光体用材料は次のようにし
て製造する。

即ち、セレンに所要割合のテルルを加えてなるセレン原
料を用意する。このセレン原料を組成するセレン及びテ
ルルは、インゴットを破砕したもの、粒状のもの、粉末
状のものなど種々の形態の何れであってもよいが、簡単
に溶融できる点から粒状のもの或いは粉末状のものが好
適であり、その粒度は例えば直径で０．５〜５顛が望ま
しい。このセレン原料には特性改良剤として例えば銅、
白金、金などが例えば１〜１００重量ｐｐｍの割合で含
有されていてもよい。

このようなセレン原料を加熱して溶融する。例えばルツ
ボ内にセレン原料を入れ、真空雰囲気下またはヘリウム
、アルゴン、窒素などの不活性ガス雰囲気下において、
電気オーブンなどを用いて室温から急速に若しくは段階
的に３８０〜４５０℃の範囲内の温度にまで昇温せしめ
て加熱溶融し、この溶融物をその加熱温度に一定に保ぢ
ながら通常３０〜２４０分間好ましくは６０〜１８０分
間に亘りセレン原料をスクリュー撹拌器などにより攪拌
し続けて溶融物の組成を十分に均一化する。セレン原料
を溶融せしめるための」二記加熱温度は、当該セレン原
料が溶融する温度であってかつテルルの融点（４５０°
Ｃ）以下の温度であり、その範囲は３８０〜４５０℃と
する。この加熱温度が４５０℃を越える場合には、得ら
れる感光体用材料より形成したＣＧＬＯ中には高温時に
結晶化し易いものも存在することがあり、高温時の結晶
化抑制が確実なものとはならない。またこの加熱温度は
テルルの含有割合が小さいほど低いものとすることがで
きるが、３８０℃未満の場合には溶融が不十分となって
得られる感光体用材料にテルルの偏析が発生し易く、こ
のため形成したＣＧＬが均質性の劣ったものとなり、所
期の特性が得られないことがある。

このような加熱溶融に続いて、セレン原料の溶融物を加
熱溶融時の加熱温度よりも低い温度でかつひき続き溶融
状態が維持される保持温度、例えば２４０〜３６０℃、
好ましくは２６０〜３６０°Ｃの範囲内の温度に低下せ
しめて、当該溶融物を攪拌して組成の均一性を保ちなが
ら当該保持温度に一定時間例えば３０分間以上保持する
。、二の加熱温度から保持温度への温度低下は急速に行
なうのが好ましい。保持温度があまり低いと溶融物が同
化するようになるので好ましくない。そして保持温度に
保持する時間は３０分間以上であれば十分であるが、実
用上は３０〜１２０分間の範囲内であることが好ましい
。

このように保持温度に一定時間保持した後、溶融物を例
えば水中に投入してほぼ常温にまで急速に冷却して固化
せしめ、この固化物を回収して以て１２〜３５重量％の
テルルを含有する感光体用材料を得る。

本発明においてＣＴＬ用材料として用いるテルルの含有
割合が１２重量％未満の感光体用材料は次のようにして
製造する。

即ち、セレンに所要割合のテルルを加えてなるセレン原
料を用意する。このセレン原料を組成するセレン及びテ
ルルは、インゴットを破砕し゛たもの、粒状のもの、粉
末状のものなど種々の形態の何れであってもよいが、簡
単に溶融できる点から粒状のもの或いは粉末状のものが
好適であり、その粒度は例えば直径で０．５〜５龍が望
ましい。

このようなセレン原料を加熱して溶融する。例えばルツ
ボ内にセレン原料を入れ、真空雰囲気下またはヘリウム
、アルゴン、窒素などの不活性ガス雰囲気下において、
電気オーブンなどを用いて室温から急蓮に若しくは段階
的に３７０〜４３０°Ｃの範囲内の温度にまで昇温せし
めて加熱溶融し、この溶融物をその加熱温度に一定に保
ちながら通常３０〜２４０分間好ましくは６０〜１８０
分間に亘りセレン原料をスクリュー攪拌器などにより攪
拌し続けて溶融物の組成を十分に均一化する。セレン原
料を溶融せしめるための上記加熱温度は、当該セレン原
料が溶融する温度であってかつテルルの融点（４５０℃
）以下の温度であり、その範囲は３７０〜４３０℃とす
る。この加熱温度が４３０℃を越える場合には、得られ
る感光体用材料より形成したＣＴＬ′の中には漏湯時に
結晶化し易いものも存在することがあり、高温時の結晶
化抑制が確実なものとはならない。またこの加熱温度は
テルルの含有割合が小さいほど低いものとすることがで
きるが、３７０℃未満の場合には溶融が不十分となって
得られる感光体用材料にテルルの偏析が発生し易く、こ
のため形成したＣＴＬが均質性の劣ったものとなり、所
期の特性が得られないことがある。

このような加熱溶融に続いて、セレン原料の溶融物を加
熱溶融時の加熱温度よりも低い温度でかつひき続き溶融
状態が維持される保持温度、例えば２５０〜４２０℃、
好ましくは２５０〜３２０℃の範囲内の温度に低下せし
めて、当該溶融物を攪拌して組成の均一性を保ちながら
当該保持温度に一定時間例えば３０分間以上保持する。

この加熱温度から保持温度への温度低下は急速に行なう
のが好ましい。保持温度があまり低いと溶融物が固化す
るようになるので好ましくない。そして保持温度に保持
する時間は３０分間以上であれば十分であるが、実用上
は３０〜１８０分間の範囲内であることが好ましい。

このように保持温度に一定時間保持した後、溶融物を例
えば水中に投入してほぼ常温にまで急速に冷却して固化
せしめ、この固化物を回収して以てテルルの含有割合が
１２重量％未満の感光体用材料を得る。

以上ＣＧＬ用材料として用いるテルルの含有割合が１２
〜３５重量％の感光体用材料及びＣＴＬ用材料として用
いるテルルの含有割合が１２重量％未満の感光体用材料
の製造例について説明したが、このようにして得られる
感光体用材料を用いてＣＧＬまたはＣ且を形成するため
の手段としては、例えば蒸着法を好ましいものとして挙
げることができる。具体的には、例えば第１図に示すよ
うに、導電性支持体１上に既述のテルルの含有割合が１
２重量％未満の感光体用材料の蒸着膜を設けてＣＴＬ３
を形成し、このＣＴＬ　３上に既述のテルルの含有割合
が１２〜３５重景％の感光体用材料の蒸着膜を設けてＣ
ＧＬ　２を形成し、これらのＣＧＬ２とＣＴＬ　３とに
より感光層４を構成する。

ここに前記導電性支持体ｌの材質としては、例えばアル
ミニウム、ニッケル、銅、亜鉛、パラジウム、銀、イン
ジウム、錫、白金、金、ステンレス鋼、真鍮等の金属の
シートを用いることができる。

前記ＣＧＬ　２の厚さは、通常１〜１０ミクロン、好ま
しくは２〜５ミクロンである。また前記ＣＴＬ３の厚さ
は、通常３０〜１００ミクロン、好ましくは５０〜６０
ミクロンである。

〔発明の効果〕

本発明電子写真感光体は以上のような構成であるから、
後述する実施例の説明からも理解されるように、感光層
の高温下での結晶化が確実に抑止され、このため高温下
にさらされる場合があっても、感光層は依然として十分
な暗抵抗を有し、しかも光感度が十分に高くて良好な光
導電性を示し、結局電子写真プロセスを多数回に亘り繰
り返したときにも残留電位の上昇が大幅に抑制され、環
境温度の影響を受けることなく電子写真プロセスを長期
間安定して多数回に亘り繰り返して行なうことができる
。このような効果が得られる理由は厳密には解明されて
いないが、感光層のＣＧＬ及びＣＴＬを形成する感光体
用材料の製造において、セレン原料をテルルの融点以下
の特定範囲内の加熱温度で加熱溶融し、次いで溶融物を
一気に冷却せずに加熱温度よりは若干低い温度で依然と
して溶融状態を維持できる保持温度に一定時間以上保持
するため、これにより得られるセレン物質が確実に結晶
化しにくい特性を有するものとなり、この特性がそのま
まＣＧＬ及びＣＴＬとなったときにおいても引き継がれ
、この結果テルルを含有する場合であってもＣＧＬ及び
ＣＴＬにおける高温時の結晶化が確実に抑制されるよう
になるものと考えられる。

そしてＣＧＬは、既述のＣＧＬ用の感光体用材料を蒸着
して形成することにより、テルルの含有割合が１２〜３
５重景％のものとなるので光導電性が高くて優れたキャ
リア発生機能を有し、一方ＣＴＩ、は、既述のＣ几用の
感光体用材料を蒸着して形成することにより、テルルの
含有割合が１２重量％未満のものとなるので暗減衰が小
さくて電荷保持性が高く優れたキャリア輸送機能を有す
るものとなる。

またＣＧＬ及びＣＴＬの２層構成の感光層の形成におい
ては、蒸着源を変えて蒸着を繰り返して行なうこととな
るが、２回目の蒸着時に１回目に蒸着した蒸着膜を加熱
しながら蒸着を行なうようにしても、１回目に蒸着した
蒸着膜の結晶化が発生せず、従って感光特性の劣化を招
くことなく良好な蒸着を行なうことができ、この結果得
られる感光層は良好な感光特性を有するものとなる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではない。

実施例１ （ＣＧＬ用材料の製造） ルツボ中に入れた、７８重量％の粒状セレン（純度９９
．９９９％）及び２２重量％の粒状テルル（純度９９．
９９９％）よりなるセレン原料を、窒素ガス雰囲気とし
た電気炉内において室温から３９０℃の加熱温度にまで
急激に昇温せしめて溶融し、溶融物をスクリュー攪拌器
により攪拌しながらその加熱温度に６０分間に亘り保っ
た。続いて溶融物を依然として溶融状態が保たれる保持
温度３００℃にまで急激に降下せしめ、溶融物をスクリ
ュー攪拌器により攪拌しながら、当該保持温度に３０分
間に亘り保持した。この保持に続いてルツボ中の溶融物
を温度２０℃の水中に石英製の直径２鰭のノズルを通し
て投入して急激に冷却して固化せしめた。次いで水中か
ら固化物を回収して２２重量％のテルルを含有するセレ
ン−テルル合金よりなる感光体用材料を得た。

（ＣＴＬ用材料の製造） ルツボ中に入れた、９５重量％の粒状セレン（純度９９
．９９９％）及び５重量％の粒状テルル（純度９９．９
９９％）よりなるセレン原料を、窒素ガス雰囲気とした
電気炉内において室温から３８０℃の加熱温度にまで急
激に昇温せしめて溶融し、溶融物をスクリュー攪拌器に
より攪拌しながらその加熱温度に６０分間に亘り保った
。続いて溶融物を依然として溶融状態が保たれる保持温
度３００′ｃにまで急激に降下せしめ、溶融物をスクリ
ュー攪拌器により攪拌しながら、当該保持温度に３０分
間に亘り保持した。この保持に続いてルツボ中の溶融物
を温度２０℃の水中に石英製の直径２ｆｌのノズルを通
して投入して急激に冷却して固化せしめた。

次いで水中から固化物を回収して５重量％のテルルを含
有するセレン−テルル合金よりなる感光体用材料を得た
。

以上のようにして得られたテルルの含有割合が５重量％
の感光体用材料を蒸発源として用い、真空藤着法により
温度２８０℃で加熱蒸発せしめて、アルミニウムよりな
り、厚さ４龍の円筒状の導電性支持体上に膜厚６０ミク
ロンのＣＴＬを形成した。

このＣＴＬ上に、上述のようにして得られたテルルの含
有割合が２２重量％の感光体用材料を蒸発源として用い
、真空蒸着法により温度２８０”ｃで加熱蒸発せしめて
、膜厚５ミクロンのＣＧＬを形成し、もって第１図に示
した構成と同様の電子写真感光体を得た。これを「試料
１」とする。

実施例２〜５及び比較例１〜４ ＣＧＬ用またはＣ凡用の感光体用材料の製造条件を下記
第１表に示す通りとした他は実施例１と同様にして電子
写真感光体を得た。これらをそれぞれ「試料２」〜「試
料５」及び「比較試料１」〜「比較試料４」とする。

尚第２図〜第１５図は各々感光体用材料の製造時におけ
る温度と時間との関係の概略を示す線図であり、上記の
実施例及び比較例の各々におけるＣＧＬ用材料の製造及
びＣＴＬ用材料の製造では、第２図〜第１５図にそれぞ
れ示した曲線ａ−ｙ　ｎの何れかひとつに従って処理さ
れており、その対応関係は第１表中「図の符号」の欄に
ａ’−ｎの符号を付して示した。

以上のようにして得られた試料及び比較試料の各々を電
子写真複写機ｒＵ　−Ｂｉｘ　１６００Ｊ　（小西六写
真工業社製）に装着し、温度２０℃で相対湿度６５％の
環境下において帯電及び露光試験を行ない、帯電電位及
び残留電位について調べた。帯電電位は、６．ＯＫＶ、
２００μＡの帯電条件で、現像部位置に配置した表面電
位計プローブで測定される表面電位で評価した。また残
留電位については、帯電器により感光ドラムの表面を１
００ＯＶに帯電せしめた後、露光量が２０１ｕｘ−ｓｅ
ｃとなるようハロゲン光を露光するプロセスをｌ０００
回繰り返した後において感光ドラムの表面に蓄積された
電位を測定し、これを残留電位とした。

次に上記試料及び比較試料を取り外してこれらを温度６
０℃、相対湿度５０％の環境下に３日間放置することに
より強制的な劣化処理を施し、その後再び同様にして試
験を行ない帯電電位及び残留電位について調べた。

また既述と同様にして作製した試料及び比較試料の各々
を温度６５℃、相対湿度５０％に維持された恒温槽内に
放置して感光層の熱劣化を強制的に生ぜしめ感光層の表
面が白化し始めるまでの時間を調べた。感光層の表面が
白化するのは熱によってアモルファス状の構造が変化し
て結晶化が進行するからであり、この時間が大きいもの
ほど高温耐久性の優れたものである。

以上の試験の結果を第１表に併せて示す。

この第１表の結果から理解されるように、本発明の電子
写真感光体である試料１〜５によれば、感光層が高温耐
久性に優れていて、高温下にさらされた場合にも依然と
して高い帯電電位を保持ししかも残留電位が小さく、電
子写真プロセスを多数回に亘り安定に繰り返して実行す
ることができた。これに対して比較試料１及び２は、Ｃ
ＧＬ及びＣＴＬを形成するための感光体用材料が、その
製造時において、保持温度に保持する過程を経ずに一気
に冷却して製造されるため、これを用いて作製した感光
層は高温耐久性が著しく低く、高温下にさらされた場合
には帯電電位が相当に低下し、かつ残留電位が大幅に上
昇し早期に実用に供することができなくなるものであっ
た。また比較試料３及び４は、ＣＧＬ及びＣＴＬを形成
するための感光体用材料が、その製造時において、保持
温度に一定時間以上保持する過程を経るものの加熱温度
がそれぞれ３８０〜４５０℃及び３７０〜４３０℃の範
囲外であるため、これらの感光体用材料を用いて作製し
た感光層は高温耐久性が若干劣り、高温下における結晶
化を確実に防止することのできないものであった。

また蒸発源の加熱温度を変えた以外は上述と同様にして
感光体を作製し、同様の試験を行なったところ、上記と
同様の傾向の結果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明電子写真感光体の構成例を示す説明用断
面図、第２図〜第１５図は各々ＣＧＬ用またはＣＴＬ用
の感光体用材料の製造時における温度と時間との関係の
概略を示す線図である。 １・・・・導電性支持体 ２・・・・キャリア発生層（ＣＧＬ） ３・・・・キャリア輸送層（ＣＴＬ） ４・・・・感光層 差／１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）キャリア発生層とキャリア輸送層とを組合せてなる
   感光層を導電性支持体上に設けてなる電子写真感光体に
   おいて、前記キャリア発生層が、セレン原料を３８０〜
   ４５０℃の範囲内の温度で加熱溶融し、次いで加熱温度
   よりも低い温度に一定時間以上保持し、その後冷却固化
   せしめて得られた、テ、ルルの含有割合が１２〜３５重
   量％の感光体用材料より形成され、前記キャリア輸送層
   が、セレン原料を３７０〜４３０℃の範囲内の温度で加
   熱溶融し、次いで加熱温度よりも低い温度に一定時間以
   上保持し、その後冷却固化せしめて得られた、テルルの
   含有割合が１２重量％未満の感光体用材料より形成され
   ることを特徴とする電子写真感光体。